آردوینو, آموزش مجازی

راهنمای خرید آردوینو در سال 2023

راهنمای خرید آردوینو

بیشتر کسانی که در حال خواندن مطلب راهنمای خرید آردوینو هستند، احتمالاً این بردهای هوشمند را می‌شناسند و یا حداقل نام آنها را شنیده‌اند. به علاوه، در اینجا می‌خواهیم تمامی قابلیت‌هایی که تا به امروز به خوبی توضیح داده نشده‌اند را معرفی کنیم؛ پس با ما در بلاگ بهنام رباتیک همراه باشید.

در اولین بخش از این مقاله، پیرامون تاریخچه آردوینو صحبت خواهیم کرد و خواهیم گفت که چرا و چگونه تأسیس و راه‌اندازی شد و در ادامه شیوه اجرای آن را معرفی می‌نماییم.

در بخش دوم، با بردهای آردوینو آشنا می‌شویم و آنها را خواهیم شناخت و از جنبه‌های گوناگون مقایسه خواهیم کرد تا به شما بگوییم که چگونه اقدام به خرید آردوینو مناسب برای پروژه خود کنید.

اگر در زمان خرید آردوینو احساس سردرگمی دارید، ما به شما کمک خواهیم کرد که برد اصلی و سایر بردهای مشابه و کمکی را در بخش سوم این مطلب شناسایی کنید.

چنان‌چه در حوزه اینترنت اشیاء نیز فعالیت دارید، فراموش نکنید که بخش چهارم مقاله را نیز بخوانید. در قسمت پایانی هم مزایا و معایب آردوینو را مشخص می‌کنیم و به اصلی‌ترین سؤال پاسخ می‌دهیم و می‌گوییم که آردوینو در آینده چگونه است.

فهرست مطالب

آنچه در مطلب راهنمای خرید آردوینو می‌خوانید:

  • آردوینو چیست و از کجا پدید آمده است؟
  • آشنایی با اجزا و ویژگی‌های آردوینو و دلایل محبوبیت آن
  • بررسی کارشناسانه و مقایسه بردهای مختلف آردوینو
  • مقایسه برندهای تولیدکننده آردوینو و بررسی آنها
  • مقایسه آردوینو با بردهای ESP
  • توضیح درباره مزایا و معایب آردوینو

آردوینو چیست؟

آردوینو یک پلتفرم منبع باز در حوزه الکترونیک است که مبتنی بر میکروکنترلر می‌باشد و در پروژه‌های میلیون‌ها نفر در سرتاسر جهان به کار می‌رود. با خرید آردوینو، شما می‌توانید با کمترین دانش الکترونیک و صرفاً با چند خط کدنویسی ساده، از آردوینو در پروژه خود بهره ببرید.

راهنمای خرید آردوینو
برند آردوینو روی برد

منظور ما از پلتفرم، مجموعه سخت‌افزاری و نرم‌افزاری می‌باشد. هر برد آردوینو حاوی قطعات الکترونیکی است که با نرم‌افزار و رابط کاربری ارتباط برقرار می‌کنند. رابط کاربری این بردهای هوشمند نرم‌افزار Arduino IDE نام دارد. با این توضیحات، آردوینو برای استفاده سریع و آسان از میکروکنترلرها طراحی شده است.

از شاه هزاره دوم تا شاهزاده ایتالیایی تحصیل‌کرده

شاید شما هم مانند خیلی‌های دیگر، وقتی اسم آردوینو را شنیدید، ‌این سؤال برایتان پیش آمد که آردوینو به چه معناست؟

پیش از آنکه به این سؤال پاسخ دهیم، بد نیست در مورد تاریخچه آردوینو بدانیم. جرقه ایده ساخت آردوینو برای اولین بار در ذهن هرنادو باراگان زیر نظر دانشگاه IDII ایتالیا روشن شد. هدف او از بنیان‌گذاری این پروژه، ساخت یک پلتفرم قابل توسعه ارزان قیمت و کاربرپسند برای مهندسان الکترونیک بود. تا پیش از آن، مهندسان از بردهای BASIC Stamp استفاده می‌کردند.

به خاطر نداشتن محیط نرم‌افزاری و نبود کتابخانه‌های مربوطه و همچنین قیمت بالا، بردهای BASIC Stamp نتوانستند در بین دانشجویان به محبوبیت دست پیدا کنند. با تداوم توسعه آردوینو، هسته اصلی این بردهای هوشمند را ماسیمو بانزی، دیوید کوارتیلس، تام ایگو، جیانلوکا مارتینو و دیوید ملیس راه‌اندازی کردند. نام آردوینو هم از اسم یک کافی‌شاپ در شهر ایوریا ایتالیا گرفته شده که اعضای نامبرده در آن یکدیگر را ملاقات می‌کردند. نام خودِ کافی‌شاپ نیز برگرفته از اسم آردین، شاهزاده ایتالیایی است که از سال 1002 تا 1014 در این کشور حکمرانی می‌کرد.

در سال 2005، اولین برد آردوینو به دانشجویان رشته گرافیک که هیچ تجربه‌ای در حوزه الکترونیک و برنامه‌نویسی میکروکنترلرها نداشتند، معرفی شد. اگرچه اولین نسخه از آردوینو از میکروکنترلر ATMEGA8 بهره می‌برد ولی طولی نکشید که بردهای بعدی آردوینو از ATMEGA32 سود بردند. این برد به شکل شگفت‌انگیزی مورد استقبال دانشجویان و مهندسین قرار گرفت و در نتیجه توانست تا پایان سال 2010 بیش از 120 هزار نسخه از آن به فروش برسد. استفاده از این برد در اروپا و کشورهای بلوک شرق آن‌قدر زیاد شد که تا میانه‌های سال 2013 بیش از 700 هزار نسخه از این بردها به فروش رسیدند.

قلعه آردوینو در ایتالیا
تصویر کارتونی قلعه آردوینو در ایتالیا

چرا خرید آردوینو؟

اگرچه بسیاری از شرکت‌ها بردهای هوشمند را طراحی و تولید می‌کنند و به فروش می‌رسانند ولی آردوینو در میان مبتدیان و مهندسان از محبوبیت بسیاری برخوردارست. بر خلاف باور عامیانه، توانایی‌های سخت‌افزاری تنها دلیل پرطرفدار بودن آردوینو نیست بلکه می‌خواهیم در ادامه پیرامون عوامل موفقیت آردوینو صحبت کنیم.

چرا خرید آردوینو؟ به خاطر سازگاری با همه سیستم عامل‌ها

سازگاری آردوینو با همه سیستم عامل‌ها
سازگاری آردوینو با همه سیستم عامل‌ها

محیط نرم‌افزاری و برنامه‌نویسی آردوینو یعنی Arduino IDE را می‌توان در تمامی سیستم عامل‌ها از جمله ویندوز، ویندوز اپ، لینوکس و حتی macOS اجرا کرد. این در حالی است که بیشتر میکروکنترلرها را می‌توان تنها با ویندوز برنامه‌نویسی کرد. تمامی درایورهای مورد نیاز برای بردهای آردوینو، در نرم‌افزار Arduino IDE نصب شده‌اند بنابراین اگر از برد رسمی آن استفاده می‌کنید، نیازی به نصب فایل اضافه نخواهید داشت.

چرا خرید آردوینو؟ به خاطر محبوبیت فراگیر

آردوینو برای همه
آردوینو برای همه

همان‌طور که پیش‌تر هم گفتیم، مهمترین دلیل موفقیت آردوینو، دسترسی آسان به سخت‌افزار آن از طریق نرم‌افزار بود. آردوینو به خوبی توانست نیازهای کاربران را برآورده کند به طوری که یک محیط نرم‌افزاری ساده مبتنی بر C و ++C در اختیار همگان قرار می‌گرفت. آموزش‌های ساده، کتابخانه‌های متعدد و انجمن‌های پرسش و پاسخ، باعث شدند تا یادگیری الکترونیک برای تمامی افراد آسان‌تر شود. امروزه بسیاری از یادگیران آردوینو را دانش‌آموزان و دانشجویانی تشکیل می‌دهند که رشته اصلی‌شان الکترونیک نیست.

