راه اندازی آردوینو، شروع کار با Arduino

توسط | 21 مرداد, 1400 | آردوینو, میکروکنترلر | 0 دیدگاه

راه-اندازی-آردوینو-run-arduino

آموزش ARDUINO یوبرد

جاده آسفالت میکروکنترلر

آموزش های رایگان آردوینو

فیلم های آموزش آردوینو

آموزش خصوصی آردوینو

راه اندازی آردوینو می تواند اولین گام برای شروع کار با آردوینو و ورود به دنیای آردوینو باشد. بسیاری افراد با داشتن دانش اولیه دربارۀ مباحث تئوری میکروکنترلر، برنامه نویسی آردوینو را شروع می کنند. افراد دیگری نیز ممکن است بدون دانش اولیه، اقدام به کار با آردوینو کنند. برای چنین افرادی شروع کار با آردوینو، راه اندازی آردوینو است. که مراحل راه اندازی آردوینو به طور کلی، برنامه نویسی آردوینو، برنامه ریزی آردوینو و مشاهدۀ نتیجۀ برنامه در عمل است. هدف این نوشته، تسهیل شروع کار با آردوینو است. تسهیل مسیر پیاده سازی پروژه های الکترونیکی دیجیتال، به طور ذاتی در آردوینو وجود دارد. با این حال، شروع کار با آردوینو نکاتی دارد که در این نوشته به آنها می پردازیم. در این نوشته برای راه اندازی آردوینو سه مرحله را در نظر گرفته ایم:

  • ساخت پروژه در آردوینو؛
  • برنامه نویسی آردوینو؛
  • برنامه ریزی آردوینو؛
  • مشاهدۀ نتیجۀ برنامه در عمل.

در ادامه هر یک از این مراحل را با استفاده از نرم افزارهای Arduino IDE و VS Code و ویژوال استودیو بررسی می کنیم. پروژه های این نوشته نیز در پیوست قرار دارند.

نکتۀ قابل توجه این است که در این نوشته هر جایی که کلمۀ آردوینو را به کار می بریم منظور ما ممکن است یکی از اصطلاحات پلتفرم آردوینو، بردهای آردوینو یا نرم افزارهای آردوینو باشد. مثلاً وقتی می گوییم ساخت پروژه در آردوینو، منظور ما ساخت پروژه در نرم افزارهای آردوینو است. یا این که وقتی می گوییم برنامه ریزی آردوینو، منظور برنامه ریزی برد آردوینو است. نوشتۀ آردوینو شامل مطالبی است که مطالعۀ آن به درک چنین مواردی کمک می کند.

فیلم آموزش آردوینو مقدماتی

پروژه-led-blink-آردوینو-uno

تصویر 1 – راه اندازی Arduino، برنامۀ LED چشمک زن و نتیجۀ آن

راه اندازی آردوینو، ساخت پروژه در آردوینو

اولین گام راه اندازی آردوینو، ساخت پروژه و برنامه نویسی در نرم افزارهای آردوینو است. نرم افزار اصلی آردوینو که توسط شرکت سازنده ارائه شده، Arduino IDE است. این نرم افزار محیط ساده ای دارد و ساخت پروژه در آن به راحتی انجام می شود. پس از نصب نرم افزار Arduino IDE، آن را باز می کنیم. در این صورت پروژۀ جدیدی ایجاد می شود و می توانیم آن را ذخیره کنیم. برای ایجاد پروژۀ جدید دیگر، از منوی File روی New کلیک می کنیم. در این صورت پنجرۀ دیگری باز می شود که با ذخیرۀ آن، پروژۀ جدید دیگری خواهیم داشت. ممکن است بعد از باز کردن Arduino IDE، پروژۀ قبلی باز شود، که با کلیک روی گزینۀ New از منوی File، یک پروژۀ جدید خواهیم داشت.

نکته: از نسخۀ جدید Arduino IDE استفاده کنید.

