وبلاگ آردوینو – برگه 3 – آموزش های مربوط آردوینو ، پرینتر سه بعدی و راه اندازی ماژول ها

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:

حالا مطابق عکس زیر مدار رو ببندید:

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:
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:

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:

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:

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:

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.

این قسمت بخش هدر برنامه هست که معرفی کتابخونه ، پینها و آبجکت درون اون قرار داده شده.

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 .

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:

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 :

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:

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:

در قسمت مورد نظر تو عکس زیر کلمه Bounce2 رو تایپ کنید، کتابخانه پیدا شده رو انتخاب کنید و کلید install رو بزنید:

بعد از تموم شدن دانلود مطابق عکس زیر می تونید چک کنید که کتابخونه به درستی اضافه شده یا نه!

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.

در صفحه باز شده هر جا فایل زیپ دانلود شدتون رو گذاشتید برید و فایل زیپ رو انتخاب کنید:

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 .

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.

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:

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:

ولی ما از هیچ کدوم اینا استفاده نمی کنیم. از این ماژول استفاده می کنیم.

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:

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.

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:

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:

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.

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.

جلسه دهم: راه اندازی موتور DC

سلام به همه دوستان
این جلسه قصد دارم در ادامه رسالت PWM یک موتور DC رو با هم راه اندازی کنیم. بین این جلسه و جلسه قبل تفاوت های سخت افزاری وجود داره وگرنه منطق کار عینا مثل روشن کردن ال ای دی RGB هست.

خب شروع می کنیم. قدم اول موتور DC چیه اصن؟
برای درک موتور DC و این که توش چه خبره یه سرچ کوچیک بزنید دنیای اطلاعات رو خواهید دید ولی علی الحساب این لینک یه توضیح جمع و جور و مناسب برای طرز کار این موتورها نوشته.

حالا قراره این موتورها رو با آردوینو کنترل کنیم. منطق کنترل موتورهای DC استفاده از PWM هست. یه کم موضوع رو باز کنیم.
ببینید ما با موتور مثل یک مقاومت یا هر المان دیگه ای رفتار می کنیم. اگه قرار باشه از یه مقاومت جریانی عبور کنه طبق قوانین مداری باید دو سر المان اختلاف ولتاژ وجود داشته باشه مثل شکل زیر:

موتور هم عین مقاومت ، برای این که جریان ازش عبور کنه (اصطلاحا موتور کار کنه) باید دو سر اون اختلاف ولتاژ بوجود بیاریم. خب موتور DC دو تا ورودی داره که باید بهشون ولتاژ بدیم تا موتور راه بیفته:

خب مسلمه که این ولتاژ باید از آردوینو تامین بشه. حالا به نظر شما کدوم پایه های آردوینو ؟ دیجیتال یا آنالوگ؟
جواب این سوال کاملا مشخصه: دیجیتال!
حالا سوالی که پیش میاد این هستش که آیا به هر پایه دیجیتالی یا پایه های PWM؟
در واقع به هر دوتاش میتونید وصل کنید فقط به این بستگی داره که از موتور چی بخواید. یه موقع براتون مهمه موتور با تمام توان روشن بشه و کار کنه، یه موقع براتون مهمه بتونید سرعت چرخش موتور رو کنترل کنید و هرجا که لازم بود تغییر بدید. برای مورد اول میتونید از هر 2 پایه دیجیتال دلخواه آردوینو می تونید استفاده کنید ولی در مورد دوم تنها و تنها استفاده از پین های دیجیتال PWM جوابگو خواهد بود.

🙄 پس تا این جا یه جمع بندی کوچیک:
1.برای راه انداختن موتورDC باید دو سر آن اختلاف ولتاژ ایجاد بشه.
2.برای ولتاژ دادن به موتور DC از 2 پین دیجیتال آردوینو استفاده میشه.

حالا سوالی جدیدی که پیش میاد اینه که چطوری با آردوینو این اختلاف ولتاژ رو بوجود بیاریم؟ 🙄
خیلی خیلی خیلی سادست. بیاین فرض کنیم میخوایم موتور رو با نصف توان روشن کنیم ( یعنی کار دومی که نسبتا سخت تره ). طبق حرفی که پاراگراف قبل زدیم برای این کار نمی تونیم از هر پایه دیجیتالی استفاده کنیم و باید بریم سراغ پایه های PWM. طبق آموزش های جلسه قبل پین های دیجیتال PWM آردوینو uno عبارت بودن از: ؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟(برید جلسه قبل مرور کنید).دستوری که باهاش به پین های PWM مقدار می دادیم چی بود؟؟ analogWrite.
حالا برای ایجاد اختلاف ولتاژی که احتیاج داریم از دو تا دستور زیر استفاده می کنیم:

;(9,127)analogWrite

;(10,0)analogWrite

طبق توضیحات جلسه قبل با این کار ولتاژ(دقت کنید ولتاژ) پایه شماره 10 برابر با 0 ولت و ولتاژ پایه شماره 9 حدود 2.5 ولت خواهد بود بنابراین تونستیم بین دو سر موتور اختلاف ولتاژ ایجاد کنیم. اگه خط اول دستور به جای عدد 127 عدد 255 رو می نوشتیم ولتاژ پایه 9 به 5 ولت می رسید و موتور با حداکثر توان کار می کرد.