چرا خرید آردوینو؟ به خاطر قیمت مقرون به صرفه آن

آردوینو، ارزان قیمت و مقرون به صرفه
آردوینو، ارزان قیمت و مقرون به صرفه

بیشتر بردهای آردوینو را می‌توان با قیمت تقریبی بین 10 تا 30 دلار خریداری کرد. با تهیه یک برد آردوینو، شما به میکروکنترلر و پروگرامر دست خواهید یافت و همزمان از امکانات متعددی نیز بهره‌مند خواهید شد.

چرا خرید آردوینو؟ به خاطر رایگان بودنش

آردوینو، رایگان و ارزان برای همه
آردوینو، رایگان و ارزان برای همه

دلیل اصلی که سبب شد تا آردوینو به یک برد هوشمند افسانه‌ای و استثنایی تبدیل شود، استراتژی اتخاذ شده توسط مدیران برای طراحی محیط منبع باز بود. از آن جایی که آردوینو در یک محیط آکادمیک غیرتجاری رشد یافت، در پیش‌گیری چنین رویه‌ای نیز انتظار می‌رفت. دسترسی سخت‌افزاری و نرم‌افزاری به تمامی نقشه‌های آردوینو و کدهای آن شما را تشویق می‌کند تا از این پلتفرم در پروژه‌های خود بهره ببرید و دیگر سراغ پلتفرم‌های مشابه نروید. به علاوه، با این استراتژی، هر کسی خواهد توانست به توسعه محیط آردوینو کمک کند. میلیون‌ها پروژه و هزاران کتابخانه، نتیجه چنین نگرشی هستند.

چرا خرید آردوینو؟ به خاطر شیوه طراحی کاربرپسند

آردوینو و شیوه طراحی کاربرپسند
آردوینو و شیوه طراحی کاربرپسند

شیوه طراحی، یکی از مزایای آردوینو است. صرف‌نظر از میکروکنترلر ARM یا AVR قرار گرفته روی برد آردوینو یا بزرگ و کوچک بودن و یا پکیج DIP یا SMD، شما می‌توانید از پین‌های DIP سود بجویید. با این رویه، قادر خواهید بود آردوینو را با کابل‌های جامپر به سنسورها بزنید، روی برد بوردها بگذارید و با کابل USB به کامپیوتر وصل کنید و برنامه‌نویسی را انجام دهید.

توسعه‌دهندگان تاکنون پا را یک قدم فراتر گذاشته‌اند تا کار شما را راحت‌تر کنند به گونه‌ای که هم‌اکنون بردهای از پیش‌ساخته شده‌ای به نام شیلد وجود دارد که می‌توانید بدون نیاز به سیم‌کشی آنها را روی آردوینو سوار کنید. یکپارچه‌سازی زبان برنامه‌نویسی نیز دیگر فاکتور کاربرپسند بودن آردوینو است زیرا شما را از استفاده از چند زبان و نرم‌افزار برای برنامه‌نویسی میکروکنترلرهای ARM و AVR بی‌نیاز می‌کند. همه این قابلیت‌هایی که نام بردیم، در نرم‌افزار Arduino IDE وجود دارند.

آشنایی با اجزا پیش از خرید آردوینو

اینک نوبت آن رسیده تا اجزای کلیدی بردهای آردوینو را بشناسیم.

پردازشگر

پردازشگر در بردهای آردوینو
پردازشگر در بردهای آردوینو

بدون شک Uno قدیمی‌ترین عضو خانواده آردوینو است و به نسخه‌های سایر بردهای هوشمند شباهت دارد. با یک نگاه گذرا به این برد، می‌بینیم که بخش اصلی آن پردازشگر AVR است. به عبارت دیگر، پردازنده قلب هر برد آردوینو می‌باشد.

پروگرامر

پروگرامر در بردهای آردوینو
پروگرامر در بردهای آردوینو

در اکثر بردهای آردوینو، پردازشگر زبان کامپیوتر را متوجه نمی‌شود به همین خاطر به یک پروگرامر تفسیرکننده نیاز خواهد بود. در بردهای اورجینال آردوینو، تراشه ATMEGA16U4 یا آی سی FTDI یواس‌بی را به سریال تبدیل می‌کنند. این در حالی است که در دیگر بردهای آردوینو که توسط برندهای متفرقه تولید می‌شوند، از آی سی CH340 استفاده شده است. البته باید اشاره کنیم که تمامی بردهای آردوینو این قطعه را ندارند و بهره‌گیری از آن را بر عهده کاربر می‌گذارند. با این حال، در برخی از بردها، پردازنده اصلی از USB پشتیبانی می‌کند و نیازی به استفاده از پروگرامر نخواهد بود.

اسیلاتور کریستالی

اسیلاتور کریستالی در بردهای آردوینو
اسیلاتور کریستالی در بردهای آردوینو

اسیلاتور کریستالی در همه بردهای آردوینو حاضر است و وظیفه اصلی آن نیز تولید سیگنال الکتریکی یا فرکانس با دقت زیاد برای پردازشگر می‌باشد. در بردهای آردوینو، کریستال 8 مگاهرتز یا 16 مگاهرتز و تعداد محدودی از فرکانس‌های بالاتر تا 48 مگاهرتز استفاده می‌شود.

منبع تغذیه

منبع نیرو در بردهای آردوینو
منبع نیرو در بردهای آردوینو

وقتی صحبت از منبع تغذیه می‌شود، مهمترین بخش هر برد آردوینو رگولاتور است. هر کدام از بردهای آردوینو دو سطح ولتاژی دارند؛ ولتاژ ورودی و ولتاژ کاری. ولتاژ کاری همان ولتاژ ارائه شده توسط پردازشگر می‌باشد. طبیعتاً پین‌های ورودی و خروجی متصل شده به پردازنده با این ولتاژ کار می‌کنند. معمولاً اینگونه است که ولتاژ منبع تغذیه از ولتاژ وارد شده به آردوینو همیشه بیشتر از ولتاژ کاری می‌باشد. این ولتاژ کاهش می‌یابد و توسط رگولاتور ثابت می‌شود و سپس به پردازشگر و سایر اجزا می‌رسد.

جک آداپتور

جک آداپتور در بردهای آردوینو
جک آداپتور در بردهای آردوینو

ولتاژ ورودی آردوینو از طریق پین Vin و یا جک آداپتور تأمین می‌شود. البته همه بردهای آردوینو جک آداپتور ندارند. واقعیت آن است که جک آداپتور به رگولاتور وصل شده و معمولاً ولتاژ 7 تا 12 ولت را به عنوان ورودی دریافت می‌کند.

کانکتور JST بردهای آردوینو
کانکتور JST بردهای آردوینو

در برخی از مدل‌های آردوینو که از باتری تک سل لیتیومی به عنوان منبع نیرو بهره می‌برند، ولتاژ کاری 3.3 ولت است. لازم به ذکر است که در این بردها، کانکتور JST به جای جک آداپتور به کار می‌رود.

قانون کلی: اگر روی برد آردوینو جک آداپتور وجود دارد، می‌توانید از ولتاژ 7 تا 12 ولت بهره ببرید و اگر کانکتور JST وجود داشت، ولتاژ 3.4 تا 5 ولت، ولتاژ ورودی مناسب خواهد بود.

پورت USB

کانکتور USB بردهای آردوینو
کانکتور USB بردهای آردوینو

پورت USB روی برد خبر خوبی برای کاربران آردوینو است. این یعنی شما می‌توانید به آسانی برد هوشمند خود را صرفاً با یک کابل USB متصل به رایانه، برنامه‌نویسی کنید. با این وجود، این قابلیت در تمامی بردهای آردوینو در دسترس نیست. اگر برد شما فاقد آی سی مبدل USB به سریال است و پردازشگر آن نیز از USB پشتیبانی نمی‌کند، نمی‌توانید به فکر استفاده از رابط USB باشید.

