درس ۰۷: دریافت ۵ ولت و زمین اضافی از آردوینو | دوره گامبهگام آردوینو
در این درس از دوره گامبهگام آردوینو Robojax، به بررسی یک راهحل عملی برای یک مشکل رایج میپردازیم: تمام شدن اتصالات 5V و GND روی برد آردوینو. چه در حال ساخت پروژهای باشید که نیاز به تغذیه یک سروو موتور، نمایشگر LCD، حساس(حس کننده) اولتراسونیک یا ترکیبی از دستگاهها دارد، تعداد محدود پایههای تغذیه روی آردوینو Uno یا Nano میتواند به سرعت به یک گلوگاه تبدیل شود. این راهنما نشان میدهد که چگونه میتوانید بهصورت خلاقانه از هر پایه دیجیتال I/O بهعنوان منبع 5V اضافی یا اتصال زمین استفاده کنید و انعطافپذیری لازم برای تغذیه چندین مؤلفه را بدون نیاز به منبع تغذیه خارجی برای دستگاههای کمجریان فراهم کنید.
این تکنیک بهویژه برای چندین کاربرد واقعی مفید است، از جمله:
- تغذیه یک نمایشگر کوچک OLED یا LCD در کنار یک سروو موتور در یک پروژه واحد.
- تأمین برق چندین حساس(حس کننده)، مانند حساس(حس کننده) اولتراسونیک و حساس(حس کننده) حرکت PIR، بهطور همزمان.
- ایجاد تنظیمات آزمایشی موقت روی بردبورد که در آنها به یک منبع تغذیه سریع و آسان برای یک ماجیول جدید نیاز دارید.
- راندن LEDهای کممصرف یا مدارهای سطح منطقی که به یک مرجع 5V تمیز نیاز دارند.
درک محدودیتهای تغذیه آردوینو
قبل از پرداختن به راهحل، درک معماری تغذیه برد آردوینو بسیار مهم است. روی یک آردوینو Uno استاندارد، معمولاً یک پایه 5V اختصاصی دارید. برخی بردهای شخص ثالث، همانطور که در ویدیو ذکر شد، ممکن است یک پایه 5V دوم داشته باشند، اما حتی در آن صورت نیز ممکن است به پایههای بیشتری نیاز داشته باشید (در ویدیو در 00:26).
میزان جریانی که میتوانید از این پایهها بکشید به منبع تغذیه شما بستگی دارد. اگر برد را از طریق USB تغذیه میکنید، جریان توسط پورت USB یا شارژری که استفاده میکنید محدود میشود—برای مثال، یک شارژر 1A تا 1A اجازه میدهد، در حالی که یک شارژر 2.4A جریان بیشتری را مجاز میکند (در ویدیو در 01:55). اگر از جک بشکهای با منبع تغذیه 7-12V استفاده میکنید، جریان توسط تراشه تنظیمکننده ولتاژ AMS1117 روی برد تنظیم میشود که حد جریان معمولی آن 1.1A است (در ویدیو در 02:20).
همچنین توجه به هدر ICSP روی برد مهم است. همانطور که در ویدیو توضیح داده شد، این هدر دسترسی به پایههای SPI (رابط جانبی سریال) را فراهم میکند و پایه سمت راست در واقع VCC (5V) است، در حالی که آخرین پایه GND است (در ویدیو در 00:54). این به شما مکان فیزیکی دیگری برای دسترسی به ریل 5V میدهد.
با این حال، مهمترین محدودیتی که باید به خاطر بسپارید مربوط به پایههای دیجیتال I/O است. طبق مستندات رسمی آردوینو، هر پایه دیجیتال میتواند حداکثر 20 میلیآمپر (mA) جریان تأمین یا جذب کند (در ویدیو در 03:30). این مقدار برای LEDها، مدارهای منطقی و بسیاری از سنسورها بیش از حد کافی است، اما برای دستگاههای پرجریان مانند موتورها یا سرووهای پرقدرت ناکافی است. برای آنها، همیشه باید از پایه اصلی 5V یا یک منبع تغذیه خارجی استفاده کنید.