ساخت-پروژه-آردوینو-ide

تصویر 2 – ساخت پروژه در Arduino IDE

نرم افزارهای دیگری نیز برای برنامه نویسی و راه اندازی آردوینو وجود دارد. که مهمترین آنها، ویژوال استودیو است. با نصب افزونۀ VisualGDB در ویژوال استودیو، طیف وسیعی از میکروکنترلرها و بردهای آردوینو به آن اضافه می شود. مراحل ساخت پروژۀ آردوینو و برنامه نویسی آردوینو در ویژوال استودیو نسبت به Arduino IDE کمی پیچیده تر است. برای مطالعۀ نحوۀ ساخت پروژۀ آردوینو در ویژوال استودیو به نوشتۀ «برنامه نویسی میکروکنترلرها با ویژوال استودیو» بخش «ساخت پروژه برای برنامه نویسی آردوینو در ویژوال استودیو» مراجعه نمایید. در این نوشته نحوۀ پروگرام کردن آردوینو با ویژوال استودیو نیز تشریح شده است.

ویدئوی 1 – افزودن آردوینو به ویژوال استودیو

ساخت پروژه آردوینو در VS Code

نرم افزار Visual Studio Code یا VS Code یک محیط یکپارچه برای توسعۀ نرم افزار است که توسط شرکت مایکروسافت به صورت رایگان عرضه شده است. VS Code از زبان های مختلف برنامه نویسی پشتیبانی می کند و می توان افزونه های مختلفی را روی آن نصب کرد. برای این که بتوانیم برای آردوینو در VS Code برنامه بنویسیم، باید افزونۀ PlatformIO را روی VS Code نصب کنیم. PlatformIO یک ابزار حرفه ای برای توسعۀ سیستم های نهفته است. که از طیف وسیعی از میکروکنترلرها، بردهای آردوینو، ماژول های ESP8266، بردهای مبتنی بر میکروکنترلر و … پشتیبانی می کند. برای نصب PlatformIO پس از برقراری ارتباط اینترنتی نرم افزار را باز می کنیم. از پنل Extensions (شمارۀ 1) عبارت PlatformIO را جست و جو می کنیم (2). در نتایج یافت شده، PlatformIO را انتخاب (3) و در تب باز شده، روی Install کلیک می کنیم (4).

نکته: ممکن است نیاز باشد از VPN استفاده کنید.

نصب-platformio-visual-studio-code

تصویر 3 – راه اندازی آردوینو با VS code، مراحل نصب PlatformIO روی VS Code

پس از اتمام نصب PlatformIO، آیکون آن در سمت چپ نرم افزار ظاهر می شود. آن را باز (1) و در بخش Quick Access و PIO Home روی Open کلیک می کنیم (2). در تب PIO Home (شمارۀ 3) روی New Project کلیک می کنیم (4). پنجرۀ Project Wizard باز می شود. در بخش های Name و Board به ترتیب نام پروژه و برد آردوینوی مورد نظر را تعیین می کنیم (5 و 6). در قسمت بعد Arduino را به عنوان Framework انتخاب می کنیم (7). تیک Location را بر می داریم (8) و پروژه را در مسیر دلخواه ذخیره می کنیم (9). در نهایت روی Finish کلیک می کنیم (10).

نکته: حین ساخت پروژه ممکن است نیاز باشد ابزارها و افزونه های دیگری را نصب کنید. در این صورت در کادرها و پنجره هایی که باز می شود، با نصب آنها موافقت نمایید.

