جلسه بیست و هشتم : کنترل تگ های RFID

سلام
جلسه قبل صرفا در مورد راه اندازی ماژول ریدر RFID صحبت کردیم . یعنی یه کارت رو جلوی ریدر می گرفتیم و آیدی کارت رو تو کنسول آردوینو می دیدیم.
این جلسه قصد داریم یه مقدار پروژه رو تغییر بدیم . هدف اینه که علاوه بر این که کارت رو میخونیم چک کنیم کارت خونده شده جزء کارت های مجاز هست یا نه . اگر بود تو کنسول مجاز بودنش رو چاپ می کنیم اگر نبود مجاز نبودنش رو چاپ می کنیم.
من پروژه هام رو خیلی ساده انتخاب می کنم تا بعد از اون هر کسی هر ادیتی بخواد بتونه روش بزنه . مثلا توی این پروژه میشه به جای چاپ کردن مجاز یا عدم مجاز بودن تو کنسول ، به یه رله فرمان داد. به این صورت که اگر کارت مجاز بود رله رو وصل کنه و اگر مجاز نبود رله رو قطع کنه و البته صدها پروژه مشابه دیگه .

مطابق جلسه قبل ریدری که من روش کار می کنم RC522 هست لذا سیم بندی این پروژه هم دقیقا مثل سیم بندی جلسه قبله .
rfid-522-diagram-pinout-wire-arduino

تنها تفاوتی که وجود داره در کدنویسیه که قدم به قدم با هم پیش میریم.
2016-11-15_13-34-20
قسمت 1 و 2 : دقیقا مطابق توضیح های جلسه قبله به همین دلیل تکرارش نمی کنم .

قسمت 3 : یه آرایه 4 تایی به اسم Cardid تعریف و مقدار دهی کردیم . این متغیر در واقع مقدار کارت مرجع ماست . یعنی میخوایم هر کارتی که خونده میشه رو با این مقایسه کنیم.

قسمت 4 : یه آرایه 4 تایی به اسم readCard تعریف کردیم ولی مقدار دهی نکردیم .توی این متغیر شماره کارت هایی که توسط ریدر خونده میشه رو ذخیره می کنیم . بنابراین به ازای هر کارتی که مقابل ریدر می گیریم مقدار این متغیر عوض میشه .

قسمت 5 : یه متغیر به اسم match تعریف کردیم . به قول برنامه نویسا این match یه پرچمه (flag) . به زبون خیلی ساده فلگ ها ( پرچم ها ) وضعیت رو به ما نشون میدن . اگر این فلگ false باشه یعنی کارتی که با ریدر خوندیم با شماره کارت مرجعمون فرق داره و مچ نیست . اگر true باشه یعنی کارتی که مقابل ریدر گرفتیم همون کارت مرجعمونه .

2016-11-15_13-41-15
تابع ستاپ هم جلسه قبل با جزئیات مطرح شده .

2016-11-15_13-42-04
قسمت 1 و 2 : مثل جلسه قبله دقیقا .
قسمت 3 : یادتونه جلسه قبل در مورد کد نویسی این قسمت چی گفتم ؟ گفتم میتونست بیاد داده ای که از دستور mfrc522.uid.uidByte میاد رو اول بریزه تو یه متغیر بعد اون متغیر رو پرینت کنه . الان دقیقا همین کار رو کرده. به جای اینکه مستقیم خروجی دستور mfrc522.uid.uidByte رو با print چاپ کنه اومده اول ریختتش تو متغیر readCard بعد متغیر readCard رو پرینت کرده .
دوستان این که چرا نوشته شده [readCard[i و نوشته نشده readCard به دلیل اینه که readCard یک آرایه هست . این بحث ها کد نویسی محضه به همین خاطر من توضیحی در موردشون نمیدم .

قسمت 4 : اومده تابعی رو صدا زده به اسم checkTwo . ممکنه از این جلسه به بعد زیاد از این روش کد نویسی استفاده کنیم . به این صورت که به غیر از setup و Loop که تابع های اساسی هستن و هرگز نباید حذف بشن یه سری توابع دیگه هم تعریف کنیم که یه قسمت از پردازش رو انجام بدن . الان هم دقیقا همین کار رو کردیم . تو تابع ستاپ کانفیگ هامونو انجام میدیم. تو تابع loop کارت رو میخونیم و تو تابع checkTwo عملیات مقایسه کارت خونده شده و کارت مرجع رو انجام میدیم. واقعیت داستان اینه که میتونستیم عملیات هایی که تو تابع checkTwo انجام میشه رو تو تابع loop هم انجام بدیم اما تابع نویسی ( یا به قول برنامه نویسا متد نویسی ) باعث میشه کدمون راحت تر فهمیده بشه . انتهای جلسه توضیح میدیم که چرا تابع رو اینطوری نوشتیم .

قسمت 5 : مطابق جلسه قبله بازم .

2016-11-15_14-03-39
قسمت 1 : این قسمت معرفی و اسم گذاری تابع هست.تابع هیچ خروجی ای نداره بنابراین از نوع void تعریف شده . اسم تابع checkTwo هست. ورودی های تابع دو تا آرایه به نام های a و b هستن . این دو تا در واقع همون متغیر هایی هستن که باید با همدیگه مقایسه بشن . متغیر a متغیری هست که باید مقایسه بشه و متغیر b متغیر مرجعمونه . این که چرا اسمشون a و b هست و از اسم متغیر های اصلی کد ( یعنی Cardid و readCard ) تو تعریف تابع استفاده نکردیم هم از قوانین تابع نویسیه .

قسمت 2 : میاد چک می کنه متغیر مقایسه شونده خالی نباشه . چون اگه خالی باشه یقینا مقایسه ما فایده ای نداره . تو همین قسمت میاد فلگ match رو هم true می کنه . یعنی پیش فرضمون این که که دو تا متغیر با هم مساوی ان .

قسمت 3 : یه حلقه for داریم که 4 بار تکرار میشه . علت این که 4 بارتکرار میشه اینه که آیدی کارت ما 4 بایته . تو هر بار اجرای حلقه یه بایت از متغیر مقایسه شونده با یه بایت از متغیر مرجع مقایسه میشه . اگه توی مقایسه این 4 بایت ، حتی توی یه بایت هم متغیر ها مساوی نباشن فلگ match تبدیل به false میشه . مثلا فرض کنید آیدی کارتی که خونده شده {11,12,13,14} باشه و آیدی کارت مرجع {11,15,13,14} باشه . این دو تا متغیر تو بایت یکم ( چون شماره بایت ها از 0 شروع میشه ) با هم تفاوت دارن . بنابراین فلگ match تبدیل به false میشه . اما اگر متغیر مرجع هم {11,12,13,14} بود فلگ match همون true می موند.

