1

آموزش تعمیر منبع تغذیه سوئیچینگ

۵ (۱۰۰%) ۸ votes

این مطلب اولین جلسه از آموزش آردوینو برای مبتدیان است. این آموزش با سطح مقدماتی و مناسب افراد تازه کار و به زبان فارسی و کاملا بومی طراحی شده است. در این سری از آموزش اردوینو با سخت افزار و نرم افزار آردوینو آشنا می شوید و در پایان توانایی ساخت یک پروژه ساده با استفاده از آردوینو را خواهید داشت. اگر آردوینو را به درستی نمی شناسید پیشنهاد میکنم ابتدا مطلب جامعی که در مورد آردوینو و کاربردهای آن در سایت تحت عنوان “ آردوینو چیست؟ ” منتشر شده را مطالعه کنید. در این دوره آموزشی، مانند سایر دوره های استاندارد آموزش آردوینو از برد آردوینو اونو ( Arduino Uno ) به عنوان سخت افزار آردوینو استفاده می کنیم.

 

برد آردوینو مورد استفاده در آموزش آردوینو برای مبتدیان

برد آردوینو Uno از محبوب ترین و کارآمد ترین برد های آردوینو در جهان به شمار می رود. برخی ویژگی ها باعث شده است تا آردوینو Uno به بهترین برد آردوینو برای آموزش به افراد مبتدی تبدیل شود. در این آموزش سعی خواهیم کرد تا آموزش آردوینو به زبان ساده ارائه شود تا تمام افراد حتی افرادی که تحصیلات مرتبط در زمینه الکترونیک، کامپیوتر و برنامه نویسی ندارند و دانش آموزان +۱۰ سال نیز بتوانند از این آموزش ها بهره مند شوند.

 

آموزش آردوینو برای مبتدیان

 

 

شناخت آردوینو – قدم اول در یادگیری آردوینو

زمانی که صحبت از یادگیری آردوینو می شود باید در گام نخست تصور درستی از آردوینو در ذهن داشته باشید. بسیاری از افراد فکر می کنند آردوینو یک میکروکنترلر یا یک برنامه یا یک زبان برنامه نویسی است. اما هیچ یک از اینها تصور درستی نیست. آردوینو یک پلتفرم سخت افزاری متن باز است. شاید بپرسید پلتفرم به چه معناست؟ پلتفرم (پلتفرم کامپیوتری یا پلتفرم دیجیتال ) در علوم کامپیوتر به معنای بستر مورد استفاده برای اجرای یک برنامه است. پلتفرم آردوینو شامل سخت افزار و نرم افزار ویژه برنامه نویسی آردوینو است.

 

Arduino IDE Software

 

نرم افزار آردوینو در واقع شامل IDE برنامه نویسی آردوینو است که به کاربر اجازه می دهد برنامه مورد نظرش را برای تمام سخت افزار های آردوینو به یک شکل و بر اساس قواعد یک زبان برنامه نویسی سطح بالا، برنامه نویسی کند. فرقی نمی کند قصد دارید برای آردوینو UNO برنامه نویسی کنید یا آردوینو Mega! قواعد و روش کار یکسان است. آخرین نسخه نرم افزار IDE آردوینو را می‌توانید از اینجا دانلود کنید.

سخت افزار آردوینو شامل تمام برد های آردوینو است. قابلیت ها و کاربرد برد های مختلف آردوینو با یکدیگر متفاوت هستند. برای این دوره آموزشی برد آردوینو اونو Uno انتخاب شده است و بنابراین در ادامه برد آردوینو UNO را برای شما تشریح می کنیم. دقت کنید سخت افزار آردوینو به معنی میکروکنترلر نیست. سخت افزار آردوینو بردی است که شامل یک میکروکنترلر نیز می‌شود و در نقش مغز متفکر برد آردوینو به کار گرفته می‌شود. اگر میخواهید اطلاعات بیشتری در مورد میکروکنترلر کسب کنید، مطلب “ میکروکنترلر چیست؟ ” را بخوانید. در ادامه اجزای مختلف یک برد آردوینو UNO را مورد بررسی قرار خواهم داد.

