جلسه سوم دوره آردوینو- شروع کار با آردوینو

مقدمه

دوستان سلام. در ادامه سلسله جلسات دوره آردوینو میخوایم این جلسه اول به مفاهیم مربوط به سنسورها و عملگرها و دستگاه های تعاملی بپردازیم و به طور رسمی وارد دنیای آردوینو بشیم. در این جلسه LED رو به آردوینو متصل میکنیم ولی  کد راه اندازی اون رو چون جلسه دیگه طولانی نشه بررسی نمیکنیم. ایشالا در جلسات آینده کد راه اندازی اون رو هم ریز به ریز توضیح میدیم. خوب بدون هیچگونه اتلاف وقتی میریم سر وقت اصل مطلب. 

تشریح یک دستگاه تعاملی

همه چیزهایی که با آردوینو ساخته میشن یه الگوی خاصی رو پیروی میکنن که ما بهشون میگیم دستگاه های تعاملی. دستگاه های تعاملی یه سری مدارات الکترونیکی هستند که قادر هستن محیط اطرافشون رو با استفاده از سنسورهاشون شناسایی میکنن.( منظور از سنسورها یه سری قطعات الکترونیکی هستند که پارامترهای جهان واقعی  مثل دما و رطوبت و… رو به سیگنال الکتریکی تبدیل میکنه.) دستگاه اطلاعاتی رو که از سنسورها میگیره با استفاده از کدی که روی پردازنده اش هست پردازش میکنه و پس از اون دستگاه قادر خواهد بود تا با استفاده از عملگرهاش با جهان اطرافش در تعامل باشه. یه نمونه از عملگرها بازوهای یه ربات هست). شکل زیر به طور کامل گویای مطالب گفته شده هست:

سنسورها و عملگرها یه سری تجهیزات الکترونیکی هستند که باعث میشن دستگاه ما بتونه با جهان اطرافشون در تعامل باشه.

میکروکنترلر یه نمونه خیلی ساده از یک کامپیوتر هست و فقط با سیگنال های الکتریکی پردازش هاش انجام میشه.( کمی شبیه پالس های الکتریکی که بین نورون های مغز جا به جا میشه.) برای این که نور، دما و سایر مقادیر فیزیکی رو اندازه گیری کنه اون به یه وسیله ای نیاز داره تا این ها رو به سیگنال الکتریکی تبدیل کنه. مثلا در بدن ما چشم ها میان و نور رو به سیگنال تبدیل میکنن و سپس با استفاده از رشته های عصبی اون رو میرسونن به مغز. همین فرایند در الکترونیک توسط سنسوری به نام فتوسل انجام میشه که میتونه مقدار نوری که بهش میرسه رو اندازه گیری کنه و به سیگنال الکتریکی تبدیل کنه تا برای میکروکنترلر قابل فهم باشه.

برای این که دستگاه  از طریق عملگرهاش عملی رو انجام بده اول دستگاه باید اطلاعات مورد نیاز رو از سنسورها بخونه. این فرایند تصمیم گیری از طریق میکروکنترلر کنترل میشه و سپس عملیات مورد نظر توسط عملگرها انجام میشن. به عنوان مثال بدن خودمون رو در نظر بگیرید. مثلا فرض کنید داریم در یه پارک قدم میزنیم و بعد سر راه به درخت میخوریم. ما با استفاده از چشم هامون اون درخت رو میبینیم( چشم های ما به عنوان سنسور عمل میکنن) و سپس این اطلاعات به مغز میرسن و از طریق مغز به پاهامون فرمان داده میشه و باعث میشه مسیر خودمون رو کج کنیم.( در اینجا مغز نقش میکروکنترلر و پاها نقش عملگر رو دارن). در دنیای الکترونیک این عمل ها میتونن از طریق یه LED یا یه بازو انجام بشن.( قرار نیست همیشه یه بازو نقش عملگر داشته باشه بعضی وقتا یه چراغ هم میتونه نقش یه عملگر رو داشته باشه.مثلا وقتی LED روشن میشه یه چیزی رو به ما نشون میده. در این صورت هم LED نقش عملگر رو داره)
در تصویر زیر ابتدا برد آردوینو اطلاعات مورد نظر رو از سنسور( مستطیل سبزه) میخونه و سپس عملیات مورد نظر خودش رو با استفاده از موتور سروو که نقش عملگر رو داره، انجام میده.

در این دوره آموزشی ما سعی میکنیم که با هم یادبگیریم چطور اطلاعات سنسورهای مختلف رو بخونیم و سپس  از طریق عملگرها اعمال مورد نظر خودمون رو انجام بدیم.

LED چشمک زن

LED چشمک زن اولین پروژه ای هست که ما میخوایم اون رو انجام بدیم و دو تا هدف رو هم دنبال میکنیم. اول این که چک کنیم ببینیم بردمون به طور کامل درست کار میکنه یا نه و دوم با ساختار کدنویسی در آردوینو هم آشنا بشیم. معمولا هر کی میخواد وارد دنیای میکروکنترلر بشه اولین بار از همین پروژه شروع میکنه. چون هم پروژه ساده ای هست و هم شخص تازه کار با ساختار کدنویسی در میکروکنترلر مورد نظر آشنا میشه. LED هم همونطور که میدونید یه قطعه الکترونیکی هست که شبیه این لامپ های حبابی هست و البته در سایز کوچکتر وجود داره  و با ولتاژ کمتر راه اندازی میشه. شکل زیر یه LED رو نشون میده:

روی برد آردوینو به طور پیش فرض یه LED نصب شده که به پایه شماره 13 دیجیتال وصل هست ولی شما میتونید LED مورد نظر خودتون رو مطابق شکل زیر به برد وصل کنید.

تذکر: اگه قصد دارید زمان زیادی LED رو به برد وصل کنید حتما یه مقاومت با LED سری کنید. قبلا به طور کامل یه پست در مورد این موضوع نوشتیم که میتونید اون رو از این لینک بخونید:

مقاومت سر راه LED چقدر باید باشد؟

در شکل زیر K نشون دهنده پایه کاتد( منفی) هست که همون پایه کوچیکتره هست و A هم نشون دهنده پایه آند(مثبت) یا همون پایه بزرگه هست.

خوب دوستان برای این جلسه کافیه. میخوایم آروم و کاملا اصولی آردوینو رو یاد بگیرم. پس زیاد عجله نکنید. فرایند یادگیری اگه خیلی تند باشه  ماندگاری کمتری هم داره.  انشالا جلسه بعد وارد کدنویسی آردوینو و مفاهیم مربوط به اون میشیم و سپس در جلسه بعد از اون هم ریز به ریز کدهای این LED چشمک زن رو توضیح میدیم. مثل همیشه میتونید ما رو در تلگرام و یا اینستاگرام دنبال کنید:

اگه هم که خیلی عاشق ما هستید که ما رو به دوستاتون هم معرفی کنید. ممنون از همکاریتون 😉