USB – وبلاگ آردوینو

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 هشتم: آموزش Burn کردن بوت لودر آردوینو

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

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

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

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

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

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

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

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

و اما قدم آخر:
گزینه burn bootloader رو بزنید.

دو تا عکس آخر مراحل burn شدن رو نشون میده:

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

جلسه سوم : سخت افزار آردوینو

به نام خدا موضوع این جلسه، آموزش سخت افزار آردوینو هست که بیس آموزش، آردوینو UNO است.

متاسفانه تو این آموزش نمی تونیم به صورت خیلی جزئی به آموزش الکترونیکی بپردازیم ولی جاهایی که ممکنه تو مفهوم مشکل وجود داشته باشه لینک دادیم به صفحه های فارسی که بچه های دیگه زحمت کشیدن. عکس زیر نمایش قسمت های مختلف آردوینو به تفکیک رنگه:

USB connector(قسمت زرد رنگ):
با این پورت آردوینو با کابل USB به کامپیوتر وصل می شه. حالا چه احتیاجی به این کابل USB وجود داره؟
1. تامین ولتاژ مصرفی آردوینو، به زبان ساده تر یعنی روشن کردن آردوینو.
2.پروگرام کردن آردوینو با همین کابل انجام میشه یعنی فقط کافیه کد رو داشته باشیم کابل USB رو وصل می کنیم و آپلود می کنیم.
3.ارتباط سریال بین کامپیوتر و آردوینو (این قسمت مربوط به بخش برنامه نویسی است که در جلسات آینده مورد بحث قرار می گیرد.)

سوکت آداپتور (قسمت صورتی رنگ) :
هروسیله ای برای روشن شدن به ولتاژ یا به اصلاح عامیانه تر برق احتیاج داره. آردوینو هم از این قاعده جدا نیست. برای روشن کردن آردوینو چند تا راه داریم. اولین راه همون کابل USB بود. حالا فرض کنید یه مدار با آردوینو بستیم که قراره توی یه مطب یا توی بانک ازش استفاده بشه. اگه قرار باشه تنها راه روشن کرد آردوینو کابل USB باشه، باید همه جا دنبال خودمون لپتاپ هم ببریم که منطقی نیست. حالا اومدن توی بردهای آردوینو یه سوکت قرار دادن که میشه به اون سوئیچ آداپتور وصل کرد و با همون ولتاژ مصرفی آردوینو فراهم میشه.
آداپتور ها ولتاژها وجریان های متفاوتی دارن. حواستون باشه اینطوریا هم نیست که هر ولتاژی دوست داشته باشیم به آردوینو بدیم. معمولا آداپتورهای 5 ولت یا 9 ولت به آردوینو وصل کنید. شدیدا پیشنهاد میکنیم که 12 ولت به آردوینو وصل نکنید چون در طولانی مدت مجبور می شید باهاش خداحافظی کنید.
حالا اومدیم یه بنده خدایی پیدا شد می خواست مدارشو برداره ببره وسط صحرا باهاش کار کنه و لپتاپ هم نتونه ببره. وسط صحرا ؟ پریز برق واسه آداپتور ؟راه حل: پایه vin (در مورد این پایه بعدا توضیح داده میشه).

منبع تغذیه (قسمت نارنجی رنگ):

برای توضیح پین های این قسمت با مثال میریم جلو. فرض کنید دو تا سنسور داریم یکی دما یکی فشار. سنسور دما 5 ولت و سنسور فشار 3.3 ولت برای روشن شدن احتیاج دارن(همون VCC). از کجا ولتاژ بیاریم؟
اگه با avr کار کنیم باید دوتا رگولاتور 5 ولت و3.3 ولت بزاریم تا از خروجی این رگولاتورها به سنسورها ولتاژ بدیم ( اگه ولتاژ بیشتر از حد تحملشون بهشون داده بشه می سوزن).

