آموزش مقدمه ای بر آردوینو: ایجاد پروژه های تعاملی

زمانی که طراح ماسیمو بانزی در سال 2005 آردوینو را ایجاد کرد، نمی‌دانست که میکروکنترلر کوچک و منبع باز او انقلابی را به راه خواهد انداخت.

امروزه هزاران غیرمهندس با استفاده از این قطعه سخت افزاری ساده پروژه های شگفت انگیز، آزمایش های تعاملی و اصلاحات هوشمندانه ایجاد کرده اند.

در این کلاس Skillshare، Mark Frauenfelder، بنیانگذار Boing Boing و مجله MAKE، به شما نشان می‌دهد که چگونه با چند پروژه ساده آردوینو شروع به کار کنید و به شما اعتماد به نفس و مهارت می‌دهد تا به تنهایی پروژه‌ها را آزمایش کنید!

هیچ دانشی در زمینه برنامه نویسی، مهندسی یا الکترونیک لازم نیست و همه از آن استقبال می کنند. این کلاس روی سخت افزار تمرکز می کند تا شما را فوراً از برد استفاده کنید.

بهترین راه برای یادگیری، انجام دادن است، و بهترین راه برای رویاپردازی، رویاهای بزرگ است. از این کلاس برای شروع مهارت های آردوینو خود استفاده کنید. به انقلاب DIY بپیوندید.

کاری که شما انجام خواهید داد

در یک ساعت، Mark شما را از طریق اجزای سخت‌افزار آردوینو، نصب نرم‌افزار و پنج آزمایش سطح مبتدی راهنمایی می‌کند.

• مقدمه.  با آردوینو آشنا شوید، در مورد پروژه های جذاب تحقیق کنید و مطالبی را برای شروع کار جمع آوری کنید.

• نصب. برای نصب، اتصال و پیکربندی آردوینو خود، یک نمایش واضح و گام به گام را دنبال کنید.

• آزمایش‌های I.  سه پروژه ساده را امتحان کنید که به شما امکان می‌دهد چگونگی تأثیر ورودی‌های مختلف بر خروجی‌های نور چشمک زن را بررسی کنید.

• آزمایشات II. خروجی‌های حرکت و صدا را با استفاده از موتور سروو و بلندگوی ساده کوچک آزمایش کنید.

• پروژه های خلاق. روش‌هایی را برای توسعه پروژه‌های بیشتر که روز شما را کمی آسان‌تر، جالب یا سرگرم‌کننده می‌کنند، تحقیق کنید.

آنچه خواهید ساخت

• قابل تحویل. 5 آزمایش ساده آردوینو را با استفاده از خروجی های نور، حرکت و صدا تنظیم کنید و موفقیت خود را در بحث و گفتگو و انجمن های انجمن به اشتراک بگذارید.

• مختصر. با انجام دادن، دستورالعمل‌های گام به گام Mark را دنبال کنید و مستقیماً به کار با سخت‌افزار و قطعات الکتریکی آردوینو بروید. تغییرات جزئی در برنامه‌نویسی، چراغ‌ها و موارد دیگر ایجاد کنید تا تأثیر ورودی‌ها بر خروجی‌ها را مطالعه کنید و پایه‌ای مهارت برای ایجاد پروژه‌های آینده هیجان‌انگیز با استفاده از آردوینو ایجاد کنید.

• مشخصات آزمایش‌های خود را به روشی به اشتراک بگذارید که یادگیری و بازخورد برای دیگران منطقی‌تر باشد. نقشه ها، نمودارها، توضیحات، عکس ها، فیلم ها یا کدها را در نظر بگیرید.

به اطلاعات بیشتر علاقه دارید؟

برای یک نمای کلی از ساخت، کلاس مکمل مارک را نیز بررسی کنید.

5 آزمایش ساده آردوینو را با استفاده از نور، حرکت و خروجی صدا تنظیم کنید.

مقدمه

1. امکانات آردوینو را کاوش کنید.

