Introducing-Arduino-معرفی-آردوینودوره رایگان-الگوریتم اول-free-آموزش کامل

لطفا صبر کنید...

آشنایی با ورودی/خروجی‌های دیجیتال و آنالوگ در آردوئینو

در آردوئینو، ورودی/خروجی‌های دیجیتال و آنالوگ برای تعامل با دنیای خارج از طریق قطعات الکترونیکی مختلف استفاده می‌شوند. آردوئینو این امکان را می‌دهد که از پین‌های دیجیتال و آنالوگ برای خواندن داده‌ها یا ارسال سیگنال‌ها به دستگاه‌های مختلف استفاده کنید. در اینجا، به بررسی ورودی/خروجی‌های دیجیتال و آنالوگ در آردوئینو پرداخته می‌شود.

1. ورودی/خروجی‌های دیجیتال (Digital I/O)

ورودی‌های دیجیتال قادر به خواندن داده‌های دو حالته (0 و 1) هستند. این یعنی می‌توانند فقط دو وضعیت HIGH (که به معنای 5 ولت یا HIGH است) یا LOW (که به معنای 0 ولت یا LOW است) را بخوانند یا ارسال کنند.

الف. ورودی دیجیتال (Digital Input)

پین‌های ورودی دیجیتال برای خواندن وضعیت دستگاه‌هایی مانند دکمه‌ها، سوئیچ‌ها، و سنسورهای دیجیتال استفاده می‌شوند. این پین‌ها می‌توانند وضعیت HIGH یا LOW را دریافت کنند.

  • دیجیتال HIGH: نشان‌دهنده 5 ولت (یا نزدیک‌ترین ولتاژ مثبت به 5V) است.
  • دیجیتال LOW: نشان‌دهنده 0 ولت است.

ب. خروجی دیجیتال (Digital Output)

پین‌های خروجی دیجیتال برای ارسال سیگنال‌های دیجیتال (ON/OFF) به قطعات مختلف مانند LED‌ها، رله‌ها یا موتورهای دیجیتال استفاده می‌شوند. این پین‌ها می‌توانند وضعیت HIGH یا LOW را به قطعات متصل ارسال کنند.

کد نمونه برای ورودی و خروجی دیجیتال:

const int buttonPin = 7;  // پین دکمه
const int ledPin = 13;    // پین LED
int buttonState = 0;      // ذخیره وضعیت دکمه

void setup() {
  pinMode(buttonPin, INPUT);  // تنظیم پین دکمه به عنوان ورودی
  pinMode(ledPin, OUTPUT);    // تنظیم پین LED به عنوان خروجی
}

void loop() {
  buttonState = digitalRead(buttonPin);  // خواندن وضعیت دکمه
  if (buttonState == HIGH) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);  // روشن کردن LED زمانی که دکمه فشرده می‌شود
  } else {
    digitalWrite(ledPin, LOW);   // خاموش کردن LED زمانی که دکمه رها می‌شود
  }
}

2. ورودی/خروجی‌های آنالوگ (Analog I/O)

ورودی‌های آنالوگ می‌توانند مقادیر پیوسته را بخوانند. به جای اینکه تنها دو حالت (HIGH/LOW) داشته باشند، پین‌های آنالوگ می‌توانند مقداری بین 0 تا 1023 را برای مقادیر ورودی آنالوگ دریافت کنند که نشان‌دهنده ولتاژ بین 0 تا 5 ولت است.

الف. ورودی آنالوگ (Analog Input)

پین‌های ورودی آنالوگ برای خواندن داده‌هایی از سنسورهای آنالوگ مانند سنسورهای دما، سنسورهای نور و سنسورهای صوتی استفاده می‌شوند. این پین‌ها سیگنال‌هایی به صورت پیوسته از 0 تا 5 ولت (یا 0 تا 1023 در مقیاس دیجیتال) می‌خوانند.

  • مقدار برگشتی: مقدار خوانده شده از 0 تا 1023 است که نشان‌دهنده ولتاژ از 0 تا 5 ولت است.

ب. خروجی آنالوگ (Analog Output)

آردوئینو به‌طور مستقیم قادر به ارسال سیگنال آنالوگ (پیوسته) نیست، اما می‌تواند سیگنال‌های PWM (مدولاسیون پهنای پالس) ارسال کند که شبیه به سیگنال آنالوگ است. این سیگنال‌ها برای کنترل شدت نور LED‌ها، سرعت موتورهای DC و دستگاه‌هایی که نیاز به سیگنال آنالوگ دارند استفاده می‌شوند.

کد نمونه برای ورودی و خروجی آنالوگ:

  • خواندن ورودی آنالوگ (مثلاً سنسور دما):
const int sensorPin = A0;  // پین سنسور آنالوگ
int sensorValue = 0;       // ذخیره مقدار خوانده شده از سنسور

void setup() {
  Serial.begin(9600);  // راه‌اندازی ارتباط سریال
}

void loop() {
  sensorValue = analogRead(sensorPin);  // خواندن مقدار آنالوگ از سنسور
  Serial.println(sensorValue);  // چاپ مقدار خوانده شده
  delay(1000);  // تاخیر 1 ثانیه
}
  • کنترل خروجی آنالوگ با PWM (مثلاً کنترل شدت نور LED):
const int ledPin = 9;   // پین LED
int brightness = 0;     // شدت روشنایی LED

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);  // تنظیم پین LED به عنوان خروجی
}

void loop() {
  for (brightness = 0; brightness <= 255; brightness++) {
    analogWrite(ledPin, brightness);  // تغییر شدت روشنایی LED
    delay(10);  // تاخیر 10 میلی‌ثانیه
  }
  for (brightness = 255; brightness >= 0; brightness--) {
    analogWrite(ledPin, brightness);  // تغییر شدت روشنایی LED
    delay(10);  // تاخیر 10 میلی‌ثانیه
  }
}

3. تفاوت‌های ورودی/خروجی دیجیتال و آنالوگ

  • ورودی/خروجی دیجیتال: این پین‌ها می‌توانند فقط دو حالت HIGH (5 ولت) یا LOW (0 ولت) را خوانده یا ارسال کنند. برای تعامل با دستگاه‌هایی مانند دکمه‌ها، سوئیچ‌ها و LED‌ها کاربرد دارند.
  • ورودی/خروجی آنالوگ: این پین‌ها مقادیر پیوسته‌تری (بین 0 تا 1023 در آردوئینو) می‌خوانند یا ارسال می‌کنند. برای سنسورهای آنالوگ مانند سنسور دما، سنسور نور و همچنین برای کنترل دقیق‌تر دستگاه‌هایی مانند موتورهای DC یا تنظیم روشنایی LED‌ها استفاده می‌شوند.

4. مثال‌های کاربردی ورودی/خروجی‌های دیجیتال و آنالوگ

  • ورودی دیجیتال: دکمه‌ها، سوئیچ‌ها، سنسورهای فشار، سنسورهای حرکت.
  • خروجی دیجیتال: LED‌ها، رله‌ها، موتورهای دیجیتال.
  • ورودی آنالوگ: سنسورهای دما (LM35، DHT11)، سنسورهای نور (LDR)، سنسورهای پتانسیومتر.
  • خروجی آنالوگ (PWM): کنترل شدت نور LED، کنترل سرعت موتورهای DC.

نتیجه‌گیری

ورودی/خروجی‌های دیجیتال و آنالوگ در آردوئینو ابزارهایی قدرتمند برای تعامل با دنیای خارج از میکروکنترلر هستند. با استفاده از ورودی‌های دیجیتال می‌توان وضعیت دستگاه‌های دیجیتال را خواند و با استفاده از خروجی‌های دیجیتال می‌توان وضعیت آنها را تغییر داد. ورودی‌های آنالوگ برای خواندن داده‌های پیوسته از سنسورها و خروجی‌های آنالوگ (با PWM) برای کنترل دقیق‌تر دستگاه‌ها مانند LED‌ها و موتورها استفاده می‌شوند. این ویژگی‌ها به شما این امکان را می‌دهند که پروژه‌های پیچیده‌تری بسازید و به راحتی داده‌ها را پردازش و کنترل کنید.