در خدمت دوستان عزیز هستیم با دوره آموزش برنامه نویسی برد آردینو از وب سایت آموزش برنامه نویسی لرن بست. این دوره آموزش شامل ۱۷ جلسه با تدریس جناب آقای جتبی شادریان عزیز که به رایگان در اختیار کاربران قرار داده اند.
دوره آموزش برنامه نویسی برد آردینو
حجم : ۱٫۰۶ گیگابایت
مدیت زمان : ۴ ساعت و ۱۲ دقیقه
مدرس : مهندس شادریان
دوره آموزش برنامه نویسی برد آردینو
معرفی دوره آموزش برنامه نویسی برد آردینو
- مقدمه
- اهداف دوره
- ویژگی های برد آردینو
توی این جلسه که قسمت اول دوره آموزش برنامه نویسی برد آردینو می باشد، در خصوص مجموعه آموزشی، و اهدافی که در طول آموزش دنبال خواهیم کرد توضیحاتی داده می شود و همچنین در خصوص برد پرکاربرد آردینو و محیط برنامه نویسی و ویژگی های آن مطالبی عنوان می گردد. توصیه میگردد قبل از مطالعه قسمت های اصلی، حتما این بخش را مطالعه بفرمایید.
آشنایی با برد آردینو
- تشریح برد آردینو
- قسمت های مختلف برد
- مشخصه های داخلی برد آردینو
- بررسی میکرو کنترلر، پین های ورودی/خروجی، کانال های PWM و…
- آشنایی با واحد ارتباط در سریال
- و…
در این قسمت، به صورت کامل تمام قسمت ها برد آردینو را تشریح خواهیم کرد، با قسمت های مختلف برد آشنا میشویم؛ مشخصه های داخلی برد آردینو اعم از میکروکنترلر به کار رفته، پین های ورودی/خروجی، تعداد کانال های PWM و سایر قسمت ها را بررسی خواهیم کرد. با واحد ارتباط سریال آشنا خواهیم شد، دلایل محبوبیت برد مذکور بیان میگردد. در این جلسه همچنین انواع مختلف برد های آردینو را مورد بحث و بررسی قرار خواهیم داد.
توضیح و معرفی قطعات به کار رفته در طول آموزش
- معرفی قطعات و ماژول های دوره
- انتخاب ماژول مناسب
- مقایسه ماژول ها
- و…
در این جلسه، کلیه قطعات و ماژول هایی را که در طول دوره مورد استفاده قرار خواهیم داد، بررسی خواهیم کرد، نکاتی در خصوص انتخاب ماژول ها بیان خواهد گردید؛ و همچنین مقایسه ای بین انواع دیگری که در بازار وجود دارد، ارائه خواهد گردید. لذا توصیه می گردد دوستانی که به صورت عملی میخاهند آموزش را دنبال کنند، قبل از تهیه قطعات و ماژول ها، این قسمت را مطالعه کنند تا با دید بهتری قطعات مورد نظر خود را تهیه کنند و هزینه کمتری را صرف کنند.
معرفی نرم افزار های مورد نیاز در مجموعه آموزش برنامه نویسی برد آردینو
- معرفی نرم افزارهای مرتبط
- نحوه تهیه و نصب نرم افزارها
- معرفی نرم افزار های استفاده شده در دوره
- کامپایلر آردینو
- نرم افزار شبیه ساز پروتئوس
- نرم افزار Fritzing
- و….
در این جلسه، با نرم افزار های مرتبط که در طول دوره با آنها کار خواهیم کرد، آشنا می شویم. نکاتی در خصوص نحوه تهیه و نصب نرم افزار ها بیان خواهد شد. نرم افزار هایی که در طول دوره مورد استفاده قرار خواهیم داد عبارت اند از : کامپایلر برنامه نویسی برد آردینو – نرم افزار شبیه ساز پروتئوس – نرم افزار تهیه و تولید مدار های مربوط به پروژه ها (Fritzing)
از کامپایلر آردینو، برای نوشتن کد های مربوطه استفاده خواهد شد. با استفاده از نرم افزار شبیه ساز پروتئوس امکان شبیه سازی پروژه ها به صورت عملی فراهم میگردد، و با استفاده از نرم افزار Fritzing میتوانیم برای پروژه های خود مستندات کاملی مانند شماتیک تهیه کنیم. که به صورت کامل توضیح داده شده است.