مراحل-ساخت-پروژه-vs-code

تصویر 4 – راه اندازی آردوینو با VS code، مراحل ساخت پروژه در VS Code

راه اندازی آردوینو، برنامه نویسی آردوینو

پس از ساخت پروژه، دومین مرحلۀ راه اندازی آردوینو، نوشتن برنامه است. در این بخش برنامۀ یک LED چشمک زن با آردوینو را می بینیم. به عنوان اولین پروژه با آردوینو، LED چشمک زن می تواند پروژۀ مناسبی باشد. LED روی برد Arduino UNO به پایۀ D13 متصل و در کتابخانه های آردوینو به صورت LED_BUILTIN دیفاین شده است. در تابع setup با فراخوانی تابع pinMode، مد پایۀ متصل به LED را خروجی (Output) می کنیم. در تابع loop هم این پایه را با تابع digitalWrite و تأخیر 500 میلی ثانیه High و Low می کنیم. بنابراین پس از روشن شدن آردوینو، ابتدا تابع setup اجرا و پایۀ متصل به LED، خروجی می شود. پس از اجرای تابع setup، تابع loop اجرا می شود و LED با تأخیر 500 میلی ثانیه چشمک می زند. فایل این پروژه در پیوست قرار دارد.

void setup() {
	// put your setup code here, to run once:
	pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}

void loop() {
	// put your main code here, to run repeatedly:
	digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
	delay(500);
	digitalWrite(LED_BUILTIN , LOW);
	delay(500);
}

همین برنامه را می توان در VS Code نیز داشت. فایل برنامه در VS Code فایلی با پسوند cpp است. برای باز کردن آن از پنل Explorer (شمارۀ 1) در قسمت Workspace (شمارۀ 2) از پوشۀ src روی main.cpp کلیک می کنیم (4). در این صورت فایل main در محیط نرم افزار باز می شود (5). در VS Code باید ابتدا کتابخانۀ Arduino.h فراخوانی شود. برنامۀ قبلی را که در Arduino IDE نوشتیم، به صورت زیر در VS Code قرار می دهیم.

فایل همین برنامه در ویژوال استودیو در پیوست قرار دارد. برای مطالعۀ نحوۀ برنامه نویسی آردوینو در ویژوال استودیو به نوشتۀ «برنامه نویسی میکروکنترلرها با ویژوال استودیو» مراجعه نمایید.

#include <Arduino.h>

void setup() {
	// put your setup code here, to run once:
	pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}

void loop() {
	// put your main code here, to run repeatedly:
	digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
	delay(500);
	digitalWrite(LED_BUILTIN , LOW);
	delay(500);
}

فایل-main-vs-code

تصویر 5 – برنامه نویسی آردوینو در Visual Studio Code، باز کردن فایل main.cpp

راه اندازی آردوینو، برنامه ریزی آردوینو

پس از برنامه نویسی، سومین مرحله از راه اندازی آردوینو، برنامه ریزی آردوینو یا آپلود کردن برنامه در آردوینو است. در نرم افزار Arduino IDE باید قبل از آپلود، تنظیماتی انجام دهیم. برد آردوینو را به کامپیوتر متصل می کنیم. ابتدا از منوی Tools (شمارۀ 1) در قسمت Board، برد آردوینوی مورد نظر را انتخاب می کنیم (2). سپس از همین منو از قسمت Port، پورت سریال اختصاص داده شده به برد را تیک می زنیم (3).

نکته: لزومی ندارد که این تنظیمات در این مرحله انجام شود. می توان پس از ساخت پروژه و پیش از شروع نوشتن برنامه، این تنظیمات را انجام داد.

نکته: در بخش انتخاب برد آردوینو، ممکن است دسته بندی هایی وجود داشته باشد. مثلاً با اضافه کردن بردهای STM32 به آردوینو، در این بخش دسته بندی هایی به وجود می آید. بردهای آردوینوی مبتنی بر میکروکنترلرهای AVR در دستۀ Arduino AVR Boards قرار می گیرند.

راه اندازی STM32 با آردوینو

تنظیمات-آردوینو-ide-upload

تصویر 6 – تنظیمات Arduino IDE و نحوۀ پروگرام کردن آردوینو با آن

پس از نوشتن برنامه باید آن را کامپایل کرد. برای کامپایل می توان از منوی Sketch، روی Verify/Compile یا روی آیکون Verify (شمارۀ 6) کلیک کرد. برای آپلود برنامه روی برد آردوینو، هم می توان روی Upload منوی Sketch کلیک کرد (4) و هم روی آیکون مربوط به آپلود (5). در این صورت برنامه اول کامپایل می شود و سپس روی برد آردوینو آپلود می شود. مراحل و نتیجۀ کامپایل و آپلود در پنجرۀ پایین نرم افزار نمایش داده می شوند. پس از آپلود برنامه روی برد آردوینو، میکروکنترلر روی برد ریست می شود و شروع به اجرای برنامه می کند. در تصویر زیر می بینیم که LED روی برد در لحظاتی روشن و در لحظاتی خاموش است.

