برنامه نویسی الکترونیک را با آردوینو شروع کنید!

می دانید پیشرفت در حال حاضر در جهان در لحظه صورت می گیرد!، می توان اذعان نمود با ایجاد، معرفی و شروع برنامه نویسی به جهان که یکی از عوامل کنونی پیشرفت در جهان است تحولی شگرف در سمت و سوی پیشرفت در فناوری ها در جهان رخ داد، برنامه نویسی الکترونیک و مخصوصا برنامه نویسی آردوینو نیز یکی از مهم ترین عوامل پیشرفت می تواند باشد. سایت الکترونیک آیرنکس یکی از مراجع فارسی زبان در زمینه الکترونیک و آردوینو است.

الکترونیک چیست؟

قطعا درباره الکترونیک و برنامه نویسی الکترونیک در جهان امروزی با توجه به کاربرد الکترونیک در صنعت بسیار شنیده اید ، این واژه یک واژه لاتین می باشد که وارد زبان فارسی شده است. این ذره به عنوان یکی از ذرات بنیادی در جهان که دارای با منفی می باشد شناخته می شود در الکترونیک را علم حرکت الکترون نیز می نامند. بعد از شناخت الکترون نوبت به شناخت و بررسی رفتار الکترون ها می رسد. الکترون ها بر اساس قوانین فیزیک در همه مواد وجود دارند اما در برخی از مواد که در اصطلاح رسانا و نیمه رسانا هستند می توانند آزادانه جابجا شوند این جابجایی الکترون است که باعث شارش انرژی الکتریکی در سیم ها می شود و با حرکت الکترون ها در مواد رسانا جریان الکتریکی به وجود می آید. اگر میخواهید الکترونیک را یاد بگیرید، روی آموزش الکترونیک کلیک کنید. جریان الکتریکی بر اساس آمپر و به وسیله دستگاه آمپرسنج سنجیده می شود. جریان الکتریکی با عبور از قطعات مختلف باعث تشکیل دو نوع مدار می تواند گردد، مدار الکتریکی غیر فعال به مداری که با قطعات غیر فعال یا Passive (مقاومت ها، خازن ها، القا کننده ها و دیودها و ... ) ایجاد گردیده و مدار الکترونیکی که با قطعات فعال تشکیل می گردد (شامل قطعاتی مانند ترانزیستورها، آی سی ها و … ) مدار الکترونیکی فعال یا Active می گویند.

امروزه همان طور که بیا گردید با توجه به گسترش علوم و فناوری، علم برنامه نویسی الکترونیک با ورود به مبحث مذکور سعی در ایجاد تغییرات خارق العاده ای در این عام نموده است. علم برنامه نویسی الکترونیک علمی جدید می باشد که هدف آن هوشمند سازی قطعات الکترونیکی به جهت استفاده توانمند از آن ها است. تخته هایی از جنس فایبر و فلکسی و ... که دارای یک یا چند لایه مس می باشند را برد الکتریکی می نامیم، در واقع محدوده لوازم الکتریکی شامل کوچکترین ماشین حساب ها تا ابر کامپیوتر ها را شامل می شود. در ادامه به چند مفهوم اساسی می پردازیم، نوع اول جریان در رساناها جریان مستقیم است که به صورت خط مستقیم Direct Current و بدون هیچگونه نوسانی می باشد. نوع دوم جریان که جریان متناوب Alternating Current می باشد به صورت موج های سینوسی و کسینوسی در جریان می باشند که البته یکی از قابلیت های دیگر این نوع از جریان ها تغییر مسیر این نوع از جریان ها می باشد.

توضیحی درباره برنامه نویسی الکترونیک

الکترونیک در عصر حاضر کاربرد شگرفی یافته است که با ورود برنامه نویسی الکترونیک این کاربرد به شدت در حال افزایش است. زبان های برنامه نویسی بسیاری برای کاربرد های متفاوتی وجود دارند که زبان های C، C++، Assembly، Arduino، D، Haskell، VHDL، Verilog، Erlong، Tcl، Ladder Logic، Forth از جمله این زبان ها می باشند. برخی از زبان هایی که در لیست قبل ذکر شد جزء زبان های چند کاربردی می باشند و قابل استفاده در برنامه نویسی دسکتاپ و تلفن های هوشمند و سخت افزار را دارند. زبان های Assembly، Arduino، D، VHDL، Verilog، Erlang، Ladder Logic، Forth برای برنامه نویسی الکترونیک شما باید با چند جزء آشنایی داشته باشید، مورد اول آشنایی با زبان برنامه نویسی مناسب برای کار با اجزاء سخت افزاری، مورد دوم آشنایی با سخت افزار مناسب برا انجام پروژه های مختلف می باشد. برای انجام پروژه های الکترونیکی که شامل پروژه های اجرایی در زمینه رشته مهندس برق الکترونیک نیز می باشد پیشنهاد ما به شما زبان Arduino می باشد که با توجه به به روز بودن و متن باز بودن و پیشرفت صعودی این زبان بسیار گزینه خوبی برای استفاده در پروژه های شما می باشد.

