آردوینو – وبلاگ آردوینو

کلاس های پنج شنبه آفتاب

به نام خدا

دوستان و همراهان آفتابی آفتاب رایانه

همونطور که عده ای از دوستان در جریان هستن حدود یک ماه میشه که فروشگاه روزهای پنج شنبه کلاس های آموزشی ای رو به صورت رایگان برگزار می کنه . تا امروز پیام رسانی برای کلاس ها از طریق گروه ” پنج شنبه آفتاب ” در تلگرام انجام می شد که به حمدالله تلگرام به دیار باقی شتافت و دلیلی شد برای این که انگیزه ای پیداکنیم و بعد از چند ماه 😥 وبلاگ رو دوباره فعال کنیم .

تمامی اخبار کلاس ها و تقویم زمان بندی و سرفصل های کلاس ها در همین وبلاگ اطلاع داده میشه و امیدواریم که با همکاری شما دوستان بتونیم کلاس های ” پنج شنبه آفتاب ” رو با کیفیت بهتری ارائه بدیم .

منتظر آپلود تقویم زمان بندی اردیبشهت 97 باشید.

با آرزوی موفقیت

جلسه سی و یکم : پیدا کردن آدرس I2C توسط آردوینو

سلام
جلسه قبل در مورد پروتکل I2C یه کوچولو صحبت کردیم و جنبه های سخت افزاری و نرم افزاری اون رو مورد بررسی قرار دادیم . اگه بخوایم یه دوره مختصر بکنیم باید بگم که از لحاظ سخت افزاری پینهایی که اسمشون scl و sda هست بارزه مشخص قطعاتی خواهند بود که با پروتکل ارتباطی I2C کار میکنن. از لحاظ نرم افزاری هم برامون مهم بود که بدونیم آدرس I2C قطعه ای که داریم باهاش کار میکنیم چیه. در مورد این آدرس I2C هم یه کم حرف زدیم و گفتیم که درست مثل کد پستی خونه ها می مونه . برای این که داده صحیح و سلامت از فرستنده به گیرنده برسه لازمه که بدونه باید داده رو به کدوم آدرس پستی تحویل بده.
اما سوالی که پیش میاد اینه که برای یه قطعه چطوری باید تشخیص بدیم آدرس I2C اش چیه؟
جواب اینه که دو تا راه داره.
راه حل : بعضی قطعه ها و ماژول ها که میخریم پشتشون روی PCB شون نوشته که آدرسشون چیه. مثلا نوشته 0X4A این 4A که نوشته همون آدرس قطعه محسوب میشه. دقت کنید که ما همیشه با کد هگز آدرس I2C سر و کار داریم.
راه حل دوم :این راه حل زمانی به درد میخوره که هیچ جوری نتونیم آدرس I2C قطعه رو پیدا کنیم. نه سازنده اون رو در اختیارمون قرار بده ( هر از گاهی از این شیرین کاری ها میکنن تولید کننده ها ) و نه روی خود قطعه چیزی نوشته . کار بسیار بسیار ساده تر از چیزیه که فکرشو بکنید . برای این کار کافیه مراحل زیر رو طی کنید:
1 . اول از لحاظ سخت افزاری قطعه رو تمام و کمال به آردوینو وصل کنید یعنی :
VCC به 5 یا 3.3 ( بسته به ولتاژ کاری ماژول)
GND به GND
SCL به A4
SDA به A5
2. اپلود کد توسط نرم افزار Arduino IDE . به دلیل طولانی بودن کد اون رو توی انجمن قرار دادم.

بعد از آپلود کد کافیه که کنسول آردوینو رو باز کنید. اگر از لحاظ سخت افزاری درست قطعه رو به آردوینو وصل کرده باشید و قطعه هم سالم باشه بهتون آدرس رو نشون میده . به عنوان مثال خروجی کنسول برای من این کد رو نمایش داده:

همونطور که می بینید برای من دو تا آدرس I2C پیدا کرده . دلیل این موضوع این هست که من دو تا ماژول با پروتکل ارتباطی I2C به آردوینوم وصل کردم و الان هم هر دو شناخته شدن و هم آدرسشون معلوم شده . آدرس یکیشون IE هست و آدرس اون یکی 42 . تعجب نکنید بله میشه چند تا ماژول با ارتباط I2C رو با هم به یه آردوینو وصل کرد که در آینده در موردش پروژه خواهیم بست.

پایان جلسه اعلام میشه

جلسه سی ام : راه اندازی ماژول OLED با آردوینو

سلام
این جلسه و چند جلسه آینده قصد دارم در مورد پروتکل ارتباطی i2c صحبت کنم. سنسورها و محرک های زیادی هستن که با این پروتکل کار می کنن و بنابراین اطلاع از نحوه کار این پروتکل لازمه .

برای شروع از یه ماژول ساده شروع می کنیم : ماژول نمایشگر OLED . این ماژول رو می تونید از اینجا ببینید:

جلسه های اول همین وبلاگ در مورد یه نمایشگر دیگه هم صحبت کردیم . نمایشگر کاراکتری 1602 . و این دومین نمایشگری هست که قصد داریم روش تمرکز کنیم و راه بندازیم .
از ضرورت های استفاده از نمایشگر که قائدتا مجددا حرفی نمی زنم چرا که بر هیچکس پوشیده نیست توی پروژه ها چقدر می تونه کار رو زیبا کنه و البته کار رو راه بندازه .
یه جاهایی که دسترسی مون به کامپیوتر قطع میشه میتونیم طوری کد نویسی کنیم که از LCD برای دیباگ برناممون استفاده کنیم . اما این که OLED دیگه چه جور نمایشگریه و فرقش با LCD چی هست رو خیلی ریز و بازاریابانه از اینجا بخونید.

و اما مثل همیشه اول میریم سراغ ارتباطات سخت افزاری . قدم اول باید بریم اسم پینهای روی OLED رو بخونیم. اسم پینها به این صورت هست : GND VCC SCL SDA .
تکلیف GND و VCC که معلومه میمونه اون دو تا پین دیگه . یه سرچ کوچیک نشون میده که این دوتا پین مربوط به ارتباط I2C هستن .
سیم بندی ارتباط این نمایشگر با آردوینو به صورت زیر هست :

همونطور که میبینید SCL وصل شده به پین آنالوگ شماره 4 و پین SDA وصل شده به پین آنالوگ شماره 5 آردوینو . و اما سوال همیشگی : آیا میشه به جای A4 و A5 آردوینو از پینهای دیگه ای استفاده کرد ؟
جواب اینه که خیر. به جای این دو تا پین از هیچ دو پین دیگه ای نمیشه استفاده کرد. یعنی نمیتونی بری سمت پین های دیجیتال یا حتی بقیه پین های آنالوگ . توی هر برد آردوینویی اعم از UNO ، مگا ، DUE و …. پینهای مشخصی برای ارتباط I2C استفاده میشن که جدولشو میتونین اینجا ببینین:

چون ما برد پایه ای که تو وبلاگ استفاده می کنیم UNO هست بنابراین از پینهای آنالوگ شماره 4 و 5 استفاده می کنیم.

