ترمینال آزاد

چرت نویس های یک مهندس بیکار

تفاوت آردوینو Unoهای موجود در بازار

بعد از نوشتن پست “در قلمرو آردوینو چه می گذرد” که محتواش چرایی استفاده از آردوینو بود، در آخر توصیه کردم به شروع یادگیری با آردوینو مدل Uno که چند مدل تو ایران هستش با قیمت‌ها و ظاهر متفاوت که شاید برای عده ای پیش بیاد کدوم مدل رو باید تهیه کنند.

اولین رفع ابهام در مورد تفاوت نام برندهای Arduino و Genuino هست. آردوینو در ابتدا فعالیت خودشو از ایتالیا شروع کرد و از همونجا محصولاتشو به همه دنیا توزیع می کرد. بعدا که کارش گرفت و سازمانش رو گسترش داد به نقاط بسیاری از دنیا، مرکز اصلی خودشو منتقل کرد به آمریکا و نام آردوینو رو براش حفظ کرد و تو سایر نقاط جهان (حتی ایتالیا) محصولاتشو با برند Genuino روانه بازار کرد. پس محصولات مخصوص بازار آمریکا با نام Arduino توزیع میشه و همون محصولات تو بقیه کشورها با نام Genuino تو بازار در دسترسه. پس تفاوتی در مدل نیست و فقط اسمشون فرق داره.

ArdGen_UNO

بعد فهمیدن تفاوت بین Arduino  و Genuino، ویژگی های ظاهری این دو رو معرفی می کنم تا اگه خواستین جنس اورجینال بخرین، با مدل های فیک و کلون اشتباه نگیرید.

اول میریم سراغ Genuino! این برند یه خوبی که داره، اینه که با اسم Genuino مدل فیک و کلون شده تو بازار ایران پیدا نمیشه. یعنی Genuino دیدین به احتمال خیلی زیاد اورجینال هستش. اما واسه اطمینان تصاویر این بورد رو نیگا کنین که به محض دیدن بتونین تشخیص بدین که اورجینال هستش یا نه:

genuino

دقت کنید که Genuino اورجینال توی جعبه عرضه میشه. رنگ‌های غالب بسته بندیش سفید و سبز تیره و نارنجی هستش. پشت بورد کاملا سبز هستش با یه سری توضیحات سفید رنگ. به کیفیت و تمیزی لحیم کاری بورد دقت کنید! تو مدل های کلون شاهد همچین دقت و تمیزی نخواهید بود. اما سراغ اجزای بورد که بریم یه میکروپروسسور ATmega 328 از نوع DIP می بینید. اگه غیر این باشه، بورد اورجینال نیست. همچنین بورد شامل یک پورت USB-B (پرینتری) هستش. سطح رویی مدار هم سبز رنگه و نشان و نام Genuino Uno با رنگ سفید در هر دو سمت بورد هک شده.

اما بریم سراغ برند Arduino که اگه بخواین جنس اورجینال بخرین، باید بیشترین دقت رو موقع خرید به خرج بدین. البته اصلی ترین تفاوت مدل اصلی و کلون ها، کیفیت ساخت هستش و در عملکرد (به جز یک مورد که پایین عرض می کنم) تفاوتی با هم ندارند. البته شرایط اینطوری نیست که تشخیص مدل اصلی با کلون خیلی سخت باشه. فقط ذره ای دقت می خواد تا متوجه بشید. به تصاویر دقت کنید:

arduino

مدل اورجینال هم مثل Genuino بسته بندی جعبه ای داره و رنگ غالب جعبه اش سفید و سبز روشن هستش. پشت بورد Arduino اورجینال دو رنگ هستش. نصف سفید و نصف سبز روشن. لوگو و نام Arduino Uno با رنگ سفید در دو سمت بورد قابل رویت هستش و البته دقت کنید که توضیحات در پشت بورد، در منطقه سبز نوشته شده. با دقت در لحیم کاری متوجه دقت و تمیزی اون میشید. در روی بورد یک میکروی ATmega328 موجوده به همراه یک پورت USB-B که رابط بین رایانه و بورد هستش. دقت کنید که هم میکرو از نوع DIP باشه و هم در گاه یو اس بی از نوع پرینتری که در غیر اینصورت بورد اصل نیست.

