ماژول الکترونیکی چیست؟ شرح انواع ماژول الکترونیکی

هر ماژول یک قطعه از یک دستگاه بزرگتر است که می‌توان آن را با ماژول دیگری جایگزین کرد و سپس ماژول را از آن دستگاه جدا کرد و در دستگاه دیگری به کار برد. این نوع ماژول‌ها برای دستگاه خاصی ساخته نشده‌اند. به عبارت دیگر، یک دستگاه الکتریکی از ماژول‌هایی تشکیل شده است که هر کدام توسط شرکت متفاوتی تولید می‌شوند. ماژول‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند که اولی ماژول‌هایی هستند که به صورت یک واحد نرم افزاری با کد برنامه‌نویسی نوشته می‌شوند و دومی ماژول‌های الکترونیکی هستند که به صورت تراشه سخت افزاری ساخته می‌شوند که دارای برد هستند. در این بررسی به طور کامل در مورد ماژول افزاینده و انواع ماژول الکترونیکی صحبت می‌کنیم.

ماژول الکترونیکی چیست؟

ماژول در واقع یک برد الکترونیکی با قطعات الکترونیکی ریز روی خود است که با هدف خاصی ساخت شده است. ماژول‌ها را می‌توان به عنوان بخشی از یک سیستم بزرگتر به جای قطعاتی مانند آی سی، سنسور یا تراشه استفاده کرد، زیرا معمولاً مقرون به صرفه‌تر و قابل اعتمادتر هستند. کاری که یک ماژول الکتریکی انجام می‌دهد این است که تمام اجزا و اتصالات لازم برای کار یک سنسور یا یک دستگاه را یکپارچه می‌کند تا یک محصول آماده برای استفاده را به شما ارائه دهد.

انواع ماژول الکترونیکی

در ادامه به انواع ماژول الکترونیکی اشاره می‌کنیم:

ماژول LED دو رنگ

از آنجایی که اولین برنامه آردوینو که می‌نویسید Blinking an LED است، اجازه دهید با یک ماژول LED شروع کنیم. این یک ماژول LED دو رنگ است که همانطور که از نامش پیداست از یک LED با سه پایه دو رنگ تشکیل شده است. قرمز و سبز یک LED دو رنگ محبوب است. آنها را به پایه‌های PWM آردوینو وصل کنید تا روشنایی را کنترل نمایید. شما باید مقاومت‌های محدود کننده جریان را وصل کنید.

ماژول LED RGB

مرحله بعدی پس از استفاده از LED دو رنگ، استفاده از LED RGB است. یک ماژول LED RGB  از یک LED RGB چهار پایه، سه مقاومت محدود کننده جریان و کانکتور تشکیل شده است. با اتصال پایه‌های LED قرمز، سبز و آبی به پایه‌های PWM آردوینو، می‌توانید چندین رنگ ایجاد کنید. مطمئن شوید که یک ماژول RGB با مقاومت‌های محدود کننده جریان خریداری کنید. اگر نه، باید آنها را اضافه کنید.

ماژول دکمه فشاری

دکمه فشار لحظه‌ای یکی از ساده‌ترین دستگاه‌های ورودی برای آردوینو است. ماژول دکمه فشاری شامل یک دکمه فشاری لمسی لحظه ای و یک مقاومت ( PULL UP) به همراه کانکتورها است. در صورتی که از مقاومت به عنوان ( PULL UP) استفاده شود، با فشار ندادن دکمه، منطق HIGH تشخیص داده می‌شود و با فشار دادن دکمه، منطق LOW تشخیص داده می‌شود.

ماژول منبع تغذیه Breadboard

اگر می‌خواهید به راحتی قطعات روی بردبورد خود را تغذیه کنید، ماژول منبع تغذیه Breadboard  انتخاب مناسبی است. ولتاژ خروجی دوگانه را فراهم می‌کند که شامل 3.3 ولت و 5 ولت در دو ریل برق مختلف هستند. این ماژول کاملاً بر روی بردبورد 400 و 800 نقطه‌ای قرار می‌گیرد. محدوده ورودی 6.5 تا 12 ولت است. همچنین یک کانکتور USB وجود دارد که می‌تواند 5 ولت خروجی یا ورودی 5 ولت را بپذیرد.