حالا اگه با آردوینو کار کنیم این دوتا رگولاتوری که ازشون حرف زدیم به صورت پیش فرض روی خود برد قرار گرفته و خروجی 5 ولت و 3.3 ولت آماده و حاضر وجود دارن. یعنی اگه شما با یکی از راه های قبلی (کابل USB یا آداپتور) خود آردینو رو روشن کرده باشین روی این دو تا پایه ولتاژهای 5 ولت و 3.3 ولت آماده استفاده هستن (شک دارید ولتمتر بزارید).
علاوه بر این، دو تا پایه زمین (GND) هم داره. برای روشن شدن سنسور علاوه بر ولتاژ دادن باید پایه گراند هم متصل باشه در غیر این صورت با وجود وصل بودن vcc سنسور روشن نمیشه.

تا الان تکلیف 4 تا پایه روشن شد حالا میریم سراغ پایه Vin. تو قسمت سوکت آداپتور یه اشاره کوچیکی کردیم. فرض کنید یه پروژه داریم که باید دمای هوای صحرا در طول یک روز اندازه گیری بشه و به ایستگاهی در فاصله یک کیلومتری فرستاده بشه. پس باید به مدت یک روز آردوینو و سنسور دما و فرستنده بی سیم توی صحرا کار گذاشته بشن. وسط صحرا نمی تونیم با آداپتور آردوینو رو روشن کنیم (پریز برق نداریم خب) میریم سراغ کابل USB. برای استفاده از کابل باید لپتاپ ما بتونه به مدت یک روز شارژ نگه داره! عملا با دو روش قبلی کاری از پیش نمیبریم.
یعنی پروژه کنسل ؟ خیر میریم سراغ پایه Vin. میشه با باتری هم آردوینو رو روشن کرد . باتری دو تا خروجی داره : ولتاژ و زمین. کافیه خروجی ولتاژ باتری به پایه Vin و گراندش به گراند آردوینو وصل بشه. البته مثل آداپتور اینجا هم مجاز نیستیم هر ولتاژی بهش بدیم. سایت سازنده خودش پیشنهاد کرده ماکزیمم 12 ولت بهش بدید ( زیر 5 ولت هم قاعدتا نباید بهش ولتاژ داد).
البته پایه Vin یه کاربرد دیگه هم داره. وقتی ولتاژ آردوینو با آداپتور فراهم بشه روی این پایه همون ولتاژ آداپتور میوفته یعنی اگه آداپتور 9 ولت وصل کرده باشید روی این پایه ولتاژی حدود 9 ولت میوفته. زمانی هم که آردوینو با کابل USB روشن بشه روی پایه Vin تقریبا 5 ولت میوفته.

و اما پایه IOREF. سطح منطقی ای که برد باهاش کار میکنه روی این پایه میفته. مثلا آردوینو UNO روی پین های ورودی خروجیش با سطح منطقی 5 ولت کار میکنه ولی آردوینو DUE با ولتاژ 3.3 ولت کار می کنه.

در مورد پایه ریست پایان همین جلسه در قسمت کلید ریست توضیح میدیم.

ورودی و خروجی های دیجیتال (قسمت سبز رنگ):