حالا باید بریم سراغ کد نویسی. هدفمون تو این پروژه این هست که اول یه پیغام سلام علیک چاپ کنه ، بعد از 0 تا 10 رو بشماره و بعد با یه خداحافظی خوشحالمون کنه .
برای این کار مطابق زیر کد نویسی می کنیم:

قسمت 1 : این قسمت مثه همیشه میام کتابخونه هایی که استفاده کردیم رو معرفی می کینم . اول کتابخونه Wire معرفی شده . یادتونه وقتی از پروتکل SPI استفاده میکردیم کتابخونه SPI رو اینکلود میکردیم . تو ارتباط I2C همیشه کتابخونه Wire رو اینکلود می کنیم. با استفاده از این کتابخونه میگیم پین شماره 4 و 5 آنالوگ آردوینو دارن به عنوان پین های ارتباط I2C استفاده میشن. دو تا کتابخونه دیگه ای هم که اینکلود کردیم و میتونین از اینجا دانلودشون کنین کتابخونه هایی هستن که تو این پروژه ازشون استفاده می کنیم .
با استفاده از این کتابخونه ها خیلی راحت تر می تونیم به OLED مون فرمان بدیم. یعنی به جای این که مستقیم با خود OLED بخوایم سر و کله بزنیم میریم سراغ دستورهایی که این کتابخونه ها دارن . واضح تر بگم ما با کتابخونه و دستورهای آدمیزادیش سر و کله میزنیم ، کتابخونه با OLED و تنظیمات غیر آدمیزادیش سر و کله میزنه. بنابراین تاکید میکنم به کتابخونه ها احترام بزارید.

قسمت 2 : به ما چه. واقعا به ما چه. یه قسمت از کد نویسی ای که توی کتابخونه های اینکلود شده انجام شده بر اساس ارتباط SPI هست . از اونجایی که تو ارتباط SPI پین ریست پین مهمی هست تو کد نویسی صدا شده و روش هم پردازش هایی انجام شده اما نمایشگری که ما باهاش کار میکنیم I2C هست و پین ریست به ما چه . مهم ترین چیزی که از این بخش به ما مربوطه آبجکت display هست که ساخته شده و ما توی تمام بخش های کد نویسی از این آبجکت استفاده می کنیم.

قسمت 3 : مهم ترین بخش راه اندازی یه قطعه با ارتباط I2C همین قسمت هست. فک کنید یه پست چی یه نامه داره که باید به مقصد برسونه . مهم ترین بخش آدرس کد پستی هست . در واقع هر خونه با کد پستیش شناسایی میشه . اگر پست چی اون کد پستی رو نداشته باشه عملا نامه به مقصد نمیرسه . تمامی قطعات I2C هم درست مثه خونه ها یه آدرس دارن . داده ای که قراره از آردوینو به اون قطعه I2C منتقل بشه باید مشخص بشه کجا میره . در واقع ما باید به آردوینو بگیم اگه قراره واسه OLED ما دیتا بفرستی اون رو بفرست به فلان آدرس . این خط کد رو ببیند. دو تا ارگومان داره . آرگومان اولش رو بعدا توضیح میدم ، آرگومان دوم نوشته 0x3C . این 3C همون آدرس این قطعه I2C ما هست . دقت کنید که آدرس به شکل هگز نوشته شده . حالا این که این آدرس چطوری پیدا میشه و به دست میاد رو تو جلسه بعدی صحبت می کنیم.
اما در مورد آرگومان اول که نوشته SSD1306_SWITCHCAPVCC . یه قانون ثابت در مورد راه اندازی تمام LCD ها و OLED ها وجود داره و اون هم اینه که چیپ درایور اونها معیار راه اندازیشون هست. الان این SSD1306 که نوشته چیپ درایور این OLED ای هست که ما داریم باهاش پروژمون رو انجام میدیم. خیلی خیلی مهمه که بدونیم LCD یا OLED ای که میخوایم راهش بندازیم چیپ درایورش چی هست. تو بعضی موارد وقتی چیپ درایور عوض میشه کافیه یه تغییر کوچیک توی کد بدیم تا با درایور جدید هم سازگار بشه اما تو بعضی موارد انقدر کانفیگ و رجیسترهای داخلی چیپ های درایور متفاوته که کلا کتابخونه رو عوض می کنیم. دقت کنید که این begin ای که نوشته شده میره توی کتابخونه Adafruit_SSD1306 و یه سری دستورها رو مربوط به این چیپ اجرا می کنه.

قسمت 4 : یادتونه تو قسمت 3 گفتم begin یه سری دستور رو اجرا میکنه . یکی از اون دستورها اینه که لوگو ادافروت رو نشون میده . فک کنید طرف اومده یه کتابخونه نوشته ، دردسرای ما رو برای سر و کله زدن با زبون غیر آدمیزادی OLED از بین برده بعد از خودش یه رد و نشون به جا نزاره ؟ نمیشه که . به محض این که دستور begin تو بخش 3 اجرا میشه لوگو ادافروت نمایش داده میشه . ما با دستور clearDisplay میایم هر چیزی که رو صفحه هست رو پاک میکنیم. درست بعد از begin هم این کار رو می کنیم که چشممون به جمال لوگو روشن نشه . بعدشم یه تاخیر 100 میلی ثانیه میزاریم تا نمایشگر به یه پایداری برسه و برسیم سراغ کارهایی که خودمون میخواستیم انجام بدیم. دقت کنید این روشی که به کار بردیم تا لوگو رو نبینیم بی نهایت غیر اصولی و غیر حرفه ای هست. در واقع خیلی ساده و راحت می تونیم بریم تو کتابخونه و اون دستور رو پاک کنیم اما امان از تنبلی !

قسمت 5 : توی قسمت 5 اومدیم از تابعی استفاده کردیم که تو قسمت 9 معرفیش می کنیم . یه کلیت بخوام بگم اینه که ما خیلی جاها تو کدنویسی میخوایم یه سری عملیات رو تکرار کنیم . به عنوان مثال همین عملیات نوشتن توی OLED رو در نظر بگیرید . یه نوشتن ساده مراحل زیر رو داره :
1. تعیین کردن سایز نوشته
2. تعیین کردن رنگ نوشته
3. تعیین کردن نقطه شروع برای نوشتن
4. تعیین کردن متنی که قرار نمایش داده بشه
5. ارسال فرمان نمایش