قسمت 4 : این قسمت یه if ساده داریم . اگر فلگ match برابر true باشه تو کنسول عبارت Match چاپ میشه . اما اگر اگر فلگ match برابر false باشه تو کنسول عبارت Not Match چاپ میشه . همونطوری که اول جلسه گفتم به جای این چاپ شدن تو کنسول میشه هر اتفاق دیگه ای بیفته . میتونه یه رله فرمان بگیره . میتونه بیپ یه بازر رو تغییر بده . میتونه رنگ یه LED RGB رو تغییر بده و … .

قبل از این که جلسه رو تموم کنیم یه توضیح دیگه باید اضافه بشه . توی تابع loop ما تابع checkTwo رو اینطوری صدا زدیم : (checkTwo(readCard, Cardid . قرار بود آرگومان اول این تابع متغیر مقایسه شونده باشه و آرگومان دوم متغیر مرجع . الان هم دقیقا همین اتفاق افتاده . آرگومان اول readCard آیدی کارت هایی که بود که توسط ریدر خونده میشد و به ازای هر کارتی این متغیر مقدارش تغییر می کرد. آرگومان دوم Cardid همون آیدی کارت مرجعمون بود که تو هدر برنامه مقدار دهیش کردیم و عملا مقدارش همیشه ثابته .

نکته دیگه ای که میمونه اینه که اگر شما بخواید همین کد رو روی سیستم خودتون پیاده کنید آیدی کارتتون نمیتونه مشابه آیدی کارت من یعنی 75796376 باشه . بنابراین یک بار کد رو آپلود کنید و آیدی کارت مرجع خودتون رو دربیارید . بعد به جای آیدی کارت من تو هدر برنامه یعنی {byte Cardid[4] = {75, 79, 63, 76 جایگزین کنید.

کد رو هم میتونید از انجمن بردارید و استفاده کنید .

پایان جلسه.

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 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 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 هجدهم : راه اندازی LCD کاراکتری 1602

به نام خدا
اول جلسه یه پیشنهاد دارم : این که اول کل جلسه رو یه دور تا آخر بخونین بعد قسمت های سخت افزاریش رو اجرا کنین چون دو روش ارائه میشه. پس تا آخر جلسه رو بخونید هر کدوم از دو روش رو که خواستین انجام بدین.
این جلسه قصد داریم در مورد LCD کاراکتری 1602 حرف بزنیم . اول بگیم که چرا به این میگن 1602: این نمایشگر 16 تا ستون و دو تا سطر داره همین ! در مورد این که چرا لازمه تو پروژه هامون LCD داشته باشیم فکر نمی کنم هیچ نیازی داشته باشه که توضیح بدم. فقط همینو بگم که تا الان هر چیزی رو که می خواستیم ببینیم (مثلا عدد پتانسیومتر ) روی کنسول سریال آردوینو می دیدیم ولی خب خیلی مواقع ممکنه مدارمون رو از کامپیوتر جدا کنیم و با یه سوئیچ آداپتور ببریمش یه جایی وصلش کنیم که هیچ نوع کامپیوتری نباشه که بتونیم از کنسول سریالش استفاده کنیم. وقتی تو همچین شرایطی گرفتار شدیم می ریم سراغ استفاده از انواع LCD ها.
character_2x16_modules_lcd_display_hd44780_controller_black_on_yg
این نمایشگر 16 تا پایه داره که اگه به عکس بالا یه کم دقیق بشید کنار پینها یه شماره 1 می بینید یه شماره 16 . ارتباط آردوینو و این LCD به صورت پارالل هست به همین خاطر باید یه عالمه پین رو وصل کنیم پس بدون فوت وقت بریم سراغ سخت افزار مدرا .

مواد لازم :
هر نمونه آردوینو در دسترس
LCD کاراکتری 1602
برد بورد کوچیک
پتانسیومتر
مقاومت 220 اهم
سیم نری به نری

خب حالا مدارتون رو مثل عکس زیر ببندید :
LCD_Base_bb_Fritz
LCD_Base_bb_Schem
میدونم مدارش زیاد دل و روده داشت بنابراین خسته نباشید.
پروژه ای که می خوایم انجام بدیم اینه که هر چیزی رو که از کنسول سریال دریافت کردیم توی LCD نمایش بده .
برای این کار کتابخونه Liquid Crystal رو به کتابخونه های آردوینو اضافه کنید:
Adafruit_LiquidCrystal-master
آموزش اضافه کردن کتابخونه هم اینجاست:

بعد از این که کتابخونه رو به صورت موفقیت آمیز به آردوینو اضافه کردید مثل عکس زیر کد serialdisplay رو بیارید :
2016-01-30_14-07-20
خب با یه همچین کدی مواجه میشید (البته من نیم کیلو کامنت بالاش رو پاک کردم ):
2016-01-30_14-09-10

قسمت های مختلف :
1:معرفی کتابخونه LiquidCrystal

2: اگه یادتون باشه قبلا هر وقت یه پین رو استفاده می کردیم میومدیم توی هدر برنامه بهش اسم می دادیم . الان اگه بشمارید 6 تا سیم از LCD وصل کردیم به پین های آردوینو . قائدتا باید 6 تا متغیر تو هدر تعریف می کردیم . پس کو ؟ چرا نکردیم ؟ همین خط دستوری که اینجا نوشتیم (LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2 دقیقا همین کار رو میکنه. فقط فرقش اینه که اون تعریف کردنا به جای اینه اینجا نوشته بشه رفته تو کتابخونه نوشته شده .

3.توی این قسمت کانفیگ پین هایی که تو قسمت 2 معرفی شد انجام میشه.تابع begin در کتابخونه LiquidCrystal پین های معرفی شده در قسمت 2 رو به صورت ورودی / خروجی کانفیگ میکنه. علاوه بر این تعداد سطر و ستون های LCD به عنوان آرگومان های ورودی این تابع قرار داده میشه (یعنی 2 و 16).

4: کانفیگ ارتباط سریال با baude rate مساوی 9600.

بافر ارتباط سریال : قبل از توضیح پارت پنجم لازمه در مورد بافر سریال یه توضیح خیلی ساده بدم. در همین حد بدونید که بافر سریال یه واسطه . یعنی هر آنچه که شما توی کنسول سریال آردوینو تایپ می کنید قبل از این که با دستور Serial.read بریزیدش تو یه متغیر، توی بافر سریال ذخیره میشه. بافر رو یه چیزی مثل شکل زیر تصور کنید که هر کاراکتری که ما تو کنسول تایپ می کنیم میره تو یکی از خونه های این بافر می شینه.