خخخخخب حالا دو تا سوال اساسی دیگه پیش میاد:
1. آیا پین های دیجیتال شماره 9 و 10 آردوینو رو مستقیم به موتور وصل کنیم؟؟
2.کدوم پایه رو به کدام ورودی موتور بزنیم ؟ اصن فرق داره؟؟؟؟

اول جواب سوال دوم:ببینید موتور DC چپ گرد و راست گرد داره. یعنی هم میتونه موافق جهت عقربه های ساعت و هم میتونه مخالف جهت عقربه های ساعت بچرخه. اگه ترتیب پین ها در اتصال به موتور عوض بشه هیچ اتفاقی نمی افته فقط جهت چرخش موتور تغییر می کنه.

حالا جواب سوال اول:اکیدا خیر! ازجمله مهم تریم مشخصه های عملکرد هر قطعه الکترونیکی جریان کاری اون هست. یا به عبارت دیگه
ولتاژ x جریان = توان کار قطعه.
هر پایه آردوینو ماکزیمم ولتاژ 5 ولت و جریان 40 میلی آمپر تامین خواهد کرد که میشه 200 میلی وات. حالا فکر کنید یک موتور نه چندان قوی مثلا10 وات داشته باشیم و بخوایم با آردوینو کنترلش کنیم. اگه مستقیم پین های آردوینو رو به ورودی های موتور بزنیم، موتور 10 وات میخواد تا درست کار کنه در حالی که آردوینو خودشو بکشه 0.2 وات زور داره بنابراین نمیتونه موتور رو راه بندازه و تحت فشار قرار می گیره همین عاملی برای سوختن برد آردوینو میشه. خب پس چیکار کنیم ؟ اینجاست که نقش درایور موتور پررنگ میشه.
این درایور بنده خدا کاری که میکنه این هستش که توانی که آردوینو برای راه اندازی موتور کم داره رو براش جبران می کنه و اینطوری هم موتور تغذیه میشه هم آردوینو سالم و سلامت به زندگیش ادامه میده.
حالا یه نکته وجود داره. اگه درایور موتور DC رو سرچ کنید صدها مدل درایور پیدا می کنید. خب کدومش مناسب کار ماست؟ برای جواب دادن به این سوال باید بریم سراغ موتورمون و ببینیم که مشخصات الکترونیکیش چیه؟ (ولتاژ و جریان و توان نامیش) بعد بر اساس این مشخصات درایورمون رو انتخاب کنیم.
مثلا تو همین مثال قبلی موتور ما 10 وات بود بهتره برای این موتور درایوری در حدود 12 الی 15 وات انتخاب کنیم تا اگه یه موقع موتور در شرایط نا مساعدی قرار گرفت که بیشتر از توان نامیش ازش کشیده شد مشکلی پیش نیاد.
بنابراین شماتیک کلی اتصالات ما این شکلی میشه:

درایوری که من برای این پروژه انتخاب کردم این هست:

همونطور که معلومه این امکان رو داره که 2 تا موتور رو درایور کنه : MOTOR A و MOTOR B . شش تا هم پین هدر داره دوتا مربوط به کنترل موتور A، دوتا مربوط به کنترل موتور B و پایه ولتاژ و زمین. اگه توضیحات محصول رو بخونید (لینک فروشگاه) می بینید نوشته هر کانال فقط 800 میلی آمپر جریان خروجی داره (البته نسبت به آردوینو 40 میلی آمپر شاهی می کنه ها) بنابراین در انتخاب موتور دقت فراوانی کنید. تو این پروژه من از این موتور استفاده کردم:

شکل زیر نحوه اتصال درایور به آردوینو رو نشون میده:

این شکل چند تا نکته اساسی داره :
اول :اینکه وقتی موتور به ترمینال های MOTOR B وصل میشه باید پین هدرهای کنترلی B به آردوینو متصل بشن.
دوم:برای تامین ولتاژ درایور از یه منبع تغذیه بردبوردی استفاده شده که می تونه به جای آن هر منبع ولتاژی بین 5 تا 12 ولت قرار بگیره.
سوم:یه نکته مداری هست که حتما باید رعایت بشه و اون چیزی نیست به جز زمین مشترک. حتما باید بین منبع تغذیه و آردوینو پایه گراند مشترک باشه و گرنه مدار به درستی عمل نخواهد کرد.

خب خسته که نشدید؟
مدار رو بستید؟
الان سخت افزار پروژمون تموم شد و اما کد:

دوستان دقت کنید من تعمدا از کد عکس می زارم تا مجبور بشید کد رو بنویسید 😆

در هدر برنامه پین هایی رو که به پین های کنترلی موتور درایور وصل کردیم معرفی شده.
در تابع setup اون پین ها به عنوان خروجی تعریف شدن چرا که ما ( آردوینو) قراره برای موتور دستور بفرستیم.
در تابع loop مقدار پین 10 برابر با 0 و مقدار پین 11 برابر با 150 در نظر گرفته شده با این کد نویسی موتور در یک جهت خاص (یا ساعت گرد یا پاد ساعت گرد) شروع می کنه به چرخیدن .
اگه بخواید موتور در جهت مخالف بچرخه کافیه ترتیب 0 و 150 رو در کد نویسی تغییر بدید یعنی پایه 10 مقدار 150 و پایه 11 مقدار 0.
اگه بخواید موتور نچرخه هم خب هر دوتاشو 0 می دید.
و در انتها اگه بخواید موتور با حداکثر توانش کار کنه می تونید به 2 طریق عمل کنید:
1.به جای 150 از 255 استفاده کنید
2.به جای استفاده از دستور analogWrite و دادن مقدار 255 مستقیم از دستور digitalWrite استفاده کنید.

این جلسه یه کم طولانی شد ولی خب حرف برای گفتن خیلی زیاد بود.
پایان

جلسه نهم : راه اندازی ال ای دی RGB

سلام و عذر خواهی بابت تاخیر در آپلود کردن جلسه ها.
این جلسه قصد داریم در مورد ال ای دی های RGB حرف بزنیم. این که منطق کارشون چیه و با آردوینو چطوری باید راه اندازیشون کنیم.

