arduino – وبلاگ آردوینو

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 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 نوزدهم : راه اندازی رله

به نام خدا
این جلسه قصد دارم در مورد راه اندازی رله باهاتون صحبت کنم .
قدم اول اصلا این که رله چیه؟ به طور خیلی خیلی خیلی کلی بخوام بگم رله یه سوئیچه . سوئیچ هایی که تو جلسه های قبلی استفاه می کردیم رو یادتونه ؟ اگه قرار بود سوئیچ زده بشه (اصطلاحا میگیم سوئیچ تحریک بشه )، ما باید با انگشت روی دکمه کلید فشار می آوردیم تا زده بشه .
اما رله ها سوئیچ هایی هستن که با یه سری فعل و انفعالات الکترونیکی و مکانیکی کار سوئیچینگ رو انجام میدن. به عبارت دیگه ما برای قطع و وصل کردن سوئیچ داخلی رله نیازی نداریم که با دست فشار بدیم یا هر نوع کار فیزیکی دیگه بکنیم، بلکه با استفاده از میکروکنترلر و کد نویسی این کار رو انجام می دیم.
یه کم واضح تر بگم منظورم چیه :
یه LED رو تصور کنید که می خوایم روشنش کنیم . یه راه حل اینه که دو تا ولتاژ VCC و GND داشته باشیم مثلا باتری (اینجوری:)

خروجی باتری ها رو بزنیم به LED تا روشن بشه برداریم تا خاموش بشه (با رعایت پلاریته وگرنه LED می سوزه ). اینجا ما داریم به صورت فیزیکی LED رو خاموش و رو شن می کنیم . ولی اگه بیایم با استفاده از یه میکروکنترلر مثل آردوینو این عملیات خاموش و روشن شدن LED رو انجام بدیم (مثل پروژه چشمک زن که جلسه پنجم انجام دادیم ) داریم با استفاده از کدنویسی و بدون دخالت فیزیکی این کار رو انجام میدیم.
داستان رله هم همینه . سوئیچ های قبلی که باهاشون کار کردیم برای تحریکشون لازم بود به صورت فیزیکی سوئیچ رو قطع و وصل کنیم ولی اگه همین تحریک با استفاده از میکروکنترلر و بدون دخالت مستقیم دست انجام بشه میشه رله .
این تعریف های ساده ای از رله بود ، اگه قصد دارید خیلی جزئی تر بدونید رله چیه این لینک رو بخونید.

اما بریم سراغ معرفی قسمت های مختلف یه رله که باهشون کار داریم. شما می تونید انواع ماژول های رله رو از اینجا ببینید. مدلی که من امروز باهاش کار می کنم این هست:
همونطور که می بینید این رله 3 قسمت مهم داره که دونه به دونه معرفیشون می کنم :

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

این قسمت از رله رو باید به وسیله ای وصل کنیم که قصد داریم تحت کنترلش بگیریم. مثلا به یه موتور با LED توان بالا. خب اگه به عکس دقت کنید میبینید که این قسمت از رله سه تا ترمینال داره که به صورت زیر نام گذاری می شن:

پایه normally close پایه ای هست که در حالت عادی که رله خاموشه به پایه common (یعنی پایه کناریش) وصله . این اتصال رو می تونید از طریق یک مولتی متر هم چک کنید. پایه normally open پایه ای هست که وقتی رله روشن میشه به پایه common وصل میشه در این حالت پایه common از پایه normally close جدا میشه که باز هم می تونید از طریق مولتی متر تست بگیرید. در همین حد برای ما کافیه که از این قسمت بگیم و لی اگه سوال دارید که اصلا پایه normally close چیه و چرا در حالت خاموش رله می چسبه به common این لینک رو مطالعه کنید.

