راه اندازی برد آردوینو UNO Wifi با تراشه ESP8266 و ATmega328P

 تا برد آردوینو ARDUINO UNO اولین برد معرفی شده توسط کمپانی آردوینو ARDUINO بود که همچنان پس از گذشت چندین سال در رده پر فروش ترین و کاربردی ترین بردهای میکروکنترلر AVR است. دلیل این محبوبیت چیزی نیست جز کامییونیتی و جامعه کاربری بزرگ و فعال این برد که هر روز جایگاهش قدرتمند تر می‌شود. اما پس از این همه سال و با وجود تقاضای بالای خرید برای این برد کمپاین به آن تراشه وای فای WIFI اضافه نکرده است. اما در این آموزش برای همیشه این مشکل حل خواهد شد. در ادامه معرفی برد آردوینو UNO Wifi با مرجع تخصصی آردوینو به زبان فارسی دیجی اسپارک همراه باشید.

معرفی برد آردوینو UNO WIFI

برد آردوینو وای فای ARDUINO UNO WIFI که در تصویر مشاهده می‌کنید یک ترکیب و ادغام فوق العاده از دو تراشه است که در یک برد جای گرفته است. دو تراشه ATMEGA328P و تراشه ESP8266 در ساخت این برد استفاده شده است. در این برد هر دو  تراشه ها با یکدیگر و یا به صورت جداگانه میتوانند کار کنند. هر تراشه پایه های مخصوص به خودش را دارد و به صورت جداگانه فرمان میگیرد. همه چیز برای شروع و اجرای یک پروژه آردوینو با ترکیب وای فای آماده است. توسط USB قرار گرفته شده بر روی برد میتوانید برنامه ها را آپدیت و فایرمور را برای ATMEGA328P , ESP8266 به روز رسانی کنید. در ساخت این برد از مبدل CH340 استفاده شده است که بایستی درایور مربوطه را از قبل از اتصال برد نصب کنید. بر روی برد پین های ماژول ESP826 در سمت راست بالای برد قرار گرفته شده است و به همین دلیل به صورت مستقل قابل استفاده است. یک کلید قرمز رنگ با عنوان MCU RESET بر روی برد قرار گرفته شده است که هر بار قبل از آپلود کد باید آن را فشار دهید. پورت تغذیه برد از TYPE B به MICRO USB تغیییر وضعیت داده است. جک آداپتوری همچنان به عنوان ورودی تغذیه برد آردوینو با آداپتور ۹ تا ۱۲ ولت یک آمپر قابل استفاده است. تمامی پایه های دیجیتال و آنالوگ به همان صورت بر روی برد قرار گرفته شده است و هیچ تغییری نکرده است.

• میکروکنترلر استفاده شده : ATmega328IC
• وای فای استفاده شده: ESP8266
• USB -TTL مبدل : CH340G
• تغذیه خروجی : ۵V-800mA
• تغدیه ووردی  USB: 5V (500mA max.)
• جک آداپتوری برد : ۹-۲۴V
• توان مصرفی برد : ۵V 800mA
• ولتاژ سطح منطقی لاجیک لول : ۵V
• مشخصات وای فای : ۸۰۲٫۱۱ b/g/n 2.4 GHz
• مدل یو اس بی استفاده شده : Micro USB
• فرکانس یو اس بی کلاک : ۱۶ MHz
• ولتاژ کاری برد : ۵V
• تعداد پایه های دیجیتال : ۱۴
• تعداد پایه های آنالوگ : ۶
• سایز حافظه مموری: ۳۲ Mb
• نوع رابط : serial سریال
•  دمای کاری: ۴۰С°/+۱۲۵С-

تراشه ATMEGA328 بر روی برد آردوینو UNO Wifi قرار گرفته شده است و میتوانید کد را به صورت مستقل بر روی این تراشه آپلود کنید.

تراشه ESP8266 بر روی برد قرار گرفته شده است و میتوانید کد را به صورت مستقل بر روی این تراشه آپلود کنید.

دیپ سوییچ برد آردوینو UNO WIFI

برای ارتباط با ماژول های ESP8266 و ATMEGA328P یک دیپ سوییچ DIP SWITCH بر روی برد قرار گرفته شده است. از دیپ سوییچ برای تعیین وضعیت صفر و یک منطقی در ورودی ها استفاده می‌شود. عملکرد این کلیدها کاملا مشابه سایر کلیدها است و با حرکت دادن کلید به سمت بالا و پایین، ارتباط قطع و یا وصل می شود. دیپ سوییچ برای تغییر وضعیت از طریق سخت افزار استفاده می‌شود.

دلیل استفاده از دیپ سوییچ در ساخت این برد تغییر وضعیت سریع از ۰ به ۱ و برعکس است. از جمله کاربرد دیپ سوییچ برای روشن و خاموش شدن دستگاه هاه در نقش همان کلید، قطع و وصل متعدد در برنامه با سرعت بالا است. کلیدها به صورت دو حالته بر روی برد قرار گرفته شده است و هر کلید دو پایه دارد. برای هر کلید میتوانیم یک وضعیت را تعریف کنیم. در این برد با تغییر وضعیت هر دیپ سوییچ ماژول ها تغییر وضعیت میدهند.

