جلسه بیست و ششم : راه اندازی NRF24L01 با آردوینو

سلام
اول بابت تاخیرم تو این مدت از همگی عذر خواهی می کنم.
این جلسه قصد دارم با یه تیر دو تا نشون بزنم اول این که در مورد پروتکل SPI و نحوه سیم بندی اون یه توضیح مختصری بدم و دوم این که در انتقال داده به صورت بی سیم رو آموزش بدم .
منظورم از انتقال اطلاعات به صورت بی سیم رو با یه مثال میگم. فرض کنید توی یه کارخونه قراره دمای محیط رو به صورت پیوسته مانیتور کنیم و بدونیم که مثلا در ضلع جنوبی کارخونه دما چند درجه هست. یه راه حل نه چندان قشنگ اینه که سنسور دما رو تو ضلع جنوبی کارخونه وصل کنیم و آردوینو رو بزاریم تو اتاق کنترل. حالا برای وصل کردن سنسور به آردوینو باید از ضلع جنوبی تا دفتر کنترل رو سیم بکشیم تا داده ( که همون دمای محیط هست ) برسه به آردوینو و با آردوینو نمایشش بدیم. این کار دو تا مشکل داره :
1. این همه سیم آخه چه خبره !!!
2. هر سیمی که وجود داره ، تلفات داره . میزان تلفاتش هم بر میگرده به قطر و طول و جنس سیم . یه سری جدول هایی وجود داره برای محاسبه آسون تر این تلفات که اینجا میتونید ببینید. در نتیجه سیم هایی که قراره سنسور رو به آردوینو وصل کنن تلفات دارن و ممکنه داده ای که سنسور اول خط به سیم تحویل میده با داده ای که آردوینو آخر خط از سیم تحویل میگیره زمین تا آسمون فرق داشته باشه .

بنابراین ما باید دنبال راه حلی بگردیم که بتونیم داده هامون رو به صورت بی سیم ارسال کنیم .
به روش های مختلفی میشه این کار رو انجام داد که به مرور زمان دونه دونه باهاشون آشنا میشیم .
این جلسه این ارتباط بی سیم رو با NRF24L01 انجام میدیم.
توضیح این که NRF بر چه اساسی کار می کنه و چرا این طوریه و چرا اون طوریه خودش در حد یک کتابه . اینجا من فقط یه سری مقدمات میگم که دونستنش به درد همه می خوره.

وقتی اسم ارتباط بی سیم میاد اولین سوالی که پیش میاد اینه که روی چه فرکانسی این ارسال و دریافت داره انجام میشه ؟ در جواب باید گفت که NRF ها روی فرکانس 2.4 گیگا هرتز داده ارسال می کنن. این باند فرکانس باند فرکانسی خیلی شلوغیه . توی این آموزش در مورد این موضوع یه مقدار بیشتر توضیح داده . اما یه جواب مهم برای این سوال که چرا با وجود شلوغی این باند باز هم ازش استفاده میشه اینه که که آنتن مورد نیاز برای این فرکانس نیازی نیست خیلی بزرگ باشه و همین مزیت بزرگ باعث پرکاربرد بودنش میشه.

دومین سوالی که پیش میاد اینه که تا چند متر یا حتی کیلومتر میتونه ارسال داده دقیق و بدون خطا انجام بشه. اصن یه چیزی وقتی NRF رو تا سایتا سرچ می کنیم مدل های مختلف میاره . یکیش بردش 100 متره یکیش بردش 1000 متره . یکیش آنتن داره یکیش آنتن نداره . داستان چیه ؟
جواب این سوال یه کم به توضیح بیشتری احتیاج داره . بله ماژولی که از چیپ NRF24L01 میسازن بردهای مختلفی داره . نقطه مشترک همه این ماژول ها اینه که چیپ اصلیشون NRF24L01 هست. این ماژول رو ببینید :
tc24l01plus-500x500
توی طراحی این ماژول فقط و فقط تنها از چیپ خود NRF24L01 استفاده شده . آنتش هم به صورت PCB هست . نه آمپلی فایری داره نه آنتن خارجی ای . همین دو تا موضوع باعث میشه که برد این ماژول کم باشه . برد اسمیش طبق دیتاشیت ها 100 متره (که در عمل کمتر از اینه )
حالا این ماژول رو ببینید:
npa4
این ماژول علاوه بر خود چیپ NRF24L01 از دو تا مدار دیگه به عنوان آمپلی فایر قدرت و آمپلی فایر کاهش نویز استفاده کرده . همچنین اومده از آنتن خارجی هم استفاده کرده که ترکیب اون آمپلی فایر ها و این آنتن بردی حدود 1000 متر ( برد اسمی ) رو به ماژول میده . اگه به اسم ثبت شده تو سایت مگاه کنید میبیند که کنار اسم این ماژول علاوه بر NRF24L01 دو تا اسم دیگه هم می بینید : NRF24L01+PA+LNA . منظور از این PA و LNA همون دو تا مداری هست که بالا گفتم. PA یعنی Power Amplifier و LNA یعنی Low Noise Amplifier . بنابراین بسته به این که قصد دارید دادتون رو تا چه فاصله ای ارسال کنید باید ماژول مناسب با کارتون رو خریداری کنید. و این رو هم بدونید که وقتی آمپلی فایر و آنتن خارجی به طراحی ماژول اضافه بشه قیمتش هم میره بالاتر !!!

سومین سوالی که پیش میاد اینه که اگه بخوایم یه ارتباط دو طرفه برقرار کنیم باید چند تا از این ماژول ها بخریم .
منظور از ارتباط دو طرفه اینه که هر دو تا NRF بتونن واسه هم داده بفرستن و داده بگیرن . به عبارت خیلی خیلی ساده اگه NRF شماره 1 به NRF شماره 2 سلام کرد ، NRF شماره 2 فقط نشینه نگاش کنه و بهNRF شماره 1 جواب بده علیک سلام . این طوری هر دو NRF توانایی ارسال و دریافت داده رو به صورت همزمان دارن.
بنابراین اگر هدف برقراری ارتباط دو طرفه باشه خریدن دو تا ماژول NRF کفایت می کنه . به بیان دیگه هر یه NRF هم میتونه گیرنده باشه هم فرستنده.

توضیحات کامل و ریز به ریز در مورد NRF رو میتونید از اینجا بخونید.

***************************************************************************
خب حالا میریم سراغ اصل قضیه یعنی راه اندازی. هدفی که تو این آموزش داریم این که بتونیم با استفاده از کامند دادن تو کنسول آردوینو فرستنده ، دو تا LED رو تو گیرنده خاموش روشن کنیم.
اگه بخوایم مسیر داده رو تفسیر کنیم به این صورت میشه :
یه داده رو از طریق کنسول آردوینو فرستنده ارسال می کنیم. این داده توسط آردوینو دریافت میشه و مورد پرادازش قرار می گیره . وقتی پردازشش تموم شد با NRF ای که به فرستنده وصله ارسال میشه . اون طرف NRF ای که سمت گیرنده هست ( و شاید حتی 1 کیلومتر با فرستنده فاصله داشته باشه ) این دیتا رو دریافت می کنه و پردازش می کنه. نتیجه حاصل از پردازشش میشه وصعیت روشنایی LED ها ی متصل به آردوینو گیرنده.

***************************************************************************
خب حالا باید سیم بندی اتصال NRF به آردوینو رو معین کنیم . یه نکته خیلی مهمی که در مورد همه NRF ها وجود داره اینه که سیم بندی تمام مدل هاش به همین شکله . چه آمپلی فایر دار باشه چه بدون آمپلی باشه .
برای این پروژه قطعات زیر رو باید داشته باشید:
1. دو تا آردوینو یکی به عنوان فرستنده یکی به عنوان گیرنده
2. دو تا ماژول NRF
3. دو تا LED
اسم و ترتیب پینهای NRF که اصطلاحا بهش میگن pin map به این صورته :
27733959955_2281f9e3b9_o
اتصال خود NRFها سمت فرستنده و گیرنده به آردوینو دقیقا مثل همه :
9440611443471082653
خیلی خیلی خیلی دقت کنید که ولتاژ کاری ماژول های NRF پنج ولت نیست بلکه 3.3 ولته . بنابراین پایه VCC مربوط به NRF به پایه 3.3 آردوینو وصل میشه .

سمت فرستنده با اتصال NRF به آردوینو کار تموم میشه اما سمت گیرنده علاوه بر متصل کردن NRF باید دو تا LED هم به آردوینو وصل کنیم که من به پین های7 و 6 وصل کردم و تو کد نویسی هم به این دو تا پین مقدار میدم ( وصل کردن دو تا LED درگیری خاصی نداره خدایی )

شروع جلسه گفتم قصد دارم در مورد پروتکل SPI هم صحبت کنم . یه نگاه به عکسی که گذاشتم بکنید. اسم پینهای NRF رو با هم مرور کنیم: SCK – MOSI – MISO – CSN – CE – IRQ . به نظر اسم های عجیب و غریبی میاد اما از این به بعد که راه اندازی سنسورها و سایر قطعات رو شروع می کنیم کاملا این بیگانگیتون با این اسم ها برطرف میشه . سوالی که پیش میاد اینه که کدوم یکی از این پینها مربوط به پروتکل SPI هست . اگه یادتون باشه وقتی داشتم در مورد پروتکل ارتباطی سریال حرف میزدم گفتم وقتی پین TX و RX رو روی یک ماژول دیدید یقینا پروتکل ارتباطی اون ماژول سریاله . در مورد SPI اگر پینهای SCK ، MOSI ،MISO و CS ( که روی ماژول های NRF نوشته میشه CSN ) رو روی یه ماژول دیدید پروتکل ارتباطی اون ماژول SPI خواهد بود . دقت کنید هر 4 تا باید وجود داشته باشن . اصن به همین خاطره که به SPI میگن پروتکل ارتباطی 4 سیمه . سول دیگه ای که به وجود میاد اینه که این پینهای پروتکل SPI میتونن به هر پین دلخواهی از آردوینو وصل بشن . جواب منفیه !
هر مدل آردوینو (UNO , مگا ، DUE ) پینهای خاصیشون رو برای پروتکل SPI در نظر گرفتن . مثلا آردوینو UNO پین های 13 و 12 و 11 اش رو تخصیص داده ( همونطور که تو سیم بندی بالا می بینید ) و برد آردوینو مگا پینهای 53 و 52 و 51 اش رو اختصاص داده . جدول کامل این تخصیص ها به صورت زیره :
2016-10-25_11-12-48
اگه یه کم دقیق بشید متوجه میشید که توی معرفی پینهای تخصیص داده شده SPI فقط اسم 3 تا پین 13 و 12 و 11 رو آوردم در صورتی که SPI چهار سیمه . پس پین چهارم چی؟ پین چهارم که همون CS هست یار آزاده و میتونه هر پین دیجیتال دلخواهی باشه . این که چرا اون سه تا باید فیسک باشن اما این پین آزاده نیاز به توضیحاتی در مورد ماهیت پروتکل SPI داره . در مورد ارتباط SPI میتونید این آموزش رو مطالعه کنید.