آموزش نرم افزار شبیه ساز پروتئوس
- آموزش شبیه سازی با پروتئوس
- آموزش شبیه سازی قطعات پر کاربرد
- تنظیمات نرم افزار پروتئوس
با توجه به اینکه در این مجموعه آموزشی، کلیه مثال ها و پروژه های عنوان شده، توسط نرم افزار شبیه ساز پروتئوس، شبیه سازی می شود پس لازم است یک آشنایی مختصر با نرم افزار پروتئوس صورت گیرد؛ لذا در این جلسه، به صورت کاملا کاربردی و پروژه محور نکاتی در خصوص نرم افزار شبیه سازی پروتئوس آموزش داده خواهد شد و کابران قادر خواهد بود مدار های خود توسط نرم افزار مذکور تهیه کنند و سپس شبیه سازی های لازم را انجام دهند. در این جلسه نحوه شبیه سازی قطعات پر کاربرد در نرم افزار پروتئوس آموزش داده شده است و نکاتی در خصوص تنظیمات نرم افزار بیان شده است. مطالعه این قسمت نیز به شدت توصیه میگردد.
آموزش نرم افزار Fritzing
- آموزش استفاده از نرم افزار Fritzing
- ….
یکی دیگر از نرم افزار کاربردی در صنعت الکترونیک، نرم افزار Fritzing میباشد که به کابران امکان میدهد شمانیک و تصویر واقعی از پروژه های خود را تولید کرده و آن را در اختیار افراد دیگر قرار دهند. در این قسمت، نحوه استفاده از نرم افزار fritzing به صورت کاربردی آموزش داده خواهد شد. لازم به توضیح است برای کلیه مثال ها و پروژه های عنوان شده در این مجموعه آموزشی، از نرم افزار Fritzing برای تولید شماتیک مدار استفاده خواهد شد. با استفاده از نرم افزار ، امکان گرفتن خروجی های مختلف (مثل PDF) میسر میگردد.
آشنایی با مزیت ها برد آردینو
- مزایای برد آردینو
- دلایل استفاده از برد آردینو
- و….
در این جلسه، چندین مورد از مهمترین مزیت های برد آردینو نسبت به سایر میکروکنترلر ها را بیان خواهیم کرد و دلایل محبوبیت این برد کابردی شرح داده خواهد شد.
اولین پروژه با آردینو – آموزش برنامه نویسی برد آردینو
- آموزش برنامه نویسی اولین برنامه با کامپایلر آردینو
- نکاتی در خصوص شبیه سازی پروژه های آردینو در پروتنوس
- توضیح منوهای پرکاربرد کامپایلر آردینو
- فرمت نوشتن برنامه های آردینو
- آشنایی با برهی از دستورات مهم و کلمات کلیدی
- کامپایل پروژه به حافظه فلش آردینو
در این قسمت از دوره آموزش برنامه نویسی برد آردینو، اولین برنامه با استفاده از کامپایلر آردینو را برنامه نویسی خواهیم کرد و نکاتی در خصوص شبیه سازی پروژه های آردینو در نرم افزار شبیه ساز پروتنوس آموزش داده خواهد شد. به علاوه در این قسمت اشاره ای به کامپایلر آردینو خواهیم داشت و منو های کاربردی و با اهمیت این کامپایلر توضیح داده خواهد شد. در این قسمت با فرمت نوشتن برنامه های آردینو آشنا خواهیم شد. با برخی از دستورات مهم و کلمات کلیدی آشنا خواهیم شد و در انتها بعد از برنامه نویسی اولین پروژه، آن را کامپایل خواهیم کرد و فایل HEX تولید شده را که در واقع همان برنامه ما می باشد، به حافظه فلش آردینو انتقال می دهیم و پروژه را به صورت کاملا عملی و واقعی شبیه سازی خواهیم کرد.
