آموزش جامع برنامه نویسی برد آردوینو‎

آردوینو (Arduino) در واقع یک بستر سخت افزاری و نرم افزاری برای پیاده سازی برد های اکترونیکی است که هدف اصلی آن ساده سازی فرآیند ساخت برد و کدنویسی های آن می باشد. آردوینو کاملا متن باز (open source) بوده که یعنی هر کسی می تواند به راحتی از آن استفاده کند.

آردوینو با آماده سازی تعداد زیادی از ماژول های کاربردی و همچنین ساخت یک بستر کدنویسی ساده و روان، یک طرح الکترونیک پیچیده را از با حذف پیچیدگی ها، سختی های راه اندازی اولیه، سیم کشی های شلوغ و همچنین حذف نوشتن توابع پایه ای به یک طرح الکترونیک ساده تبدیل می کند.

در آردوینو تعداد بسیار زیادی ماژول از جمله ماژول های راه اندازی میکروکنترلر تا شیلدهای درایو موتور به طور پیش فرض وجود دارد که می توان از آنها استفاده کرد.

کدنویسی در آردوینو با زبان برنامه نویسی آردوینو انجام می شود که شباهت بسیار زیادی به زبان ++C دارد. نکته قابل توجه در مورد محیط کامپایلر آردوینو این است که بسیاری از توابع مورد نیاز برای کدنویسی مانند توابع ریاضی، توابع کار با زمان، توابع کار با امکانات جانبی میکرو و… در آن تعبیه شده که باعث افزایش سادگی کار و کاهش محسوس حجم کدها می شود.

در دوره آموزشی که پیش روی خود دارید به مباحث زیر خواهیم پرداخت :

• بخش اول : در این بخش، درباره این دوره آموزشی و اهدافی که در این آموزش دنبال خواهیم کرد توضیحاتی داده می شود و همچنین در خصوص برد پرکاربرد آردوینو و محیط برنامه نویسی و ویژگی های آن مطالبی مطرح می شود.

• بخش دوم : در این بخش، به طور کامل تمام قسمت های برد آردوینو را تشریح خواهیم کرد و با قسمت های مختلف برد آشنا خواهیم شد. همچنین در این بخش مشخصه های داخلی برد آردوینو اعم از میکروکنترلر به کار رفته در آن، پین های ورودی و خروجی، تعداد کانال های PWM و سایر قسمت ها را بررسی خواهیم کرد. در ادامه با واحد ارتباط سریال آشنا خواهیم شد و دلایل محبوبیت و انواع این برد را مطرح خواهیم کرد.

• بخش سوم : در این بخش، کلیه قطعات و ماژول هایی را که در طول دوره مورد استفاده قرار خواهیم داد بررسی خواهیم کرد. نکاتی درباره انتخاب ماژول ها خواهیم گفت.

• بخش چهارم : در این بخش، با نرم افزارهای مرتبط که در طول دوره با آنها کار خواهیم کرد، آشنا می شویم. نکاتی در مورد نحوه تهیه و نصب نرم افزار ها خواهیم گفت. نرم افزارهایی که در طول دوره استفاده خواهیک کرد عبارت اند از : کامپایلر برنامه نویسی برد آردوینو – نرم افزار شبیه ساز پروتئوس – نرم افزار تهیه و تولید مدارهای مربوط به پروژه ها (Fritzing)

• بخش پنجم : در این بخش، به طور کاملا کاربردی و پروژه محور نکاتی در خصوص نرم افزار شبیه سازی پروتئوس آموزش داده خواهد شد تا کابران بتوانند مدار های خود را توسط نرم افزار شبیه ساز پروتئوس تهیه کنند و سپس شبیه سازی های لازم را انجام دهند. همچنین در این بخش به نحوه شبیه سازی قطعات پرکاربرد در نرم افزار پروتئوس خواهیم پرداخت و نکاتی درباره تنظیمات نرم افزار خواهیم گفت.

• بخش ششم : یکی دیگر از نرم افزارهای کاربردی در صنعت الکترونیک، نرم افزار Fritzing می باشد که به کابران این امکان را می دهد که تصویر واقعی از پروژه های خود را تولید کرده و آن را در اختیار افراد دیگر قرار دهند. همچنین در این بخش نحوه استفاده از نرم افزار fritzing را به شکلی کاربردی آموزش خواهیم داد.