قبل از این که وارد موضوع اصلی بشیم شاید یه عده معنی دیجیتال و آنالوگ رو ندونن .اون دوستان برن اینجا یه دوری بزنن و بیان.
آردوینو 14 تا پین دیجیتال داره از D0 تا D13. این پین ها هم به عنوان ورودی هم به عنوان خروجی تعریف میشن. یه موقع دنبال این هستیم که رله خاموش روشن کنیم پس پین به عنوان خروجی در نظر گرفته میشه. بعضی موقع ها یه سنسور دیجیتال داریم (مثل سنسور تشخیص حرکت) در این شرایط پین به عنوان ورودی تعریف میشه.
یه نکته ظریفی این وسط وجود داره. درسته موتورها هم با پایه های دیجیتال کار میکنن ولی هر پایه آردوینو فقط 40 میلی آمپر جریان داره پس عملا موتور راه انداختن با آردوینو به تنهایی کار جالبی نیست و باعث سوختنش می شه.نه تنها موتور، هر سنسوری که جریانی بیشتر از تحمل آردوینو بکشه باعث سوختنش میشه. روی هر پین آردوینو هم PULL UP داخلی وجود داره که اگه پایه به عنوان ورودی در نظر گرفته بشه با برنامه نویسی میتونیم ازش استفاده کنیم.
بعضی از این 14 تا پین آردوینو علاوه بر دیجیتال بودن ویژه گی های دیگه ای هم دارن که توضیحشون همینجاست و جلسه های بعدی روی هر کدوم ازاونها پروژه انجام میدیم.
1- پایه های سریال (Rx & Tx) : پایه های D0 و D1 آردوینو به صورت پیش فرض به عنوان پایه های ارتباط سریال در نظر گرفته شدن. پروگرام کردن آردوینو از طریق کامپیوتر هم از طریق همین 2 تا پین صورت میگیره. طوری که وقتی آردوینو در حال پروگرام شدنه این دو تا پایه که به دو تا led وصل هستن شروع به چشمک زدن می کنن. خیلی کم پیش میاد از این دو تا پایه به عنوان پین های دیجیتال در حین انجام پروژه استفاده بشه. مثلا فرض کنید بیایم به پایه های D0و D1 رله وصل کنیم و با کد نویسی اون ها رو خاموش و روشن کنیم، در حین مسیر آپلود کردن کد تو نرم افزار آردوینو یه ارور میده چرا که پین هایی که برای پروگرام کردن لازم داره ما بهشون رله وصل کردیم و استفاده شدن. بنابراین اول رله ها رو جدا می کنیم بعد پروگرام می کینم و دوباره رله ها رو وصل می کنیم. خب چه کاریه؟ از اول به دو تا پین دیگه وصل می کردیم تا این مکافات کندن و وصل کردن رو نداشته باشیم.
حالا اومدیم و مجبور شدیم با ماژولی(مثل بلوتوث) کار کنیم که ار تباطش با آردوینو از نوع TTL بود، یعنی مجبور بودیم از پایه های Rx و Txاستفاه کینم. واقعا باید برای هر بار کد آپلود کردن دائم سیم جدا کنیم و وصل کنیم؟ جواب منفیه
شما میتونید به صورت نرم افزاری پین های ارتباط سریال رو اضافه کنید. البته نمیتونید از هر پین دلخواهی هم استفاده کنید. بسته به اینکه روی کدوم نوع آردوینو کار می کنید این پین ها متفاوت هستن. به این ترفند SoftwareSerial میگن که در آینده نزدیک روش مانور خواهیم داد.

2- اینتراپت (وقفه):
اول بخونید ببینید اینتراپت چیه.
در مورد کیس خاص ما یعنی آردوینو UNO دو تا وقفه خارجی روی پین های D2و D3 وجود داره که میشه با برنامه نویسی ازاونها استفاده کرد. روال کلی وقفه اینطوریه که وقتی روی پین D2 سیگنال بیفته (به عبارتی trigger بشه) میکرو دست از اجرای هر کاری بکشه و بره یه عملیات مخصوص وقفه انجام بده(اصطلاحا میگن تابع وقفه رو انجام بده). برای مثال فرض کنید کد اصلی روی میکرو شمارش اعداد باشه، حالا ما یه وقفه تعریف کنیم که اگه پایه D2 توسط یه رله خارجی تحریک شد پیغام “Relay ” رو چاپ کنه روی lcd. برنامه رو استارت می کنیم. میکرو شروع میکنه به شمارش 1 ، 2 ،3 و همینطوری میره جلو روی عدد 8 رله را روشن میکنیم بنابراین در اون لحظه پایه D2 تحریک شده وتابع مربوط به وقفه باید انجام باشه بنابراین در عدد 8 متوقف میشه میره پیغام “Relay ” رو روی lcd نشون میده و بر میگرده در ادامه شروع میکنه 9 ،10 ،11 و….
شکل کلی یک پالس به صورت زیره:

همونطور که از شکل معلومه هر پالس لبه بالارونده و لبه پایین رونده داره. وقتی از وقفه صحبت می کنیم می تونیم تعیین کنیم پالسی که به پایه D2 داده میشه روی کدوم لبه حساس باشه. یعنی اگه به لبه بالارونده پالس رسید زیر برنامه وقفه اجرا بشه یا روی لبه پایین رونده. حتی میشه تعیین کرد به ازای هر تغییری که در سطح منطقی بوجود میاد زیر برنامه اجرا بشه.