آموزش کار با واحد PWM در آردینو
- نحوه کار با واحد PWM
- دستوارت مربوط به PWM در کامپایلر آردینو
- و…
یکی از مهمترین قسمت های میکروکنترلر ها، واحد PWM می باشد که کابردهای مختلفی در الکترونیک و مخابرات دارد؛ در واقع با استفاده از این تکنیک در میکروکنترلر قادر خواهیم بود سرعت یک موتور را کم و زیاد کنیم و یا شدت روشنایی یک لامپ را تغییر دهیم، در این جلسه از دوره آموزش برنامه نویسی برد آردینو با واحد PWM در برد آردینو آشنا خواهیم شد و کانال هایی که این قابلیت را برای ما فراهم میکنند را شرح میدهیم؛ با دستوارت مربوط به PWM در کامپایلر آردینو آشنا می شویم و در نهایت یک پروژه کامل را از ابتدا به صورت پروژه محور طراحی میکنیم و شبیه سازی آن را در نرم افزار پروتئوس انجام خواهیم داد. با استفاده از تکنیک PWM پروژه های بسیار پیشرفته ای را می توانیم طراحی کنیم.
آموزش کار با LED و LED RGB و کار با سریال مانیتور در آردینو
- طراحی پروژه با LED و LED RGB
- آموزش ارتباط سریال
- آموزش کار با سریال مانیتور
- نظیمات مربوط به ارتباط سریال و دستورات مهم آن در کامپایلر آردینو
- و…
در این جلسه، با استفاده از LED و LED RGB، چند پروژه جالب را طراحی خواهیم کرد. LED RGB در حقیقت متشکل از ۳ دیود نورانی به رنگ های قرمز، سبز و آبی می باشد که در داخل یک LED قرار گرفته اند و با استفاده از واحد PWM، میتوانیم توسط LED RGB حدود ۱۶۷۷۷۲۱۶ حالت رنگی مختلف را ایجاد کنیم (۲۵۶ * ۲۵۶ * ۲۵۶). به علاوه در این جلسه آموزشی با ارتباط سریال آشنا خواهیم شد و یک ابزار مهم در کامپایلر آردینو را به نام ” سریال مانیتور” مورد استفاده قرار خواهیم داد. به طوریکه میتوانیم از طریق سریال مانیتور، اطلاعات مورد نظر خود را به برد آردینو ارسال کنیم. لازم به توضیح است در این جلسه آموزشی، با تنظیمات مربوط به ارتباط سریال و دستورات مهم آن در کامپایلر آردینو آشنا خواهیم شد و به صورت کاملا عملی پروژه های این بخش را شبیه سازی خواهیم کرد.
پروژه رقص نور زیبا در آردینو
- آشنایی با حلقه های شرطی
- آشنایی با حلقه های تکرار
- طراحی رقص نور چندحالته در آردینو
در این جلسه، یک رقص نور زیبای چند حالته طراحی خواهیم کرد که سرشار از نکات آموزشی می باشد و به علاقه مندان الکترونیک توصیه میگردد این قسمت را حتما مطالعه کنند. هدف اصلی از ضبط این قسمت، آشنایی کاربران با انواع حلقه های شرطی و حلقه های تکرار می باشد که باعث ارتقای مهارت برنامه نویسی می شود. شما به سادگی می توانید پروژه آموزش داده شده در این جلسه را بسیار جذاب تر کنید.
آشنایی با برنامه های نمونه در کامپایلر آردینو
- معرفی سورس های کاربردی
- توضیخ کتابخانه های جانبی آردینو
- و…
با توجه به اینکه، یکی از مزیت های آردینو، مستندات کامل و سورس های نمونه فراوان می باشد، در این جلسه آموزشی، چند نمونه از مهمترین و کاربردی ترین سورس های درونی آردینو را توضیح می دهیم و در خصوص کتابخانه های جانبی آردینو توضیحاتی ارائه خواهد گردید.
آموزش استفاده از ورودی های دیجیتال در آردینو
- کانفیگ پین های دیجیتال
- دستورات کانفیگ پین های دیجیتال
- آموزش پیاده سازی چند پروژه کاربردی در آردینو
- و…
در این جلسه دوره آموزش برنامه نویسی برد آردینو، در مورد کانفیگ پین های دیجیتال به صورت ورودی صحبت خواهیم کرد و دستورات مربوط به آن را بیان خواهیم کرد. لازم به توضیح است مطالب آموزشی این جلسه در قالب چند پروژه کاربردی آموزش داده خواهد شد و سپس به صورت کامل شبیه سازی شده، پروژه را در نرم افزار شبیه ساز پروتئوس انجام خواهیم داد.