خب اول میریم سراغ معرفی خود این ال ای دی ها. برای این که با تکنولوژی RGB آشنا بشید یه سری به این لینک بزنید و برگردید.

قسمت اول ماجرا با کمک دوستان حل شد. میریم سراغ کار اصلی خودمون اتصال این ال ای دی به آردوینو. همونطوری که تو عکس بالا می بینید 4 تا پایه داره. سه پایه مربوط به رنگه و یک پایه مربوط به زمین. مسلمه که گراند(زمین) به گراند آردوینو وصل می شه، میمونن اون سه تا پایه. اون سه تا پایه باید به پین های دیجیتال آردوینو وصل بشن ولی سوالی که پیش میاد اینه که به هر پین دیجیتال دلخواه یا یه سری پین خاص. برای این که بفهمیم باید چیکار کنیم یه کم توضیح میدم:

ببینید ما یه موقع میخوایم رنگ سفید تولید کنیم. برای تولید این رنگ باید از سه رنگ قرمز، سبز و آبی با درصد های مساوی استفاده کنیم. یه موقع می خوایم رنگ بنفش تولید کنیم. برای رنگ بنفش درصد رنگ سبز با درصد رنگ قرمز صد در صد مساوی نیست (طبق قانون ترکیب رنگ ها ). حالا، گفتیم که پین های ال ای دی به پین های دیجیتال آردوینو وصل میشن. اگه قرار باشه مثل پروژه های قبل با دستور digitalWrite کار کنیم نمی تونیم برای هر رنگ درصد قائل بشیم و رنگ های مختلف ایجاد کنیم علتش اینه که وقتی می نویسیم (digitalWrite(8,HIGH داریم ولتاژ ( دقت کنید ولتاژ ) پین 8 رو 5 ولت می کنیم. وقتی می نویسیم (digitalWrite(8,LOW داریم ولتاژ این پایه رو صفر می کنیم. ما برای تولید رنگ بنفش ولتاژی که به سه تا پایه میدیم نباید مساوی باشه بلکه مثلا یکی باید 5 باشه یکی باید 3 باشه یکی باید 1.5 باشه. خب چاره چیه؟ چجوری ولتاژ متفاوت تولید کنیم؟

راه حل استفاده از PWM هست. اول یه سری به این لینک بزنید و ببینید که PWM چیه؟
با کمک منطق PWM و کد نویسی می تونیم یه کاری بکنیم که روی پایه های دیجیتال ولتاژ های بین 0 و 5 ولت بیفته. دستوری که با کمک اون از PWM استفاده می کنیم دستور analogWrite هست. مثلا (analogWrite(9,255
این دستور دو تا آرگومان داره. آرگومان اول شماره پین دیجیتال مورد نظره. آرگومان دوم یک عدد در بازه 0 تا 255 هست. وقتی صفر میدیم روی پایه دیجیتال شماره 9 ولتاژ 0 ولت می افته وقتی 255 می نویسیم روی پایه دیجیتال 9 ولتاژ 5 ولت می افته. یعنی یک تناسب بین عدد آرگومان دوم ما و ولتاژی که روی پین دیجیتال می افته وجود داره. حالا اگه قرار باشه ولتاژ 2.5 ولت روی پین 9 بیفته به جای 255 عدد 127 رو می نویسیم. یعنی میشه (analogWrite(9,127.
حالا آیا میشه به جای این پین شماره 9 هر پین دیجیتالی رو نوشت؟ جواب منفیه! پین های دیجیتالPWM آردوینو خاص هستن مثلا روی آردوینو UNO پین های PWM پین های شماره 3, 5, 6, 9, 10 و 11 هستن و تنها از این پین ها استفاده میشه. برای این که راحت تر پیداشون کنین روی برد کنار پین های PWM یه علامت مد کشیده شده:

تا این جای جلسه منطق حاکم بر پروژه رو گفتیم الان میریم سراغ انجام خود پروژه عملیمون: می خوایم سه رنگ اصلی (قرمز، سبز وآبی ) رو با توالی 1 ثانیه روشن کنیم. مداری که استفاده می کنیم به صورت زیره:

دقت کنید که سه تا مقاومت به صورت سری در مدار قرار گرفته، این یه تکنیک برای افزایش طول عمر ال ای دی هاست.
خب مدار رو بستید؟ حله؟ بریم سراغ کد نویسی:

اگه دقت کنید این کد به 4 بخش تقسیم شده. بخش اول هدر برنامه هست که متغیر های گلوبال رو توش تعریف کردیم (قبلا هم تاکید کردم حتما یه سری به برنامه نویسی بزنید). الان ما تو هدر برناممون اومدیم شماره پین های PWM مورد نظرمون رو (یعنی 9 و 10 و11) ریختیم توی سه تا متغیر. فایده این کار چیه؟ آخر برنامه میگم 😆

قسمت دوم برنامه که تابع setup هست اومدیم پین های دیجیتال استفاده شده رو output کردیم با این کار پین های دیجیتالمون رو کانفیگ کردیم.

قسمت سوم تابع RGB هست. اومدیم یک تابع نوشتیم که به وسیله اون رنگ ال ای دی RGB مون رو تغییر میدیم. به فرم نوشتن تابع دقت کنید. تابع سه تا ورودی اینتیجر گرفته که مقادیر پین های دیجیتال هستن. این مقادیر با دستور analogWrite توی پین های دیجیتال ریخته میشن.

