سبق 3: ایل ای ڈی، بریڈ بورڈ، اور ریزسٹر پروجیکٹ

سبق 3: ایل ای ڈی، بریڈ بورڈ، اور ریزسٹر پروجیکٹ

• اسٹیٹس انڈیکیٹرز: کسی بھی پروجیکٹ کے لیے بصری اشارہ بنائیں، جیسے یہ ظاہر کرنا کہ ڈیوائس آن ہے یا سینسر متحرک ہوا ہے۔
• انٹرایکٹو آرٹ: ایک سادہ لائٹ ڈسپلے بنائیں جو بٹن یا سینسر کے ان پٹ پر ردعمل ظاہر کرے۔
• سیکھنے کا پلیٹ فارم: اسے مختلف بلنک پیٹرن، رفتار اور رنگوں کے ساتھ تجربہ کرنے کے لیے استعمال کریں تاکہ سمجھ سکیں کہ کوڈ ہارڈویئر کو کیسے کنٹرول کرتا ہے۔
• ڈیبگنگ ٹول: ایل ای ڈی کو ایک سادہ بصری ڈیبگر کے طور پر استعمال کریں تاکہ دیکھ سکیں کہ آپ کے کوڈ کا کوئی خاص حصہ چل رہا ہے یا نہیں۔

ہارڈویئر اور اجزاء

اس سبق پر عمل کرنے کے لیے، آپ کو درج ذیل اجزاء کی ضرورت ہوگی۔ یہ کسی بھی الیکٹرانکس اسٹارٹر کٹ میں سب سے عام اشیاء میں سے ہیں۔

• ایک ارڈوینو ڈیولپمنٹ بورڈ (مثلاً، یونو، نینو)۔
• ایک بریڈ بورڈ (ویڈیو میں 09:28 پر)۔
• ایک ایل ای ڈی (5mm یا 3mm، کسی بھی رنگ کی)۔
• ایک ریزسٹر (330Ω اور 1kΩ کے درمیان تجویز کیا جاتا ہے)۔
• کنکشن بنانے کے لیے جمپر وائرز۔

اجزاء کو سمجھنا

وائرنگ شروع کرنے سے پہلے، ان دو اہم اجزاء کو سمجھنا ضروری ہے جنہیں ہم استعمال کریں گے: ایل ای ڈی اور ریزسٹر۔

ایل ای ڈی (لائٹ ایمیٹنگ ڈائیوڈ) کے دو پن ہوتے ہیں: ایک اینوڈ (مثبت) اور ایک کیتھوڈ (منفی)۔ کرنٹ صرف ایک سمت میں بہہ سکتا ہے۔ اسکیمیٹک علامت میں، تیر اینوڈ سے کیتھوڈ کی طرف اشارہ کرتا ہے۔ فزیکل کمپوننٹ پر، اینوڈ لمبا پن ہوتا ہے، اور کیتھوڈ چھوٹا ہوتا ہے۔ ایل ای ڈی کے کیتھوڈ کی طرف پلاسٹک کی باڈی پر عام طور پر ایک چپٹی کنارہ بھی ہوتی ہے۔ ایل ای ڈی کو روشن ہونے کے لیے اپنے پنوں کے درمیان ایک مخصوص وولٹیج کا فرق (اکثر تقریباً 2V) اور ایک کنٹرول شدہ کرنٹ (تقریباً 10-20mA) درکار ہوتا ہے تاکہ یہ بغیر نقصان کے روشن ہو (ویڈیو میں 00:36 پر)۔

ایک ریزسٹر ایک غیر فعال کمپوننٹ ہے جو کرنٹ کے بہاؤ کو مزاحمت فراہم کرتا ہے۔ اس کی قدر اوہم (Ω) میں ناپی جاتی ہے اور رنگین بینڈز سے پہچانی جاتی ہے۔ اس سرکٹ میں ریزسٹر کا بنیادی مقصد کرنٹ محدود کرنے والے کے طور پر کام کرنا ہے۔ اس کے بغیر، ایل ای ڈی ارڈوینو کی 5V سپلائی سے بہت زیادہ کرنٹ کھینچے گی اور فوراً جل جائے گی (ویڈیو میں 01:50 پر)۔

وائرنگ گائیڈ

اس پروجیکٹ کی وائرنگ سادہ ہے۔ کلید یہ سمجھنا ہے کہ بریڈ بورڈ اندرونی طور پر چیزوں کو کیسے جوڑتا ہے۔ بریڈ بورڈ کے درمیان کی قطاریں افقی طور پر جڑی ہوتی ہیں، جبکہ سائیڈ کی لمبی ریلز عمودی طور پر جڑی ہوتی ہیں۔ یہ آپ کو مشترکہ پاور اور گراؤنڈ بسیں بنانے کی اجازت دیتا ہے (ویڈیو میں 09:28 پر)۔