3- 6 تا پین از 14 پین دیجیتال آردوینو UNO به صورت PWM هم کار میکنن. پین های 3، 5، 6، 9، 10 و 11. وقتی از PWM صحبت می کنیم یاد راه اندازی موتورهای DC می افتیم. ما میتونیم با استفاده از مد کاری PWM به موتورهای DC سرعت چرخش متفاوتی بدیم. با نحوه عملکرد این مد توجلسات آینده با جزئیات بیشتر و دقیق تر آشنا میشیم.

4- هر سنسوری برای برقراری ارتباط با پردازنده از یه پروتکل استفاده میکنه. بعضی ها از SPI و بعضی ها از I2C استفاده می کنن (البته یه سری از سنسورها هم ساده تر ازاین حرفا راه اندازی میشن که بعدا می بینیم). روی برد آردوینو برای هر کدوم از این دوتا پروتکل ارتباطی، پین های مشخصی در نظر گرفته شده.
اول در مورد ارتباط I2C حرف میزنیم. کلا اگه بخواهیم تشخیص بدیم سنسوری که قراره باهاش کار کنیم I2C هست یا نه کافیه به پین هاش نگاه کنیم اگه SCL و SDA داشت زدیم وسط خال. قدم بعد از تشخیص پروتکل ارتباطی سنسور، اینه که وصلش کنیم به آردوینو. برای آردوینو UNO از پین های آنالوگ A4 و A5(تو همین جلسه میگیم کجاس) استفاده میکنیم ولی بقیه مدل های آردوینو دقیقا پین هایی به اسم های SCL و SDA دارن. در آینده نزدیک با راه اندازی یه سنسور I2C کامل متوجه میشید داستان از چه قراره.

میایم سراغ SPI .برای تشخیص سنسور SPI دنبال دو تا پین تابلو برگردین: MOSI و MISO. روی برد آردوینو پین های دیجیتال 10 و 11 و 12 و 13 مخصوص پروتکل SPI هستن. ما گفتیم دنبال دوتا پین بگردین الان 4 تا پین باید وصل کنیم چی شد؟ MOSI و MISO پین هایی بود که با دیدنشوم مطمئن می شدیم سنسور از نوع SPI هست ولی در حقیقت این روش ارتباطی با 4 تا سیم داده رد و بدل میکنه به خاطر همین ما هم 4 تا پین معرفی کردیم.

5- پین دیجیتال شماره 13. این پین تو آردوینو خاصه چرا که یه led بهش وصله. گهگاهی توی پروژه هایی که داریم انجام میدیم لازمه برای آلارم یا حتی چک کردن یه LED رو روشن خاموش کنیم. مثلا فرض کنید یا سنسور تشخیص حرکت داریم و هدف اینه که به محض تشخیص هر نوع حرکتی یه آلارم به ما بده. میتونیم از این led داخلی استفاده کنیم تا به محض تشخیص جا به جایی این led روشن بشه.

پین AREF در قسمت آنالوگ توضیح داده خواهد شد.

• ورودی آنالوگ (قسمت آبی رنگ):

6 پین بالا ورودیهای آنالوگ برد آردوینو است که با نام های A0 تا A5 مشخص شده اند. بعضی سنسورها مثل فوتوسل انالوگ هستن یعنی داده هاشون به صورت پیوسته تغییر میکنه. بدون شک نمیشه داده این سنسورها رو با پایه دیجیتال خوند پس میایم سراغ پایه آنالوگ. خروجی سنسور وارد یه مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) ده بیتی میشه و عددی بین 0 تا 1023 به عنوان داده سنسور مورد استفاده قرار می گیره. این در شرایطی هست که سنسور با ولتاژ 5 ولت کار کنه ( یعنی ماکزیم ولتاژ قابل تحمل اون 5 ولت باشه). وقتی ولتاژ قابل تحمل سنسور پایین تر باشه(مثلا 3.3 ولت) لازمه اون ولتاژ به پایه AREF هم داده بشه تا ولتاژ ورودی مرجع آنالوگ به 3.3 ولت تبدیل بشه. با اینکار رزولوشن تبدیل آنالوگ به دیجیتال بالاتر میره.

