پک آموزش رباتیک سورنو
پک ساختمانسازی تورنو
پک آموزش الکترونیک الینو
پک آموزش رباتیک برنا
پک آموزش الکترونیک سورنو
مجموعه آموزش الکترونیک شماره 2
بسته ساخت آسانسور با بدنه
کیت ربات تک کاره مسیریاب
در قسمت دوم از سلسله مطالب آموزش 0 تا 100 آردوینو، میخواهیم طریقه راه اندازی نرم افزار آردوینو را به شما آموزش دهیم. در این مطلب ابتدا در مورد چگونگی برنامه نویسی آردوینو صحبت خواهیم کرد و بعد از آن به سراغ دانلود و نصب نرم افزار آردوینو میرویم و بعد از کامل شدن نصب، طریقه اتصال آردوینو به نرم افزار را بیان کرده و یک کد ساده را آزمایشی اجرا میکنیم تا ببینیم فرآیند نصب درست پیش رفته است یا خیر؛ پس با بهنام رباتیک همراه باشید.
چگونگی برنامه نویسی آردوینو
فایلی که برای نوشتن برنامههای آردوینو به کار میرود، اسکچ (Sketch) نام دارد. این اسکچها در یک ویرایشگر متنی نوشته میشوند. اسکچها در یک فایل با پسوند .ino ذخیره خواهند شد. این مسئله قابلیتهایی را برای بریدن (Cut)، الصاق کردن (Paste)، جایگزین کردن (Replace) و جستجو کردن (Search) متن فراهم میکند. زمانی که عملیات ذخیره و صادر کردن (Export) انجام میشود، نرمافزار آردوینو بازخورد میدهد و همچنین پیامهای خطا را نشان خواهد داد.
کنسول، خروجی متنی را که توسط محیط برنامه نویسی آردوینو ایجاد شده و شامل کلیه پیامهای خطا و اطلاعات دیگر میشود را نشان میدهد. گوشه سمت راست پایین پنجره، برد جاری و پورت مورد استفاده را نشان میدهد. دکمههای نوار ابزار به شما این امکان را خواهند داد تا برنامه را بازبینی و آپلود، اسکچها را ایجاد، باز و ذخیره کرده وSerial Monitor را باز کنید.
گام اول: دانلود، نصب و راه اندازی نرم افزار آردوینو
برای شروع کار باید نرم افزار آردوینو (Arduino IDE) مناسب برای سیستم عامل خود را از سایت رسمی آردوینو دانلود کنید و مراحل نصب را به صورت زیر انجام دهید:
پس از دانلود، روی فایل نصبی نرمافزار کلیک کنید. همانطور که میبینید، پنجرهای مانند تصویر زیر برای شما باز خواهد شد. در اولین پنجره، روی I Agree کلیک کنید.
مرحله اول نصب نرم افزار آردوینو
در این بخش لیست نرمافزارها و قطعات نرمافزاری آمده است. دقت کنید که همه گزینه ها فعال باشند.
مرحله دوم نصب نرم افزار آردوینو
سپس میتوانید محل نصب نرم افزار آردوینو را مشخص کرده و بر روی گزینه Install کلیک کنید. برای نصب نرمافزار آردوینو باید درایو و یا مسیر نصبی را برگزینید که حداقل 500 مگابایت فضای خالی داشته باشد. پس از نصب کامل نرمافزار، پیام Completed را مشاهده میکنید و میتوانید پنجره را ببندید. توجه داشته باشید که مدت زمان نصب بر حسب سیستم عامل شما متغیر است و امکان دارد از 5 تا 15 دقیقه به طول بینجامد.
مرحله سوم نصب نرم افزار آردوینو
پس از طی فرایند نصب، نرم افزار آردوینو با موفقیت بر روی سیستم شما نصب شده است! همچنین میتوانید، در صورتی که از برنامههای قویتر و پیشرفتهتر مانند Visual Studio استفاده میکنید، آردوینو را به صورت افزونه به نرمافزار خود بیفزایید.
گام دوم: شروع کار با نرم افزار آردوینو
پس از نصب، نرم افزار آردوینو را باز کنید.
در نگاه اول و در اولین بار، تصویر مقابل را مشاهده خواهید کرد که تمامی المانها و بخشهای مهم را توضیح خواهیم داد.
1) Verify: این گزینه برنامه نوشته شده توسط کاربر را بررسی میکند و در صورت وجود هرگونه ایراد، آن را نمایش میدهد.
2) Upload: این گزینه کد نوشته شده توسط شما را بررسی کرده و بر روی برد آپلود میکند. عملیات آپلود ممکن است مدت زمان کوتاهی به طول بینجامد.
3) New: از طریق این زبانه میتوانید یک برگه جدید باز کنید.
4) Open: از طریق این زبانه میتوانید فایلهایی که قبلاً توسعه داده و یا دانلود کردهاید را باز کنید.
5) Save: این گزینه برنامه نوشته شده و یا تغییرات جدید در برنامه را ذخیره میکند.
6) Void Setup: این تابع، یکی از اجزاء اصلی برنامه است که کدهایی که در آن نوشته میشود را فقط یک بار و در همان ابتدا اجرا میکند.
7) Void Loop: این تابع هم از اصول برنامه نویسی آردوینو میباشد که کدهایی که در این بخش بنویسید را تا زمانی که ولتاژ در مدار باشد، اجرا میکند و هر بار که به پایان دستورات میرسد، دستورات این تابع را از اول اجرا خواهد کرد.
8) Serial Monitor: این پنجره سریال مانیتور نام دارد که از طریق آن میتوانید با برد آردوینو خود ارتباط متنی برقرار کنید.
