فیلم مقدمه آموزش آردوینو – جلسۀ 1 آردوینو

فیلم مقدمه آموزش آردوینو یوبرد، جلسۀ اول فیلم آموزش آردوینو مقدماتی است و مباحث مقدماتی را پوشش می دهد. این جلسه از آموزش Arduino، جلسۀ مقدمه و مطالب مورد بحث آن، دروازه ای به دنیای آردوینو است. کار کردن با آردوینو بسیار راحت تر از کار کردن با میکروکنترلرهاست. در پلتفرم آردوینو، سخت افزار و نرم افزار حاضر است و تنها باید آنها را به کار گرفت. در تهیۀ نرم افزار در آردوینو، توابع سطح بالا را به کار می گیریم و دستورهای سطح پایین بسیاری اجرا می شوند. در این صورت با نوشتن چند سطر کد در آردوینو، می توان عملکردهای بسیاری را پیاده کرد. اما برای افرادی که تاکنون با آردوینو کار نکرده اند یا در ابتدای راه یادگیری آردوینو هستند، مباحث زیادی برای آموختن وجود دارد. از جمله شناخت ابزارهای آردوینو که شامل نرم افزارها و سخت افزارهای آردوینو هستند، شناخت عبارات و اصطلاحاتی مرتبط با موضوع آردوینو و میکروکنترلر و مباحث دیگری که موضوع جلسۀ مقدمه هستند. بنابراین تصمیم گرفتیم یک جلسۀ مقدمه به آموزش آردوینو بیفزاییم و در آن به مقدمه آموزش آردوینو بپردازیم. با این جلسه، هر آنچه که در جلسات بعدی آموزش تشریح می کنیم، بدون ابهام خواهند بود. در ادامه به سرفصل های فیلم مقدمه آموزش آردوینو یوبرد می پردازیم.

تصویر 1 – آموزش آردوینو به زبان فارسی، تعریف پلتفرم آردوینو در مقدمه آموزش آردوینو

سرفصل های فیلم مقدمه آموزش آردوینو

مباحث جلسۀ مقدمه آموزش آردوینو به این صورت است:

• آردوینو چیست؟ تعریف آردوینو: در این بخش از فیلم مقدمه آموزش آردوینو، تعریفی دقیق از «آردوینو» ارائه می کنیم و به سوال آردوینو چیست پاسخ می دهیم. آردوینو یک پلتفرم متن باز است که شامل مجموعۀ نرم افزارها و سخت افزارهای یکپارچه است. مهمترین هدف آردوینو، یادگیری آسان و انجام راحت پروژه های الکترونیکی دیجیتال است.
• معرفی کلی سخت افزارها و نرم افزارهای آردوینو: به طور کلی سخت افزارها و نرم افزارهای آردوینو را معرفی می کنیم. در این قسمت از جلسۀ اول فیلم آموزش Arduino بعضی از بردهای آردوینو (مبتنی بر میکروکنترلرهای AVR و میکروکنترلرهای دیگر)، بردهای منطبق با پلتفرم آردوینو، شیلدها و ماژول ها را نام می بریم. همچنین نرم افزارهای آردوینو و نرم افزارهایی را که برای آردوینو استفاده می شوند، معرفی می کنیم. نرم افزارهایی مثل Arduino IDE، نرم افزار تحت وب Arduino Web Editor، نرم افزار Arduino Pro IDE، نرم افزار ویژوال استودیو، نرم افزار اتمل استودیو (یا میکروچیپ استودیو) و نرم افزار ویژوال استودیو کد یا VS Code. (راه اندازی آردوینو، شروع کار با Arduino)
• معرفی کلی زبان برنامه نویسی آردوینو
• بررسی کلی اهداف آردوینو و مخاطبان آردوینو: در این بخش از جلسۀ اول فیلم آموزش آردوینو به اهداف و مخاطبان آردوینو می پردازیم. مهمترین هدف آردوینو، تسهیل مسیر پیاده سازی پروژه های الکترونیکی دیجیتال است. مخاطبان اصلی آن نیز، افراد نا آشنا و کم آشنا با دنیای میکروکنترلرها، الکترونیک و برنامه نویسی است. البته آردوینو از طرف متخصصان حوزه های الکترونیک، میکروکنترلر و برنامه نویسی نیز مورد استقبال قرار گرفته و به دلایل مختلف در پروژه ها به کار برده می شود.
• بررسی کلی عملکردها و کاربردهای آردوینو: که عبارتند از آموزش، نمونه های اولیه، سرگرمی و پروژه های سیستم های دیجیتال. پروژه هایی مثل اینترنت اشیا، هوشمندسازی، رباتیک و حتی برخی پروژه های صنعتی. در این بخش از فیلم آموزش Arduino این عملکردها و کاربردها را بیان می کنیم.
• چرا آردوینو؟ دلایل استفاده از آردوینو: در این بخش از جلسۀ نخست پکیج آموزش آردوینو به مهمترین دلایل استفاده از آردوینو می پردازیم. دلایلی مثل راحتی کار با آردوینو، متن باز بودن، صرفه جویی در زمان، صرفه جویی در هزینۀ پیاده سازی پروژه ها و راه اندازی ماژول ها و قطعات، بدون نیاز به پیاده سازی سخت افزار.
• بررسی عبارات و اصطلاحات حول موضوع آردوینو: عبارات و اصطلاحاتی مثل قطعات الکتریکی، قطعات الکترونیکی و قطعات الکترومکانیکی، آی سی، سنسور، مدار الکتریکی و مدار الکترونیکی، شماتیک و نقشۀ شماتیک، PCB، پروتکل ارتباطی، اینترنت اشیا یا IoT، سیستم های نهفته، میکروکنترلر، پروگرم کردن و پروگرمر، دیباگ و دیباگر، بوت لودر، IDE، کامپایلر، شبیه سازی، پلتفرم، سیگنال الکتریکی، سیگنال آنالوگ و دیجیتال، نویز، سیگنال AC و DC، منبع تغذیه، ولتاژ و جریان و مقاومت و توان الکتریکی، مخابرات و سیستم های مخابراتی، نمایشگر، دیتاشیت و User manual و Application note. ممکن است این اصطلاحات و عبارات برای بسیاری افراد، ساده به نظر برسد. ما با فرض این که مخاطب این آموزش، با دنیای الکترونیک، برنامه نویسی، میکروکنترلرها و سیستم های نهفته آشنایی ندارد یا این که آشنایی کمی دارد، طرح این مباحث را لازم می دانیم. همچنین مرور این مباحث برای افرادی که در حوزه های مذکور فعالیت می کنند، خالی از لطف نیست. بنابراین تا آنجا که زمان به ما اجازه داده است، عبارات و اصطلاحات مهم را معرفی و تا حدودی بررسی کرده ایم.
• معرفی سخت افزارهای مورد استفاده در این آموزش و بررسی ویژگی های آنها: در فیلم آموزش آردوینوی یوبرد، از آردوینو Uno، آردوینو Nano، آردوینو Mega و برد توسعۀ Nucleo-F103RB شرکت STMicroelectronics استفاده می کنیم. و در طول آموزش با این بردها پروژه هایی را انجام می دهیم. سخت افزارهای دیگر مورد استفاده در آموزش آردوینو را در این بخش نام می بریم. (راه اندازی STM32 با آردوینو)