شاید باورتون نشه ولی برای این که یه متن خشک و خالی روی یه نمایشگر نشون داده بشه باید 5 تا کار انجام بشه . یه راه حل باهوشانه !!! اینه که هر بار بخوایم چیزی رو چاپ کنیم هر 5 تا خط رو بنویسیم ( فک کنید برای چاپ چهار خط پشت سر هم باید 20 تا خط کد بزنیم ) و یه راه حل باحال اینه که بیایم یه تابع بنویسیم برای عملیات چاپ داده روی OLED . با این کار همون 4 خطی که بخوایم پشت سر هم بنویسیم رو میتونیم با 9 خط کد جمع کنیم حالا 20 خط کجا 9 خط کجا . منهای این که تعددخطوط کد نویسیمون کم میشه برنامه ای هم که نوشتیم بسیار تمیز و خوانا درمیاد.
ما هم برای این پروژمون از روش دوم یعنی تابع نویسی استفاده کردیم ( راه حل باهوشانه ماله باهوشا ) . یه تابع تعریف کردیم به اسم TextDisplay ( این اسم میتونست هر اسم دیگه ای هم باشه بعدا میگم ) که سه تا آرگومان ورودی داره . آرگومان اول دیتایی که هست که قراره روی نمایشگر چاپ بشه . آرگومان دوم شماره ستونی هست که میخوایم نوشتن دیتا از اون شروع بشه و آرگومان سوم سطری هست که میخوایم نوشتن دیتا از اون شروع بشه . دقت کنید که رنگ و سایز رو تو آرگومان ورودی تابع نیاوردیم که دلیلش رو تو قسمت 9 میگم. بعد از این دستور با همون دستور clearDisplay کل صفحه نمایشگر رو پاک می کنیم. شاید یه سوال به ذهنتون برسه که چاپ میکنیم بعد پاک میکنم ؟ با این کار که اصلا دیتایی نمی بینیم رو نمایشگر . این سوال رو تا پایان قسمت 9 نگه دارید.

قسمت 6 : توی این قسمت یه حلقه for داریم که 11 بار تکرار میشه. توی هر بار اجرای حلقه آردوینو یه مستطیل با لبه های گرد میکشه ( با استفاده از تابع RectangleShow که خودمون تعریفش می کنیم تو قسمت 10 ) بعد از اون شماره حلقه یا همون i رو با دستور TextDisplay چاپ می کنه . دقت کنید تو قسمت 5 عبارت Hello از نقطه 0 و 0 نوشته میشه یعنی اینجا :

اما تو این قسمت شماره حلقه i که قراره چاپ بشه توی سطر 10 و ستون 55 نوشته میشه یعنی تقریبا وسط صفحه نمایش و اون مستطیلی که کشیدیم:

پایان هر حلقه هم صفحه کامل پاک میشه یه دونه به متغیر حلقه یعنی i اضافه میشه و دوباره مراحل قسمت 6 تکرار میشه. به این شکل اعداد 0 تا 10 نمایش داده میشن.

قسمت 7 : با دستور TextDisplay عبارت Good Bye توی سطر 5 وستون 30 نمایش داده میشه:

قسمت 8 : تمام این کدهایی که تا الان گفتیم تو تابع ستاپ نوشته شده بودن. علت این امر هم این بود که میخواستیم فقط یک بار تکرار بشن .
اگر هدفمون این بود که این پروسه مدام تکرار بشه باید تمام قسمت های 5 و 6 و 7 رو توی Loop می نوشتیم.

قسمت 9: اینجا در مورد طریقه نوشتن تابع TextDisplay صحبت می کنیم. 5 مرحله ای رو که لازم بود تا برای چاپ داده روی نمایشگر طی کنیم رو یادتون میاد؟
دقیقا عین همون 5 مرحله رو تو این تابع انجام میدیم :
1. تعیین کردن سایز نوشته : با استفاده از دستور setTextSize
2. تعیین کردن رنگ نوشته : با استفاده از دستور setTextColor
3. تعیین کردن نقطه شروع برای نوشتن : با استفاده از دستور setCursor
4. تعیین کردن متنی که قرار نمایش داده بشه :با استفاده از دستور println
5. ارسال فرمان نمایش :با استفاده از دستور display

یادتونه گفتم به این کتابخونه ها احترام بزارید. دلیلش رو الان باید متوجه شده باشید. برای این که به نمایشگر بگید سایزی که میخوام استفاده کنم 2 هست اگر قرار بود ما مستقیم به خود نمایشگر بگیم باید میرفتیم به رجیسترهای داخلیش دیتا میفرستادیم و دنگ و فنگ . الان خیلی شیک و بی دردسر داریم با دستور setTextSize و مشخص کردن سایز تو آرگومان این دستور کار خودمونو انجام میدیم.
و اما به اون تاخیر 1 ثانیه ای آخر تابع هم دقت کنید . یادتونه درست بعد از دستور TextDisplay از دستور clearDisplay برای پاک کردن استفاده می کردیم . سوالی که اونجا مطرح شد این بود که با این کار اصلا دیتایی می بینیم یا نه . جوای اینه که بله می بینیم. هر بار که تابع TextDisplay اجرا میشه بعداز دستور display یه تاخیر 1 ثانیه ای وجود داره همین تاخیر 1 ثانیه ای هست که ما میتونیم دیتایی رو که با دستور TextDisplay ارسال کردیم رو روی نمایشگر ببینیم. بعد از اون یک ثانیه هم با دستور clearDisplay که نوشته بودیم صفحه پاک میشه.
این وسط فقط یک بحث باقی میمونه . چرا فقط متن قابل نمایش ، نقطه شروع و نقطه پایان رو به عنوان ورودی تابع گرفتیم و حق انتخابش رو به کد نویس دادیم؟ چرا مثلا یه int دیگه واسه سایز متن در نظر نگرفتیم و به عنوان آرگومان چهارم نذاشتیمش تو تابع ؟ باید بگم تابع نویسی سلیقه ایه . من مطمئن بودم که در تمام طول پروژه با سایز 2 کار می کنم بنابراین سایزم رو فیکس گذاشتم به جاش نقطه شروع و پایانمو به عنوان متغیر وردوی تابع TextDisplay در نظر گرفتم. ممکنه یکی دیگه بخواد تمام نوشته هاش رو از نقطه 0 و 0 بنویسه و در عوض دائم بخواد سایز رو عوض کنه خب اون تابعش رو یه شکل دیگه می نویسه . این وسط باید به یه چیز فقط دقت کنید. این که نوع متغیری که قصد دارید به عنوان ورودی تابع در نظر بگیرید رو درست انتخاب کنید.

قسمت 10 :با استفاده از این تابع و دستور drawRoundRect یه مستطیل با لبه های گرد کشیده میشه. باز هم از کتابخونه عزیز ادافروت متشکریم.
و بخش دوم این تابع هم با دستور display اون مستطیل رو روی صفحه نمایش نشون میده.
در انتها هم کد رو می تونید از این لینک بردارید و استفاده کنید.