 

ماژول سنسور مقاومت نوری

مقاومت وابسته به نور (LDR) یا Photoresistor ( قطعه ایی ) است که برای تشخیص نور استفاده می‌شود. اگر می‌خواهید نور را با استفاده از آردوینو تشخیص دهید، از ماژول حسگر مقاومت نور استفاده کنید. این شامل یک  LDR، یک Op-Amp (مقایسه کننده)، یک پتانسیومتر (برای تنظیم حساسیت) و چند جزء غیرفعال است. شما می‌توانید هم ولتاژ آنالوگ و هم سیگنال دیجیتال را دریافت کنید.

خرید ماژول فوتوسل LDR

 

ماژول سنسور شیب

اگر می‌خواهید لرزش یک جسم را تشخیص دهید، می‌توانید از ماژول سنسور ( لرزش) استفاده کنید. همانطور که در  تصویر می‌بینید، ماژول سنسور لرزش از یک سنسور لرزش تشکیل شده است که یک مدار Op-amp  برای تولید یک خروجی دیجیتال خواهد بود.

خرید ماژول لرزش SW-18010P

 

ماژول رید رله

رید رله سنسوری است که معمولاً باز است، اما در حضور میدان مغناطیسی بسته می‌شود. می‌توانید از یک ماژول Reed Relay برای پیاده سازی کنترل سوئیچ بدون تماس با استفاده از آردوینو استفاده کنید. برای ارائه یک خروجی دیجیتال، ماژول سوئیچ رید از یک مدار Op-Amp  تشکیل شده است.

خرید ماژول رید رله

 

ماژول سنسور‌هال مغناطیسی

برای تشخیص وجود میدان مغناطیسی، باید از سنسور اثر‌هال استفاده کنید. ماژول سنسور‌هال مغناطیسی مبتنی بر سنسور اثر‌هال  A3144می‌تواند به عنوان سوئیچ آشکارساز مغناطیسی استفاده شود. این به عنوان یک ماژول ساده تنها با سنسور اثر‌هال یا به عنوان یک ماژول خروجی دیجیتال با مقایسه کننده LM393 در دسترس است.

خرید ماژول اثر هال UGN3144-

 

ماژول سنسور جلوگیری از موانع مادون قرمز

یکی دیگر از ماژول‌های محبوب آردوینو، ماژول حسگر مادون قرمز است. از آنجایی که اغلب در برنامه‌های کاربردی اجتناب از موانع استفاده می‌شود، به عنوان ماژول سنسور جلوگیری از موانع مادون قرمز نیز شناخته می‌شود. این ماژول از جفت گیرنده و فرستنده مادون قرمز (IR LED و Photo Diode) تشکیل شده است که برای تشخیص موانع در کنار هم قرار گرفته‌اند.

ماژول سنسور PIR

ماژول سنسور PIR به شما امکان می‌دهد هر حرکتی را تشخیص دهید یا حس کنید. یک ماژول سنسور PIR مانند HC-SR501 یک ماژول رایج در پروژه‌های آردوینو است. با استفاده از یک ماژول سنسور PIR، می‌توانید برنامه‌های تشخیص حرکت را با استفاده از آردوینو پیاده سازی کنید.

ماژول روتاری انکودر

ماژول روتاری انکودر 360 درجه که هم جهت چرخش و هم میزان چرخش آن را ارائه می‌دهد. این حرکت زاویه‌ای را به کد دیجیتال تبدیل می‌کند. همچنین یک دکمه در زیر دستگیره وجود دارد.روتاری انکودر یک سنسور موقعیت است و یک خروجی (آنالوگ یا دیجیتال) را مطابق با حرکت چرخشی تولید می‌کند.

خرید ماژول روتاری انکودر

 

ماژول سنسور سرعت

اگر می‌خواهید سرعت یک جسم در حال چرخش را تشخیص دهید، می‌توانید از ماژول سنسور سرعت استفاده کنید. این بر اساس جفت فرستنده – گیرنده مادون قرمز است (اما آنها رو به روی یکدیگر قرار می‌گیرند). می‌توانید جسم چرخان مانند موتور یا چرخ را در شکاف قرار دهید و سنسور سرعت را بر حسب RPM تعیین می‌کند.

ماژول سنسور تشخیص شعله مادون قرمز

ماژول سنسور تشخیص شعله مادون قرمز برای تشخیص شعله در محدوده 760 نانومتر تا 1100 نانومتر استفاده می‌شود. می‌توانید با استفاده از آردوینو یک اپلیکیشن تشخیص آتش/شعله طراحی کنید. ماژول سنسور شعله IR از یک گیرنده مادون قرمز (یک ترانزیستور نوری) و یک مدار مقایسه کننده بر اساس LM393 تشکیل شده است و خروجی‌های دیجیتال و آنالوگ را تولید می‌کند.

