آردوینو (Arduino) چیست؟ معرفی کتاب کلید آردوینو

به بیان ساده، آردوینو، یک وسیله الکترونیکی ساده است که می‌تواند بنا به خواسته شما و طبق برنامه‌ای که شما به آن می‌دهید، وسایل الکتریکی و مکانیکی را کنترل کند، یا مثلا دمای اتاق را بخواند و آن را نمایش دهد، و حتی کولر و بخاری را روشن و خاموش کند.آردوینو UNOشما می‌توانید سنسورهای مختلفی را به آردوینو وصل کنید و اطلاعاتی مانند آلودگی هوا، مقدار آب داخل منبع، رطوبت داخل گلدان، تاریکی و روشنی هوا، ورود و خروج افراد، و خالی شدن قفسه‌های سوپر مارکت را به دست آورید. می‌توانید به آردوینو بگویید که بر اساس این اطلاعات، چه تصمیمی بگیرد و چه کاری انجام دهد: مثلا اگر هوا تاریک شد، چراغ را روشن کند؛ یا هرچقدر هوای اتاق گرم‌تر شد، درجه کولر را کمتر کند؛ اگر ربات شما به مانعی نزدیک شد، آن را به عقب برگرداند؛ یا مثلا با شنیدن صدای شما، درب اتاق را باز کند. زمانی که به مسافرت می روید، می‌توانید با استفاده از آردوینو و از طریق اینترنت، گلدان های خانه خود را آبیاری کنید و از طریق پیامکی که آردوینو به شما ارسال می کند، از آبیاری گلدان‌ها مطمئن شوید. حتی می‌توانید از این هم فراتر رفته و از آردوینو بخواهید که اگر اخبار هواشناسی، امروز را بارانی اعلام کرد، دیگر لازم نیست گلدان را آبیاری کند؛ یا مثلا به گلدان بگونیا هفته‌ای یک‌بار آب دهد ولی گلدان کاکتوس را هر دو هفته یک‌بار آبیاری کند. حتی ساده‌تر: آردوینو خودش با یک سنسور، رطوبت خاک گلدان را اندازه بگیرد و اگر کم بود، شیر برقی آبیاری را باز کند و بعد از آبیاری، شیر را ببندد.احتمالا تا اینجای مطلب حدس زده‌اید که آردوینو گزینه‌ای مناسب برای پروژه‌های اشیاء و خانه‌های هوشمند و نیز اینترنت اشیاء است. آردوینو نسبتا ارزان است و کار کردن با آن آسان است، حتی اگر دانش چندانی درباره الکترونیک و برنامه‌نویسی نداشته باشید. آردوینو به خودی خود، قدرت تصمیم‌گیری ندارد و شما باید به آن بگویید که چه کاری را انجام دهد: کم کند، اضافه کند، باز کند، ببندد، مقایسه کند، خاموش و روشن کند، و هزار کار دیگر انجام دهد.برای آن‌که به آردوینو بگوییم چه کاری انجام دهد، از نرم‌افزار آردوینو استفاده می‌کنیم. استفاده از این نرم‌افزار، ساده است و مبنای آن برنامه‌نویسی به زبان ++C است. اگر تمایلی به برنامه‌نویسی نداشته باشید می‌توانید از برنامه‌های آماده‌ی فراوانی که به آسانی و به صورت متن‌باز در دسترس است استفاده کنید. در سطح جهان، افراد زیادی از آردوینو استفاده می‌کنند که می‌توانند پاسخ‌گوی شما باشند: از دانشجویان دیزاین و مهندسان الکترونیک گرفته تا گیک‌ها و نِردهای علاقه‌مند به اختراع و نوآوری. در این بخش از مطلب، چند نمونه از پروژه‌های جالبی که با آردوینو اجرا شده‌اند را مشاهده می‌کنید:پروژه کنترل بازوی روبات با گوشی موبایلکنترل بازوی روبات با گوشی موبایلپروژه نمایش متن روان با LEDنمایش متن روان با LEDساخت چاپگر سه بعدی با آردوینوساخت چاپگر سه بعدی با آردوینودستگاه ترسیم‌گر روی تخم مرغ با آردوینودستگاه ترسیم‌گر روی تخم مرغ با آردوینوساخت رادار با