آردوینو از نظر ارائه پورت USB همواره عملکرد ثابتی نداشته به طوری که تاکنون از انواع مختلف USB استفاده کرده است. آردوینو Uno و Mega دارای USB B و آردوینو Leonardo، Due، Micro و Lilypad هم دارای microUSB هستند. خریداران آردوینو Nano و Fio نیز می‌توانند از miniUSB بهره ببرند و آردوینو Yun هم مجهز به USB A است.

نکته: استفاده از پورت USB به عنوان منبع تغذیه را پیشنهاد نمی‌کنیم زیرا این پورت به رگولاتور وصل نیست و ولتاژ را مستقیماً به پردازنده و پروگرامر می‌فرستد.

پین‌های ورودی و خروجی

پین هدرهای بردهای آردوینو
پین هدرهای بردهای آردوینو

پین‌های ورودی و خروجی بردهای آردوینو از نظر نوع و تعداد متفاوت هستند. در برخی از مدل‌ها مانند Uno، Mega، Leonardo، Yun و Due از پین هدر مادگی استفاده می‌شود تا بتوانید شیلدهای متنوع را روی آن قرار دهید. روی برخی از بردها نظیر Nano، Micro، Mini و Fio پین هدر نری قرار دارد و روی برخی دیگر از بردها مانند Lilypad هیچ پین هدری دیده نمی‌شود.

کانکتور شبکه بردهای آردوینو
کانکتور شبکه بردهای آردوینو

بردهای آردوینو Yun و Ethernet حاوی پورت شبکه و USB هستند.

سایر اجزای آردوینو

LEDها و دکمه‌های بردهای آردوینو
LEDها و دکمه‌های بردهای آردوینو

به غیر از اجزای نامبرده، چندین LED دیگر و یک دکمه ریست پردازشگر نیز روی برد آردوینو وجود دارد. همه بردهای آردوینو یک چراغ LED برای پاور و دو چراغ LED برای پورت‌های سریال دارند.

سایر قطعات روی بردهای آردوینو شامل خازن‌ها و مقاومت‌ها می‌باشند تا با هماهنگی پردازنده و پروگرامر فعالیت نمایند. البته کاربر نیازی نیست خودش را درگیر با این قطعات و اجزا کند.

راهنمای خرید برد آردوینو مناسب برای پروژه

تا به اینجا با پلتفرم آردوینو به خوبی آشنا شده‌ایم بنابراین اگر تصمیم گرفته‌اید که از بردهای هوشمند این کمپانی در پروژه خود استفاده کنید، باید بدانید کدام برد را برگزینید. در این مطلب جامع راهنمای خرید آردوینو، تمامی اطلاعات لازم برای اتخاذ این تصمیم مهم را ارائه کرده‌ایم.

اولین فاکتور برای خرید آردوینو مناسب، پارامترهای مدنظر شما می‌باشند.

روش‌های خرید آردوینو مناسب پروژه
روش‌های خرید آردوینو مناسب پروژه

آردوینو بخرید، اگر پردازنده برایتان مهم است

بر خلاف تنوع بالای پورت‌های USB، سازندگان آردوینو نسبت به پردازنده‌ها وسواس زیادی دارند و فقط از میکروکنترلرهای ساخت شرکت Atmel بهره می‌برند.

تعداد پردازنده‌های استفاده شده در بردهای آردوینو کمتر از تعداد انگشتان یک دست می‌شود و شامل موارد زیر هستند:

ATMEGA328

مشخصات فنی ATMEGA328
مشخصات فنی ATMEGA328

این پردازنده در بسیاری از بردهای آردوینو مانند Uno، Mini، Nano، Pro، Fio، Ethernet و Lilypad استفاده می‌شود. این پردازنده 8 بیتی دو ولتاژ کاری 3.3 و 5 ولت دارد. در بردهایی که ولتاژ کاری 5 ولت است، از اسیلاتور 16 مگاهرتز و در بردهایی که ولتاژ کاری 3.3 ولت است، از اسیلاتور 8 مگاهرتز استفاده می‌کند زیرا اسیلاتور 16 مگاهرتز انرژی بیشتری مصرف می‌نماید. این پردازنده مموری 1 کیلوبایتی EEPROM، مموری 1 کیلوبایتی SRAM، فلش مموری 32 کیلوبایتی و 1 پورت سریال دارد. با این وجود، دسترسی به آن در همه بردهای آردوینو کار ساده‌ای نیست. به علاوه، تعداد GPIO با توجه به نوع برد آردوینو متفاوت است.

این پردازنده برای انجام دادن فعالیت‌های روزانه و وصل شدن به ماژول‌های نامبرده آردوینو فوق‌العاده است. ATMEGA328 مموری چندان قوی ندارد ولی از این نظر قابل‌قبول خواهد بود. با این حال، اگر به دنبال سرعت پردازشی و پین‌های بیشتری هستید، بد نیست به فکر خرید دیگر بردهای آردوینو باشید.

ATMEGA168

مشخصات فنی ATMEGA168
مشخصات فنی ATMEGA168

بردهای آردوینو Lilypad، Nano و Pro دو نسخه دارند. به جای پردازنده ATMEGA328، اولین نسخه آنها از پردازنده ضعیف‌تر ATMEGA168 با مموری 0.5 کیلوبایتی EEPROM، مموری 1 کیلوبایتی SRAM و فلش مموری 16 کیلوبایتی بهره می‌برد. امروزه، استفاده از این مدل‌های آردوینو به شدت کاهش یافته و تولید آنها نیز کمتر شده است.

ATMEGA32U4

مشخصات فنی ATMEGA32U4
مشخصات فنی ATMEGA32U4

این میکروکنترلر در آردوینو Leonardo، Micro، Lilypad USB و Yun به کار رفته است. از نظر سرعت و مموری، تفاوت زیادی با ATMEGA328 ندارد و تنها در زمینه SRAM متفاوت است به طوری که به جای 2، مموری SRAM آن به 2.5 کیلوبایت می‌رسد.

مهمترین تفاوت این میکروکنترلر، بهره‌گیری از پروتکل USB است. از آن جایی که دیگر نیازی به آی سی مبدل USB نیست، قیمت آن پایین‌تر می‌باشد. دیگر تفاوت مهم، PWM بیشتر و پین‌های ADC در مقایسه با بردهای دارای میکروکنترلر ATMEGA328 است.

ATMEGA2560

مشخصات فنی ATMEGA2560
مشخصات فنی ATMEGA2560

اگر به دنبال پردازنده قوی‌تر با تعداد GPIO بیشتر نسبت به آردوینو Uno هستید، می‌توانید خرید آردوینو Mega را در نظر بگیرید. آردوینو Mega تنها برد استفاده‌کننده از میکروکنترلر ATMEGA2560 با مموری 4 کیلوبایتی EEPROM، مموری 8 کیلوبایتی SRAM و فلش مموری 256 کیلوبایتی است. این میکروکنترلر 4 پورت ارتباط سریال دارد.

ATtiny85

مشخصات فنی ATtiny85
مشخصات فنی ATtiny85

برای روشن کردن LEDها و یا خواندن اطلاعات به دست آمده از سنسورها و سوئیچ‌ها نیازی به میکروکنترلر قدرتمندی نیست. آردوینو Gemma که برخی‌ها آن را Tiny Lilypad می‌نامند، از میکروکنترلر ATtiny85 با مموری 0.5 کیلوبایتی EEPROM و SRAM و همچنین فلش مموری 8 کیلوبایتی بهره می‌برد. البته اگرچه شرکت آردوینو خودش تولید آن را متوقف کرده اما برخی دیگر از کمپانی‌ها آن را هنوز تولید می‌کنند.

ATSAMD21

مشخصات فنی ATSAMD21
مشخصات فنی ATSAMD21

اگر سرعت آردوینو Mega پاسخگوی نیازهایتان نیست و از عملکرد پردازنده‌های AVR ناامید هستید، بد نیست یک بار دیگر به آردوینو فرصت بدهید. آردوینو Zero از حضور پردازنده ATSAMD21G18 با اسیلاتور 48 مگاهرتز، مموری 32 کیلوبایتی SRAM و فلش مموری 256 کیلوبایتی بهره می‌برد. به طور کلی، میکروکنترلرهای ARM انرژی کمتری مصرف می‌کنند بنابراین به خاطر داشته باشید که ولتاژ کاری آردوینو زیرو 3.3 ولت است. به علاوه، این برد دو پورت USB جداگانه دارد.