برند آردوینو بیشترین کلون رو داره. نزدیک ترین کلون به نسخه اورجینال، بورد زیر هستش:

clone

این محصول جعبه و بسته بندی نداره و بورد رو همینطوری خالی میندازن تو مشما میدن دستتون! قسمت زیری بورد کاملا سفید هستش و توضیحات بورد با رنگ آبی تیره نوشته شده روش. دیگه خبری از نام و لوگو Arduino Uno نیست و فقط آرم آردوینو رو میبینید. لحیم کاری ها خیلی تمیز هستند ولی نه در حد مدل اورجینالش. اما روی بورد کاملا شبیه نسخه اورجیناله به جز رنگش که کمی تیره تر. باز در قسمت بالایی مدار لوگو Arduino Uno رو مشاهده می کنید ولی نه دقیقا لوگویی که روی نسخه های اورجینال چاپ شده. تمامی اجزا بکار رفته واسه ساخته کلون عینا مشابه عناصر مداری بورد اورجینال هستش و تنها تفاوتش که موجب تفاوت قیمت با نسخه اصلی شده، اسمبل در چین و اورجینال نبودنشه.

اما ارزون ترین کپی از آردوینو Uno مدار زیر هستش که تو بازار معروفه به Arduino Uno CH340:

ch340g

این بورد هم بسته بندی و جعبه نداره. حتی پین‌ هدر‌ ها هم روش لحیم نشده و خودتون باید زحمتشو بکشید و اگه هم لحیم شده باشه کج و کوله و نامرتب لحیم شده، مثل تصویر بالا.  رنگ این بورد هم شبیه رنگ کلون قبلی هستش ولی زیر مدار هیچی چاپ یا نوشته نشده و شما فقط روتینگ مدار رو میبینید. روی مدار هم ممکنه هر چیزی نوشته شده باشه یا نشده باشه. شاید Arduino Uno بنویسن یا فقط Uno یا هیچی! کیفیت ساخت این بورد افتضاحه! یعنی ممکنه موقع لحیم کاری بورد صدمه ببینه. اما ببنیم چی باعث شده این بورد اینقدر ارزون باشه نسبت به بقیه:

uno-r3-rev3-development-board-atmega328p-ch340g-avr-cable-for-arduino-te113-64ba3f399f77c13ddb4ce042b5ae768e

اولین دلیل و تفاوت استفاده از ATmega328p-au که بصورت TQFP تولید میشه به جای ATmega328p-pu هستش که بصورت DIP رو نسخه های قبلی قرار داشت. این میکرو که SMD هستش نسبت به تراشه های قبلی ارزون تره ولی همون کارها رو انجام میده.

دومی تفاوت در درگاه های USB هستش. ممکنه روی این بورد ها از پورت USB-B استفاده بشه یا از USB-Micro

اما سومین تفاوت که مهم هستش متمایز بودن تراشه مبدل USB به TTL نسبت به نسخه های دیگست.

این بورد (و نسخه های اورجینال و کلون دیگه) موقع استفاده در سیستم عامل های گنو/لینوکسی به مشکلی بر نمی خورن ولی یک سری آردوینو هایی وارد شد که با سیستم عامل ویندوز ۷ و ۸ مشکل داشتن و توسط IDE آردوینو شناخته نمی شدند. برای حل این مشکل، روی این بورد ها از تراشه CH340G استفاده شده که با نصب یک درایور روی سیستم عامل، میشد به خوبی روی ویندوز ۸ ازش استفاده کرد. پس برای کسایی که قبلا با بوردهای آردوینو کنار ویندوز ۸ مشکل داشتن این کلون توصیه میشه.

البته بعد ویندوز ۸، ویندوز ۱۰ هم عرضه شده که درسته تست نکردم ولی فکر کنم این بورد هم با ویندوز ۱۰ مشکل داشته باشه. چون تراشه مبدل USB به TTL مدل CH340T رو دیدم که برای حل مشکل ویندوز ۱۰ ارائه شده ولی بورد آردوینو ای که از این تراشه استفاده بکنه تو بازار ندیدم.

در آخر توصیه من اینه که اگه از لحاظ مالی مشکلی براتون نداره از نسخه های اورجینال Arduino و Genuino بخرین و اگه می خواین کمی صرفه جویی کنید برین سراغ کلون اصلی آردوینو. اگه هم قصدتون هر چه ارزون تر کردن پروژه تون باشه مدل CH340G رو بخرین. شاید براتون جالب باشه که بگم، من خودم از ورژن CH340G برای تست پروژه ها استفاده می کنم.

در قلمرو آردوینو چه می گذرد !؟

تو بحث الکترونیک مخصوصا بخش دیجیتالش ما ICهای متنوعی استفاده می کنیم. آی سی که ازش با نام مدارات مجتمع (Integrated Circuit) یاد میشه یه سری تراشه ها هستن به شکل های مربع یا مستطیل که ازشون یه سری پایه که بهش PIN میگن زده بیرون. ورودی و خروجی پین آی سی ها بصورت ۰ و ۱ منطقی یا همون ۰ و ۵ ولت (گاها با ولتاژهای متفاوت مثل ۳٫۳ ولت) تعریف میشه .تو آی سی های سطح پایین یه سری پین ها مطلقا ورودی هستن و یه سری همیشه خروجی. تو این آی سی ها با دادن ولتاژ به تعدادی از ورودی ها، خروجی متناسبش رو دریافت می کنیم. می تونیم از این نوع آی سی ها، ۷۴HC08 که کار AND کردن دو ورودی رو انجام میده اسم ببرم.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

مثلا تو همین آی سی ۷۴۰۸ پین های ۱ و ۲ ورودی هستن و ۳ خروجی متناسب این دوتا رو میده. اگه به پین ها ۱ و ۲ مقدار ۵ ولت (۱ منطقی) اعمال کنیم پین ۳ بهمون خروجی ۱ منطقی میده. این آی سی ها عمدتا ساده هستن و نمیشه زیاد روشون مانور داد.

atmega168

اما تو تراشه های پیشرفته تر آی سی های programmable رو داریم. یعنی می تونیم برای آی سی برنامه بنویسیم و تراشه برامون اون برنامه رو از طریق پین هاش اجرا کنه. تو این نوع آی سی ها پین ها می تونن یه دفعه ورودی تعریف بشن و دفعه بعدی همون پین خروجی. معروف ترین این آی سی ها AVRها هستن که تو دانشگاه های ما این خانواده از آی سی هارو تدریس می کنن. به این آی سی ها میکروکنترلر میگیم. یه مثال می زنم از کاربرد میکروکنترلرها تا بهتر متوجه موضوع بشین. فرض کنید یه میکروکنترلر داریم که یه پینش رو توی برنامه، ورودی تعریف کردیم و حالت اولیه اش رو ۰ منطقی قرار دادیم و بهش یه سوییچ وصل کردیم. یه پین دیگه رو خروجی تعریف کردیم و حالت اولیه ۰ بهش اختصاص دادیم و یه LED‌ بهش وصل کردیم. داخل برنامه گفتیم که وقتی ورودی مقدارش ۱ شد خروجی رو ۱ کن. الان اگه ما به ورودی ۵ ولت بدیم که معادل ۱ منطقی هستش برنامه به خروجی میگه که از لحاظ منطقی ۱ بشه (همون خروجی ۵ ولت) و در نتیجه ال ای دی روشن میشه.

این توضیح کوتاه صرفا برای آشنایی مختصر با آی سی بود و اینکه اگه بخواین بیشتر در مورد انواع و اقسام آی سی‌ ها بدونین، متوجه باشید باید چه عباراتی رو جستجو کنید. میخواستم یه راست نرم سر توضیح آردوینو تا گیج نشین، چون اون موقع افرادی که آشنایی زیادی با مهندسی برق ندارند متوجه موضوع نمی شدند. یه سری توضیحات هم بود در مورد تغذیه آی سی ها و پین های جانبی که تو این مرحله نیاز نیست و گفتنش مطلب رو طولانی می کنه و شمارو خسته.

ArduinoCommunityLogo

بعد یه تعریف و آشنایی مختصر با میکروکنترلرها میریم سراغ اصل کاری! آردوینو گونه خاصی از میکروکنترلر هاست. یه پلتفورم متن باز که متشکل از دو بخش نرم افزاری و سخت افزاریه. میکروکنترلر بکار رفته بر روی برد آردوینو بر اساس زبان برنامه نویسی آردوینو (بر پایه Wiring) و محیط ویژه کدنویسی آن (بر پایه Processing) برنامه ریزی شده است و شما برای کد نویسی به هیچ نرم افزار جانبی و یا کامپایلر دیگری نیاز ندارید. میکروکنترلر این بوردها اکثرا از خانواده های AVR و ARM هستش و تک و توک با سایر پردازنده ها هم بوردهایی تحت عنوان آردوینو ساخته شدن.