و اما قسمت چهارم، تابع LOOP. توی این تابع 6 بار تابع RGB صدا زده میشه. دفعه اول (RGB(200,0,0 صدا زده میشه و با این کار نور قرمز روی ال ای دی با قدرت 200 ظاهر میشه (دقت کنید اگه به جای 200، 255 میزاشتیم با توان بیشتری ال ای دی روشن میشد ولی برای جلوگیری از خطر کور شدن میزاریمش 200 حتی شما اگه بزارینش 100 بازم بهتره). بعد تابع delay رو داریم که مدت 1 ثانیه صبر میکنه و تو این یک ثانیه رنگ ال ای دی قرمزه. بعد از delay تابع (RGB(0,0,0 رو داریم. با این دستور داریم ال ای دی رو خاموش می کنیم تا برای مرحله بعد که تولید رنگ سبزه آماده بشه. تا آخر تابع loop همینطوری پیش میره و رنگ ها یکی پس از دیگری نمایش داده میشن.

پروژه ما اینجا تموم شد. اما:
1.اگه خواستید رنگ سفید درست کنید چون باید هر سه رنگ به یک میزان وجود داشته باشن از دستور (RGB(200,200,200 استفاده کنید.
2.اگه یادتون باشه تو هدر برنامه گفتم شماره پین ها رو می ریزیم تو متغیر. فایده این کار چیه ؟ فرض کنید به هر دلیلی پین شماره 10 آردوینو شما سوخت و شما تصمیم گرفتید به جای استفاده از پین PWM شماره 10 از پین PWM شماره 6 استفاده کنید. علاوه بر این که از لحاظ سخت افزاری باید تغییر مورد نظر رو انجام بدید باید توی کدنویسی تون هم این تغییر رو لحاظ کنید. الان که شماره پین تو هدر برنامه تعریف شده شما فقط و فقط همون خط معرفی پین شماره 10 رو به پین شماره 6 تغییر می دید. ولی اگه تو هدر برنامه شماره پین رو تو متغیر نریخته بودیم برای این تغییر لازم بود هم توی دستور pinMode هم توی دستور analogWrite عدد 10 رو به 6 تغییر می دادید. البته ما الان کدمون بیست خط هم نیست ولی وقتی خطوط کد نویسی زیاد بشه این کار خیلی به چشم میاد.

پایان جلسه

جلسه هشتم: آموزش Burn کردن بوت لودر آردوینو

سلام
تو این جلسه قصد داریم یاد بگیریم چجوری بوت لودر بردهای آردوینو رو به ساده ترین روش ممکن Burn کنیم. خب این وسط مساله اصلی اینه که بوت لودر چیه؟ برای آشنایی با بوت لودر اینجا یه دوری بزنید و بیاید.

برای Burn کردن بوت لودر به یه پروگرامر avr احتیاج داریم. این پروگرامر می تونه هر چیزی باشه. مثلا usbtiny یا stk500 یا usbasp و یا هر پروگرامر مناسب دیگه ای. ما تو این جلسه از پروگرامر ارزون usbasp استفاده می کنیم.

این پروگرامر رومیتونید از آفتاب رایانه بخرید. فقط و فقط یه داستانی داره و اون اینه که لازم firmware مربوط به این پروگرامر رو آپدیت کنید. آموزش این کار هم تو انجمن هست خیلی راحت و ساده.

خب تا این جا فقط داشتیم پروگرامر رو مهیا می کردیم. این قسمت قراره پروگرامر رو به برد آردوینو وصل کنیم. برای این کار از پین های ICSP آردوینو استفاده می کنیم. پین هایی که میگیم ( و توی شکل زیر مشخص شده) 6 تا پین هدر مربوط به ارتباط SPI میکرو هست.

برای وصل کردن پروگرامر usbasp به آردوینو از شکلهای زیر استفاده کنید:

دقت کنید که پین های متناظر باید به هم وصل بشن. یعنی مثلا miso به miso، زمین (GND) به زمین، Vcc به Vcc و الییییی آخر. اما این وسط یه نکته کلیدی داریم. به پین های usbasp ردیف پایین دقت کنید. 4 تا گراند (زمین) داره. شاید تو دید اول فکر کنین همه این 4 تا گراند به هم وصلن در صورتی که اصلا اینطور نیست. از بین این 4 تا فقط دو تا گراند سمت چپ به هم وصلن و اون دوتای دیگه نه به هم وصلن نه به این دو تا. بنابراین تنها نکته کلیدی برای موفقیت اینه که همه این گراندها رو به هم وصل کنید.
خب بخش سخت افزاری تموم شد از این جای داستان به بعد به بخش نرم افزاری می رسیم. usbasp رو بزنید به پورت USB کامپیوترتون. ازتون برای نصب درایور می خواد. این درایور. اگه بلد نیستید درایور نصب کنید برید اینجا قدم به قدم باهاش پیش برید.

بعد از نصب درایور وارد محیط آردوینو بشید. از منوی Tools وارد Board بشید. این جای داستان خیلی مهیجه. اگه قصد دارید بوت لودر مربوط به UNO رو Burn کنید نوع بردتون رو UNO بزارید. اگه قصد دارید بوت لودر مربوط به MEGA رو Burn کنید نوع بردتون رو MEGA انتخاب کنید و الی آخر.

مرحله بعد توی همون منوی Tools وارد گزینه Programmer بشید و usbasp رو انتخاب کنید:

و اما قدم آخر:
گزینه burn bootloader رو بزنید.

دو تا عکس آخر مراحل burn شدن رو نشون میده:

اینم از burn کردن بوت لودر به ساده ترین روش ممکن. البته این راه تنها راهی نیست که بشه باهاش بوت لودر burn کرد. مثلا اگه از پروگرامرهای usbtiny استفاده کنید نصف راهی که اومدیم خودش آماده و حاضره. مستقیم وصلش می کنیم به آردوینو و burn می کنیم.