 

 

بررسی اجزای تشکیل دهنده سخت افزار آردوینو UNO R3

برد آردوینو UNO R3 یک برد بر مبنای تراشه mega328 با معماری AVR ساخت شرکت Atmel است. شرکت Atmel در سال ۲۰۱۶ توسط شرکت Microchip خریداری شد و هم اکنون تراشه های AVR توسط شرکت Microchip تولید می شود. شاید علاقه مند باشید بدانید R3 که در انتهای نام این برد آمده است به چه معناست؟ R3 به معنای Revision 3 است. در حقیقت آردوینو UNO در سال های اخیر دچار تغییراتی شده است که کارایی این برد را بهبود بخشیده اند. UNO R3 سومین نسخه آردوینو اونو است که تاکنون ارائه شده است.

 

آردوینو UNO R3

 

قطعات موجود روی برد آردوینو UNO R3:

  • میکروکنترلر MEGA328P
  • کانکتور USB Type B
  • میکروکنترلر MEGA16U2 – تبدیل USB به سریال و برعکس
  • کریستال اسیلاتور DIP 16Mhz
  • کریستال اسیلاتور SMD
  • جک پاور ( فیش مادگی آداپتور )
  • رگولاتور ۵ ولت
  • رگولاتور ۳٫۳ ولت
  • دکمه ریست
  • فیوز خودکار ۵۰۰ میلی آمپر
  • LED
  • پین هدر نری و مادگی
  • تعدادی خازن، مقاومت، دیود، ترانزیستور

 

بر روی برد آردوینو UNO یک تراشه ATMEGA16U2 به عنوان رابط میکروکنترلر اصلی و USB در کنار کانکتور USB نوع B بر روی برد قرار گرفته است. این تراشه به شما کمک می‌کند تا برنامه های نوشته شده را بدون نیاز به پروگرامر AVR و تنها از طریق یک کابل USB بر روی میکروکنترلر اصلی انتقال دهید و در زمانی که برنامه روی میکروکنترلر اصلی در حال اجراست میتوانید با استفاده از این میکروکنترلر ( واسط USB )‌ دستوراتی یا اطلاعاتی را بین کامپیوتر و برد آردوینو انتقال دهید. ۲ عدد کریستال با بدنه فلزی بر روی برد قرار داده شده است. کریستال DIP ( پایه دار – Trough-Hole ) مربوط به mega16U2 و کریستال SMD (‌ بدون پایه ) ریزی که در کنار mega328p قرار داده شده است وظیفه تامین فرکانس کلاک CPU میکروکنترلر اصلی را بر عهده دارد.

این مطلب را از دست ندهید:  جلسه سوم آموزش مقدماتی آردوینو - خواندن مقادیر آنالوگ

 

مدار تبدیل USB به سریال UNO R3

 

قسمت تغذیه برد آردوینو شامل جک پاور ( مادگی فیش آداپتور )، رگولاتور ( تثبیت کننده ولتاژ ) ۵ ولت، فیوز ۰٫۵ آمپر خودکار و مدار تغذیه از USB است. برد آردوینو UNO R3 قابلیت تامین تغذیه خود از طریق USB را داراست و می توان با همان کابل USB برنامه ریزی و بدون نیاز به آداپتور، آردوینو را به کار انداخت. کافیست کابل USB را به شارژر موبایل یا یک درگاه USB وصل کنید تا آردوینو شما روشن شود. قرار دادن جک پاور بر روی برد آردوینو اونو باعث شده تا امکان راه اندازی آردوینو با آداپتور های DC نیز به سادگی اتصال فیش آداپتور امکان پذیر باشد. قطعه بعدی در این مدار رگولاتور یا تثبیت کننده ولتاژ ۵ ولت است که کمک می کند تا بتوان آداپتور های ۶ الی ۲۰ ولت را به جک پاور متصل کرد. وظیفه رگولاتور ۵ ولت، اتلاف اضافه ولتاژ و تحویل ولتاژ یکنواخت ۵ ولت در خروجی است. اگر ولتاژ آداپتور شما کمتر از ۷ ولت باشد ممکن است خروجی رگولاتور کمی کمتر از ۵ ولت باشد. اتصال آداپتور های بیش از ۱۲ ولت نیز می‌تواند باعث گرم شدن بیش از اندازه رگولاتور و آسیب به برد شما شود. بهتر است اگر قصد دارید آردوینو را به آداپتور متصل کنید، از یک آداپتور ۷ الی ۱۲ ولت برای راه اندازی برد آردوینو UNO R3 استفاده کنید. فیوز خودکار یا Re-settable Fuse قطعه ای زرد رنگ بین کانکتور USB و جک پاور است که در صورتی که برد آردوینو جریانی بیشتر از ۰٫۵ آمپر مصرف کند، تغذیه را قطع می کند و با برطرف شدن مشکل مجددا تغذیه وصل می شود. دقت کنید قطعات پر مصرف مانند موتور ها را نباید مستقیما به آردوینو متصل کنید.