جلسه بیست و نهم : راه اندازی ماژول کارت خوان با آردوینو

با سلام

مدت زمان بسیار طولانی ای نبودم و نتونستم وبلاگ رو به روز کنم . بابت این قضیه عذر خواهی می کنم و انشاءالله از این به بعد هر هفته آموزش یک قطعه رو براتون قرار میدم.
در ادامه رسالت توضیح پروتکل SPI ، تو این جلسه از راه اندازی ماژول کارت خوان صحبت می کنیم . توی بسیاری از پروژه ها نیاز هست که بتونیم دیتامون رو ذخیره کنیم. برای این کار دو تا راه حل وجود داره . یکی استفاده از یه ماژول کارت خوان و دخیره دیتا تو یه مموری کارته و دومی ذخیره دیتا توی یه دیتابیسه .
برای راه حل اول هیچ نیازی به اینترنت نداریم و فقط با وجود یه ماژول کارت خوان و ولتاژ دادن بهش مشکل حل میشه . اما اگر هدف ذخیره دیتا تو دیتابیس باشه باید حتما به اینترنت کانکت بشیم و برای این کار باید یه ماژول وایفای به پروژمون اضافه کنیم و دسترسی به یه اکسس پوینت داشته باشیم و ……………….
در نهایت چه از لحاظ سخت افزاری و چه از لحاظ نرم افزاری ، استفاده از یه ماژول کارت خوان + یه مموری کارت حتی 1 گیگ میتونه بسیار ساده تر و کم هزینه تر باشه .

بنابراین تو این جلسه تمام تمرکزمون رو میزاریم روی این روش برای دخیره دیتا یعنی استفاده از ماژول کارت خوان .

برای خوندن و نوشتن روی یک کارت حافظه ماژول های زیادی وجود دارن . این لینک رو ببینید. انواع و اقسام ماژول ها و البته کارت حافظه ها تو این دسته بندی وجود داره . چیزی که بین تمام این ماژولها مشترکه اینه که پروتکل ارتباطیشون SPI هست. بین تمام ماژول هایی که هست من از این ماژول استفاده می کنم چون از لحاظ ابعادی خیلی کوچیک و مناسبه :

مطابق قبل، اول سیم بندی این ماژول رو برای اتصال به آردوینو توضیح میدم. از اون جایی که پروتکل ارتباطی این ماژول SPI هست باز هم میریم سراغ همون چهار تا پین معروفمون یعنی DS , MISO , MOSI و SCK . سیم بندی به صورت شکل زیر خواهد بود:

باز هم مطابق سایر ماژول های پروتکل SPI در مورد پین CS ، این پین میتونه هر پین دیجیتال دلخواهی باشه که توی این جلسه من از پین دیجیتال شماره 10 استفاده کردم.
و اما بخش کد نویسی این ماژول . هدف از این قرار هست که توی یک فایل تکست به اسم Arduino اعداد 1 تا 100 رو ذخیره کنیم.
خدا رو شکر بعد از چند تا آموزش از استفاده از کتابخونه های خارج از نرم افزار خلاص شدیم و برای راه اندازی کارت خوان از کتابخونه SD خود آردوینو استفاده می کنیم.

همونطوری که از این عکس میبینید ، توی خود کتابخونه چند تا مثال وجود داره که میتونید استفاده کنید اما ما برای هدفی که بالا گفتم ، باید خودمون کد بزنیم .
بنابراین به این کد دقت کنید :

قسمت 1 : کتابخونه هایی که تو این پروژه قراره استفاده کنیم رو اضافه ( include ) می کنیم . کتابخونه spi به این دلیل هست که داریم از پروتکل ارتباطی SPI استفاده می کنیم. دقت کنید صدا کردن این کتابخونه برای ما خیلی کار کد نویسی رو راحت میکنه چرا که لازم نیست بگیم پین 11 همون Mosi هست ، پین 12 همون Miso هست و پین 13 همون SCK . علاوه بر معرفی پینها باید کلاک و هزار تا مکافات دیگه رو هم کانفیگ کنیم. اما با یه اینکلود ساده این همه دردسر رو از سر خودمون باز کردیم . بنابراین به این کتابخونه احترام بزارید . کتابخونه SD هم که کتابخونه ای هست که تو این پروژه با کمکش با کارت خوانمون قراره دیتا رد و بدل کنیم.

قسمت 2 : این قسمت از کلاس File یه آبجکت به نام myFile می سازیم (برید برنامه نویسی بخونید تا عمق ماجرا رو بفهمید )

قسمت 3 : قدم اول میایم بادریت ارتباط سریال بین کامپیوتر و آردوینومون رو روی 9600 تعریف می کنیم. شاید همین جا یه سوال تو ذهنتون پیش بیاد که مگه پروتکل ارتباطی کارت خوان SPI نبود حالا چرا سر و کله ارتباط سریال پیدا شد؟ این سریال همونطور که گفتم بین کامپیوتر و آردوینو برقرار میشه و هیچ ربطی به راه اندازی کارت خوان نداره . ما به کمک این ارتباط دیتا یا اطلاعاتی که می خوایم رو تو کنسول چاپ می کنیم. مثلا به همین قسمتی که شماره گذاری کردم دقت کنید. کل کاری که توی این قسمت میخوایم انجام بدیم اینه که ببینیم آیا ماژول کارت خوان رو از لحاظ سخت افزاری درست به آردوینو وصل کردیم یا نه . حالا چجوری بفهمیم ؟ به زبون دیگه آردوینو چجوری به ما بگه آره درست وصل کردی یا نه ؟ با استفاده از همین کنسول این کار رو انجام میده . در واقع آردوینو به کامپیوتر میگه ، کامپیوتر از طریق همین کنسول آردوینو به ما میگه . حالا ما تو این قسمت یه سریال پرینت می کنیم تحت عنوان Initializing SD card یعنی میخوایم پروسه چک کردن ارتباط سخت افزاری رو شروع کنیم . بعد یه if داریم که میگه آیا کارت خوان با پین CS شماره 10 ، فعال هست یا نه ؟ دستور begin در واقع میره ماژول کارت خوان رو با پین CS شماره گذاری شده فعال می کنه ، اگر ماژول فعال بشه و همه چیز اوکی باشه پیغام initialization done تو کنسول نمایش داده میشه اما اگر از لحاظ سخت افزاری یه جای کار بلنگه پیغام initialization failed!نمایش داده میشه . از این به بعد به جای این که یک کیلومتر توضیحات بنویسم که چرا این سریال پرینتا رو میزاریم و … به زبون علمی با هم حرف میزنیم . میگیم برای دیباگ کد نویسی و ارتباط سخت افزاریمون از این پیغام ها استفاده می کنیم.

قسمت 4 : این خط از برنامه میره توی کارت حافظه یه فایل تکست (.txt) به نام Arduino تشکیل میده . به جای این Arduino میتونه هر اسم دیگه ای جایگزین بشه . همچینین به جای فایل تکست میتونه هر فرمت دیگه ای هم به وجود آورد برای این کافیه به جای .txt فرمت مطلوب تایپ بشه .