2016-01-30_14-53-39
5: این جا داریم میگیم اگه چیزی توی بافر ارتباط سریال وجود داشت بیا کارای توی کروشه رو انجام بده . دقت کنید با if نوشته . دستور Serial.available میاد تعداد متغیرهایی رو که توی بافر ارتباط سریال هست رو خروجی میده. یعنی مثلا اگه شما تو کنسول سریال تایپ کرده باشید salam خروجی دستورSerial.available عدد 5 هست (یعنی 5 تا کاراکتر). اینجا داره میگه اگه خروجی این دستور بزرگتر از صفر بود (یعنی یه چیزی توی کنسول سریال آردوینو نوشته شده بود (اصلا مهم نیست چند تا)) بیا دستور های بین دو کروشه مربوط به این if رو اجرا کن.

6: اینجا 100 میلی ثانیه صبر می کنه تا کل اون چیزی که ما توی کنسول سریال تایپ کردیم تو بافرارتباط سریال جا بگیره .

7: با دستور clear تمام داده های روی LCD پاک میشه در واقع LCD رو خالی می کنه تا داده بعدی روش چاپ بشه.

8 و 9 : اتفاقی که توی این دو خط کد می افته اینه که داده های خونه های بافر ارتباط سریال دونه دونه روی LCD چاپ میشن تا جایی که بافر خالی بشه. علت این که از while استفاده شده اینه که باید تک تک خونه ها رو خالی کنه تا جایی که دیگه بافر خالی بشه . بعد با دستور (()lcd.write(Serial.read میاد هر چیزی رو که از کنسول سریال میگیره توی LCD چاپ می کنه.

دقیق تر بگم ؟
بار اول که وارد دستور (while (Serial.available() > 0 میشه خروجی دستور Serial.available() مساوی 5 خواهد بود (چون salam توی بافر سریاله ) .بنابراین شرط برقراره و از while عبور میکنه میاد دستور (()lcd.write(Serial.read رو اجرا می کنه .

اگه یادتون باشه توی جلسه ای که در مورد ارتباط سریال حرف میزدیم می گفتیم Serial.read فقط یک کاراکتر رو بر می گردونه . یعنی اگه توی بافر سریال ما مثل بالا salam نوشته شده باشه نمیاد کل salam رو به عنوان خروجی بده فقط S رو برمیگردونه و بعد بافر سریال رو به این شکل در میاره یعنی S رو از اون خارج می کنه :
2016-01-30_15-23-13
توی همین بار اول کاراکتر S با دستور (()lcd.write(Serial.read روی LCD چاپ میشه.
به آخر while  می رسیم .طبق خاصیت حلقه while یک باردیگه شرایط while چک میشه. اگر شرط برقرار باشه وارد حلقه میشه اگه شرط برقرار نباشه از حلقه while خارج میشه.
بار دوم که قراره شرط while چک بشه خروجی دستور Serial.available() مساوی 4 خواهد بود بنابراین بازم شرط برقراره و یک بار دیگه دستور (()lcd.write(Serial.read اجرا میشه و این بار a از بافر سریال خارج میشه و توی LCD چاپ میشه .

اینطوریه که کارکاترها دونه دونه از بافر خارج میشن و روی LCD چاپ میشن تا جایی که بافر خالی بشه و خروجی دستور Serial.available() مساوی صفر بشه. در این حالت شرط while  برقرار نمیشه و از حلقه خارج میشیم.

برای این که حرف منو بهتر درک کنین این قسمت از کد رو تغییر بدید و اپلود کنید:
2016-01-30_16-42-17
همونطور که میبیند هر کدوم از کاراکترها با فاصله زمانی 2 ثانیه روی LCD چاپ میشن.

خب تا این جای داستان پارت اول جلسه تموم شد که راه اندازی اولیه نمایشگر بود. توی کتابخونه LiquidCrystal علاوه بر serialdisplay مثال های دیگه ای هم وجود داشت که می تونید اجرا کنید و ببینید و اگه سوالی داشتید تو انجمن بپرسید .

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

آزار دهنده ترین قسمت انجام این پروژه قسمت سیم بندی اون بود که مجبور بودیم n تاسیم رو با مقاومت و پتانسیومتر استفاده کنیم .
یه راه حل خیلی خوب وجود داره که به جای این همه بند و بساط با 4 تا دونه سیم بتونیم ارتباط نمایشگر و آردوینو رو فراهم کنیم.
برای این کار فقط باید دستمونو بکنیم تو جیبمون و یه دونه از درایور های LCD بخریم :2016-01-30_16-17-22

بعد از این که اینو خریدید لحیمش کنیمد پشت LCD به این شکل :
2016-01-30_16-15-27

وقتی لحیم کاری تموم شد الان سخت افزارمون رو به این شکل می بندیم :
LCD 1602 I2C SCH

می بینید فقط 4 تا دونه سیم .بدون پتانسیومتر ، بدون مقاومت و بدون n تا سیم. اگه دقت کنید علاوه بر VCC و GND دو تا پین دیگه وجود داره به نام های SCL و SDA. این دو تا پین ، پین های ارتباط I2C هستن . ارتباط I2C یکی از پرکاربردترین پروتکل های ارتباطی تو کار ماست . خیلی از سنسورها خیلی از نمایشگرهامون با این پروتکل کار میکنن و ما باید بتونیم تشخیصشون بدیم و راهشون بندازیم. حالا یه سوال پیش میاد و اونم اینه که یه قطعه رو که پروتکل ارتباطیش I2C هست چطوری تشخیص بدیم؟
جواب سوال اینه که به پین های قطعه نگاه می کنیم در صورتی که روی پینهای قطعه اسم های SCL و SDA وجود داشت پروتکل ارتباطی اون قطعه I2C هست.

حالا قطعه هایی رو که پروتکل ارتباطیشون I2C هست چجوری به آردوینو وصل کنیم ؟آیا پین خاصی دارن ؟
مطابق جدول زیر این قطعه ها رو به آردوینو وصل می کنیم :
2016-01-30_16-39-40

یعنی اگه با آردوینو UNO کار می کنید باید به پایه های آنالوگ 4 و 5 وصل کنید. اگه با مگا کار می کنید به پایه های دیجیتال 20 و 21 وصل کنید و الی آخر.

ما روی UNO کار می کنیم بنابراین به پایه های آنالوگ 4 و 5 وصل می کنیم . دقت کنین که ترتیب پایه ها تغییر نکنه که اگه جا به جا بزنین پروژه به هیچ عنوان کار نمی کنه.