گام سوم؛ اتصال آردوینو به نرم افزار آردوینو
شاید در ذهن شما سؤالاتی به وجود آمده و یا ابهامی ایجاد شده باشد. حال با این مثال ساده، به صورت عملی موارد بالا را توضیح خواهیم داد.
برای آپلود کردن کد برنامه بر روی برد، ابتدا نیاز است تا برد خود را از طریق کابل به سیستم متصل کرده و از منوی Tools نام برد و پورت مورد نظر خود را انتخاب کنید. در مثال زیر، ما از برد آردوینو UNO استفاده کردهایم. شما میتوانید با تغییر تنظیمات، برد خود را به نرم افزار آردوینو متصل نمایید.
یک نمونه کد ساده برای تست نرم افزار آردوینو
//-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_ www.behnamrobotic.com
int LED_PIN = 13;
void setup() {
pinMode(LED_PIN,OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(LED_PIN,HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(LED_PIN,LOW);
delay(1000);
اکنون زمان آن رسیده تا موارد بالا را به صورت عملی تست کنیم و ببینیم آیا نرم افزار آردوینو به درستی نصب شده است یا خیر. برای این کار کافیست کد زیر را نوشته و بر روی برد خود آپلود کنید.
پس از آپلود کد، خواهید دید که LED روی برد شما هر 1 ثانیه یک بار چشمک میزند اما درون برنامه چه اتفاقی میافتد؟
توضیح خط به خط برنامه
همانطور که در قبل گفتیم، در اولین تابع از برنامه یعنی Void Setup کدهایی نوشته میشوند که نیاز است تنها یک بار و در اول برنامه اجرا گردند. برای مثال، Baud Rate و ورودی و خروجیهای دیجیتال در این قسمت به برد شناسایی میشوند.
0 و 1 منطقی
در دنیای مدارات منطقی و دیجیتال، هر پایهای که دارای ولتاژ باشد، به آن 1 و هر پایهای که فاقد ولتاژ باشد، به آن 0 میگویند. لازم به ذکر است که در آردوینو Uno ولتاژ 5 میباشد. در آردوینو برای راحتتر بودن الفاظ از High به جای 1 و از Low به جای صفر استفاده میشود.
توضیح تابع PinMode
این تابع وضعیت ورودی و یا خروجی بودن پایه را مشخص میکند. اینکه میخواهید یک پایه به عنوان ورودی ولتاژ عمل کند و یا خروجی ولتاژ، توسط این تابع قابل تغییر است. برای مثال، شما میخواهید یک چراغ LED را روشن کنید. طبیعتاً باید پایه متصل به LED را به عنوان خروجی ولتاژ در نظر بگیرید تا زمانی که ولتاژ 5 ولت به LED رسید، روشن شود و یا در موقعیتی دیگر که میخواهید، وضعیت یک کلید را بخوانید.
برای مثال، اگر کلید زده شد و ولتاژ 5 ولت به یکی از پایههای برد شما رسید، در این وضعیت باید پایه خود را به عنوان ورودی تعریف کنید. این تابع دو مقدار دارد؛ یا ورودی است و یا خروجی. در صورت خروجی بودن، از Output و در صورت ورودی بودن از Input استفاده میشود. Syntax کلی این دستور به شرح زیر است:
PinMode(pin,status);
در این مثال، ما پایه 13 آردوینو که متصل به LED روی برد است را به عنوان خروجی در نظر گرفتهایم.
تابع Void Loop
همانطور که قبلاً گفته شد، این تابع کدهای درون خود را در حلقه بینهایت قرار داده و تا زمانی که برد سالم بوده و ولتاژ آن متصل باشد، کدها اجرا و تکرار خواهند شد.
تابع Digital Wire
این تابع یکی از مقادیر منطقی 0 و یا 1 را بر روی پایه خروجی مورد نظر اجرا مینماید. برای مثال، میخواهید به یک پایه ولتاژ 5 ولت اعمال شود و LED را روشن کنید. برای این کار باید از این تابع استفاده کرده و شیوه استفاده از آن به صورت زیر است.
;(digitalWrite(pin,HIGH/LOW
delay
در هنگام برنامه نویسی نرم افزار آردوینو، شاید بخواهید بخشی از برنامه را به عنوان نوشته یا کامنت در نظر بگیرید و یا آن بخش از کد را اجرا نکنید. برای این کار میتوانید در ابتدای کد خود، از دو ممیز (//) استفاده کنید. پس از انجام این کار مشاهده خواهید کرد که رنگ کد به خاکستری تغییر پیدا میکند و غیر فعال میشود.
delayMicroseconds();//تاخیر بر حسب میکروثانیه
delay();//تاخیر بر حسب میلی ثانیه
توضیح کلی کد
همانطور که توضیح داده شد، در ابتدا پایه 13 آردوینو به عنوان خروجی در نظر گرفته شده است. سپس در Void Loop به پایه مقدار 1 داده میشود و بعد از یک ثانیه، پایه دوباره مقدار صفر میگیرد و دوباره پس از یک ثانیه تأخیر، روند اجرای کد به اول باز میگردد و پایه 1 میشود. این عملیات تا زمانی که تغذیه برد شما فراهم باشد، ادامه خواهد داشت.
سخن پایانی
قسمت دوم سلسله مطالب آموزش 0 تا 100 آردوینو نیز به پایان رسید و با شما در مورد طریقه راه اندازی نرم افزار آردوینو، برنامه نویسی آردوینو، نصب نرم افزار آردوینو و اتصال آردوینو به نرم افزار صحبت کردیم. در قسمت بعد این مطالب، با موضوعات جدیدتر و کاربردیتر در خدمت شما خواهیم بود.