دو تا پین باقی مونده دیگه که CE و IRQ هستن . تعریف های این دو پین رو میتونید از این لینک پیدا کنید. پین CE هم مثل CSN میتونه به هر پین دیجیتال دلخواهی وصل بشه . پین IRQ بر مبنای اینتراپت کار می کنه و تو خیلی از آموزش ها دیده میشه که اصلا وصلش نمی کنن . شما هم میتونید وصلش نکنید ( هیچ مشکلی پیش نمیاد )

***************************************************************************
خب حالا باید بریم سراغ کد نویسی .
اول کد سمت فرستنده رو بررسی می کنیم بعد میریم سراغ گیرنده .
کد فرستنده ( از اونجایی که کد زیاده قسمت به قسمت تصاویرش رو میزارم ):
2016-10-24_14-18-07
قسمت 1 : این بخش کتابخونه RH_NRF24 صدا زده میشه و یک شیء به نام nrf24 از آبجکت RH_NRF24 ساخته میشه ( این شیء و کلاس یه سری قصه های برنامه نویسی دارن ) دقت کنید شیء ای که ساخته شده دو تا آرگومان داره . آرگومان اول شماره پین CE و آرگومان دوم شماره پین CSN هست. این دو تا پین طبق صحبت های قبلی میتونن هر پین دیجیتال دلخواهی باشن .

قسمت 2 و 3 و4: این قسمت ها کانفیگ های مورد نیاز هستن . کانفیگ هایی مثل ارتباط سریال بین آردوینو و کامپیوتر که بادریت روی 9600 تنظیم شده یا کانفیگ پین هایی که برای ارتباط SPI استفاده شده، کانفیگ شماره کانالی که داده داره توش ارسال میشه ، کانفیگ سرعت انتقال داده و کانفیگ قدرت ارسال فرستنده . یه نکته خیلی مهم اینه که اگر سیم بندیتون مشکل داشته باشه یا خود ماژول NRF به هر دلیلی نتونه کانال و سرعت و قدرتش با کدنویسی انجام شده تو کتابخونه تنظیم بشه یکی از ارورهای init failed ، setChannel failed و setRF failed روی کنسول نمایش داده میشه .

اگر کدتون از این قسمت ها رد بشه یعنی هم سیم بندیتون درسته هم ماژول NRF تون سالمه .
و اما تابع Loop :
2016-10-24_14-39-39
قسمت 1 :با دستور() Serial.available داریم از آردوینو می پرسیم آیا تو بافر ارتباط سریالت چیزی واسه خوندن هست یا نه . به زبون ساده داریم ازش سوال می کنیم آیا تو کنسول سریال آردوینو چیزی تایپ شده یا نه . اگر چیزی تایپ شده باشه که وارد پروسه پردازش اون داده میشه در غیر این صورت انقدر منتظر می مونه تا یه داده از طرف کنسول براش ارسال بشه .

قسمت 2 : این جا یک بایت داده توسط دستور Serial.read خونده میشه و تو متغیر c ریخته میشه . حالا باید روی این داده پردازش انجام بشه .

قسمت 3 : اگر داده دریافتی کاراکتر 1 باشه توی کنسول پیغام Sending to nrf24_server چاپ میشه و با دستور nrf24.send عدد 1 ارسال میشه . دقت کنید عدد 1 توی یه متغیر به اسم data ریخته شده بعد داده این متغیر با صدا کردن دستور nrf24.send ارسال میشه . دستور nrf24.send دو تا آرگومان ورودی داره . آرگومان اولش اون داده ای هست که باید ارسال بشه و متغیر دوم سایز داده ارسالی هست که با دستور sizeof این اندازه محاسبه میشه. برای درک بهتر سیستم پست رو در نظر بگیرید . تو سیستم پست وقتی قراره یه بسته ارسال شه دو تا پارامتر مهم وجود داره یکی اسم یکی وزن . اسم که خب تکلیفش معلومه اسم رو می نویسن . اما برای به دست آوردن وزن بسته از ترازو استفاده میکنن. حالا تو کد نویسی ما کار ترازو رو دستور sizeof انجام میده ( راحت و آسوده ! ) . بعد از اون هم با دستور nrf24.waitPacketSent منتظر می مونیم تا داده کامل و بدون مشکل ارسال بشه. این از مهم ترین قابلیت های NRF هست که میتونه بفهمه داده درست و کامل ارسال شده یا نه . به این موضوع دقت کنید که من تو کدم دارم کامند 1 رو برای NRF دوم ارسال می کنم . ممکنه شما دوست داشته باشید مثلا کامند LED1 رو برای NRF دوم ارسال کنید . هیچ مشکلی نداره . کافیه اونجایی که داره متغیر دیتا رو تعریف می کنه به جای 1 توش بنویسید LED1 یعنی این شکلی : “uint8_t data[] = “LED1

قسمت 4 : دقیقا مثل قسمت 3 هست با این تفاوت که میگه از کنسول عدد 2 اومده بود NRF هم 2 رو ارسال کنه .

قسمت 5 : میگه اگر داده دریافتی از کنسول نه 1 بود نه 2 تو کنسول چاپ کن unknown character

و اما کدسمت گیرنده :
2016-10-25_10-19-05

از قسمت 1 تا قسمت 6 کاملا مشابه با کد سمت فرستنده هست.

قسمت 7 : کانفیگ پینهای 6 و7 به عنوان خروجی. این دو تا پین در واقع همون پینهایی هستن که بهشون LED وصل کردیم .
2016-10-25_10-42-25
قسمت 1 : دستور nrf24.available در واقع چک می کنه آیا داده ای داده ای توسط NRF دریافت شده یا نه . اگر دریافت شده بود میاد روی داده پردازش می کنه ، در غیر اینصورت صبر می کنه تا موقعی ای که داده بیاد .

قسمت 2 : میاد دو تا متغیر تعریف می کنه از جنس uint8_t . یکیشون متغیر buf هست و یکی len . متغیر اول که همون بافر خودمونه متغیری هست که داده دریافتی از NRF توش ریخته میشه . و len سایز متغیر بافر هست که مثل قبل اومده برای به دست آوردنش از sizeof استفاده کرده. دقت کنید که توی تعریف بافر تعداد کاراکترهاش رو RH_NRF24_MAX_MESSAGE_LEN گذاشته . این متغیر تو فایل کتابخونه مقدار دهی شده و نیازی نیست ما درگیرش بشیم ( کد و کتابخونه باهم کنار میان ).

قسمت 3 : توی این قسمت میاد چک می کنه که آیا داده دریافتی از NRF موفقیت آمیز بوده یا نه .

قسمت 4 : از اونجایی که جنس متغیر بافر از نوع uint8_t هست یه مقدار کار کردن باهاش ناخوشاینده . به خاطر همین با دستور (*char) جنس متغیر بافر رو از uint8_t تبدیل می کنیم به استرینگ .

قسمت 5 و 6 : حالا میایم داده دریافتیمون رو بررسی می کنیم . اگر 1 باشه LED شماره 7 رو روشن می کنیم . اگر 2 باشه LED شماره 6 رو روشن می کنیم.

از این جلسه به بعد یک مقدار حجم کد نویسی هامون میره بالا به همین خاطر کد ها رو براتون تو انجمن آماده میزارم. سوالی هم داشتید زیر همون تاپیک بپرسید.

کد ها رو که روی آردووینوهاتون آپلود کردید سمت فرستنده کنسول رو باز کنید و عدد 1 و بعد 2 رو بفرستید. اگر سیم بندهاتون درست باشه باید به ازای هر کامند وضعیت LED ها دچار تغییر بشه .

پایان جلسه

جلسه بیست و پنجم : تغییر نام و پسورد ماژول بلوتوث HC-05 ( مد AT Command )

سلام

جلسه قبل در مورد این حرف زدیم که چطوری از آردوینو داده بفرستیم برای گوشی اندرویدمون و از گوشیمون داده بفرستیم برای آردوینو . تمام ارتباطات قرار بود وایرلس و با کمک بلوتوث انجام بشه که خب موفق شدیم و انجامش دادیم.

اگه یادتون باشه وقتی میخواستیم ماژول بلوتوث رو با گوشیمون pair کنیم اسم ماژول بلوتوث HC_05 بود و پسوردش هم به صورت پیش فرض 1234 بود . تغییر اسم این ماژول کار چندان مهمی به حساب نمیاد و سلیقه ایه اما تغییر پسورد ماژول برای محافظت از داده ها کار واجبیه . چرا که فرض کنید شما سیستم ورود و خروج یه شرکت رو با بلوتوث بستید. شب که همه تشریف می برن خونه یه آدم خرابکار میاد با بلوتوث pair میشه پسورد پیش فرض 1234 رو میزنه و میره تو شرکت یه لیوان آب میخوره و میره (!) .

خب حالا سوال اینه که ما چجوری باید این تغییرات رو اعمال کنیم ؟ برای جواب این سوال یه کم باید توضیح بدم :
ماژول های بلوتوث دو تا مد کاری مختلف دارن .
یه مد کاری دیتا
یه مد کاری AT کامند

مد دیتا همون مدی هست که تو جلسه قبل باهاش کار می کردیم . توی این مد ( کد مد پیش فرض ماژول بلوتوث هم محسوب میشه ) فقط میشه با یه دستگاه pair شد و باهاش داده رد و بدل کرد. توی این مد به هیچ عنوان نمیشه تنظیمات بلوتوث رو تغییر داد.

مد AT کامند مدی هست که باهاش تنظیمات ماژول بلوتوث رو میشه تغییر داد. تغییراتی مثل اسم بلوتوث ، پسورد ، baude rate و … .

خب حالا مساله اصلی اینه که چجوری بتونیم بفهمیم تو چه مدی هستیم و نکته بعد هم اینه که چجوری از این مد بریم به اون مد و به عکس.
اول سوال اول رو جواب میدم :
برای اینکه بتونیم تشخیص بدیم تو چه مدی هستیم باید به LED روی ماژول نگاه کنیم. به محض اینکه به ماژول پاور میدیم یه LED روی برد شروع به چشمک زدن می کنه . از روی سرعت چشمک زدن این LED میتونیم بفهمیم تو چه مدی هستیم . اگه LED خیلی تند تند چشمک بزنه یعنی تو مد دیتا هستیم . اگه LED کند چشمک بزنه ( حدود 2 ثانیه یه بار ) یعنی تو مد AT کامند هستیم.

خب حالا سوال دوم : چطوری بین مد ها تغییر وضعیت بدیم . اگه دقت کنید روی برد یه میکروسوئیچ هست:
HC-05 (1)-500x500
برای این که برید تو مد کامند کافیه که این میکروسوئیچ رو هنگام اتصال پاور نگه دارید. قبل از این که عملی این کار رو انجام بدیم لازمه نحوه اتصال سخت افزاری این ماژول رو معلوم کنیم.
برای استفاده از این بلوتوث تو مد AT کامند دو تا راه وجود داره :
1.راه حل اول اینه که از یه آردوینو برای این کار استفاده کنیم . سیم بندی اتصال بلوتوث به آردوینو دقیقا مطابق سیم بندی جلسه قبل خواهد بود.
2. به جای استفاده از آردوینو از یه تبدیل TTL به USB استفاده کنیم. من خودم از این تبدیل برای این کار استفاده می کنم . گفتن این نکته ضروریه که به جای این تبدیل میشه از هر تبدیل TTL به USB دیگه ای هم استفاده کرد.
برای اتصال این ماژول مبدل به ماژول بلوتوث کافیه سیم بندی زیر رو رعایت کنید:
*** VCC بلوتوث به VCC تبدیل
*** GND بلوتوث به GND تبدیل
*** TX بلوتوث به RX تبدیل
*** RX بلوتوث به TX تبدیل
همین وبس!

من خودم از روش دوم برای کانفیگ ماژول بلوتوث HC-05 استفاده می کنم . دقت کنید که اگر تبدیل دم دستتون نیست و میخواید از آردوینو برای این کار استفاده کنید لازمه همون کد جلسه قبل رو هم تو برد آردوینوتون آپلود کنید با این تفاوت که هر دو baude rate قبلی (baude rate ارتباط سریال و baude rate سریال نرم افزاری بلوتوث ) رو از 9600 به 38400 تبدیل کنید ( حتما این تغییر رو باید انجام بدید ).