گفتیم که آردوینو به کلی (نرم افزار + سخت افزار) متن باز هستش. یعنی هر کسی قادر به توسعه, ساخت و تغییرات روی اون هستش. می تونین واسه IDE آردوینو کتابخونه بنویسین و یا کتابخونه های موجودش رو ویرایش کنید و یا خودتون یه بورد آردوینو از نو طراحی کنید و طرحشو منتشر کنید. همین متن باز بودن باعث پیشرفت و برتری خیلی زیاد آردوینو نسبت به میکروکنترلرهای دیگه شده.

بوردهای آردوینو, بورد پیچیده و خاصی نیستن؛ بخوام سر راست بگم همون میکروکنترلر های ساده خودمونه که مجهز شده به یه سری عناصر دیگه مثل رگلاتورهای ۵ ولت و ۳٫۳ ولت, پین هدر, کریستال, سیستم ریست, و مبدل سریال به TTL و … پس فکر نکنین که با بوردی متشکل از قطعات الکترونیکی پیچیده سر کار دارید. این قطعات اضافه شده فقط برای اینکه کار کردن با آردوینو رو راحت تر کنن وگرنه آردوینو فقط همون میکروکنترلر روی بورد هستش. تفاوتی که بین آردوینو و میکروکنترلر های دیگه وجود داره و البته نقطه قوت آردوینو حساب میشه, زبان برنامه نویسی اون هستش.

اما خوب اگه آردوینو همون میکروکنترلرهای ساده خودمونه چرا بجای AVR از آردوینو استفاده کنیم!؟ دلایل متعددی داره که دونه به دونه با مثال توضیح میدم.

اولین دلیل که همونطور که گفتم نقطه قوت آردوینو هم حساب میشه, زبان برنامه نویسی اون هستش. اسم این زبان همون Arduino هستش! یه چیزی بسیار شبیه به زبان Cای که در AVR استفاده می کنیم. درواقع تلفیقی از C و ++C . این زبان تا حد بسیار زیادی آسون و ساده هستش و در عین حال خیلی قدرتمند!

یه مثال میزنم تا متوجه تفاوت Arduino با CodeVision بشید و ببینین که آردوینو چقدر از C مربوط به AVR, راحت تر,کوتاه تر و ساده تره. برنامه ای می نویسیم که عبارت Arduino روی سطر اول یک ال سی دی ۲در۱۶ کاراکتری از چپ به راست بصورت تابلو روان بصورت تکرار در بی نهایت حرکت کنه.

اول برنامه رو روی CodeVision با زبان C مینویسیم:

#include <mega16.h>
#include <delay.h>
#include <lcd.h>
int i,j,k,t=200;
char s[7]={'A','r','d','u','i','n','o'};
#include <alcd.h>
void main(void)
{
lcd_init(16);
while (1)
{
for(i=0;i<7;i++)
{
switch(i)
{
case 0 :
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("o");
delay_ms(t);
lcd_clear();
break;
case 1 :
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("no");
delay_ms(t);
lcd_clear();
break;
case 2 :
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("ino");
delay_ms(t);
lcd_clear();
break;
case 3 :
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("uino");
delay_ms(t);
lcd_clear();
break;
case 4 :
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("duino");
delay_ms(t);
lcd_clear();
break;
case 5 :
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("rduino");
delay_ms(t);
lcd_clear();
break;
case 6 :
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("Arduino");
delay_ms(t);
lcd_clear();
break;
}
}
for(i=1;i<9;i++)
{
lcd_gotoxy(i,0);
lcd_putsf("Arduino");
delay_ms(t);
lcd_clear();
}
for(k=7,i=9;i<16;i++,k--)
{
lcd_gotoxy(i,0);
for(j=0;j<k;j++)
{
lcd_putchar(s[j]);
}
delay_ms(10);
lcd_clear();
}
delay_ms(500);
}
}
}

خب, حالا همون برنامه رو به زبان آردوینو روی IDE خود Arduino می نویسیم:

