آردوینوها از ساده ترین و شیرین ترین ابزار انجام پروژه برای علاقه مندان الکترونیک دیجیتال هستند و آشنایی با آردوینو نانو مقدمه ایست برای چشیدن این طعم !!

شاید در ابتدا برخورد با یک برد شلوغ و پیچیده مثل آردوینو برای شما هم سخت باشد. اینطور نیست؟!

با مطالعه این مقاله و مشاهده ویدئوی آن به سرعت اجزای این برد و کاربرد آن ها را فراخواهید گرفت.

آشنایی با آردوینو نانو (بخشی از بسته جامع BEE)

نکته اولیه ولی مهم در آشنایی با آردوینو نانو اینکه، آردوینو یک میکروکنترلر نیست و در واقع یک ماژول است که
از هسته مرکزی میکروکنترلر AVR استفاده می­کند و
با قرار دادن سایر المان های مورد نیاز راه اندازی میکروکنترلر، کار با آن را بسیار راحت کرده است.

1- آشنایی با ظاهر آردوینو نانو

آشنایی با آردوینو نانو

آردوینوها در خانواده های مختلفی با امکانات متفاوت ارائه می­شوند که ساده ترین مدل و کوچکترین آنها NANO است.
آشنایی با آردوینو نانو برای گام اول در آموزش بهترین و سبک ترین گزینه است.

2- اجزای برد و قطعات جانبی آردوینو نانو

اجزای داخلی روی آردوینو

اجزای داخلی پشت آردوینو

برای آشنایی با آردوینو نانو به طور کامل لازم است تا قطعات تشکیل دهنده آن را بشناسیم.

1-2- آشنایی با قطعات روی برد آردوینو نانو

1.هسته مرکزی میکروی  AVR ATmega328

2.یک دکمه برای ریست کردن ماژول

3. چهار عدد LED از نوع SMD برای کاربردهای مختلف (ارتباط سریال و پایه خروجی)

4. یک کریستال اسیلاتور (کریستال) که برای تولید قلب تپنده میکروکنترلر ” سیگنال پالس مربعی ” استفاده میشود.

5. تعدادی پین با پایه های بلند و دیپ از برد بیرون آمده اند که هرکدام یک کاربرد خاص دارند.
به این قطعه که پایه های مدار SMD را به پایه های DIP تبدیل می­کند،PIN HEADER می­گویند.

6. تعدادی پین با اسامی مشخص از طرف دیگر برد بیرون آمده اند که
در واقع اکثر پایه های میکرو هستند که با track (سیم کشی) از کنار میکرو با پین های نزدیک به هم و کوچک، به طرفین برد رفته تا به راحتی قابل استفاده باشند.

7. یک پورت USB mini برای اتصال برد به کامپیوتر

2-2- آشنایی با قطعات زیر برد آردوینو نانو

8. در سمت دیگر برد چندین خازن از نوع سرامیکی قرار دارد
با هدف بای پس کردن و حذف نویز.

9. یک رگولاتور تبدیل 5 ولت به 3.3 ولت قابل استفاده میکرو AVR.

10. یک IC هم در پشت برد به منظور تبدیل USB به ارتباط سریال است قرار دارد.

3- معرفی پین های برد آردوینو نانو

یکی از مباحث مهم در آشنایی با آردوینو نانو کاربرد هر کدام از پین های خارج شده از این برد است.

  1. تعدادی پین دیجیتال تحت عناوین D2-D13 که برای کاربردهای صفر و یکی استفاده می­شوند.
    مثلا برای روشن خاموش کردن LED از این پین می­توان استفاده کرد.
  2. تعدادی پین آنالوگ با عناوین A0-A7 که در اصل برای استفاده از سیگنال های آنالوگ هستند و
    همان کاربرد تبدیل آنالوگ به دیجیتال را دارند.
    مثلا برای کار با سنسور دمای LM35 نسبت به دما یک ولتاژ آنالوگ میسازد که با اتصال به این پین ها به دیجیتال تبدیل می­­شود.
  3. پین های 5V و 3V مانند یک منبع تغذیه DC هستند و ولتاژ برای کاربردهای مختلف تولید می­کنند.
  4. پین GND که زمین مشترک مدار است.
  5. یک پایه VIN دارد که برای اتصال تغذیه خارجی استفاده می­شود ولی از مزایای آردوینو این است که با کامپیوتر و با استفاده از پورت USB روشن می­شود و نیازی به دستگاه منبع خارجی نیست.

