آردوینو

آردوینو  یک پلتفرم سخت‌افزاری و نرم‌افزاری متن‌باز است. پلتفرم آردوینو شامل یک میکروکنترلر تک‌بردی متن‌باز است که قسمت سخت‌افزار آردوینو را تشکیل می‌دهد. علاوه بر این، پلتفرم آردوینو یک نرم‌افزار آردوینو IDE که به منظور برنامه‌نویسی برای بردهای آردوینو طراحی شده‌است و یک بوت لودر نرم‌افزاری که بر روی میکروکنترلر بارگذاری می‌شود را در بر می‌گیرد.  پلتفرم آردوینو به منظور تولید سریع و ساده پروژه‌های سخت‌افزاری تعاملی و ساخت وسایلی که با محیط تعامل داشته باشند طراحی شده‌است، البته بردهای آردوینو اهداف آموزشی را نیز دنبال می‌کنند.

پر کاربردترین بردهای آردینو ::

آردینومگا

آردینوuno

آردینو پرو

آردینو مینی

جدیدترین برد آردینو ، آردینو uno r4است  

 قابلیت اتصال بلوتوث و وای‌فای و سازگاری با تکنولوژی‌های ابری:

با آردوینو Uno R4 WiFi می‌توانید پروژه‌های اینترنت اشیاء را توسعه دهید و آنها را به صورت از راه دور کنترل کنید.

 نمایشگر LED ماتریکس 12×8:

با این قابلیت، بدون نیاز به هیچ‌گونه قطعه و سخت‌افزار اضافه‌ای، می‌توانید داده‌های به دست آمده از سنسورهای مختلف را مشاهده کنید.

 کانکتور Qwiic برای سازگاری با ماژول‌های بیشتر:

به خاطر ماژول‌های متعدد و سازگاری که می‌توانند از طریق رابط I2C به یونو آر 4 وای‌فای وصل شوند، شما می‌توانید پروژه‌های شخصی‌سازی‌شده‌ای را راه‌اندازی کنید و به قابلیت‌های این برد هوشمند بیفزایید.

 وجود مکانیسم تشخیص خطا:

چنانچه آردوینو Uno R4 WiFi خطایی را تشخیص داد، پیش از آنکه مشکلی به وجود بیاید، به صورت خودکار آن را متوقف خواهد کرد و در سریال مانیتور جزئیاتی پیرامون آن باگ نمایش خواهد داد.

اغلب بردهای آردوینو که تمام آن‌ها سخت‌افزار متن‌باز هستند بر پایه میکرو کنترلر ای‌وی‌آر اتمل و تعداد کمی از بردهای آردوینو بر پایه میکروکنترلرهای آرم اتمل طراحی شده‌اند. به عنوان مثال برد آردوینو UNO که پرکاربردترین برد آردوینو و برد پایه آردوینو در اکثر دوره‌های آموزش آردوینو است و بر پایه میکروکنترلر AVR ATmega328 ساخته شده‌است، دارای رابط یواس‌بی جهت بارگذاری برنامه و ارتباط با کامپیوتر، ۶ پین ورودی آنالوگ و همچنین ۱۴ پین ورودی/خروجی دیجیتال است که شما را قادر می‌سازند تا برد آردوینو را به قطعات، سنسورها، بردها و ماژول‌های دیگری متصل کنید. تعداد ورودی خروجی‌های آنالوگ و دیجیتال در مدل‌های مختلف بردهای آردوینو با توجه به میکروکنترلر اصلی استفاده شده بر روی برد متفاوت است.