ATSAM3X8E

مشخصات فنی ATSAM3X8E
مشخصات فنی ATSAM3X8E

اگر همچنان به آردوینو وفادار مانده‌اید، بد نیست سراغ غول بردهای این شرکت بروید. آردوینو Due میکروکنترلر 32 بیتی ATSAM3X8E ساخت شرکت ARM دارد که به اسیلاتور 84 مگاهرتز، مموری 96 کیلوبایتی SRAM، فلش مموری 512 کیلوبایتی، 4 سریال، 2 پورت USB و 60 پین GPIO مجهز است.

Intel Curie

مشخصات فنی Intel Curie
مشخصات فنی Intel Curie

آردوینو بالأخره با استفاده از پردازنده Intel Curie در برد آردوینو 101، روی به بهره‌گیری از میکروکنترلرهای Atmel آورد. این میکروکنترلر 32 بیتی اسیلاتور 32 مگاهرتز، مموری 24 کیلوبایتی SRAM و فلش مموری 196 کیلوبایتی دارد. اگرچه سرعت پردازش این برد در مقایسه با آردوینو Zero و Due زیاد نیست اما ویژگی‌های منحصربفردی مانند بلوتوث، ژیرسکوپ و شتاب‌سنج دارد.

امکانات خاص و منحصربفرد

اگر می‌خواهید که برای اولین بار وارد دنیای آردوینو شوید، پیشنهاد می‌کنیم سراغ آردوینو Uno یا آردوینو Nano بروید. آردوینو Uno پرطرفدارترین و پرفروش‌ترین برد آردوینو است. همان‌طور که گفتیم، این برد یک میکروکنترلر ATMEGA328 دارد. این برد مجهز به پین هدرهای مادگی استاندارد با فاصله 2.45 میلی‌متری بوده و با شیلدهای مختلف سازگار است.

چهارده پین ورودی و خروجی که شش عدد از آنها می‌توانند سیگنال PWM ایجاد کنند در کنار شش پین آنالوگ ورودی، این برد به خصوص را برای انجام دادن کارهای مختلف نظیر راه‌اندازی LCDها، موتورها و . . . بی‌نظیر می‌کنند. آردوینو Uno ویژگی‌های کاربردی برای وصل شدن به سنسورها دارد و همچنین به پورت سریال (UART) مشترک با پورت USB مجهز است و از پروتکل‌های I2C، SPI و سریال نرم‌افزار پشتیبانی می‌کند.

پین‌های آردوینو Uno
پین‌های آردوینو Uno

جک آداپتور روی این برد بهترین و آسان‌ترین روش برای روشن کردن است. البته پورت USB B در این برد برای برنامه‌نویسی چندان مناسب نیست ولی یک کابل کوتاه معمولاً مورد نیاز خواهد بود. چنان‌چه از نزدیک به آردوینو Uno نگاه بیندازید، متوجه خواهید شد که فضای زیادی روی برد وجود دارد که همین موضوع سبب بزرگتر شدن ابعاد آن شده است.

در این میان، حضور میکروکنترلر ATMEGA328 از نوع DIP در این برد هوشمند کمی عجیب است. با این حال، DIP بودن این میکروکنترلر به شما اجازه می‌دهد تا آن را باز برنامه‌نویسی و بروز کنید. نباید فراموش کرد که این برد برای افراد مبتدی طراحی شده حال آنکه شاید آنها هیچ‌گاه از این قابلیت‌ها بهره نبرند.

آردوینو Uno به نوعی ادامه‌دهنده مسیر اولین نسل از بردهای آردوینو است و از شیوه طراحی نسبتاً یکسانی با آنها بهره می‌برد. به غیر از ظاهر، پین هدر مادگی، شاید مشکل مشترک بسیاری از کاربران باشد. این پین هدر به ما اجازه نخواهد داد تا آردوینو Uno را روی برد بورد یا فیبر مدار چاپی بگذاریم بنابراین به منظور استفاده از آن، می‌بایست حتماً سیم جامپر داشته باشیم. البته اگرچه راه‌اندازی یک ماژول با آردوینو Uno مشکل‌ساز نخواهد شد اما وقتی بخواهیم از یک پین برای چندین سنسور و ماژول به صورت همزمان استفاده کنیم، قطعاً مشکل به وجود خواهد آورد.

سایز برد هوشمند

اگر دوست دارید که برد آردوینو خود را روی یک برد بورد بگذارید، پیشنهاد ما آردوینو Nano است. علی‌رغم ابعاد کوچکش، این برد تمامی ویژگی‌های آردوینو Uno را در یک پنجم ابعاد ارائه کرده است. آردوینو Nano از میکروکنترلر ATMEGA328 پکیج SMD سود می‌برد. روی این برد هوشمند 14 پین ورودی و خروجی قرار گرفته که شش عدد از آنها می‌توانند سیگنال PWM ارائه کنند. آردوینو Nano همچنین، دو پین ورودی آنالوگ بیشتر از آردوینو Uno دارد هرچند ابعادش کوچکتر است.

پین‌های آردوینو Nano
پین‌های آردوینو Nano

برد بورد

مشکلی که با پین‌های آردوینو Uno داشتیم، در آردوینو Nano و آردوینو Micro حل شده به طوری که پین هدرهای نری به کار رفته‌اند تا بتوانیم آنها را روی برد بورد قرار دهیم.

حضور پورت miniUSB روی برد آردوینو Nano مخصوصاً سبب شده تا سایز این برد کوچکتر گردد. البته خبر بد این است که برد نامبرده جک آداپتور ندارد و برای روشن کردن آن می‌بایست از پین Vin استفاده کنید. دیگر نقطه ضعف این برد جذاب و کارآمد، عدم سازگاری آن با شیلدهای استاندارد آردوینو می‌باشد.

آردوینو Nano روی برد بورد
آردوینو Nano روی برد بورد
آردوینو Micro روی برد بورد
آردوینو Micro روی برد بورد

بردهای آردوینو Mini و Pro Mini می‌توانند به خوبی روی برد بورد سوار شوند اما فاقد ویژگی‌های آردوینو Nano هستند. پین‌های کمتر و غیبت پورت USB، مهمترین محدودیت‌های این برد هوشمند به شمار می‌روند.

پین‌های آردوینو Pro Mini
پین‌های آردوینو Pro Mini

پین‌های بیشتر

حالا وقت آن فرا رسیده تا کمی هم با آردوینو Mega آشنا شویم. همان‌طور که در بخش قبل صحبت کردیم، این برد میکروکنترلر ATMEGA2560 دارد. بدون شک از میان محصولات آردوینو، این برد بیشترین تعداد ورودی‌ها را ارائه می‌کند. برد آردوینو مگا در مجموع 54 پین دیجیتالی ورودی و خروجی دارد که 15 عدد از آنها سیگنال PWM ایجاد می‌کنند. علاوه بر پین‌های دیجیتالی، این برد به 16 پین ورودی آنالوگ نیز مجهز است.

دیگر ویژگی منحصربفرد که آردوینو Mega را قدرتمند می‌کند، 4 پورت سریال سخت‌افزاری می‌باشد. بر این اساس، با کنار آمدن با یک برد بزرگتر و همچنین کمی هزینه بیشتر می‌توانید با خرید آردوینو Mega، به امکانات چهار آردوینو Uno دسترسی داشته باشید.

پین‌های آردوینو Mega
پین‌های آردوینو Mega

قدرت سخت‌افزاری بیشتر

اگر به دنبال قدرت سخت‌افزاری بیشتری هستید، باید یکی دو بخش قبل این مطلب را مطالعه کنید. همان‌طور که گفتیم، آردوینو Due سریع‌ترین برد آردوینو با میکروکنترلر 32 بیتی ARM و فرکانس 84 مگاهرتز است. با مموری 96 کیلوبایتی SRAM و فلش مموری 512 کیلوبایتی، این برد می‌تواند فعالیت‌های سنگین و پیچیده را به خوبی انجام دهد.