سختافزار و مؤلفهها
برای این نمایش، به مؤلفههای زیر نیاز خواهید داشت:
- 1x برد آردوینو (Uno، Nano یا مشابه)
- 1x LED (هر رنگی)
- 1x مقاومت 1kΩ
- 1x بردبورد
- سیمهای جامپر
- (اختیاری) یک نمایشگر LCD 1602 یا ماجیول ریلی برای نمایش
راهنمای سیمکشی
سیمکشی این پروژه ساده است، زیرا عمدتاً شامل اتصال یک پایه دیجیتال به ریل تغذیه مؤلفه شما و یک پایه دیجیتال دیگر به زمین آن است. در ویدیو، مربی این کار را با تغذیه یک LED نشان میدهد.
در اینجا نحوه تنظیم آن آمده است:
- اتصال LED: آند (پای بلندتر) LED را از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان 1kΩ به پایه دیجیتال 5 روی آردوینو خود وصل کنید.
- اتصال زمین: کاتد (پای کوتاهتر) LED را مستقیماً به پایه دیجیتال 2 روی آردوینو خود وصل کنید.
این مدار ساده به پایه 5 اجازه میدهد تا بهعنوان منبع 5V و پایه 2 بهعنوان زمین عمل کند و مدار را تکمیل کند (در ویدیو در 06:05).
برای رویکردی مقیاسپذیرتر، میتوانید از یک بردبورد برای توزیع برق استفاده کنید، همانطور که در ویدیو نشان داده شده است. با اتصال ریل قرمز تغذیه بردبورد به پایه 5 و ریل آبی/سیاه زمین به پایه 2، میتوانید بهراحتی چندین مؤلفه را با اتصال آنها به ریلهای مربوطه تغذیه کنید (در ویدیو در 06:59).
توضیح شِفر (کود)
شِفر (کود) ارائهشده برای این درس بسیار ساده است، زیرا تنها هدف آن پیکربندی دو پایه دیجیتال برای عمل بهعنوان پایههای منبع تغذیه است. کلید این عملکرد در دو ثابت پیکربندی تعریفشده در بالای اسکچ نهفته است.
در اینجا بخش قابل تنظیم توسط کاربر شِفر (کود) آمده است:
#define VCC2 5 // پایه 5 یا هر پایه دیجیتال دیگری را اینجا بهعنوان VCC2 تعریف کنید
#define GND2 2 // پایه 2 یا هر پایه دیجیتال دیگری را بهعنوان Ground 2 تعریف کنیداین دو خط هسته سفارشیسازی هستند. دستور #define یک فرمان پیشپردازنده است که به کامپایلر آردوینو میگوید قبل از کامپایل شِفر (کود)، هر نمونه از VCC2 را با عدد 5 و هر نمونه از GND2 را با عدد 2 جایگزین کند. این کار تغییر پایههایی که برای تغذیه استفاده میکنید را بسیار آسان میکند. اگر میخواهید از پایه 8 بهعنوان منبع 5V خود استفاده کنید، کافی است در خط اول عدد 5 را به 8 تغییر دهید. بهطور مشابه، میتوانید پایه زمین را با ویرایش خط دوم تغییر دهید.
بقیه شِفر (کود) فقط منطق راهاندازی درون تابع setup() است. پایه تعریفشده بهعنوان VCC2 را بهعنوان OUTPUT تنظیم میکند و سپس آن را HIGH مینویسد که ۵ ولت خروجی میدهد. برعکس، پایه تعریفشده بهعنوان GND2 را بهعنوان OUTPUT تنظیم میکند و آن را LOW مینویسد که آن را بهعنوان اتصال زمین عمل میکند. پس از انجام این کار در setup()، پایهها حالت خود را برای تمام مدت روشن بودن آردوینو حفظ میکنند و میتوانید منطق برنامه اصلی خود را به تابع loop() اضافه کنید.