آردوینو می‌تواند جهت طراحی و ساخت سریع و آسان وسایل تعاملی مورد استفاده قرار گیرد. به عنوان مثال فرض کنید شما دوست دارید وسیله‌ای داشته باشید که با استفاده از گوشی موبایلتان بتوانید چراغ اتاقتان را خاموش و روشن کنید. یا دوست دارید زمانی که اتاق شما گرم می‌شود کولر اتاقتان روشن شود و شب‌ها که دمای اتاق پایین می‌آید کولر اتاق شما به صورت خودکار خاموش شود! این‌ها وسایل تعاملی هستند که آردوینو به ساخت سریع و بی درد سر آن‌ها کمک می‌کند. برد آردوینو می‌تواند مقادیر ورودی را از تعداد زیادی سنسور و کلید و… بخواند و بر اساس برنامه ای که درون آن بارگذاری شده‌است تصمیم بگیرد و خروجی خاصی که می‌تواند کنترل تعدادی لامپ، موتور و … را برای شما انجام دهد. آردوینو در سال ۲۰۰۵ به منظور ایجاد راهی ارزان و ساده برای برنامه‌نویسی اشیایی تعاملی ایجاد شد. آردوینو به همراه یک محیط یکپارچه توسعه نرم‌افزار (IDE) ساده ارائه می‌شود که در رایانه‌های عادی قابل اجرا است که اجازهٔ برنامه‌نویسی به کمک سی یا سی++ را برای آردوینو می‌دهد.Wikipedia contributors, "Arduino," Wikipedia, The Free Encyclopedia, http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Arduino&oldid=603100523 (accessed April 10, 2014).

آردوینو می‌تواند پارامترهایی مانند نور محیط، کلیدها یا حتی یک ایمیل را به عنوان ورودی دریافت نماید و بعد از پردازش، خروجی‌هایی مانند روشن کردن یک وسیلهٔ برقی، تغییر رنگ LEDها یا ارسال یک ایمیل یا نظیر آن را ارائه دهد.

پلتفرم آردوینو شامل نرم‌افزار و سخت‌افزار متن باز می‌شود. سخت‌افزار آردوینو متشکل از بردهای مختلفی بر پایه میکرو کنترلرهای مختلف است که پر مصرف‌ترین سخت‌افزار آردوینو، Arduino UNO است که از میکرو کنترلر ATmega328 استفاده می‌کند و در بسیاری از پروژه‌های دانشجویی، رباتیک و پروژه‌های تحقیقاتی کاربرد دارد.

مشخصات برد های آردینو uno:
مشخصاتآردوینو  unoآردینو uno R4

Minimaآردینو uno. R4
wifiابعاد68.6 × 53.4 میلی‌متر68.9 × 53.4 میلی‌متر68.9 × 53.4 میلی‌مترمیکروکنترلرATmega328PRA4M1RA4M1ولتاژ کاری5 ولت5 ولت5 ولتولتاژ ورودی6 تا 20 ولت6 تا 24 ولت6 تا 24 ولتتعداد پین‌های دیجیتالی14 پین14 پین14 پینتعداد پین‌های دیجیتالی PWM6 پین6 پین6 پینتعداد پین‌های ورودی آنالوگ6 پین6 پین6 پینجریان DC به ازای هر پین20 میلی‌آمپر20 میلی‌آمپر20 میلی‌آمپرسرعت کلاک16 مگاهرتز48 مگاهرتز48 مگاهرتزمموری فلاش32 کیلوبایت256 کیلوبایت256 کیلوبایتSRAM2 کیلوبایت2 کیلوبایت2 کیلوبایتنوع USBUSB-CUSB-CUSB-CDAC 12 بیتیندارد1 عدد1 عددرابط SPI1 عدد2 عدد2 عددرابط I2C1 عدد2 عدد2 عددرابط CANندارد1 عدد1 عددOp AmpنداردداردداردSWDنداردداردداردRTCنداردنداردداردکانکتور Qwiic I2Cنداردنداردداردماتریکس LEDنداردندارددارد (8×12 با 96 LED قرمز)LED داخلی13 عدد13 عدد13 عدد

