آشنایی با ماژول آردوینو مینی

دوستان سلام! امیدوارم حالتون عالی باشه. در این مقاله قصد داریم به شما معرفی مفصلی از Arduino MINI ارائه کنیم. این یک برد میکروکنترلر است که توسط Arduino.cc توسعه یافته و بر اساس میکروکنترلر Atmega328p ساخته شده است. این ماژول بسیار شبیه ماژول آردوینو UNO می باشد و فقط در سایز و نحوه پروگرامر کردن متفاوت است. سایز آن بسیار کوچک بوده و فاقد پورت USB برای پروگرام می باشد. آردوینو مینی بر خلاف آردوینو یونو که در واتاژهای 6 و 3.3 ولت با فرکانس 16مگاهرتز کار می کند، در واتاژ 5 ولت با فرکانس 16 مگاهرتز و در ولتاژ 3.3 ولت در فرکانس 8مگاهرتز کار می کند.

بردهای آردوینو به طور گسترده ای در رباتیک، سیستم های یکپارچه، اتوماسیون، اینترنت اشیا (IoT) و پروژه های الکترونیک استفاده می شوند. این بردها در ابتدا برای دانشجویان و کاربران غیر فنی معرفی شدند اما امروزه بردهای آردوینو به طور گسترده در پروژه های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.

در اینجا شکلی است که نکات کلیدی آردوینو مینی را نشان می دهد:

Introduction to arduino pro mini, intro to arduino pro mini , pin diagram of arduino pro mini , applications of arduino pro mini , arduino pro mini pinout, difference between Arduino pro mini and Arduino uno, arduino pro mini specifications

مشخصات ماژول مینی

شماره مشخصه
مشخصات MINI
مقدار
1
میکروکنترلر
Atmega328p
2
اسیلاتور کریستالی
16MHz/8MHz
3
ولتاژ کاری
5V/3.3v
4
ولتاژ ورودی
6V-12V
5
نرخ جریان هر پین
40mA
6
USB
Type-B Micro USB
7
ICSP هدر
بلی



پایه های ماژول مینی

شماره.
شماره پایه
توصیف پایه
1
D0 - D13
پایه   های ورودی/خروجی دیجیتال
2
A0 - A7
پایه   های ورودی/خروجی آنالوگ
3
پایه # 3, 5, 6, 9, 10, 11
پایه   های مدولاسیون عرض پالس PWM
4
پایه # 0 (RX) , Pin # 1 (TX)
پایه های ارتباط سریال
5
پایه # 10, 11, 12, 13
پایه   های ارتباط SPI
6
پایه # A4, A5
پایه   های ارتباطی I2C
7
پایه # 13
LED   روی برد
8
پایه های 4 و 5
پایه های اینتراپت خارجی

آردوینو مینی سه نوع پروتکل ارتباطی را ارائه می دهد که در جدول زیر نشان داده شده است:

شماره.
پروتکل های ارتباطی
توصیف
6
Serial پورت
1 (Pin#0 is RX, Pin#1 is TX).
7
I2C پورت
1 (Pin#A4 is SDA, Pin#A5 is SCL).
8
SPI پورت
1 (Pin#10 is SS, Pin#11 is MOSI, Pin#12 is   MISO, Pin#13 is SCK).

در اینجا جزئیات حافظه موجود در آردوینو مینی آمده است:

شماره.
نوع حافظه
مقدار
7
Flash Memory
32KB
8
SRAM Memory
2KB
7
EEPROM
1KB

نکته: مقدار 0.5KByte از حافظه فلش مربوط به بوت لودر می شود.

مشخصات آردوینو مینی در جدول زیر آورده شده است

آردوینو مینی یک برد میکروکنترلر کوچک، کامل، انعطاف‌پذیر و سازگار با برد بورد است که بر اساس ATmega328p توسط Arduino.cc در ایتالیا در سال 2008 توسعه یافت و شامل 30 هدر ورودی/خروجی نری است که به سبک DIP30 پیکربندی شده‌اند.

این ماژول شامل 14 پین دیجیتال، 8 پین آنالوگ، 2 پین Reset و 6 پین پاور است.

Arduino MINI  کوچکتر از Arduino UNO است، اما هر دو تقریباً عملکردهای یکسانی دارند.

دارای ولتاژ کاری 5 و 3.3 ولت است، با این حال، ولتاژ ورودی می تواند از 7 تا 12 ولت متغیر باشد.

حداکثر نرخ جریان آردوینو مینی 200میلی آمپر است، و بار متصل به پین های آن نباید جریانی بیشتر از 40 میلی آمپر بکشد.

