آموزش Arduino
قسمت 4-خانواده بردهای آردوینو (مقدماتی و پیشرفته)
مارس
آردوينو بردهاي مختلفي را مي‌سازد كه هر يك از اين بردها داراي قابليت‌هاي خاصي مي‌باشند.تعدادي از اين بردها نيز به صورت متن باز مي‌باشند به اين مفهوم كه مي‌توان تغييرات سخت‌افزاري مورد نياز در اين بردها را، با توجه به نياز ايجاد نمود و بردي جديد با قابليت‌هاي جديد ايجاد نمود.
بردهاي آردوينو مبتني بر ميكروكنترولر‌هاي AVR، در 4 گروه اصلي طبقه بندي مي‌شوند.شکل زیر اين گروهها و بردهاي موجود در هر يك از اين گروه ها را نشان مي دهد.
بردهای سطح مقدماتی
بردهای سطح مقدماتی آردونیو، بردهایی هستند که برای شروع به کار مناسب می‌باشند. استفاده از این بردها بسیار ساده می‌باشد و با اضافه کردن سنسورها و خروجی‌های متفاوت، کاربر می‌تواند ایده های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری خود را روی این بردهای پایه، پیاده سازی نماید. بردهای UNO، LEONARDO و ESPLORA از جمله بردهای این خانواده می‌باشند که کنترولر اصلی آنها میکروکنترلرهای خانواده AVR می‌باشند.
برد آردوينو UNO
برد Arduino UNO بر مبنای میکروکنترلر ATMEGA328P می‌باشد.این برد دارای 14 پایه‌ورودی – خروجی دیجیتال (که از این 14 پایه، 6 پایه می‌تواند به عنوان خروجی PWM مورد استفاده قرار گیرد)، 6 پایه ورودی آنالوگ، کریستال 16 مگاهرتز، اتصال USB، فیش تغذیه، هدر ICSP و یک کلید ریست می‌باشد.
در این برد همه امکانات لازم برای راه اندازی و کار با میکروکنترلر گنجانده شده است. کافیست کابل USB به کامپیوتر متصل شده و یا یک منبع تغذیه خارجی DC از طریق فیش تغذیه به برد متصل شود.UNO در ایتالیایی به معنای ONE می‌باشد و برای نامگذاری اولین نسخه از نرم‌افزار Arduino IDE انتخاب شده است. برد UNO و نسخه 1.0 از نرم‌افزار Arduino IDE نسخه های مرجع آردونیو می‌باشند، که در حال حاضر نسخه های جدیدتر آن نیز بوجود آمده است. برد UNO اولین سری از بردهای USB آردونیو و مدل مرجع برای سایر بردهای آردونیو می‌باشد. جدول زیر مشخصات برد Arduio UNO را نشان می‌دهد.
|
ميكروكنترولر |
ATmega328P |
| ولتاژ كاري | 5 ولت |
| ولتاژ ورودي(حالت به ينه) | 7-12 ولت |
| ولتاژ ورودي(حداقل و حداكثر) | 6 -20 ولت |
| پايه هاي I/O ديجيتال | 14 (6 تا از پايه ها مي توانند PWM باشند) |
| پايه هاي PWM | 6 |
| پايه هاي ورودي آنالوگ | 6 |
| جريان DC در هر پايه I/O | 20 ميلي آمپر |
| جريان DC در پايه هاي 3/3 ولت | 50 ميلي آمپر |
| اندازه حافظه FLASH | 32 كيلوبايت كه 5/0 كيلوبايت آن به Bootloader اختصاص يافته است |
| اندازه حافظه SRAM | 2 كيلو بايت |
| اندازه حافظه EEPROM | 1 كيلو بايت |
| سرعت CLOCK | 16مگاهرتز |
| LED_BUILTIN | پايه 13 |
| طول | 6/68 ميلي متر |
| عرض | 4/53 ميلي متر |
| وزن | 25 گرم |
برد آردونیو LEONARDO
برد آردونیو LEONARDO، بر مبنای میکروکنترلر ATMEGA32U4 می‌باشد.این برد دارای 20 پایه‌ورودی – خروجی (که از این 20 پایه 7 می‌تواند به عنوان خروجی PWM و 12 پایه می‌تواند به عنوان ورودی آنالوگ مورد استفاده قرار گیرد)، نوسان ساز کریستالی 16 مگا هرتز، اتصال میکرو USB، فیش تغذیه، هدر ICSP و یک کلید ریست می‌باشد. در این برد همه امکانات لازم برای راه اندازی و کار با میکروکنترلر گنجانده شده است. برای استفاده کافیست کابل USB به کامپیوتر متصل شده، يا یک منبع تغذیه DCخارجی يا یک باتری، به فیش تغذیه متصل گردد.تفاوت اصلی برد آردونیو LEONARDO نسبت به بردهای قبلی آردونیو استفاده از میکروکنترلر ATMEGA32U4 است.این میکروکنترلر دارای پورت ارتباط USB داخلی بوده، که سبب حذف پردازندة ثانویه (ATMEGA16U2 در بردهای UNO) که نقش پل ارتباط USB را داشتند، می‌شود.استفاده از این میکروکنترلر در برد آردونیو LEONARDO سبب می‌شود ، علاوه بر اینکه این برد نقش پورت COM مجازی را داشته باشد، از دید کامپیوتر به صورت موس یا صفحه کلید دیده می‌شود. جدول زیر مشخصات برد آردونیو LEONARDO را نشان می‌دهد.
