آردوینو چیست؟ معرفی انواع آن و پرداختن به آردوینو مدل UNO

آردوینو (Arduino) یک پلتفرم هوشمندسازی باز مبتنی بر میکروکنترلر است که برای توسعه پروژه‌های الکترونیکی و رایانه‌ای به کار می‌رود. این پلتفرم با استفاده از یک برد کنترلی و نرم‌افزار آن راهکاری را برای توسعه ابزارهای هوشمند، سنسورهای محیطی، ربات‌ها و سایر دستگاه‌های مرتبط با این حوزه فراهم می‌کند. برای استفاده از آردوینو، کاربران می‌توانند از زبان برنامه‌نویسی ساده‌ای مانند C و C++ استفاده کنند و با استفاده از نرم‌افزار آردوینو، برنامه‌های خود را به صورت ساده و مستقیم بر روی برد کنترلی اجرا کنند.

تاریخچه آدوینو

آردوینو (Arduino) از جمله پلتفرم‌های میکروکنترلری محبوب در دنیای الکترونیک است که در اواخر دهه ۹۰ توسط ماسیمو بانزی (Massimo Banzi) و یک گروه از دانشجویان موسسه طراحی لوکا (IDII) در شهری آرتانا (Ivrea) در شمال ایتالیا توسعه داده شد. آن‌ها این پلتفرم را برای تسهیل توسعه پروژه‌های الکترونیکی در محیط‌های آموزشی طراحی کردند. با انتشار سخت‌افزار آردوینو و معرفی نرم‌افزار آن به عنوان یک ابزار کم هزینه و ساده برای توسعه پروژه‌های الکترونیکی، این پلتفرم به سرعت به یکی از محبوب‌ترین و پرکاربردترین پلتفرم‌های میکروکنترلری در دنیا تبدیل شد. امروزه، بسیاری از سازندگان و توسعه دهندگان در سراسر جهان از آردوینو برای توسعه پروژه‌های الکترونیکی خود استفاده می‌کنند.

مدل های مختلف آردوینو

موجودیت اصلی آردوینو یک برد کنترلی است که در آن میکروکنترلری به نام ATmega مورد استفاده قرار می‌گیرد. با گذر زمان و افزایش استفاده از آردوینو در پروژه‌های الکترونیکی، شرکت آردوینو نسخه‌های مختلفی از برد کنترلی آردوینو با ویژگی‌های متفاوت و با قابلیت‌های بیشتر عرضه کرده است.

به عنوان مثال، آردوینو UNO که یکی از پرکاربردترین مدل‌های آردوینو است، دارای ۱۴ پین دیجیتال و ۶ پین آنالوگ برای اتصال به سنسورها و دستگاه‌های الکترونیکی است. همچنین این مدل دارای یک پورت USB برای ارتباط با کامپیوتر و برنامه‌نویسی بر روی آن است.

مدل‌های دیگر آردوینو شامل Mega، Leonardo، Nano، Due و … هستند که هر کدام دارای ویژگی‌های خاص و برای کاربردهای خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای مثال، آردوینو Mega دارای ۵۴ پین دیجیتال و ۱۶ پین آنالوگ است و مناسب برای پروژه‌هایی با ورودی‌های بیشتر است، در حالی که آردوینو Nano کوچک‌ترین مدل آردوینو است و برای پروژه‌هایی با فضای محدود مناسب است.

به طور کلی، انواع مختلفی از مدل‌های آردوینو وجود دارد که به ماهیت پروژه‌های الکترونیکی متفاوتی که در آن‌ها می‌توان از آن‌ها استفاده کرد، می‌پردازند.

آردوینو یونو UNO

آردوینو یونو (Arduino UNO) یکی از مدل‌های محبوب آردوینو است که برای کاربردهای الکترونیکی مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. این مدل دارای ۱۴ پین دیجیتال و ۶ پین آنالوگ برای اتصال به سنسورها، المان‌های الکترونیکی و دستگاه‌های خارجی است.

به علاوه، آردوینو یونو دارای یک پورت USB است که به وسیله آن می‌توان این مدل را به رایانه متصل کرد و با استفاده از نرم‌افزار آردوینو، برنامه‌های الکترونیکی خود را بر روی آن بارگذاری کرد. این مدل با قیمت مناسبی در دسترس برای کاربران علاقمند به پروژه‌های الکترونیکی است و به دلیل طراحی ساده و مقاومت بالا، برای مبتدیان نیز مناسب است.

نمونه برنامه آردوینو

این برنامه ساده با استفاده از آردوینو، LED را روشن و خاموش می‌کند. برای این منظور، ابتدا باید LED را به آردوینو متصل کنید.

برای روشن کردن LED، کد زیر را در نرم‌افزار آردوینو وارد کنید:

void setup() {
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); // تعیین پین LED به عنوان خروجی
}

void loop() {
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // روشن کردن LED
  delay(1000); // تأخیر ۱ ثانیه
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // خاموش کردن LED
  delay(1000); // تأخیر ۱ ثانیه
}

در این برنامه، تابع setup() برای تعیین پین LED به عنوان خروجی استفاده می‌شود. سپس در تابع loop()، با دستور digitalWrite() LED را روشن و خاموش می‌کنیم. با استفاده از تابع delay() می‌توانیم مدت زمان روشن یا خاموش بودن LED را تنظیم کنیم.

توجه داشته باشید که LED_BUILTIN پین ساختگی آردوینو است که به عنوان یک LED در برد آردوینو وجود دارد. اگر از یک LED دیگر استفاده می‌کنید، باید شماره پین متناظر با آن را به جای LED_BUILTIN قرار دهید.

محیط برنامه نویسی آردوینو

نرم‌افزار برنامه‌نویسی آردوینو (Arduino IDE) یک محیط توسعه یکپارچه (Integrated Development Environment) است که برای برنامه‌نویسی و برنامه‌ریزی برد‌های آردوینو استفاده می‌شود. این نرم‌افزار رایگان است و برای سیستم عامل‌های مختلف مانند ویندوز، مک‌آس و لینوکس در دسترس است.

در نرم‌افزار برنامه‌نویسی آردوینو، کاربران می‌توانند کدهای برنامه‌ریزی خود را با استفاده از زبان برنامه‌نویسی C/C++ ویرایش کرده و در برد آردوینو اجرا کنند. همچنین، این نرم‌افزار قابلیت بارگذاری کدهای آماده و کتابخانه‌های مختلف را نیز داراست که کاربران می‌توانند از آنها در برنامه‌های خود استفاده کنند.

نرم‌افزار برنامه‌نویسی آردوینو دارای ویژگی‌هایی مانند پشتیبانی از ساده‌سازی برنامه‌نویسی، ابزارهای شناسایی خطا و اشکال‌زدایی، نمایشگر کدها و خروجی‌ها، برنامه‌ریزی با استفاده از بلوک‌های بصری و دسترسی به داده‌های برد آردوینو می‌باشد.