Arduino due: تكوين رقم التعريف الشخصي والتواصل وتطبيقاته

جرب أداة القضاء على المشاكل





Arduino board هي عبارة عن نظام أساسي للأجهزة والبرامج مفتوح المصدر مصمم بلوحة دائرة تتضمن متحكمًا وواجهات أخرى تدعم المكونات المختلفة المتصلة به. يمكن برمجة هذه اللوحة ببساطة بمساعدة بيئة التطوير المتكاملة (IDE) التي تُستخدم لكتابة وتحميل الكود على اللوحة. Arduino عبارة عن لوحة متحكم مرنة تستخدم لتطوير مشاريع إلكترونية مختلفة. هناك مختلف أنواع لوحات الأردوينو يحب اردوينو أونو ، نانو ، مايكرو ، ليوناردو ، نانو أفر ، MKR زيرو ، أونو واي فاي ، ديو ، ميجا 2560 ، Lilypad ، إلخ. لذا توفر هذه المقالة معلومات عن أحد أنواع لوحة Arduino وهي اردوينو ديو - العمل مع التطبيقات.


ما هو Arduino Due؟

Arduino Due هو أقوى لوحة تطوير Arduino في سلسلة Arduino. لوحة Arduino هي لوحة مبتدئة تتضمن العديد من الميزات بسرعة معالجة ممتازة ، لذا فهي تستخدم في التطبيقات المتقدمة. تم تطوير هذه اللوحة على وحدة تحكم سلسلة ARM بينما تم تطوير لوحات Arduino الأخرى بناءً على وحدة تحكم سلسلة ATMEGA.



تعتمد لوحة Arduino على وحدة التحكم الدقيقة الأساسية ARM ذات 32 بت. تتوفر هذه اللوحة مع 54 منفذ إدخال / إخراج رقمي حيث يتم استخدام 12 دبوسًا مثل PWM o / ps ، و 12 مدخلًا تناظريًا ، و UARTs -4 ، و 84 MHz CLK ، و DAC -2 ، و TWI-2 ، وموصل SPI ، وقوة جاك ، ورأس JTAG ، واتصال USB OTG ، وزر إعادة الضبط ويمكن محو الزر.

يمكن توصيل لوحة Arduino Due بأي جهاز كمبيوتر عن طريق ملف USB مصغر كابل والطاقة من خلال بطارية أو محول تيار متردد إلى تيار مستمر للبدء. هذه اللوحة مناسبة تمامًا لجميع أنواع دروع Arduino التي تعمل عند 3.3 فولت.



تحديد

ال مواصفات Arduino Due تشمل ما يلي.

  • المتحكم الدقيق هو وحدة تحكم SAM3X8E 32 بت ARM.
  • جهد التشغيل 3.3 فولت.
  • الحد الأقصى للتيار في كل دبوس I / O هو 3mA و 15mA.
  • الحد الأقصى للتيار المسحوب من جميع منافذ الإدخال / الإخراج هو 130 مللي أمبير.
  • ذاكرة فلاش 512 كيلو بايت.
  • 16 كيلو بايت إيبروم.
  • 96 كيلو بايت من ذاكرة الوصول العشوائي الداخلية.
  • تردد الساعة الداخلي هو 12 ميجا هرتز.
  • تردد الساعة الخارجية 84 ميجا هرتز.
  • تتراوح درجة حرارة التشغيل من -40 درجة مئوية إلى + 85 درجة مئوية
  • يتراوح جهد i / p الموصى به من 7 فولت إلى 12 فولت.
  • يتراوح جهد الإدخال من 6 إلى 20 فولت
  • دبابيس الإدخال / الإخراج الرقمية - 54.
  • دبابيس i / p التناظرية - 12.
  • التناظرية س / ع دبابيس - 2.

تكوين دبوس Arduino Due

يتم عرض تكوين دبوس Arduino Due أدناه.

  PCBWay   تكوين دبوس لاردوينو ديو
تكوين دبوس لاردوينو ديو

قوة

يمكن تشغيل لوحة Arduino Due بالطاقة من خلال موصل USB أو مصدر طاقة خارجي مثل البطارية أو محول التيار المتردد إلى التيار المستمر. لذلك يتم اختيار مصدر الطاقة تلقائيًا. دبابيس الطاقة في Arduino Due هي + 3.3 فولت ، + 5 فولت ، فين و GND.

  • Vin هو دبوس جهد الدخل حيث يتم توفير الجهد من خلال هذا الدبوس.
  • يقوم دبوس 5V بإخراج 5V منظم باستخدام منظم الجهد على لوحة Arduino.
  • يتم إنشاء مصدر جهد 3.3 فولت من خلال منظم على متن الطائرة. يوفر هذا المنظم ببساطة مصدر الطاقة لوحدة التحكم الدقيقة SAM3X.
  • هناك 5 دبابيس GND متوفرة على السبورة.
  • يوفر دبوس IOREF الموجود على لوحة Arduino due ببساطة مرجع الجهد الذي يعمل من خلاله المتحكم الدقيق. يمكن أن يكون جهد دبوس IOREF جاهزًا عن طريق تكوين الدرع بشكل صحيح واختيار مصدر الطاقة المناسب أو السماح لمترجمي الجهد على o / ps للعمل من خلال 5V (أو) 3.3V.

واجهة الاتصالات

UART: UART هو 'مرسل استقبال غير متزامن عالمي'. تستخدم هذه الواجهة بشكل أساسي لبرمجة PRO MINI.

SPI: SPI هي واجهة محيطية تسلسلية تُستخدم لنقل البيانات التسلسلية بين وحدات التحكم الدقيقة وجهاز واحد أو أعلى من الأجهزة الطرفية بكفاءة عالية. يتضمن Arduino due أربعة دبابيس SPI SCK و SS و MOSI و MISO.

TWI: TWI هي واجهة ذات سلكين ، تستخدم لتوصيل الأجهزة الطرفية.

يستطيع: CAN هي واجهة شبكة منطقة تحكم تستخدم بشكل أساسي لتوفير الاتصال بين وحدات التحكم.

SSC: SSC هي واجهة اتصال تسلسلي متزامن تستخدم بشكل أساسي لتطبيقات الصوت والاتصالات.

ذاكرة

يحتوي SAM3X على كتلتين بحجم 256 كيلوبايت (512 كيلوبايت) من ذاكرة الفلاش لتخزين الرمز. يتم حرق محمل الإقلاع مسبقًا من Atmel في المصنع ويتم تخزينه ببساطة في ذاكرة ROM مخصصة. يتوفر SRAM مع 96 كيلو بايت في بنكين متجاورين 32 كيلو بايت و 64 كيلو بايت. يمكن الوصول إلى جميع الذاكرة الموجودة مباشرة كمساحة عنونة مسطحة مثل ذاكرة الوصول العشوائي وذاكرة القراءة فقط والفلاش.

زر المسح

يُستخدم زر ERASE الموجود على متن الطائرة لمسح ذاكرة فلاش SAM3X. لذلك سيؤدي هذا إلى التخلص من البيانات المحملة حاليًا من وحدة الميكروكونترولر. للمسح ، اضغط مع الاستمرار على زر Erase لبعض الوقت عندما تكون لوحة Arduino مدفوعة بالطاقة.

المداخل التناظرية (A0 إلى A11):

يتضمن Arduino Due 12 مدخلًا تناظريًا ويوفر كل دبوس 12 بتًا من الدقة. تُستخدم هذه المسامير التناظرية ببساطة لقراءة قيمة المستشعر التمثيلي المتصل بلوحة Arduino. كل دبوس تمثيلي على اللوحة قمت بتوصيله بـ ADC يحمل في ثناياه عوامل بدقة 12 بت.

دبابيس DAC (DAC0 إلى DAC1):

يوفر هذان الطرفان إخراجًا تناظريًا بدقة 12 بت. يستخدم هذان الطرفان بشكل أساسي لإنشاء إخراج صوتي باستخدام مكتبة الصوت.

عارف

يتم توصيل هذا الدبوس ببساطة بالدبوس المرجعي التناظري لوحدة التحكم SAM3X عبر جسر المقاوم. لاستخدام هذا الدبوس ، يجب فصل المقاوم BR1 من لوحة الدوائر المطبوعة.

إعادة ضبط

يستخدم هذا الدبوس لإعادة ضبط وحدة التحكم وبدء تنفيذ البرنامج من البداية.

دبابيس PWM (2 إلى 13)

دبابيس PWM من 2 إلى 13 هي من مجموعة المسامير الرقمية حيث يعطي كل دبوس 8 بت PWM o / p. تختلف قيمة PWM o / p ببساطة من 0 إلى 5 فولت.

رأس JTAG: واجهة مشتركة للأجهزة تساعدنا على التواصل المباشر مع الرقائق الخارجية للوحة الخاصة بنا. يتم استخدام 4 دبابيس لهذا الغرض تسمى TCK و TD0 و TMS و TDI.

برمجة اردوينو

بشكل عام ، تتم برمجة جميع أنواع لوحات Arduino ببساطة باستخدام برنامج IDE Arduino. هذا البرنامج سهل التعلم والاستخدام دون الكثير من التعقيد. هذا البرنامج متاح بسهولة حتى نتمكن من تنزيله مباشرة من الموقع الرسمي واختيار لوحة Arduino التي ترغب في العمل عليها. لا تحتاج هذه اللوحة إلى ناسخ خارجي مثل محمل الإقلاع لنسخ الكود على اللوحة. يعمل برنامج Arduino بشكل مثالي من خلال أنظمة التشغيل الشائعة مثل Windows أو MAC أو لينكس .

تتوافق لوحة Arduino Due جيدًا مع جميع الدروع تقريبًا المصممة بشكل أساسي لأنواع أخرى من لوحات Arduino. أهم الدروع هي ؛ درع المحرك ودرع إيثرنت ودرع WiFi.

مستشعر درجة الحرارة LM35 يتفاعل مع Arduino Due

مستشعر درجة الحرارة LM35 الذي يتفاعل مع Arduino due موضح أدناه. مستشعر درجة الحرارة LM35 عبارة عن IC دقيق ، يتناسب جهده o / p خطيًا مع درجة الحرارة المئوية. وبالتالي ، فإن هذا IC له فائدة أعلى من مستشعرات درجة الحرارة الخطية التي تمت معايرتها داخل كلفن لأن المستخدم ليس ضروريًا لخصم جهد ثابت كبير من درجة الحرارة العالية للحصول على مقياس درجة مئوية مناسب.

لا يحتاج مستشعر LM35 إلى أي معايرة خارجية ، وإلا فإنه يتم تقليمه لإعطاء دقة نموذجية تبلغ ± 1/4 درجة مئوية في درجة حرارة الغرفة و ± 3/4 درجة مئوية فوق نطاق درجة حرارة + 150 درجة مئوية.

يشتمل مستشعر درجة الحرارة LM35 على ثلاثة دبابيس + 5 فولت و GND و outpu ر. تتبع توصيلات مستشعر LM35 بلوحة Arduino due ؛

  واجهة مستشعر LM35 مع لوحة Arduino Due
واجهة مستشعر LM35 مع لوحة Arduino Due

ال دبوس Vcc لمستشعر درجة الحرارة متصل بالدبوس 3v3 بلوحة Arduino.
ال دبوس GND لمستشعر درجة الحرارة متصل بدبوس GND بلوحة Arduino.
ال دبوس الإخراج لمستشعر درجة الحرارة متصل بالدبوس A0 بلوحة Arduino.

شفرة

const int analogIn = A0 ؛
int RawValue = 0 ؛
ضعف الجهد = 0 ؛
مزدوج tempC = 0 ؛
درجة حرارة مزدوجة F = 0 ؛

الإعداد باطل(){
Serial.begin (9600) ؛
}
حلقة فارغة()

{
RawValue = analogRead (analogIn) ،
الجهد = (RawValue / 1023.0) * 3300 ؛ // 5000 للحصول على مللي فولت.
درجة الحرارة = الجهد * 0.1 ؛
tempF = (tempC * 1.8) + 32 ؛ // conver to F
Serial.print (“Raw Value =”) ؛ // يعرض قيمة مسبقة التحجيم
Serial.print (RawValue) ؛
Serial.print ('\ t ملي فولت =') ؛ // يُظهر الجهد المقاس
Serial.print (الجهد ، 0) ؛ //
Serial.print ('\ t درجة الحرارة في C =') ؛
Serial.print (درجة الحرارة ، 1) ؛
Serial.print ('\ t درجة الحرارة في F =') ؛
Serial.println (درجة الحرارة ، 1) ؛
تأخير (500) ؛
}

سيتم عرض الإخراج على الشاشة التسلسلية. لذا افتح الشاشة التسلسلية للتحقق من المخرجات كما يلي.

القيمة الخام = 69 ملي فولت = 220 درجة الحرارة في C = 22.1 درجة الحرارة في F = 72.5
القيمة الخام = 70 ملي فولت = 227 درجة الحرارة في C = 23.6 درجة الحرارة في F = 73.6
القيمة الخام = 71 ملي فولت = 230 درجة الحرارة في C = 23.9 درجة الحرارة في F = 74.2
القيمة الخام = 72 ملي فولت = 234 درجة الحرارة في C = 24.2 درجة الحرارة في F = 74.8
القيمة الخام = 73 ملي فولت = 236 درجة الحرارة في C = 24.5 درجة الحرارة في F = 75.4
القيمة الخام = 74 ملي فولت = 240 درجة الحرارة في C = 24.9 درجة الحرارة في F = 76.0
القيمة الخام = 75 ملي فولت = 243 درجة الحرارة في C = 25.2 درجة الحرارة في F = 76.5
القيمة الخام = 76 ملي فولت = 246 درجة الحرارة في C = 25.5 درجة الحرارة في F = 77.1
القيمة الخام = 77 ملي فولت = 249 درجة الحرارة في C = 54.8 درجة الحرارة في F = 77.7

كيف يختلف Arduino Due عن باقي لوحات Arduino؟

تختلف لوحة Arduino Due مقارنة بأنواع لوحات Arduino الأخرى من حيث مستوى الجهد. لذا فإن المتحكم الدقيق داخل لوحة Arduino يعمل ببساطة عند 3.3 فولت بدلاً من 5 فولت وهو أمر شائع في لوحات Arduino الأخرى. إذا كنت تستخدم جهدًا أعلى (> 3.3 فولت) لدبابيس لوحة Arduino Due ، فقد تتلف اللوحة. المعالج المستخدم في Arduino due board هو أسرع معالج مقارنة باللوحات الأخرى. حجم الذاكرة هو الحد الأقصى في لوحة Arduino المناسبة مقارنة باللوحات الأخرى. لا تحتوي لوحة Arduino على أي EEPROM على متنها وهي أكثر تكلفة. تتضمن لوحة الاستحقاق رقمًا كبيرًا. من رؤوس الدبوس للاتصال بالعديد من الإدخال / الإخراج الرقمي ومتوافق أيضًا مع دبوس من خلال دروع Arduino النموذجية.

يدعم Arduino Due الذكاء الاصطناعي والخوارزميات. مثل لوحة Arduino Mega ، التي تمتلك عددًا مشابهًا من المنافذ ، فقط أكثر قوة ، يمكننا استخدام لوحة Arduino في المشاريع لإنشاء ذكاء اصطناعي (AI) للروبوتات المحمولة. لذلك ، إذا أراد المرء التعامل مع الخوارزميات المعقدة ، وإلا لجعل الروبوت أكثر تفاعلًا ، فإن لوحة Arduino Due ستكون مناسبة.

مزايا

الرئيسية مزايا Arduino Due تشمل ما يلي.

  • إنه معالج قوي للغاية 32 بت ، 84 ميجاهرتز.
  • سرعة المعالجة في التعليمات لكل ثانية عالية.
  • تم تصميم Arduinos بشكل أساسي لجعل الوصول إلى وحدة التحكم أكثر سهولة.
  • يمكن أن ينتج Arduino due 114 كيلوغرامًا في الثانية.
  • لغة البرمجة الخاصة بها بسيطة.
  • سعره أقل مقارنة بالميجا.

سلبيات

الرئيسية عيوب اردوينو تشمل ما يلي.

  • هذه الألواح ضخمة بعض الشيء.
  • يغطي مساحة أكبر.
  • المستحق أقل شأنا بسبب عدم توافق الدرع.
  • حجم Arduino غير مناسب للعديد من المشاريع.
  • تفتقر هذه اللوحة إلى إمكانات Bluetooth و Wi-Fi.

تطبيقات Arduino due

الرئيسية اردوينو اثنان الاستخدامات تشمل ما يلي.

  • يستخدم Arduino Due في الغالب للمشاريع القائمة على Arduino.
  • يستخدم على نطاق واسع في العديد من التطبيقات حيث تكون سرعة المعالجة السريعة هي النتيجة النهائية.
  • إنه مثالي للمشروعات التي تحتاج إلى قوة حوسبة عالية مثل الطائرات بدون طيار التي يتم التحكم فيها عن بعد للطيران وتتطلب معالجة الكثير من بيانات المستشعر كل ثانية.
  • الأتمتة في الصناعات.
  • انظمة حماية.
  • التطبيقات القائمة على الواقع الافتراضي.
  • تطبيقات GSM و Android.
  • نظام مضمن.
  • نظام أتمتة للمنزل باستخدام الأشعة تحت الحمراء.
  • الذراع الروبوتية.
  • إضاءة الطوارئ.
  • رافع المحمول.
  • نظام أتمتة المنزل مع بلوتوث.
  • التحكم التلقائي في شدة أضواء الشوارع.
  • روبوت تجنب العقبات.
  • مركبة لتسلق الجدران.
  • نظام عداد لمواقف السيارات.

وبالتالي ، هذا كل شيء عن لمحة عامة عن Arduino - العمل وتطبيقاته. تعتمد لوحة Arduino على متحكم دقيق ARM ذو 32 بت ، لذا فهي مناسبة لمشاريع Arduino الكبيرة. تعتمد لوحة Arduino due على المتحكم الدقيق على ملف وحدة المعالجة المركزية Atmel SAM3X8E Cortex M3 . إليك سؤال لك ، ما هو Arduino nano؟