سایر

آموزش Arduino

پست شده در ۱۴۰۳-۰۸-۱۲۱۴۰۴-۰۷-۰۳ توسط برجی

آموزش آردوینو

آموزش Arduino :

آردوینو و کاربردهای آن در اتوماسیون صنعتی

مقدمه :

اتوماسیون صنعتی به معنای استفاده از سیستم‌ های کنترلی، رایانه‌ ها و تجهیزات الکترونیکی برای انجام فرآیندهای صنعتی با حداقل دخالت انسان است. در این میان، آردوینو (Arduino) به‌ عنوان یک پلتفرم متن‌ باز سخت‌ افزاری و نرم‌ افزاری، جایگاه ویژه‌ای در حوزه آموزش، تحقیق و حتی برخی پروژه‌های صنعتی پیدا کرده است. سادگی در طراحی، برنامه‌ نویسی آسان و هزینه پایین از جمله دلایلی هستند که آردوینو را به ابزاری محبوب برای مهندسان، پژوهشگران و و کسانیکه به بحث اتوماسیون صنعتی علاقه دارند , تبدیل کرده است.

آردوینو چیست؟

آردوینو یک برد میکروکنترلری متن‌ باز است که بر پایه تراشه‌ های Atmel AVR یا ARM طراحی شده و از طریق نرم‌ افزار Arduino IDE به راحتی برنامه‌ ریزی می‌ شود. این برد ها شامل ورودی و خروجی دیجیتال و آنالوگ هستند که می‌ توانند انواع سنسور ها، عملگر ها، موتور ها، نمایشگر ها و ماژول‌ های ارتباطی را کنترل و مدیریت کنند.

ویژگی‌های آردوینو برای اتوماسیون صنعتی

سادگی در برنامه‌نویسی با استفاده از زبان ++C ساده‌ شده در محیط Arduino IDE.
پشتیبانی از سنسور ها و عملگر های مختلف مانند دما، فشار، رطوبت، جریان، سطح مایع و …
ارتباطات متنوع شامل UART، I2C، SPI، CAN و حتی شبکه‌ های صنعتی از طریق ماژول‌ های جانبی.
انعطاف‌ پذیری بالا برای پروژه‌ های خاص صنعتی.
هزینه پایین نسبت به PLC ها و کنترلر های صنعتی حرفه‌ ای.
اکوسیستم وسیع با هزاران کتابخانه و پروژه آماده.

کاربردهای آردوینو در اتوماسیون صنعتی

اندازه‌ گیری دما و رطوبت در انبارها و سالن‌ های تولید.
مانیتورینگ شرایط محیطی و فرآیندی.
پایش فشار و سطح مایعات در مخازن.
سیستم‌ های ثبت داده (Data Logging) برای تحلیل عملکرد تجهیزات.

کنترل تجهیزات و ماشین‌ آلات

کنترل سرعت و جهت موتور های DC و استپر.
روشن و خاموش کردن پمپ‌ ها و شیرهای برقی.
اجرای منطق ساده کنترلی شبیه به PLC در خطوط کوچک.

ارتباط با سیستم‌ های بالا دستی

ارسال داده‌ ها به کامپیوتر از طریق RS485 یا HMI ها
اتصال به اینترنت و ارسال اطلاعات به سرورهای ابری (IIoT).
یکپارچه‌ سازی با سیستم‌ های SCADA به کمک پروتکل‌ های ارتباطی استاندارد.

اتوماسیون آزمایشگاهی و تحقیقاتی

کنترل دستگاه‌ های تست و آزمایش.
جمع‌ آوری داده‌ های پژوهشی با دقت بالا.
خودکار سازی فرآیندهای تکراری در آزمایشگاه‌ ها.

نگهداری و پایش پیشبینانه (Predictive Maintenance)

ثبت و تحلیل لرزش و دمای موتور ها.
تشخیص زودهنگام خطا و ارسال هشدار.
افزایش عمر تجهیزات با مانیتورینگ هوشمند.

مزایا و محدودیت‌ ها در مقایسه با PLC

مزایا:

قیمت پایین‌ تر.
یادگیری سریع و ساده.
تنوع بالای ماژول‌ ها و سنسور ها.
مناسب برای پروژه‌ های کوچک و تحقیقاتی.

محدودیت‌ ها:

مقاومت کمتر در شرایط صنعتی سخت (دمای بالا، نویز الکتریکی، گرد و غبار).
نداشتن استانداردهای ایمنی کامل در مقایسه با PLCهای صنعتی.
محدودیت در تعداد ورودی/خروجی‌ ها برای پروژه‌ های متوسط به بالا.
سرعت پردازش پایین‌ تر نسبت به برخی PLCهای پیشرفته.

نمونه‌ های کاربرد واقعی

سیستم کنترل دمای کوره کوچک با سنسور ترموکوپل و ماژول
مانیتورینگ سطح آب مخزن با سنسور التراسونیک و کنترل پمپ.
سیستم روشنایی هوشمند در کارخانه‌ ها بر اساس حضور کارکنان.
ثبت داده‌ های تولید و ارسال آن‌ ها به رایانه مرکزی از طریق شبکه.

نتیجه‌ گیری

آردوینو به دلیل سادگی، انعطاف‌ پذیری و قیمت مناسب، ابزاری ارزشمند برای ورود به دنیای اتوماسیون صنعتی است. هرچند در پروژه‌ های بزرگ و حساس، PLCها و کنترلر های صنعتی حرفه‌ ای انتخاب اصلی هستند، اما آردوینو می‌ تواند در کنار تجهیزات اصلی نقش مهمی در آموزش، نمونه‌ سازی سریع (Prototyping)، اتوماسیون سبک و پژوهش ایفا کند. ترکیب آردوینو با سیستم‌ های بالا دستی و اینترنت اشیا صنعتی (IIoT) چشم‌ اندازهای جدیدی در حوزه اتوماسیون مدرن ایجاد کرده است.

با توجه به توضیحات بالا گروه فنی و مهندسی PLCpro تصمیم به تهیه یک آموزش ویدویی در زمینه کاربرد آردوینو در اتوماسیون صنعتی نموده است تا با مشاهده آن بتوان در این زمینه پروژه های محوله را به سادگی پیاده سازی نمائید.

جهت دانلود Arduino-1.8.16-windows بر روی گزینه زیر کلیک نمائید

Download Arduino-1.8.16-windows

تهیه کننده : گروه فنی و مهندسی PLCpro

مدرس : مهندس برجی