 

مدار تغذیه Arduino UNO R3

 

یک دکمه (Button) در کنار کانکتور USB قرار داده شده است که وظیفه ریست کردن برد را بر عهده دارد. شما می توانید هر زمان با فشار دادن این دکمه بدون اینکه نیاز به قطع و وصل کردن ولتاژ تغذیه برد داشته باشید، میکروکنترلر روی برد آردوینو را ریست کنید تا برنامه روی آن مجددا از ابتدا اجرا شود.

 

در دو طرف برد پین هدر های مشکی رنگ از نوع مادگی قرار داده شده است که امکان اتصال آردوینو اونو به شیلد های مختلف یا اتصال به برد برد و دیگر ماژول ها از طریق دوپانت وایر یا سیم بردبردی را برای شما فراهم کرده است. پین های اطراف برد شامل پین های تغذیه ۳٫۳ ولت و ۵ ولت برای روشن کردن سایر قطعات دیگر و پین های ورودی/خروجی دیجیتال و ورودی های آنالوگ است. تمام پین های ورودی/خروجی و ورودی آنالوگ آردوینو را میتوان به عنوان ورودی/خروجی دیجیتال استفاده کرد. اما برخی از این پین ها قابلیت های منحصر به فردی دارند. پین های A0 تا A5 می توانند به عنوان ورودی آنالوگ استفاده شوند و خروجی آنالوگ بسیاری از سنسور ها را به سادگی به اعداد دیجیتال بین ۰ تا ۱۰۲۴ برای استفاده در برنامه تبدیل نمایند. پین های ۳، ۵، ۶، ۹، ۱۰، ۱۱ که با یک علامت ‍~ مشخص شده اند می توانند به عنوان خروجی PWM استفاده شوند.

 

PWM چیست؟

PWM به معنی مدولاسیون عرض پالس است. به زبان ساده اگر میخواهید نور یک LED را کم کنید باید ولتاژی که به LED اعمال می شود را کاهش دهید. اما دیجیتال به شما اجازه می دهد فقط ۰ ولت یا ۵ ولت را در خروجی داشته باشید. PWM راهکار ساده ای را در اختیار شما قرار می دهد اگر می خواهید نور LED به اندازه زمانی باشد که ولتاژ ۲٫۵ ولت به آن متصل است، می توانید LED را در یک ثانیه به صورت متوالی ۲۵ بار به ۰ و ۵ ولت هرکدام به مدت ۲۰ میلی ثانیه متصل کنید. با این کار به واسطه اثر فیلیکر نور LED را مشابه زمانی می بینیم که ۲٫۵ ولت به آن متصل است و متوجه خاموش و روشن شدن آن نمی شویم. اگر میخواهید PWM را بهتر یاد بگیرید، مطلب ” PWM چیست؟ ” را بخوانید.

این مطلب را از دست ندهید:  دانلود کتاب آردوینو برای تازه وارد ها

 

راه اندازی میکروکنترلر ها نیاز به قطعات متعدد الکترونیکی،سیم کشی و لحیم کاری دارد اما آردوینو کاری کرده تا فقط با داشتن یک برد آردوینو و بدون نیاز به دانش خاص بتوانید میکروکنترلر روی برد آردوینو را برنامه ریزی کنید و از آن لذت ببرید.

 

 

آردوینو یک پلتفرم سخت افزاری متن باز است

شاید با خودتان فکر کنید سخت افزار متن باز به چه معنی است؟ متن باز بودن آردوینو یعنی تمام نقشه ها، شماتیک ها و برنامه های مورد نیاز برای ساخت برد آردوینو UNO و سایر برد های آردوینو را میتوانید به سادگی از سایت آردوینو دانلود کنید و خودتان PCB آردوینو را بسازید یا تغییرات دلخواهتان را در آن اعمال کنید و برد آردوینوی سفارشی خودتان را بسازید. این ویژگی باعث شده است تا صد ها مدل برد آردوینو توسط افراد و شرکت های مختلف طراحی و ساخته شود.