#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
void setup()
{
lcd.begin(16, 2);
}
void loop()
{
 lcd.setCursor(0, 0);
 lcd.print("Arduino");
 ScrollDisplayRight();
 delay(500);
}

جفتشون دقیقا یه برنامه هستن و یه کارو می کنن ولی کد دوم که مربوط به آردوینو هستش از همه نظر به کد اول برتری داره. کد اول ۸۰ خط هستش و دارای پیچیدگی زیادیه ولی کد دوم فقط ۱۳ خطه و با نگاه کردن بهش میشه فهمید برنامه دقیقا چه کاری رو انجام میده. از طرفی اگه بخوایم عبارتی که روی ال سی دی چاپ می کنیم تغییر بدیم باید تعداد caseهارو هم تغییر بدیم. مثلا اگه عبارت طولانی تری رو بخوایم جای Arduino بنویسیم باید به تعداد کاراکتر های بیشتر case جدید بنویسیم که موجب هر چه طولانی تر شدن برنامه ما میشه. یا مثلا برای عوض کردن هر عبارت باید تک به تک کارکتر های مربوط به هر case رو دستی تغییر بدیم و وقت گیر و سخته.

علاوه بر این ها به علت متن باز بودن آردوینو هر کسی می تونه کتابخانه هایی برای آردوینو بنویسه که به این شکل موجب راحتی و کم حجمی کدها بشه. این کتابخونه ها باعث میشه راه اندازی انواع سنسور ها و ماژول ها که خیلی سخته و کار هر کسی نیست به کمک کتابخونه نوشته شده به راحتی تایپ چندین خط کد باشه.

CUHM-teWIAENK7N

من از بعضیا شنیدم که میگن استفاده از آردوینو به صرفه نیستش, چون هم قیمت بالایی داره نسبت به یه میکروپروسسور معمولی و هم ابعادش بزرگه که در طراحی یکی از خصوصیات یه پروژه خوب جم و جور بودن اونه که این ابعاد بزرگ علاوه بر افزایش طول و عرض بورد, نیاز داره که بورد رو دو طبقه کنیم و با استفاده از اسپیسر آردوینو رو به بقیه بخش های بورد اتصال بدیم.

باید عرض کنم که اصلا اینطور نیست! در مورد قیمت باید عرض کنم وقتی شما یک بورد آماده آردوینو (مثل Uno) رو میخرین, پول بیشتری میدین. همونطور که گفتم آردوینو فقط همون قسمت میکروپروسسور بورد هستش. شما می تونین همون میکروپروسسوری رو که می خواستین به پروژتون اختصاص بدید رو با همون قیمت تهیه کنید و روش بوت لودر آردوینو رو پروگرام کنید و ازش به عنوان یه Arduino استفاده کنید و با زبان آردوینو بنویسیدش. پس تو قیمت هیچ تفاوتی نداره و شما همون پروژه رو با همون هزینه می سازین. این کار مشکل دوم که ابعاد بزرگ (نه چندان بزرگ) بوردهای آردوینو بود رو هم حل می کنه و ابعاد بورد ساخته شده با آردوینو در مقایسه با پروژه ای که با AVR ساده ساخته شده بزرگ نمیشه. بوردهای آردوینو با اون وسعت فقط برای استفاده آسون و یادگیری مبتدی ها ساخته شدند و الزامی در استفاده ازشون نیست.

علاوه بر اینها, آردوینو نه تنها موجب افزایش هزینه پروژه نمیشه که باعث کاهش اون هم میشه. شما با آردوینو دیگه نیازی به یه پروگرامر USB گرون قیمت ندارید و از طریق همون پورت usb روی بورد آردوینو و IDE آردوینو راحت برنامه هاتون رو روی میکرو پروگرام می کنید.

CZPnS-SWwAEVzkS

مورد دیگه ای که باید در موردش صحبت کنم, راجب تغییرات در پروژه های پیاده شده هستش. فرض کنید شما پروژه ای رو با یک میکرو AVR ساخته و پیاده سازی کردید. حالا بنا به دلایلی (مثلا نویزپذیری بالای AVRها) قصد تغییر نوع میکروپروسسور (مثلا به ARM ) رو دارید. حالا باید علاوه بر تعویض میکروپروسسور, برنامه ای که برای میکرو نوشته بودید رو هم تغییر بدید و همچنین از نو یک مدار چاپی جدید طراحی کنید و بسازید. در واقع یه پروژه دیگه رو از صفر باید شروع کنید! در حالی که اگر از AVR با بوتلودر آردوینو استفاده می کردید (چیزی شبیه به Uno) فقط کافی بود میکرو رو تغییر بدید به ARM ( مثلا بورد Due ) و هیچ گونه تغییری در برنامه نمی دادید! در IDE آردوینو, تنها از منوی tools و زیرمنوی boards, گزینه Uno را به Due تغییر می دادید و دکمه آپلود رو می زدید؛ تمام. در واقع در آردوینو شما اصلا نیازی به دونستن مدل و آشنایی با میکروپروسسور مورد استفاده خود ندارید. زبان آردوینو واسه همه میکروپروسسورها یکسانه و تفاوتی در نوشتن نداره.

یه مورد دیگه که موجب تسهیل کاربری آردوینو میشه پروگرام کردن راحت اونه. فرض کنید پروژه ای چند طبقه طراحی کردین و ساختین و داخل باکس قرار دادین. بنا به دلیلی لازم میشه میکرو رو دوباره برنامه نویسی کنید. باید اسپیسرها رو باز کنید و میکرو رو دوباره جدا کنید و با یه پروگرامر دوباره برنامه رو روش بریزید و همه مراحل جداسازی میکرو رو اینبار برعکس انجام بدید. در حالی که در آردوینو به هیچ کدام از این مراحل نیاز نیست. فقط کافیه کابل usb رو به پورتش روی Arduino وصل کنید و برنامه جدید رو آپلود کنید.

اما بخش نرم افزاری آردوینو خودش به دو قسمت تقسیم شده. یکی Arduino IDE و بعدی Arduino BootLoader آردوینو:

Arduinosoft-300x261

بوت لودر مرز و واسط بین نرم افزار و سخت افزار آردوینو هستش. در واقع این کار بوت‌لودر هستش که کد شما رو برای میکرو قابل فهم می کنه. بوت لودر آردوینو رو شما بارها می تونید پاک و دوباره روی میکرو آپلود کنید. همین امر باعث میشه شما خودتون تو خونه بتونید یه میکروپروسسور معمولی رو تبدیل به میکروی آردوینو کنید. بوت لودر خودش یه جور برنامه (کد) هستش که ازش به عنوان مترجم هم یاد میشه. همین بوت لودر باعث ویژه شدن میکرو میشه و بدون اون نمیشه برنامه ای که در پلتفورم آردوینو طراحی شده رو روی میکرو بریزیم.

Arduino 1.6.4

اما بخش بعدی IDE آردوینو هستش که روی هر سه سیستم عامل مطرح ویندوز و OS X و گنو/لینوکس قابل نصب هستش. IDE بخش های مختلفی مثل کامپایلر، پروگرامر سریال مانیتور و … داره و تموم نیاز های شما رو تامین می کنه. شما برنامه تون رو در محیط IDE می نویسید و همون جا عیب یابی می کنید و دوباره از همون جا آپلود (پروگرام) می کنید رو میکروپروسسورتون!

مزیت بعدی و بسیار بزرگ آردوینو، شیلدهای اون هستش. مدارات مجزایی که به سادگی امکار اتصال به بورد اصلی آردوینو را دارند و امکانات زیادی را در اختیار ما قرار می دهند. این بورد ها استفاده از آردوینو را برای مبتدی ها و کسانی که با مهندسی برق و الکترونیک آشنایی ندارند به راحت ترین روش ممکن مقدور می سازند.

arduino_megashield_5

تنوع در شیلدها راضی کننده هستش. با اتصال شیلد ethernet میتونید آردوینو و ماژول هاتون رو از طریق روتر محلی کنترل کنید. با اتصال شیلد wifi امکان برقراری ارتباط با آردوینو از طریق بی سیم را خواهید داشت، با اتصال شیلد موتور، قدرت کنترل و دستور دهی به انواع موتور ها (براشلس،پله ای و . . .) را خواهید داشت و شیلدهای دیگر هم به همین ترتیب. امکان اتصال چندین شیلد همزمان به بورد اصلی آردوینو وجود داره و نحوه اتصال هم بسیار ساده هستش.

مطرح‌ترین و مرسوم ترین بورد آردوینو، مدل Uno هستش که برای شروع کار با آردوینو و حتی انجام پروژه های پیشرفته گزینه بسیار مناسبی هستش. علاوه بر Uno مدل های متفاوتی از بوردهای آردوینو موجود است که هر کدام کاربرد خاص خود را دارند و برای کار خاصی طراحی شده اند.

arduinorev31s

البته شما خودتان در منزل هم می توانید آردوینو شخصیتون رو بسازید ولی توصیه من اینه که برای راحتی کار در شروع از مدل های آماده موجود در بازار استاده کنید.

با استفاده از آردوینو حتی دیگه لازم نیست با میکروکنترلری که استفاده می‌شود، آشنایی داشته باشید! تنها کافیست زبان برنامه نویسی آردوینو رو درک کرده باشید. آردوینو روی ویندوز, مک و لینوکس در دسترسه و سورس اون روی گیت هاب هم موجود هستش. این برنامه رو می تونین از خود سایت آردوینو دانلود کنید.

فریتزینگ

آخرین مرحله هر پروژه الکترونیکى، طراحى و ساخت PCB هستش. واسه این کار برنامه هاى مختلفى هست ولى هرکدوم نقص مختص خودشون رو دارند. بعنوان مثال آلتیوم لایبررى بسیار ناقصی داره که حتی با دانلود چند گیگ فایل مجزا باز شاید عناصر مورد نظرتون به لایبررى اضافه نشه. یا مثلا پروتئوس فایل هاى PCB اشتباهى داره. مثلا براى ال سى دى LM016L که ۱۶ پایه متوالى داره لایبررى پروتئوس یک الگو دو ستونه هشت پایه اى بهش اختصاص داده و برنامه هایى مثل ExpressPCB که فاقد هر گونه لایبرری هستن و باید با مراجعه به دیتاشیت هاى کامل عناصر مدار؛ تعداد پایه ها، فاصله شون و نحوه قرارگیریشون اقدام به طراحى PCB هر کدوم کرد که کار بسیار وقت گیرى هستش و هم احتمال اشتباه در طراحی رو بالا میبره.

منم مثل بقیه با این مشکلات سروکله میزدم و به نوعی این سختی رو قبول کرده بودم تا اینکه اتفاقی تو یه سایت خارجی اسم فریتزینگ رو دیدم و با دیدن تصاویرش متوجه شدم کار باهاش باید راحت باشه. بعد نصب فریتزینگ متوجه شدم این برنامه خیلی کامل تر و مفصل تر از اون چیزیه که فکر می کردم بخش های مختفی با کاربردهای متفاوتی داره ( BreadBoard , schematic , PCB , Code ). استفاده و کار کردن با فریتزینگ به قدری ساده هستش که با خودتون میگین پس برنامه هایی مثل پروتئوس و آلتیوم با بودجه ساختی در اون حد انرژی شون رو کجا صرف کردن که برنامه تولیدشون اون روانی و راحتی فریتزینگ رو نداره.


 

اولین بخش برنامه, قسمت Breadboard هستش که یک شبیه سازی عالی از دنیای واقعیه.یک بردبورد مقابل شماست دقیقا مشابه آنچه در کارگاه, آزمایشگاه یا خونه استفاده می کنید و تمامی قطعات و لوازم الکترونیکی دقیقا همونطور که در واقعیت هستن, دیده میشن. قطعات رو در یک کتابخانه قوی و کامل در سمت راست برنامه دارید. بخش بندی قطعات پیدا کردنشون رو خیلی آسون تر می کنه و اگه سردرگم شدید می تونید با تب جستجو به قطعه مورد نظر دسترسی پیدا کنید. همچنین می تونید قطعات پرکاربردتون رو در داخل تب MINE قرار بدین تا موقع استفاده لازم نباشه هی بین تب ها جابجا بشین.از یک نوع قطعه مدل های متفاوتی و مختلفی در کتابخانه موجود هستش. مثلا انواع مدل های پتانسیومتر رو می تونید انتخاب کنید. پرکاربردترین و عمومی ترین قطعات هم تو تب core هستش.