حال نوبت آشنایی با مورد دوم می رسد و آن آشنایی با قطعات مهم سخت افزاری می باشند که برای برنامه نویسی الکترونیک باید از آنها استفاده نماییم، در واقع بخش اصلی کار ما برای برنامه نویسی سخت افزاری و الکترونیکی، برنامه ریزی میکروکنترلر می باشد، میکروکنترلر در واقع یک IC خام و بدون برنامه می باشد که نیاز به برنامه ریزی دارد. از جهت این که از این میکروکنترلرها در داخل قطعات به عنوان مغز اصلی قطعات استفاده می شود نام دیگر میکروکنترلرها، کنترلر توکار هم گفته می شود. اولین میکروکنترلرها در سال 1971 میلادی به وسیله دو مهندس به نام ها گری بون و مایکل کوکران توسعه یافتند.

برنامه نویسی آردوینو چیست؟

زبان برنامه نویسی آردوینو زبانی جدید برای برنامه نویسی الکترونیک محسوب می شود، این زبان در سال 2005 ابداع گردید. جالب است بدانید ابداع کنندگان این زبان در زمینه علم الکترونیک هیچ سابقه ای نداشتند. اولین ایده توسعه Arduino توسط هرناندو بارگان که اهل کشور مکزیک بود مطرح گردید. آردوینو نام خود را از یک کافه که به نام آردوین گرفت که رهبر گروه توسعه دهنده اصلی این زبان به آن کافه رفت و آمد می کرد. زبان Arduino به گونه ای طراحی شده است که برنامه نویس این زبان بدون داشتن اطلاعات پایه ای در حد رجیستر ها و نحوه مقدار دهی اولیه به این قطعات می تواند به راحتی با زبان Arduino بر روی میکروکنترلر مورد نظر خود برنامه نویسی الکترونیک نماید. به طور کلی زبان مذکور را می توان پلتفرمی متن باز و آزاد معرفی نمود که از مجموعه ای یکپارچه شامل نرم افزار و قطعات سخت افزاری تشکیل گردیده است. بهترین مرجع برای یادگیری آردینو، قسمت برنامه نویسی آردوینو سایت آیرنکس میباشد. قابل توجه است معنی متن باز بودن این است که هر شخص حقوقی و حقیقی می تواند به کد های توسعه داده شده زبان Arduino دسترسی آزاد داشته و در توسعه این زبان برای بهتر شدن و افزایش قدرت کاربرد زبان برنامه نویسی الکترونیک سهیم باشد. همانطور که گفته شد زبان مذکور از ملزومات و قطعات سخت افزاری نیز تشکیل شده است که یکی از این قطعات برد Arduino Uno می باشد. تا اینجا تا حدودی با زبان برنامه نویسی آردوینو آشنا شدیم.

آردوینو و بررسی کاربرد گسترده آن

در این قسمت به بررسی آردوینو از لحاظ کاربرد می پردازیم. از کاربرد های اصلی زبان Arduino به کمک میکروکنترلرهای AVR در اینترنت اشیاء می باشد، بر اساس بررسی ها زبان آدینو با توسعه هایی که صورت گرفته دارای هم خوانی شگرفی با میکروکنترلرهای AVR می باشد. کاربرد بعدی این برد ها در رباتیک می باشد، با توجه به همخوانی زبان Arduino با میکروکنترلرهای AVR این بار ای زبان مذکور به رباتیک نیز باز می شود و شاهد کاربرد گسترده ی این زبان در راه اندازی قطعات اصلی ربات ها به وسیله زبان مذکور می باشیم. مورد بعدی این زبان در امر مهم و خطیر آموزش می باشد که یکی از دلایل آن سادگی این زبان به دلیل عدم وابستگی این زبان به اصول پایه ای برنامه نویسی الکترونیک قطعات سخت افزاری برخلاف زبانهایی مانند Assembely و زبان پر قدرت C و البته زبان شگفت انگیز Java می باشد که یادگیری آن ها نیاز به صرف انرژی شگفت انگیزی دارد.