خب مدار رو بستید حالا کتابخونه زیر رو به نرم افزار آردوینو اضافه کنید:
LiquidCrystal_I2C

مثل حالت قبل مطابق عکس زیر مثال serialdisplay رو بیارید :
2016-01-30_16-47-28

کدی مثل همون کد قبلی رو به این صورت میبینید (البته من بازم کامنت ها رو پاک کردم ) :
2016-01-30_16-50-17

1: معرفی کتابخونه Wire (در مواقع استفاده از پروتکل I2C صدا زده میشه )

2.معرفی کتابخونه LiquidCrystal_I2C

3.این جا تعداد سطر ها و ستون ها و آدرس I2C نمایشگر معرفی میشه (دقت کنید هر قطعه ای که با I2C کار کنه یه آدرس خاص داره مثلا مال این LCD آدرسش 0X27 هست)

4. بک لایت (نوز زمینه) نمایشگر صدا زده میشه.

بقیه قسمت های کد دقیقا مثل قبله و با همون توشیحات می تونید درکش کنید. کد رو آپلود کنید و استفاده کنید.

همون کیفیت کد با یه کتابخونه متفاوت و البته با سادگی سخت افزار بسیار زیاد اجرا شد.
پایان

جلسه پانزدهم : رسم نمودار ( پلات ) با استفاده از آردوینو

سلام
تو این جلسه قصد دارم بهتون یاد بدم چجوری با استفاده از آردوینو نمودار رسم کنید. چیزی که شاید خیلی از جاها به دردتون بخوره . ورژنای قدیمی نرم افزار آردوینو این امکان رو نداشت که بتونیم باهاش پلات کنیم (نمودار رسم کنیم ) ولی خب تو ورژنای جدید (از 1.6.6 به بالا) شکر خدا عقلشون کار کرده و این آیتم رو گذاشتن. یعنی ما تنها با استفاده از نرم افزار آردوینو و بدون نیاز به نصب هیچ نرم افزاری می تونیم نمودار تغییرات رو ببینیم.

یه توضیح کلی: اول بزارید ببینیم این امکانی که داریم ازش حرف می زنیم کجای نرم افزاره . از منوی Tools وارد Serial plotter میشیم:
2016-01-24_13-07-57
همونطور که می بیند اسم این آیتم سریال پلاتر هست و ما هم از این به بعد به این آیتم پلاتر میگیم. یه نمای کلی هم بخواید ازشکل رسم نمودارش ببینید این شکلیه:
2016-01-24_13-12-32

همونطور که از اسم این آیتم معلومه سریال پلاتر هست یعنی مبنای کاری اون ارتباط سریال میشه. در نتیجه اون متغیری که نمودارش رو میخوایم رسم کنیم باید از طریق ارتباط سریال به کامپیوتر بفرستیم تا نرم افزار بتونه رسمش کنه. محور عمودی دیاگرام ما همون داده ای هست که برای پلات کردن فرستادیم. محور افقی برعکس اون چیزی که تصور می کنید زمان نیست. بلکه یه واحد خاصه . توی این محور 1 واحد یعنی یک داده سریال دریافت شده. یعنی به ازای هر داده سریالی که دریافت میشه یک واحد روی محور افقی میریم جلو. حالا تو ادامه بحث دقیق تر درکش می کنید.

ما هم نمودار دیجیتال رو رسم می کنیم هم نمودار آنالوگ رو.
اول سوئیچ مدار و کد جلسه سیزدهم رو آماده کنید. مدار آخر رو ببندید که با دیبانس نوشتیم. همچین کدی داشتیم اگه یادتون باشه (البته من برای این که کد کوتاه بشه خط های کامنت ها رو پاک کردم)
2016-01-24_13-33-50

ما تو این کد برای این که ارتباط سریال داشته باشیم لازمه یه تغییراتی رو توی کد نویسیمون اعمال کنیم.
2016-01-24_13-39-31
چون لازم داشتیم ارتباط سریال استفاده کنیم خب تو تابع setup کانفیگش کردیم. اگه یادتون باشه گفتیم اساس کار سریال پلاتر ارتباط سریال هست که خدارو شکر تو آردوینو ایجاد ارتباط سریال بین آردوینو و کامپیوتر فقط با یک خط کد انجام میشه یعنی دستور Serial.print. هر آرگومانی که توی این دستور نوشته بشه عینا به صورت سریال (از طریق همون کابل USB که بین آردوینو و کامپیوتر هست ) به کامپیوتر شما ارسال میشه. بنابراین توی این کد هر جا منطق پین دیجیتال شماره 2 صفره ما هم 0 رو سریال پرینت می کنیم هر جا منطق پین یکه ما هم 1 رو سریال پرینت می کنیم.

خب کد رو آپلود کنید و از همون مسیری که گفتم سریال پلاتر رو باز کنید.
با همچین صفحه ای مواجه میشید که به محض فشار دادن کلید به تغییر تو نمودار به وجود میاد.


دقت کنید در فیلم جاهایی که یهو یه تغییر دامنه داریم لحظاتی هست که کلید رو فشار دادیم.

این مدل دیجیتالش حالا مدل آنالوگ.
جلسه چهاردهم رو یادتونه ؟ همون مدار و همون کد رو عینا بیارید.
اگه یادتون باشه تو اون جلسه داده های پتانسیومتر رو روی کنسول سریال می دیدیم پس هیچ احتیاجی به تغییر کد نخواهیم داشت. همون کد رو آپلود کنید و سریال پلاتر رو باز کنید.

همونطور که می بینید دقیقا داره متناسب با تغییر ولوم پتانسیومتر (که دست من بود و شما نمی دیدید) نمودار تغییر می کنه.

اما این سریال پلاتر عزیز ما یه مشکل داره و اونم اینه که همزمان که سریال پلاتر بازه کنسول سریال قبلی رو نمیشه باز کرد . در عین واحد فقط یکیش می تونه کار کنه که امیدواریم یه راه حلی واسه این مشکل بعدا پیدا کنن.

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.

جلسه سیزدهم : استفاده از کتابخانه Bounce2

سلام

اگه یادتون باشه توی آموزش جلسه 11 استفاده از پین دیجیتال آردوینو به عنوان ورودی و تو جلسه 12 نحوه اضافه کردن کتابخونه به محیط آردوینو رو یاد گرفتیم.
این جلسه تلفیقی از 2 جلسه قبله. یعنی قراره داده یه سوئیچ رو بخونیم ولی نه با یه digitarRead معمولی بلکه با استفاده از کتابخونه Bounce2.
مهم ترین سوالی که برتون پیش میاد اینه که خب مگه digitalRead معمولی چشه که بخوایم بریم کتابخونه اضافه کنیم و از لحاظ نرم افزاری کارمون رو یه کم مشکل تر کنیم.

برای این که دلیل این کار رو بدونید ترجیح میدم انجامش بدید تا خودتون بفهمید.
برای این کار اول سخت افزارمون رو می بندیم یه آردوینو می خوایم (هر مدلی دارید فرقی نمی کنه ) و یه سوئیچ و یه برد بورد کوچیک .