قسمت 5 و 6 : این قسمت با یه if شروع میشه. میاد بررسی می کنه آیا فایلی که مد نظر ماست باز شده یا نه اگر فایل سالم و سلامت باز شده باشه ، از این if رد میشه و میره کاری که باید انجام بده رو انجام میده. اگر شرایط if نقض بشه به عبارتی فایل Arduino تشکیل شده باز نشه میره تو قسمت 6 و Else رو اجرا می کنه . اجرا شدن else یعنی نمایش پیغام error opening test.txt ( این جا من تو کپی کردن کد یه سوتی دادم فهمیدین ؟؟؟؟؟؟) بنابراین اگر فایل سالم باشه و بتونه باز بشه وارد if میشه ، حالا فایل باز شده و قراره توی فایل اعداد 1 تا 100 نوشته بشه . برای دیباگ اولش یه پیغام می نویسیم که بدونیم از این if رد شدیم و آماده دیتا نوشتنیم ( پیغام Writing to Arduino.txt ) . بعد یه حلقه for داریم که قراره 100 بار تکرار بشه ، در هر بار انجام شدن حلقه for شماره حلقه ( همون i ) توسط دستور myFile.println ریخته میشه توی فایل Arduino . به جای این i هم میشه هر چیز دیگه ای ریخت توی اون فایل مثلا میتونین یه استرینگ مثل salam رو بریزید :(“myFile.println(“salam
دقت کنید که از myFile.println نه myFile.print . درست مثل دستور سریال ٰ‌پرینت این جا هم اگر ln بزاری میره خط بعد توی فایل txt چاپ می کنه. وقتی عملیات نوشتن توی فایل تمام شد با دستور myFile.close فایل رو میبنده . بستن فایل بسیار کار واجبی هست . بسیار. چرا که تا زمانی که این فایل رو نبندید روی هیچ فایل دیگه ای نمیتونید رایت کنید. در واقع با این کتابخونه امکان نوشتن همزمان روی دو تا فایل رو ندارید. باید یکی رو باز بکنید بنویسید ببندید بعد برید سراغ یه فایل دیگه .

قسمت 7 : دوستان آیا دقت کردید که قسمت 5 و 6 توی ستاپ انجام شده ؟ و تابع loop خالیه خالیه . دلیلش کاملا روشنه . چون من میخواستم عملیات نوشتن روی کارت حافظم فقط یک بار انجام بشه بنابراین توی ستاپ گذاشتمش. و از اون جایی که درد و دل دیگه ای نداشتم که با مموری بکنم تابع loop رو خالی رها کردم.

خب سه تا عکس پایین به ترتیب خروجی کنسول آردوینو ، نمایش فایل ساخته شده توی مموریم و نمایش محتویات فایل ساخته شده هست.

برای دانلود عکس ها و کد به این لینک انجمن سر بزنید.

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 .

تنها تفاوتی که وجود داره در کدنویسیه که قدم به قدم با هم پیش میریم.

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 .

تابع ستاپ هم جلسه قبل با جزئیات مطرح شده .

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 .

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 هفتم : راه اندازی RFID با آردوینو

سلام
این جلسه قصد دارم در مورد راه اندازی ماژول های RFID باهاتون صحبت کنم . این که تکنولوژی RFID چیه و چجوری کار می کنه و اینا رو طبق معمول یه عده از دوستان زحمت کشیدن نوشتن (بهتر و کامل تر از چیزی که من قراره بگم ) اما خب جهت آشنایی با RFID و وسواس های انتخاب در قطعات و تگ ها یه مقدار صحبت می کنیم با هم .

برای توضیح RFID با یه کاربرد رایجش شروع می کنیم. قدیما وقتی می رفتیم پارکینگ بهمون یه تیکه کاغذ میدادن که ساعت ورودمون به پارکینگ رو روش زده بود و موقع برگشت هم کاغذ رو پس میدادیم به مسئولش . اونم دستی حساب می کرد و رقم نهایی رو اعلام میکرد .
الان وقتی میریم پارکینگ موقع ورود بهمون یه کارت میدن . موقع برگشت وقتی کارت رو تحویل میدیم مسئولش کارت رو میگیره مقابل یه دستگاهی و بعد از گذشت چند ثانیه رقم نهایی رو اعلام می کنه .
کارتی که باهاش این کار انجام میشه کارت RFID هست.

به طور کلی RFID از Radio Frequency Identification میاد و معنی فارسی اش میشه شناسایی فرکانس رادیویی. شناساییش خب معلومه ، کلا هدف از این سیستم ها اینه که اطلاعات یه جا ذخیره بشه و موقع نیاز از اون اطلاعات استفاده بشه و عمل شناسایی اون داده انجام بشه. اما فرکانس رادیویی یعنی چی ؟ اگه به همون مثال پارکینگ برگردیم ، تو مدل های کارتی پارکینگ ها موقع خروج ، مسئول پارکینگ کارت رو میگیره جلوی یه دستگاه . نه سیم و کابل و رابطی وجود داره و نه حتی نیازی وجود داره که کارت رو بچسبونه به اون دستگاه . با یه فاصله کارت رو از دستگاه نگه میداره و هزینه پارکینگ رو اعلام می کنه. همین موضوع یعنی این ارتباط به صورت بی سیم داره برقرار میشه و به همین خاطر هم اسم رادیویی رو میزارن روش. اما چرا فرکانسی ! همونطور که وقتی میخوایم از یه مبدا برسیم به یه مقصد ، توی یه خیابون به طور متوسط دو تا لاین وجود داره ، هموطنور هم وقتی قراره یه داده به صورت بی سیم ارسال بشه داده میتونه روی فرکانس های مختلف ( به عنوان لاین ) ارسال بشه مثلا 2.4G یا 5.8G .
در مورد ماهیت تکنولوژی RFID میتونید از این لینک اطلاعات کامل تری رو به دست بیارید

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

تو سیستمهای RFID به طور کلی دو بخش سخت افزاری وجود داره :
یه ریدر ( Reader ) و یه تگ یا کارت .
اول در مورد تگ صحبت می کنیم.تگ یا کارت های RFID یه تراشه توی خودشون دارن که روی اون تراشه یه سری دیتا ذخیره شده ( همون دیتاهایی که ما لازم داریم روی این تگ ها ذخیره کنیم ) . علاوه بر تراشه ، روی تگ یا کارت های RFID آنتن هم وجود داره .
rfid-card

rfid-chip-and-antenna-3
این دو تا عکس رو ببیند . توی یکیش یه تگ رو نشون داده و توی یکیش یه کارت رو نشون داده . میتونید چیپ و آنتن رو توی این عکس ها ببینید.
مدل های مختلف این تگ / کارت ها رو میتونید اینجا ببینید.

به ظاهر تگ ها نگاه کنید .بعضی هاشون دایره ای شکل هستن . بعضی هاشون مستطیلی . بعضی ها شفاف هستن . بعضی ها سکه ای . بعضی ها چسبی هستن . بعضی ها کارتی و بعضی ها هم مدل سر کلیدی .
میبیند که شکل های مختلفی دارن . بر حسب این که برای چه کاربردی از این تگ ها بخواد استفاده بشه شکلشون فرق می کنه . روی بعضی از دستگاه های الکترونیکی که میخریم مدل چسبیش رو زدن ، توی استخرا مدل دستبندیش رو گذاشتن و ….