هر یک از این پین های دیجیتال و آنالوگ دارای عملکردهای متعددی هستند، اما عملکرد اصلی آنها باید به عنوان ورودی/خروجی پیکربندی شود.

پین‌های آردوینو زمانی که با حسگرها در ارتباط هستند به عنوان پایه های ورودی تعریف می شوند، اما اگر قرار است باری را درایو ‌کنید، باید از آنها به‌عنوان پین خروجی استفاده کنیم.

توابعی مانند ()pinMode و ()digitalWrite برای کنترل عملیات پین های دیجیتال استفاده می شود در حالی که ()analogRead برای کنترل پین های آنالوگ استفاده می شود.

پین های آنالوگ دارای وضوح کلی 10 بیتی هستند که مقدار را از 0 تا 5 ولت اندازه گیری می کند.

آردوینو مینی دارای یک نوسان ساز کریستالی با فرکانس 16 مگاهرتز است که برای تولید یک فرکانس دقیق با استفاده از ولتاژ ثابت 5 ولت استفاده می شود.

یک محدودیت برای استفاده از آردوینو مینی وجود دارد، و آن اینکه با جک برق DC عرضه نمی شود.

این برد از USB برای اتصال به کامپیوتر پشتیبانی نمی کند.

اندازه کوچک و طبیعت سازگار با برد بورد، این ماژول را به گزینه ای ایده آل برای اکثر کاربردهایی تبدیل کرده است که اندازه قطعات الکترونیکی مهم است.

حافظه فلش 32 کیلوبایت است که همه اینها به میکروکنترلر Atmega استفاده شده روی آن بستگی دارد، یعنی  Atmega328 با فلش مموری 32 کیلوبایت عرضه می شود. فلش مموری برای ذخیره کد استفاده می شود. 0.5 کیلوبایت حافظه از کل حافظه فلش برای بوت لودر استفاده می شود.

حافظه SRAM دوکیلوبایتی در آردوینو مینی وجود دارد.

آردوینو مینی دارای حافظه EEPROM 1KB است.

پایه های تغذیه ماژول نانو

Vin: ولتاژ منبع تغذیه ورودی به برد هنگام استفاده از منبع تغذیه خارجی 7 تا 12 ولت است.

5 ولت: ولتاژ منبع تغذیه تنظیم شده برد است که برای تغذیه کنترلر و سایر اجزای قرار داده شده روی برد استفاده می شود.

3.3V: این حداقل ولتاژ تولید شده توسط رگولاتور ولتاژ بر روی برد نانو است.

پین GND: اینها پین های زمین روی برد هستند.

پین های زمین متعددی روی برد وجود دارد که در صورت نیاز به بیش از یک پایه زمین، می توان آنها را بر این اساس به هم متصل کرد.

پین ریست: آردوینو نانو دارای 2 پایه Reset روی برد است که باعث می شود هر یک از این پین ها با اعمال LOW به میکروکنترلر آن را بازنشانی کند.

پین شماره 13: یک LED داخلی به پین شماره 13 برد مینی متصل است.

از این LED برای بررسی برد استفاده می شود، یعنی درست کار می کند یا خیر.

AREF: این پایه به عنوان ولتاژ مرجع برای ولتاژ ورودی استفاده می شود.

پین های آنالوگ: 8 پایه آنالوگ روی برد وجود دارد که با علامت A0 - A7 مشخص شده اند.

این پین ها برای اندازه گیری ولتاژ آنالوگ بین 0 تا 5 ولت استفاده می شوند.

پین های دیجیتال: آردوینو مینی دارای 14 پین دیجیتال است که از D0 تا D13 شروع می شود.

این پین های دیجیتال برای رابط سنسورها و ماژول های دیجیتال مرتبط با برد مینی استفاده می شود.

پین های PWM: آردوینو مینی دارای 6 پایه PWM است که پین های شماره 3، 5، 6، 9، 10 و 11 هستند. (همه پین های دیجیتال هستند)

این پین ها برای تولید سیگنال 8 بیتی PWM (مدولاسیون عرض پالس) استفاده می شوند.

وقفه های خارجی: پین شماره 2 و 3 برای ایجاد وقفه های خارجی استفاده می شود که معمولاً در مواقع اضطراری استفاده می شود، زمانی که ما نیاز به توقف برنامه اصلی و فراخوانی دستورالعمل های مهم داریم.

پس از فراخوانی و اجرای دستور وقفه، برنامه اصلی از سر گرفته می شود.

پین های سریال: این پین ها برای ارتباط سریال در موارد زیر استفاده می شوند:

پین شماره صفر RX است که برای دریافت داده های سریال استفاده می شود.

پین شماره یک Tx است که برای ارسال داده های سریال استفاده می شود.

پروتکل SPI: چهار پین 10 (SS-> Slave Select)، 11 (MOSI -> Master Out Slave In)، 12 (MISO -> Master In Slave Out) و 13 (SCK -> Serial Clock) برای پروتکل رابط چانبی SPI (سریال) استفاده می شود.

SPI یک گذرگاه رابط است و عمدتاً برای انتقال داده بین میکروکنترلرها و سایر تجهیزات جانبی مانند سنسورها، ثبات‌ها و کارت‌های SD استفاده می‌شود.

پروتکل I2C: ارتباط I2C با استفاده از پین های A4 و A5 ایجاد می شود، جایی که A4 نشان دهنده خط داده سریال (SDA) است که داده ها را حمل می کند و A5 نشان دهنده کلاک سریال (SCL) است که که اینکلاک توسط دستگاه اصلی برای همگام سازی داده ها بین دستگاه ها در یک گذرگاه I2C تولید می شود. 

برنامه نویسی و ارتباطات آردوینو مینی

برد مینی دارای قابلیت برقراری ارتباط با سایر کنترلرها و کامپیوترها می باشد.

ارتباط سریال توسط پین های دیجیتال، پین 0 (Rx) و پین 1 (Tx) انجام می شود که در آن از Rx برای دریافت داده و Tx برای انتقال داده استفاده می شود.

مانیتور سریال به Arduino IDE اضافه شده است که برای انتقال داده های متنی به یا از برد استفاده می شود.

درایورهای FTDI نیز در نرم افزار گنجانده شده است که به عنوان یک پورت ارتباط مجازی با نرم افزار عمل می کند.

پین‌های Tx و Rx دارای یک LED هستند که هنگام انتقال داده‌ها بین اتصال FTDI و USB به رایانه چشمک می‌زند.

کتابخانه سریال نرم افزار آردوینو برای برقراری ارتباط سریال بین برد و کامپیوتر استفاده می شود.

جدا از ارتباط سریال، برد مینی از ارتباطات I2C و SPI نیز پشتیبانی می کند. کتابخانه Wire در داخل نرم افزار آردوینو برای استفاده از گذرگاه I2C قابل دسترسی است.

برای آپلود کد در آردوینو مینی می بایست از یک تراشه ارتباط سریال FT232 و یا می توانید با استفاده از ICSP (هدر برنامه نویسی سریال درون مدار) کد را آپلود کنید.

نرم افزار برد آردوینو به همان اندازه با ویندوز، لینوکس یا مک سازگار است، با این حال، استفاده از ویندوز ترجیح داده می شود.

آردوینو یونو در مقابل آردوینو مینی

اکثر بردهای آردوینو دارای یک پورت USB هستند که برای ارسال برنامه از کامپیوتر به برد استفاده می شود. با این حال، در مورد آردوینو پرو مینی، تمام مدارهای USB حذف شده اند تا آن را تا حد امکان جمع و جور و کوچک کنند. می توانید برد را با استفاده از کابل مبدل USB به سریال برنامه ریزی کنید. ماژول سریال USB FT232RL برای برنامه نویسی این برد بسیار خوش دست و ارجح است. یک هدر FTDI شش پین را می توان به مبدل USB به سریال متصل کرد که برق USB را تامین می کند.
اگر قبلاً روی برد Arduino Uno کار کرده اید، پس نیازی به خرید کابل مبدل USB به سریال ندارید زیرا می توانید Pro Mini را با استفاده از برد Uno برنامه ریزی کنید. اطمینان حاصل کنید که نسخه Pro Mini که روی آن کار می کنید دارای تنظیم 5 ولت است زیرا مانند برد آردوینو Uno با فرکانس 16 مگاهرتز کار می کند. برنامه نویسی برد 3.3 ولت پرو مینی شما با برد آردوینو یونو سازگار نخواهد بود، بنابراین برنامه ریزی نسخه 3.3 ولتی برد پرو مینی را بسیار دشوار می کند.
Pro Mini در اندازه بسیار کوچک و جمع و جور عرضه می شود که این دستگاه را برای اکثر برنامه ها مناسب می کند. اما اندازه کوچک یک محدودیت دارد، یعنی با آردوینو شیلد سازگار نیست مگر اینکه برد را با آردوینو شیلد وصل کنید.

کاربردهای ماژول مینی 

پروژه های دانشجویان مهندسی.

تجهیزات پزشکی

اتوماسیون صنعتی

برنامه های اندروید

پروژه های مبتنی بر GSM

سیستم های جاسازی شده

اتوماسیون و رباتیک

اتوماسیون خانگی و سیستم های دفاعی

کاربردهای واقعیت مجازی