 

اگر تا اینجا با جلسه اول آموزش آردوینو برای مبتدیان همراه شده باشید، به طور عمومی با پلتفرم آردوینو و سخت افزار برد آردوینو اونو آر تری (UNO R3) آشنا شده اید. ممکن است برخی از کلمات و واژه ها برای شما گیج کننده به نظر برسند. اما جای نگرانی نیست حتی اگر کلماتی در متن بالا مشاهده کردید که برای بار اول در زندگیتان آن کلمه را دیده‌اید نگران نباشید. آردوینو صرفا برای متخصصین ساخته نشده است. آردوینو برای همه افرادی ساخته شده است که دوست دارند چیزی اختراع کنند و دنیا را به جای بهتری برای زندگی کردن تبدیل کنند. آردوینو برای شما ساخته شده است. اگر با ما همراه بمانید و آموزش ها را به صورت منظیم دنبال کنید حتی اگر هنوز برنامه نویسی بلد نیستید، در کمتر از یک ماه می توانید آردوینو را یاد بگیرید و اولین پروژه ی خودتان را بسازید.

 

 

گام دوم آموزش آردوینو – نصب نرم افزار IDE آردوینو

در این مرحله باید نرم افزار آردوینو را بر روی کامپیوترمان نصب کنیم. نرم افزار IDE آردوینو محیطی بسیار ساده را در اختیار شما قرار می دهد تا بتوانید پروژه های دلخواهتان را به سادگی به برنامه های قابل فهم و قابل برنامه ریزی روی میکروکنترلر تبدیل کنید. برنامه نویسی در محیط آردوینو کاری بسیار آسان، شیرین و دلچسب است. برای نصب IDE آردوینو ابتدا نرم افزار آردوینو را از اینجا دانلود کنید. در ادامه نصب نرم افزار Arduino IDE را به صورت مرحله به مرحله به شما آموزش می‌دهیم.

 

دانلود نرم افزار IDE آردوینو

 

همان‌طور که در تصویر بالا مشاهده می‌کنید، نسخه ویندوزی آردوینو را دانلود انتخاب می‌کنیم. در صفحه بعد از ما خواسته می‌شود در صورت تمایل مبلغی را جهت حمایت از آردوینو به دلخواه پرداخت کنیم. که مطابق تصویر زیر با کلیک بر روی گزینه Just Download بدون نیاز به پرداخت هیچ وجهی دانلود نرم افزار Arduino IDE شروع می شود.

دانلود نرم افزار Arduino IDE

فایل نصبی آردوینو حجمی در حدود ۱۰۰ مگابایت دارد و اگر به اینترنت مناسبی دسترسی داشته باشید در کمتر از ۵ دقیقه دانلود خواهد شد. در مرحله بعد فایل دانلود شده را باز می کنیم تا نصب نرم افزار شروع شود. اگر از ویندوز ۷ / ۸ یا ۱۰ استفاده می کنید ممکن است ویندوز پیامی مانند تصویر زیر به شما نمایش دهد، در اینصورت روی دکمه YES کلیک کنید تا آردوینو بتواند بر روی کامپیوتر شما نصب شود. در غیر اینصورت برنامه نصب باز خواهد شد.

 

آموزش نصب نرم افزار اردوینو

 

با باز شدن نرم افزار نصب IDE آردوینو شما توافقنامه استفاده از نرم افزار آردوینو تحت لیسانس GNU را مشاهده می کنید که برای رفتن به مرحله بعد باید روی دکمه I Agree کلیک کنید.

 

نصب IDE Arduino

 

این مطلب را از دست ندهید:  راه اندازی LED RGB WS2812 با استفاده از آردوینو

در صفحه بعد لیست از بخش های مختلف نرم افزار آردوینو را مشاهده می کنید و میتوانید تیک قسمت هایی را که به آنها نیاز ندارید را بردارید تا نصب نشوند. اجزا این لیست به این شکل است :

 

Install Arduino Software : نصب نرم افزار آردوینو

Install USB Driver : نصب راه انداز اتصال USB برد آردوینو به کامپیوتر

Create Start Menu Shortcut : ایجاد میانبر برای دسترسی به برنامه Arduino در منو استارت ویندوز

Create Desktop Shortcut :‌ ایجاد میانبر برای دسترسی به نرم افزار اردوینو روی صفحه دسکتاپ

Associate .ino Files :‌ با انتخاب این گزینه تمام فایل های .ino به صورت خودکار در برنامه آردوینو باز می شوند. برنامه های آردوینو با پسوند .ino ذخیره می شوند.

