آموزش راه اندازی برد آردوینو Mega2560 Arduino و رفع مشکلات برنامه

بردهای آردوینو با توجه به ظاهر جذاب و راه اندازی ساده از میکروکنترلرهای امبدد پرطرفدار به حساب می‌آیند. هر یک از بردهای آردوینو دارای ویژگی های منحصر به فردی است که نیاز کاربر را در موارد مختلف برطرف خواهد کرد. در این بین برد آردونیو Arduino Mega2560 با در اختیار داشتن تعداد بیشتری از پایه های دیجیتال و آنالوگ بسیار پرکاربرد است. در ادامه آموزش به معرفی آردوینو Arduino Mega2560 و بررسی جزییات آن می‌پردازیم. با مرجع تخصصی آردوینو به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید.

معرفی آردوینو Mega2560

برد آردوینو Arduino Mega2560 از میکروکنترلر Atmega2560 بهره می‌برد. ولتاژ ورودی مورد نیاز برای Arduino Mega2560 برابر با ۵ ولت DC است که از طریق کابل مبدل شیلد Type B تامین می‌گردد. ولتاژ ورودی پیشنهادی از طریق تغذیه جداگانه بین ۷ تا ۱۲ ولت DC است ولی با توجه به تست های انجام شده توسط تیم فنی ولتاژ بیش از ۹ ولت پیشنهاد نمی‌شود. با توجه به اطلاعات گفته شده در دیتاشیت کالا، برای ولتاژ ورودی مقدار مینیموم Min یا همان limit تعریف شده است که بین ۶ تا ۲۰ ولت DC است و نباید از این بازه خارج گردد، در غیر اینصورت به برد آسیب خواهد رسید. برد آردوینو Arduino Mega2560 به ترتیب دارای ۵۴ پایه دیجیتال و ۱۶ پایه آنالوگ است.جریان عبوری از هر یک از پایه های دیجیتال و آنالوگ در حدود ۲۰ میلی آمپر است که باید در هنگام اتصال ماژول به پایه ها به این نکته توجه کرد. همچنین جریان عبوری از پین ۳٫۳ ولت در حدود ۵۰ میلی آمپر است. حافظه فلش مموری Flash Memory برابر با ۲۵۶ کیلوبایت است که ۸ کیلو بایت آن توسط بوت لودر مصرف شده است. حافظه SRAM برابر با ۸KB و حافظه EEPROM برابر با ۴ KB می‌باشد. فرکانس پردازش در آردوینو Mega2560 برابر با ۱۶MHz است. پایه ۱۳ ال ای دی داخلی برد است که می‌توانید با کدنویسی به ال ای دی قرار گرفته شده بر روی برد فرمان دهید.

روش پروگرام آردوینو Mega2560

همانند دیگر بردهای آردوینو، جهت پروگرام شدن Arduino Mega2560 از کامپایلر آردوینو Arduino استفاده می‌کنیم. میکروکنترلر Atmega2560 توسط بوت لودر Bootloader پیش برنامه ریزی شده و به شما امکان پروگرام کردن کد جدید بدون نیاز به پروگرامر جداگانه را می‌دهد. همچنین می‌توان بوت لودر را کنار گذاشت و از طریق پین ICSP میکروکنترلر را از طریق Arduino ISP پروگرام کرد.

هشدار

برد آردوینو دارای فیوز کنترل جریان است که از پورت USB کامپیوتر شما را در برابر اتصال کوتاه و با عبور جریان بیش از حد تعریف شده، محافظت می‌کند.

بررسی پایه‌های I/O آردوینو

تغذیه: تغذیه برد آردوینو Mega2560 از طریق کابل شیلد USB و تغذیه جداگانه تامین می‌گردد. منبع تغذیه به صورت اتوماتیک انتخاب می‌شود. تغذیه خارجی توسط یک آداپتور AC به DC و یا یک باتری تامین می‌گردد. یک جک ۲٫۱ میلی متری جهت اتصال آداپتور به آردوینو بر روی برد قرار داده شده است. اتصال باتری از طریق پایه های GND و VIN بر روی برد انجام می‌شود. پایه های تغذیه به ترتیب Vin، تغذیه ۵ ولت، تغذیه ۳٫۳ ولت ،تغذیه GND و IOREF می‌باشد.