• بخش هفتم : در این بخش، چندین مورد از مهم ترین مزیت های برد آردوینو نسبت به سایر میکروکنترلرها را بیان خواهیم کرد و دلایل محبوبیت این برد کاربردی را توضیح خواهیم داد.

• بخش هشتم : در این بخش، اولین برنامه با استفاده از کامپایلر آردوینو را برنامه نویسی خواهیم کرد و نکاتی درباره شبیه سازی پروژه های آردوینو در نرم افزار شبیه ساز پروتنوس آموزش داده خواهد شد.

• بخش نهم : یکی از مهم ترین قسمت های میکروکنترلر ها، واحد PWM می باشد که کابردهای بسیار زیادی 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 نور یک لامپ را تغییر دهیم.در این بخش با واحد PWM در برد آردوینو آشنا خواهیم شد و کانال هایی که این قابلیت را برای ما ایجاد می کنند را معرفی خواهیم کرد.

• بخش دهم : در این بخش، با استفاده از LED و LED RGB، چند پروژه جالب را طراحی خواهیم کرد. LED RGB در حقیقت تشکیل شده از 3 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، می توانیم توسط LED RGB حدود 16777216 حالت رنگی مختلف را ایجاد کنیم (256 * 256 * 256).
  همچنین در این بخش با ارتباط سریال آشنا خواهیم شد و از یک ابزار مهم در کامپایلر آردوینو به نام “سریال مانیتور” استفاده خواهیم کرد.

• بخش یازدهم : در این بخش، یک رقص نور زیبای چند حالتی طراحی خواهیم کرد که مملو از نکات آموزشی است. 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.

• بخش دوازدهم : با توجه به اینکه، یکی از مزیت های آردوینو، مستندات کامل و سورس های نمونه متعدد می باشد، در این بخش آموزشی، چند نمونه از مهمترین و پرکاربرترین سورس های درونی آردوینو را معرفی خواهیم کرد و در مورد کتابخانه های جانبی آردوینو توضیحاتی خواهیم داد.

• بخش سیزدهم : در این بخش، در مورد کانفیگ پین های دیجیتال به صورت ورودی صحبت خواهیم کرد و دستورات مربوط به آن را بیان خواهیم کرد.

• بخش چهاردهم : در این بخش، مطالب بخش قبل را ادامه خواهیم داد، در واقع در این بخش اطلاعات مربوط به ورودی های دیجیتال را از طریق واحد ارتباط سریال دریافت خواهیم کرد و بر اساس اطلاعات دریافتی کارهای متفاوتی را انجام خواهیم داد. همچنین در این بخش، با چندین ابزار کاربردی در پروتئوس آشنا خواهیم شد.

• بخش پانزدهم : همانطور که می دانید خروجی اکثر سنسور های موجود در بازار به صورت آنالوگ می باشد، برای آنکه در آردوینو بتوانیم اطلاعات سنسورها را دریافت کنیم حتما باید از ورودی های آنالوگ آردوینو استفاده کنیم. همانطور که گفتیم برد آردوینو UNO دارای 6 کانال ورودی آنالوگ می باشد که با استفاده از آن قادر خواهیم بود به صورت همزمان اطلاعات شش سنسور آنالوگ را دریافت کنیم.

• بخش شانزدهم : در این بخش، در قالب یک پروژه، ابتدا برنامه ای طراحی خواهیم کرد که اطلاعات یک سنسور دما را از محیط بیرون دریافت کنیم. سپس بر اساس اطلاعات دریافتی از سنسور دما و به کمک واحد PWM، می توانیم شدت نور یک LED را کنترل کنیم، به گونه ای که با افزایش دما شدت روشنایی LED نیز افزایش پیدا خواهد کرد !

• بخش هفدهم : در این بخش، با مفهوم مهمی به نام آرایه ها در برنامه نویسی آشنا خواهیم شد که با کمک گرفتن از این آرایه ها می توانیم اصوات مختلف و متعددی را تولید کنیم.

حاصل دوره:

• آشنایی با برد آردیونو
• آشنایی با ساختمان داخلی آردیونو
• آموزش کامپایلر آردیونو
• آموزش کدنویسی آردیونو
• آشنایی و آموزش نرم‌افزار شبیه‌ساز پروتئوس
• آشنایی با نرم‌افزار Fritzing
• آموزش واحدهای داخلی آردوینو

آیا این دوره پیش نیازی لازم دارد؟

خیر، برای گذراندن این دوره آموزشی پیش نیازی لازم نیست و آموزش به صورت پروژه محور و صفر تا صد می باشد.