*********************************************************************************

خب الان باید با هر کدوم از دو تا روش سیم بندیتون رو بسته باشید ( در مورد کسایی که با آردوینو کار می کنن باید کدتون رو هم آپلود کرده باشید )
الان وقت اینه که ماژول بلوتوث رو ببریم به مد کامند.
قبل از این کار پاور تبدیل ( یا آردوینو ) تون رو فراهم کنید (بزنیدشون به USB ) . الان به بردتون نگاه کنید باید یه LED با سرعت زیاد شروع به چشمک زدن کرده باشه . این همون مد دیتا هست. (این قسمت فقط برای این بود که نوع چشمک زدن رو تو مد دیتا ببینید )
برای این که ببریمش تو کامند پاور بردها رو قطع کنید (از USB بکشید ) قبل از این که دوباره بخواید پاور بدید دستتون رو روی میکروسوئیچی که قبلا نشون دادم بزارید و سوئیچ رو نگه دارید در همین حالت تبدیل ( یا آردوینو ) رو وصل کنید به پورت USB تا روشن بشه . الان اگه به LED نگاه کنید داره کندتر از قبل چشمک میزنه . خب سوئیچ رو رها کنید : به مد کامند خوش اومدید.
مراحلی که گفتم تو فیلم زیر نشون داده شده:


خب مرحله آخراینه که تنظیمات مطلوبمون رو انجام بدیم . کنسول سریال آردوینو رو باز کنید و مطابق عکس زیر تنظیمات رو انجام بدید . دقت کنید baude rate باید حتما روی 38400 باشه ( حتتتتتتتما ):
2016-07-12_10-39-14
یادتونه جلسات قبل که داشتم در مورد AT کامند حرف میزدم گفتم یه کامندی هست که همیشه اول با اون شروع می کنیم و نقش سلام رو داره . الان هم برای اینکه ببینیم همه چیز درسته و ارتباطمون با بلوتوث برقراره کامند AT رو میفرستیم .
AT رو قسمت بالایی کنسول تایپ کنید و send رو بزنید . در صورتی که بهتون OK برگردونه یعنی همه چیز حله ، اگر نه یا سیم بندیتون غلطه یا baude rate رو تغییر ندادید.

بعد از این که OK رو دریافت کردید (که یعنی همه چیز درست پیش رفته ) نوبت کامندهای بعدیه . اول سعی می کنیم تا اسم ماژولمون رو عوض کنیم برای این کار به ماژول میگیم اسمت رو بزار مثلا mbt ( این اسم میتونه هر چیزی باشه ) . کامند استاندارد برای تغییر نام AT+NAME=MBT هست . دقیقا همین رو توی کنسول سریال تایپ کنید و send کنید ماژول بلوتوث بهتون یه OK برمی گردونه یعنی کاری که میخواستی رو انجام دادم برات

قدم بعد اینه که پسورد ماژول بلوتوثمون رو عوض کنیم . برای این کار مراحل زیر رو پیش میریم:
1. اول ازش می پرسیم الان پسوردت چنده ؟
2. بهش میگیم پسوردت رو بزار مثلا 1395
با کامند ?AT+ PSWD ازش میپرسیم پسوردت چنده . جواب ماژول توی کنسول سریال این هست که :
+PSWD:1234
OK
حالا باید بهش بگیم پسوردت رو بزار 1395 . کامند استانداردش AT+ PSWD=1395 هست که پاسخ ماژول به این کامند هم OK خواهد بود .

حالا تبدیل ( یا آردوینو ) رو از USB بکشید تا پاور قطع بشه و دوباره بزنید به USB . با این کار ماژول از مد کامند خارج میشه و به مد پیش فرضش که دیتا هست بر میگرده .
برای این که مطمئن باشید کامندهایی که فرستادید تنظیم شده کافیه سعی کنید ماژول بلوتوث رو با گوشیتون pair کنید :
Screenshot_2016-07-12-11-15-04

Screenshot_2016-07-12-11-15-14

Screenshot_2016-07-12-11-15-21

جلسه بیست و چهارم : راه اندازی بلوتوث HC-05 با آردوینو

سلام این جلسه قصد دارم در مورد راه اندازی بلوتوث با آردوینو باهاتون صحبت کنم .هدفمون در این جلسه این هست که بتونیم از آردوینو یه کامند بفرستیم به گوشی و به عکس از گوشی یه کامند بفرستیم به آردوینو همین !
تمامی این تبادل اطلاعات بی سیم و از طریق بلوتوث انجام میشه. مدل بلوتوثی که من برای کارم استفاده می کنم HC-05 هست که از اینجا میشه تهیه اش کرد.

وقتی قراره یه ماژول رو راه اندازی کنیم قدم اول اینه که یه نگاه کوچیک به پینهاش بندازیم ببینیم روی پینهاش چی نوشته . الان در مورد بلوتوث به تصویر زیر برخورد می کنیم : HC-05 (2)-500x500 همونطور که می بینید روی دوتا از پینهاش اسم TX و RX به چشم میخوره بنابراین پروتکل ارتباطی این ماژول از نوع سریال هست. دو تا راه حل برای راه اندازی این ماژول داریم :
1. وصلش کنیم به پینهای 0 و 1 آردوینو
2. از سریال نرم افزاری استفاده کنیم من یقینا از سریال نرم افزاری استفاده خواهم کرد تا در مرحله آپلود کد به مشکلی برخورد نکنم بنابراین سیم بندی مطابق عکس زیر خواهد بود :
arduino_hc05_soft خب حالا نوبت آپلود کردن کده . همون کدی رو که برای ارسال AT کامند تو جلسه قبل استفاده کردیم این جلسه هم استفاده می کنیم با این تفاوت که الان اسم ارتباط سریالمون رو میزاریم : Bluetooth 2016-05-15_17-29-23 توضیح قسمت های مختلف کد :
قسمت 1 : معرفی کتابخونه softwareserial و استفاده از پینهای 2 و 3 به عنوان سریال . یعنی به جای پین 0 پین شماره 2 بشه rx آردوینو و به جای پین شماره 1 پین شماره 3 بشه tx آردوینو
قسمت 2 : کانفیگ ارتباط سریال اصلی کامپیوتر – آردوینو و ارتباط سریال بلوتوث – آردوینو
قسمت 3 : قبلا توضیح داده شده در جلسات لطفا مرور بفرمایید.

قسمت کد نویسی داستان که سمت آردوینو هست تموم شد. الان باید بریم سر وقت بخش اندرویدی ماجرا . برای این کار نرم افزار SENA BTerm Bluetooth Terminal رو از google play دانلود و نصب کنید. مراحل زیر رو برای اتصال گوشیتون به ماژول بلوتوث انجام بدید:
1.باز کردن نرم افزار و روشن کردن بلوتوث
1
2.نمایش صفحه اولیه نرم افزار
2
3.کلید setting موبایل رو انتخاب کنید و از بین گزینه ها، گزینه Bluetooth Management رو بزنید.
3
4. کلید connect to رو انتخاب کنید
4
5.کلید Select رو انتخاب کنید.
5
6.کلید Start Scan رو بزنید تا ماژولتون رو پیدا کنه
6
7. ماژول پیدا شده رو انتخاب کنید ( من از HC-05 استفاده می کنم و پیداش هم کرده )
7
8.کلید connect رو بزنید .
8
9. این قسمت ازتون پسورد می خواد . پسورد دیفالت این بلوتوث ها یا 1234 هست یا 0000 .
10
***تا الان فقط داشتیم موبایل و ماژول بلوتوث رو با هم آشنا میکردیم (اصطلاح انگلیسیش میشه pair و فارسی میشه جفت ) . از این جا به بعد می خوایم بین آردوینو و موبایل داده رد و بدل کنیم.
10. برای انتقال داده از آردوینو به موبایل هر چیزی که تو کنسول سریال آردوینو بنویسید توی این صفحه مشکی رنگ چاپ میشه . مثلا من تو کنسول سریال آردوینوم نوشتم salam و اینجا همون سلام چاپ شده . در واقع طبق قسمت سوم کد آردوینو (که عکسش رو بالا گذاشتم ) الان تو بافر سریال کامپیوتر و آردوینو یه چیزی هست (همون salam ) بنابراین وارد شرط if دوم حلقه loop میشه و اون داده توی بافر سریال رو بر میداره و با دستور Bluetooth.write میفرسته برای ماژول بلوتوث و اون هم میفرسته برای موبایلی که باهاش pair شده و این میشه که ما تو این صفحه اون دیتا یعنی salam رو می بینیم.
9
11. این قسمت بر خلاف قسمت قبل می خوایم از موبایلمون برای آردوینو دیتا بفرستیم. بنابراین باز هم کلید setting موبایل رو انتخاب کنید و Show toolbox رو بزنید.
10
12 توی این صفحه هر چیزی رو که میخواید برای آردوینو بفرستید تو قسمت 1 تایپ کنید و enter بزنید در این حالت داده شما باید توی کنسول آردوینو چاپ بشه یعنی شرط if اول حلقه loop داره اجرا میشه . توی این toolbox یه سری مخلفات هم مثل Alt و Ctrl و … داره که خودتون وقتی باهاش کار کنید می فهمید چیکارا می کنه.
11

در نهایت این که ما با کمک نرم افزار sena تونستیم بین آردوینو و موبایلمون داده رد و بدل کنیم.
پایان جلسه

جلسه بیست و سوم : ارسال AT Command

سلام
جلسه قبل در مورد سریال نرم افزاری یا همون Software Serialصحبت کردیم . این جلسه قصد دارم با استفاده از بحث جلسه قبل برای یه ماژول GSM کامند بفرستیم .
قدم اول اینه که اصلا ببینیم AT Command چیه ؟
خیلی موقع ها شده که وقتی داریم اطلاعات یه ماژول رو می خونیم می بینیم تو توضیحاتش نوشته ارتباط با این ماژول توسط AT Command هست. AT Command به زبون ساده یه سری حرف و در خواسته که ما به ماژول می زنیم و ماژول هم به ما جواب میده .
مثلا فرض کنید یه ماژول GSM داریم ( همون ماژول های سیم کارت خور خودمون ) می خوایم از ماژول سوال کنیم سیم کارتی که روشه پین کد داره یا نه ؟ کار خیلی سادس ! ما دقیقا همین رو ازش سوال می کنیم . حالا چجوری ازش بپرسیم ؟ مثلا بگیم ماژول جان پین کد داری؟ یا بگیم سلام آیا سیم کارت شما پین کد دارد یا هزار مدل دیگه ؟ فرض کنید که ما به هر شکلی پرسیدیم حالا ماژول بخواد جواب بده . میتونه بگه آره می تونه بگه بلی می تونه بگه بله و ….
به این مکالمه ما با ماژول میگن ارتباط AT Command . یعنی ما با ماژول با ارسال کامند حرف می زنیم . حالا این که ما چجوری بپرسیم و اون چجوری جواب بده یه استاندارد داره به نام لیست AT Command ها . ماژولی که باید باهاش با AT Command حرف زده بشه بدون شک یه فایل PDF داره که لیست تمام کامندهایی که میپذیره توش نوشته شده .
حالا چرا AT Command ؟ چراشو نمیدونم و حوصله سرچ کردن و فهمیدن هم ندارم . فقط همینو بدونین که هر کامندی که میدیم با AT شروع میشه . مثلا میگیم : ATRST یا میگیم : ATCDMA و الی آخر . بدون استثنا تمام کامندها با AT شروع میشه .