به طور کلی تگ ها رو به دو شکل میشه تقسیم بندی کرد.
1. روش تغذیه تگ ها
2. فرکانس تگ ها

در مورد فرکانس تگ ها صحبت خواهیم کرد اما در مورد روش تغذیه یه توضیح کوتاه میدیم . قائدتا این چیپی ( تراشه ) که روی تگ های RFID گذاشتن باید بهش پاور داده بشه تا فعال بشه و بتونه کار کنه ( مثل تمام چیپ های دیگه) . بر حسب این که پاور چطوری تامین بشه دو نوع تگ داریم :
1. تگ اکتیو (Active)
2. تگ پسیو (Passive)
تگ های پسیو برای تامین پاورشون از هیچ باتری ای استفاده نمی کنن. روش کار این تگ ها به این صورته که هر وقت آنتن روی کارت سیگنالی دریافت کنه ( که این سیگنال در واقع از سمت ریدر ارسال شده ) انرژی اون سیگنال ، چیپ روی تگ رو فعال می کنه و چیپ میتونه اطلاعات ذخیره شده روی خودش رو برای ریدر بفرسته (از طریق آنتن ) . چون قراره پاور چیپ از انرژی سیگنال دریافتی تامین بشه نباید فاصله بین ریدر و تگ خیلی زیاد باشه . عملا این تگ ها ساختار ساده دارن و قیمت هاشون هم بالا نیست.
اما تگ های اکتیو این طوری نیستن . تگ های اکتیو روی خودشون یه باتری کوچیک دارن که ولتاژ مصرفی چیپ از اون تامین میشه. بر حسب این که طول عمر باتری ای که روی تگ هست چقدره قیمت تگ های اکتیو فرق میکنه اما در کل قیمت تگ های اکتیو از تگ های پسیو خیلی بیشتره . یه مشکلی که تگ های اکتیو دارن اینه که وقتی طول عمر باتری تموم شه عملا چیپ روی تگ خاموش میشه . بعضی از تگ ها طوری ساخته میشن که دسترسی به باتریشون راحته و میشه وقتی باتری تموم شد تعویضش کنن اما بعضی تگ ها به هیچ عنوان نمیشه به باتریشون دسترسی داشت . در این موارد باید تگ رو انداخت سطل آشغال !!!

اما در مورد فرکانس تگ های RFID . یه نگاهی به اسم تگ هایی که تو آفتاب لینک دادم بندازید. تو اسم بعضی ها نوشته 13.56MHz ، تو بعضی ها نوشته 125khz و تو بعضی ها هم نوشته UHF . چیزی که واضحه اینه که این عددا مربوط به فرکانس هستن ( چون واحدها به ترتیب مگاهرتز و کیلوهرتز هستن و اینا واحد فرکانس هستن ). حالا داستان چیه ؟ چرا تگ ها فرکانساشون فرق می کنه ؟
جواب اینه که کلا سه تا باند فرکانسی برای RFID داریم .
1. باند LF یا همون Low Frequency : بین 125 تا 134 کيلوهرتز (در عمل همون 125khz رو در نظر میگیریم.)
2. باند HF یا همون High Frequency :محدوده 13.56 مگاهرتز
3. باند UHF یا همون Ultra High Frequency : محدوده 860 تا 960 مگاهرتز
هر چقدر فرکانس کاری RFID بالاتر باشه فاصله ای که تگ میتونه از ریدر داشته باشه هم بیتشر میشه . به عنوان مثال سیستم های RFID ای که از باند UHF استفاده می کنن فاصله تگ و ریدرشون تا چند متر هم میرسه اما سیستم هایی که با باند LF کار می کنن فاصله تگ و ریدر فقط چند سانتی متره .
یه سوال بوجود میاد این وسط . آیا میشه هر تگی رو روی هر وسیله ای چسبوند ؟ جواب منفیه . همونطور که میدونید این یه قانونه که هر چی فرکانس بره بالاتر طول موجش کوتاه تر میشه . و همین اختلاف طول موج عاملی میشه تا هر فرکانس RFID برای یه هدف خاص مورد استفاده قرار بگیره . اینجا یه سری اطلاعات گذاشته که چه باند فرکانسی ای برای چه کاربردی مناسبه .

در مورد کارت های ( یا تگ ها ) یه نکته مهم دیگه هم وجود داره و اون هم دیتایی هست که توی کارت ذخیره میشه . ما به این دیتا میگیم آیدی (ID) . این دیتا میتونه شماره پلاک ماشین باشه ، میتونه شماره پرسنلی کارمند باشه ، میتونه شماره کمد تو استخر باشه . فرقی نمی کنه این دیتا مربوط به چیه . مهم اینه تمام این دیتاها میشن یه سری عدد و توی این کارت ها ذخیره میشن .
حجم داده ای که توی این کارتها ذخیره میشه متفاوته و یکی از فاکتور های مهم در خرید کارت / تگ اینه که حافظه این کارت برای کار مورد نطر کافی هست یا نه .

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

قسمت دوم یه سیستم RFID ، ریدر بود. ریدر ماژول یا دستگاهی هست که اطلاعات رو از تگ RFID دریافت می کنه و بعد از اون میتونه هر بلایی سرش بیاره . میتونه وصل بشه یه میکروکنترلر مثل آردوینو و داده رو بفرسته برای آردوینو تا مورد پردازش قرار بگیره . میتونه داده رو مستقیم بفرسته برای کامپیوتر تا توی کامپیوتر مورد استفاده قرار بگیره . بسته به این که پروتکل ارتباطی چی باشه نوع انتقال داده اش هم فرق می کنه.
مثلا این دستگاه ریدر رو در نظر بگیرید :
rfid_jt400_3-500x500
این ریدر با یه کابل USB وصل میشه به کامپیوتر و تنها کاری که برای راه اندازیش لازمه انجام بشه اینه که یه notepad باز کنید و کارت رو مقابل ریدر قرار بدید . دیتا از کارت فرستاده میشه برای ریدر و ریدر اون دیتا رو از طریق کابل USB میفرسته برای کامپیوتر . کامپیوتر هم اون دیتا رو روی notepad نشون میده .

اما به این ماژول نگاه کنید :
rc522_rfid_reader-500x500
این ماژول پروتکل ارتباطیش SPI هست. مراحل استفاده از این ماژول به این صورته که کارت رو مقابل آنتن این ریدر قرار میدیم. ریدر دیتا رو دریافت می کنه . اما چون پروتکا ارتباطیش SPI هست باید حتما به یه میکروکنترلر وصل بشه و دیتا رو برای اون ارسال کنه . کاری هم که ماقصد داریم توی این جلسه انجام بدیم دقیقا همینه . قصد داریم دیتای یه کارت RFID رو به وسیله این ماژول بخونیم و توی کنسول آردوینو نمایش بدیم .
مجموعه کاملی از ریدرهای RFID رو میتونید اینجا ببینید.

دقیقا مثل تگ ها ، ریدر ها هم همون سه تا باند فرکانس LF و HF و UHF رو دارن .

اما یه سوال پیش میاد و اون هم اینه که آیا مثلا یه ریدر 13.56مگاهرتز میتونه یه تگ 125کیلوهرتزی رو بخونه ؟ جواب اکیدا منفیه. هر ریدری فقط میتونه تگ فرکانس خودش رو بخونه . ریدر 13.56 فقط میتونه تگ 13.56 رو بخونه . هیچ کدوم از تگ های دو باند دیگه روی این ریدر کار نمی کنن.

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

تا این جای آموزش فقط داشتیم می گفتیم RFID چیه ، هر سیستم RFID چه اجزائی داره و اجزائش رو که همون تگ ها و ریدرها بودن معرفی کردیم .
حالا میریم سراغ راه اندازی ماژول RC522 با اردوینو .
این ماژول که از اینجا میتونید بخریدش فرکانس کاری اش 13.56 مگاهرتز هست و پروتکل ارتباطیش هم SPI .
مثل جلسه های پیش اول سیم بندیش رو برای اتصال با آردوینو قرار میدیم:
rfid-522-diagram-pinout-wire-arduino

اگه سیم بندی این ماژول رو با سیم بندی NRF که تو جلسه قبل بود مقایسه می بینید که پینهای SCK ، MISO و MOSI دقیقا مثل سیم بندی NRF به آردوینو وصل شده و این یعنی این سه تا پین فیکس هستن . میمونه دو تا پین. پین RST و پین SDA . پین SDA که همون پین چهارم پروتکل SPI هست ( همون CS خودمونه ) که اینجا اسمش شده SDA . بنابراین این پین میتونه به هر پین دیجیتال دلخواهی متصل بشه .پین RST هم پین ریست خود ماژول RC522 هست . این پین هم میتونه به هر پین دیجیتال دلخواهی متصل بشه .

**** باز هم به این موضوع دقت کنید که ولتاژ مصرفی این ماژول 3.3 هست 5 ولت نیست . بزنید به 5 ولت احتمال سوختنش مساوی است با 100% .
*******************************************************
و اما کد :
2016-10-31_12-44-52

قسمت 1 : معرفی کتابخونه هایی هست که داریم استفاده می کنیم. کتابخونه های استفاده شده در این کد کتابخونه های SPI و MFRC522 هستن . کتابخونه SPI کتابخونه پیش فرض آردوینو هست و هیچ نیازی به نصبش وجود نداره. اما کتابخونه MFRC522 باید به لیست کتابخونه های آردوینو اضافه بشه . فایل نصبش هم تو لینک انجمن قرار داده شده.

قسمت 2 : یک شیء به نام mfrc522 از آبجکت MFRC522 بوجود اومده . شیء ای که ساخته شده دو تا آرگومان داره . آرگومان اولش شماره پین SDA استفاده شده هست که تو پروژه ما میشه پین شماره 10 . آرگومان دوم هم شمار پین RST استفاده شده هست که ما از پین شماره 9 استفاده کردیم. همونطور که قبلا اشاره کردم این دو تا پین میتونن هر دو تا پین دیجیتال دلخواهی باشن به شرط این که توی این خط کد هم اون تغییر لحاظ بشه.

قسمت 3 : این قسمت تنظیمات تابع setup هست. تنظیماتی که تو این برنامه انجام شده تنظیم بادریت ارتباط سریال آردوینو و کامپیوتر ، فعال کردن ارتباط SPI بین آردوینو و ماژول RC522 و فعال کردن و تنظیم کردن خود ماژول RC522 هست. منظورمون از تنظیم کردن RC522 این هست که توی کتابخونه ای که برای RC522 نوشتن ( همون کتابخونه MFRC522 که بالا صداش کردیم ) میاد تمام تنظیمات و متغیرهای RC522 رو تنظیم و مقدار دهی میکنه و به اصلاح خودمون RC522 رو برای شروع کار کانفیگ می کنه . این تنظیمات رو کتابخونه انجام داده تا دردسر ما برای راه اندازی این ماژول به حداقل برسونه.

و اما تابع Loop:
2016-10-31_12-56-18

قسمت 1 : این قسمت یه if نوشته شده که به شرط این که ریدر کارت RFID ای رو در نزدیکی خودش پیدا کنه از این if رد بشه . در غیر ای صورت انقدر صبر می کنه تا یه کارت در نزدیکی ریدر دیده بشه.

قسمت 2 : این if میاد چک می کنه آیا کارتی که در نزدیکی ماژول ریدر قرار گرفته میشه باهاش ارتباط برقرار کرد و دیتاش رو خوند یا نه . اگر بتونه با کارت ارتباط برقرار کنه که از if رد میشه در غیر اینصورت پروسه خوندن آیدی کارت متوقف میشه .

قسمت 3 : وقتی وارد این قسمت میشه یعنی یه کارت RFID نزدیک ریدر تشخیص داده شده و ریدر تونسته با کارت ارتباط برقرار کنه حالا مرحله خوندن اطلاعات روی کارت رسیده . اول یه Serial.print می کنه . این قسمت فقط برای اینکه که تو کنسول داده ای که چاپ میشه قابل فهم تر باشه و اگر این خط کد برداشته هم بشه هیچ اتفاقی نمی افته . بعد از اون یه حلقه for داریم . ساختار کد نویسی حلقه for اینجا کامل توضیح داده شده. حلقه for ای که مانوشتیم یه قسمت خیلی مهم داره و اون هم حد نهاییشه ، یعنی mfrc522.uid.size . این دستور میاد حجم حافظه کارت رو در میاره . یعنی ممکنه توی یه کارت 10 بایت اطلاعات ذخیره شده باشه. خروجی این دستور میشه عدد 10 بنابراین این حلقه 10بار تکرار میشه . توی حلقه چه اتفاقی می افته ؟ یه سریال پرینت انجام میشه . چی پرینت میشه ؟ [mfrc522.uid.uidByte[i . توی هر بار تکرار شدن حلقه for یک بایت از اطلاعات کارت پرینت میشه . با تغییر مقدار i در هر بار تکرار شدن حلقه for یک بایت جدید از کارت خونده میشه . یعنی وقتی برای اولین بار وارد حلقه میشیم [mfrc522.uid.uidByte[0 پرینت میشه . دور بعد [mfrc522.uid.uidByte[1 ، دور بعد [mfrc522.uid.uidByte[2 و الی آخر. یه کار متفاوت که توی این کد انجام داده اینه که به جای اینکه خروجی دستورmfrc522.uid.uidByte رو بریزه تو یه متغیر بعد اون متغیر رو چاپ کنه ، مستقیم اومده خروجی دستور رو چاپ کرده . با این کار تو خطوط کد نویسیش صرفه جویی کرده . در مورد دستور پرینت دو تا نکته وجود داره :
1.این که Serial.print نوشته شده نه Serial.println . اگر println نوشته میشد هر بایت توی یه خط چاپ می شد اما الان با print تمام بایت ها پشت سر هم چاپ میشن.
2.توی آرگومان دوم این دستور نوشته شده HEX . این آرگومان باعث میشه کد هگز آیدی کارت تو کنسول نمایش داده باشه . اگه میخواید خود آیدی رو ببینید کافیه HEX , رو بردارید تا دستور فقط یک آرگومان داشته باشه .
2016-10-31_13-34-31
قسمت 4 : اومده یه println خالی نوشته تا برای کارت های بعدی آیدی توخط بعد چاپ بشه . دستور mfrc522.PICC_HaltA باعث میشه اگر یک کارت رو مدت طولانی روی ریدر قرار بدی فقط یک بار آیدی اون کارت چاپ بشه . بهترین راه برای درک عملکرد این دوتا تصویر زیره :
2016-10-31_13-34-31

