شروع کار با آردوینو چگونه است؟

زمان تقریبی برای مطالعه این مقاله: ۵ دقیقه
سلام به دوستان خوب میکرولرنی 😊😊😊
امیدوارم که مثل همیشه حالتون خوب باشه و آماده یادگرفتن باشید. در مقاله‌های قبلی براتون توضیح دادم که آردوینو چی هست و چرا باید یادش بگیریم. اما الان نوبت به اون رسیده که اولین گام‌ را برداریم و شروع کار با آردوینو را آغاز کنیم. اگه هنوز نمیدونید آردوینو دقیقا چیه، حتما این دو مقاله را بخونید:
آردوینو چیست و چه کاربردهایی دارد؟
آردوینو و ضرورت‌های یادگیری آن در دنیای امروز
در مقاله‌ی امروز می‌خوایم یک برد آردوینو را به لپ تاپ وصل کنیم و باهاش برنامه ساده‌ای را اجرا کنیم. به عنوان اولین کار با Arduino میتونه خیلی براتون جذاب باشه. پس با میکرولرن، مرجع تخصصی آردوینو همراه باشید.

اتصال Arduino به کامپیوتر

احتمالا الان که در حال خواندن این مقاله هستید، یک برد آردوینو تهیه کردید و می‌خواهید با آن کار کنید. اما شاید نمی‌دانید دقیقا باید چه کار کرد یا از کجا شروع کنید. اصلا نگران نباشید. من میخواهم خیلی ساده به شما یاد بدهم که برای کار با یک برد آردوینو باید چه کار کنید. پس برای شروع کار با آردوینو با من همراه باشید.
اولین کاری که باید بکنید آن است که توسط کابل USB برد آردوینو را به لپ تاپ یا کامپیوتر خودتان متصل کنید. بعد از انجام این کار آردوینو به صورت اتوماتیک توسط کامپیوتر شناخته می‌شود. مشاهده می‌کنید که LED سبز رنگ روی برد آردوینو روشن می‌شود که نشان دهنده‌ی وصل شدن تغذیه به آن است. همان‌طور که در تصویر مشاهده می‌کنید، از یک برد آردوینو UNO استفاده کرده‌ایم. در این تصویر برد آردوینو توسط کابل USB به کامپیوتر وصل شده و تغذیه می‌شود.

تنظیم نرم افزار Arduino

دومین مرحله‌ی شروع کار با آردوینو تنظیم نرم افزار است. بعد از اتصال سخت افزار به کامپیوتر باید نرم افزار آردوینو را باز کنید و از اتصال صحیح آن به کامپیوتر مطمئن شوید. برای این کار ابتدا باید نسبت به دانلود و نصب نرم افزار آردوینو اقدام کنید. جهت دانلود نرم افزار آردوینو اینجا کلیک کنید.
بعد از نصب نرم افزار روی آن دابل کلیک می‌کنیم تا باز شود. سپس از مسیر زیر یک پروژه ساده برای چشمک زدن LED باز می کنیم:

File->Example->Basics->Blink

اکنون باید این پروژه را ذخیره کنیم. بنابراین از مسیر زیر، پروژه را در یک آدرس دلخواه ذخیره می‌کنیم.

File->save as

در مرحله بعدی باید کد زبان C موجود در پروژه را کامپایل کنیم تا به کد هگز مناسب برای ذخیره شدن روی میکروکنترلر موجود در برد آردوینو تبدیل شود. بنابراین روی دکمه verify کلیک می‌کنیم تا کد به درستی کامپایل شود. توجه کنید که اگر تمام مراحل را به درستی انجام داده باشید هیچ خطایی ایجاد نخواهد شد و پیامی به شکل زیر نمایش داده می‌شود.

اکنون باید نسبت به آپلود کد روی برد آردوینو اقدام کنید. دقت کنید که این مرحله مثل مرحله پروگرام کردن در میکروکنترلرهای AVR یا … است. برای این کار باید پورت COM را به درستی طبق تصویر زیر انتخاب کنید. توجه کنید که ممکن است شماره پورت در سیستم شما متفاوت باشد.

سپس باید از مسیر زیر برد UNO را انتخاب کنیم:

Tools->Board->Arduino Uno
حال روی دکمه‌ی upload که در کنار دکمه verify قرار گرفته است، کلیک می‌کنیم و منتظر می‌مانیم تا مراحل تکمیل شود. اگر خطایی رخ ندهد مشاهده می‌کنید که LED نارنجی رنگ روی برد آردوینو شروع می‌کند به چشمک زدن.
به شما تبریک می‌گویم. به سادگی توانستید اولین کار را با برد آردوینو انجام دهید. تا این مرحله از صحت عملکرد برد و اتصال درست برد به کامپیوتر مطمئن شدیم. اما اجاز بدهید کمی کد را تحلیل کنیم تا متوجه معنای آن شویم.