نحوۀ آپلود کردن برنامه روی آردوینو در نرم افزار ویژوال استودیو در نوشتۀ «برنامه نویسی میکروکنترلرها با ویژوال استودیو» تشریح شده است.

led-چشمک-زن-آردوینو

تصویر 7 – نتیجۀ عملی راه اندازی آردوینو، LED چسمک زن در برد Arduino UNO

برنامه ریزی آردوینو در VS Code

برای آپلود کردن برنامه روی آردوینو در نرم افزار VS Code نیاز به تنظیمات خاصی نیست. پس از اتصال برد آردوینو به کامپیوتر، VS Code به صورت خودکار آن را شناسایی می کند. بعد از این که برنامۀ مورد نظر را در VS Code نوشتیم، برای کامپایل آن، روی آیکون Build در نوار پایین نرم افزار کلیک می کنیم (1). آیکون آپلود نیز در کنار آن قرار دارد. برای آپلود برنامه روی برد آردوینو، روی آن کلیک می کنیم (2). مراحل و نتیجۀ کامپایل و آپلود در ترمینال نرم افزار نمایش داده می شوند (3).

نکته: برای باز کردن پروژۀ VS Code نرم افزار را باز می کنیم، از پنل PlatformIO در قسمت Quick Access و PIO Home روی Open کلیک می کنیم. مراحل تا اینجا همانند مراحل ساخت پروژه است. برای باز کردن پروژۀ از پیش ذخیره شده، در تب PIO Home روی Open Project کلیک می کنیم. در پنجرۀ باز شده مسیر پروژه را دنبال می کنیم تا به پوشه ای برسیم که در آن فایل platformio.ini قرار گرفته است. پس از مشاهدۀ این فایل، روی Open کلیک می کنیم. بدین شکل پروژۀ VS Code باز می شود.

آپلود-برنامه-vs-code

تصویر 8 – راه اندازی آردوینو با VS Code، آپلود برنامه روی آردوینو در VS Code

نتایج راه اندازی آردوینو، شروع کار با Arduino

  1. شروع کار با آردوینو می تواند بدون مطالعۀ تئوری میکروکنترلرها و مستقیماً شروع برنامه نویسی برای آن باشد. افرادی هستند که بدون دانش اولیه، کار با آردوینو را شروع می کنند.
  2. شروع کار با آردوینو می تواند شامل این مراحل باشد: ساخت پروژه، برنامه نویسی، برنامه ریزی و مشاهدۀ نتیجه.
  3. نرم افزارهای مختلفی برای کار با آردوینو وجود دارد. Arduino IDE ساخت شرکت آردوینو است. با نرم افزارهای Visual Studio و Visual Studio Code هم می توان پروژه های آردوینو را توسعه داد.
  4. برای اضافه کردن آردوینو به ویژوال استودیو، از افزونۀ VisualGDB استفاده می شود. این افزونه علاوه بر آردوینو، طیف وسیعی از میکروکنترلرها را به ویژوال استودیو اضافه می کند.
  5. برای اضافه کردن آردوینو به VS Code از افزونۀ PlatformIO استفاده می شود. افزونۀ PlatformIO علاوه بر آردوینو، طیف وسیعی از میکروکنترلرها، بردهای توسعه، بردهای مبتنی بر ESP8266 و … را به VS Code اضافه می کند.
  6. نرم افزارهای Arduino IDE، ویژوال استودیو و VS Code برای آردوینو از یک پلتفرم مشترک، یعنی پلتفرم آردوینو استفاده می کنند. بنابراین برنامه ای که در هر یک از آنها می نویسیم، در دیگری نیز قابل استفاده است.
  7. برای پروگرام کردن آردوینوی مبتنی بر AVRدر حالت عادی نیازی به پروگرامر نیست. این بردها با استفاده از بوت لودر USART پروگرام می شوند.
  8. برای مشاهدۀ نتیجۀ برنامه در عمل، باید پس از نوشتن برنامه، آن را کامپایل یا Build کرد. سپس باید برنامه را روی برد آردوینو آپلود کرد.