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

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

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

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

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

سادست دیگه مگه نه ؟
خب حالا میریم سراغ مرحله کد نویسی :
کد زیر رو آپلود کنید تا هر قسمتش رو توضیح بدم :

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

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

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

جلسه هجدهم : راه اندازی LCD کاراکتری 1602

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

این نمایشگر 16 تا پایه داره که اگه به عکس بالا یه کم دقیق بشید کنار پینها یه شماره 1 می بینید یه شماره 16 . ارتباط آردوینو و این LCD به صورت پارالل هست به همین خاطر باید یه عالمه پین رو وصل کنیم پس بدون فوت وقت بریم سراغ سخت افزار مدرا .

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

خب حالا مدارتون رو مثل عکس زیر ببندید :

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

بعد از این که کتابخونه رو به صورت موفقیت آمیز به آردوینو اضافه کردید مثل عکس زیر کد serialdisplay رو بیارید :

خب با یه همچین کدی مواجه میشید (البته من نیم کیلو کامنت بالاش رو پاک کردم ):

قسمت های مختلف :
1:معرفی کتابخونه LiquidCrystal

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

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

4: کانفیگ ارتباط سریال با baude rate مساوی 9600.

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

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

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

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

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

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

اگه یادتون باشه توی جلسه ای که در مورد ارتباط سریال حرف میزدیم می گفتیم Serial.read فقط یک کاراکتر رو بر می گردونه . یعنی اگه توی بافر سریال ما مثل بالا salam نوشته شده باشه نمیاد کل salam رو به عنوان خروجی بده فقط S رو برمیگردونه و بعد بافر سریال رو به این شکل در میاره یعنی S رو از اون خارج می کنه :

توی همین بار اول کاراکتر S با دستور (()lcd.write(Serial.read روی LCD چاپ میشه.
به آخر while می رسیم .طبق خاصیت حلقه while یک باردیگه شرایط while چک میشه. اگر شرط برقرار باشه وارد حلقه میشه اگه شرط برقرار نباشه از حلقه while خارج میشه.
بار دوم که قراره شرط while چک بشه خروجی دستور Serial.available() مساوی 4 خواهد بود بنابراین بازم شرط برقراره و یک بار دیگه دستور (()lcd.write(Serial.read اجرا میشه و این بار a از بافر سریال خارج میشه و توی LCD چاپ میشه .

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

برای این که حرف منو بهتر درک کنین این قسمت از کد رو تغییر بدید و اپلود کنید:

همونطور که میبیند هر کدوم از کاراکترها با فاصله زمانی 2 ثانیه روی LCD چاپ میشن.

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

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

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

بعد از این که اینو خریدید لحیمش کنیمد پشت LCD به این شکل :

وقتی لحیم کاری تموم شد الان سخت افزارمون رو به این شکل می بندیم :

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

حالا قطعه هایی رو که پروتکل ارتباطیشون I2C هست چجوری به آردوینو وصل کنیم ؟آیا پین خاصی دارن ؟
مطابق جدول زیر این قطعه ها رو به آردوینو وصل می کنیم :

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

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

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

مثل حالت قبل مطابق عکس زیر مثال serialdisplay رو بیارید :

کدی مثل همون کد قبلی رو به این صورت میبینید (البته من بازم کامنت ها رو پاک کردم ) :

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

2.معرفی کتابخونه LiquidCrystal_I2C

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

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

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

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

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

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

یه توضیح کلی: اول بزارید ببینیم این امکانی که داریم ازش حرف می زنیم کجای نرم افزاره . از منوی Tools وارد Serial plotter میشیم:

همونطور که می بیند اسم این آیتم سریال پلاتر هست و ما هم از این به بعد به این آیتم پلاتر میگیم. یه نمای کلی هم بخواید ازشکل رسم نمودارش ببینید این شکلیه:

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

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

ما تو این کد برای این که ارتباط سریال داشته باشیم لازمه یه تغییراتی رو توی کد نویسیمون اعمال کنیم.

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

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

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

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

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

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

پایان جلسه

جلسه چهاردهم : پتانسیومتر

سلام

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

خب حالا مطابق عکس زیر مدار رو ببندید.

دقت کنید به پایه آنالوگ شماره 2 وصلش کردیم.
خب حالا این کدرو آپلود کنید:

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

پایان.

Tag Archives: arduino