 تاریخچه 
ایدهٔ ساخت آردوینو در سال ۲۰۰۳ میلادی در انستیتو طراحی‌تعاملی 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 ندارند. 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 پایان‌نامهٔ کارشناسی‌ارشد خود را در این زمینه اجراء نماید. بانزی و ریس نیز استادان راهنمای پایان‌نامهٔ باراگان بودند. تا آن زمان هنوز اسمی از آردوینو در میان نبود. نتیجهٔ پایان‌نامهٔ باراگان بسیار موفقیت‌آمیز بود و منجر به ایجاد سخت‌افزار و نرم‌افزاری شد که وایرینگ نام گرفت. سخت‌افزار وایرینگ ویژگی‌های مورد نظر را نسبت به سایر نمونه‌های موجود در بازار آن زمان داشت یعنی ساده و کم‌هزینه بود. نرم‌افزار وایرینگ نیز بر مبنای یکی از زبان‌های برنامه‌نویسی موجود به نام پراسسینگ تهیه شده بود.

پس از اتمام پایان‌نامه، بانزی درصدد کاهش هزینه‌های سخت‌افزار وایرینگ برآمد و در سال ۲۰۰۵ میلادی با همکاری دیوید کوآرتلس و دیوید ملیس (که به‌ترتیب کارمند و دانشجوی انستیتو ایورئا بودند)، به توسعهٔ پروژهٔ وایرینگ پرداخت و نام آن را به آردوینو تغییر داد. این نام جدید برگرفته از نام کافه‌ای به نام آردوین در شهر ایورئا بود که اکثر جلسات گروه در آنجا تشکیل می‌شد. واژهٔ آردوین، نام یکی از شاهزادگان قدیم ایتالیا است که زمانی حکمران شهر ایورئا بود و در قرن یازدهم میلادی به پادشاهی ایتالیا رسید.

 نرم‌افزار آردوینو 
آردوینو، یک نرم‌افزار متن باز اختصاصی برای برنامه‌نویسی بردهای خود تهیه کرده‌است که به نام نرم‌افزار آردوینو IDE (محیط توسعهٔ یکپارچه آردوینو) شناخته می‌شود. نرم‌افزار آردوینو بدون نیاز به پروگرامر می‌تواند مستقیماً میکرو کنترلر شما را برنامه‌ریزی نماید. امکاناتی مانند ترمینال سریال نیز در داخل نرم‌افزار آردوینو قرارداده شده تا بتوانید به وسیله ارتباط سریال و USB برنامه‌هایی را که برای میکرو کنترلر می‌نویسید عیب‌یابی نمایید. می‌توان مقادیر ADC و وضعیت پین‌ها یا هر اطلاعات دیگری را به ترمینال سریال آردوینو فرستاد و از طریق کامپیوتر اطلاعات را از میکرو کنترلر دریافت کرد. همان‌طور که پیش تر اشاره شد، شیوه نگارش دستورها در این نرم‌افزار، تا حدود زیادی مشابه برنامه‌نویسی به زبان C و ++C است. همان‌طور که در شکل می‌بینید، محیط این برنامه از چند بخش اصلی تشکیل می‌شود:
 منوی دستورها
 پنجره کدنویسی
 پنجره کامپایلر
 اطلاعات :باد (یکا) rate و port
 Serial monitor
پرداخت

 سخت‌افزار آردوینو 
همان‌طور که در بالا گفته شد، آردوینو از دو بخش سخت‌افزاری و نرم‌افزاری تشکیل می‌شود. مدل‌های مختلفی از بردهای سخت‌افزاری آردوینو وجود دارد که یکی از آنها، مدل اونو است. آردوینو اونو (Arduino UNO) یکی از پرکاربردترین مدل‌های سخت‌افزار آردوینو است. در این برد، از یک میکروکنترلر ATmega328P به عنوان پردازشگر و حافظه استفاده می‌شود. آردوینو مدل اونو، یکی از متداول‌ترین نمونه‌ها برای آموزش آردوینو است. سخت‌افزار آردوینو اونو از چهار بخش کلی زیر تشکیل می‌شود (شکل زیر):
 میکروکنترلر
 بخش تغذیه
 بخش ارتباط با رایانه
 درگاه‌های گروهی

بندانگشتی|بخش‌های اصلی برد آردوینو (اونو)|جایگزین=|هیچ|315x315پیکسل

در شکل و جدول زیر، قطعات تشکیل دهنده برد آردوینو (مدل Uno-نسخه ۳) معرفی شده‌اند.