جلسه هفتم: کنسول به عنوان ورودی

جلسه قبل از کنسول به عنوان خروجی استفاده کردیم یعنی یه سری پیغام رو تو کنسول چاپ کردیم. این جلسه روند معکوس میشه یعنی تصمیم داریم از کنسول به عنوان ورودی استفاده کنیم و از اون داده دریافت کنیم. برای وارد کردن پیغام در کنسول آردوینو از قسمت بالای کنسول استفاده می کنیم. خب شروع می کنیم به کد نویسی. طبق معمول اول باید نرخ ارتباط سریال رو کانفیگ کنیم. این دفعه Baude Rate رو به جای 9600 روی 115200 تنظیم می کنیم. البته هیچ اصراری نیست که Baude Rate رو تغییر بدید صرفا محظ تنوع این کارو می کنیم.هدفمون تو این برنامه این هست که اول از کنسول سریال یه داده دریافت کنیم بعد همون رو توی کنسول چاپ کنیم. روند کد نویسی برای خوندن از کنسول سریال به این صورته که اول چک میکنیم اصلا داده ای برای دریافت وجود داره یا نه! اگر داده ای دریافت شده بود اون رو بر می داریم و توی کنسول چاپ می کنیم اگر نه خب هیچی.

دستوری که معین میکنه اصن داده برای دریافت وجود داره یا نه Serial.available هست. خروجی این دستور تعداد کاراکترهای دریافتی از کنسوله. برای این که بدونیم اصن داده ای توسط کنسول سریال دریافت شده یا نه کافیه همین دستور رو بنویسیم و چک کنیم که آیا خروجیش بزرگتر از صفر هست یا نه. اگر بزرگتر از صفر بود که یعنی یه داده اومده توکنسول سریال و آماده خوندنه اگر نه یعنی هیچ داده ای دریافت نشده. همین شرطی که میذاریم (خروجی دستور بزرگتر از صفر هست یا نه) تو عالم کدنویسی یعنی استفاده از دستور if . فرم کد نویسی این دستور میشه این شکلی: درمورد ساختار دستور if حتما یه مطالعه ای بکنید. حالا فرض کنید شرط if برقرار باشه یعنی تو بافر ارتباط سریال داده وجود داشته باشه، وقتشه که اون داده خونده بشه. بدون شک دستور خوندن باید تو تابع if و درون کروشه های تابع if نوشته بشه چون عملا اگه داده ای برای خوندن وجود نداشته باشه خب خوندنش کار بیخودیه. محل مورد نظر ما توی شکل نمایش داده شده: و اما قدم نهایی: خوندن داده. دستوری که باهاش می خونیم Serial.read هست. خروجی این دستور یک کاراکتر هست. یعنی وقتی این دستور رو می نویسیم کامپایلر میره اولین کاراکتر عبارت ما رو برمیگردونه. مثلا اگه aftab رو نوشته باشیم با دستورSerial.read کاراکتر a برگردونده میشه. حالا این که ما چجوری از خروجی این تابع استفاده کنیم باز هم برمیگرده به قوانین برنامه نویسی. یه قانون داریم به نام معرفی متغیر. اگه لینک رو مطالعه کردید میدونید که ما به هر متغیر میتونیم یه مقدار انتساب بدیم. مثلا من متغیرم رو از نوع char در نظر میگیرم. اسمشم میزارم data. حالاباید بهش مقدار بدم. مقدار این متغیر رو خروجی دستور Serial.read (یعنی همون یه کاراکتر) در نظر میگیرم. بنابراین دستور من به فرم زیر در میاد. الان در حال حاضر در صورتی که داده ای توی بافر سریال وجود داشته باشه توسط دستور Serial.read خونده میشه. خیلی خیلی دقت کنید نوع متغیر رو از نوع char در نظر گرفتیم. در نهایت برای چاپ عدد توی کنسول از دستور ؟؟؟؟؟؟؟؟ استفاده میکنیم. طبق آموزش های جلسه قبل جای علامت سوال ها با دستور Serial.println پر میشه. بنابراین ورژن نهایی کد میشه عکس زیر: اما کسایی که دقیقن میتونن درک کنن چرا کنار دستور Serial.println یه فلش خورده. جلسه قبل گفتیم فرمت دستور Serial.println اینطوریه که هرچیزی به عنوان آرگومانش بخواد در نظرگرفته بشه باید توی علامت دبل کوتیشن گذاشته بشه (علامت “”) پس چرا الان علامت دبل کوتیشن نذاشتیم ؟ اگه من میخواستم دقیقا عبارت data رو توی کنسول چاپ کنم باید علامت دبل کوتیشن رو رعایت می کردم و کد رو به همون صورت قبل می نوشتم. اما الان قرار نیست همچین کاری بکنم الان data بعنوان یه متغیر تعریف شده و من میخوام مقداری که توی متغیر data هست رو چاپ کنم. طبق قانون دستور Serial.println برای چاپ عبارت داخل یه متغیر (مثل متغیر data) علامت دبل کوتیشن نباید گذاشته بشه. خب کد رو اپلود کنید و کنسول سریال رو باز کنید. الان قسمت بالای کنسول عدد 5 رو تایپ کنید و دکمه send رو بزنید (یا enter کنید).