Vin: تغذیه Vin به هنگام استفاده از تغذیه خارجی مورد استفاده قرار می‌گیرد و میتوانید ولتاژ ورودی را از طریق این پین تامین کنید. همچنین اگر ولتاژ از طریق پاور جک تامین شده است، از طریق Vin به ولتاژ دسترسی خواهید داشت.

۵ ولت: این پین خروجی ۵ ولت رگولاتور قرار گرفته شده بر روی برد است و میتوانید جهت تامین ولتاژ مورد نیاز سنسورها در رنج ۵ ولت از آن استفاده نمایید.

۳٫۳ ولت: همانند خروجی ۵ ولت، از رگولاتور قرار گرفته شده بر روی برد تنظیم شده است و حداکثر جریان عبوری از آن در حدود ۵۰ میلی آمپر است.

GND: پایه های زمین یا همان GND

IOREF: توسط این پایه ولتاژ مرجع مشخص می‌شود. به عنوان مثال به هنگام استفاده از شیلدهای آردوینو، از طریق پایه IOREF ولتاژ مناسب بین ۳٫۳ و ۵ ولت را انتخاب کرده و ولتاژ شیلد را فراهم می‌کند.

حافظه: اتمگا Atmega2560، دارای ۲۵۶ کیلوبایت حافظه Flash است که ۸ کیلوبایت آن توسط بوت لودر مصرف شده است. همچنین ۸ کیلوبایت حافظه SRAM و ۴ کیلوبایت حافظه EEPROM دارد.

ورودی و خروجی‌ها: تمام ۵۴ پایه دیجیتال آردوینو Mega2560، به عنوان ورودی و خروجی استفاده می‌شود و میتوان توسط توابع PinMode، DigitalRead و DigitalWrite فراخوانی می‌شوند. ولتاژ مورد نیاز برای هر پایه ۵ ولت DC وجریانی در حدود ۲۰ میلی آمپر است. ۱۶ پایه آنالوگ هم به ترتیب با توابع PinMode، AnalogRead و AnalogWrite فراخوانی می‌شوند و به عنوان ورودی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

پورت سریال: آردوینو Mega2560 دارای چهار ارتباط سریال جداگانه است که از جمله مزیت های ویژه این برد است. پورت های سریال به ترتیب زیر است:

• سریال ۰: پایه ۰ برابر با RX، پایه ۱ برابر با TX
• سریال ۱: پایه ۱۹ برابر با RX، پایه ۱۸ برابر با TX
• سریال ۲: پایه ۱۷ برابر با RX، پایه ۱۶ برابر با TX
• سریال ۳: پایه ۱۵ برابر با RX، پایه ۱۴ برابرر با TX

اینتراپت‌های خروجی: پایه های اینتراپت به ترتیب زیر است و توسط تابع attachInterrupt فراخوانی می‌شوند:

• پایه ۲ برابر با  ۰ interrupt
• پایه ۳ برابر با ۱ interrupt
• پایه ۱۸ برابر با ۵ interrupt
• پایه ۱۹ برابر با ۴ interrupt
• پایه ۲۰ برابر با ۳ interrupt
• پایه ۲۱ برابر با ۲ interrupt

پایه‌های PWM: پایه‌های PWM به ترتیب ۲ تا ۱۳ و ۴۴ تا ۴۶ است. ۱۵ پایه PWM برابر با ۸ بیت است که توسط تابع AnalogWrite فراخوانی می‌شوند.

پروتکل SPI: پایه‌های ارتباط SPI در برد آردوینو Arduino Mega2560 به شرح زیر است:

• پایه ۵۰ برابر با MISO
• پایه ۵۱ برابر با MOSI
• پایه ۵۲ برابر با SCK
• پایه ۵۳ برابر با SS

پروتکل I2C یا همان TWI: پایه‌های ارتباط I2c در برد آردوینو Arduino Mega2560 به شرح زیر است:

• پایه ۲۰ برابر با SDA
• پایه ۲۱ برابر با SCL

پایه AREF: از این پایه به عنوان ولتاژ مرجع ADC استفاده می‌شود.