خب وقتی سوئیچ رو نگاه کنید می بینید 4 تا پایه داره! داستان چیه؟ داستان اینه که این پایه ها مطابق عکس زیر 2 تا 2 تا به هم وصلن:
BUTT-4_3-500x500

حالا مطابق عکس زیر مدار رو ببندید:
button

یعنی یه پایه رو به 5 ولت و یه پایه رو به پین دیجیتال شماره 2 وصل کنید. دقت کنید که پایه های متصل به هم به صورت عکس زیرهستن و سوئیچ باید درست توی مدار قرار بگیره:
button می دونید که هیچ اصراری به پین شماره 2 نداریم هر پین دیجیتال دلخواهی میشه. دقت کنید بین پایه شماره 2 آردوینو (که به سوئیچ هم وصله )و زمین یه مقاومت قرار داده شده. این مقاومت برای این گذاشته شده که زمانی که کلید فشار داده نشده روی پین شماره 2 دقیقا ولتاژ 0 ولت بیفته و زمانی که کلید فشار داده میشه دقیقا ولتاژ 5 ولت و منطق باینری HIGH بیفته.
یه کم دقیق تر حرف بزنیم:
زمانی که کلید رو فشار ندادیم بین دو قسمت مشخص شده سوئیچ در شکل اول هیچ ارتباطی وجود نداره. یه طرف که  مستقیم به 5 ولت وصله خب تکلیفش معلومه. ولی اون طرف سوئیچ که به پین دیجیتال آردوینو وصله داستان داره. اگه مقاومت نزاریم یعنی پین آردوینو رو مستقیم  به اون سر سوئیچ وصل کنیم پین وضعیت آزاد داره یعنی مختاره روش منطق باینری 0 یا 1 بیفته چون هیچ کس نیست بهش فرمانی دستوری چیزی بده. اونم مختاره هر چی خواست باشه که اصلا پدیده خوشایندی نیست و اگه مدار رو همینطوری ببندید بینهایت پر خطا خواهد بود. بنابراین یه مقاومت بر می داریم و اون پین رو به واسطه این مقاومت زمین می کنیم. با این کار یه مسیر بین این پین و زمین برقرار میشه . این مسیر طبق قوانین مداری باعث میشه روی پین دیجیتال شماره 2 آردوینوهم ولتاژ 0 ولت معادل منطق باینری LOW بیفته و هر چی که خواست نباشه. به این مقاومت ، مقاومت Pull-down گفته میشه . برای دریافت توضیحات بیشتر این لینک رو بخونید.
اما زمانی که کلید رو وصل می کنیم بین دو قسمت نشون داده سوئیچ تو شکل اول یه ارتباط به وجود میاد و دو تا قسمت به هم وصل می شن. بنابراین اون قسمتی که به پین شماره 2 وصل بود الان به خاطر این اتصال ولتاژی معادل 5 ولت و منطق باینری HIGH خواهد داشت.

خب حالا این کد رو آپلود کنید:
2016-01-16_11-53-44

روال این کد به این صورته که به محض فشار داده شدن کلید در کنسول سریال پیغام Pressed نمایش داده میشه. دقت کنید شرط if رو چجوری نوشتم. نوشتم اگه داده پین دیجیتال HIGH بود (که معادل فشار داده شدنه کلیده ) برو رو کنسول سریال چاپ کن.
خب کد رو آپلود کنید و کنسول سریال رو باز کنید و یک بار کلید رو فشار بدید . با این نتیجه دلخراش در کنسول مواجه خواهید شد:
2016-01-16_12-10-01
می بینید شما یک بار کلید رو فشار دادید ولی این طفلک بیشتر از 10 بار اینو چاپ کرده چرا؟
علتش اینه که فرض کنید مدت زمانی که شما کلید رو فشار می دید مثلا 10 میلی ثانیه باشه ( این عددها همش مثاله و دقیق نیست ) . آردوینو هر 1 میلی ثانیه یک بار میاد این پین شماره 2 رو سرکشی می کنه که مقدارش چقدره ( به خاطر دستور digitalRead که خودمون نوشتیم ) . بنابراین اون 10 میلی ثانیه ای که دست شما روی کلیده آردوینو 10 بار اون پین رو خونده و هر 10 بار هم منطق باینری اون رو HIGH دیده ( چون دست روی کلید بوده و طبق مدار ما در زمان اتصال کلید 5 ولت معادل منطق باینری HIGH روی پین افتاده ) . بنابراین طبق دستوری که ما نوشتیم عین 10 بار پیام Pressed نمایش داده میشه. خب این اصلا خوب نیست. ما به نظر خودمون یه بار کلید رو فشار دادیم ولی 10 بار پیام چاپ شده.

حالا باید دنبال راه حل بگردیم تا این مشکل رو حل کنه:
یکی از راه حل ها استفاده از دستور delay هست به صورت زیر:
2016-01-18_11-18-30
این ساده ترین راه حل هست که الان اگر کد رو آپلود کنیم با هر بار فشار دادن کلید فقط 1 بار پیام Pressed چاپ می شه. با دستکاری مقدار آرگومان تابع delay می تونید دقت های متفاوتی رو به دست بیارید .

راه حل دوم استفاده از خطوط کدنویسی پیچیده تر با استفاده از دستور millis و غیره هست که خب چون ما اول کاریم سراغ این مورد نمیریم.

راه حل سوم استفاده از کتابخونه Bounce2 هست.
این کتابخونه رو با یکی از روش های جلسه قبل به نرم افزار آردوینو اضافه کنید.
لینک فایل زیپ هم اینجاست در صورتی که احتیاج داشتید.