*****************************************************

تا اینجای جلسه فقط سعی کردم خیلی خیلی ساده بهتون بگم AT Command چیه ؟
الان قصد دارم روش ارسال AT Command رو شروع کنم.
بزرگترین و مهم ترین نکته اینه که هر ماژولی که روش انتقال اطلاعاتش AT Command هست پروتکل ارتباطی سخت افزاریش سریاله . یعنی تمام کامندهای ما روی پینهای RX و TX ماژول ارسال و دریافت میشه . ماژولی که من میخوام باهاش ارسال AT Command رو نشون بدم ماژول SIM800L هست که اینه .
به جای این ماژول شما می تونید از هر ماژول دیگه ای که انتقال اطلاعاتش به صورت AT Command هست استفاده کنید (هر ماژولی )

قدم اول برقرار کردن سیم بندیه . من قراره از سریال نرم افزاری و پینهای شماره 10 , 11 استفاده کنم .
2016-05-08_16-44-05

توی سیم بندی بالا تکلیف پینهای 10 و 11 و گراند که معلومه ، می مونه VCC . ممکنه ولتاژ کاری ماژولی که شما باهاش کار می کنید بیشتر یا کمتر از 5 ولت آردونیو باشه .حتی در بعضی موارد ولتاژ کاری ماژول همون 5 ولته ولی آمپر ماژول بالاتر از آمپر آردوینوس . در این حالت باید ولتاژ ماژولتون رو از یه منبع خارجی تهیه کنید و به یاد داشته باشید که گراند منبع خارجی و گراند آردوینو رو باید با هم مشترک کنید.

خب سیم بندی رو هم انجام دادیم میریم سراغ مرحله کد نویسی . از مسیری که قبلا رفتیم مثال اولیه Software Serial رو بیارید :
2016-05-08_16-52-55

حالا تو این کد من قصد دارم دست ببرم . مثلا میخوام اسم ارتباط سریال نرم افزاریمو بزارم SIM800L .
تغییر دومم اینه که Baude Rate ارتباط سریال کامپیوتر و ارتباط سریال SIM800L ام رو میزارم 9600.
از اونجایی که آردوینو من UNO هست اون تابع while ای که نوشته رو پاک می کنم.
توی تابع setup هم دو تا پرینت داره هر دوتاشو پاک می کنم .
کد نهایی من با پاک کردن کامنت های اضافی شد این :
2016-05-08_17-13-46

قسمت 1 : معرفی کتابخانه SoftwareSerial و معرفی پینهای 10و 11 بعنوان پینهای سریال . دقت کنید 10 میشه RX آردوینو و 11 میشه TX آردوینو. همچنین دقت کنید که اسم ارتباط سریالم شده SIM800L .
قسمت 2 : کانفیگ ارتباط سریال . Baude Rate ارتباط سریالم شده SIM800L.begin .
قسمت 3 : تابع LOOP که توجلسه قبل براتون توضیح دادم . باز هم اسم ارتباط سریالم تو خوندن و نوشتن شده SIM800L.

کد رو آپلود کنید تو آردوینو و کنسول سریال رو باز کنید. مثل عکس زیر دو تا تنظیم گفته شده رو حتما مثل خودش انجام بدید.
2016-05-08_17-17-18

*****************************************************

حالا وقت کامند دادنه . الان ممکنه تو دلتون این دلهره بوجود بیاد که سخت افزارمو درست بستم ؟ کد نویسیم درسته ؟ چیزی مشکل نداره ؟
برای پایان دادن به این دلهره یه راه حل وجود داره اونم اینه که اولین و مهم ترین کامند ( به نظر من ) رو بدید. تو این داستان ارتباط AT Command یه کامند خیلی مشهور و البته مهم و مشترک بین تمام ماژول ها وجود داره که همیشه با اون شروع می کنن به کامند دادن و اون کامند AT هست . AT یه جورایی در نقش سلام ظاهر میشه . ما به ماژول سلام می کنیم ( با ارسال کامند AT ) ، اگه ماژول سالم باشه و در اتصالات سخت افزاری مشکلی نداشته باشه ماژول به سلام ما جواب میده . جواب سلامی که میده کامند OK هست. یعنی اگر ما AT رو بفرستیم و ماژول OK جواب بده کار تمامه و ما تونستیم بین ماژول و آردوینومون ارتباط AT Command رو برقرار کنیم.
کلیپ زیر دقیقا داره همین رو نشون میده :

*****************************************************

در صورتی که مطابق کلیپ بالا به ماژول سلام کردید و ماژول هم جواب داد یعنی همه چیز درست پیش رفته و آمادس تا شما کامندهای اصلی تون رو برای کانفیگ وارد کنید . در غیز این صورت با توجه به این که کد درسته یقینا یه جا تو سیم بندیتون مشکل داشتید.

این جلسه صرفا قصد داشتم فرستادن AT Command با سریال نرم افزاری رو بهتون آموزش بدم . نگید چرا فقط یه AT فرستادم چون اگه این کامند کار کنه بدون شک بقیش هم کار خواهد کرد.

پایان جلسه

جلسه بیست و دوم : سریال نرم افزاری آردوینو ( Software Serial )

سلام
این جلسه تصمیم دارم در مورد SoftwareSerial باهاتون صحبت کنم .
اول برید از اینجا بخونید که ارتباط TTL چیه .
قدم بعد بیاین در مورد یه اشتباهی که به احتمال زیاد تا حالا هممون تو کار با آردوینو انجام دادیم حرف بزنیم .

******************************************************
اگه تا حالا با ماژول های GPS کار کرده باشید می دونید که پروتکل ارتباطی این دسته از سنسورها TTL هست. بنابراین باید اونا رو به پورت سریال آردوینو که همون پینهای دیجیتال 0 و 1 هست وصل کنید.
eFevW
پین شماره 0 دیجیتال آردوینو پین RX و پین شماره 1 دیجیتال آردوینو پین TX هست . RX یعنی پین دریافت و TX یعنی پین ارسال . اگر قرار باشه داده ای از آردوینو ارسال بشه روی پین TX فرستاده میشه و اگر قرار باشه داده ای توسط آردوینو دریافت بشه (از یه دیوایس دارای ارتباط سریال دیگه ) روی پین RX دریافت میشه . این قانون توی تمام ماژول هایی که پروتکل ارتباطیشون سریال TTL هست وجود داره.
حالا وقتی قراره این آردوینو از طریق ارتباط سریال به یه ماژول دیگه که ارتباط اونم سریال هست وصل بشه باید پین 0 دیجیتال آردوینو (همون RX )به پین ارسال یعنی TX اون ماژول وصل بشه و پین دیجیتال شماره 1 آردوینو (یعنی همون TX ) به پین دریافت یعنی RX اون ماژول وصل بشه . اصطلاحا میگن در ارتباط سریال قطعات به صورت ضربه دری وصل میشن . TX به RX و RX به TX .
50e1ce8bce395fb62b000000
تو عکس بالا علاوه بر نشون دادن ضربه دری بودن ارتباط TTL به یه نکته خیلی مهم هم اشاره شده . اگه قرار باشه دو تا ماژول از طریق ارتباط سریال با هم ارتباط برقرار کنن علاوه بر رعایت اتصالات TX و RX باید زمین مشترک رو هم حتما حتما حتما رعایت کنین. علتش رو تو جلسه قبل گفتم می تونید برگردید و مطالعه کنید .

*****************************************************
خب حالا فرض کنید یه ماژول GPS رو با رعایت نکات گفته شده به آردوینو وصل کردیم یعنی این شکلی :
Arduino-GPS
کد آردوینوشم کامپایل کردیم و حالا می خوایم آپلودش کنیم تو برد . هر چی می زنیم که آپلود شه ارور میده ! خب برمی گردیم تنظیمات نرم افزار رو چک می کنیم . برد رو درست انتخاب کردیم، شماره پورت کام رو هم درست انتخاب کردیم ولی کد آپلود نمیشه! مشکل کجاست؟
مشکل اون دو تا پین دیجیتالی هستن که وصلشون کردیم به GPS . میگید نه سیم ها رو از پین دیجیتال شماره 0 و 1 آردوینو جدا کنید و دوباره آپلود کنید . دیدید ؟ کد راحت آپلود میشه . دوباره سیم ها رو وصل کنید به آردوینو و سعی کنید که کد رو آپلود کنید، بازم آپلود نمیشه .
می دونید علتش چیه ؟ علت اینه که مسیر آپلود کد از کامیوتر به پردازنده از این دو پین سریال (یعنی 0 و 1 ) میگذره . وقتی این دو پین آزادن مشکلی نداره و کد آپلود میشه ولی وقتی این دو پین به ماژولی دیگه ای وصل باشن مسیر ارتباط سریال بین کامپیوتر و پردازنده اشغاله و کد نمیتونه روی پردازنده آپلود بشه .
شاید بگید این چه مسخره بازیه ایه ! یعنی هر بار بخوام از یه دیوایس سریال استفاده کنم باید موقع آپلود کد توی آردوینو هی سیم ها رو بکنم و وصل کنم ؟
جواب منفیه دوستان . راه حل استفاده از SoftwareSerial هست . هر جا دیوایسی داشتید که ارتباطش سریال TTL بود نیازی نیست حتما و فقط از پین های 0 و 1 آردوینو استفاده کنید . بلکه بسته به این که از کدوم برد آردوینو استفاده می کنید می تونید از پین های دیگه ای هم استفاده کنید. در مورد آردوینو UNO که بیس آموزش های ماست از هر پین دیجیتالی می تونید استفاده کنید . مثلا 2و 3 یا 5 و6 یا 10 و 11 و …. .

*****************************************************

حالا یه سوال فنی بوجود میاد :
این SoftwareSerial که من هی اسمشو میارم چیه اصن ؟
SoftwareSerial یه کتابخونه هست که ما به کمکش ارتباط سریالمون رو برقرار می کنیم. برای داشتن این کتابخونه نیازی نیست از هیچ جا دانلودش کنید چون کتابخونه پیش فرض آردوینو هست. باور نمی کنید ؟ مسیری که میگم رو پیش برید تا چشمتون به دیدارش روشن بشه :
FILE > Exapmles < SoftwareSerial
اینم عکسش :
Untitled
روی همون مثالی که مشخص شده کلیک کنید تا باز بشه ، وقتی باز بشه با کد زیر رو به رو میشید ( من یه سری کامنتاشو حذف کردم تا کد خلوت تر بشه ) :
4-29-2016 3-37-09 PM
و اما معرفی قسمت های مختلف کد :
قسمت 1 : توی این قسمت خط اول کتابخونه SoftwareSerial رو معرفی می کنه . خط دوم که فوق العاده خط مهمیه دوتا کار رو انجام میده :
اول : معرفی اسم ارتباط سریال . توی کدی که دیفالت نرم افزار هست اسم ارتباط سریال جدید رو گذاشته mySerial .شما هر اسمی مثل GPS ، مثل NEWSerial یا هر اسم دیگه ای که دوست دارید ( در صورتی که از اسم های خاص نرم افزار نباشه ) رو می تونید استفاده کنید.
دوم : میاد شماره پینهایی رو که داره به جای سریال استفاده می کنه معرفی می کنه . اینجا از پین 10 و 11 استفاده کرده . در مورد آردوینو UNO به جای این دو تا پین هر دو پین دیجیتال دیگه ای میشه گذاشت . دقت کنید پینی رو که اول می نویسید در نقش RX ظاهر میشه و پین دوم در نقش TX . یعنی الان باید پین TX ماژول GPS به پین 10 آردوینو و پین RX ماژول GPS به پین 11 آردوینو وصل بشه .