دیگر امکانات به خصوص این برد نیز عبارتند از چهار پورت سریال، دو پورت microUSB و قابلیت خواندن و نوشتن اطلاعات از فلش‌ها. دسترسی مستقیم به مموری، این میکروکنترلر را بی‌نیاز از برقراری ارتباط با حافظه برای انجام دادن کارها می‌کند و به همین خاطر همزمان چندین کار صورت خواهد پذیرفت. دو خروجی آنالوگ هم دیگر ویژگی خاص آردوینو Due به شمار می‌روند.

بدون شک این ویژگی‌ها در کنار پین‌های متعدد ورودی و خروجی، آردوینو Due را به پرقدرت‌ترین محصول آردوینو تبدیل می‌کند. لازم به ذکر است که این برد از نظر ظاهری به آردوینو Mega شباهت دارد.

پین‌های آردوینو Due
پین‌های آردوینو Due

استفاده از شیلدهای آردوینو

شیلد یک برد سازگار با آردوینو است که پس از قرارگیری روی برد هوشمند، قابلیت‌های آن را افزایش می‌دهد. برای مثال، شما می‌توانید با شیلدهای موتور، چندین موتور DC را کنترل و یا با شیلدهای LCD اطلاعات را در نمایشگرها پخش کنید. بسیاری از شیلدها برای بردهای آردوینو ساخته شده‌اند و بیشتر آنها نیز با آردوینو Uno سازگار هستند.

از آن جایی که محل قرارگیری پین‌ها و نوع پین هدرها در آردوینو Leonardo و آردوینو Uno یکسان می‌باشد، شما می‌توانید این شیلدها را در آردوینو Leonardo بگذارید. علاوه بر آردوینو یونو و لئوناردو، آردوینو Mega و Due هم نه تنها با شیلدهای آردوینو سازگار هستند بلکه پین‌های بدون استفاده را نیز حتی در زمان قرار دادن شیلد در اختیار ما قرار می‌دهند.

آردوینو Uno و شیلد آردوینو
آردوینو Uno و شیلد آردوینو

اینترنت اشیاء

اگر در پروژه خود به اینترنت نیاز دارید و نمی‌خواهید از ماژول‌های جداگانه استفاده کنید، آردوینو سه برد برای شما دارد؛ Uno WiFi، Ethernet و Yun. آردوینو یونو وای‌فای یک برد آردوینو یونو با چیپ ECC608 است که به شما اجازه می‌دهد داده‌ها را ارسال کنید و حتی از طریق وای‌فای برنامه‌نویسی انجام دهید. برد Ethernet نیز شبیه آردوینو Uno است با این تفاوت که ماژول وای‌فای ندارد.

این برد از یک کانکتور RJ45 برای انتقال داده از طریق کابل LAN بهره می‌برد. با این حال، به خاطر استفاده از پین‌های میکرو، پین‌های ورودی و خروجی PWM کمتری در اختیارمان است. نبود مبدل سریال به USB هم یکی دیگر از محدودیت‌های این برد است. بر خلاف نقاط ضعف، پورت microSD برای ذخیره داده‌ها یک مزیت برای آن به شمار می‌رود. در صورتی که به یک پردازنده قوی‌تر برای اینترنت اشیاء نیاز دارید و ATMEGA328 پاسخگوی نیازتان نیست، می‌توانید به فکر خرید آردوینو Yun باشید.

این برد با بهره‌گیری از پردازنده 32 بیتی AR9331 لینوکس در کنار پردازنده 8 بیتی ATMEGA32U4، می‌تواند سیستم عامل لینوکس داشته باشد و فعالیت‌ها را انجام دهد. پورت USB A مستقل از مبدل سریال به USB، پورت microSD، پین‌های ورودی و خروجی به تعداد 20 عدد، پین‌های PWM به تعداد 7 عدد و پین‌های آنالوگ در کنار ماژول وای‌فای، برخی دیگر از ویژگی‌های منحصربفرد آردوینو Yun هستند. با این اوصاف، جای تعجب ندارد که چرا آردوینو Yun توانسته جای آردوینو Ethernet را بگیرد.

آردوینو و اینترنت اشیاء
آردوینو و اینترنت اشیاء

کنترل آردوینو با گوشی هوشمند

اگر می‌خواهید برد هوشمند آردوینو را با گوشی هوشمند خود کنترل کنید، بد نیست بدانید که آردوینو 101 انجام این کار را امکان‌پذیر کرده است. به جای پردازنده‌های AVR و ARM، این برد یک پردازشگر 32 بیتی و دو هسته‌ای ساخت اینتل با سرعت 32 مگاهرتز دارد. این پردازنده می‌تواند به بلوتوث وصل شود بنابراین قادر خواهید بود برد آردوینو خود را به گوشی متصل کنید.

همکاری آردوینو و اینتل برای طراحی برد مطمئناً یک قدم استثنایی برای تولید بردهای آردوینو نسل‌های بعد است.

کنترل آردوینو با گوشی هوشمند
کنترل آردوینو با گوشی هوشمند

ماوس، کیبورد و جوی‌استیک

اگر می‌خواهید از ابزارک‌هایی نظیر ماوس، کیبورد و یا جوی‌استیک با رابط USB استفاده کنید، به بردهایی نیاز دارید که به میکروکنترلر ATMEGA32U4 مجهز هستند. با کتابخانه‌های مختلفی که برای انجام این کارها در نظر گرفته شده، آردوینو Leonardo بهترین آپشن می‌باشد.

اتصال ماوس، کیبورد و جوی‌استیک به آردوینو
اتصال ماوس، کیبورد و جوی‌استیک به آردوینو

باتری لیتیومی

منبع تغذیه همیشه جزو چالش‌های اصلی در پروژه‌ها بوده است. خوشبختانه به خاطر وجود رگولاتور در آردوینو، کمتر کسی از این نظر به مشکل برمی‌خورد. همانگونه که پیش‌تر اشاره شد، بردهای آردوینو معمولاً دو ولتاژ کاری دارند؛ 3.3 و 5 ولت. اگر در حال استفاده از آردوینو Uno، Mega، Nano، Min، Leonardo و Yun هستید، ولتاژ ورودی بیش از 5 ولت نیاز است.

بر این اساس، نمی‌توانید آردوینو را صرفاً با یک باتری لیتیومی تک سل راه‌اندازی کنید. چنان‌چه می‌خواهید در پروژه خود فقط و فقط از یک باتری لیتیومی تک سل استفاده نمایید، می‌بایست از آردوینو Gemma، Lilypad، Pro Mini و Fio بهره ببرید. برخی اوقات کانکتورهای JST در این بردها با باتری‌های لیتیومی سازگار هستند که همین موضوع سبب می‌شود پروژه راحت‌تر راه‌اندازی گردد.

استفاده از باتری لیتیوم یونی در آردوینو
استفاده از باتری لیتیوم یونی در آردوینو

آردوینو در لباس‌ها!

سازندگان باسلیقه آردوینو خیلی به پروژه‌های مرتبط با لباس علاقه دارند. به همین منظور، آنها آردوینو Lilypad را طی یک همکاری با Sparkfun تولید کردند. این بردها هیچ پین هدری برای به حداقل رساندن ضخامت برای قرار دادن بورد روی لباس ندارند و به همین دلیل بردهای این‌چنینی بدین منظور طراحی شده‌اند تا به لباس دوخته شوند.

میکروکنترلرهای مختلف در بردهای Lilypad استفاده شده‌اند. برد Lilypad اورجینال از میکروکنترلرهای ATMEGA328 و ATMEGA168 بدون مبدل USB به سریال سود می‌برد. مدل دارای USB برد Lilypad اما، به میکروکنترلر ATMEGA32U8 و پورت microUSB تجهیز شده بنابراین در آن خبری از ATMEGA328 نیست و هیچ نیازی به مبدل سریال به USB هم نخواهد بود.