مشخصات برد LEONARDO
| ميكروكنترولر | ATmega32u4 |
| ولتاژ كاري | 5 ولت |
| ولتاژ ورودي(حالت به ينه) | 7-12 ولت |
| ولتاژ ورودي(حداقل و حداكثر) | 6 -20 ولت |
| پايه هاي I/O ديجيتال | 20 (7 تا از پايه ها مي توانند PWM باشند) |
| پايه هاي PWM | 7 |
| پايه هاي ورودي آنالوگ | 12 |
| جريان DC در هر پايه I/O | 40 ميلي آمپر |
| جريان DC در پايه هاي 3/3 ولت | 50 ميلي آمپر |
| اندازه حافظه FLASH | 32 كيلوبايت كه 4 كيلوبايت آن به Bootloader اختصاص يافته است |
| اندازه حافظه SRAM | 5/2 كيلو بايت |
| اندازه حافظه EEPROM | 1 كيلو بايت |
| سرعت CLOCK | 16مگاهرتز |
| طول | 6/68 ميلي متر |
| عرض | 3/53 ميلي متر |
| وزن | 20 گرم |
برد آردونیو ESPLORA
ایدة اصلی ساخت برد آردونیو ESPLORA، از آردونیو LEONARDO گرفته شده است. تفاوت اصلی برد آردونیو ESPLORA نسبت به آردونیوهای قبلی، استفاده از تعداد زیادی سنسور می‌باشد كه روي اين برد نصب شده است. این برد برای افرادی طراحی شده است که قصد استفاده از بردهای آردونیو، به صورت کاربردی را دارند و علاقه چندانی برای ورود به قسمت‌های سخت‌افزاري برد مانند چگونگی نصب یک کلید به عنوان ورودی و مدار الکترونیکی مرتبط به آن را ندارند.
برد ESPLORA دارای خروجی‌های صدا و نور، چندین سنسور ورودی شامل، Joystick، لغزنده [1]، سنسور دما، شتاب سنج، میکروفون و یک سنسور نور می‌باشد. علاوه بر موارد گفته شده، می‌توان امکانات موجود در برد را با کانکتورهای ورودی و خروجی توسعه داد. همچنین در این برد یک سوکت برای نمایشگر TFTLCD در نظر گرفته شده است.
همانند برد آردونیو LEONARDO، ESPLORA نیز از یک میکروکنترلر ATMEGA32U4 به عنوان کنترولر اصلی استفاده می‌کند. برد دارای کریستال 16 مگاهرتز و اتصال میکرو USB است که نقش USB client را برای کامپیوتر ایفا می‌کند.
در این برد همه امکانات لازم برای راه اندازی و کار با میکروکنترلر در نظر گرفته شده است. برای استفاده کافیست برد از طریق یک کابل USB به کامپیوتر متصل شود.
ESPLORA دارای ارتباط USB داخلی می‌باشد. از دید کامپیوتری كه به این برد متصل شده است، این برد می‌تواند به صورت یک موس یا صفحه کلید دیده شود. همچنین این برد می‌تواند نقش یک پورت COM مجازی را داشته باشد.