حالا یه بنده خدایی پیدا شده توی پروژش اصلا سنسور آنالوگ نداره ولی 15 تا سنسور دیجیتال باید راه بندازه. بالاتر گفتیم که کلا 14تا پین دیجیتال داریم که پین 0 و 1 هم عملا قابل استفاده نیست. بنابراین فقط 12 تا پین دیجیتال باقی میمونه در حالی که ما 15 تا سنسور داریم. یا باید بریم سراغ یه آردوینو دیگه که تعداد پایه هاش بیشتر باشه یا از یه تریک جدید استفاده کنیم . تریک جدید اینه که اون 6 تا پایه آنالوگ میتونن به عنوان دیجیتال هم استفاده بشن. یعنی چی؟
یعنی ما میتونیم به پایه A0 بگیم پایه شماره 14 دیجیتال و تا آخر به A5 بگیم پایه دیجیتال 19. با این کار دقیقا 20 تا پایه دیجیتال داریم که با کم کردن پایه 0 و 1 (به خاطر آپلود کردن کد) عملا 18 تا پایه دیجیتال داریم (هورا شدیم).

کلید ریست (قسمت آبی رنگ):

گاهی اوقات در روند اجرای یه پروژه لازم میشه برنامه از اول اجرا بشه. مثلا فرض کنید پروژه شمارش تعداد نفراتی باشه که روزانه وارد یه محیط اداری میشن. اگه قرار باشه برنامه ریست نشه هر روز به تعداد نفرات شمارش شده اضافه میشه و داده دقیقی در دسترس نیست بنابراین لازمه روزانه مدار ریست بشه. حالا یا میتونیم یه صورت سخت افزاری ریست کنیم یعنی کلید ریست رو فشار بدیم یا میتونیم از پین ریست (RESET) استفاده کنیم. پین ریست که توی قسمت منبع تغذیه قرار داره به محض دریافت سطح منطقی 0 مدار رو ریست میکنه و برنامه از اول شروع میکنه به انجام شدن. از هر روشی که استفاده کنیم برنامه از اول اجرا میشه.

جلسه دوم : چرا آردوینو ؟

به نام خدا
وارد جلسه دوم می شیم.
اول باید بدونیم آردوینو چیه؟
به زبان ساده، آردوینو بردیه که از پردازنده و یک سری قطعات الکترونیکی دیگه مثل خازن و مقاومت و رگولاتور و کریستال و … تشکیل شده . آردوینو انواع مختلفی داره که بسته به نوعش، پردازنده ای که روش استفاده شده متفاوته. مثلا روی آردوینو UNO میکروکنترلر مورد استفاده، ATMEGA32 هست. قطعات الکترونیکی که به صورت پیش فرض روی برد آردوینو قرار گرفته، برای راه اندازی ساده تر میکروکنترلر AVR هست که در ادامه در مورد آنها بیشتر توضیح داده میشه. همین قطعات الکترونیکیه که با قرار گرفتن در کنار AVR بردی متفاوت و پرکاربرد را بوجود آورده. ناگفته نمونه بعضی از بردهای آردوینو میکروکنترلر ARM استفاده میکنن.

حالا چرا از خود AVR استفاده نکنیم و بیایم سراغ آردوینو ?
کسانی که با AVR کار کرده باشن خوب میدونن، حتی اگه بخوای یک پروژه LED چشمک زن ساده هم راه اندازی کنی علاوه برخود AVR به یک سری سخت افزار جانبی مثل رگولاتور و کریستال و سیم بندی واسه تغذیه و زمین کردن(مهم ترین پایه ها) کنترلر AVR نیاز داری. حالا این وسط اگه یه موقع میکرو را بر عکس تو مدار جا بزنی یا اشتباه به یه پایه دیگه اون ولتاژ بدی عملا میکرو می سوزه و تا بخواد دستت بیاد چجوری اشتباه نکنی، عملا مقدار هنگفتی پول خرج کردی و دل زده شدی و الفرار.
این اول داستان نیست. پروگرام کردن AVR هم یه سری مشکلات داره .در بهترین حالت که پروگرامر از نوع USB باشه، باید AVR را از مدار خارج کنی، وصلش کنی روی پروگرامر، کد رو آپلود کنی، دوباره از برد پروگرامر جداش کنی و بزاریش تو مدار ( اگه اشتباه نزاری). اگه از کد نویسی مطمئن باشی و نخواد به خاطر یه اشتباه کوچک کد را عوض کنی 4 مرحله وجود داره تا آپلود کنی.
اینم یک نمونه از پروگرامر که اگه قصد دارید از AVR به تنهایی استفاده کنید باید همه جا دنبالتون باشه .