برای تست پروژه کافیه سیم بندی رو انجام بدید. کنسول آردوینو رو باز کنید و یه تگ یا کارت با فرکانس 13.56 مگاهرتز رو در نزدیکی آنتن ماژول قرار بدید . نیازی نیست که کارت بچسبه . میتونید تا فاصله حدود 15 سانتی متری نگهش دارید. آیدی کارت تو کنسول آردوینو نمایش داده میشه.
کد و کتابخونه مربوط به این جلسه اینجا گذاشته شده .
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 : 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 :
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 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

2.نمایش صفحه اولیه نرم افزار

3.کلید setting موبایل رو انتخاب کنید و از بین گزینه ها، گزینه Bluetooth Management رو بزنید.

4. کلید connect to رو انتخاب کنید

5.کلید Select رو انتخاب کنید.

6.کلید Start Scan رو بزنید تا ماژولتون رو پیدا کنه

7. ماژول پیدا شده رو انتخاب کنید ( من از HC-05 استفاده می کنم و پیداش هم کرده )

8.کلید connect رو بزنید .

9. این قسمت ازتون پسورد می خواد . پسورد دیفالت این بلوتوث ها یا 1234 هست یا 0000 .

***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.

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.

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.

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

جلسه بیست و یکم : راه اندازی سروو موتور

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

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

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

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

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

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

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

خب این جا معرفی اولیه سرووها تموم شد . حالا قصد داریم با استفاده از آردوینو راه اندازیش کنیم . این جا دو تا حالت مختلف بوجود میاد :
یکی این که سروویی که انتخاب می کنیم آمپر پایین باشه و برای تامین توان مصرفیش خود آردوینو پاسخگو باشه . سرووهایی مثل این سروو :
برای راه اندازی این سرووها سیم بندی مثل شکل زیره :

یعنی GND و VCC از آردوینو تامین میشه و سیم سیگنال سروو (که میشه سیم نارنجی ) وصل میشه به پین PWM شماره 9 . دقت کنید به جای پین شماره 9 هر پین PWM دیگه ای میشه .

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

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

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

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

خب سیم بندی که انجام شد میریم سراغ کد:

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

جلسه بیستم : بازر (زنگ اخبار)

خب تو این جلسه قصد دارم براتون در مورد بازر حرف بزنم و بعد بریم سراغ راه اندازی بازر با آردوینو .
خب بازر چیه ؟
به زبون ساده بازر همون بوقه ! بوقی که موقع بوت شدن سیستم عاملتون می شنوید همین صدای بازری هست که تو مدار داخلی سیستمتون استفاده شده. یه نمونه بازر مثل عکس زیر هست :

اگه می خواین دقیق تر از این که بازر چیه و چطوری کار می کنه اطلاعات داشته باشین به این لینک سر بزنید .
برای خریدن بازر هم به اینجا سربزنید .وقتی لینک رو باز کنید دو نمونه بازر متفاوت می بینید : اکتیو بازر و پسیو بازر .
خب حالا کدوم رو بخریم ؟ اصن فرقشون چیه ؟

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

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

مدار سادس .
خب حالا کد زیر رو آپلود کنید :

می بینید؟ کد دقیقا کد ساده LED چشمک زنه .

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

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

داستان پسیو بازر دقیقا بر عکسه . کد نویسی این بازرها به مراتب پیچیده تر از اکتیو هاست در عوض هر فرکانسی که دوست داشته باشیم رو می تونیم تولید کنیم. دلیل این موضوع اینه که این بازرها به دلیل ساختار مدار داخلیشون نمی تونن خودشون صدا تولید کنن و فقط می تونن صدایی که تولید شده رو پخش کنن.این بازرها یه جورایی مثل اسپیکر عمل می کنن با این فرق که اینا اسپیکر های قابل کنترل هستن یعنی میشه با برنامه نویسی بهشون بگی چه زمانی بخونن (البته فرق های دیگه ای هم دارن که لازم نیست زیاد واردشون بشیم ). خب حالا که اینا خودشون نمیتونن صدا تولید کنن و وظیفه تولید صدا افتاد گردن ما ، ما هم هر صدایی با هر فرکانسی که دوست داشته باشیم تولید می کنیم و می دیم به این بازرها که برامون پخش کنن. اما یه سوال پیش میاد . خب حالا چطوری صدا تولید کنیم ؟ ما که ماکزیمم یه آردوینو بیشتر نداریم چجوری صدا تولید کنیم ؟
ما با آردوینومون موج هایی تولید می کنیم که با انتقال اونها به بازر ، صدا تولید بشه. برای این کار از خاصیت سیگنال های PWM استفاده می کنیم. ما سیگنال های مربعی با Duty cycle ها و دامنه های متفاوت تولید می کنیم و اونها رو برای بازر می فرستیم . بازر با دریافت این سیگنال های مربعی و انتقال اونها به پیزو داخلیش ، برای ما می نوازه. بنابراین کل کاری که ما انجام میدیم تولید سیگنال های مربعی هست.
یه کم در مورد خط بالا بیشتر توضیح بدم : تا حالا موج مربعی دیدید دیگه درسته ؟

توی موج مربعی یه زمان هایی 0 هستیم و یه زمان هایی 1 هستیم . مثلا فرض کنید دوره تناوب هر موج مربعی که ما می سازیم 10 ثانیه باشه ( یعنی شکل موج مربعی ما هر 10 ثانیه تکرار میشه ) .نسبت اون مدت زمانی رو که موج مربعی در وضعیت 1 قرار داشته به 10 میشه Duty cycle. به شکل بالا نگاه کنید. توشکل پایین پایینی تمام مدت زمان موج در وضعیت 1 قرار داشته بنابراین Duty cycle اش میشه 100 درصد. برعکسش تو موج بالا بالایی همیشه 0 بوده بنابراین Duty cycle اش میشه 0 درصد. هر چی مدت زمانی که شکل موج در وضعیت 1 هست بیشتر باشه Duty cycle هم بیشتر میشه .حالا ما باید بیایم برای راه اندازی بازرمون همچین شکل موج هایی رو با آردوینو تولید کنیم .
خب مدار مطابق حالت قبله فقط با یه تفاوت کوچیک :
VCC که بهتره 5ولت آردوینو بهش مصل بشه (3.3 هم می تونید البته ).
GND که به گراند آردوینو وصل میشه .
I / O که وصلش می کنیم به یکی از پین های PWM دیجیتال آردوینو . دقت کنید الان خیلی مهمه که پینی که استفاده می کنیم PWM باشه مثلا من از پین شماره 9 استفاده می کنم.

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

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

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

پایان جلسه.

Tag Archives: آردوینو