تحلیل کد آردوینو

در این بخش کدی که درون پروژه Blink وجود دارد را تحلیل می‌کنیم. برای این‌که بتوانید کد نوشته شده را تحلیل کنید باید به زبان C تسلط داشته باشید. بنابراین اگر به زبان C مسلط نیستید می‌توانید از آموزش جامع زبان C استفاده کنید.
اگر به کد زیر دقت کنید متوجه می‌شوید که دو تابع به نام‌های setup و loop در آن استفاده شده است. تابع setup برای تنظیم اولیه بوده و فقط یک بار بعد از ریست یا روشن شدن میکروکنترلر اجرا می‌شود. تابع loop برای اجرای برنامه تا بینهایت استفاده می‌شود. اکنون به کد توجه کنید تا جزئیات آن را بررسی کنیم:

 

تابع setup

در این پروژه ساده، یک پین از میکروکنترلر به LED متصل است. طبق قانون میکروکنترلرهای AVR، باید ابتدا تعیین کنید که یک پین به شکل ورودی باشد یا خروجی. در بخش setup و به کمک تابع pinMode تعیین می‌کنیم که پین متصل به LED به شکل خروجی تعیین شود.
این تابع دارای دو پارامتر است که ما باید آرگومان‌های مناسب به آن دهیم. پارامتر اول شماره پین و پارامتر دوم جهت پین را تعیین می‌کند.
دقت کنید که LED_BUILTIN یک define است که شماره پین مربوطه را نشان می‌دهد و به عنوان آرگومان به پارامتر اول تابع داده می‌شود.
هم‌چنین OUTPUT آرگومان دیگری است که به پارامتر دوم تابع داده می‌شود و خروجی بودن پین را تعیین می‌کند.

تابع loop

در بخش loop از دو تابع برای چشمک زدن LED استفاده شده است.
تابع digitalWrite می‌تواند روی یک پین مقدار منطقی صفر یا یک را بنویسد.
پارامتر اول مربوط به شماره پین است. پارامتر دوم مقداری است که روی پین نوشته می‌شود. اگر مقدار آن HIGH باشد روی پین یک منطقی و اگر مقدار آن LOW باشد، روی پین صفر منطقی قرار خواهد گرفت.
تابع delay هم برای تولید تاخیر بر حسب میلی ثانیه استفاده می‌شود. بنابراین در برنامه تاخیر ۱۰۰۰ میلی ثانیه که برابر با یک ثانیه است بین هر چشمک زدن LED در نظر گرفته می‌شود. بنابراین با تکرار کدهای دورن حلقه loop به مدت یک ثانیه LED روشن و به مدت یک ثانیه خاموش است واین روند تکرار می‌شود.
تا این مرحله از شروع کار با آردوینو متوجه شدید که یک کد ساده چطور نوشته شده و روی آردوینو پروگرام می‌شود. شما می‌توانید با دانش برنامه‌نویسی خودتان، یک کد نوشته و روی آردوینو پروگرام کنید تا عملیات مورد نظر شما انجام شود. البته توجه کنید که شما باید دانش کافی در زمینه‌ی امکاناتی که برد آردوینو به شما ارائه می‌دهد هم داشته باشید. اجازه دهید تا امکاناتی که برد آردوینو به شما ارائه می‌دهد را به شکل مختصر مرور کنیم.

امکانات برد آردوینو UNO

در برد آردوینو شما می‌توانید همان کارهایی که با میکروکنترلر AVR انجام می‌دادید را به شکلی ساده‌تر انجام دهید. علت ساده‌تر شدن کدنویسی میکروکنترلر در آردوینو آن است که اغلب کتابخانه‌های پایه و سخت افزاری از قبل نوشته شده و به شکل کدهای آماده در اختیار شما قرار گرفته است. بنابراین شما کافی است به کدها تسلط کافی پیدا کنید. در واقع شما در آردوینو تمرکز خیلی بیشتری بر کدنویسی دارید تا سخت افزار.
البته این به آن معنا نیست که نیازی به دانش سخت افزاری ندارید؛ بلکه می‌توانید بدون اینکه در سخت افزار خیلی عمیق شوید، برای آردوینو کد بنویسید و کارها و پروژه‌های الکترونیک خودتان را انجام دهید.
توسط برد آردوینو امکان استفاده از ارتباط سریال، SPI و I2C در اختیار است. هم چنین می‌توانید از مبدل آنالوگ به دیجیتال برای خواندن سطح ولتاژهای بین صفر تا پنج ولت استفاده کرد. امکان ساخت موج PWM، استفاده از زمان سنجی دقیق میکروکنترلر، وقفه و … هم از دیگر امکاناتی است که در اختیار است. برای تسلط به مباحث آردوینو و کدنویسی حرفه‌ای می‌توانید از دوره آموزشی کمربند مشکی در آردوینو استفاده کنید.

سخن آخر

در این مقاله یاد گرفتید که چطور یک پروژه را در آردوینو باز کرده و اجرا کنید. هم‌چنین به شما روش درست تحلیل برنامه را یاد دادیم. حتما در مقاله‌های بعدی بیشتر در مورد آردوینو صحبت می‌کنیم تا بتونید کارهای جذاب تری باهاش انجام بدید. یادتون نره که نظرات خودتون را به ما اطلاع بدید و این مقاله را برای کسانی که لازمش دارن ارسال کنید. خدا نگهدار