آردوینو در لباس‌ها!
آردوینو در لباس‌ها
ویژگی‌های بردهای آردوینو
ویژگی‌های بردهای آردوینو

آردوینو بخرید، اگر بودجه محدودی دارید

یک فاکتور مهم در زمان خرید آردوینو برای پروژه، قیمت است. بدون شک، هر چه امکانات یک برد آردوینو بیشتر می‌شود، قیمت آن نیز افزایش خواهد یافت. در ادامه می‌توانید قیمت هر کدام از بردهای آردوینو را ببینید.

قیمت بردهای مختلف آردوینو
قیمت بردهای مختلف آردوینو
قیمت بردهای مختلف آردوینو
قیمت بردهای مختلف آردوینو

آردوینو بخرید، اگر با سایز برد مشکل دارید

شاید پروژه شما به پردازش پیچیده و یا پین‌های زیادی نیاز نداشته باشد و یا مثلاً بخواهید آردوینو را در یک ربات کوچک، لباس و یا کفش بگذارید. در این شرایط، سایز برد هوشمند به یک فاکتور اساسی در زمان خرید آردوینو تبدیل خواهد شد. اگرچه بردهای آردوینو سازگار با شیلدها به ندرت کوچک هستند اما آردوینو برای حل این مشکل چند برد کوچک طراحی کرده است.

اگر به بیشتر از 3 پین نیاز ندارید و یا ویژگی‌های متعددتر برایتان بااهمیت نیستند، پیشنهاد ما استفاده از آردوینو Gemma می‌باشد. این برد کوچک تقریباً هم اندازه یک سکه است که پین هدر ندارد و به همین خاطر بسیار باریک می‌باشد. آردوینو Gemma از یک پورت microUSB بهره می‌برد و می‌توان آن را با یک باتری لیتیومی روشن کرد. اگر به پین‌های بیشتر تا 10 پین نیاز دارید، می‌توانید به فکر خرید آردوینو Lilypad ساده و یا دارای USB باشید.

این بردها نیز پین هدر ندارند و می‌توانند روی لباس‌ها قرار بگیرند. اگر همچنان از برد کوچک آردوینو خود انتظار دارید، Pro Mini، Nano و Micro بهترین گزینه‌ها خواهند بود. در جدول زیر، بردهای آردوینو به ترتیب اندازه نوشته شده‌اند.

اندازه و شکل بردهای آردوینو
اندازه و شکل بردهای آردوینو
اندازه و شکل بردهای آردوینو
اندازه و شکل بردهای آردوینو

نکته: متأسفانه وب‌سایت آردوینو تنها ابعاد PCB بردها را نشان می‌دهد. در جدول بالا، فاکتورهایی نظیر جک آداپتور، پورت USB و پین هدرها نیز برای اندازه‌گیری ابعاد در نظر گرفته شده‌اند.

وزن بردهای آردوینو
وزن بردهای آردوینو

در پایان، کدام آردوینو را بخریم؟

در قسمت‌های قبل، بردهای آردوینو را با جزئیات کامل بررسی کردیم. با در نظرگیری تمامی توضیحات، شاید سخت باشد که بخواهید تصمیم نهایی را بگیرید. در این شرایط، تصویر زیر می‌تواند یک راهنمای خوب برای مقایسه همه پارامترها جهت خرید آردوینو مناسب پروژه شما باشد.

شش ویژگی مهم بردهای آردوینو
شش ویژگی مهم بردهای آردوینو

بردهای آردوینو ساخته شده توسط برندهای مختلف

آیا مدل برد آردوینو مدنظر را انتخاب کرده‌اید؟ اگر این کار را انجام داده‌اید، می‌توانید به این سؤال پاسخ دهید که محصول کدام برند را بخرید. از جمله برندهایی که در این حوزه فعالیت دارند می‌توانیم به Blue، Green، Red، Genuino، DFRuino و Metro اشاره کنیم. برندهای زیادی تاکنون آردوینو Uno را تولید کرده‌اند. در نگاه اول، این موضوع شاید گیج‌کننده باشد اما تنوع همیشه بد نیست. در این قسمت از مطلب راهنمای خرید آردوینو، شما را با تفاوت‌ها آشنا کرده و در مورد بردهای ساخته شده توسط برندهای متفرقه صحبت می‌کنیم.

آردوینوهای تولید شده توسط برندهای مختلف
آردوینوهای تولید شده توسط برندهای مختلف

این حجم از تنوع در میان سازندگان بردهای آردوینو به خاطر منبع باز بودن آن است. هر شرکت تولیدکننده‌ای می‌تواند یک برد آردوینو با نام مدنظر خود تولید کند. آیا تمامی بردهای آردوینو موجود در بازار کیفیت یکسانی دارند؟ پاسخ منفی است. اگرچه تمامی اطلاعات لازم در مورد برد آردوینو در وب‌سایت هر شرکت سازنده درج شده ولی کیفیت قطعات به کار رفته قطعاً متفاوت است. برخی اوقات، تولیدکنندگان، بردهای اصلی را بروزتر می‌کنند.

سبز یا آبی؟

آردوینو ابتدائاً بردهای خود را به رنگ آبی تولید می‌کرد اما امروزه Uno، Nano، Mega، Leonardo و Micro سبز هستند. بردهای رسمی آردوینو ویژگی‌های منحصربفردی نظیر رنگ خاص، کیفیت چاپ ابریشمی، نوع قطعات و آی سی و همچنین پدهای مختلف دارند. شما می‌توانید برای کسب اطلاعات بیشتر، به سایت آردوینو مراجعه کنید.

Arduino یا Genuino؟

این دو برند اصالتاً یکی هستند. قطعات، مشخصات و کیفیت آنها تفاوت آن‌چنانی ندارند. تنها فرق آنها، مناطقی می‌باشند که در آنجا به فروش می‌رسند. به خاطر تفاوت در طرز فکر سازندگان آردوینو در گذشته، بردهای این شرکت در داخل ایالات متحده با نام Arduino و در خارج از این کشور با نام Genuino به فروش می‌رسیدند.

از سال 2015 تاکنون، آردوینو در حال تولید بردهای خود در آمریکا با همکاری کمپانی Adafruit می‌باشد. این شرکت بردهای شبیه آردوینو را با برند Metro می‌فروشد. از آن جایی که آردوینو سخت‌افزار منبع بازی است، هر تولیدکننده‌ای با این شرط می‌تواند برد آردوینو بسازد که از برند این کمپانی به نفع خودش استفاده نکند. به غیر از Adafruit، شرکت‌هایی مانند Sparkfun و DFRobot بردهای آردوینو را با برندهای RedBoard و DFRduino می‌سازند.

قرمز یا مشکی؟

همان‌طور که قبل‌تر هم توضیح دادیم، Adafruit بردهای آردوینو را با برند Metro به فروش می‌رساند. برخی از این بردها از پردازنده‌های پرقدرت ARM بهره می‌برند و برخی دیگر نیز به ویژگی‌هایی مانند پورت دوربین، اسپیکر استریو، درگاه microSD و . . . مجهز شده‌اند. به خاطر بوت لودر UF2، شما می‌توانید این بردها را با نرم‌افزارهای Arduino IDE و CircuitPython برنامه‌نویسی کنید.

برای اینکه در مورد بردهای Metro اطلاعات بیشتری به دست بیاورید، به سایت رسمی آن مراجعه نمایید. این شرکت یک برد ATMEGA328 شبیه آردوینو Uno طراحی کرده است. نحوه قرارگیری، تعداد و ترتیب پین‌ها شبیه آردوینو Uno هستند تا بتوانید از شیلدهای آردوینو بهره ببرید. بر خلاف شباهت کلی، این برد تفاوت‌هایی دارد. مثلاً از پردازنده ATMEGA328 پکیج SMD و مبدل CP2104 سریال به USB سود می‌برد تا قیمت آن نسبت به آردوینو Uno رسمی کاهش یابد.

بردهای ساخته شده توسط شرکت Metro به جای USB B از پورت microUSB برای برنامه‌نویسی استفاده می‌کنند. در کنار جک آداپتور، یک دکمه کوچک وجود دارد تا جریان را قطع و وصل نماید. ولتاژ کاری منطقی این برد 5 ولت است اما روی برد یک پد هست که حین لحیم‌کاری، ولتاژ کاری را به 3.3 ولت می‌رساند.

