(رباتیک) آردوینو Arduino Uno بورد های الکترونیکی رباتیک  (نحوه عملکرد و کاربرد ها) مهندسی برق _ الکترونیک

پژوهشگر و نویسنده: (  افشین رشید )


نکته : برد آردوینو Uno یک میکروکنترلر بر پایه ATmega328 می باشد؛ در حقیقت این برد چیزی جز یک میکروکنترلر ATmega328 نیست که تنها در آن کار راه اندازی میکرو ساده شده و مدارات جانبی مورد نیاز برای راه اندازی مثل نوسان ساز ، مدار ریست و ... پیاده سازی شده است و استفاده کننده هیچ درگیری برای عملیات زمان بر برای راه اندازی میکرو ندارد.

در بورد های آردوینو Arduino Uno  پین های مختلف میکرو در قالب دو هدر در دو طرف برد به راحتی در دسترس قرار گرفته است. این برد (41پین ورودی و خروجی دیجیتال ) که 6 تای آن می تواند به عنوان خروجی PWM استفاده گردد 6 ورودی آنالوگ، یک نوسان-ساز سرامیکی 46مگاهرتز به عنوان کالک، یک پورتUSB ، یک پاورجک ورودی منبع تغذیه؛ یک header ICSP و یک دکمه ریست دارد. 

برد Uno شامل کلیه امکانات مورد نیاز جهت بکارگیری میکروکنترلر موجود بر روی برد می باشد. برای شروع تنها با یک کابلUSB ، به سـادگی برد را به کامپیوترتان متصـل کنید و یـا آن را با یـک آداپـتور DC-To-AC و یا باتری راه اندازی نمایید. این اتصال هم به عنوان منبع تغذیه برد کار می-کند و هم پروگرام کردن را به راحتی انجام میدهد.

پین های ورودی و خروجی :

هر یک از 41 پین دیجیتال Uno می تواند با استفاده از توابع pinMode,(digitalWrite) ،(digitalRead به عنوان ورودی یا خروجی استفاده شود. ولتاز پین ها 5 ولت بوده و ظرفیت جریان جهت هر پین حداکثر 14 میلی آمپر می باشد. همچنین هر یک از این پین ها دارای یک مقاومت داخلی (54-04 کیلواهم)جهت Up-Pull می باشد که به صورت پیش فرض غیرفعال است.

 به علاوه بعضی از پین ها دارای عملکردهای منحصر به فردی می باشند که شرح آن در ذیل آمده است:

 (جهت TX و دریافت برای RX پین) TX 1) (RX 0) - Serial ) انتقال اطلاعات به صورت سریال و با پروتکل TTL استفاده می شود.(interrupts Externa) وقفه های خارجی( - 0 و 3 ) این پین ها می توانند طوری تنظیم شوند که یک وقفه را بر اساس اندکی افزایش یا کاهش لبه، و یا هر نوع تغییر در مقدار، ایجاد نمایند. برای جزئیات بیشتر، تابع (attachInterrupt) را مشاهده نمایید. یک به دسترسی امکان : PWM - 3 ,5 ,6 ,9 ,44 ,44 خروجی PWM هشت بیتی را با استفاده از تابع (analogWrite) فراهم می کنند.از استفاده با 13(SCK) ،12(MISO) ،11(MOSI) ، 10(SS)– SPI  توابع کتابخانه ای SPI این پین ها می توانند یک ارتباط library SPI ایجاد نمایند.

نکته مهم : SPI یک پروتوکل ارتباط سریال برای اتصال میکرو به میکروی دیگر یا سایر وسایل جانبی است.

LED های برد:  یک LED آماده، به پین دیجیتال 43 متصل شده است. هنگامی که پین در حالت HIGH قرار دارد، LED روشن و زمانی که پین در حالت LOW قرار دارد، خاموش می شود. Uno ورودی ۶ آنالوگ دارد که از 4A تا 5A نامگذاری شده اند. میزان تفکیک پذیری هر یک از پین ها تا 44 بیت می باشد به عنوان4401 مقدار مختلف یعنی بازهی 4 تا 5 ولت را به 4401 قسمت تقسیم میکنند. به صورت پیش فرض این پین ها می توانند ولتاژی بین ولتاژ پایه (Ground) تا حداکثر 5ولت را اندازه گیری نمایند. ولی با استفاده از پین AREF و تابع (analogReference) تغییر حد بالایی به میزان تفکیک پذیری امکان پذیر می باشد.

بعضی از پین ها دارای عملکردهای منحصر به فردی می باشند که شرح آن در ذیل آمده است:

 TWI پین 1A یا SDA و 5A یا SCL : این پین ها امکان ایجاد یک ارتباط TWI را با استفاده از توابع کتابخانه ای Wire مقدور می سازند.سایر بعضی از پین ها دارای عملکردهای منحصر به فردی می باشند که شرح آن در ذیل آمده است: 

AREF: ولتاژ مرجع برای ورودی های آنالوگ، از طریق این پین و با استفاده از تابع (analog Reference) تأمین می گردد

 Reset: این دکمه وضعیت مرتبط را برای ریست میکروکنترلر در حالت Low قرار می دهد ، معمولًا زمانی از این پیناستفاده می شود که بخواهید بر روی شیلدتان دکمه ریست قرار دهید. زیرا استفاده از شیلدها از دسترسی به دکمه ریست موجود بر روی برد آردوینو جلوگیری می کند.برای شروع کار با Uno کافی است آن را با کابل USB به کامپیوتر خود متصل نموده و بعد از اتصال یک بار دکمه ی قرمز رنگ موجود روی برد را فشار دهید تا برد ریست شود.

نویسنده: افشین رشید