حوالہ کے لیے یہاں ایک سرکٹ ڈایاگرام ہے:

سرکٹ اس طرح بنایا گیا ہے:

1. پاور ریل: ارڈوینو کے 5V پن سے بریڈ بورڈ کی ایک مثبت ریل تک جمپر وائر جوڑیں۔ ارڈوینو کے GND پن سے منفی ریل تک ایک اور جمپر وائر جوڑیں (ویڈیو میں 12:45 پر)۔
2. ریزسٹر: ریزسٹر کا ایک سرا مثبت ریل سے جوڑیں۔ دوسرا سرا بریڈ بورڈ کے مرکزی حصے کی ایک قطار میں جائے گا۔ ریزسٹر کو ایل ای ڈی کے کسی بھی طرف رکھا جا سکتا ہے، کیونکہ یہ ایک سیریز کمپوننٹ ہے (ویڈیو میں 06:50 پر)۔
3. ایل ای ڈی: ایل ای ڈی کو بریڈ بورڈ پر رکھیں۔ اینوڈ (لمبی ٹانگ) ریزسٹر کے آزاد سرے والی قطار میں ہونی چاہیے۔ کیتھوڈ (چھوٹی ٹانگ) ایک مختلف قطار میں ہونی چاہیے۔
4. گراؤنڈ کنکشن: ایل ای ڈی کے کیتھوڈ والی قطار سے بریڈ بورڈ کی منفی ریل تک ایک جمپر وائر جوڑیں (ویڈیو میں 12:16 پر)۔

یہی سرکٹ ارڈوینو پن سے منسلک کرتے وقت استعمال ہوتا ہے، ایک اہم تبدیلی کے ساتھ: ریزسٹر کو 5V ریل سے جوڑنے کے بجائے، آپ اسے ارڈوینو کے ڈیجیٹل پن، جیسے پن 2، سے جوڑیں گے (ویڈیو میں 20:30 پر)۔

ریزسٹر کی قدر کا حساب لگانا

اگرچہ 330Ω سے 1kΩ ریزسٹر ایک محفوظ رینج ہے، آپ اوہم کے قانون کا استعمال کرکے مثالی قدر کا حساب لگا سکتے ہیں۔ یہ یقینی بناتا ہے کہ آپ کو مطلوبہ چمک ملے بغیر ایل ای ڈی کو نقصان پہنچنے کے خطرے کے۔ فارمولا یہ ہے (ویڈیو میں 07:40 پر):

R = (V_سپلائی - V_{ایل ای ڈی}) / I_{ایل ای ڈی}

ویڈیو کی مثال استعمال کرتے ہوئے:

• سپلائی وولٹیج (V_سپلائی) = 5V
• ایل ای ڈی فارورڈ وولٹیج (V_{ایل ای ڈی}) = 2V
• مطلوبہ کرنٹ (I_{ایل ای ڈی}) = 10mA (0.01A)

لہذا، R = (5V - 2V) / 0.01A = 300Ω۔ ایک 330Ω ریزسٹر ایک معیاری قدر ہے جو اس کے بہت قریب ہے اور بالکل کام کرتی ہے (ویڈیو میں 08:06 پر)۔

کوڈ کی وضاحت

اس پروجیکٹ کا کوڈ کلاسک "بلنک" اسکیچ ہے۔ یہ ارڈوینو پروگرامنگ ڈھانچہ سیکھنے کے لیے ایک بہترین نقطہ آغاز ہے۔ کوڈ دو اہم فنکشنز پر مشتمل ہے: setup() اور loop()۔ setup() فنکشن صرف شروع میں ایک بار چلتا ہے، جبکہ loop() فنکشن مسلسل دہرایا جاتا ہے (ویڈیو میں 14:42 پر)۔

آئیے کوڈ کے اہم، صارف کے قابل ترتیب حصوں کو توڑ کر دیکھتے ہیں:

void setup() {
  // ڈیجیٹل پن کو آؤٹ پٹ کے طور پر ابتدائی کریں۔
  pinMode(2, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(2, HIGH);   // ایل ای ڈی آن کریں (HIGH وولٹیج کی سطح ہے)
  delay(1000);             // ایک سیکنڈ انتظار کریں
  digitalWrite(2, LOW);    // ایل ای ڈی آف کریں (LOW وولٹیج کی سطح ہے)
  delay(1000);             // ایک سیکنڈ انتظار کریں
}

• pinMode(2, OUTPUT);: یہ لائن setup() فنکشن میں ہے۔ یہ آرڈوینو کو بتاتی ہے کہ ہم پن 2 کو آؤٹ پٹ کے طور پر استعمال کریں گے۔ آپ نمبر 2 کو کسی بھی دوسرے ڈیجیٹل پن نمبر (مثلاً 3، 4، 13) میں تبدیل کر سکتے ہیں تاکہ اس پن سے منسلک ایل ای ڈی کو کنٹرول کیا جا سکے (ویڈیو میں 17:36 پر)۔
• digitalWrite(2, HIGH);: یہ کمانڈ مخصوص پن کو 5 وولٹ پر سیٹ کرتی ہے، جس سے ایل ای ڈی آن ہو جاتی ہے۔ پہلا پیرامیٹر پن نمبر ہے، اور دوسرا حالت ہے، HIGH (آن) یا LOW (آف) (ویڈیو میں 18:35 پر)۔
• delay(1000);: یہ فنکشن پروگرام کو مخصوص ملی سیکنڈز کے لیے روکتا ہے۔ 1000 ملی سیکنڈز 1 سیکنڈ کے برابر ہیں۔ آپ اس قدر کو 500 (آدھے سیکنڈ کے لیے) یا 5000 (پانچ سیکنڈ کے لیے) میں تبدیل کر کے ٹمٹماہٹ کی رفتار بدل سکتے ہیں (ویڈیو میں 19:21 پر)۔

ایل ای ڈی کو تیز یا آہستہ ٹمٹمانے کے لیے، صرف delay() فنکشنز کے اندر کی قدریں تبدیل کریں۔ مثال کے طور پر، delay(100) اسے بہت تیزی سے ٹمٹمانے دے گا، جبکہ delay(5000) اسے 5 سیکنڈ آن اور 5 سیکنڈ آف رکھے گا (ویڈیو میں 21:57 پر)۔

لائیو پروجیکٹ کا مظاہرہ

کوڈ اپ لوڈ ہونے کے بعد، ایل ای ڈی ٹمٹمانا شروع کر دے گی۔ ویڈیو میں کچھ اہم رویے دکھائے گئے ہیں (ویڈیو میں 20:57 پر):

• اپ لوڈنگ: "Upload" بٹن دبانے کے بعد، آرڈوینو آئی ڈی ای کوڈ مرتب کرتا ہے اور اسے بورڈ پر بھیجتا ہے۔ اس عمل کے دوران آپ بورڈ پر TX/RX ایل ای ڈیز کو جھپکتے دیکھ سکتے ہیں۔
• فعالیت: ایل ای ڈی ایک سیکنڈ کے لیے آن ہوگی، پھر ایک سیکنڈ کے لیے آف ہوگی، اور یہ سلسلہ غیر معینہ مدت تک جاری رہے گا۔
• بجلی پر انحصار: اگر آپ گراؤنڈ تار کو منقطع کرتے ہیں، تو سرکٹ ٹوٹ جاتا ہے اور ایل ای ڈی بند ہو جاتی ہے۔ اسے دوبارہ جوڑنے سے سرکٹ مکمل ہوگا اور ایل ای ڈی دوبارہ ٹمٹمانا شروع کر دے گی۔
• پن کی مخصوصیت: ایل ای ڈی صرف اس صورت میں ٹمٹمائے گی جب یہ کوڈ میں بیان کردہ پن (اس مثال میں پن 2) سے منسلک ہو۔ اگر آپ تار کو پن 3 پر منتقل کرتے ہیں، تو ایل ای ڈی روشن نہیں ہوگی کیونکہ اس پن کو پروگرام کے ذریعے کنٹرول نہیں کیا جا رہا۔

ابواب

• [00:00] تعارف اور کورس کا جائزہ
• [00:36] ایل ای ڈی اور اس کے پنوں کو سمجھنا
• [01:50] ریزسٹر کیا ہے؟
• [03:40] ریزسٹر کلر کوڈز کیسے پڑھیں
• [05:42] ایل ای ڈی کو ریزسٹر کی ضرورت کیوں ہے
• [07:40] صحیح ریزسٹر ویلیو کا حساب لگانا
• [09:28] بریڈ بورڈ اندرونی طور پر کیسے منسلک ہوتا ہے
• [10:39] ایل ای ڈی کو براہ راست 5V سے پاور دینا
• [14:42] آرڈوینو اسکیچ کی ساخت
• [15:33] بلنک مثال کھولنا
• [17:36] پن کو آؤٹ پٹ کے طور پر ترتیب دینا
• [18:35] ڈیلے کے ساتھ ہائی اور لو سگنل لکھنا
• [20:30] سرکٹ کو پن 2 سے جوڑنا
• [21:57] بلنک رفتار تبدیل کرنا
• [24:45] پن 13 پر بلٹ ان ایل ای ڈی استعمال کرنا

/*

 * Written by Ahmad S. for Robojax.com 
 * Date: April 1, 2017, in Ajax, Ontario, Canada
 * Permission granted to share this code given that this
 * note is kept with the code.
 * Disclaimer: this code is "AS IS" and for educational purposes only.
 * 
 */