اگر با سایز برد آردوینو در پروژه‌تان مشکل دارید، Adafruit برد ATMEGA328 خود را با پین هدر و جک آداپتور به صورت لحیم نشده به فروش می‌رساند.

برد آردوینو شرکت Metro بدون پین هدر
برد آردوینو شرکت Metro بدون پین هدر

یکی دیگر از تولیدکنندگان بردهای آردوینو در آمریکا Sparkfun می‌باشد. این شرکت محصولاتش را با نام تجاری RedBoard به فروش می‌رساند. بردهای Pro Mini، Uno، Pro و Mega Pro دیگر تولیدات این کمپانی به شمار می‌روند. Uno RedBoard از پردازنده ATMEGA328 SMD و آی سی FTDI مبدل سریال به USB استفاده می‌کند.

در این برد پورت miniUSB برای برنامه‌نویسی به کار می‌رود. قیمت این محصول تفاوت زیادی با آردوینو Uno اصلی ندارد. مهمترین ویژگی آن، استفاده از قطعات SMD می‌باشد به طوری که حتی پین هدرها و جک‌های آداپتور هم SMD هستند. در نتیجه، هر چه سطح بورد صاف‌تر باشد، راحت‌تر می‌تواند روی بردهای مختلف قرار گیرد و پین‌ها نیز مشکل خاصی به وجود نمی‌آورند.

برد قرمز آردوینو شرکت Sparkfun
برد قرمز آردوینو شرکت Sparkfun

کمپانی DFRobot مدل‌های زیادی از بردهای آردوینو را با برند DFRduino تولید می‌کند. برخی از محصولات این شرکت که بیشترین شباهت‌ها را به بردهای اصلی آردوینو دارند، عبارتند از DFRduino Uno، DFRobot Leonardo و DFRobot Mega. برد DFRduino Uno شباهت زیادی به Uno R3 دارد. این برد از میکروکنترلر ATMEGA328 پکیج DIP و پورت USB B بهره می‌برد.

تنها تفاوت‌های این برد با Uno اصلی، پین هدرهای رنگی، پین‌های پاور قرمز، پین‌های ورودی آنالوگ آبی و پین‌های دیجیتالی سبز می‌باشند. استفاده از پین هدرهای رنگی می‌تواند ایده خوبی برای افراد مبتدی و کسانی باشد که از ماژول‌های DFRobot بهره می‌برند. لازم به ذکر است که قیمت بردها تفاوت زیادی با بردهای اورجینال آردوینو نخواهد داشت.

آیا باید به فکر خرید آردوینو غیر اورجینال بود؟

علاوه بر کمپانی‌هایی که در بخش قبل آنها را معرفی کردیم و به غیر از شرکت‌هایی که بردهای شبیه آردوینو اصلی تولید می‌کنند، سازندگان غیررسمی دیگری نیز در کشورهای مختلف هستند که بردهای این شرکت را با نام و لوگو آردوینو می‌سازند. خودِ کمپانی آردوینو، این بردهای متفرقه را معرفی و تفاوت‌های آنها را مشخص می‌کند و در این زمینه در سایت Arduino.cc توضیح می‌دهد.

بردهای Counterfeit از نظر ظاهری شباهت زیادی به بردهای اورجینال آردوینو دارند و کارایی‌های آنها نیز تقریباً یکسان است اما به شدت ارزان‌تر هستند. این فاکتورها به افزایش تنوع و رشد بردهای Counterfeit کمک کرده‌اند. با این شرایط، برای کاربر این سؤال پیش می‌آید که آیا باید اقدام به خرید بردهای آردوینو ارزان قیمت بکند یا خیر؟

شاید خرید یک برد مشابه با قیمت پایین‌تر منطقی و وسوسه‌کننده باشد. همان‌طور که پیش‌تر نیز توضیح دادیم، آردوینو یک پلتفرم منبع باز است که به همین خاطر هر کسی می‌تواند برد آردوینو خاص خود را طراحی نماید؛ البته با این شرط که از نام و لوگو این کمپانی استفاده نکند. اگر می‌خواهید کمتر هزینه کنید، می‌توانید از تولیدکنندگان تأیید شده آردوینو خرید نمایید که پیش‌تر در مورد برخی از آنها صحبت کردیم. اگر از برندهای متفرقه خرید کردید، ناخواسته در حال کمک کردن به فروشندگان متقلبی هستید که قوانین کپی رایت یا حق نشر را نقض می‌کنند.

در کنار این مورد، تولیدکنندگان این‌چنینی که با نام آردوینو برد هوشمند می‌سازند، شاید محصولاتشان مشخصات یکسانی داشته باشند اما کیفیت و نوع قطعاتی که به کار برده‌اند به شدت متفاوت هستند. برای مثال، دقت و ولتاژ خروجی این بردها بسیار کمتر از بردهای اصلی می‌باشد. در برخی از بردها، حتی قطعات با آن چیزی که در بردهای اورجینال می‌بینیم، تفاوت دارند. مثلاً، آردوینو Uno به جای اینکه از ATMEGA16U4 برای تبدیل USB به سریال استفاده کند، از چیپ‌هایی نظیر FTDI یا آی سی CH340 بهره می‌برد. با این توضیحات، بردهای نامبرده با برخی از سیستم عامل‌ها سازگار نیستند و برای راه‌اندازی به اقدامات بیشتری نیاز دارند.

هشدار: اگر می‌خواهید کمتر هزینه کنید، از تولیدکنندگان تأیید شده آردوینو خرید نمایید و سراغ شرکت‌های نامعتبر نروید.

تقابل آردوینو و سایر بردهای اینترنت اشیاء

وقتی آردوینو در سال 2008 کار خودش را آغاز کرد، در حوزه تولید بردهای هوشمند رقیب خاصی نداشت اما به خاطر رشد سریع پردازنده‌ها و ظهور اینترنت اشیاء، رقبایی برای او پیدا شد. در ابتدا، تولیدکنندگان ماژول‌های وای‌فای، GSM و بلوتوث تأمین‌کنندگان میکروکنترلرها و بردهای توسعه آردوینو بودند اما اینک خودِ این بردها پردازشگرهای قوی و ویژگی‌های بخصوصی دارند که به برد توسعه تبدیل شده‌اند.

Espressif یک کمپانی پیشرو در این زمینه به شمار می‌رود که در سال 2008 شروع به فعالیت کرد. محصول اصلی این کمپانی چیپ‌های ESP8266 Wi-Fi بود. پس از مدتی در سال 2013، این شرکت برد توسعه NodeMCU را معرفی نمود. این برد برای حوزه اینترنت اشیاء تولید شده و مبتنی بر زبان برنامه‌نویسی LUA بود. NodeMCU را همچنین، می‌توان با نرم‌افزار Arduino IDE توسعه داد و به همین خاطر خیلی سریع به محبوبیت دست یافت.

یکی از محصولات جدید شرکت Espressif که پردازنده دو هسته‌ای، وای‌فای و چهارمین نسل بلوتوث دارد، ESP32 است. یکی از مزایای بردهای توسعه NodeMCU در مقایسه با بردهای اینترنت اشیاء آردوینو، قیمت کمتر آنها می‌باشد. قدرتمندترین برد این کمپانی یعنی ESP32 با امکانات متنوع‌تر برای کاربران، کمتر از 10 دلار قیمت دارد. مشخصات بردهای NodeMCU در مقایسه با بردهای اینترنت اشیاء آردوینو را می‌توانید در جدول زیر مشاهده کنید.

مقایسه آردوینو و برد هوشمند NodeMCU
مقایسه آردوینو و برد هوشمند NodeMCU

جمع‌بندی: خرید آردوینو؛ درست یا غلط؟

خرید آردوینو: درست یا غلط؟
خرید آردوینو: درست یا غلط؟

اگر هنوز برای خرید آردوینو به جمع‌بندی خاصی نرسیده‌اید، امیدواریم این قسمت آخر از مطلب، بتواند شما را کمک کند.