تصویر 2 – فیلم مقدمه آموزش آردوینو، معرفی بردهای مورد استفاده در آموزش آردوینو یوبرد

• معرفی نرم افزارهای مورد استفاده در این آموزش و نحوۀ اضافه کردن آردوینو به آنها: نرم افزارهای Arduino IDE و Visual Studio و Atmel Studio یا Microchip Studio و Visual Studio Code و نرم افزار پروتئوس. که در این بخش فیلم آموزش آردوینو آنها را معرفی و آردوینو را به آنها اضافه می کنیم. سپس روش ساخت پروژۀ آردوینو را در این نرم افزارها تشریح می کنیم. اضافه کردن آردوینو به ویژوال استودیو، برنامه نویسی آردوینو با ویژوال استودیو، اضافه کردن آردوینو به Visual Studio Code (با افزونۀ PlatformIO)، آردوینو در اتمل استودیو و برنامه نویسی آردوینو در Visual Studio با VisualGDB از مباحث مهم این بخش هستند. (برنامه نویسی میکروکنترلرها با ویژوال استودیو(
• بررسی کلی سایت های cc و Github.com: که بخش های مهم سایت آردوینو را مرور و به طور کلی معرفی می کنیم. بخش سخت افزارهای آردوینو، بخش نرم افزارهای آردوینو، صفحات مربوط به پروژه، صفحات مراجع برنامه نویسی آردوینو، بخش Community و بخش بلاگ و … از جمله بخش هایی هستند که آنها را معرفی می کنیم. سایت مهم دیگری که در طول آموزش از آن بهره می بریم، گیت هاب است. در بخش پایانی جلسۀ اول، روش دانلود کتابخانه های مورد نیاز را از سایت گیت هاب بیان می کنیم.

فیلم مقدمه آموزش آردوینو را می توانیم دروازۀ ورود به دنیای گستردۀ آردوینو و سیستم های دیجیتال نام بگذاریم. به طوری که دانش پذیر پس از مشاهدۀ آن به طور کلی با دنیای آردوینو و سیستم های دیجیتال و الکترونیک آشنا می شود. و پس از مشاهدۀ جلسات آموزش برنامه نویسی آردوینو، آمادگی انجام پروژه های بر مبنای آردوینو را به دست می آورد.

پیش نمایش – اضافه کردن آردوینو به نرم افزار ویژوال استودیو