4- ویژگی های برد آردوینو نانو

  1. کریستال موجود در این مدل 16MHz است
  2. پایه RST) reset)، همه میکروکنترلرها یک پین برای ریست شدن دارند که
    بدون نیاز به قطع و وصل شدن منبع تغذیه مدار خاموش و روشن شود.
    این پایه در اکثر میکروها با علامت ˉ (not) مشخص شده اند که
    نشاندهنده active low بودن پایه است.
    یعنی این پایه برای اینکه فعال باشد برخلاف پیش فرض همه پین ها باید به صفر ولت وصل شود.
    برای این پین معمولا یک مدار RC هم قرار می­دهند که
    بار اولی که میکرو روشن توسط خازن پین RST به زمین وصل شده و میکرو کاملا ریست شود.
    سپس با شارژ شدن خازن ولتاژ 5 ولت روی این پین افتاده و سیستم شروع به کار خواهد کرد.
  3. یکی از LED های موجود روی برد برای نمایش این است که آیا تغذیه به میکرو می­رسد یا نه.
  4. دو LED دیگر متصل به پین های RX وTX ارتباط سریال است که
    برای ارتباط با کامپیوتر استفاده می­گردند.

بعد از آشنایی با برد آردوینو نانو به انجام یک پروژه جذاب به عنوان مثال با آن میپردازیم:

5- ساخت چراغ راهنمایی رانندگی با آردوینو نانو

1-5- وسایل مورد نیاز

  1. 3 عدد led به رنگ های سبز، زرد و قرمز
  2. یک سون سگمنت
  3. آردوینو نانو

2-5- منطق کاری پروژه

منطق کلی پروژه این است که ابتدا در محض روشن شدن led قرمز روشن است و شمارنده 9 ثانیه می­ شمارد.
سپس به محض 0 شدن مقدار شمارنده led سبز روشن شده و قرمز خاموش می­شود 9 ثانیه شمارش می­شود و
وقتی به 0 صفر رسید تایمر قطع شده و led زرد به تنهایی به مدت 2 ثانیه روشن مانده و
دوباره به قرمز روشن می­رسیم.

3-5- کد نوشته شده

در گام نخست از این آموزش باید به کد نوشته شده برای این پروژه مسلط شویم.

چون کد به صورت حلقه ای اجرا می­شود آن را داخل loop می­نویسیم.
بعد از تعریف متغیر i ابتدا led قرمز را با دستور digitalWrite روشن می­کنیم و
شمارنده را با حلقه for معکوس و تاخیر 1 ثانیه ای صدا می­زنیم.
بعد از اتمام دستورات for با دستور digitalWrite باید led قرمز را خاموش کرده و سبز را روشن کنیم.
بعد از آن دوباره دستور for معکوس را تکرار می­کنیم تا شمارش چراغ سبز را داشته باشیم و
در نهایت بعد از صفر شدن این مقدار تابع reset7segment را صدا زده و آن را خاموش می­کنیم.
بلافاصله led سبز رنگ خاموش و زرد روشن می­شود و به مدت 2 ثانیه تاخیر می­دهیم.
میتوان زمان این تاخیر را با عنوان yellowDelay در بخش اول کد define کرد.
در خط آخر حلقه led زرد خاموش می­شود و با تکرار مجدد loop قرمز روشن خواهد شد.

4-5- بستن مدار پروژه ساخت چراغ راهنمایی رانندگی با آردوینو نانو

ساخت چراغ راهنمایی رانندگی با آردوینو نانو

پایه های سون سگمنت را به پین های 6 تا 12 را به ترتیب متصل کرده و
led ها به پین های 3-4-5 میکرو متصل شده اند.

5-5- اجرای پروژه

بخش جالب و نهایی از این پروژه اجرا کردن آن و تماشای حاصل دست رنج خودتان است!
در مدار بسته شده کد را آپلود میکنیم و با اجرای پروژه می بینیم که به راحتی کار میکند.

6-5- توسعه پروژه ساخت چراغ راهنمایی رانندگی با آردوینو نانو

می­توان از این روش برای چراغ راهنمایی واقعی هم استفاده کرد،
فقط کافی است از یک رقم دوم برای شمارنده استفاده کنیم تا اعداد متنوع و بیشتری برای شمارش داشته باشیم.

از طرفی مقدار این که قرار است چند ثانیه شمارش داشته باشیم می­تواند define شود و
از یا از طریق پورت سریال مانند پروژه های جلسه قبل گرفته شود و
از سمت یک اپراتور با تغییر وضعیت ترافیک، عوض شود.
یا ممکن است به صورت برنامه ریزی شده از قبل در ساعاتی از روز مقدار معینی زمان برای هر چراغ داشته باشد.

برای یادگیری پروژه بیشتر به لینک زیر بروید.

ثبت اطلاعات برای دریافت آموزش رایگان

مقاله بالا بخشی از بسته جامع الکترونیک (BEE) است.

برای مشاهده کامل این بسته کلیک کنید.

مشاهده بسته الکترونیک
بسته جامع آموزش الکترونیک

در نماتک نظر دهید