پایه Reset: جهت ریست میکروکنترلر از این کلید استفاده می‌شود.

راه اندازی آردوینو Mega2560

جهت راه اندازی برد، پس از اتصال به لپتاپ، از منو نرم افزار آردوینو Arduino، برد Arduino Genuino Mega or Mega2560 را انتخاب کنید. سپس دقت کنید که پروسسور Processor بر روی Atmega2560 باشد. پس از آن پورت را انتخاب و برنامه مورد نظر را بر روی برد آپلود Upload کنید. دقت کنید این برد در دو مدل CH340 و R3 ارائه شده است که در نوع CH340 باید درایور مناسب قبل از آپلود برنامه نصب و تست گردد.

معرفی شیلدهای Arduino Mega

شیلد پروتوتایپ آردوینو:

این شیلد در واقع به عنوان پروتوتایپ بوده و امکانات بیشتری در اختیار کاربر قرار می‌دهد. بر روی شیلد برد بورد قرار گرفته شده و پین های بیشتری در دسترس خواهد بود. شیلد پروتو تایپ آردوینو Arduino Mega2560 Proto Shield

شیلد دما و رطوبت و وای فای IOT

توسط این شیلد می‌توان پروژه های اینترنت اشیا را به راحتی بدون نیاز به سیم کشی اضافه پیاده سازی کرد. بر روی این شیلد تراشه وای فای ESP8266 به همراه سنسور دما و رطوبت DHT11 قرار گرفته شده است. شیلد دما و رطوبت و وای فای آردوینو Arduino mega 2560 مخصوص اینترنت اشیاء IOT با رله Relay

جعبه پلکسی شفاف کیس برد آردوینو Arduino Mega2560 Box

جهت جلوگیری از ضربه خوردن برد از جعبه پلکسی استفاده می‌شود. جعبه پلکسی شفاف کیس برد آردوینو Arduino Mega2560 Box

شیلد کنترلر پرینتر ۳ بعدی Ramps آردوینو RepRap Arduino MEGA Shield

شیلد کنترلر پرینتر ۳ بعدی Ramps آردوینو RepRap Arduino MEGA Shield یک برد کنترل پرینتر سه بعدی جدید ۱٫۴ REPRAP PRUSA است که با توجه به نیاز الکترونیک به یک محصول با بسته بندی کوچک و قیمت مناسب طراحی شده است. طراحی ماژولار شیلد کنترلر پرینتر ۳ بعدی Ramps آردوینو RepRap Arduino MEGA Shield به صورتی است که در کنار اتصال استپر موتور قابلیت مدیریت اکسترودر پرینتر را دارد. شیلد کنترلر پرینتر ۳ بعدی Ramps آردوینو RepRap Arduino MEGA Shield

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در کدها و یا مراحل اجرایی وجود دارند می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.

پروژه و دریافت بن ارسال رایگان 

برای دریافت بن خرید از دانشجو کیت، کاربران بایستی با استفاده از وسایل این آموزش، پروژه را اجرا کرده و یا حتی مدار جدیدی تعریف کنید. سپس از اجرای کار فیلم گرفته و در شبکه‌های اجتماعی از جمله آپارات و اینستگرام، با هشتگ‌های دیجی_اسپارک و دانشجوکیت  و digispark  و  daneshjookit منتشر کنند. سپس از طریق بخش نظرات در ادامه همین آموزش، جهت دریافت بن خرید ارسال رایگان به ارزش ۱۲۰۰۰ تومان از دانشجو کیت، لینک را زیر همین پست ارسال کنید.

در پایان نظرات و پیشنهادات خود را با ما درمیان بگذارید و با اشتراک گذاری این آموزش در شبکه های اجتماعی , از وبسایت دیجی اسپارک حمایت کنید