بندانگشتی|قطعات برد آردوینو (مدل اونو-نسخه ۳)|جایگزین=|هیچ|346x346پیکسل

+قطعات تشکیل دهنده برد آردوینو (مدل uno-نسخه ۳)شماره
قطعهنام
قطعهمشخصه
قطعهتوضیح۱میکروکنترلرATmega328پردازش و حافظه۲سوکت۲۸پایهسهولت تعویض میکروکنترلر۳درگاه‌های ارتباطیپین‌هدر مادگیارتباط با پایه‌های میکروکنترلر۴درگاه‌های ارتباطیپین‌هدر نریارتباط سریال (بدون یواس‌بی) با میکروکنترلر۵درگاه یواس‌بیUSB port type Bارتباط یواس‌بی رایانه با میکروکنترلر۶درگاه تغذیه۵/۵ میلی‌متراتصال فیش باتری یا آداپتور برای تغذیهٔ بورد۷کلید فشاریتک‌سوییچریست بورد و راه‌اندازی مجدد برنامه۸میکرو پردازشگرATmega16U2مبدّل ارتباط سریال به یواس‌بی۹نوسان‌ساز کریستالی۱۶ مگاهرتزایجاد سیگنال زمان برای میکرو پردازشگر یواس‌بی۱۰نوسان‌ساز سرامیکی۱۶ مگاهرتزایجاد سیگنال زمان برای میکروکنترلر آردوینو

(یک خازن ۱۰ پیکوفاراد نیز داخل قطعه تعبیه شده‌است)۱۱مقاومت۱ مگااهمحفظ تعادل نوسان در نوسان‌ساز سرامیکی۱۲خازن۰/۱ میکروفارادحذف نویز از جریان تغذیهٔ میکروکنترلر۱۳خازن۴۷ میکروفارادفیلتر جریان تغذیهٔ خروجی۱۴خازن۴۷ میکروفارادفیلتر جریان تغذیهٔ ورودی۱۵دیودMRA4007T3Gمحافظت از مدار در مقابل ولتاژ معکوس تغذیه۱۶تنظیم‌کنندهٔ ولتاژLD1117S50TRتنظیم ولتاژ ورودی به آردوینو۱۷فیوزMF-MSMF050-2فیوز درگاه یواس‌بی، ۵۰۰ میلی‌آمپر۱۸ترانزیستورFDN340Pسوییچ بین درگاه‌تغذیه و یواس‌بی (برای تغذیهٔ بورد)۱۹آی‌سیLMV358کنترل‌کنندهٔ ترانزیستور ۱۸۲۰خازن۱ میکروفارادفیلتر برای آی‌سی ۱۹۲۱تنظیم‌کنندهٔ ولتاژLP2985تنظیم‌کنندهٔ ولتاژ ۳/۳ ولت۲۲خازن۲/۲ میکروفارادفیلتر ولتاژ خروجی از LP2985۲۳نویزگیر فریتBLM21فیلتر حذف‌کنندهٔ نویزهای محیطی فرکانس‌بالا۲۴دیود1N4148W-7-Fکنترل نوسانات ولتاژ در زمان ریست۲۵خازن۱ میکروفارادرابط پایه‌های Ucap و GND پردازشگر یواس‌بی۲۶واریستورCG0603MLCجلوگیری از ورود الکتریستهٔ ساکن۲۷مقاومت آرایه‌ای۲۲ اهمحفاظت از درگاه‌های تبادل اطلاعات یواس‌بی۲۸واریستورCG0603MLCجلوگیری از ورود الکتریستهٔ ساکن۲۹درگاه دسترسی-امکان دسترسی به پایه‌های PB4 تا PB7 از