 

ما پیشنهاد میکنیم همه گزینه ها را تیک بزنید و مطابق تصویر زیر بر روی دکمه Next کلیک کنید. حجم نرم افزار آردوینو و درایور USB برد آردوینو در حدود ۵۰۰ مگابایت است و برای نصب این نرم افزار به این مقدار فضای خالی بر روی یکی از درایو های کامپیوترتان احتیاج خواهید داشت. دقت کنید سه گزینه مشخص شده با فلش قرمز در تصویر زیر برای نصب وعملکرد درست نرم افزار اردوینو ضروری است.

 

آموزش آردوینو به زبان فارسی

 

در مرحله بعد نرم افزار از شما می‌خواهد محل نصب نرم افزار را مشخص نمایید. در حالت پیشفرض نرم افزار Arduino در درایو ویندوز / پوشه Program Files / پوشه Arduino نصب می شود. بعد از تایید محل نصب مطابق تصویر زیر دکمه Install را کلیک کنید تا نرم افزار شروع به نصب کند.

 

آموزش آردوینو

 

در انتهای نصب ممکن است ویندوز برای نصب درایور USB مطابق شکل زیر تایید شما را نیاز داشته باشد و پیامی به شما نمایش دهد. در این مرحله نیز روی دکمه Install کلیک کنید تا درایور USB برای شناسایی برد های اردوینو در IDE نصب شود. ممکن است چند بار پنجره‌های مشابهی باز شوند، برای همه پنجره ها روی دکمه Install کلیک کنید.

 

نصب درایور Arduino

 

در نهایت پس از اینکه کلیه درایور های مربوط به برد های Arduino روی کامپوتر شما نصب شدند، آیکن نرم افزار اردوینو روی صفحه دسکتاپ کامپیوتر شما ظاهر می شود و پیام کامل شدن نصب و دکمه Close را مشاهده می کنید. دکمه Close را کلیک کنید تا نصب نرم افزار به پایان برسد. فرآیند نصب نرم افزار آردوینو با توجه به سخت افزار کامپیوتر شما ممکن است کمتر از ۲ دقیقه الی ۱۰ دقیقه زمان نیاز داشته باشد.

 

نصب نرم افزار Arduino روی ویندوز

 

حالا کافیست نرم افزار آردوینو را باز کنید و برد آردوینو UNO را از طریق USB به کامپیوتر متصل کنید تا بتوانیم نخستین برنامه را بر روی برد آردوینو برنامه ریزی کنیم. در صورتی که در زمان باز شدن نرم افزار از شما درخواست دسترسی به اینترنت داشت، درخواست را تایید کنید تا کتابخانه های آماده نرم افزار شما همواره بروز شوند.

 

در تصویر زیر می توانید ظاهر ساده و کاربر پسند IDE آردوینو را مشاهده کنید. نرم افزار آردوینو دارای دهها کتابخانه و دهها نمونه آماده از پروژه های مختلف است که به سادگی می توانید از آنها استفاده کنید.

 

آموزش نرم افزار آردوینو

 

 

در جلسه بعد آموزش آردوینو برای مبتدیان قسمت های مختلف نرم افزار آردوینو و نحوه ساخت یک پروژه ساده و انتقال آن بر روی برد را به شما آموزش خواهیم داد. بهتر است برای دنبال کردن جلسه بعد، قطعات زیر را تهیه فرمایید.

  1. برد آردوینو UNO R3
  2. برد بورد
  3. تعدادی دوپانت وایر نری به نری ( سیم برد بوردی )
  4. دو عدد مقاومت ۲۷۰ اهم
  5. دو عدد LED با رنگ های متفاوت
  6. کابل USB برای اتصال آردوینو به کامپیوتر

 

شما می توانید آردوینو UNO R3 و سایر قطعات مورد نیازتان را از تمام فروشگاه های قطعات الکترونیک یا فروشگاه های آنلاین الکترونیک معتبر خریداری کنید. در صورت تمایل به حمایت از دیجی نیک می توانید قطعات مورد نیازتان را از فروشگاه سخت افزار دیجی نیک تهیه کنید. برای خرید برد آردوینو UNO R3 اینجا کلیک کنید.

 

برای مشاهده جلسه دوم آردوینو اینجا کلیک کنید. همچنین می توانید تمام مطالب آموزشی مرتبط به آردوینو را در صفحه آموزش آردوینو مشاهده نمایید.

 

1 نظر
  1. بهمن هاتف می گوید

    باسلام من هم بنوبه خودم سال جدید را به شما و تمامی دست اندر کاران ارتقای دانش الکترونیک تبریک و آرزوی موفقیت روز افزون شما را آرزومندم .من هم یکی از مشتاقان و دانش آموزان قدیمی در عرصه الکترونیک هستم

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.