   «پروژه‌های آردوینو» را به‌صورت آنلاین برای مقالات و ویدیوهای پروژه‌های جالب جستجو کنید، سپس موارد دلخواه خود را در انجمن Skillshare به اشتراک بگذارید!

   چند پیوند برای شروع:

   • سخنرانی ماسیمو بانزی خالق آردوینو در ژوئن 2012 TED جهانی، (15 دقیقه) را تماشا کنید.
   • مجله MAKE آردوینو را «میکروکنترلر کوچکی که انقلاب سازندگان را راه‌اندازی کرد» می‌نامد. آن را برای ویدیوها، مقاله‌ها و پروژه‌ها کاوش کنید.
   • بسیاری از سایت ها دارای برنامه های هوشمندانه آردوینو هستند. از ReadWrite.com دارای یک قهوه جوش با قابلیت توییتر و یک ساعت مکالمه است.

   برای دیدن ماشین فروش آدامس مخفی در حال کار (البته با استفاده از آردوینو)، .

2. مواد خود را جمع آوری کنید.

   علاوه بر لپ تاپ یا رایانه، به تعدادی مواد نیز نیاز دارید.

   همه این قطعات نسبتاً ارزان هستند و به راحتی به صورت آنلاین در دسترس هستند.

   پیوندهای زیر را بررسی کنید، و سایت‌هایی مانند کاوش کنید، که اغلب این بخش‌ها و بخش‌های مشابه را در کیت‌های آسان و مقرون به صرفه قرار می‌دهند!

   1. Arduino Uno (موجود در )
   2. کابل USB ()
   3. تخته نان بدون لحیم ()
   4. سه مقاومت مختلف: 4.7kΩ، 220Ω، 100Ω ()
   5. مقاومت عکس ()
   6. پتانسیومتر ()
   7. LED ()
   8. بلندگوی ساده (8 اهم/1 وات) ()
   9. سروو موتور ()
   10. پین های سرصفحه ()
   11. سیم های جامپر ()

   اگر به تهیه مواد برای پروژه‌ها و کلاس‌های آینده علاقه دارید، می‌توانید این را نیز بررسی کنید، که تقریباً همه مواد برای انجام آزمایش‌ها در این کلاس و همچنین بسیاری موارد دیگر را به همراه دارد.

نصب

1. نرم افزار آردوینو را دانلود و نصب کنید.

   به  بروید و Arduino IDE را برای رایانه خود (ویندوز، مک، یا لینوکس) دانلود کنید.

2. آردوینو خود را متصل و پیکربندی کنید.

   از کابل USB خود برای اتصال آردوینو به رایانه خود استفاده کنید.

   پس از اتصال، آن را با دو فرمان روی صفحه پیکربندی کنید:

   1. "ابزارها"> "برد"> "آردوینو یونو"
   2. "ابزارها"> "درگاه سریال"> "/dev/tty/usbmodem..."

   Arduino شما اکنون آماده استفاده است!

آزمایشات I

1. با خروجی نور چشمک زن ساده آزمایش کنید.

   در این آزمایش، ورودی طرح است، پردازش توسط آردوینو انجام می‌شود و خروجی چراغ چشمک‌زن روی برد مدار است.

   1. در رایانه خود، به طرح Blink ("File"> "Examples"> "01 Basics"> "Blink") بروید و برنامه را در Arduino آپلود کنید.

   2. LED روی برد آردوینو باید چشمک بزند!

   3. دستورات "تاخیر" را در کد پیدا کنید و با اعداد مختلف آزمایش کنید و هر بار طرح را دوباره آپلود کنید. آیا می توانید LED را کندتر چشمک زنید؟ سریعتر چطور؟

2. با چراغ سطح بعدی آزمایش کنید: یک LED چشمک زن.

   در این آزمایش، ورودی طرح است، پردازش توسط آردوینو انجام می‌شود و خروجی LED چشمک‌زن است.