ویدئوی 2 – راه اندازی رله با آردوینو

رضا بداغی

رضا بداغی

عضو هیئت مدیره یوبرد، طراح و برنامه نویس سیستم های دیجیتال مبتنی بر میکروکنترلر، طراح PCB و مدرس آموزش های میکروکنترلر، طراحی PCB و برنامه نویسی میکروکنترلر

سفارش پروژه میکروکنترلر یوبرد

زیرساخت مطمئن صنعت

جدیدترین تاپیک های آردوینو

استفاده از همه امکانات میکروکنترلر در آردوینو

راه اندازی همه امکانات میکروکنترلر با آردوینو

راه اندازی همه امکانات میکروکنترلر با آردوینو امکان دارد؟ سوالیست که برای بسیاری از مخاطبین آردوینو در اوایل کار با آن بوجود می آید. در این نوشته به پاسخ به این سوال می پردازیم.

راه-اندازی-سون-سگمنت-با-آردوینو

راه اندازی سون سگمنت با آردوینو

راه اندازی سون سگمنت با آردوینو UNO، راه اندازی سون سگمنت 4 تایی آند مشترک با آردوینو، اتصال سون سگمنت به آردوینو، کتابخانۀ سون سگمنت برای آردوینو، نمونه کد راه اندازی سون سگمنت، نمایش اعداد در سون سگمنت 4 تایی، نکات راه اندازی سون سگمنت

راه-اندازی-adc-در-آردوینو

راه اندازی ADC در آردوینو

راه اندازی ADC در آردوینو، راه اندازی LCD گرافیکی KS0108 با کتابخانۀ U8g2، اتصالات لازم برای راه اندازی ADC و LCD گرافیکی KS0108، نمونه کد راه اندازی ADC آردوینو، فرمول محاسبۀ دما با TMP36، راه اندازی سنسور دما با آردوینو، راه اندازی فتوسل (LDR) با آردوینو

برنامه-نویسی-میکروکنترلر-ویژوال-استودیو

برنامه نویسی میکروکنترلرها با ویژوال استودیو

نصب VisualGDB روی ویژوال استودیو، ساخت پروژه برای برنامه نویسی میکروکنترلرها با ویژوال استودیو، ساخت پروژه برای STM32 در ویژوال استودیو، کدنویسی STM32 در ویژوال استودیو، ساخت پروژه برای AVR در ویژوال استودیو، ساخت پروژه برای LPC در ویژوال استودیو، ساخت پروژۀ آردوینو در ویژوال استودیو

0 دیدگاه

یک دیدگاه بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دیگر آموزش های یوبرد

آموزش طراحی PCB و نویز یوبرد

تجسم دنیای الکترونیک

آموزش زبان C و MISRA-C یوبرد

گام نخست دنیای میکروکنترلر

آموزش لحیم کاری و IPC-A-610 یوبرد

ساخت دنیای الکترونیک

آموزش FreeRTOS یوبرد

زمان واقعی در میکروکنترلر و پردازنده های کوچک با FreeRTOS

آموزش ARM STM32 یوبرد

شروع بازی ST

آموزش ماژول های SIM800 یوبرد

تلفن همراه صنعت

آموزش زبان ++C و ++MISRA-C یوبرد

لمس شی گرایی در میکروکنترلرها

آموزش میکروکنترلرهای AVR یوبرد

شاهکار 8 بیتی Atmel

آموزش میکروکنترلرهای LPC یوبرد

یادگار فیلیپس

آموزش های شاخص

ضبط پیام صوتی

زمان هر پیام صوتی 4 دقیقه است