نحوه ارتباط به ورودی های دیجیتال از طریق ارتباط سریال- معرفی نرم افزار
- دریافت اطلاعات ورودی های دیجیتال از واحد ارتباط سریال
- تعریف پورت های سریال مجازی به تعداد نا محدود
- معرفی و کار با چندین ابزار کاربردی
- و….
در این جلسه، مطالب جلسه قبل را ادامه خواهیم داد، در واقع در این جلسه اطلاعات مربوط به ورودی های دیجیتال را از طریق واحد ارتباط سریال ( همان سریال مانیتور)، دریافت خواهیم کرد و بر اساس اطلاعات دریافتی، وظایف متفاوتی را انجام خواهیم داد.
در این قسمت، برای آنکه بتوانیم ارتباط سریال را در پروتئوس شبیه سازی کنیم از یک نرم افزار جانبی دیگر استفاده خواهیم کرد. با استفاده از این نرم افزار، میتوانیم پورت های سریال مجازی به تعداد نا محدود برای پروژه تعریف کنیم.به علاوه در این قسمت، با چندین ابزار کاربردی در پروتئوس آشنا خواهیم شد.
آموزش دریافت اطلاعات از سنسور های ورودی آنالوگ
- نحوه دریافت اطلاعات از سنسور ها
- و…
همانطور که میدانید خروجی اکثر سنسور های موجود در بازار به صورت آنالوگ می باشد، برای آنکه در آردینو بتوانیم اطلاعات سنسور های مذکور را دریافت کنیم حتما بایستی از ورودی های آنالوگ آردینو استفاده گردد. همانطور که بیان شد برد آردینوی UNO دارای ۶ کانال ورودی آنالوگ می باشد؛ که با استفاده از آنها قادر خواهیم بود به صورت همزمان اطلاعات شش سنسور آنالوگ را دریافت کنیم.
در این قسمت، در قالب چندین مثال پروژه محور، نحوه دریافت اطلاعات از سنسور های مختلف آموزش داده خواهد شد که خروجی آنها در پروتنوس شبیه سازی می گردد. به علاوه دستورات مربوطه در محیط کامپایلر آردینو آموزش داده خواهد شد.
آموزش کار با ورودی های آنالوگ و استفاده از واحد PWM
- آموزش ساخت برامه دریافت اطلاعات از بیرون در آردینو
- آموزش استفاده از سنسور دماسنج
- آموزش استفاده از واحد PWM
- و…
در این جلسه، در قالب یک پروژه، ابتدا برنامه ای طراحی خواهیم کرد که اطلاعات یک سنسور را ( از سنسور دماسنج استفاده گردیده است) از محیط بیرون دریافت کنیم، سپس بر اساس اطلاعات دریافتی از سنسور دما و با کمک گرفتن از واحد PWM، میتوانیم شدت نور یک LED را کنترل کنیم، به طوریکه با افزایش دما شدت روشنایی LED نیز افزایش پیدا خواهد کرد و برعکس. لازم به توضیح است، برنامه مذکور کاربردی بوده و میتواند به صورت های دیگر نیز مورد استفاده قرار گیرد، در این بخش، با چند نمونه از ابزار های کاربردی در پروتئوس آشنا می شویم و از آنها برای مانیتورینگ پروژه طراحی شده استفاده خواهیم کرد.
آموزش کار با آرایه ها و تولید صوت
- نحوه استفاده از آرایه ها
- آموزش کار با توابع تولید صوت
- پیاده سازی و شبیه سازی پروژه عملی در پروتئوس
در جلسه هفدهم از دوره آموزش برنامه نویسی برد آردینو، با مفهوم مهمی به نام ” آرایه ها” در برنامه نویسی آشنا خواهیم شد که با کمک گرفتن از آرایه ها میتوانیم صوت های مختلفی را ایجاد کنیم. در این جلسه با یک سری از توابع تولید صوت در آردینو آشنا خواهیم شد و پروژه را به صورت عملی در پروتئوس شبیه سازی خواهیم کرد
آردوینو چیست؟
آردینو ابزاری است برای تولید کامپیوترهایی که نسبت به کامپیوتر شخصی شما، مقدار بیشتری از دنیای فیزیکی را احساس و کنترل می کنند. این ابزار، یک پلت فرم محاسباتی فیزیکی open-source است که بر اساس یک برد میکروکنترلر ساده تهیه شده، و نیز یک محیط توسعه برای نوشتن نرم افزار جهت کار با برد می باشد.