وقتی اینتر کنید باید توی کنسول سریالتون عدد 5 تایپ بشه مثل شکل زیر:

یه نکته توی عکسه باید بهش دقت کنید. baud rate روی 115200 باید تنظیم باشه. اگه به اشتباه baude rate رو روی 9600 گذاشته باشید هر چقدر 5 تایپ کنید و enter بزنید فقط یه سری داده پرت و پلا دریافت می کنید بنابراین دقت کنید که baude rate ای که تو دستور Serial.begin انتخاب می کنید با baude rate ای که توی کنسول انتخاب می کنید مساوی باشه.
به همون صورت قبل حرف a رو تو قسمت ورودی کنسول تایپ کنید و اینتر بزنید همون موقع حرف a برای شما تایپ میشه.
حالا قسمت جالب انگیز ماجرا:
بیاید قسمت ورودی کنسول تایپ کنید aftab و اینتر بزنید. وقتی بخواد تو کنسول چاپ کنه با شکل زیر مواجه میشید.

خیلی به این قضیه اصرار دارم. ببنید کل کلمه aftab پشت سر هم تایپ نشده بلکه هر کاراکتر تو یه خط چاپ شده. این قضیه خیلی مهمه. دلیل این اتفاقی که افتاده اینه که دستور Serial.read تنها و تنها یک کاراکتر رو بر میگردونه. بنابراین هر باری که وارد شرط if میشه یک کارکتر از کاراکترهای عبارت aftab چاپ میشه.

خب این جلسه هم تموم شد الان قابلیت این رو دارید که هر عبارتی رو تو کنسول چاپ کنید و ازش داده بگیرید.

دوستان عزیز بابت این تاخیری که توی این جلسه پیش اومد از همگی عذر خواهی می کنم. موفق باشید

پایان جلسه هفتم

ارائه ورژن 1.6.4 نرم افزار آردوینو

پس از گذشت بیش از یک ماه از ارائه نسخه 1.6.3، در تاریخ 7 می ورژن جدید این نرم افزار وارد بازار شد. برای دانلود نرم افزار می توانید روی عکس زیر کلیک کنید.

تفاوت های این نسخه با نسخه های قبلی عبارتند از:
پشتیبانی از آردوینو Gemma
نمایش گزینه های انتخاب شده در زیر منوهای tools
بازگشت خصوصیت highlighting خط در صورت داشتن ارور
و…
از جمله مهم ترین پیشرفت های این ورژن قابلیت اضافه کردن بردهای اضافی (نه بردهای رسمی) به مجموعه بردهای آردوینو است. برای این کار کافی است url برد مورد نظر اضافه شود.

برای اطلاع از تمامی موارد اصلاح شده به این لینک مراجعه کنید.

جلسه ششم: استفاده از کنسول آردوینو

سلام رسیدیم به جلسه 6.
این جلسه میخوایم تمرکز کنیم روی کنسول آردوینو. تا حالا کنسول آردوینو رو باز کردید اصن؟ خب بیاید روی این آیتم:

وقتی که روی شکل کلیک می کنید وارد صفحه اصلی کنسول میشید.

خب اصن این کنسول به چه دردی میخوره؟
یکی از کاربردها استفاده از کنسول به عنوان نمایشگر هست. فرض کنید یه GPS داریم که میخوایم اطلاعات مربوط به اون رو مشاهده کنیم.یه راه اینه که LCD بزاریم و داده ها رو روش چاپ کنیم. یه موقع کاربری که داره کار می کنه نیازی نداره که داده روی LCD براش چاپ بشه همین که داده رو روی کامپیوتر ببینه براش کافیه. تو این شرایط بهترین و بی هزینه ترین روش اینه که از کنسول آردوینو استفاده کنه. یه نمونه از چاپ داده GPS رو میتونید تو شکل زیر ببینید:

ما از همین ویژه گی کنسول برای دیباگ کردن برنامه هامون هم استفاده می کنیم. یه موقع پروژه اینه که داده های سنسور دما رو روی یه سون سگمنت چاپ کنیم. کد رو می نویسیم و آپلود می کینم. به ظاهر همه چیز خوب پیش رفته و کامپایلر هم ارور نداده ولی می بینیم روی سون سگمنت هیچ عددی نمایش داده نمیشه. یکی از احتمالاتی که وجود داره اینه که داده سنسور یه جایی از بین رفته باشه(خطای کد نویسی). با استفاده از همین کنسول سریال میتونیم خط به خط برناممون رو دیباگ کنیم و ببینیم کجا داده سنسور از دست رفته(در جلسه های بعد مثال عملی می زنیم).
بیاین یه مثال عملی بزنیم. یه کد بنویسیم که هر کسی اسمشو توی کنسول آردوینو چاپ کنه. خب اسکچ رو باز کنید. با این صحنه مواجه میشید:

قدم اول برای ایجاد ارتباط سریال بین آردوینو و کامپیوتر، تعیین کردن نرخ ارسال داده (Baude Rate) هست به عبارت دیگه باید نرخ ارتباط سریال رو کانفیگ کنیم. دستوری که باهاش این کار رو انجام میدیم Serial.begin هست. خب از اسم دستور معلومه یعنی کامپیوتر عزیز ارتباط سریال رو شروع کن. این دستور یه آرگومان عددی داره که بیانگر Baude Rate مربوط به ارتباط سریال هست مثلا 9600. بنابراین برای کانفیگ کردن ارتباط سریال بین آردوینو و کامپیوتر از دستور (Serial.begin(9600 استفاده می کنیم. حالا این دستور کجا باید نوشته بشه؟ توی setup یا loop ؟ این سوال رو خودتون باید بتونید جواب بدید. به خاطر این که داریم کانفیگ می کنیم و تنها یک بار لازمه این تنظیم رو انجام بدیم این دستور توی تابع setup نوشته میشه.

قدم بعد (قدم آخر) باید یه دستور بنویسیم که اسممون رو توی کنسول چاپ کنه. از دستور Serial.print یا Serial.println استفاده میکنیم. دستور Serial.print هر چیزی که به عنوان آرگومانش بهش داده بشه پشت سر هم چاپ می کنه میره. اما دستور Serial.println بعد از چاپ آرگومانش میره خط بعدی. این دستورها تنها یه آرگومان به عنون ورودی میگیرن که باید حتما توی علامت دبل کوتیشن نوشته بشه مثلا (“Serial.println(“aftab . حالا من میخوام هر بار که قراره اسمم چاپ بشه بره تو یه خط جدید اجرا بشه بنابراین از دستور Serial.println استفاده میکنم. خب بازم سوالی که پیش میاد اینه که دستور Serial.println کجا نوشته بشه؟ setup یا loop ؟ این دفعه بزارین هر دو مورد رو امتحان کنیم تا فرقشو کامل متوجه بشید. اول دستور رو میزاریم تو تابع loop. کد رو اپلود میکنیم.

خروجی توی کنسول آردوینو به اینصورت میشه(نترسید):

همونطور که قبلا هم در موردش حرف زدیم دستوراتی که توی تابع loop نوشته میشن تا زمان ابد تکرار میشن و ادامه دارن.
حالا دستور رو توی تابع setup می نویسیم و آپلود می کنیم:

و خروجی کنسول:

می بینید که تنها و تنها یک بار چاپ میشه و تا هزار سال دیگه هم که بشینید هیچ خبری نمیشه. فکر کنم الان کاملا با تفاوت تابع setup و loop آشنا شده باشید.
حالا اگه خواستیم با فاصله زمانی یک ثانیه اسممون رو چاپ کنیم چطوری کد بنویسیم؟

خب بدون شک میریم تو تابع loop ، دستورچاپ رو مینویسیم فقط یه تاخیر 1 ثانیه ای بینش قرار میدیم . با این کد نویسی اول تابع Serial.println اجرا میشه و روی کنسول نمایش داده میشه بعد به مدت 1 ثانیه روی همون دستور می ایسته و دوباره بر میگرده به اول تابع loop و تکرار روند.

پایان جلسه

جلسه پنجم: ساختار کدنویسی در اسکچ

با سلام
دوستان آردوینویی وارد جلسه پنجم میشم. این جلسه دنبال این هستیم که با ساختار کدنویسی در محیط برنامه نویسی آردوینو (اسکچ) آشنا بشیم. دقیق تر بگم هدفمون اینه که بگیم کد برنامه چشمک زن که جلسه قبل آپلود کردیم چجوری نوشته شده.

خب میریم وسط داستان. هر برنامه ای که برای آردوینو میخوایم بنویسیم دو قسمت مجزا داره. یکی تابع setup یکی تابع loop. دقت کنید تمام برنامه ها باید حتما شامل این دو تا تابع باشن. طرح خالی برنامه به این شکله:

حالا این که این دو تا تابع چی هستن و چیکار میکنن؟
اول تابع setup: به زبون نیمه علمی بخوام بگم کامپایلر آردوینو این تابع رو فقط و فقط 1 بار اجرا می کنه یعنی تمام خط های برنامه که توی این تابع نوشته میشن تنها 1 بار فراخوان میشن. خب این قسمت به چه دردی میخوره اصن؟ فرض کنید یه پروژه داشته باشیم که بخواد میزان الودگی هوای محیط یه کارخونه رو روی یه LCD نشون بده. همچنین تاکید کرده باشن که اول برنامه لوگوی اون کارخونه نمایش داده بشه. خب شما کافیه که دستور چاپ لوگوی اون کارخونه رو توی تابع setup قرار بدید، با این کار لوگو یک بار و تنها یک بار اونم اول برنامه نشون داده میشه.

setup یه کاربرد دیگه هم داره که اصطلاحا بهش میگن کانفیگ(config) کردن. کانفیگ کردن اینجا یعنی تنظیمات مربوط به قطعه هاتون رو توی همین تابع انجام بدید. مثلا فرض کنید دارید با ارتباط سریال با یه بلوتوث ارتباط برقرار میکنید. طبق خواص ارتباط سریال لازمه که نرخ تبادل اطلاعات (Baude Rate) رو تعیین کنید. برای این کار کافیه توی تابع setup این نرخ تبادل رو یه بار معین کنید.

میریم سراغ LOOP . این تابع تنها یه مفهوم داره: اجرا شدن تا ابد. روند اجرای دستورات در loop به این صورت هست که کامپایلر شروع میکنه به اجرای خط به خط برنامه ها. از خط اول شروع میکنه تا برسه به خط آخری که در تابع loop نوشته شده. وقتی رسید به خط اخر دوباره برمیگرده از خط اول و اجرا میکنه(دقیقا نقش همون (1)while توی کدنویسی avr در سایر برنامه ها).
برای درک بهتر فرض کنید یه ماهواره قراره اطلاعاتی که دریافت کرده رو به زمین مخابره کنه، تو ایستگاه زمینی برای دریافت اطلاعات از آردوینو استفاده شده باشه.برای دریافت اطلاعات در ایستگاه لازمه یه سری کد نویسی هایی در آردوینو انجام بشه. فرض کنید اشتباها کد دریافت داده تو setup گذاشته بشه. تو این شرایط ماهواره دائم داده میفرسته ولی ایستگاه زمینی ما (آردوینو) فقط یک بار اون داده رو گرفته بعدش دیگه هیچ کاری نمیکنه در حالی که ماهواره داره اطلاعات مخابره میکنه و تمام اون اطلاعات هم دارن از دست میرن. درستش اینه که کدهای مربوط به دریافت اطلاعات بیاد توی
loop قرار بگیره تا ارتباط همزمان ماهواره و ایستگاه برقرار باشه.

خب تا اینجا ساختار کلی کدنویسی آردوینو مطرح شد. از این جا به تمرکز می کینم روی کدهای برنامه چشمک زن.

دستور pinMode :

یادتون هست تو جلسه های قبلی در مورد پین های دیجیتال و آنالوگ حرف زدیم. گفتیم 14 تا پین دیجیتال داریم که هم میتونن ورودی باشن هم خروجی. از اون طرف 6 تا پین آنالوگ داشتیم که فقط و فقط ورودی بودن. برای این که به آردوینو بفهمونیم قراره از این پین ها چجوری استفاده کنیم میریم سراغ دستور pinMode . این دستور دو تا آرگومان(ورودی) داره.

توی آرگومان اول بهش میگیم که داریم از کدوم پین استفاده می کنیم. اگه پین مورد استفاده دیجیتال بوده باشه عدد 0 تا 13 به عنوان آرگومان نوشته میشه. اگه از پین آنالوگ استفاده کرده باشیم A0 تا A5 نوشته میشه.
ورودی دوم تابع pinMode مربوط میشه به این که ما از پین (که در آرگومان اول معرفیش کردیم) چجوری داریم استفاده می کنیم. کلا 3 حالت وجود داره: INPUT , OUTPUT و INPUT_PULLUP . در صورتی که از پین دیجیتال استفاده کنیم یکی از سه حالت بالا میتونه اتفاق بیفته، ولی اگه پین استفاده شده آنالوگ باشه فقط و فقط INPUT مجاز خواهد بود.

نمیدونم حواستون بود یا نه دستور pinMode توی تابع setup نوشته شده. دستور pinMode از اون دستورایی هست که برای کانفیگ کردن استفاده میشه. در حقیقت ما با این دستور یک پین از آدوینو رو کانفیگ می کنیم.

دستور digitalWrite :

برای این که به پین های دیجیتال (دقت کنید پین های دیجیتال) مقدار داده بشه از دستور digitalWrite استفاده می کنیم. این دستور دو تا آرگومان داره. آرگومان اول شماره پین دیجیتال رو میگیره که چون بحث روی دیجیتاله میشه 0 تا 13. آرگومان دوم مقدار میگیره یعنی LOW و HIGH. اگه قراره روی پین مقدار 1 بیفته از HIGH و اگه قراره 0 باشه از LOW استفاده می کنیم.

دستور delay :

این دستور یه آرگومان عددی داره به این صورت که هر عددی که توش بنویسید بر حسب میلی ثانیه محاسبه میشه و آردوینو همون اندازه صبر می کنه. مثلا ما این جا نوشتیم (delay(1000 این یعنی به مدت 1000 میلی ثانیه (همون یک ثانیه) آردوینو صبر میکنه بعد خط بعدی برنامه رو اجرا میکنه.

امیدوارم دقت کرده باشید که دو تا تابع digitalWrite و delay توی loop نوشته شدن. یعنی اجرای این دستورها تا ابد ادامه خواهد داشت.

خب تا این قسمت از جلسه فقط تیکه تیکه اومدیم کد ها رو گفتیم الان میخوایم بگیم کامپایلر چجوری این دستورها رو کنار هم میخونه و اجرا میکنه. اگه با این روند جلو بریم همیشه میتونیم خودمون کدهامون رو دیباگ و اشکال زدایی کنیم.

شروع می کنیم.
کامپایلر اول میره سراغ تابع setup. توی تابع setup اومدیم با دستور (pinMode(13, OUTPUT به آردوینو فهموندیم که میخوایم از پین شماره 13 (همون پینی که LED داخلی بهش وصله) به صورت خروجی استفاده کنیم. در حقیقت با این کار پین 13 رو به عنوان خروجی کانفیگ کردیم.
قدم بعد کامپایلر وارد تابع loop میشه. خط اول از دستور ( digitalWrite(13, HIGH استفاده کرده. طبق آرگومان هایی که بهش داده شده، میاد روی پین شماره 13 سطح منطقی HIGH رو قرار میده و با این کار LED داخلی روشن میشه.
خط بعد از دستور delay با آرگومان 1000 استفاده شده. با این کار آردوینو به مدت 1 ثانیه روی همین خط برنامه متوقف میشه و این در حالیه که led داخلی اون قبلا روشن شده.
بعد از گذشت یک ثانیه خط بعدی با دستور (digitalWrite(13, LOW اجرا میشه. با این دستور led داخلی آردوینو خاموش میشه.
خط آخر برنامه که دستور delay هست، باز هم برنامه رو به مدت 1 ثانیه متوقف میکنه با این تفاوت که الان led داخلی آردوینو خاموشه.

خب خط های برنامه تموم شد آیا روند اجرای برنامه متوقف میشه؟
کسانی که بحث رو دنبال کرده باشن میتونن جواب این سوال رو بدن. خیر روند اجرایی برنامه متوقف نمیشه چرا که تمام این دستور ها توی تابع loop نوشته شده. بنابراین دوباره از خط اول تابع loop که همون( digitalWrite(13, HIGH هست برنامه شروع میکنه به انجام شدن.

اگه دقت کرده باشین توی بعضی دستورها حروف بزرگ و کوچک شدن. این اتفاق همینجوری الکی نبوده. کامپایلر آردوینو نسبت به بزرگ و کوچکی حروف دستورها حساسه و اگه رعایت نشه ازتون خطای کامپیال میگیره.

این جلسه هم تموم شد موفق باشید.