طبق جدول بالا برای اتصال USB به ESP8266 باید کلیدهای ۵ و ۶ و ۷ به ترتیب بر روی برد ON باشد. روی برد را نگاه کنید. دیپ سوییچ ها قابل تغییر است و سمت چپ مشخصه ی ON بودن است. برای آپلود و آپدیت برنامه و فایرمور بر روی ESP8266 باید سوییچ های ۵ ۶ ۷ به ترتیب روشن ON باشد و مابقی کلیدها OFF باشد. برای آپلود برنامه بر روی ATMEGA328P باید سوییچ های ۳ و ۴ به ترتیب روشن ON باشد و مابقی کلیدها OFF باشد. اگر بخواهید هر ماژول مستقل عمل کند تمامی کلیدها را خاموش کنید. طبق جدول مطابق با کاری که میخواهید انجام دهید، سوییچ ها را به ON , OFF تغییر وضعیت دهید. برای اتصال ATMEGA328 به ESP8266 باید سوییچ های ۱ و ۲ روشن ON و بقیه خاموش OFF باشد. کاملا مطابق با جدول بایستی وضعیت دیپ سوییچ ها را تغییر دهید.

راه اندازی در ARDUINO IDE

برای راه اندازی برد UNO WIFI به نرم افزار آردوینو در ابتدا متناسب با نوع سیستم مورد استفاده نرم افزار آردوینو را نصب کنید. در حال حاضر دو ورژن برای نرم افزار معرفی شده است. ورژن آردوینو ۱ و ورژن آردوینو ۲ که از طریق سایت ARDUINO.CC قابل دانلود است. به صورت پیش فرض برد آردوینو در لیست نرم افزار قرار دارد. برای استفاده از تراشه ESP8266 بایستی پکیج ESP8266 را فراخوانی کنید. برای اینکار از منو آردوینو بر روی PREFERENCES کلیک کنید. سپس در قسمت ADDITIONAL BOARDS آدرس زیر را وارد کنید.

https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

سپس از منو مجدد بر روی BOARDS MANAGER کلیک کنید. عبارت ESP8266 را فیلتر کنید. برد ESP8266 را نصب کنید.

با نصب پکیج ESP8266 آماده کدنویسی برای تراشه ESP8266 هستید. در منو TOOLS نوع برد را GENERIC ESP8266 MODULE انتخاب کنید. برد را به سیستم متصل کنید. سپس پورت را مشخص کنید.

تست برنامه بر روی تراشه ESP

برای نمونه برد را انتخاب کنید. سپس برنامه BLINK را از EXAMPLE ESP8266 انتخاب کنید. ال ای دی LED روی برد پس از آپلود کد به صورت چشمک زن است. کافیست برای آپلود کد روی تراشه ESP8266 دیپ سوییچ را تنظیم کنید. برای اینکار سوییچ های شماره ۵ ۶ ۷ را به ON و مابقی را OFF کنید. سپس برد و پورت را انتخاب کنید. کد آماده BLINK را اجرا کنید.

void setup() {
  pinMode(12, OUTPUT);     
}


void loop() {
  digitalWrite(12, LOW);  


  delay(1000);                     
  digitalWrite(12, HIGH); 
  delay(2000);                     
}

ال ای دی قرار گرفته شده بر روی برد به چشمک میزند. برای آپلود کد حتما یک بار دکمه MCU RESET را بزنید. سپس یک ال ای دی را به پایه های ESP PINS متصل کنید. به دلخواه از GPIO12 و یا GPIO16 استفاده کنید. پشت برد ترتیب پایه ها مشخص شده است. ال ای دی را به پایه شماره GPIO12 وصل کنید. سپس کد برنامه BLINK از نمونه های ESP8266 را اجرا کنید. در کد برنامه عدد پایه ها را به ۱۲ تغییر دهید. کد را آپلود کنید. حتما در حین آپلود یک بار MCU RESET کنید. سپس کد برنامه بر روی برد آپلود می‌شود. هیچ اتفاقی رخ نمیدهد. برای رفع این مشکل کافیست سوییچ شماره ۷ را OFF کنید. سپس یک بار MCU RESET را بزنید. ال ای دی شروع به چشمک زدن خواهد کرد. به همین سادگی برنامه بر روی تراشه ESP8266 آپلود و ران شده است.

برای آپلود کد بر روی تراشه ATMEGA328 باید سوییچ های ۳ و ۴ را ON کنید. سپس نوع برد را آردوینو UNO انتخاب کنید. پورت را مشخص کنید. سپس برنامه BLINK را اجرا کنید. به همین ترتیب کد اجرا شده و بر روی تراشه ATMEGA328 آپلود می‌شود. کد آردوینو برای تست این برنامه از منو آردوینو را BLINK اجرا کنید. کد را آپلود کنید. یکی از پایه های آردوینو را انتخاب کنید و در برنامه وارد کنید. به عنوان مثال پایه دیجیتال شماره ۸ را انتخاب کنید. سپس کد را بر روی برد آپلود کنید.

وسایل مورد نیاز

برد آردوینو UNO WIFI ESP8266

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.