 

بخش دوم Schematic (شماتیک ) هستش. در این بخش قطعات به اون صورتی که در تئوری می کشیم و تو کتاب های درسی موجود هستش, نمایش داده می شوند. اگر در بخش بردبورد روتینگ (سیم کشی) رو انجام داده باشید در این بخش هم همون اتصالات با خط چین مشخص هستن که کار رو برای کسایی که تو عملی بستن مدار وارد هستن ولی تو شماتیک کشیدن مشکل دارن خیلی راحت می کنه. برای وارد کردن قطعات کافیه مثل بخش بردبورد ماوس رو روی قطعه ای که میخواین, نگه دارین و در پایین صفحه هر سه شکل واقعی,شماتیک و PCB قطعه رو مشاهده کنید. بخش شماتیک خیلی نرم تر و روون تر از بخش شماتیک سایر برنامه هاست.


 

بهترین بخش فریتزینگ به نظر من بخش PCB اون هستش. در واقع به دلیل همین ویژگی در این برنامه باعث شد من فریتزینگ رو معرفی کنم. کتابخانه ای غنی از انواع قطعات و سنسورها و ماژول ها و همچنین سادگی و در عین حال جامع بودن ابزارهای طراحی در بخش PCB این برنامه رو به گزینه شماره یک من برای طراحی و ساخت مدارهای چاپیم تبدیل کرده. دقیق و کامل بودن تمامی عناصر موجود در کتابخانه بی نظیره. سوییچ بین لایه های مختلف PCB خیلی راحته و در هر مرحله ای تنها با یک یا دو کلیک میسره. انتقال قطعات به لایه رویی یا زیرین بسیار دم دسته. حتی میتونین سیمی که بین دو پین کشیدین رو بین لایه ها بالا و پایین کنید. امکان چاپ سیلک اسکرین به بهترین نحو در این برنامه تعبیه شده. خروجی گرفتن فایل نهایی از این برنامه خیلی عالیه! خروجی به سه فرمت عالی SVG , PDF و RS-274X(که طراحان حرفه ای بورد های الکتریکی می دونن چیه!) قابل استخراج هستش. فایل های خروجی شامل ۱۶ عدد هستش که لایه های مختلف بعلاوه سیلک اسکرین به صورت عادی و آینه شده و ماسک شده بدست می آیند.

بخش PCB فریتزینگ به هیچ وجه باگ ها و ایرادات برنامه های مشابه مانند Proteus یا Altium رو نداره. هیچ موقع پیش نمیاد که برنامه ارور بیخود بده یا رو هم افتادن دو تا سیم رو متوجه نشه یا سیمی خود به خود پاک بشه یا اصلا سیمی تغییر مسیر بده و از سمت دیگه برد کشیده بشه (ایراداتی که عموما در پروتئوس با اونها مواجهیم).

بخش PCB فریتزینگ یک قابلیت جالب هم داره به اسم Fabricate که میتونین سفارش ساخت PCBای که طراحی کردین رو به Fritzing بدین و مدار چاپی خودتون رو که به حرفه ای ترین روش ساخته شده رو تحویل بگیرین.


 

قسمت نهایی برنامه هم که Code نام داره یک کامپایلر Arduino/PICAXE هستش. میتونین برنامه تون رو داخل کد open کنید یا خودتون بنویسید و اونو با انتخاب پلتفورم,بورد و پورت روی ماژولتون آپلود (پروگرام) کنید. همچنین میتونید پورت سریال میکرو رو مانیتور کنید. این قسمت درواقع برای بی نیاز کردن کاربر از استفاده همزمان از چند برنامه (کامپایلر) هستش.

 

نقطه قوت فریتزینگ متن باز بودن اونه. یعنی استفاده و توسعه اون بدون هزینه و بلامانع هستش. میتونید برای فریتزینگ کتابخونه بسازین, قطعه طراحی کنید و در اختیار همه قرار بدین.

میتونین پروژه هایی که با فریتزینگ طراحی کردین رو مستقیما در سایت خود برنامه برای استفاده سایرین قرار بدین برای یادگیری بیشتر از بخش learning سایت استفاده کنید و مشکلاتتون رو از طریق forum با بقیه در میون بگذارین.

فریتزیگ روی ویندوز, مک و لینوکس در دسترسه و سورس اون روی گیت هاب هم موجود هستش. فریتزینگ بصورت پورتابل قابل دانلوده و نیاز به نصب نداره, کافیه فقط کپی کنید در جایی از هاردتون. در مقابل این همه امکانات حجم برنامه خیلی عالی هستش! فقط چیزی حدود ۵۰ مگابایت. این برنامه رو می تونین از خود سایت فریتزینگ دانلود کنید.