خب حالا مطابق تصویر زیر به مثال bounce برید:
2016-01-18_11-25-35

خب مثال رو که باز کنید با قسمت های زیر مواجه میشید. قبلش من یه آلارم بدم بهتون . معمولا کتابخونه های آردوینو رو با کلاس می نویسن. برای این که با نوشتن کد با کلاس آشنا بشید می تونید از این آموزش استفاده کنید. اگه حوصله یاد گرفتن و این داستانا رو هم ندارید صرفا جاهایی که میگم رو می تونید دقت کنید ولی به نطر من حتما بخونیدش تا در آینده به مشکل برخورد نکنید.
2016-01-18_11-28-03
این قسمت بخش هدر برنامه هست که معرفی کتابخونه ، پینها و آبجکت درون اون قرار داده شده.
2016-01-18_11-46-21

قسمت اول پین متصل به سوئیچ به عنوان ورودی پول آپ تعریف شده است. یعنی چی؟ اگه یادتون باشه تو قسمت سخت افزاری این پروژه ما اومدیم اون پایه ای که به پین دیجیتال آردوینو وصل بود رو با یه مقاومت به زمین وصل کردیم (Pull-down کردیم ). حالا اگه لینک آموزش رو خونده باشید در مقابل Pull-down یه Pull-Up داریم. یعنی به جای این که اون سر مقاومت رو زمین کنیم به 5 ولت وصل کنیم .
511568b6ce395f1b40000000
حالا یه نکته جالب وقتی Pull-down کردیم خودمون رفتیم یه مقاومت برداشتیم و به صورت خارجی تو مدار قرار دادیم. شاید این تصور به وجود بیاد که پول آپ هم همینه دیگه یعنی یه مقاومت بر میداریم منتها به جای این که زمین کنیم 5 ولت می کنیم. اما یه اتفاق خوب این وسط وجود داره .وقتی با آردوینو کار می کنیم دیگه نیازی نیست مقاومت پول آپ رو به صورت خارجی بزاریم بلکه تو خود سخت افزار آردوینو یه فکرایی کردن که سر راه پایه های دیجیتال مقاومت داخلی گذاشتن. فقط باید از آردوینو بخوای این مقاومت داخلی رو بیاره تو مدار که با فرمت INPUT_PULLUP موقع کانفیگ پین دیجیتال بهش میگیم این کار رو بکنه. همونطور که می بینید این اسم دو قسمته: اول INPUT که بهش میگیم این پایه دیجیتال ورودیه و بخش دوم PULLUP هست که بهش میگیم سر راه این پایه دیجیتال یه مقاومت بزار. بنابراین در مقوله Pull-Up ( نه Pull-down ) نیازی به مقاومت خارجی نداریم فقط خود کلید رو میزاریم تو مدار و یکی از پایه هاش رو به پین دیجیتال مورد نظرمون وصل می کنیم.
اما اگه از Pull-Up استفاده کردیم باید به یه نکته حواسمون رو جمع کنیم. وقتی پول آپ می کنیم داریم ولتاژ اون پایه ای از سوئیچ رو که به آردوینو وصله (در حالتی که کلید فشار داده نشده ) رو 5 ولت نگه می داریم (یا همون منطق HIGH ) . بنابراین اون یکی سر سوئیچ رو باید گراند کنیم . منطقیه دیگه مگه نه ! اگه قرار بود اون یکی سر سوئیچ هم مثل مدار اول 5 ولت باشه وقتی سوئیچ رو فشار بدیم به خاطر اتصال دو پایه سوئیچ ، 5 ولت رو به پین دیجیتال وصل می کنه. خب با پول آپ کردن که خودش 5 ولت شده بود .بنابراین برای این که با فشار داده شدن کلید اختلاف سطح منطقی روی پین دیجیتال به وجود بیاد باید اون سر سوئیچ رو به زمین وصل کنیم مطابق عکس زیر:
Button_bb

و اما دستور debouncer.attach:
این دستور یه آرگومان داره که از شما شماره پینی که سوئیچ رو بهش وصل کردید می خواد . تو کد ما در قسمت هدر این پین BUTTON_PIN معرفی شده بنابراین آرگومان ورودی این دستور رو هم BUTTON_PIN قرار دادیم.

دستور debouncer.interval :
این دستور هم یه آرگومان میگیره که زمان اینتروال هست . واحد این آرگومان میلی ثانیه است و مثلا وقتی نوشته 5 یعنی 5 میلی ثانیه زمان نویز نوگیری در نظر گرفته بشه. خب به نظر من که کمه می تونید تا حدود 50 (در اکثر کدها روی 50 تنظیم میشه) افزایشش بدید.

تابع setup هم تموم شد و اما میریم سر وقت تابع loop :
2016-01-19_11-21-33

خب اول دستور debouncer.update :
با این کار وضعیت پین دیبانس که در حال نمونه برداریه به روز می شه بعد از اون با دستور debouncer.read این مقدار خونده میشه. اگه این داده ای که خونده سطح منطقی LOW باشه LED شماره 13 آردوینو رو که همون LED داخلی آردوینو هست روشن میکنه. دقت کنید چون مدارمون رو عوض کردیم وقتی کلید وصل بشه پایه دیجیتال شماره 2 آردوینو به زمین متصل میشه و سطح منطقیش برابر LOW میشه (به همین دلیل این مدلی کد نویسی شده).

بنابراین با این سخت افزار ساده که فقط و فقط خود کلید وصله بدون هیچ نویزی تونستیم اثر فشار داده شدن کلید رو لحاظ کنیم.
تو این کد که کد پیش فرض این کتابخونه بود برای فشار داده شدن سوئیچ عمل روشن شدن LED در نظر گرفته شده بود . شما میتونید هر عملیاتی رو از جمله چاپ پیام در کنسول سریال انجام بدید.

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

کتابخونه دیبانس 2 تا دستور دیگه داره fell و rise که اگه کسی خواست بدونه اینا چیکار می کنن می تونه تو انجمن سوالش رو مطرح کنه.

جلسه دوازدهم: آموزش اضافه کردن کتابخانه

به نام خدا

در این جلسه اضافه کردن کتابخونه به آردوینو رو آموزش میدم.
اول داستان: اصن کتابخونه چیه؟ یه بنده خدایی رو تصور کنید که واسه پروژش 700 خط کد نوشته. نحوه کد نویسیش هم طوری بوده که توی این 700 خط کدش 20 تا تابع (یا به قول برنامه نویسا “متد”) تعریف کرده. حالا این آدم می تونه کدش رو همینطوری ول کنه و بره (700 خط) یا این که می تونه تمام تابع هایی رو که نوشته یه جا جمع کنه و به مجوعشون یه اسم بده. تو این مثال ما یعنی بیاد 20 تا تابعی رو که نوشته توی یه مجموعه به نام مثلا mysensors قرار بده.
حالا این مجموعه ای که داریم ازش حرف می زنیم و اسمش رو گذاشتیم mysensors همون کتابخونس! دقیقا همونطوری که یه کتابخونه از کلی کتاب تشکیل میشه یه کتابخونه آردوینو هم از خطوط کد نویسی تشکیل میشه.
بنابراین تا این جا 20 تا تابعمون رو گذاشتیم توی کتابخونه mysensors . وقتی می خوایم تو اسکچ (همون نرم افزار آردوینو) از تابع ها یی که الان تو کتابخونه گذاشتیم استفاده کنیم، فقط و فقط کافیه اون کتابخونه رو به کتابخونه های آردوینو اضافه کنیم(بحث اصلی آموزش این جلسه)، بعد اسم کتابخونه روتو هدر برنامه بنویسیم (موضوع آموزش جلسه بعد) و از تمام 20 تا تابعمون استفاده کنیم. یه عده ممکنه هنوز متوجه نشده باشن.
فرض کنید یه تابع نوشتیم مثل زیر:
2015-12-17_12-19-27

این تابع اسمش showSms هست و 6 خط شده. ما این تابع رو توی کتابخونه mysenors قرار می دیم(کاری نداشته باشید چجوری چون به من و شما ربطی نداره البته فعلا!)
بعد از این که کتابخونه رو درست کردیم و به نرم افزار آردوینو اضافه کردیم هر جا با این تابع کار داشتیم به جای این که کل تابع رو با این شکل استفاده کنیم فقط ()showSms رو صدا می زنیم و بس . بنابراین تعداد خط های کد نویسی توی اسکچ خیلی خیلی خیلی کمتر میشه.