قسمت 2 : اینجا Baud Rate ارتباط سریال اصلی کانفیگ میشه . ارتباط سریالی که دقیقا با نام Serial استفاده میشه اون ارتباط سریال بین کامپیوتر و آردوینو هست که ما در نهایت خروجیش رو تو کنسول آردوینو می بینیم .
این while که نوشته عملا فقط صبر می کنه تا ارتباط سریال بین کامپیوتر و اردوینو برقرار بشه که طبق کامندی که خودش نوشته فقط واسه آردوینو لئوناردو نوشتنش لازمه میتونید برش دارید.
بعدش هم که نوشته (” Serial.println(“Goodnight moon فقط برای تست اینه که ارتباط سریال بین کامپیوتر و آردوینو برقرار شده یا نه . دقت کنید چون نوشته Serial.println مربوط به سریال اصلی آردوینو هست و خروجیش تو کنسول آدوینو قابل دیدنه .

قسمت 3 : این قسمت اون سریال نرم افزاری که به صورت دیفالت اسمش رو گذاشته mySerial ( و قرار شد هر چی دوست داشتیم بزاریم ) کانفیگ می کنه . دقت کنید نوشته mySerial.begin این یعنی داره روی سریال نرم افزاری کار می کنه . اگر اسمش رو اول گذاشته بودیم GPS باید می نوشتیم GPS.begin .

قسمت 4
: این قسمت که توی تابع LOOP نوشته شده کد جالبیه .
if اول رو براتون ترجمه می کنم :
اگر داده از از سمت GPS واسه آردوینو فرستاده شده بود اون داده رو دریافت کن و تو کنسول سریال نمایش بده .
با دستور mySerial.available چک میشه که داده ای از GPS فرستاده شده یا نه .
با دستور mySerial.read اون داده دریافت میشه
با دستور Serial.write اون داده تو کنسول سریال آردوینو نمایش داده میشه .

ترجمه if دوم :
اگر داده از از سمت آردوینو واسه GPS فرستاده شده بود اون داده رو دریافت کن وبفرست واسه GPS .
با دستور Serial.available چک میشه که داده ای از آردوینو فرستاده شده یا نه .
با دستور Serial.read اون داده دریافت میشه
با دستور mySerial.write اون داده واسه GPS فرستاده میشه .

در صورتی که شماره پینها 11 (به عنوان RX ) و 10 (به عنوان TX ) باشه سیم بندی مطابق عکس زیر می شه :
gps-adafruit

*****************************************************

خب من تو این جلسه صرفا قصد داشتم این کتابخونه رو بهتون معرفی کنم و بس .
این که چجوری با استفاده از این کتابخونه کد بزنیم رو تو جلسه بعد که ارسال AT Command هست یاد میدم
پایان جلسه

جلسه بیست و یکم : راه اندازی سروو موتور

سلام
تو جلسه های قبلی در مورد راه اندزای موتور DC مفصل صحبت کردیم یادتونه ؟ جلسه دهم .
این جلسه قصد دارم در مورد سروو موتورها صحبت کنم .
مثل روند بقیه جلسه ها اول از خود سروو موتور می گیم. سروو موتور در حقیقت همون موتور DC هست که تو ساختمان داخلیش یه فیدبک اضافه شده . فیدبکی که به ما کمک می کنه بتونیم موقعیت ( یا قشنگ تر بگم زاویه ) سروو رو دقیق تعیین کنیم. مثلا بهش بگیم برو تو زاویه 45 درجه وایسا ! حالا این که چجوری میفهه کجا وایسه رو اینجا به صورت دقیق آموزش داده .

حتما لینک پیشنهاد داده شده رو بخونید چون علاوه بر این که در مورد سروو حرف میزنه بهتون میگه فرق این موتور با موتور DC چیه . ( ناگفته نمونه که تعدادی از سروو موتورها هستن که از موتور AC ساخته می شن اما مورد بحث ما نیستن ولی اینجا بهشون اشاره شده که می تونید استفاده کنید.)

*** یکی ازمهم ترین خاصیت موتورهای سروو این هست که جریان مورد نیازشون در مقایسه با خود موتور های DC کمتره و همین یعنی یه امتیاز مثبت.

توی خیلی از دستگاه ها و به خصوص ربات ها از این موتورها استفاده میشه . دلیل اول این که کم مصرفه و دلیل دوم اینه که اگر درست سر جای خودش قرار بگیره با زاویه دادن میشه خیلی خوب و دقیق کنترلش کرد.

***********************************************************
سروو موتورها دو دسته بندی اساسی دارن .
دسته بندی اول سروو 180 و سروو 360 هست.
سرووهای 180 تنها زاویه ای بین 0 تا 180 (در عمل حدود 175 ) رو قبول می کنن و خارج از این نیم دایره نمی چرخن .
سروو 360 چی ؟ لابد فکر می کنید این سروو زاویه بین 0 تا 360 رو میگیره نه ؟ باید بگم که نخیر . اینجوریا نیست . سروو 360 اصلا زاویه نمی گیره . بلکه فقط دور می زنه . یعنی چی ؟
تو کدی که در آینده می زنیم خواهید دید که یه جا میگیم : (myservo.write(45 . این برای سروو های 180 یعنی سروو جان برو تو زاویه 45 درجه وایسا . اگر همین خط کد رو بدیم به یه سرو 360 این سروو 45 بار دور خودش می چرخه . یعنی هر عددی که در آرگومان این دستور نوشته بشه تعیین کننده تعداد دور هست.

***********************************************************
دسته بندی دوم مربوطه به سرووهای دیجیتال و آنالوگ هست . تفاوت عمده این سروو ها بر سر دقت و سرعت هست که تو این فروم خیلی ساده و خوب توضیح داده شده و نیازی به تکرار نیست.

***********************************************************

خب این جا معرفی اولیه سرووها تموم شد . حالا قصد داریم با استفاده از آردوینو راه اندازیش کنیم . این جا دو تا حالت مختلف بوجود میاد :
یکی این که سروویی که انتخاب می کنیم آمپر پایین باشه و برای تامین توان مصرفیش خود آردوینو پاسخگو باشه . سرووهایی مثل این سروو :
H512-SG90-500x500 برای راه اندازی این سرووها سیم بندی مثل شکل زیره :
Arduino-Servo-Basic
یعنی GND و VCC از آردوینو تامین میشه و سیم سیگنال سروو (که میشه سیم نارنجی ) وصل میشه به پین PWM شماره 9 . دقت کنید به جای پین شماره 9 هر پین PWM دیگه ای میشه .

حالت دومی که اتفاق می افته اینه که امپر مورد نیاز سروو از آمپری که آردوینو میتونه براش تامین کنه بیشتر بشه در این صورت نمی تونیم پاور موتورمون رو از آردوینو بگیریم . سرووهایی مثل این سروو :
MG995_Metal_Gear_Servo_2-500x500

برای تامین پاور قائدتا باید بریم سراغ منبع تغذیه های با آمپر بالا . پیشنهاد من 5 ولت 1 آمپره . حالا سیم بندیمون رو چجوری انجام بدیم ؟

2016-03-28_10-29-52


اگه به عکس دقت کنید اومده پین سیگنال سروو رو به پین دیجیتال شماره 9 وصل کرده
پاور سروو ( 5 ولت ) رو از منبع خارجی گرفته .
گراند سروو و گراند منبع و گراند آردوینو هر سه به هم وصل شدن .به این کار میگن زمین مشترک کردن. این نکته فوق العاده مهمه که اگه داریم توی پروژه هامون از منبع خارجی استفاده می کنیم گراند منبعمون با گراند آردوینومون یکی بشه . برای این که درک کنید یه مثال می زنم .
فرض کنید قراره دو عدد رو پیدا کنیم که اختلافشون 5 باشه . این دوتا عدد میتونن 0 و 5 باشن، میتونن 0.5 و 5.5 باشن، میتونن 1 و 6 باشن و هزارتا حالت دیگه . درسته ؟ اختلاف همه این عددها یکیه ولی هیچ دو دسته ایشون با هم مساوی نیستن . توی آردوینو هم دقیقا همینه . منطق کاری آردوینو 5 ولته یعنی حداقل ولتاژ 0 و حداکثر ولتاژ 5 ولته . منبعی هم که الان وصل کردیم 5 ولته . یعنی اختلاف حداکثر و حداقل ولتاژش 5 ولته . حالا ما با ایجاد زمین مشترک بین منبع و آردوینو داریم میگیم دامنه تغییر ولتاژ هر دو از 0 تا 5 ولت باشه نه هر دامنه تغییر دلخواهی چرا که تو عالم الکترونیک و میکروکنترلر 5 ولت و 5.5 ولت خیلی اختلاف دارن . بنابراین توی این مساله همیشه گراند مشترک رو رعایت کنید.

***********************************************************

خب سیم بندی که انجام شد میریم سراغ کد:
2016-03-28_10-39-32

قسمت 1 : معرفی کتابخونه سروو . این کتابخونه کتابخونه پیش فرض آردوینو هست و هیچ احتیاجی نداره که بخواین اضافه کنین به کتابخونه های آردوینو.
قسمت 2 : معرفی آبجت myservo از کلاس Servo
قسمت 3 : با این خط کد داریم میگیم پین pwm ای که سیم سیگنال سروو رو بهش وصل کردیم پین شماره 9 هست.
قسمت 4 : با دستور myservo.write داریم به سروو زاویه ای رو که میخوایم بهش برسه میگیم . اول بهش میگیم برو تو زاویه 0 درجه وایسا ، یک ثانیه بهش زمان میدیم ((delay(1000) ، بهش میگیم برو تو زاویه 90 درجه وایسا ، یک ثانیه بهش زمان میدیم ، بهش میگیم برو تو ازویه 180 وایسا ، یک ثانیه بهش زمان میدیم و در آخر بهش میگیم تو زاوه 90 وایسا . اینجا LOOP تموم میشه و دوباره بر میگرده از اول و میره تو موقعیت 0 بعد 90 بعد 180 و الی آخر .

جلسه بیستم : بازر (زنگ اخبار)

خب تو این جلسه قصد دارم براتون در مورد بازر حرف بزنم و بعد بریم سراغ راه اندازی بازر با آردوینو .
خب بازر چیه ؟
به زبون ساده بازر همون بوقه ! بوقی که موقع بوت شدن سیستم عاملتون می شنوید همین صدای بازری هست که تو مدار داخلی سیستمتون استفاده شده. یه نمونه بازر مثل عکس زیر هست :
a-875
اگه می خواین دقیق تر از این که بازر چیه و چطوری کار می کنه اطلاعات داشته باشین به این لینک سر بزنید .
برای خریدن بازر هم به اینجا سربزنید .وقتی لینک رو باز کنید دو نمونه بازر متفاوت می بینید : اکتیو بازر و پسیو بازر .
خب حالا کدوم رو بخریم ؟ اصن فرقشون چیه ؟

اکتیو بازر :
اکتیوبازر بزرگترین حسنش اینه که کد نویسیش در حد کد نویسی راه اندازی یه LED هست. یعنی کافیه پین سیگنالش رو 0 و 1 کنید. دلیل این که راه اندازی این بازر انقدر ساده هست اینه که صدای بیپ تو مدار داخلی خودش ساخته میشه و فقط کافیه بهش بگی بنواز (با یک کردن پین سیگنالش بهش این دستور رو میدیم). بزرگ ترین عیب این بارزها هم اینه که صدایی که می تونید باهاش دربیارید فقط یک تن یا اصطلاحا فرکانس داره و هیچ تن صدای دیگه ای از این بازر خارج نمیشه.
ACTIVE-BUZZER-SQ1 (2)-500x500

همونطور که میبیند 3 تا پین داره :
VCC که بهتره 5ولت آردوینو بهش مصل بشه (3.3 هم می تونید البته ).
GND که به گراند آردوینو وصل میشه .
I / O که وصلش می کنیم به یکی از پین های دیجیتال آردوینو (به پین دیجیتال وصلش می کنیم چون طبق توضیح بالا فقط کافیه 0 و 1 بشه) . من به پین شماره 8 وصل کردم شما می تونید به هر پین دلخواهی وصلش کنید.