آردوینو می تواند جهت ایجاد اشیای تعاملی، گرفتن ورودی از تعداد زیادی سوییچ و حسگر، و کنترل تنوعی از لامپ ها، موتورها، و سایر خروجی های فیزیکی به کار گرفته شود. پروژه های آردوینو می توانند مستقل باشند، و یا با نرم افزاری که روی کامپیوتر شما در حال اجراست(مثل Flash ، Processing، MaxMSP)، ارتباط برقرار کند. شما می توانید بردها را به طور دستی مونتاژ کنید و یا به صورت از پیش مونتاژ شده، خریداری کنید؛ محیط برنامه نویسی open-source را می توانید به صورت رایگان دانلود کنید. زبان برنامه نویسی آردوینو، یک پیاده سازی از Wiring(یک پلت فرم محاسباتی و فیزیکی مشابه) است، که بر اساس محیط برنامه نویسی چندرسانه ای Processing کار می کند.
چرا آردوینو؟
تعداد زیادی میکروکنترلر و پلت فرم میکروکنترلر دیگر، جهت محاسبات فیزیکی موجود است. بردهای Parallax Basic Stamp، Netmedia’s BX-24، Phidgets، MIT’s Handyboard و بسیاری بردهای دیگر، عملکرد مشابهی را ارائه می دهند. کلیه این ابزارها، جزئیات درهم و برهمی از برنامه نویسی میکروکنترلر را برداشته و آن را در یک پکیج easy-to-use جمع بندی نموده اند. برد آردوینو همچنین فرایند کار با میکروکنترلرها را تسهیل می کند. لیکن مزایایی را برای معلمان، دانش آموزان و مبتدیان علاقه مند در کلیه سیستم های دیگر ارائه می دهد :
- ارزان – در مقایسه با سایر پلت فرم های میکروکنترلر، بردهای آردوینو نسبتاً ارزان هستند. ارزان ترین نسخه از ماژول آردوینو می تواند به صورت دستی مونتاژ شود، و حتی ماژول های آردوینو از پیش مونتاژ شده، کمتراز ۵۰ دلار قیمت دارد.
- مستقل از سیستم عامل (Cross-platform) – نرم افزار آردوینو روی سیستم های عامل ویندوز، مکینتاش OSX و لینوکس اجرا می شود. اکثر سیستم های میکروکنترلر منحصر به ویندوز شده اند.
- محیط برنامه نویسی شفاف و ساده – محیط برنامه نویسی آردوینو برای استفاده مبتدیان، ساده است، در عین حال جهت استفاده ی کاربران حرفه ای از مزیتها نیز به اندازه کافی منعطف است. برای مدرسان، بر اساس محیط برنامه نویسی Processing به راحتی قابل استفاده است، بدین ترتیب، دانش آموزانی که برنامه نویسی در آن محیط را یاد می گیرند، با ظاهر و باطن آردوینو آشنا خواهند شد.
- نرم افزار قابل توسعه و open-source – نرم افزار آردوینو به صورت یک ابزار open-source منتشر شده است که برای توسعه توسط برنامه نویسان باتجربه موجود می باشد. این زبان می تواند از طریق کتابخانه های C++ گسترش یابد، و افرای که می خواهند جزئیات فنی را بفهمند، می توانند از آردوینو گریزی به زبان برنامه نویسی AVR C که زبان پایه ی آن است، بزنند. به طور مشابه اگر بخواهید، می توانید مستقیما کد AVR-C را درون برنامه های آردوینو خود درج کنید.
- سخت افزار قابل توسعه و open-source – آردوینو بر اساس میکروکنترلرهای ATMEGA8 و ATMEGA168 شرکت Atmel پایه ریزی شده اند. طرح ماژول ها تحت لیسانس Creative Commons مجوز گرفته اند، بنابراین طراحان با تجربه مدار، می توانند ماژول خود را ساخته، توسعه داده و آن را بهبود ببخشند. حتی کاربران نسبتاً بی تجربه می توانند یک نسخه بردبوردی از ماژول را جهت فهم شیوه کار آن بسازند و هزینه ای جهت آن نپردازند.
منبع : سورس باران