و اما آموزش اصلی: اضافه کردن کتابخونه
اول ماجرا باید بگم بهتون پیشنهاد میکنم آخرین ورژن نرم افزار رو از اینجا دانلود کنید.
سه روش برای اضافه کردن کتابخونه به نرم افزار آردوینو وجود داره که دو روش اول لازم دارن ورژن اسکچ شما بالا باشه.

روش اول: Library Manager
اصل و اساس این روش اینه که کتابخونه مورد نظرمون رو از اینترنت به صورت مستقیم دانلود کنیم.
مثلا یه کتابخونه وجود داره به نام Bounce2. مطابق عکس زیر وارد Library Manager بشید:
2015-12-17_12-38-05

 

در قسمت مورد نظر تو عکس زیر کلمه Bounce2 رو تایپ کنید، کتابخانه پیدا شده رو انتخاب کنید و کلید install رو بزنید:
2015-12-17_12-40-25

بعد از تموم شدن دانلود مطابق عکس زیر می تونید چک کنید که کتابخونه به درستی اضافه شده یا نه!
2015-12-17_12-44-40

روش دوم:اضافه کردن فایل zip
همونطور که از اسم این روش پیداست برای اضافه کردن کتابخونه به فایل زیپ اون نیاز داریم. مثلا این فایل زیپ رو دانلود کنید.(همون کتابخونه قبلی هست)
خب حالا مطابق عکس زیر به add .zip library برید.
2015-12-17_12-55-23
در صفحه باز شده هر جا فایل زیپ دانلود شدتون رو گذاشتید برید و فایل زیپ رو انتخاب کنید:
2015-12-19_14-11-42
روش تست برای این که ببینید کتابخونه اضافه شد یا نه دقیقا مثل قبله.

روش آخر:کپی کردن در دایرکتوری کتابخانه ها
این روش یه روش کلیه و اصلا مهم نیست ورژن نرم افزار آردوینویی که استفاده می کنید جدیده یا قدیمی.
اول فایل زیپی رو که قبلا دانلود کردید اکسترکت کنید. بعد اونو کات کنید .
2015-12-19_14-21-30
برید اونجایی که نرم افزار آردوینو رو نصب کردید. وارد فولدر Arduino بشید بعد از اون وارد فولدر libraries بشید و فولدری که کات کرده بودید رو paste کنید همونجا.
2015-12-19_14-23-35
2015-12-19_14-24-28
کار اینجا تمام نیست. الان اسم فولدر ما Bounce2-master هست دیگه درسته؟ این اسم باید تغییر کنه حالا چجوری؟
اگه نرم افزارتون بازه ببندیدش و دوباره باز کنید(این کار حتما لازمه چون نرم افزار باید یه دور ریست بشه تا کتابخونه بهش اضافه بشه. روش های قبلی به این کار احتیاجی نداشتن)
خب حالا مطابق عکس زیر یه مثال از این کتابخونه رو بیارید:
2015-12-19_14-33-292015-12-19_14-34-20
همونطوری که توعکس نوشتم اسم کتابخونه رو یعنی Bounce2 (بدون h.) بردارید و به جای اسم فولدر کتابخونه یعنیpaste , Bounce2-master کنید. بنابراین در پایان کار باید اسم کتابخونه و اسم فولدر کتابخونه دقیقا یکی باشه. برای تست موفقیت در تغییر اسم بعد از این که این کار رو انجام دادید کد رو یک بار کامپایل کنید اگر ارور داد یعنی یه جای این روند رو اشتباه کردید.

و این هم اتمام جلسه اگر سوالی داشتید در فروم حی و حاضرم تشریف بیارید.

جلسه یازدهم : میکروسوئیچ

به نام خدا
سلام به دوستان

راستش قصد داشتم جلسه بعد برم سراغ سروو . ولی یه کم فکر کردم دیدم هنوز پروژه بیس زیاد داریم که بهتره اول اونا رو بگم بعد بریم سراغ سروو و ادامه ماجرا.
یه روند جدید: اول هر کاری که میشه با پین های دیجتال آردوینو کرد رو یاد میگیریم بعد میریم سراغ آنالوگ ها.
تا الان هر پروژه ای که انجام دادیم از پین های دیجیتال آردوینو به صورت خروجی استفاده کردیم. مثلا موقعی که یه LED ساده روشن کردیم، یا موقعی که RGB LED روشن کردیم و یا تو پروژه آخر یعنی موتور DC. همه جا پین دیجیتال خروجی بود یعنی ما ( آردوینو ) به فلان پایه دستور می دادیم 0 شو، یا 1 شو یا در مواقع pwm عدد متغیر می دادیم( انشاءالله که یادتونه).

الان نه! می خوایم از پایه دیجیتال بخونیم. فرض کنید یه سنسور دیجیتال داریم مثلا تشخیص حرکت . روش کار این سنسور دیجیتال اینطوریه که اگه کسی از جلوش رد بشه 1 رو بر میگردونه و در حالت عادی هم روی پایه سیگنالش 0 می افته. حالا این سنسور با این شرح عملکرد تو محیط قرار گرفته. اگه بخوایم داده سنسور رو با استفاده از آردوینو بخونیم مسلما باید بریم سراغ پین های دیجیتال ( چون سنسور دیجیتاله) و پین دیجیتال رو به عنوان ورودی استفاده کنیم . حالا این که اصن چرا اصرار دارم ورودی باشه؟
ببینید وقتی می خواستیم یه LED رو روشن کنیم ما دستور می دادیم که روش بشه در نتیجه فرمان دهنده ما بودیم. الان داستان کاملا برعکسه. الان سنسور داره دستور میده . وقتی روی پایه سیگنالش عدد 1 بیفته یعنی داره خبر میده که یکی از جلوش رد شده. بنابراین ما در نقش پذیرنده فرمان هستیم و به همین علت ساده پین دیجیتال متصل به سنسور از نوع ورودی تعریف میشه.