آی‌سی ATmega16U2 را فراهم می‌سازد۳۰خازن۰/۱ میکروفارادحذف نویز از جریان تغذیهٔ میکرو پردازشگر۳۱خازن۲۲ پیکوفارادخازن نوسان‌ساز کریستالی۳۲مقاومت۱ مگااهمحفظ تعادل نوسان در نوسان‌ساز کریستالی۳۳خازن۲۲ پیکوفارادخازن نوسان‌ساز کریستالی۳۴خازن۰/۱ میکروفارادحذف نویز از ولتاژ ورودی مبنا۳۵ال‌ای‌دیزردال‌ای‌دی چشمک‌زن قابل برنامه‌ریزی۳۶مقاومت آرایه‌ای۱ کیلواهممحافظت از ال‌ای‌دی‌های ۳۵، ۳۷ و ۳۸۳۷ال‌ای‌دیزردنشان‌گر تبادل داده‌های سریال (خروج)۳۸ال‌ای‌دیزردنشان‌گر تبادل داده‌های سریال (ورود)۳۹خازن۰/۱ میکروفارادحذف نویز برای میکرو پردازشگر۴۰خازن۰/۱ میکروفارادارسال پالس ریست از ATmega16U2 به ATmega328۴۱اتصاللحیماگر قطع شود، آردوینو ریست خودکار نمی‌شود۴۲مقاومت آرایه‌ای۱۰ کیلواهممقاومت ریست میکروکنترلر۴۳ال‌ای‌دیسبزنشان‌گر روشن/خاموش آردوینو۴۴مقاومت آرایه‌ای۱ کیلواهمتبادل داده‌های سریال۴۵دیودcd1206کنترل نوسانات ولتاژ در زمان ریست

 برد های آردوینو 
بردهای آردوینو ابزارهای قدرتمند و محبوبی در زمینه الکترونیک و برنامه‌نویسی هستند که به ویژه برای مبتدیان طراحی شده‌اند. این بردها با میکروکنترلرهای مختلفی عرضه می‌شوند و هر کدام ویژگی‌ها و قابلیت‌های خاص خود را دارند. در زیر به معرفی انواع مختلف بردهای آردوینو و کاربردهای آن‌ها پرداخته می‌شود.

 انواع بردهای آردوینو 

 آردوینو یونو (Arduino Uno)
 آردوینو مگا (Arduino Mega)
 آردوینو نانو (Arduino Nano)
 آردوینو Due
 آردوینو لیلی‌پاد (LilyPad Arduino)
 آردوینو پرو میکرو (Pro Micro)
 و ...

 کاربردهای عمومی بردهای آردوینو 

 رباتیک: طراحی ربات‌هایی که می‌توانند به صورت خودکار حرکت کنند یا از موانع عبور کنند.
 خانه هوشمند: کنترل اتصالات خانه مانند روشنایی، دما و امنیت.
 سیستم‌های سنجش محیطی: اندازه‌گیری پارامترهایی مانند دما، رطوبت و کیفیت هوا.
 پروژه‌های هنری: استفاده در آثار هنری تعاملی که نیاز به کنترل الکترونیکی دارند.

 آردوینو و صنعت 
یکی از مشکلات و ایرادات جدی که به آردوینو وارد می‌شد تا قبل از سال 2018 صنعتی نبودن این برد ها بود تا این که آردوینو برد PLC به نام برد PLC هوشمند آردوینو را تولید نمود و با نام تجاری Arduino Opta RS485 در حال حاضر در سراسر جهان موجود است. 

 ماژول‌ها و شیلدهای آردوینو 
با استفاده از آردوینو و به کمک ماژول‌ها و شیلدهای متنوعی که برای آردوینو ساخته شده می‌توان پروژه‌های مختلفی مانند اینترنت اشیا، خانه‌های هوشمند ، ربات انسان نما و محصولات :طراحی تعاملی را پیاده‌سازی کرد. ماژول‌ها و شیلدهای آردوینو را بدون نیاز به پروگرامر می‌توان از طریق کابل USB و محیط یکپارچه توسعه نرم‌افزار متن‌باز آردوینو پروگرام کرد.

