آشنایی با انواع بردهای آردوینو

این مطلب اولین قسمت از آموزش جامع آردوینو (مبتدی و پیشرفته) است. حالا که تا حدی با آردوینو آشنا شدید، می‌توانیم به سراغ معرفی و مقایسه چند نمونه پرطرفدار آردوینو برویم. بعد از آن هم به اجزای تشکیل دهنده سخت‌افزار آردوینو خواهیم پرداخت.

در حال حاضر آردوینو شامل مجموعه بسیار متنوعی از بردهای الکترونیکی با ابعاد و امکانات مختلف می‌شود که هر کدام برای کاربردهای خاصی مناسب است. از آنجا که آردوینو یک سخت‌افزار منبع‌باز است، تمام اطلاعات فنی مورد نیاز برای ساخت آن قابل دسترس است و به همین دلیل شرکت‌های مختلفی اقدام به ساخت بردهای آردوینو کرده‌اند. حتی در صورت داشتن کمی اطلاعات در زمینه الکترونیک، خودتان هم می‌توانید برد آردوینو تان را با هزینه بسیار کمی بسازید.

انواع بردهای آردوینو

انواع بسیار مختلفی برد آردوینو وجود دارد که هر کدام توانمندی خاص خود را دارد و برای کاربرد خاصی طراحی و ساخته شده است. با داشتن آشنایی اولیه‌ای از این بردها می‌توانید آردوینوی مناسب‌تان را پیدا کنید. در این قسمت به معرفی چند مدل معروف آردوینو می‌پردازیم.

UNO

آردوینو UNO معروفترین و پرکاربردترین نوع آردوینو است. چرا؟ پاسخ ساده است؛ آردوینو UNO امکان برقراری اکثر روشهای ارتباطی با ماژول‌های مختلف را فراهم می‌کند، تعداد معقولی از انواع پین‌ها بر روی آن موجود است، سرعت پردازش مناسب و حافظه کافی برای بسیاری از کارهای ساده را دارد، تعداد زیادی برد توسعه‌ای و مطالب بسیار زیاد آموزشی در مورد آن وجود دارد و در عین حال ابعاد نسبتا کوچک و قیمت پائینی دارد. همه این موارد باعث شده است تا UNO اولین انتخاب افرادی باشد که می‌خواهند کار با آردوینو را شروع کنند. تمام بردهای آردوینو با UNO مقایسه می‌شوند و این برد به عنوان مرجع شناخته می‌شود.

پردازنده مرکزی UNO میکروکنترلر ATmega328 با سرعت پردازش 16MHz دارای 32KB حافظه فلش و 2KB حافظه SRAM می‌باشد. این برد ١٤ پین دیجیتال که ٦ مورد آن قابلیت PWM دارند، ٦ ورودی آنالوگ و پین‌های مجزا برای ارتباط از طریق پروتکل I2C و UART و هدرهای ICSP را در اختیار می‌گذارد. بردهای آردوینو UNO در دو نوع معمولی و SMD موجود هستند که تنها تفاوت آنها در میکروکنترلر از نوع DIP یا SMD به کار رفته در آنها است. مزیت نوع DIP این بردها -که نوع مرسوم‌تر آن است- این است که به راحتی می‌توان میکروکنترلر این بردها را از آن جدا نمود و تعویض کرد. از آنجا که روند تولید قطعات SMD رو به افزایش است، نسخه SMD آردوینو UNO هم روز به روز بیشتر در دسترس است و این مزیت این نسخه است. در شکل زیر دو نوع میکروکنترلر DIP (سمت راست) و SMD (سمت چپ) را بر روی برد آردوینو UNO مشاهده می‌کنید.

Mega

اگر قدرت پردازشی UNO برای شما کافی است اما نیاز به حافظه و تعداد پین‌های بیشتری برای اتصال ماژول‌های خود به برد دارید، آردوینو Mega انتخاب مناسبی خواهد بود.

قلب پردازشی آردوینو Mega، یک تراشه ATmega2560 با فرکانس 16MHz و دارای 256KB حافظه فلش و 8KB حافظه SRAM است. Mega تعداد ٥٤ پین دیجیتال دارد که ١٥ مورد آن قابلیت PWM داشته و نیز ١٦ پین ورودی آنالوگ دارد. از مزایای Mega این است که برای هر نوع ارتباط پین‌های مجزا به تعداد زیاد دارد. از این جمله می‌توان به ١ رابط I2C، ٤ رابط UART و هدر ICSP اشاره کرد. Mega هم مانند UNO قابلیت تغذیه هم از طریق USB و هم از طریق فیش تغذیه را دارد. آردوینو مگا مدل ADK علاوه بر حالت قبل، دارای یک پورت USB اضافی برای اتصال به دستگاه های اندروید می‌باشد.

شیلدهای آردوینو

ماژول‌های بسیار متنوعی وجود دارد که می‌تواند برای کاربردهای مختلف با آردوینو ترکیب شود. از آنجایی که بسیاری از ماژول‌ها به صورت پیش‌فرض بر روی خود آردوینو نصب نیستند، دو روش کلی برای استفاده از ماژول‌ها وجود دارد. روش اول استفاده از ماژول‌های مجزا و اتصال آن‌ها به آردوینو است؛ کاری که اکثر افراد انجام می‌دهند و شما نیز اگر قصد دارید با آردوینو کارهای مختلفی انجام دهید، این انتخاب منطقی است. بزرگترین مشکل این روش سیم‌کشی‌های زیاد و نیاز به ثابت کردن محل هر ماژول است. روش دوم استفاده از بردهای توسعه‌ای یا همان شیلد (Shield) ها است. شیلدها بردهایی هستند که بر روی خود یک یا چند ماژول و تعدادی پین دارند به گونه‌ای که دقیقا بر روی یکی از بردهای آردوینو سوار می‌شوند و مشکل سیم‌کشی های دست و پا گیر را برطرف کرده و همچنین قرارگیری آنها بر روی آردوینو به یکپارچگی پروژه کمک می‌کند. انواع مختلفی از شیلدهای آردوینو مانند Ethernet، LCD، درایورها، USB، WiFi، GSM و ... وجود دارد که عمدتا بر روی بردهای UNO، Mega و MKR نصب می‌شوند.