تا این قسمت از جلسه توضیح راه اندازی پروژه LED چشمک زن با AVR بود. از این جای داستان به بعد پروژه LED چشمک زن را با آردوینو پیاده سازی میکنیم .(الان صرفا یک شمای کلی از نحوه کار با آردوینو بیان میشه. جزئیات بحث آردوینو، مطمئنا در جلسات بعدی مطرح خواهد شد.)
خب شروع میکنیم .
قطعات مورد نیاز: برد آردوینو + کابل USB .
سخت افزار همین جا تمام میشه .شما به هیچ چیز دیگری (حتی LED) احتیاج ندارید. رگولاتور و کریستال و همه سخت افزارهای دیگه ای که برای راه اندازی پروژه LED چشمک زن لازمه روی این برد به صورت پیش فرض قرار گرفته. برای آپلود کردن کد کافیه کابل USB رو به آردوینو وصل کنید، در نرم افزار آردوینو با اشاره یک کلید آپلود کنید. یعنی بعد از آماده شدن کد فقط با 2 حرکت می تونید آپلود کنید.
اگر فرض کنیم کسی در کد نویسی وارد نباشه، مطمئنا چندین بار لازمه کد برنامه را تغییر بده. حالا اگه با AVR کار کنه به ازای هر تغییری که در کد بوجود بیاره و بخواد آپلود کنه باید 4 مرحله را طی کنه اما، اگه بخواد با آردوینو پروژه انجام بده هیچ نیازی نداره میکرو از مدار جدا بشه، همونطوری که تمام اجزای مدار سر جاشه کابل USB وصل میشه و برنامه آپلود میشه.
خیلی قابل درکه که پروگرام کردن و ساخت مدار پروژه چشمک زن توسط آردوینو نسبت به AVR کار بسیار ساده تری است.
حالا اگه قصد داشته باشیم در حوزه کد نویسی وارد بشیم و تفاوت ها را در این حوزه هم بیان کنیم، یه بار دیگه برمی گردیم به پروژه LED چشمک زن. اگر بخواهیم با نرم افزار های مخصوص AVR کد نویسی کنیم، اول برنامه(هدر برنامه) باید تعدادی تابع را include کنیم تا بتونیم از توابع مورد نیاز استفاده کنیم. بعد برای این که پین میکرو را 0 و 1 کنیم (تا LED روشن و خاموش بشه) اول باید به ریجسترها مقدار بدیم تا اون پین خروجی بشه، بعد پایه را 0 و 1 کنیم. ریجسترهایی که استفاده میشه معمولا اسم هایی دارن که به خاطر سپردنشون برای بعضی افراد کار مشکلیه .
حالا اگه بخواهیم همین کد رو توی آردوینو بنویسیم نه نیازه تابعی را include کنیم نه به ریجستری مقدار بدیم .با یک خط کد نویسی پین به عنوان خروجی در نظر گرفته میشه. دستوری که با اون پین را معرفی می کنیم، دستور pinMode هست که به خاطر سپردنش کار ساده ایه. در نرم افزار آردوینو کدنویسی به زبان ++c است.
برای مقایسه، دو تا کد میزاریم اولی کدنویسی AVR است:

define F_CPU 4000000UL#
 <include <avr/io.h#
 <include <avr/delay.h#
 "include “myTimer.h#
 (int main (void
 }
 ;DDRC = 0xFF
 } (while(1
 ;(PORTC |=(1<<0
 ;(delay_ms(250
 ;(PORTC &= ~(1 << 0
 ;(delay_ms(250
 ;{
 {

دومی کد نویسی آردوینو است:

}()void setup
 ;(pinMode(13, OUTPUT
 {
 }()void loop
 ;(digitalWrite(13, HIGH
 ;(delay(250
 ;(digitalWrite(13, LOW
 ;(delay(250
 {

پایان این جلسه را اعلام میکنیم.
در صورت داشتن هر گونه سوالی به لینک فروم در آفتاب رایانه مراجعه کنید.

Tag Archives: USB