حالا تو این جلسه به جای این که از سنسور به عنوان تولید کننده پالس دیجیتال استفاده کنیم از سوئیچ استفاده می کنیم. سوئیچ ها خیلی متنوع هستن چند نمونش رو ببینید:
tact-switch-500x500push-switches-250x250

ولی ما از هیچ کدوم اینا استفاده نمی کنیم. از این ماژول استفاده می کنیم.
5-Way_Tactile_Switch-500x5005-Way_Tactile_Switch_2-500x500

سوئیچ های معمولی فقط بهت میگن فشار داده شدن یا نه ولی این سوئیچ علاوه بر اون قابلیت بهت میگه در کدوم جهت فشار داد شده. اگه به عکس پشت ماژول نگاه کنین علاوه بر پایه VCC (پایه ولتاژ) و GND (زمین) 5 تا پایه دیگه هم بیرون کشیده شده که به این صورتن:
Right (راست)، Down (پایین)، Left (چپ)، Center (مرکز) و Up (بالا).
حالا اگه کلید به سمت بالا فشار داده بشه پایه منطق پایه Up یک میشه ( از نظر ولتاژی یعنی ولتاژ این پایه ماژول 5 ولت میشه ) ، اگه کلید به سمت چپ فشار داده بشه پایه منطق پایه Left یک میشه و الی آخر.

برای اتصال این ماژول به آردوینو باید علاوه بر اتصال VCC و GND ، بقیه پین ها رو به 5 تا پین دیجیتال وصل کنیم.
اگه یادتون باشه (آیا؟) جلسه های قبل برای اتصال LED و موتور با یه سوال بزرگ مواجه می شدیم و سوال این بود که آیا به هر پین دیجیتالی می تونیم وصل کنیم؟ اونجا متناسب با پروژه جواب فرق داشت یا آره بود یا نه بود. اما تو مقوله استفاده از پین دیجیتال به عنوان ورودی هیچ استثنایی وجود نداره و از هر پین دیجیتالی میشه استفاده کرد بنابراین راحت باشید.

بنابراین اتصال ماژول به آردوینو به صورت زیر خواهد بود:
tactile

5 تا پین دیجیتال استفاده شده در این مدار می تونن هر 5 پین دیجیتال دلخواهی باشن.
مدار رو بستید؟
تمام؟
خب میریم سراغ کد نویسی
نرم افزار آردوینو رو باز کنید تا شروع کنیم.
پروژه ما اینه: هر جهتی که سوئیچ فشار داده شد تو کنسول آردوینو اون جهت نوشته بشه، مثلا اگه کلید به سمت پایین فشار داده شد تو کنسول نوشته بشه Down.
قدم اول نوشتن هدر برنامه هست:
ببینید تو هدر برنامه صرفا معرفی می کنیم، حالا این معرفی میتونه پین های مورد استفاده باشه، می تونه کتابخونه های مورد استفاده باشه و یا متغیرهایی که در طول برنامه قراره روشون کار کنیم. تو این پروژه ما از هیچ کتابخونه خاصی استفاده نمی کنیم بنابراین فقط پین هایی رو که استفاده کردیم براشون اسم انتخاب می کنیم(همون معرفی)
مثلا شماره پینی که به پین راست ماژول سوئیچ وصل شده پین شماره 6 آردوینو هست. تو هدر برنامه اسم این پین رو right_pin گذاشتیم. با این کار تا آخر برنامه هر بار با این پین کار داشته باشیم از اسم right_pin استفاده می کنیم. در مورد 4 پین دیجیتال دیگه هم همین قانون حاکمه.

2015-12-16_13-38-43

مرحله بعد تابع setup هست. قرارمون این بود که هر چی کانفیگ داریم رو بزاریم تو این تابع. الان چند تا کانفیگ داریم یا به زبون دیگه چیا رو باید کانفیگ کنیم؟
چون قراره خروجی کار رو تو کنسول ببینیم یکی از کانفیگ ها تنظیم نرخ داده (Baude Rate) هست که روی 9600 تنظیمش می کنیم.
از طرف دیگه داریم 5 تا پین دیجیتال رو استفاده می کنیم که طبق قوانین مطرح شده تو جلسات قبل لازمه ورودی بودنشون تو تابع setup بیان بشه.
بنابراین دو تا کانفیگ لازم داریم که به صورت زیر کد نویسی می کنیم:
2015-12-16_13-42-48

و اما تابع loop:
خب روند کار تو این تابع اینطوری هست که اول مقدار پایه دیجیتال رو می خونیم و توی یه متغیر نگهش می داریم .اگه مقدار 1 بود ( که یعنی کلید فشار داده شده) کامند مناسب اون رو تو کنسول چاپ می کنیم. من کد برای یه پین رو می نویسم که به صورت زیر میشه:
2015-12-16_13-53-21
کد رو با 4 قسمت مختلف از هم جدا کردم که تک به تک میریم جلو:

1.هر خطی که با دو تا اسلش شروع بشه (//) جزء دستور و خط برنامه به حساب نمیاد و اصطلاحا بهش میگن کامنت (بعدا خودمون هم کامنت میزاریم)
2.روند رو یادتونه؟ گفتم اول پایه دیجیتال آردوینو رو می خونیم. تو این خط برنامه دقیقا داریم همین کار رو می کنیم. به کمک دستور digitalRead مقدار پین دیجیتال رو می خونیم. همونطور که میبیند این دستور یه ورودی داره که همون پین دیجتالی هست که قراره خونده بشه. الان تو ورودی تابع right_pin نوشته شده که اسم دیگه همون پین دیجیتال شماره 6 هست. مقدار خونده شده توسط دستور digitalRead (که یا 0 هست یا 1) درون متغیر right_value ریخته شده.
3.قدم بعد باید چک کنیم داده خونده شده از پین دیجیتال 1 بوده یا نه؟ هر جا شرطی ایجاد میشه یعنی تابع if : الان تو تابع if گفتیم اگه مقدار متغیر right_value ( که همون داده پین دیجیتال رو داره) مساوی با 1 بود (یعنی کلید به سمت راست فشار داده شده بود) بیا کل دستورهای بین دو آکولاد رو اجرا کن.
2015-12-16_14-06-23
4.در صورتی که کلید به سمت راست فشار داده شده باشه بنابراین برنامه وارد این تابع if میشه و با دستور Serial.println ما کلمه Right رو توی کنسول چاپ می کنیم و تمام.

همونطور که گفتم این فقط مال یک پین بود برای 4 تا پین دیگه منطق کد نویسی دقیقا به همین شکل هست. اگر در ادامه دادن برنامه مشکل داشتید کافیه تو انجمن مطرح کنید.