ماژول یا مدول، معمولاً به مجموعه ای یکپارچه از یک برد مدارچاپی، تعدادی قطعه الکترونیک، و یک حسگر یا عملگر گفته می‌شود. ماژول با استفاده از سیم رابط به پین‌های برد آردوینو وصل می‌شود. در شکل زیر تصویر ماژول حسگر صدا آمده‌است.

امروزه ماژول‌های متفاوتی در بازار وجود دارد و هر فردی با توجه به نیازی که دارد می‌تواند از آنها استفاده کند

برخی از ماژول‌ها رو در زیر می‌توانید ببینید

ماژول بازر

ماژول دوربین

ماژول مادون قرمز

ماژول ژیروسکوپ

ماژول تشخیص دود

ماژول تشخیص آتش‌سوزی

ماژول بلوتوث

ماژول وای فای

ماژول رله

ماژول میکروفن

و…

:سپر (اصطلاحاً یعنی سپر)، به برد الکترونیکی گفته می‌شود که مستقیماً از طریق پین‌های آن بر روی برد آردوینو سوار می‌شود و قابلیت‌های آن را افزایش می‌دهد. راه‌اندازی شیلدها معمولاً آسان است ولی ممکن است نیاز به نصب کتابخانه آنها در نرم‌افزار آردوینو IDE باشد.

لیست بعضی از معروف‌ترین شیلدهای آردوینو در زیر آمده‌است:
 شیلد XBee برای ارتباط بی‌سیم
 شیلد شبکه اترنت
 شیلد    WiFi 
 شیلد   سیم‌کارت 
 شیلد  GPS 
 شیلد کنترل موتور
 شیلد CNC 
 شیلد     جوی استیک 
 شیلد  کارت حافظه 
 شیلد  MP3 Player 
 شیلد دوربین
 شیلد صفحه نمایش
 شیلد RFID و NFC
 شیلد باتری
 شیلد برد بورد و نمونه سازیآموزش آردوینو: (arduinoedu.blogfa)

 بازنشسته‌ها 
بردهای این دسته بازنشسته شده‌اند؛ یعنی دیگر توسط شرکت سازنده اصلی آن تولید نمی‌شوند.
 آردوینو دیو (Arduino DUE)
 آردوینو مگا ADK (Arduino MEGA ADK)
 آردوینو روبوت (Arduino ROBOT)
 آردوینو اترنت (Arduino ETHERNET)
 آردوینو لئوناردو (Arduino LEONARDO)
 آردوینو اسپلورا (Arduino ESPLORA)
 آردوینو مینی (Arduino MINI)
 آردوینو فیو (Arduino FIO)
 آردوینو GSM شیلد (Arduino GSM SHIELD)
 آردوینو اترنت شیلد (Arduino ETHERNET SHIELD)
 آردوینو وای‌فای شیلد (Arduino WIFI SHIELD)
 آردوینو USB هاست شیلد (Arduino USB HOST SHIELD)
 آردوینو موتور شیلد (Arduino MOTOR SHIELD)
 آردوینو وایرلس SD شیلد (Arduino WIRELESS SD SHIELD)
 آردوینو وایرلس پروتو شیلد (Arduino WIRELESS PROTO SHIELD)
 آردوینو LCD نمایشگر (Arduino LCD SCREEN)
 نگارخانه

 منابع 

 پیوند به بیرون 
 وبسایت رسمی


آردوینو
رده:اختراع‌های ایتالیا
رده:اینترنت اشیاء
رده:رایانه‌های یک‌بردی
رده:ریزکنترل‌گرها
رده:معرفی‌شده‌های ۲۰۰۵ (میلادی)
رده:معرفی‌شده‌های مرتبط با رایانه در ۲۰۰۵ (میلادی)
رده:مقاله‌های نیازمند پیوند
رده:ویکی‌سازی رباتیک
رده:نرم‌افزارهای آزاد برنامه‌نویسی‌شده با جاوااسکریپت
رده:نرم‌افزارهایی که از پروانه عمومی همگانی آفرو استفاده می‌کنند