در این مقاله با پلتفرم آردوینو و تاریخچه آن آشنا شدیم و مدل‌های مختلف بردها را با در نظرگیری اجزایی نظیر پردازنده‌ها و ویژگی‌ها، اندازه‌ها، قیمت و . . . مقایسه کردیم. حالا در این بخش نقاط قوت آردوینو و نقاط ضعف آن را بیان خواهیم کرد و تصمیم می‌گیریم که از این برد هوشمند استفاده نماییم یا خیر.

مزایای آردوینو

  • هماهنگی نرم‌افزاری و سخت‌افزاری، سادگی و سایز کوچک، مهمترین مزایای آردوینو هستند. وقتی در مورد برد توسعه صحبت می‌کنیم، انتظار داریم که تمامی ویژگی‌ها را داشته باشد تا بتوانیم آن را راه‌اندازی و برنامه‌نویسی کنیم. در اکثر بردهای آردوینو، می‌توانید یک کابل USB وصل نمایید و کدهای نوشته شده در نرم‌افزار Arduino IDE را صرفاً با فشردن یک دکمه، انتقال دهید.
  • دیگر مزیت آردوینو، سازگاری آن با همه سیستم عامل‌ها می‌باشد حال آنکه اکثر نرم‌افزارهای برنامه‌نویسی AVR تنها با ویندوز و لینوکس سازگار هستند.
  • تنوع گسترده بردهای آردوینو و توجه به خواسته‌های کاربر، دیگر مزیت این بردهای هوشمند می‌باشد. این محصولات بیش از 40 مدل دارند در حالی که تنها چند عدد از آنها شناخته‌شده‌اند. شما می‌توانید برای آشنایی با بردهای آردوینو، به وب‌سایت این شرکت سَری بزنید.
  • منابع روبه‌رشد و کتابخانه‌های گوناگون هم مزیت بعدی آردوینو است. سخت‌افزار و نرم‌افزار منبع باز، آردوینو را به یک برد فراتر از الکترونیک تبدیل کرده‌اند. هزاران نفر از توسعه‌دهندگانی که از آردوینو استفاده می‌کنند، ماژول‌ها و سخت‌افزارهای جدیدی برای آردوینو تولید می‌کنند و کتابخانه‌های آنها را با مثال‌های متنوعی به صورت رایگان در اختیار مشتریان قرار می‌دهند. این حجم از محتوای آموزشی این امکان را به وجود می‌آورد تا بتوانید با ترکیب کدها و کتابخانه‌ها در کمترین زمان ممکن، پروژه‌تان را به اتمام برسانید.
  • علاوه بر ارتباط آردوینو با ماژول‌ها و سنسورهای متنوع و کتابخانه‌های نامبرده برای ماژول‌ها، کتابخانه‌های دیگری نیز هستند که بردهای آردوینو را به دیگر نرم‌افزارها نظیر Matlab، Simulink، Labview و حتی Python متصل می‌کنند. اگر به زبان برنامه‌نویسی C تسلط کافی ندارید و می‌خواهید از یک رایانه برای پروژه خود استفاده کنید، نگران نباشید زیرا خودِ آردوینو این امکان را به وجود آورده است. امروزه تنها با 20 دلار، می‌توانید اقدام به خرید آردوینو Uno بکنید که به آسانی سنسورها و . . . را به رایانه شما وصل می‌کند.
  • در کنار تمامی مزایای آردوینو و توانایی‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری آن، باید به این نکته اشاره کنیم که پلتفرم آردوینو به نوعی آموزشی است چرا که هدف اولیه آن تدریس الکترونیک به همگان بود. زبان برنامه‌نویسی آسان، محتواهای آموزشی گوناگون، کتابخانه‌های متنوع و انجمن آردوینو برای اشتراک‌گذاری اطلاعات و پشتیبانی از کاربران، جزو مهمترین اهداف مدرسین آردوینو می‌باشند.

معایب آردوینو

  • حال که به مزایای آردوینو اشاره کرده‌ایم، منصفانه آن است که به برخی از معایب آن نیز اشاره کنیم. تنوع بردها با کاربری‌های گسترده می‌توانند مزیت آردوینو باشند و نبود برد به خصوص که همه این امکانات را در خودش جمع کند، نقطه ضعف آن به شمار می‌رود. در میان بردهای آردوینو، Due بهترین ویژگی‌ها را دارد اما سایز آن برای پروژه‌ها ایده‌آل نیست. به علاوه، وای‌فای و بلوتوث نیز در این برد وجود ندارد. به طور کلی، آردوینو به ندرت اینترنت اشیاء و بردهای صنعتی را در محصولاتش مدنظر قرار داده است. در واقع، بردهای آردوینو که برای این دو حوزه تولید شده‌اند، نمی‌توانند با رقبایی که هم‌قیمت هستند، رقابت کنند.

  • یکی دیگر از نقاط ضعف آردوینو، عدم استفاده از پردازنده‌های جدید ARM است. انرژی مصرفی کمتر و سرعت پردازشی بیشتر این پردازنده‌ها به خاطر اصرار آردوینو بر استفاده از پردازنده‌های AT فدا شده است. البته شاید معرفی آردوینو 101 آغاز یک عصر جدید باشد.

  • آخرین نقطه ضعف بردهای آردوینو هم عدم استفاده از پورت USB یکسان و بهره نبردن از تمام ظرفیت‌های میکروکنترلر می‌باشد.

آینده آردوینو

امروزه شاهد معرفی و ظهور بردهای توسعه با قابلیت‌های متنوع و قیمت پایین هستیم. بعضی از بردها حتی امکانات نوآورانه‌تری نسبت به آردوینو ارائه می‌دهند. با پیشرفت این بردهای توسعه، آیا می‌توانیم سقوط آردوینو و پیروزی سایر بردها را پیش‌بینی کنیم؟ آیا دیگر تولیدکنندگان آردوینو را در آینده پشت سر می‌گذارند؟ شما فکر می‌کنید آردوینو برای جلوگیری از رخ دادن این اتفاقات، چه کارهایی باید انجام دهد؟

همکاری با رقبا، بهترین روش دفاعی

یکی از بهترین سیاست‌هایی که آردوینو اتخاذ کرده، همکاری با رقبایش بوده است. این شرکت در آمریکا با Adafruit و Sparkfun کار می‌کند. همان‌طور که در اولین بخش مقاله راهنمای خرید آردوینو نیز گفتیم، از همان روز اول، آردوینو تجاری‌سازی نشده بود. بر این اساس، می‌تواند با خیالی آسوده با دیگر توسعه‌دهندگان همکاری داشته باشد. نگرش منبع باز بودن برای سخت‌افزار و نرم‌افزار بهترین شیوه جهت توسعه آردوینو بوده و می‌تواند مهمترین دلیل دوام این کمپانی به شمار برود.

پدر مهربان

علاوه بر پلتفرم بی‌نظیر، آردوینو اتاق فکر فوق‌العاده‌ای دارد که رقبایش را مجبور می‌کند تا ماژول‌های خود را بر پایه نرم‌افزار Arduino IDE هم بسازند. این کار باعث می‌شود تا انواع و اقسام ماژول‌ها با آردوینو سازگار گردند. البته در این شرایط، آردوینو باید خودش را ملزم به ارائه محتواهای آموزشی آسان کند تا بتواند نقش پدر مهربان بودنش را به خوبی ایفا نماید.

بروز و آپدیت بودن

در سالیان اخیر، شاهد سخت‌افزار و نرم‌افزارهای اتصالی مختلف بوده‌ایم. بسیاری از مهندسین نرم‌افزار می‌توانند به آسانی هزاران خط کدنویسی را در سخت‌افزار پیاده کنند. بدون شک، آردوینو نقش بی‌بدیلی برای به انجام رسیدن این کارها داشته است.

با این وجود، برای رقابت کردن با دیگران، باید بتواند تا ویژگی‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری را بروز کند. برای مثال، ورود به حوزه‌های اینترنت اشیاء و ارائه سخت‌افزارهای لازم روی بردها و همچنین همکاری با پایتون، می‌تواند دوام آردوینو را ضمانت نماید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *