آردوینو چیست و چه کاربردی دارد؟

آردوینو (Arduino) یک پلتفرم الکترونیکی متن باز (open source) است که به دو صورت سخت افزاری و نرم افزاری جهت استفاده آسان در صنایع مختلف پایه ریزی شده است.

سخت‌افزار آردوینو

سخت‌افزار آردوینو متشکل از بردهای مختلفی بر پایه میکروکنترلرهای مختلف است که پر مصرف‌ترین سخت‌افزار آردوینو، Arduino UNO است که از میکرو کنترلر Atmega328 به عنوان پردازشگر و حافظه استفاده می‌کند.

بردهای آردوینو قابلیت تشخیص ورودی‌ها و واکنش به نور و لمس، خواندن پیام های توییتر و تبدیل آن به یک خروجی، فعال سازی یک موتور، روشن کردن نمایشگر، و انتشار آنلاین مطالب را دارا هستند. شما تنها با ارسال یک دستورالعمل به میکروکنترلر تعبیه شده، می توانید برد را هدایت کنید. استفاده از زبان برنامه نویسی آردوینو (بر اساس اتصالات) یا نرم افزار آردوینو (IDE) (بر اساس پردازش) دو راهکار جهت انجام این کار هستند.

تاریخچه آردوینو

برای نخستین بار، ایده ساخت پلتفرم آردوینو با هدف ابتدایی ارائه ابزاری ساده به دانشجویان مبتدی در بحث الکترونیک و برنامه نویسی، جهت نمونه سازی سریع، در انستیتو طراحی‌ تعاملی ایورئا در کشور ایتالیا کلید خورد.

به محض گسترش این فناوری، برد آردوینو تطبیق با نیازها و چالش های جدید را هدف خود قرار داد. به همین جهت محصولات متفاوتی را راهی بازار تقاضا کرد.

بردهای 8 بیت ساده، بردهای اختصاصی IOT، بردهای پوشیدنی، چاپ سه بعدی و بردهای مخصوص جاسازی از محصولات مختلف این گروه هستند. همه ی این مدل ها اپن سورس هستند که به کاربران قابلیت ساخت مستقل و تطابق با نیازهای خود را عرضه می کند.

نرم افزار آردوینو نیز open source است و به لطف فعالیت کاربران رشد چشمگیری را نشان داده است.

در طول چندین سال متمادی، آردوینو به مغز متفکر هزاران پروژه روزمره و دستگاه های علمی تبدیل شده است.

یک انجمن جهانی متشکل از دانشجویان، علاقه مندان، هنرمندان، برنامه نویسان و متخصصان نیز پیرامون این پلتفرم مشغول به فعالیت هستند. دانش فراگیر و وسیع تولید شده از طریق آردوینو، حاصل تلاش های این انجمن است که می تواند به عنوان کمک یار متخصصان دیگر نیز عمل کند.

چرا آردوینو ؟

امروزه آردوینو در هزاران پروژه و کاربردهای مختلف استفاده می شود. دلیل آن نیز سادگی و دسترسی آسان به پلتفرم است. در زیر چند نمونه از این کاربردها را ذکر کرده ایم:

1. افراد مبتدی به راحتی می توانند از نرم افزار آردوینو استفاده کنند. در همین حال، متخصصان نیز به لطف انعطاف پذیری بالای این پلتفرم قابلیت بهره برداری از آن را دارند.

2. سیستم عامل‌های مک، ویندوز و لینوکس توانایی اجرای این نرم افزار را دارا هستند.

3. اساتید و دانشجویان نیز جهت ساخت لوازم علمی ارزان قیمت (برای آزمایشات شیمی و فیزیک) از آردوینو استفاده می کنند.

4. یکی دیگر از قابلیت های این پلتفرم، آموزش برنامه نویسی، کاربرد در هوافضا و رباتیک است.

5. ساخت پروتوتایپ های تعاملی توسط طراحان و معماران، و آشنایی با آلات موسیقی جدید توسط آهنگساز ها و هنرمندان نیز از این طریق انجام می شود. برای مثال، بسیاری از پروژه های حاضر در Maker Faire با استفاده از همین پلتفرم ساخته شده اند.

6. آردوینو کلید یادگیری بسیاری از تخصص ها توسط همه ی افراد است. کودکان، علاقه مندان، هنرمندان، برنامه نویس ها و … می توانند با اشتراک نظرات خود در انجمن آنلاین آردوینو و یا بر اساس آموزش های ارائه شده ی کیت تمامی مراحل را سپری کنند.

پلتفرم ها و میکروکنترلرهای دیگری نیز جهت محاسبات فیزیکی در دسترس هستند. پرلکس بیسیک استامپ، نت مدیا BX-24، فیجتس، و MIT هندی برد و دیگر پلتفرم های مشابه از جمله آن ها هستند. همه ی این ابزارها تمامی جزئیات برنامه نویسی میکروکنترلر را دریافت و به پکیج های منظمی تبدیل می کنند.

پیشنهاد مطالعه : آموزش ساخت رادیو کنترل با آردوینو

ساده سازی کار با میکروکنترلرها

یکی دیگر از کاربردهای آردوینو، ساده سازی کار با میکروکنترلرها و ارائه ی خدمات به اساتید، دانشجویان و علاقه مندان است. این خدمات و نکات مثبت عبارت اند از:

• قیمت ارزان: در مقایسه با دیگر پلفرم ها، قیمت کمتری نسبت به سایر رقبا دارد. ارزان ترین مدل آردوینو نیز امکان مونتاژ دستی را دارد و حتی نمونه های پیش ساخته با قیمت کمتر از 50 دلار قابل خریداری هستند.
• نصب در سیستم های عامل متفاوت: نرم افزار این شرکت بر روی ویندوز، مک، و لینوکس قابل اجرا است. اما اغلب میکروکنترلرها محدود به سیستم عامل ویندوز هستند.
• محیط کاربری ساده: افراد مبتدی به راحتی می توانند از نرم افزار این برد استفاده کنند. در همین حال، متخصصان نیز به لطف انعطاف پذیری بالای این پلتفرم قابلیت استفاده از آردوینو را دارند. همچنین بر اساس محیط برنامه نویسی-پردازشی ساخته شده است تا به دانشجویان قابلیت آشنایی با آن را بدهد.
• نرم افزار اپن سورس و قابل گسترش: این نرم افزار به صورت اپن سورس عرضه شده است تا برنامه نویسان حرفه ای قابلیت گسترش آن را داشته باشند. زبان برنامه نویسی از طریق کتابخانه های C++ قابل گسترش است و زبان AVR C جهت یادگیری جزییات فنی در دسترس است. همچنین شما می توانید کد AVR-C را مستقیما به برنامه های آردوینوی خود اضافه کنید.
• سخت افزار اپن سورس و قابل گسترش: نقشه های طراحی بردهای آردوینو تحت لیسانس کریتیو کامنز منتشر شده اند. از همین جهت، متخصصان و طراحان مدار میتوانند نسخه ی شخصی ماژول را برای خود بسازند. حتی کاربران کم تجربه نیز می توانند با صرف هزینه ای اندک نسخه ی تخته مدار ماژول را بسازند تا با کارکرد آن آشنایی پیدا کنند.

کاربرد آردوینو در رباتیک

حوزه‌های کاربردی آردوینو بسیار زیاد هستند، اما مهم‌ترین آن‌ها شامل پرینترهای سه بعدی، فلایت کنترلر در کوادکوپترها و همانطور که اشاره کردیم در علم رباتیک است که می‌توان از آن‌ها به صورت زیر نام برد :

• ساخت بازوهای رباتیک
• ساخت سیستم فعال سازی احتراق خودرو
• برنامه ریزی ربات ضد آتش سوزی
• ساخت ربات تشخیص چهره
• ساخت ربات مسیریاب

کاربرد آردوینو در هوافضا

کاربرد آردوینو در هوافضا نیز به شرح زیر می‌باشد:

• طراحی و ساخت سیستم پرتاب راکت پیشرفته
• کنترل صفحه پرتاب موشک و راکت
• ساخت سیستم کنترل و هدایت موشک

برای آشنایی با موشک های هدایت شونده، پیشنهاد می‌کنیم مقاله انواع خودروهای پرنده را مطالعه کنید.

گروه آسمان ایکس مشاور تخصصی طراحی و ساخت انواع سامانه های هدایت پذیر از دور (سهپاد)