مدار سادس .
خب حالا کد زیر رو آپلود کنید :
2016-03-02_11-08-24
می بینید؟ کد دقیقا کد ساده LED چشمک زنه .

اپلود کنید و صدا رو بشنوید . با فاصله های 1 ثانیه داره بیپ بیپ می کنه. اگر می خواین که این فاصله ها تغییر کنه می تونید با عددهای تابع های delay بازی کنید.

                     ——————————————————————————–
پسیو بازر:

داستان پسیو بازر دقیقا بر عکسه . کد نویسی این بازرها به مراتب پیچیده تر از اکتیو هاست در عوض هر فرکانسی که دوست داشته باشیم رو می تونیم تولید کنیم. دلیل این موضوع اینه که این بازرها به دلیل ساختار مدار داخلیشون نمی تونن خودشون صدا تولید کنن و فقط می تونن صدایی که تولید شده رو پخش کنن.این بازرها یه جورایی مثل اسپیکر عمل می کنن با این فرق که اینا اسپیکر های قابل کنترل هستن یعنی میشه با برنامه نویسی بهشون بگی چه زمانی بخونن (البته فرق های دیگه ای هم دارن که لازم نیست زیاد واردشون بشیم ). خب حالا که اینا خودشون نمیتونن صدا تولید کنن و وظیفه تولید صدا افتاد گردن ما ، ما هم هر صدایی با هر فرکانسی که دوست داشته باشیم تولید می کنیم و می دیم به این بازرها که برامون پخش کنن. اما یه سوال پیش میاد . خب حالا چطوری صدا تولید کنیم ؟ ما که ماکزیمم یه آردوینو بیشتر نداریم چجوری صدا تولید کنیم ؟
ما با آردوینومون موج هایی تولید می کنیم که با انتقال اونها به بازر ، صدا تولید بشه. برای این کار از خاصیت سیگنال های PWM استفاده می کنیم. ما سیگنال های مربعی با Duty cycle ها و دامنه های متفاوت تولید می کنیم و اونها رو برای بازر می فرستیم . بازر با دریافت این سیگنال های مربعی و انتقال اونها به پیزو داخلیش ، برای ما می نوازه. بنابراین کل کاری که ما انجام میدیم تولید سیگنال های مربعی هست.
یه کم در مورد خط بالا بیشتر توضیح بدم : تا حالا موج مربعی دیدید دیگه درسته ؟
pwm1
توی موج مربعی یه زمان هایی 0 هستیم و یه زمان هایی 1 هستیم . مثلا فرض کنید دوره تناوب هر موج مربعی که ما می سازیم 10 ثانیه باشه ( یعنی شکل موج مربعی ما هر 10 ثانیه تکرار میشه ) .نسبت اون مدت زمانی رو که موج مربعی در وضعیت 1 قرار داشته به 10 میشه Duty cycle. به شکل بالا نگاه کنید. توشکل پایین پایینی تمام مدت زمان موج در وضعیت 1 قرار داشته بنابراین Duty cycle اش میشه 100 درصد. برعکسش تو موج بالا بالایی همیشه 0 بوده بنابراین Duty cycle اش میشه 0 درصد. هر چی مدت زمانی که شکل موج در وضعیت 1 هست بیشتر باشه Duty cycle هم بیشتر میشه .حالا ما باید بیایم برای راه اندازی بازرمون همچین شکل موج هایی رو با آردوینو تولید کنیم .
خب مدار مطابق حالت قبله فقط با یه تفاوت کوچیک :
VCC که بهتره 5ولت آردوینو بهش مصل بشه (3.3 هم می تونید البته ).
GND که به گراند آردوینو وصل میشه .
I / O که وصلش می کنیم به یکی از پین های PWM دیجیتال آردوینو . دقت کنید الان خیلی مهمه که پینی که استفاده می کنیم PWM باشه مثلا من از پین شماره 9 استفاده می کنم.
2016-03-02_12-08-45

خب قسمت های مختلف کد :
1. معرف پین 9 به عنوان پین متصل به بازر
2. تعریف تابع beep . این تابع 2 تا ورودی داره یکیش فرکانسه ، یکیش زمان delay بر حسب میلی ثانیه .
این تابع میاد مقدار فرکانس رو میگیره و به جای آرگومان analogWrite میزاره با این کار دامنه حداکثر سیگنال مربعی تولید شده مساوی این عدد میشه . یعنی توی شکل موج هامون دامنه ممکنه دیگه حداکثر 1 نباشه و کمتر بشه (بستگی داره به عددی که ما انتخاب می کنیم). بعد به ازای delayms میلی ثانیه صبر می کنه . بعد مقدار analogWrite رو مساوی 0 قرار میده (برای ساخت قسمت 0 شکل موج مربعی ) و دوباره به ازای delayms میلی ثانیه صبر می کنه . دقت کنید الان delayms میلی ثانیه مقدار حداکثر دامنه شکل موج برابر مقدار فرکانسه (freqency )و delayms میلی ثانیه مقداربرابر 0 هست بنابراین در این مدل کد نویسی Duty cycle موج مربعی ما 50 درصده.
3. بعد از کانفیگ پین بازر ، 3 بار تابع بیپ صدا زده میشه و هر بار دامنه (فرکانس صدا ) برابر 20 و زمان توقف بین بیپ ها 50 میلی ثانیه در نظر گرفته میشه. و در آخر هم یه دستور delay گذاشته شده که نشون بده تابع ستاپ تموم میشه.
4.در اینجا تابع بیپ با فرکانس 80 و زمان توقف 5 میلی ثانیه صدا زده شده چون تابع LOOP هستیم این خط تا بینهایت ادامه پیدا می کنه.
با تغییر عدد های فرکانس (که میشه آرگومان اول ورودی تابع بیپ ) از بازه 0 تا 255 می تونید فرکانس های بیپ مختلف رو بوجود بیارید.

با تغییر عدد زمان توقف (که میشه آرگومان دوم ورودی تابع بیپ ) فاصله بین بیپ ها رو تنظیم می کنید.

این کد صرفا یه دمو بود. شما بر حسب این که چه زمانی می خواید آلارم فعال بشه و با چه فرکانس و زمان توقفی ، از تابع beep نوشته شده استفاده می کنید.

پایان جلسه.

جلسه نوزدهم : راه اندازی رله

به نام خدا
این جلسه قصد دارم در مورد راه اندازی رله باهاتون صحبت کنم .
قدم اول اصلا این که رله چیه؟ به طور خیلی خیلی خیلی کلی بخوام بگم رله یه سوئیچه . سوئیچ هایی که تو جلسه های قبلی استفاه می کردیم رو یادتونه ؟ اگه قرار بود سوئیچ زده بشه (اصطلاحا میگیم سوئیچ تحریک بشه )، ما باید با انگشت روی دکمه کلید فشار می آوردیم تا زده بشه .
اما رله ها سوئیچ هایی هستن که با یه سری فعل و انفعالات الکترونیکی و مکانیکی کار سوئیچینگ رو انجام میدن. به عبارت دیگه ما برای قطع و وصل کردن سوئیچ داخلی رله نیازی نداریم که با دست فشار بدیم یا هر نوع کار فیزیکی دیگه بکنیم، بلکه با استفاده از میکروکنترلر و کد نویسی این کار رو انجام می دیم.
یه کم واضح تر بگم منظورم چیه :
یه LED رو تصور کنید که می خوایم روشنش کنیم . یه راه حل اینه که دو تا ولتاژ VCC و GND داشته باشیم مثلا باتری (اینجوری:)
AABatteryHolder
خروجی باتری ها رو بزنیم به LED تا روشن بشه برداریم تا خاموش بشه (با رعایت پلاریته وگرنه LED می سوزه ). اینجا ما داریم به صورت فیزیکی LED رو خاموش و رو شن می کنیم . ولی اگه بیایم با استفاده از یه میکروکنترلر مثل آردوینو این عملیات خاموش و روشن شدن LED رو انجام بدیم (مثل پروژه چشمک زن که جلسه پنجم انجام دادیم ) داریم با استفاده از کدنویسی و بدون دخالت فیزیکی این کار رو انجام میدیم.
داستان رله هم همینه . سوئیچ های قبلی که باهاشون کار کردیم برای تحریکشون لازم بود به صورت فیزیکی سوئیچ رو قطع و وصل کنیم ولی اگه همین تحریک با استفاده از میکروکنترلر و بدون دخالت مستقیم دست انجام بشه میشه رله .
این تعریف های ساده ای از رله بود ، اگه قصد دارید خیلی جزئی تر بدونید رله چیه این لینک رو بخونید.

اما بریم سراغ معرفی قسمت های مختلف یه رله که باهشون کار داریم. شما می تونید انواع ماژول های رله رو از اینجا ببینید. مدلی که من امروز باهاش کار می کنم این هست:
KEEPONIC_Relay_5v_2-500x500 همونطور که می بینید این رله 3 قسمت مهم داره که دونه به دونه معرفیشون می کنم :
1 (1)
خب ما توسط این قسمت به رله میگیم خاموش بشه یا روشن بشه. یعنی همون بخش تحریکش در واقع. برای این کنترل یا بازهم می تونیم مثل مثال باتری بریم سیم برداریم و هر موقع خواستیم وصل کنیم و هر موقع نخواستیم قطع کنیم (یعنی به صورت دستی و فیزیکی )، یا این که می تونیم این قسمت رو به یه میکروکنترلر مثل آردوینو وصل کنیم و از طریق دستورهای کدنویسی این کار رو انجام بدیم. اگر دقت کنید این قسمت سه تا پایه داره . یکی DC+ که در واقع همون پایه VCC هست و باید بهش 5 ولت اردوینو رو وصل کنیم. پایه دیگه DC- هست که نقش گراند (GND) رو داره که به پین زمین آردوینو وصلش می کنیم. یه پایه دیگه داره به اسم IN. از طریق این پایه روشن یا خاموش بودن رله کنترل میشه. یعنی کل کاری که ما در کنترل یک رله انجام میدیم اینه که با ولتاژ این پین رله بازی کنیم . چون این بازی کردن یه وضعیت دوحالته هست یعنی خاموش و روشن (معادل 0 و 1 ) ، این پین رله رو به یکی از پین های دیجیتال دلخواه آردوینو وصل می کنیم. شماره پین مهم نیست چون فقط قصد داریم 0 و 1 کنیم و نم یخوایم PWM بدیم. حالا سوالی که پیش میاد اینه که باید به پین رله رو 0 کنیم تا رله روشن شه یا 1 کنیم تا روشن شه ؟ جواب این سوالتون رو تو بخش سوم همین توضیحات خواهم داد.

1 (3)
این قسمت از رله رو باید به وسیله ای وصل کنیم که قصد داریم تحت کنترلش بگیریم. مثلا به یه موتور با LED توان بالا. خب اگه به عکس دقت کنید میبینید که این قسمت از رله سه تا ترمینال داره که به صورت زیر نام گذاری می شن:
1 (3)
پایه normally close پایه ای هست که در حالت عادی که رله خاموشه به پایه common (یعنی پایه کناریش) وصله . این اتصال رو می تونید از طریق یک مولتی متر هم چک کنید. پایه normally open پایه ای هست که وقتی رله روشن میشه به پایه common وصل میشه در این حالت پایه common از پایه normally close جدا میشه که باز هم می تونید از طریق مولتی متر تست بگیرید. در همین حد برای ما کافیه که از این قسمت بگیم و لی اگه سوال دارید که اصلا پایه normally close چیه و چرا در حالت خاموش رله می چسبه به common این لینک رو مطالعه کنید.

1 (2)
این قسمت تعیین میکنیم که سطح تحریکمون high باشه یا low باشه. یعنی چی ؟
یادتونه تو معرفی قسمت یک همین جلسه گفتم حالا برای روشن کردن رله باید به پایه IN صفر بدیم یا یک بدیم؟ توی این قسمت رله داریم همین رو تعیین می کنیم. اگه وضعیت جامپر زرد رنگ به همین صورت الانش باشه (یعنی روی H باشه ) برای روشن کردن رله باید به پایه IN منطق HIGH وصل کنیم اگه وضعیت جامپر رله بر عکس باشه یعنی روی L باشه باید برای روشن کردن رله بهش LOW بدیم. اصطلاحا به حالت اول میگن رله 1 فعاله و به حالت دوم میگن 0 فعاله.

خب این جا معرفی رله تموم شد از اینجا به بعد پروژمون رو انجام میدیم .

************************************************************************************************

خب تو پروژمون قصد داریم فقط رله رو روشن و خاموش کنیم. برای این کار مطابق توضیح زیر مدار رو ببندید:

پایه DC+ رله به پایه 5v آردوینو
پایه DC- رله به پایه GND آردوینو
پایه IN رله به پایه دیجیتال شماره 8 آردوینو (به جای این پین دیجیتال هر پین دیجیتال دلخواه دیگه ای رو هم می تونید استفاده کنید)

سادست دیگه مگه نه ؟
خب حالا میریم سراغ مرحله کد نویسی :
کد زیر رو آپلود کنید تا هر قسمتش رو توضیح بدم :
2016-02-20_15-31-08
قسمت 1 : معرفی پین 8 (پین متصل به رله ) به نام relay_pin
قسمت 2 :کانفیگ ارتباط سریال
قسمت 3 :شرط if . این شرط که در جلسات پیش به تفصیل توضیح داده شده معین می کنه که آیا داده ای در کنسول سریال دریافت شده یا نه.
قسمت 4: :در این خط کد، داده کنسول سریال توسط دستور Serial.read خونده می شه. بعد از آن ،عدد 48 از این داده کم می شه. علت کم شدن عدد 48 چیه ؟
اگه همین کد رو بدون -48 پروگرام کنید و اجرا کنید وقتی تو کنسول عدد 0 تایپ بشه تو خروجی کنسول عدد 48 دیده می شه ( چی شد ؟ من 0 تایپ کردم ولی داره 48 نشون میده ). در صورتی که عدد 9 تایپ بشه در خروجی کنسول عدد 57 دیده می شه. داستان چیه ؟
با کمی جست و جو معلوم می شه که خروجی دستور Serial.read در واقع کد اسکی عدد 0 و 9 هست. یعنی 48 کد اسکی عدد 0 هست و 57 کد اسکی عدد 9 ! یعنی وقتی ما 0 تایپ می کنیم تو ورودی کنسول ، آردوینو میره عدد 48 که معادل کد اسکی 0 هست رو به عنوان خروجی دستور Serial.read تحویل میده.
بنابراین ما برای این که بتونیم از این خروجی اسکی (که مطلوبمون نیست ) به خروجی واقعی خودمون برسیم لازمه از کد اسکی (که الان خروجی دستور Serial.read هست ) عدد 48 رو کم کنیم .به همین سادگی. در نهایت خروجی این خط کد که تو متغیر data ریخته میشه همون عددی هست که ما توی کنسول تایپش کردیم یعنی 0 یا 9 . به نظر من یه بار بدون -48 کد رو تست کنید و ببینید.
قسمت 5 :داده ای که توی کنسول تایپ کردیم تو قسمت خروجی کنسول برامون نشون داده میشه.
قسمت 6 : داده توی متغیر data مستقیما به پین متصل به رله فرستاده میشه.

حالا کد رو تست کنید.
اگه جامپر روی قسمت H باشه وقتی 1 میدید رله روشن میشه و وقتی 0 میدید رله خاموش میشه .
اگه جامپر روی قسمت L باشه وقتی 0 میدید رله روشن میشه و وقتی 1 میدید رله خاموش میشه .

این جلسه هم همینجا تموم شد.
سوالتتون رو تو انجمن بپرسید لطفا .

جلسه شانزدهم : راه اندازی فتوسل

سلام

دوستان از این جلسه به بعد تصمیم داریم دونه دونه بریم سراغ سنسورها. چه آنالوگ چه دیجیتال. هر جلسه یه سنسور رو آموزش می دیدم که چیه چجوری کار می کنه و کد آردوینو براش می نویسیم.

این جلسه می خوایم در مورد فتوسل حرف بزنیم.
09088-02-L

PHOTOCELL2A

 

به زبون خیلی خیلی ساده بخوایم بگیم فوتوسل یه مقاومته. حالا یه سوال پیش میاد که آیا عین همون مقاومتهای خودمونه که تا الان باهاشون کار می کردیم؟ جواب اینه که هم آره هم نه.
بدون شک تا حالا مقاومت دیدید دیگه درسته ؟
imgres
این مقاومت هایی که تا الان باهاشون کار می کردیم اصطلاحا بهشون میگن مقاومت های ثابت. یعنی وقتی میگیم این مقاومت 10 کیلو اهمه یعنی بالا بری پایین بیای، تو مدار این سر دنیا بزنی تو مدار اون سر دنیا بزنی، هر کاری کنی کنی این مقاومت 10 کیلو اهمه. البته همونطور که میدونید بر حسب رنگ چهارم مقاومت ها که طلایی باشه یا نقره ای یه تلورانسی در حد دهم اهم دارن ولی فارق از این تلورانس ،یک مقاومت ثابت هستن و با هیچ واکنش محیطی و یا واکنش مداری این عدد (مثلا همون ده کیلو ) تغییر نمی کنه .

فتوسل هم یه مقاومته ولی از نوع مقاومت متغیر. یعنی وقتی میزان نور محیطی که این فتوسل توشه تغییر کنه مقاومتی که از دو سر این فتوسل دیده میشه تغییر می کنه. بنابراین هم مقاومته و هم مثل اون مقاومت های معمولی نیست. حالا این که چجوری این انرژی نورانی میاد و کاری می کنه که مقاومت دو سر فتوسل تغییر کنه یه سری فعل و انفعالات داخلیه که من به شخصه علاقه ای بهش ندارم ولی شما می تونید سرچ کنید و با این تکنولوژی آشنا بشید. در کل چیزی که واسه ما مهمه اینه که وقتی شدت نور تابیده شده به این سنسور تغییر می کنه مقاومت دوسرش هم تغییر می کنه. واسه اطلاعات تکمیلی هم بگم که به فوتوسل مقاومت نوری و یا  light-dependent resistor) LDR ) گفته می شه.

خب حالا قصد داریم این سنسور رو با آردوینو راه بندازیم.
مواد لازم:
آردوینو (هر نوعی )
سنسور فتوسل
برد بورد کوچیک
سیم نری به نری

حالا مطابق عکس زیر مدار رو ببندید :
light_cdspulldowndiag

همونطور که می بینید اومده یه مقاومت 10 کیلو اهمی (ثابت ) رو با فتوسل سری کرده و از پایه مشکترک بینشون به پین آنالوگ آردوینو داده. منطق این کار همون منطق تقسیم ولتاژه.
images

وقتی مقاومت فتوسل (با تغییر نور ) تغییر می کنه طبق قانون تقسیم ولتاژ ، ولتاژی که روی پایه وسط (مشترک بین مقاومت و فتوسل ) می افته هم تغییر می کنه که چون این تغییر به صورت پیوسته هست این پایه وسط رو به پین آنالوگ آردوینو (پین شماره 0 ) وصل می کنیم.

خب مدار رو بستید؟
بریم سراغ کد. برای کد عینا عینا عینا همون کد پتانسیومتر رو آپلود کنید. یعنی این کد :
2016-01-20_13-07-301

خب کد رو آپلود کنید و کنسول سریال رو باز کنید:
2016-01-26_12-26-48

همونطور که می بینید مقدار دیفالت سنسور روی حدود 600 بود . بعد دستم رو گذاشتم روی فتوسل ( روی قسمت بالایی ) و داده نشون داده شده از 600 به حدود 200 افت پیدا کرد. دوباره که دستم رو برداشتم برگشت رو همون حدودای 600 . این یعنی تو محیطی که تست کردم محدوده روشنایی 600 و محدوده تاریکی 200 هست. جایی که شما دارید تست می کنید می تونه اعداد تو رنج های کاملا متفاوتی بده بر حسب نور محیطی تون.

حالا کنسول رو ببندید و سریال پلاتر رو باز کنید و هی دستتون رو بزارید رو فتوسل و بردارید تا براتون شکل موج بکشه ( محض تفریح البته ).
2016-01-26_12-34-38

می تونیم همینجا پروژه رو تموم کنیم اما نمی کنیم. می خوایم سیستم روشنایی اتوماتیک بسازیم. یعنی هر موقع نور کم شد و احتیاج به روشنایی داشتیم لامپ روشن بشه .نه این که هر دقه و هر ثانیه اون لامپ بدبخت کار کنه.
برای این کار به مدار قبلیمون یه LED به صورت زیر اضافه می کنیم:
Photocell_bb
قسمت فتوسل که عینا همونه . اومدیم یه LED رو با یه مقاومت سری کردیم و به پین دیجیتال شماره 2 وصل کردیم. علت وجود مقاومت سری با LED اینه که از سوختن اون جلوگیری بشه. تو همه مدارا این قانون وجود داره که سر راه هر LED باید مقاومت گذاشته بشه.

خب مدار رو بستید تمام ؟
حالا کد زیر رو آپلود کنید تا براتون توضیح بدم:
2016-01-26_13-04-56

تو قسمت هدر برنامه که فقط اومدیم علاوه بر متغیر های کد قبلی متغیر ledPin رو معرفی کردیم به عنوان پین شماره 2 .
تو قسمت کانفیگ دیگه سریال رو برداشتیم چون نیازی بهش نبود و به جاش پین دیجیتال ledPin رو به عنوان خروجی تعریف کردیم.
تو تابع loop خط اول ، داده کانال ADC شماره 0 رو می خونیم و تو متغیر sensorValue می ریزیم ( همون متغیری که تو هدر برنامه تعریف کردیم ).
تو کد قبلی دیدیم که حد روشنایی 600 و حد تاریکی 200 بود.
حالا کد نوشتیم اگه داده ای که خونده از 300 کمتر بود (یعنی رفته باشیم تو تاریکی ) بیا led رو روشن کن. معقوله دیگه وقتی تاریک میشه باید چراغا رو روشن کنیم.
تو خط بعدی هم نوشتیم اگه داده ای که خوندی از 500 بیشتر بود (یعنی تو روشنایی بودیم ) led رو خاموش کن چون هوا روشنه و نیازی به نور اضافه نداریم.

اعداد 300 و 500 رو که من تو کدم قرار دارم بر اساس محیط تستم بود. یعنی همون عدد هایی که با کد قبلی از کنسول در آوردم . شما هر رنج عددی که دارید می تونید در نظر بگیرید و این کد رو متناسب با محیط تست خودتون تغییر بدید.
یعنی مثلا اگه کسی تو تستش تاریکی رو روی عدد 120 داشت (مثلا ) نیازی نداره مثل کد من مرز تاریکی رو 300 بزاره میتونه 200 یا حتی کمتر انتخاب کنه.

و اما نکته آخر :
اگه دقت کنید من وقتی دستورهای if رو نوشتم هیچ آکولادی باز و بسته نکردم در صورتی که قبلا می گفتیم اگه شرط if برقرار بشه دستورهای بین دو آکولادی که باز و بسته شدن اجرا میشه{}. خب الان هیچ آکولادی نیست پس در صورت برقرار بودن شرط if چی اجرا میشه؟
جواب: این یه قانون برنامه نویسیه که اگر بعد از برقرار شدن شرط if تنها یک کار لازم باشه انجام بشه دیگه نیازی به گذاشتن آکولاد نیست. دقیقا مثل شرایط الان ما. در صورتی که نور از مرز تاریکی کمتر بشه فقط لازمه LED روشن بشه (یعنی فقط یک کار ) پس به آکولاد نیازی نیست.

پایان جلسه

جلسه چهاردهم : پتانسیومتر

سلام

حدود 10 جلسه فقط و فقط از پینهای دیجیتال حرف زدیم . این که به پین دیجیتال مقدار بدیم یا از پین دیجیتال مقدار بخونیم .
این جلسه تمرکزمون رو می بریم روی آنالوگ ها . اینجا ببینید که کلا سیگنال آنالوگ چیه.

تو این آموزش قراره یاد بگیریم که چجوری با استفاده از آردوینو داده یک سنسور آنالوگ رو بخونیم. ولی قبل از این درست مثل حالت دیجیتال یه بحث کلی داریم روی ورودی و خروجی بودن پینها. اگه یادتون باشه می گفتیم مثلا وقتی داریم داده یه سوئیچ رو می خونیم از پین دیجیتال آردوینو به عنوان ورودی استفاده می کنیم و وقتی که قراره مثلا یه موتور رو روشن کنیم از پین دیجیتال آردوینو به عنوان خروجی استفاده می کردیم. دقیقا همین قانون در مورد آنالوگ ها هم وجود داره. وقتی یه سنسور آنالوگ داریم که می خوایم داده اون رو بخونیم زمانی که اون سنسور رو به پین آنالوگ آردوینو وصلش می کنیم اون پین رو به عنوان ورودی در نظر می گیریم و زمانی که قراره به یه دستگاه انالوگ فرمان بدیم پین آنالوگ به صورت خروجی تعریف میشه.
اما:
این وسط یه فرق خیلی خیلی بزرگ وجود داره. میکروکنترلر ما که وظیفش پردازش داده هاست دیجیتاله .چه داده از بیرون وارد میکروکنترلر بشه چه خود میکروکنترلر فرمان بده نوع سیگنال های دریافتی و تولیدی باید از جنس دیجیتال باشه ( یعنی 0 و 1 باشه) . هر نوع داده دیگه ای خارج از این تایپ داده برای میکروکنترلر قابل پردازش نیست. تو آموزش های قبلی چه وقتی سوئیچ وصل کردیم به آردوینوچه وقتی موتور یا RGB راه انداختیم جنس داده های رد و بدلی 0 و 1 بود. سوئیچ 0 و 1 داده می داد و به موتور و LED هم 0 و 1 داده می دادیم ( اگه یادتون باشه همیشه سر و کله HIGH و LOW تو کد نویسی مون پیدا می شد.)

اما وقتی از آنالوگ حرف میزنیم دیگه خبری از داده مطلق 0 و1 نیست بلکه با یه طیف پیوسته از اعداد سر و کار داریم. طیف پیوسته ای که میکروکنترلر به هیچ عنوان نمیتونه اون رو پردازش کنه چون زبونش رو نمیفهمه. بنابراین این وسط باید به واسط هایی داشته باشیم که آنالوگ رو بکنن دیجیتال (چون زبون قابل فهم برای میکروکنترلر دیجیتال هست) و در صورت نیاز دیجیتال رو بکنن آنالوگ.

مبدل سیگنال‌های آنالوگ به دیجیتال :
اصطلاحا به این مبدل ها ADC میگن که مخفف Analog to Digital Converter هست. وکارکردش  به طور خلاصه اینه که یه سیگنال آنالوگ دریافت میکنن و طی یه پروسه ای اون رو به سیگنال دیجیتال تبدیل می کنن:
ADC_Symbol

بنابراین ما اگه یه سنسور آنالوگ داشته باشیم باید خروجی سنسور آنالوگمون رو بدیم به مبدل های ADC و بعد خروجی مبدل رو که از جنس دیجیتاله بدیم به میکروکنترلرمون و پردازشش کنیم. اینجا یه آموزش کامل در مورد ADC ها گذاشته. شما اگه یه کم در مورد ADC ها تحقیق کنید یه پارامتر خیلی مهم در مورد این مبدل ها تعداد بیت خروجی اونهاست. تو عالم داده های دیجیتال وقتی میگن یه داده  مثلا 8 بیتیه (طبق قانون احتمال و به دلیل 0 و 1 بودن داده ها ) از 0 تا 255 می تونه تو این داده قرار بگیره (255 معادل 11111111 باینری هست ). حالا وقتی میگیم یه مبدل ADC مثلا 10 بیتیه یعنی از 0 تا عدد 1024 می تونه به عنوان خروجی این مبدل بوجود بیاد. دقیق تر بگیم یعنی این که سمت ورودی این مبدل یه ولتاژ بین 0 تا 5 ولت اعمال میشه (ولتاژ پیوسته :یعنی می تونه مثلا 4.2 ولت باشه ) بعد تو خروجی ADC محاسبه میشه که این ولتاژ معادل با چه عددی هست در صورتی که ADC ده بیتی باشه میشه یه عدد بین 0 تا 1023، در صورتی که ADC هشت بیتی باشه میشه یه عدد بین 0 تا 255. کاملا واضحه دیگه، هرچی بیت های خروجی ADC بیشتر باشه دقت این تبدیل بالاتر میره .چرا میگم منطقیه ؟ ورودی ADC ما (چه خروجی 8 بیت باشه  چه 10 بیت) 0 تا 5 ولته. در صورتی که 8 بیتی باشیم هر 19.6mV در ورودی 1واحد در خروجی خواهد بود ( 5/255= 19.6mV) اما در صورتی که خروجی ADC ده بیتی باشد هر 4.9mV در ورودی 1واحد در خروجی خواهد بود (5/1024= 4.9mV).

حالا یه ترس بوجود میاد: اگه بخوایم داده سنسورهای آنالوگ رو (که سنسورهای خیلی زیادی در مجموعه سنسورهای آنالوگ قرار میگیرن ) بخونیم باید بین آردوینو و سنسورمون یه ADC طراحی کنیم و بزاریم؟ جواب منفیه.
بحث ما عموما روی UNO می چرخه بنابراین فقط در مورد UNO حرف میزنم. برد آردوینو UNO شش تا پایه آنالوگ ورودی داره (دقت کنید ورودی ). به تعداد همین 6 تا پایه آنالوگ ، 6 تا کانال ADC ده بیتی هم داره. یعنی شما هیچ احتیاجی به طراحی و قرار دادن ADC ندارید خودش همه کارها رو کرده یعنی آماده و حاضره. ادامه بحث رو روی همین موضوع ادامه خواهیم داد.

مبدل سیگنال‌های دیجیتال به آنالوگ :
به این نوع مبدل ها اصطلاحا DAC میگن که مخفف Digital to Analog Convertor هست و به طور ساده بخوام بگم یه سیگنال دیجیتال به عنوان ورودی میگیره و در خروجی یه سیگنال آنالوگ میده. این مبدل در مواردی کاربرد داره که دستگاه محرک ما (دستگاهی که از ما فرمان میگیره تا یه کاری بکنه ) ورودی آنالوگ قبول کنه. در چنین مواردی بعد از این که تو میکروکنترلر پردازش ها انجام شد با یه تبدیل DAC سیگنال رو به آنالوگ تبدیل میکنن و به دستگاه محرک میدن.

ما تو دو پاراگراف قبل گفتیم آردوینو 6 تا پایه آنالوگ داره . خب بیاین درمورد دو تا ایده حرف بزنیم که عین دیجیتال ها باهاشون برخورد کنیم یعنی وقتی خواستیم به سنسور وصل کنیم ورودیشون کنیم و وقتی خواستیم به دستگاه محرک وصل کنیم خروجیشون کنیم. حتی شاید یه عده حرف گروه اول رو با با این استدلال غلط تایید کنن که : اره دیگه تو همون مسیری که سیگنال از آنالوگ به دیجیتال تبدیل میشه برعکس از دیجیتال هم به آنالوگ تبدیل بشه و بنابراین 6 تا پین آنالوگ آردوینو هم ورودی هستن هم خروجی.
اما این دو گروه به شدت اشتباه می کنن. مدار های DAC و ADC کاملا کاملا کاملا با هم متفاوت هستن و تبدیل دو طرفه به حساب نمیان. اون 6 تا پین آنالوگ آردوینو هم که قبلا در موردشون حرف زدیم ADC دارن. بنابراین نمیتونن به عنوان خروجی استفاده بشن و تنها و تنها می تونیم از اونها به عنوان ورودی استفاده کنیم. هیچ کدوم از بردهای آردوینو پین آنالوگ خروجی ندارن به جز آردوینو DUE و M0-PRO . این در صورتیه که تمام آردوینو ها بدون استثنا پین آنالوگ ورودی دارن.

خب تا اینجای داستان فقط در مورد فلسفه آنالوگ در آردوینو حرف زدیم. از این جای آموزش میریم سراغ پروژمون یعنی راه اندازی پتانسیومتر.

موارد لازم:
آردوینو از هر نوعی
پتانسیومتر
سیم برد بوردی نری به مادگی

خب حالا مطابق عکس زیر مدار رو ببندید.
tumblr_mc96ar3Q981qanj9i

دقت کنید به پایه آنالوگ شماره 2 وصلش کردیم.
خب حالا این کدرو آپلود کنید:
2016-01-20_13-07-30
قسمت هدر که معرفی پین انالوگ هست که اگه دقت کنید نوشته شده A2. این A نمایشگر اینه که داریم از پین آنالوگ استفاده می کنیم. تو تابع setup این پین به عنوان ورودی و ارتباط سریال با نرخ 9600 کانفیگ شده.
تو تابع loop خط اول با دستور analogRead مقدار پین آنالوگ خونده میشه. عملا مقداری که توی متغیر sensorValue ریخته میشه خروجی ADC هست. یعنی پین وسط پتانسیومتر که متصل شده به پین آنالوگ شماره 2 آردوینو، طبق قانون مداری تقسیم ولتاژ ، یه ولتاژ بین 0 تا 5 ولت رو روی پین شماره 2 می ندازه. این ولتاژ میشه ورودی ADC متصل به پین شماره 2 آردوینو. از اون طرف خروجی این ADC به صورت یک عدد بین 0 تا 1023 (به علت 10 بیتی بودن ADC ) توی متغیر sensorValue ریخته میشه. با دستور پرینت هم این مقدار توی کنسول سریال چاپ میشه. خط آخر هم که دستور delay هست فرمان میده با سر فاصله های یک ثانیه این روند تکرار بشه.

پایان.