 

ماژول فعال  Piezo Buzzer

یک ماژول آژیر فعال نصب شده بر روی PCB با استفاده از نوسانگر داخلی خود آهنگی را با فرکانس از پیش تعریف شده تولید می‌کند. تنها کاری که باید انجام دهید این است که یک ولتاژ DC اعمال کنید و ماژول Active Buzzer صدا تولید می‌کند.

خرید ماژول Buzzer

 

ماژول منفعل پیزو زنگ

اگر می‌خواهید فرکانس صدای زنگ را کنترل کنید، از یک ماژول Buzzer Passive استفاده کنید. صدای خروجی به فرکانس ورودی (با استفاده از سیگنال  PWM) بستگی دارد. معمولاً صداهایی در محدوده فرکانس 1.5 کیلوهرتز تا 2.5 کیلوهرتز قابل تولید هستند.

ماژول سنسور صدای میکروفون

ماژول حسگر صدا مبتنی بر میکروفون برای تشخیص صداها یا صداهای بلند استفاده می‌شود. با استفاده از آردوینو و سنسور میکروفون، می‌توانید برنامه‌هایی مانند سوئیچ فعال ‌شده صدا یا آشکارساز بلندی صدا را پیاده‌ سازی کنید.

ماژول سنسور دمای ترمیستور  NTC

گر می‌خواهید از یک سنسور دمای کوچک و کم هزینه استفاده کنید  ترمیستور NTC انتخاب مناسبی است. ماژول سنسور دمای ترمیستور NTC به عنوان سنسور آنالوگ و همچنین سنسور دیجیتال موجود است.  این ماژول یک سنسور دما دیجیتال مفید است، زیرا می‌توانید به راحتی حساسیت را با استفاده از پتانسیومتر روی برد تنظیم کنید.

ماژول سنسور گاز  MQ2

ماژول حسگر گاز MQ2 که اغلب در کاربردهای مرتبط با ایمنی استفاده می‌شود، برای تشخیص دود، مونوکسید کربن، هیدروژن و سایر گازها استفاده می‌شود. از این ماژول حسگر MQ2 برای پیاده سازی هشدار تشخیص دود با استفاده از آردوینو استفاده کنید.

خرید ماژول سنسور تشخیص دود و گاز MQ-2

 

ماژول اولتراسونیک HC-SR04

یکی دیگر از ماژول‌های محبوب در جامعه آردوینو، ماژول سنسور اولتراسونیک  HC-SR04  است. با استفاده از این سنسور می‌توانید اجسام را تا 4 متر تشخیص دهید. این ماژول از دو مبدل اولتراسونیک تشکیل شده است که یکی به عنوان فرستنده و دیگری به عنوان گیرنده عمل می‌کنند. با استفاده از ماژول سنسور التراسونیک HC-SR04 و آردوینو، ربات اجتناب از دیوار، خط کش دیجیتال، ربات جلوگیری از موانع و سایر پروژه‌های مشابه را اجرا کنید.

 

ماژول‌های سنسور رطوبت و دما DHT11 / DHT22

با استفاده از ماژول‌های سنسور رطوبت و دما  DHT11 / DHT22می‌توانید به راحتی دمای محیط و همچنین رطوبت نسبی را اندازه گیری کنید. هر دو سنسور بسیار شبیه به هم هستند به جز اینکه DHT22 برد و دقت بهتری نسبت به DHT11 دارد.

خرید ماژول دما و رطوبت DHT11

 

ماژول جوی استیک دو محوره

یک ماژول جوی استیک از دو پتانسیومتر مستقل (دو محوره) و همچنین یک دکمه فشاری تشکیل شده است. کاربردهای زیادی از یک ماژول جوی استیک با استفاده از آردوینو وجود دارند که شامل کنترل ربات، ماشین RC، بازوی رباتیک، کنترل سروو موتور و غیره هستند.

ماژول رله 5 ولت

آردوینو یا هر پلتفرم میکروکنترلر دیگری یک دستگاه ولتاژ پایین (معمولاً 3.3 ولت یا 5 ولت) است. اما اگر بخواهید دستگاه‌های برق متناوب را با استفاده از آردوینو کنترل کنید چه؟ ساده‌ترین پاسخ ماژول رله است. ماژول رله 5 ولت با ولتاژ 5 ولت کار می‌کند، بنابراین می‌توان آن را به راحتی با آردوینو برای کنترل وسایل بزرگ مانند لامپ‌ها، موتورها و غیره متصل کرد. می‌توانید ماژول‌های رله را به صورت 1 کانال، 2 کانال، 4 کانال و غیره دریافت کنید .

ماژول گیرنده مادون قرمز

ماژول گیرنده مادون قرمز مبتنی بر TSOP1838 برای تشخیص سیگنال‌های IR 38 کیلوهرتز استفاده می‌شود. معمولاً در برنامه‌های کنترل از راه دور IR با استفاده از آردوینو استفاده می‌شود.

خرید ماژول گیرنده مادون قرمز 38Khz

 

ماژول فرستنده مادون قرمز

برای جفت شدن با ماژول گیرنده IR، می‌توانید از ماژول فرستنده مادون قرمز استفاده کنید. این ماژول از یک LED IR تشکیل شده است که می‌تواند سیگنال تعدیل کننده 38 کیلوهرتز را ارسال کند. مناسب برای پروژه‌های کنترل از راه دور IR مبتنی بر آردوینو.

ماژول فرستنده لیزری

ماژول فرستنده لیزری از یک دیود لیزری تشکیل شده است که قادر به ساطع کردن نور با طول موج 650 نانومتر است. دیود لیزر توسط یک آستین مسی احاطه شده است و همچنین به یک لنز کندانسور مجهز شده است. حتی اگر این یک ماژول فرستنده لیزری کم توان است، اگر پرتو لیزر مستقیماً روی چشم شما بیفتد بسیار خطرناک می‌باشد و می‌تواند باعث آسیب دائمی چشم شود. با احتیاط شدید از آن استفاده کنید.

خرید ماژول لیزر KY-008

 

ماژول سنسور ضربه

همانطور که از نامش پیداست، یک ماژول سنسور ضربه‌ای برای تشخیص ضربه یا لرزش استفاده می‌شود. عنصر اصلی حسگر یک فنر ارتعاشی رسانا است که در یک محفظه محصور شده است. اپلیکیشن‌های لرزش یا تشخیص ضربه را با آردوینو و سنسور ضربه اجرا کنید.

ماژول سنسور رطوبت خاک

یک ماژول حسگر رطوبت خاک از پروب‌های خازنی و ماژول مقایسه کننده ولتاژ LM393 تشکیل شده است. با استفاده از این ماژول می‌توانید مقدار رطوبت خاک را اندازه گیری کنید. با استفاده از ماژول سنسور رطوبت خاک و آردوینو، می‌توانید پروژه‌های مفیدی مانند سیستم آبیاری خودکار گیاه، سیستم آبیاری خودکار و غیره را اجرا کنید.

ماژول سنسور فشار بارومتری  BMP180

BMP180 یک سنسور قدیمی اما بسیار کاربردی است. BMP180 یک سنسور فشار بارومتریک است که می‌تواند دما و فشار بارومتریک را نیز اندازه گیری کند. این یک ماژول کوچک است و یک سنسور دیجیتال می‌باشد.

ماژول شتاب سنج / ژیروسکوپ  MPU6050

اگر می‌خواهید جهت حرکت یک جسم را تشخیص دهید، ماژول شتاب سنج / ژیروسکوپ MPU6050  بهترین انتخاب است. این دستگاه ردیاب حرکت 6 محوره (شتاب سنج 3 محوره و ژیروسکوپ 3 محوره) می‌باشد. با ترکیب آردوینو و ماژول MPU6050، می‌توانید برنامه‌های تشخیص جهت و کنترل حرکت را پیاده سازی کنید.

خرید ماژول ژیروسکوپ-شتاب سنج MPU6050-GY521

 

ماژول مبدل سطح منطق

می دانیم که آردوینو دستگاهی است که با منطق 5 ولت کار می‌کند. اما اگر بخواهید با یک سنسور یا ماژول که با ولتاژ 3.3 ولت کار می‌کند، رابط کاربری داشته باشید، چه؟ پاسخ Logic Level Converter Module  است. یک ماژول مبدل سطح منطق دو جهته ساده شامل 4 کانال تبدیل منطقی ولتاژ پایین به ولتاژ بالا و بالعکس خواهد بود.

خرید ماژول مبدل سطح منطقی

 

کلام آخر

این لیست مختصری از برخی از ماژول‌های الکترونیکی محبوب و آسان برای استفاده آردوینو بود. به هیچ وجه این لیست کامل نیست! سنسورها و ماژول‌های بیشتری وجود دارند که می‌توانند برای کاربردهای مختلف استفاده شوند.