   1. یک سیم زمین بین آردوینو و برد برد وصل کنید. برای انجام این کار، یک سر سیم جامپر را در یک پایه زمین در آردوینو (با علامت "GND") قرار دهید. سر دیگر سیم را داخل ریل آبی تخته نان قرار دهید.

   2. از یک مقاومت برای محدود کردن جریان برق به چراغ LED استفاده کنید تا نسوزد. مقاومت 220Ω را به پین ​​شماره 13 در آردوینو و J18 در برد برد اضافه کنید.

   3. سرب کوتاه LED را در هر نقطه از ریل منفی تخته نان وارد کنید و سیم بلند آن را در همان ردیف مقاومت (H18) قرار دهید.

   4. ایست بازرسی! اکنون LED باید با همان سرعتی که نور کمی در آردوینو دارد چشمک بزند.

   5. مانند قبل، زمان های مختلف پلک زدن را در طرح آردوینو آزمایش کنید. آیا می توانید تأثیر خود را بر روی LED ببینید؟

3. با استفاده از پتانسیومتر برای کنترل LED آزمایش کنید.

   در این آزمایش، ورودی پتانسیومتر است، پردازش توسط آردوینو انجام می‌شود و خروجی LED چشمک‌زن است.

   1. با تنظیم LED چشمک زن از درس قبل شروع کنید.

   2. پتانسیومتر را در پایه های تخته نان 1، 3 و 5 در ستون J قرار دهید. کاملاً جا می شود!

   3. اکنون 3 سیم جامپر را وصل کنید:

   • یک سیم از ردیف 5 تخته نان به ریل زمین (ستون آبی) وصل کنید. این یک اتصال زمین به پتانسیومتر می دهد.
   • سیم دوم را از ردیف اول روی تخته نان به یک پایه 5 ولتی آردوینو وصل کنید. این یک اتصال برق از طریق پتانسیومتر ایجاد می کند.
   • یک سیم جامپر نهایی را به ردیف شماره 3 برد برد وصل کنید و آن را به پایه آنالوگ 0 آردوینو (همچنین به عنوان A0 شناخته می شود) وصل کنید.

   4. در رایانه خود، به طرح ورودی آنالوگ ("File"> "Examples"> "03 Analog"> "Analog Input") بروید و برنامه را در Arduino آپلود کنید.

   5. با پتانسیومتر آزمایش کنید تا بر سرعت چشمک زدن تأثیر بگذارد و مانند درس ویدیویی، طرح را بررسی کنید و اعداد مختلف را امتحان کنید. تغییرات شما چگونه بر مدار شما تأثیر می گذارد؟

آزمایشات II

1. با خروجی حرکت آزمایش کنید.

   در این آزمایش، ورودی پتانسیومتر است، پردازش توسط آردوینو انجام می‌شود و خروجی موتور سروو (حرکت) است.

   1. پتانسیومتر را داخل تخته نان در J1، J3 و J5 قرار دهید.

   2. سیم های جامپر خود را وصل کنید:

   • سیم بلوز آبی را از ردیف 1 به ریل آبی (زمینی) وصل کنید.
   • یک سیم جامپر قرمز را از ردیف 5 به ریل قرمز وصل کنید.
   • یک سیم جامپر قرمز را از ریل قرمز به پین ​​5 ولتی آردوینو وصل کنید.
   • یک سیم بلوز مشکی را از ریل آبی به پایه زمین آردوینو ("GND") وصل کنید.
   • یک جامپر زرد رنگ از ردیف 3 به پین ​​ورودی آنالوگ آردوینو "0" ("A0") وصل کنید.

   3. سروو موتور را در ردیف H قرار دهید تا سیم مشکی در 10، سیم قرمز در 11 و سیم زرد در 12 قرار گیرد.

   4. سیم های جامپر خود را وصل کنید:

   • یک سیم جامپر قرمز را از ردیف 11 به ریل قرمز وصل کنید.
   • یک سیم بلوز مشکی از ردیف 10 به ریل آبی وصل کنید.
   • یک سیم جامپر زرد را از ردیف 12 به پین ​​دیجیتال آردوینو شماره 9 وصل کنید.