آردوینو و سنسور اولتراسونیکساخت رادار با آردوینو و سنسور اولتراسونیکارسال اطلاعات محیطی روی واتس‌آپ توسط آردوینوارسال اطلاعات محیطی روی واتس‌آپ توسط آردوینودستگاه تغذیه خودکار حیوانات خانگی با آردوینودستگاه تغذیه خودکار حیوانات خانگی با آردوینوساخت روبات با دوربین (دید اول شخص) و آردوینوساخت روبات با دوربین (دید اول شخص) و آردوینوتایمر مسواکتایمر مسواکبرد مغناطیسیبرد مغناطیسینویسه ساعتنویسه ساعتراه‌اندازی صفحه نمایش LCD نوکیا با آردوینوراه‌اندازی صفحه نمایش LCD نوکیا با آردوینوساخت دستگاه ترسیم با خودکار (بخش ۱ و ۲)ساخت دستگاه ترسیم با خودکارمعرفی کتاب کلید آردوینویکی از منابعی که به زبان فارسی و برای آموزش آردوینو نوشته شده است، کتاب «کلید آردوینو» است. در این کتاب همه چیز از سطح صفر آموزش داده شده و تا انجام پروژه‌های عملی ساده و پیچیده ادامه یافته است. بنابراین برای استفاده از آن، لازم نیست که مهارت خاصی داشته باشید و یا با علوم الکترونیک و برنامه نویسی آشنا باشید.کتاب کلید آردوینومطالب این کتاب در قالب فصل‌های زیر طبقه‌بندی شده‌اند:فصل ۰. مفاهیم پایهفصل ۱. معرفی آردوینوفصل ۲. سخت‌افزار آردوینوفصل ۳. انواع بوردهای آردوینوفصل ۴. ماژول‌ها و شیلدهافصل ۵. نرم‌افزار آردوینوفصل ۶. پروژه‌های عملی آردوینومروری بر فصل‌های کتاب «کلید آردوینو»هوشمندسازی ساختمان‌ها، تعامل‌گرایی محصولات، و ارتباط اشیاء با شبکه‌های رایانه‌ای از دستاوردهای توسعه فناوری الکترونیک است که در زندگی روزمره تداعی یافته است .همسو با توسعه زیرساخت‌های سخت‌افزاری، سهولت کاربری نرم‌افزارها نیز افزایش یافته است .در این میان، آردوینو به‌عنوان بستری مشتمل بر سخت‌افزار و نرم‌افزار منبع‌باز و کاربرپسند، جایگاه خود را نه تنها در میان دانشجویان علوم مهندسی، بلکه در بین طراحان و علاقه‌مندان به علوم تعاملی و توسعه محصول نیز به دست آورده است .سهولت کاربری و قیمت مناسب آردوینو، منجر به توسعه روزافزون جامعه کاربران آن در سطح جهان گردیده که این تعداد رو به فزونی کاربران نیز، خود از امتیازات آن محسوب می‌شود چرا که کمک و همفکری سایر افراد، چالش اجرای پروژه‌های جدید را به حداقل می‌رساند .کتاب حاضر، با بهره‌گیری از معتبرترین منابع آموزشی آردوینو در سطح جهانی تألیف گردیده و ضمن تشریح اصول استفاده از این بورد الکترونیکی، به ارایه مثال‌ها و پروژه‌های هدفمند و آزمایش‌شده می‌پردازد. فهرست کتاب به صورت زیر است:فصل ۰. مفاهیم پایه:در این فصل به توضیح مفاهیم مقدماتی الکترونیک پرداخته شده و لیست قطعات مورد نیاز برای انجام پروژه‌ها آمده است. دوازده پروژه عملی الکترونیک (از آسان به سخت) با توضیحات کامل در این فصل بیان شده است. مطالعه این فصل برای افرادی که با علوم الکترونیک آشنایی دارند لازم نیست. در بخش‌هایی از این فصل آمده است:فصل ۱. معرفی آردوینو:آشنایی با آردوینو و تاریخچه جالب آن در این فصل آمده است. مثال‌هایی از کارایی و عدم کارایی آردوینو و امکانات و محدودیت های آن نیز برشمرده شده که دید مناسبی به خواننده می‌دهد. در بخش‌هایی از این فصل آمده است:ایده