آردوینو

ایدهٔ ساخت آردوینو در سال ۲۰۰۳ میلادی در انستیتو طراحی‌تعاملی ایورئا در کشور ایتالیا شکل گرفت. ایده عبارت بود از ساخت وسیله‌ای ساده و کم‌هزینه برای انجام پروژه‌های دیجیتال دانشجویان، به‌خصوص آن‌هایی که آشنایی چندانی با اصول مهندسی و برنامه‌نویسی ندارند. سه فرد کلیدی در به ثمر نشاندن این ایده نقش داشتند:

هرناندو باراگان، ماسیمو بانزی، و کیسی ریس.

باراگان یکی از دانشجویان انستیتو ایورئا بود که تصمیم گرفت پایان‌نامهٔ کارشناسی‌ارشد خود را در این زمینه اجراء نماید. بانزی و ریس نیز استادان راهنمای پایان‌نامهٔ باراگان بودند. تا آن زمان هنوز اسمی از آردوینو در میان نبود. نتیجهٔ پایان‌نامهٔ باراگان بسیار موفقیت‌آمیز بود و منجر به ایجاد سخت‌افزار و نرم‌افزاری شد که وایرینگ نام گرفت. سخت‌افزار وایرینگ ویژگی‌های مورد نظر را نسبت به سایر نمونه‌های موجود در بازار آن زمان داشت یعنی ساده و کم‌هزینه بود. نرم‌افزار وایرینگ نیز بر مبنای یکی از زبان‌های برنامه‌نویسی موجود به نام پراسسینگ تهیه شده بود.

پس از اتمام پایان‌نامه، بانزی درصدد کاهش هزینه‌های سخت‌افزار وایرینگ برآمد و در سال ۲۰۰۵ میلادی با همکاری دیوید کوآرتلس و دیوید ملیس (که به‌ترتیب کارمند و دانشجوی انستیتو ایورئا بودند)، به توسعهٔ پروژهٔ وایرینگ پرداخت و نام آن را به آردوینو تغییر داد. این نام جدید برگرفته از نام کافه‌ای به نام آردوین در شهر ایورئا بود که اکثر جلسات گروه در آنجا تشکیل می‌شد. واژهٔ آردوین، نام یکی از شاهزادگان قدیم ایتالیا است که زمانی حکمران شهر ایورئا بود و در قرن یازدهم میلادی به پادشاهی ایتالیا رسید.

آردوینو، یک نرم‌افزار متن باز اختصاصی برای برنامه‌نویسی بردهای خود تهیه کرده‌است که به نام نرم‌افزار آردوینو IDE (محیط توسعهٔ یکپارچه آردوینو) شناخته می‌شود. نرم‌افزار آردوینو بدون نیاز به پروگرامر می‌تواند مستقیماً میکرو کنترلر شما را برنامه‌ریزی نماید. امکاناتی مانند ترمینال سریال نیز در داخل نرم‌افزار آردوینو قرارداده شده تا بتوانید به وسیله ارتباط سریال و USB برنامه‌هایی را که برای میکرو کنترلر می‌نویسید عیب‌یابی نمایید. می‌توان مقادیر ADC و وضعیت پین‌ها یا هر اطلاعات دیگری را به ترمینال سریال آردوینو فرستاد و از طریق کامپیوتر اطلاعات را از میکرو کنترلر دریافت کرد. همان‌طور که پیش تر اشاره شد، شیوه نگارش دستورها در این نرم‌افزار، تا حدود زیادی مشابه برنامه‌نویسی به زبان C و ++C است. همان‌طور که در شکل می‌بینید، محیط این برنامه از چند بخش اصلی تشکیل می‌شود:

• منوی دستورها
• پنجره کدنویسی
• پنجره کامپایلر
• اطلاعات باد (یکا) rate و port
• Serial monitor

همان‌طور که در بالا گفته شد، آردوینو از دو بخش سخت‌افزاری و نرم‌افزاری تشکیل می‌شود. مدل‌های مختلفی از بردهای سخت‌افزاری آردوینو وجود دارد که یکی از آنها، مدل اونو است. آردوینو اونو (Arduino UNO) یکی از پرکاربردترین مدل‌های سخت‌افزار آردوینو است. در این برد، از یک میکروکنترلر ATmega328P به عنوان پردازشگر و حافظه استفاده می‌شود. آردوینو مدل اونو، یکی از متداول‌ترین نمونه‌ها برای آموزش آردوینو است. سخت‌افزار آردوینو اونو از چهار بخش کلی زیر تشکیل می‌شود (شکل زیر):

1. میکروکنترلر
2. بخش تغذیه
3. بخش ارتباط با رایانه
4. درگاه‌های گروهی

در شکل و جدول زیر، قطعات تشکیل دهنده برد آردوینو (مدل اونو-نسخه ۳) معرفی شده‌اند.

با استفاده از آردوینو و به کمک ماژول‌ها و شیلدهای متنوعی که برای آردوینو ساخته شده می‌توان پروژه‌های مختلفی مانند اینترنت اشیا، خانه‌های هوشمند و محصولات طراحی تعاملی را پیاده‌سازی کرد. ماژول‌ها و شیلدهای آردوینو را بدون نیاز به پروگرامر می‌توان از طریق کابل USB و محیط یکپارچه توسعه نرم‌افزار متن‌باز آردوینو پروگرام کرد.

ماژول یا مدول، معمولاً به مجموعه ای یکپارچه از یک برد مدارچاپی، تعدادی قطعه الکترونیک، و یک حسگر یا عملگر گفته می‌شود. ماژول با استفاده از سیم رابط به پین‌های برد آردوینو وصل می‌شود. در شکل زیر تصویر ماژول حسگر صدا آمده‌است.

امروزه ماژول‌های متفاوتی در بازار وجود دارد و هر فردی با توجه به نیازی که دارد می‌تواند از آنها استفاده کند

برخی از ماژول‌ها رو در زیر می‌توانید ببینید

ماژول بازر

ماژول دوربین

ماژول مادون قرمز

ماژول ژیروسکوپ

ماژول تشخیص دود

ماژول تشخیص آتش‌سوزی

ماژول بلوتوث

ماژول وای فای

ماژول رله

ماژول میکروفن

و…

سپر (اصطلاحاً یعنی سپر)، به برد الکترونیکی گفته می‌شود که مستقیماً از طریق پین‌های آن بر روی برد آردوینو سوار می‌شود و قابلیت‌های آن را افزایش می‌دهد. راه‌اندازی شیلدها معمولاً آسان است ولی ممکن است نیاز به نصب کتابخانه آنها در نرم‌افزار آردوینو IDE باشد.

لیست بعضی از معروف‌ترین شیلدهای آردوینو در زیر آمده‌است:

• شیلد XBee برای ارتباط بی‌سیم
• شیلد شبکه اترنت
• شیلد WiFi
• شیلد سیم‌کارت
• شیلد GPS
• شیلد کنترل موتور
• شیلد CNC
• شیلد اهرمک (جوی استیک)
• شیلد کارت حافظه
• شیلد MP3 Player
• شیلد دوربین
• شیلد صفحه نمایش
• شیلد RFID و NFC
• شیلد باتری
• شیلد برد بورد و نمونه سازی

بردهای این دسته بازنشسته شده‌اند؛ یعنی دیگر توسط شرکت سازنده اصلی آن تولید نمی‌شوند.

• آردوینو یونو (Arduino UNO)
• آردوینو دیو (Arduino DUE)
• آردوینو مگا ADK (Arduino MEGA ADK)
• آردوینو روبوت (Arduino ROBOT)
• آردوینو اترنت (Arduino ETHERNET)
• آردوینو لئوناردو (Arduino LEONARDO)
• آردوینو اسپلورا (Arduino ESPLORA)
• آردوینو مینی (Arduino MINI)
• آردوینو فیو (Arduino FIO)

آردوینو GSM شیلد (Arduino GSM SHIELD)

• آردوینو اترنت شیلد (Arduino ETHERNET SHIELD)
• آردوینو وای‌فای شیلد (Arduino WIFI SHIELD)
• آردوینو USB هاست شیلد (Arduino USB HOST SHIELD)
• آردوینو موتور شیلد (Arduino MOTOR SHIELD)
• آردوینو وایرلس SD شیلد (Arduino WIRELESS SD SHIELD)
• آردوینو وایرلس پروتو شیلد (Arduino WIRELESS PROTO SHIELD)
• آردوینو LCD نمایشگر (Arduino LCD SCREEN)
• نگارخانه

• آردوینو Diecimila

• آردوینو Duemilanove (rev 2009b)

• آردوینو UNO

• آردوینو Leonardo

• آردوینو Mega

• 

  آردوینو Nano

• آردوینو Due (ARM-based)

• LilyPad Arduino (rev 2007)

• وبسایت رسمی
• کلید آردوینو (کتاب آموزشی)