آردوینو – توضیح بردها (قطعات و اجزای بردهای آردوینو)
در این بخش با قطعات و اجزای بردهای آردوینو آشنا می‌شویم. برد آردوینو UNO را در این بخش به دلیل محبوبیت زیاد انتخاب می‌کنیم. علاوه بر محبوبیت این برد یکی از بهترین ابزارها برای شروع یادگیری الکترونیک و برنامه نویسی است. بردهای دیگر آردوینو تفاوت‌هایی با این برد دارند اما اصول کلی مطرح شده در همه بردها صادق است. در ادامه با ما همراه باشید تا قطعات و اجزای بردهای آردوینو را مورد برسی قرار دهیم.
USB تغذیه
تغذیه آردوینو را می‌توان با اتصال کابل USB از کامپیوتر تامین کرد. برای این منظور تنها کافی است کابل USB را به کانکتور مربوطه روی برد متصل کنید.
جک تغذیه (بشکه ای)
بردهای آردوینو را می‌توانید با اتصال جک تغذیه به صورت مستقیم به تغذیه AC متصل کرد.
رگولاتور ولتاژ
وظیفه رگولاتور ولتاژ تنظیم و کنترل سطح ولتاژ مورد نیاز برای پردازنده و المان‌های برد آردوینو است.
اسیلاتور کریستالی
اسیلاتور کریستالی مسئله اندازه گیری زمان را برای برد آردوینو حل می‌کند. برد آردوینو چگونه زمان را محاسبه می‌کند؟ پاسخ با استفاده از اسیلاتور کریستالی است. مقدار حک شده بر روی کریستال آردوینو 16.000H9H با این معنا است که فرکانس اسیلاتور 16MHz است.
ریست کردن آردوینو
برد آردوینو UNO را می‌توانید به دو روش ریست (راه اندازی مجدد برنامه از خط اول) کنید: اول، با استفاده از دکمه reset بر روی برد. دوم، اتصال دکمه خارجی برای ریست به پایه ای که با نام RESET بر روی برد مشخص شده است.
پایه‌های تغذیه (3.3 ، 5 ، GND ، Vin)
- 3V ، تغذیه ولتاژ 3.3V خروجی
- 5V ، تغذیه ولتاژ 5V خروجی
- اغلب قطعاتی که با بردهای آردوینو استفاده می‌شوند با ولتاژهای 3V و 5V کار می‌کنند.
- GND (زمین)، چندین پایه زمین بر روی برد آردوینو وجود دارد، همه آنها را می‌توانید به عنوان زمین مدار خود استفاده کنید.
- Vin ، این پایه برای اعمال تغذیه به برد از طریق منبع تغذیه خارجی استفاده می‌شود، مانند منبع AC
پایه‌های آنالوگ آردوینو
برد آردوینو UNO دارای 5 پایه آنالوگ به ترتیب A0 تا A5 می‌باشد. این پایه‌های می‌توانند سیگنال آنالوگ سنسورها را مانند سنسور رطوبت یا دما خوانده و آنها را به یک مقدار دیجیتال که توسط پردازنده قابل خواندن باشد تبدیل کنند.
میکروکنترلر اصلی آردوینو
هر برد آردوینو یک میکرونترلر دارد که می‌توانید آن را به عنوان مغز سیستم در نظر بگیرید. این میکروکنترلر برای بردهای مختلف آردوینو متفاوت است. معمولا بر روی بردها از میکروکنترلرهای شرکت ATMEL استفاده می‌شود. قبل از برنامه ریزی برد باید نوع میکروکنترلری که بر روی برد قرار گرفته است را بدانید. برای اطلاع بیشتر در مورد ساختار میکروکنترلر و کارکردهای آن می‌توانید به دیتاشیت آن مراجه کنید.
پایه ICSP
در اغلب موارد ICSP کانکتور مربوط به برنامه ریزی میکروکنترلر AVR قرار گرفته بر روی برد است که شامل پایه‌هایMOSI ،MISO ، SCK ،RESET ،VCC و GND است. گاهی از این کانکتور با عنوان SPI نیز یاد می شود (مخفف Serial Peripheral Interface) که می‌تواند به عنوان توسعه خروجی‌های برد در نظر گرفته شود. در واقع توسط این رابط ارتباطی بین master و slave برقرار می‌گردد.
نشانگر LED تغذیه
LED تغذیه هنگام اتصال تغذیه به برد آردوینو روشن می‌شود. اگر LED روشن نشد، در بخشی از اتصال تغذیه مشکلی وجود دارد.
LED های TX و RX
بر روی برد دو بخش به نام‌های TX (ارسال) و RX(دریافت) وجود دارد. یکی در بخش پایه‌های 0 و 1 که برای ارتباط سریال هستند و دومی LED های TX و RX (13). LED مربوط به TX هنگام ارسال داده سریال متناسب با میزان سرعت چشمک می‌زند. میزان سرعت چشمک زدن به baud rate برد بستگی دارد. RX هنگام دریافت داده چشمک می‌زند.
پایه‌های ورودی/خروجی دیجیتال آردوینو
برد آردوینو دارای 14 پایه ورودی/خروجی دیجیتال است ( که 6 تای آنها دارای خروجی PWM (Pulse Width Modulation. این پایه‌ها می‌توانند به عنوان ورودی دیجیتال برای خواندن مقادیر دیجیتال (صفر و یک) تنظیم شوند یا به عنوان خروجی برای راه اندازی ماژول‌های مختلف مانند LEDها، رله‌ها و… استفاده شوند. پایه‌هایی که به “~” مشخص شده اند برای تولید PWM استفاده می‌شوند.
AREF
برای مرجع آنالوگ استفاده می‌شود. از این پایه گاهی اوقات برای مرجع خارجی استفاده می‌شود (بین 0 تا 5 ولت) که محدوده بالایی ورودی‌های آنالوگ را تنظیم می‌کنند.
خیلی ممنون که در این جلسه از آموزش آردوینو ما را همراهی کردید و با قطعات و اجزای بردهای آردوینو آشنا شدیم.
منبع: میکرودیزاینرالکترونیک