   5. در رایانه خود، به طرح این آزمایش ("File"> "Examples"> "Servo"> "Knob") بروید و برنامه را در آردوینو آپلود کنید.

   6. آزمایش کنید! دستگیره پتانسیومتر را بچرخانید تا سروو موتور را کنترل کنید. آیا می توانید سرعت را تغییر دهید؟ جهت را چطور؟ چه اقلام، تصاویر یا ریزه کاری هایی را می توانید به بازوی سروو موتور وصل کنید، فقط برای سرگرمی؟ چگونه می توانید از این کنترل از راه دور برای ارسال پیام استفاده کنید؟ مسیرهای جدیدی را برای این پروژه در نظر بگیرید و نظرات خود را در انجمن Skillshare به اشتراک بگذارید!

2. با خروجی صدا آزمایش کنید.

   در این آزمایش، ورودی مقاومت عکس است، پردازش توسط آردوینو انجام می‌شود و خروجی آن بلندگو (صدا) است.

   1. مقاومت 100Ω (قهوه‌ای-مشکی-قهوه‌ای) را از پین دیجیتال آردوینو شماره 9 به ردیف 14 برد برد وصل کنید. (درس ویدیویی از J14 استفاده می‌کند.)

   2. بلندگو را به تخته نان وصل کنید: سیم مشکی آن را در ریل زمین آبی و سیم قرمز آن را در I14 قرار دهید.

   3. مقاومت عکس را به تخته نان وصل کنید: یکی از سرنخ‌های آن را در J20 قرار دهید و سیم دیگر را در ریل قرمز قرار دهید.

   4. مقاومت عکس را به آردوینو وصل کنید: یک کابل جامپر از ردیف 20 برد برد به پین ​​آنالوگ آردوینو "0" ("A0") وصل کنید.

   5. مقاومت 4.7kΩ (زرد-بنفش-قرمز) را از H20 به ریل زمین آبی وصل کنید.

   6. یک سیم جامپر را از ریل زمین آبی تخته نان به پین ​​زمین آردوینو ("GND") وصل کنید.

   7. یک سیم جامپر را از ریل زمین قرمز تخته نان به پین ​​5 ولتی آردوینو وصل کنید.

   8. در رایانه خود، به طرح این آزمایش ("File"> "Examples"> "Digital"> "Tone Pitch Follower") بروید و برنامه را در آردوینو آپلود کنید.

   9. آزمایش کنید! با مقادیر مختلف نوری که به مقاومت عکس برخورد می کند بازی کنید. نور چگونه روی صدای بلندگو تأثیر می‌گذارد؟ آیا می توانید صدا را به طور کامل لغو کنید؟ یک زمین بسیار بالا ایجاد کنید؟ صدای خیلی کم؟ ریتم آهنگ مورد علاقه شما؟

نتیجه گیری

1. رویاهای بزرگ داشته باشید و با انجام دادن بیاموزید.

   به یادگیری ادامه دهید! برای شروعی عالی، یک کپی از ماسیمو بانزی، خالق آردوینو را انتخاب کنید.

   نمونه‌هایی از کدهایی را که می‌توانید در طرح‌ها کپی، جای‌گذاری و ویرایش کنید، کاوش کنید. بهترین راه برای یادگیری برنامه نویسی آردوینو استفاده از آن در پروژه های واقعی است.

   برای بررسی بیشتر در مورد پروژه مخلوط کن شیشه بادام زمینی، کلاس Skillshare Mark در مورد ساخت را بررسی کنید،  .

   مهمتر از همه، حتی اگر در مراحل اولیه تسلط بر آردوینو هستید، از فکر بزرگ دریغ نکنید. طوفان فکری از آردوینو استفاده می کند که روز شما را کمی آسان تر، جالب یا سرگرم کننده می کند. ایده ها، تصاویر و سوالات خود را در انجمن Skillshare و انجمن پروژه به اشتراک بگذارید و به یادگیری ادامه دهید!