با سلام در این مقاله قصد داریم مفاهیم برنامه نویسی و پردازنده ها اعم از میکروکنترلر ها و مینی کامپیوتر ها رو معرفی کنیم…

به هر حال ممکنه که این سوال براتون پیش اومده باشه که برنامه نویسی دقیقا چیه و کجاها کاربرد داره,حتی اگه جواب این سوال رو  میدونید احتمالا این مطلب به دردتون بخوره چون قراره با پردازنده هایی که در رباتیک خیلی کاربرد دارند و باهاشون برنامه نویسی میشه آشنا بشیم.

      

 

به زبان ساده برنامه نویسی به نوشتن یکسری دستورات مشخص که سیستم,کامپیوتر یا ربات اون رو متوجه میشه و اون رو خط به خط اجرا میکنه.تقریبا میشه گفت برنامه نویسی صحبت کردن و دستور دادن به ربات یا کامپیوتر هست.برنامه نویسی تشکیل شده از یکسری دستورات,عملگر ها و دستورات شرطی است.ما میتونیم یک ربات رو با توجه به نیاز و مورد استفاده اون ربات برنامه نویسی کنیم تا کاری که میخوایم رو انجام بده.مهم ترین رکن برنامه نویسی الگوریتم سازی هست.شاید این سوال براتون پیش بیاد که الگوریتم چیه.الگوریتم به زبان ساده یعنی شکل وشمایل برنامه ای که مینویسیم.یه الگوریتم خوب میتونه به ساده شدن برنامه کمک خیلی زیادی بکنه.برای مثال الگوریتم پایین به زبان ساده طرز کار کلی ربات مانع یاب رو نشون میده.

 

 

خب به زبان ساده میخوایم الگوریتم بالارو توضیح بدیم تا قابل درک باشد.ابتدا ربات باید طوری برنامه نویسی شه که به سمت جلو بره,در همین حین که حرکت میکنه  با سنسور فاصله ارزیابی میکنه که مانع رو شناسایی کنه,در صورت شناسایی مانع فاصله خودش با سمت راست و چپ رو بررسی میکنه و هر سمتی که فاصله بیشتری داره به همون سمت تغییر جهت میده و بعد از تغییر جهت روند الگوریتم از اول شروع میشه.درصورت بی کیفیت بودن عکس بالا میتونید روی اون راست کلیک کنید و در صفحه ای جدا بازش کنید.

حالا برنامه نویس کیه؟

برنامه نویس کسی هست که علم ارتباط با کامپیوتر یا همون زبان برنامه نویسی رو بلده و آگاه به دستورات شرطی و عملگر ها هست و میتونه ربات یا هر چیز دیگه ای رو طبق نیاز برنامه نویسی کنه.

 

حالا برنامه نویسی دقیقا کجا کاربرد داره,تقریبا همه چی,هر وسیله هوشمندی که در اطرافتون میبینید شاید میلیون ها خط برنامه نویسی شدند.از گوشی های هوشمند گرفته تا لبتاب و یخچال های امروزی,ظبط های ماشین,حتی نرم افزار هایی که داخل لبتاب و گوشی استفاده میکنید هزاران هزار خط برنامه نویسی شدند تا به نحو احسنت عملکرد خودشون رو داشته باشند.

حالا میخوایم یکسری از پردازنده ها که توی رباتیک خیلی استفاده دارند رو با هم بررسی کنیم.به طور کلی داخل علم رباتیک تراشه هایی هست به اسم میکروکنترلر,میکروکنترلر هانقش رابط بین (کامپیوتر و برنامه نویس)و(ربات و مکانیک)رو داره.در واقع ما این تراشه ها رو برنامه نویسی میکنیم تا دستوراتی که میخوایم رو به قطعات الکترونیکی که اعم از سنسور ها باشن و قطعات مکانیکی که معمولا موتور ها هستن بده.

میکرو کنترلر ها در انواع مختلفی عرضه میشن که هرکدوم استفاده و قدرت مخصوص خودشون رو دارن.میکرو کنترلر های عامیانه بازار در نوع عرضه میشن که در پایین بهشون خواهیم پرداخت.

AVR:این میکروکنترلر که میشه گفت محبوب ترین میکرو کنترلر بازار هست به دلیل راه اندازی آسان نسبت به سایر میکروکنترلر ها و اینکه استفاده عامیانه اون در ربات ها و تابلوهای روان هست.

     

 

ARM:این میکروکنترلر ها که قدرت و سرعت بسیار بیشتری نسبت به خانواده AVR دارن در پروژه هایی که احتیاج به دقت بالا و سرعت بالا دارن استفاده میشه,تقریبا بیشتر وسایل پیشرفته اطرافمون از arm استفاده میکنن.این پردازنده با دقت پردازش 32 بیت بیشترین سرعت رو در بین همنوع های خودش داره و با طیف فرکانسی یک مگا هرتز تا چند گیگا هرتز چند سروگردن از میکروکنترلر AVR بالاتر هست.

 

     

 

PIC:میکروکنتلر های خانواده PIC تراشه های صنعتی هستند که بیشتر توی خط تولید کاربرد دارند.این میکروکنترلر  در اکثر وسایل برقی و الکترونیکی وجود داره و کاربرد گسترده ای در صنعت داره.یکی از دلایلی که از این میکرو کنترلر در صنعت استفاده میشه این هست که نویزپذیری بسیار کمی نسبت به سایر میکروکنترلر ها داره و کاملا مقاوم هست.

 

 

 

FPGA:این میکروکنترلر ها که در اصل نمیتونیم با قاطعیت میکروکنترلر صداشون کنیم در اصل تراشه هایی هستن که با گیت های منطقی پر شدن.گیت های منطقی عملگر هایی هستند که یک فعالیت خاصی رو انجام میدن اما به دلیل قیمت بسیارپایین و دسترسی آسان در پروژه های بسیاری از این میکروکنترلر استفاده میکنند.میکرو کنترلرFPGAدر واقع آی سی هایی هستند که گیت های اونها قابل برنامه نویسی هست.

 

   

 

حالا میرسیم به مینی کامپیوتر ها:مینی کامپیوتر ها اکثرا برای راحتی ارتباط برنامه نویس و میکرو کنترلر طراحی میشن که هم راه اندازی رو آسان میکنن هم قابلیت های خیلی خیلی بیشتری نسبت به تراشه خالی به ما ارائه میدن.این برد ها از قطعات الکترونیکی زیادی برای راه اندازی استفاده میکنن و پردازنده اصلی این برد ها همون میکرو کنترلر ها هستند.مینی کامپیوتر ها به نسبت استفاده و مورد نیاز اونها از میکروکنترلر هایی مانند AVR و ARM استفاده میکنن.همچنین نرم افزار و راه ارتباطی مینی کامپیوتر ها با میکروکنترلر ها تفاوت دارن.دلیل محبوبیت مینی کامپیوتر ها نزدیک بودن زبان برنامه نویسی به زبان عامیانه انسان هست و وجود  کتابخانه های مختلف در مینی کامپیوتر ها باعث راحتی برنامه نویس در راه اندازی قطعات میشه.در ادامه مینی کامپیوتر های مورد استفاده رو مورد بررسی قرار میدیم.

ARDUINO:برد های آردوینو به شدت داخل رباتیک و الکترونیک استفاده داره,راحتی راه اندازی این برد وصف ناپذیره.همچنین داشتن کتابخانه های بسیار بسیار غنی در نرم افزار آردوینو باعث شده تا براحتی و با سرعت بالا قطعات مختلف رو بتونیم راه اندازی کنیم.برد های آردوینو انواع بسار مختلفی دارن که مورد استفاده ترین اونها آردوینو یونو(arduino uno)آردوینو مگا(arduino mega)آردوینو نانو(arduino nano)و آردوینو دو(arduino duo)هستش.

برد ARDUINO UNO

برد ARDUINO MEGA

برد ARDUINO NANO

raspberry pi:مقایسه رزبری پای با آردوینو دقیقا همانند مقایسه میکرو کنترلر AVR با میکروکنترلر ARM هست,اما تفاوتی که در این دو وجود داره این هست که برد های رزبری پای دقیقا یک مینی کامپیوتر هستند.شما میتونید با نصب کردن سیستم عامل لینوکس روی برد رزبری پای و اتصال یک عدد مانیتور و موس و کیبورد از آن به عنوان یک کامپیتور استفاده کنید.برد های رزبری پای به دلیل کاربرد بسیار بالا قیمتی بیشتر از سایر مینی کامپیوتر ها دارند.یکی از کاربرد های بسیار مورد توجه برد های رزبری پای پردازش تصویر هست.یکی از قابلیت های برد رزبری پای این هست که به راحتی میتونید ماژول های مختلف از جمله دوربین را به اون متصل کنید و به کار بپردازید.برد های رزبری پای در انواع زیادی ساخته میشوند که محبوب ترین اونها رزبری پای 4(raspberry pi 4) و رزبری پای زیرو(raspberry pi zero)هست.همچنین این برد ها با گذشت زمان اپدیت میشن و نسخه های جدیدی از اونها برای استفاده عرضه میشه.

 

برد raspberry pi 4

برد raspberry pi zero

orange pi:مینی کامپیوتر های اورنج پای به صرفه ترین مینی کامپیتور های داخل بازار هست.این مینی کامپیوتر ها که مجهز  دارای ماژول Wifi ، دو پورت USB ، یک گیرنده ی مادون قرمز و یک میکروفون داخلی است با قیمت فقط دوازده دلار به فروش می رسد که نسبت به قیمت 35 دلاری برد های رزبری پای مقرون به صرفه تر هست.البته نا گفته نماند که این تفاوت قیمت بی دلیل نیست و قدرت هسته پردازنده برد های رزبری پای بسیار بیشتر از برد های orange pi هست.اما اگر پروژه شما پروژه معمولی هست و نیاز به ملاک هایی خاص نیست میتونید از برد های اورنج پای استفاده کنید.این برد ها هم انواع زیادی در بازار دارند که محبوب ترین اونها مدل اورنج پای زیرو(orange pi zero)و اورنج پای لایت(orange pi lite)هست.

 

برد orange pi zero

برد orange pi Lite

 

((و در آخر خیلی ممنونیم از شما که تا اینجای مطلب با ما همراه بودید))

 

“”کپی با ذکر منبع بلامانع است””