نمایش عملی پروژه
در ویدیو، مربی با بارگذاری شِفر (کود) روی آردوینو این مفهوم را نشان میدهد. پس از آپلود، LED متصل بین پایه ۵ و پایه ۲ بلافاصله روشن میشود و ثابت میکند که پایه ۵ ولتاژ تأمین میکند و پایه ۲ بهعنوان زمین جریان را جذب میکند. برای توضیح بیشتر، او نشان میدهد که انتقال اتصال برق LED به یک پایه دیجیتال دیگر که پیکربندی نشده، باعث روشن نشدن LED میشود، زیرا آن پایه برای خروجی ۵ ولت تنظیم نشده است (در ویدیو در ۰۶:۳۷).
این نمایش همچنین شامل یک مثال عملی با استفاده از بردبورد است. با اتصال پایه ۵ ولت به ریل برق بردبورد و پایه زمین به ریل زمین، او بهطور همزمان یک نمایشگر LCD 1602 و یک ماجیول ریلی را روشن میکند. این نشان میدهد که چگونه میتوانید از این تکنیک برای ایجاد یک گذرگاه توزیع برق کوچک و اختصاصی برای قطعات کمجریان خود استفاده کنید و سیمکشی خود را تمیز و منظم نگه دارید (در ویدیو در ۰۶:۵۹).
نتیجهگیری
این درس یک ترفند ساده اما قدرتمند برای گسترش قابلیتهای برد آردوینو شما ارائه میدهد. با تعریف مجدد پایههای دیجیتال بهعنوان منابع برق، میتوانید مشکل رایج محدودیت اتصالات ۵ ولت و GND را حل کنید. محدودیت حیاتی ۲۰ میلیآمپر برای هر پایه را به خاطر داشته باشید و میتوانید با خیال راحت انواع سنسورها و ماجیولهای کوچک را در پروژههای آینده خود تغذیه کنید.
فصلها
- [۰۰:۰۰] مقدمه و مرور پایههای ۵ ولت
- [۰۰:۵۴] درک هدر ICSP و پایههای SPI
- [۰۱:۵۵] محدودیتهای جریان بر اساس منبع تغذیه
- [۰۳:۳۰] محدودیتهای جریان پایه دیجیتال و موارد استفاده
- [۰۴:۵۱] توضیح شِفر (کود) برای ایجاد ۵ ولت و GND اضافی
- [۰۶:۰۵] نمایش سیمکشی با یک LED
- [۰۶:۵۹] مقیاسسازی با توزیع برق بردبورد
تصاویر
/*
* S01-07 Additional 5V or GND pin.
If your Arduino board voltage is 3.3V, then we will get 3.3V and GND pin
* Arduino Sketch to give you extra 5V pin from Arduino
Please watch video instruction here https://youtu.be/pQKrl5Kpi50
This code is available at http://robojax.com/course1/?vid=lecture07
with over 100 lectures Free On YouTube. Watch it here http://robojax.com/L/?id=338
Get the code for the course: http://robojax.com/L/?id=339
* Written by Ahmad Shamshiri for Robojax, robojax.com http://youtube.com/robojaxTV
* on Jan 01, 2019 at 08:54 in Ajax, Ontario, Canada
*
*/
#define VCC2 5 // define pin 5 or any other digital pin here as VCC2
#define GND2 2 // define pin 2 or any other digital pin as Ground 2
void setup() {
pinMode(VCC2,OUTPUT);//define a digital pin as output
digitalWrite(VCC2, HIGH);// set the above pin as HIGH so it acts as 5V
pinMode(GND2,OUTPUT);//define a digital pin as output
digitalWrite(GND2, LOW);// set the above pin as LOW so it acts as Ground
}
void loop() {
//Robojax Step By Step Arduino Course http://robojax.com/L/?id=338
}منابع و مراجع
-
خارجی
-
خارجی
-
داخلی
فایلها📁
هیچ فایلی موجود نیست.