بردهای پیشرفته آردونیو
در بردهای پیشرفته آردونیو، امکانات بیشتری برای کار با ورودی و خروجی‌ها در نظر گرفته شده است. با استفاده از این بردها می‌توان پروژه های پیشرفته تری را انجام داد. اکثر بردهای موجود در این خانواده بر مبنای هسته پردازنده ARM بوده، که دارای سرعت بالایی در اجرای دستورات می‌باشند. بردهای این خانواده که از میکروکنترلرهای AVR به عنوان کنترل کنندة اصلی استفاده می‌کنند، عبارتند از MEGA و MEGAADK
برد آردونیو MEGA2560
برد آردونیو MEGA2560 بر مبنای میکروکنترلر ATMEGA2560 می‌باشد.این برد دارای 54 ورودی-خروجی (که از این 54 پایه، 15 پایه می‌تواند به عنوان خروجی PWM مورد استفاده قرار گیرد)، 16 ورودی آنالوگ، 4 پورت سریال سخت‌افزاری، نوسان ساز کریستالی 16 مگا هرتز، اتصال USB، فیش تغذیه، هدر ICSP و یک کلید ریست می‌باشد. در این برد، همه امکانات لازم برای راه اندازی و کار با میکروکنترلر گنجانده شده است. برای شروع به کار با برد، کافیست آنرا از طریق یک کابل USB به کامپیوتر یا از طریق فیش تغذیه به یک مبدل AC به DC یا باتری متصل کنیم. برد آردونیو MEGA 2560 جایگزین برد MEGA می‌باشد.
|
برد آردونیو MEGA2560 |
مشخصات برد MEGA2560
| ميكروكنترولر | ATMEGA2560 |
| ولتاژ كاري | 5 ولت |
| ولتاژ ورودي(حالت به ينه) | 7-12 ولت |
| ولتاژ ورودي(حداقل و حداكثر) | 6 -20 ولت |
| پايه هاي I/O ديجيتال | 54 (15 تا از پايه ها مي توانند PWM باشند) |
| پايه هاي ورودي آنالوگ | 16 |
| جريان DC در هر پايه I/O | 20ميلي آمپر |
| جريان DC در پايه هاي 3/3 ولت | 50 ميلي آمپر |
| اندازه حافظه FLASH | 256 كيلوبايت كه 8 كيلوبايت آن به Bootloader اختصاص يافته است |
| اندازه حافظه SRAM | 8 كيلو بايت |
| اندازه حافظه EEPROM | 4 كيلو بايت |
| سرعت CLOCK | 16مگاهرتز |
| طول | 101/52 ميلي متر |
| عرض | 53/3ميلي متر |
| وزن | 37 گرم |
برد آردونیو MEGA ADK
برد آردونیو MEGA ADK، بر مبنای میکروکنترلر ATMEGA2560 می‌باشد.این برد دارای USB HOST بر مبنای آی سی MAX3421e برای اتصال به تلفن همراه یا سیستم عامل اندروید می‌باشد.این برد دارای 54 پایه‌ورودی – خروجی (که از این 54 پایه، 15 پایه می‌تواند به عنوان خروجی PWM مورد استفاده قرار گیرد)، 16 ورودی آنالوگ، 4 پورت سریال سخت‌افزاری، نوسان ساز کریستالی 16 مگا هرتز، اتصال USB، فیش تغذیه، هدر ICSP و یک کلید ریست می‌باشد.
برد آردونیو MEGA ADK بر مبنای برد MEGA2560 می‌باشد.مشابه با برد MEGA2560 و UNO، این برد نیز دارای یک میکروکنترلر ATMEGA8U2 می‌باشدکه به عنوان یک مبدل USB به سریال عمل می‌کند.
جدول 3-4. مشخصات برد MEGA ADK
| ميكروكنترولر | ATMEGA2560 |
| ولتاژ كاري | 5 ولت |
| ولتاژ ورودي(حالت به ينه) | 7-12 ولت |
| ولتاژ ورودي(حداقل و حداكثر) | 6 -20 ولت |
| پايه هاي I/O ديجيتال | 54 (15 تا از پايه ها مي توانند PWM باشند) |
| پايه هاي ورودي آنالوگ | 16 |
| جريان DC در هر پايه I/O | 40ميلي آمپر |
| جريان DC در پايه هاي 3/3 ولت | 50 ميلي آمپر |
| اندازه حافظه FLASH | 256 كيلوبايت كه 8 كيلوبايت آن به Bootloader اختصاص يافته است |
| اندازه حافظه SRAM | 8 كيلو بايت |
| اندازه حافظه EEPROM | 4 كيلو بايت |
| سرعت CLOCK | 16مگاهرتز |
| آی سی USB HOST | MAX3421E |
| طول | 52/101 ميلي متر |
| عرض | 3/53 ميلي متر |
[1] Slider