ساخت آردوینو در سال ۲۰۰۳ میلادی در انستیتو طراحی تعاملی ایورئا در کشور ایتالیا شکل گرفت: ایده عبارت بود از ساخت وسیله‌ای ساده و کم‌هزینه برای انجام پروژه‌های دیجیتال دانشجویان، به‌خصوص آنهایی که آشنایی چندانی با اصول مهندسی و برنامه‌نویسی نداشتند. سه فرد کلیدی در به ثمر نشاندن این ایده نقش داشتند: هرناندو باراگان، ماسیمو بانزی، و کیسی ریس. باراگان یکی از دانشجویان انستیتو ایورئا بود که تصمیم گرفت پایان‌نامه کارشناسی ارشد خود را در این زمینه اجراء نماید. بانزی و ریس نیز اساتید راهنمای پایان‌نامه باراگان بودند. تا آن زمان هنوز اسمی از آردوینو در میان نبود .نتایج پایان‌نامه‌ی باراگان بسیار موفقیت‌آمیز بود و منجر به ایجاد سخت‌افزار و نرم‌افزاری شد که وایرینگ نام گرفت…آردوینو یا رسپبری‌پای: فصل ۱فصل ۲. سخت افزار آردوینو:نمونه‌های مختلفی از بوردهای آردوینو در بازار وجود دارند ولی مناسب‌ترین نوع آن برای شروع یادگیری، مدل «اونو» است که توضیحات این بخش از کتاب، منطبق با آن ارایه می‌شوند. واژه «اونو» در زبان ایتالیایی به‌معنای «عدد یک» است. سخت‌افزار آردوینو به ۴ بخش اصلی زیر تقسیم می‌شود:میکرو کنترلربخش تغذیهبخش ارتباط با رایانهدرگاه‌های گروهیمیکروکنترلر، مهم‌ترین بخش آردوینو است و سایر بخش‌ها به منظور خدمت‌رسانی به میکروکنترلر و یا سهولت استفاده از آن تعبیه شده‌اند .مجموع این بخش‌ها، در کنار یکدیگر، یک بورد الکترونیکی کاربرپسند را شکل داده‌اند که سخت‌افزار آردوینو نامیده می‌شود .هریک از این بخش‌ها، مشتمل بر چندین قطعه الکترونیکی است که در این فصل به شرح مفصّل آن پرداخته شده است.درگاه‌های گروهی آردوینوفصل ۳. انواع بوردهای آردوینو:در حال حاضر انواع مختلفی از بوردهای آردوینو (رسمی و غیر‌رسمی) در بازار جهانی وجود دارند که پرکاربردترین آنها، بوردهای اونو، نانو، مگا، پرو/پرو مینی، لئوناردو، دوئه و میکرو است، و پس از آن بوردهای مینی، زیرو، لیلی پَد، یئون، MKR، و 101 قرار دارند که در این فصل به شرح آنها پرداخته می‌شود. در بخش‌هایی از این فصل آمده است:فصل ۴. ماژول‌ها و شیلدها:در بخش‌هایی از این فصل آمده است:وظیفه اصلی آردوینو، پردازش اطلاعات و داده‌ها است. اگر بخواهیم آردوینو با محیط پیرامون خود تعامل برقرار کند، یعنی اطلاعاتی را از محیط بگیرد یا به آن ارسال کند، باید حسگرها و عملگرها را به آردوینو اضافه کنیم.• حسگرها، اطلاعاتی را از محیط اطراف می‌گیرند و آن را به بورد آردوینو منتقل می‌کنند .مثلا دمای محیط را «اندازه‌گیری» می‌کنند. • عملگرها، متناسب با تصمیماتی که بورد آردوینو گرفته است، عملیاتی را انجام می‌دهند .مثلا دمای محیط را «تنظیم» می‌کنند.حسگرها و عملگرها می‌توانند در قالب قطعه، ماژول و یا شیلد استفاده شوند. استفاده از ماژول‌ها متداول‌تر است چون به‌کارگیری آنها آسان است و قیمت مناسبی دارند. برخی از نمونه‌های متداول حسگرها و عملگرهای آردوینو، به اختصار در این بخش معرفی می‌شوند...فصل ۵. نرم‌افزار آردوینو:در بخش‌هایی از این فصل آمده است:فصل ۶. پروژه‌های عملی آردوینو:در بخش‌هایی از این فصل آمده است: