کاربردها و انواع سنسورهای آردوینو

هنگامی که یک مهندس الکترونیک شروع به طراحی یک پروژه می نماید، عامل اصلی نگران کننده، مسئله سازگاری بین سخت افزار و IDE نرم افزار موجود است. آردوینو که حدود دهه 2000 اختراع شد، پاسخی برای چنین مسائلی بود. آردوینو محصول تلاشی است که گروهی از تحصیلات تکمیلی ایتالیایی و مدرس موسسه طراحی تعامل در ایوره ارائه داده اند. این میکروکنترلر به نام آردوین پادشاه ایتالیا در قرن یازدهم میلادی نامگذاری شده است.

عامل حیاتی در موفقیت این پلت فرم میکروکنترلر ماهیت منبع باز آن است. با موفقیت این پروژه، بعداً محصولات جدید بسیاری طراحی شدند كه با این سیستم عامل سازگار هستند مانند سنسور آردوینو. در این مقاله به کاربردها و انواع سنسورهای آردوینو به طور کامل اشاره کرده ایم.

سنسور آردوینو چیست

به دلیل ماهیت منبع باز بودن، آردوینو به یک پدیده جهانی تبدیل شده است. این سنسور یک پلت فرم نمونه سازی برای علاقه مندان، هنرمندان، طراحان و مهم تر از آن برای دانشجویانی است که در دنیای پروژه های الکترونیکی تازه وارد هستند. Arduino همراه با میکروکنترلر و یک نرم افزار IDE برای بارگذاری کد در صفحه سخت افزار می باشد. با دیدن محبوبیت آردوینو در بین علاقه مندان، بسیاری از حسگرهای سازگار با آردوینو راه اندازی شده اند.

انواع مختلفی از سنسورهای آردوینو در بازار موجود است. این سنسورها به آردوینو کمک می کنند تا با محیط اطراف ارتباط برقرار کند و برای طراحی برنامه های جدید از آنها استفاده نماید.

برای یادیگیری تعمیر انواع برد الکترونیکی میتوانید در دوره آموزش تعمیرات برد الکترونیکی مجتمع آموزشی برق ثبت نام کنید.

اساس کار سنسور آردوینو

میکروکنترلرهایی که قبل از آردوینو آمده اند، IDE نرم افزاری برای بارگذاری کد در سخت افزار ندارند. پیش از اختراع سنسور آردوینو برای بارگذاری کد در سخت افزار، باید از یک دستگاه سخت افزاری جداگانه استفاده می شد. با توجه به این ویژگی انعطاف پذیری، رابط سنسورها با آردوینو آسان تر خواهد شد.

از آنجا که میکروکنترلر از قبل یک IDE نرم افزاری برای برنامه نویسی فراهم کرده است، تنها سخت افزار مورد نیاز برای اتصال این سنسورها با Arduino ، Breadboard و سیم های اتصال است. کد را می توان در Arduino IDE نوشت و بارگذاری کرد. برای برقراری ارتباط، منبع تغذیه، زمین، Breadboard و سیم های اتصال مورد نیاز است.

کاربردهای سنسور آردوینو

بسیاری از پروژه ها با استفاده از سنسور آردوینو برای کاربردهای مختلف طراحی شده اند. گفته می شود که آردوینو برای تحقق یک ایده رویایی مورد استفاده قرار می گیرد. ماژول اولتراسونیک برای تشخیص دامنه غیر تماسی استفاده می شود. برای این کار از سونار (sonar) استفاده می گردد. سنسور اجتناب از مانع مادون قرمز IR اجسامی را که قبل از آن هستند شناسایی کرده و یک سیگنال دیجیتالی تولید می کند. این سنسور قابل استفاده در انواع ربات ها می باشد.

رطوبت سنج خاک یک سنسور رطوبت خاک است. این سنسور، سیگنال دیجیتالی را هنگامی ایجاد می کند که رطوبت در خاک بیش از حد آستانه افزایش یابد. کارخانه آبیاری خودکار با استفاده از این سنسور با Arduino طراحی شده است. از سنسور میکروسکوپ برای تشخیص صدا استفاده می شود. وقتی شدت صدای شناسایی شده فراتر از مقداری از حد آستانه افزایش یابد، سیگنالی را تولید می کند.

سنسور فشار بارومتریک دیجیتال برای اندازه گیری فشار مطلق محیط استفاده می شود. با استفاده از این سنسور می توان ارتفاع ربات یا پرتابه را اندازه گرفت. برای تشخیص نور، از ماژول سنسور Photoresistor استفاده می شود. سیستم چراغ امنیتی شب از این سنسور به همراه آردوینو استفاده می کند. سنسور دما برای تشخیص دمای محیط استفاده می شود.

برای تشخیص گازهای سمی مانند LPG ، بوتان، پروپان، الکل و غیره از سنسور گاز MQ-2 استفاده می شود. سنسور باران نیز برای پایش هوا استفاده می گردد. برای تشخیص شعله و نور معمولی از حسگر شعله استفاده می شود. سنسور PIR برای تشخیص حرکت از انسان و حیوانات خانگی استفاده می شود.

از سنسور صفحه لمسی برای طراحی مدار تاچ دیمر با استفاده از Arduino استفاده می شود.

نمونه هایی از سنسور آردوینو

امروزه انواع مختلفی از سنسورهای آردوینو موجود است. بعضی از این سنسورها در زیر آورده شده اند:

• ماژول اولتراسونیک HC- SR04
• سنسور جلوگیری از ممانعت مادون قرمز IR
• ماژول رطوبت سنج خاک
• سنسور رطوبت خاک
• حسگر میکروفون
• سنسور فشار بارومتری دیجیتال
• سنسور مقاومت در برابر نور
• سنسور حرارتی دیجیتال – سنسور دما
• ماژول رمزگذار روتاری
• سنسور گاز MQ-2
• SW-420 سنسور حرکت
• سنسور تشخیص باران و رطوبت
• ماژول buzzer منفعل
• ماژول سنسور سرعت
• سنسور تشخیص شعله مادون قرمز IR
• ماژول منبع تغذیه Breadboard 3.3V
• سنسور مادون قرمز Pyroelectric HC- SR501
• ماژول شتاب سنج
• سنسور دما و رطوبت DHT11
• فرستنده / گیرنده RF 433MHz

این سنسورهای آردوینو امکان اجرای بسیاری از پروژه های الکترونیکی را فراهم کرده اند. برخی از نمونه های چنین پروژه هایی عبارتند از Suntracker با استفاده از LDR با Arduino، زنگ هشدار آب باران Arduino، ربات مبتنی بر شتاب سنج با استفاده از Arduino، دنبال کننده خط مبتنی بر سنسور IR، زنگ هشدار حرکتی مبتنی بر سنسور IR، زنگ درب با استفاده از سنسور اولتراسونیک، اندازه گیری فاصله با استفاده از سنسور اولتراسونیک، عصای نابینایان هوشمند مبتنی بر Arduino، سنسور PIR برای کنترل لوازم خانگی با استفاده از Arduino و غیره.

آردوینو اولین انتخاب دانشجویان و افراد تازه وارد به الکترونیک برای طراحی یک پروژه جدید است. سنسورهای آردوینو را می توان با میکروکنترلرهای دیگر نیز استفاده کرد. Arduino IDE شامل کتابخانه های مختلفی است که برای ارتباط انواع حسگرها مفید هستند. تنها موارد استثنا سنسورهایی هستند که سرعت پردازش بیشتری از آنچه آردوینو می تواند ارائه دهد، دارند.

 چه سنسورهایی برای آردوینو موجود است

رابط آردوینو دستیابی به اطلاعات و مقادیر سنسور را آسان می کند. سنسور آردوینو قادر به انجام تعامل با سنسورهای دیگری نیز می باشد. برخی از برجسته ترین آنها سنسور دما و رطوبت، مقاومت در برابر نور، سنسور صدا، سنسور اولتراسونیک، سنسور آب، سنسور شعله و غیره می باشند.

آردوینو با چند سنسور کار می کند

حسگرهایی که توسط آردوینو اداره می شوند براساس نیاز آن و رابط استفاده شده برای اتصال آن می باشند. اگر سنسور برای به دست آوردن نتیجه آنالوگ متصل شده باشد، برد Arduino در 6 یا 8 پایه آنالوگ محدود می شود.

اگر سنسور برای بدست آوردن نتیجه دیجیتال متصل شده باشد، دارای مدار آنالوگ داخلی است و رابط کاربری بر اساس GPIO ها خواهد بود.

 چگونه آردوینو را به سنسورها متصل کنم

برای اتصال آردوینو به سنسورها، مراحل خاصی را باید دنبال کنید. بگذارید با یک مثال از یک سنسور IR به تفصیل در مورد آن بحث نماییم.

سیم قطب منفی موجود بر روی سنسور IR به GND آردوینو متصل است. بخش میانی این سنسور که VCC است به آردوینو 5 ولت متصل می باشد. طبق مراحل گفته شده، سنسور IR با Arduino ارتباط دارد. به همین ترتیب، سنسورهای مختلفی برای اتصال به آردوینو روش های فوق را دنبال می کنند.

آیا سنسور آردوینو از Raspberry pi بهتر است

از نظر پردازش، Raspberry pi در مقایسه با Arduino سریعتر است. اما وقتی بحث در مورد سازگاری سخت افزاری باشد، آردوینو بر Raspberry pi ترجیح داده می شود.

بنابراین، تابلوهای آردوینو توسط دانشجویان در طراحی پروژه ها مورد استفاده قرار می گیرد. IDE آردوینو از چندین کتابخانه تشکیل شده است که می توانند با انواع حسگرها رابط داشته باشند. این سنسور قابلیت سازگاری با تغییرات جدید را دارد. در گذشته، این سنسور به عنوان یک میکروکنترلر ساده 8 بیتی استفاده می شد اما اکنون پس از پیشرفت های به وجود آمده، در کاربردهای اینترنت اشیا مورد استفاده قرار می گیرد.

نتیجه گیری

در این مقاله به توضیحاتی در رابطه با سنسور آردوینو پرداختیم و متوجه شدیم که این سنسور برای افرادی که علاقمند به رشته الکترونیک می باشند بسیار مهم و کاربردی می باشد. کاربردها و انواع سنسورهای آردوینو در این مطلب بیان گردید و توضیح داده شد که این سنسور در دستگاه های مختلف چه نقش مهمی را ایفا می کند.

سرعت پردازش سنسورهای آردوینو بسیار بالا بوده و در سنسورهای تشخیص دهنده عوامل مختلف مانند سنسورهای رطوبت، سنسور باران، سنسورهای تشخیص دهنده صدا و غیره از آن به فراوانی استفاده می گردد.

مجتمع آموزشی برق برگزار کننده دوره های آموزشی از جمله آموزش plc ، آموزش تعمیرات موبایل ، آموزش تعمیرات لوازم خانگی ، آموزش نصب دوربین مدار بسته و … می باشد . برای اطلاع از نحوه برگزاری دوره ها با کارشناسان ما با شماره های: 66953016-021 – 66957313-021 تماس بگیرید.