الکترونیک یکی از سریع‌ترین صنایع در حال رشد در جهان است که همواره با ایده‌ها، نوآوری‌ها و پروژه‌های جدید همسو بوده است. پلتفرم‌های منبع باز مانند آردوینو همیشه باعث تولید محصولات جدید و نوآورانه در بازار شده است. آردوینو توانسته براساس تغییرات تکنولوژیک ویژگی‌های جالبی را ارائه کند تا صنعت الکترونیک خلاق‌تر از گذشته به مسیر خود ادامه دهد.

به عنوان مثال، آردوینو مگا یکی از نورآوری‌های آردوینو است. این برد میکروکنترلر مبتنی بر Atmega2560 که معمولاً آردوینو مگا 2560 نامیده می‌شود، ویژگی‌های بسیار جالبی  دارد که قابل استفاده در  اتوماسیون صنعتی می باشد. در این بررسی به طور کامل در مورد آردوینو Mega صحبت می‌کنیم.

آردوینو مگا 2560 – Arduino MEGA R3

آردوینو مگا

آردوینو مگا 2560 یک برد توسعه منبع باز مبتنی بر میکروکنترلر 8 بیتی AVR Atmega2560  است. این برد از فناوری ریزتراشه ATmega16U2 ( برای اتصال به پورت USB ) بهره می‌برد. برای برنامه ریزی آردوینو مگا از نرم افزار Arduino IDE و زبان برنامه نویسی c استفاده می شود. این برد شامل:

• 54 عدد پایه یا پین ورودی/خروجی دیجیتال (از 14 پایه می‌توان به عنوان خروجی PWM استفاده کرد)
• 16عدد  پایه آنالوگ
• 4 عدد UART (پورت سریال سخت افزاری)
• یک عدد اسیلاتور کریستالی 16 مگاهرتز
• یک عدد اتصال  USB
• یک عدد جک پاور
• یک عدد هدر  ICSP
• یک عدد دکمه ریست

برای آشنایی با شیلد آردوینو می توانید مقاله مربوط به آن را بخوانید. در این مقاله به معرفی 25 مدل شیلد آردوینو پرداختیم.

نسخه 3 آردوینو مگا 2560 دارای ویژگی‌های اضافی دیگر به شرح زیر است:

• پایه‌های SDA و SCL در کنار پین AREF
• IOREF  و یک پین اضافی در کنار پین RESET  

نمی دانید چگونه از ویژگی‌های بالا استفاده کنید؟ نگران نباشید ما در ادامه در مورد کارکرد پین‌ها و پورت‌های اصلی به شما آگاهی‌های لازم را ارائه می‌دهیم: 

( در ادامه کارکرد پین های  آردوینو مگا را توضیح می دهیم:)

• پایه‌های ورودی/خروجی دیجیتال: به ترتیب برای ارسال و دریافت سیگنال‌های دیجیتال استفاده می‌شوند. 
• خروجی‌های PWM : پین PWM برای کنترل سیگنال‌ها مانند کنترل سرعت موتورها، روشنایی  LED و سایر موارد استفاده می‌شود.  
• پین‌های آنالوگ: عملکرد خواندن سیگنال‌های آنالوگ مانند خواندن داده‌های حسگرها (ی آنالوگ)  را انجام می‌دهند. همچنین به عنوان پین‌های ورودی/خروجی عمومی عمل می‌کند. 
• UART برای ارتباط سریال استفاده می‌شود. 
• پورت USB : این پورت برای دو منظور استفاده می شود یکی برای اتصال برد آردوینو مگا به کامپیوتر و دوم اینکه برای تغذیه برد می توانید از این پورت استفاده کنید.
• جک پاور: برای تامین برق برد کاربرد دارد.
• هدر ICSP: یکی از راه‌های برنامه ریزی برد آردوینو است. معمولاً برای بازیابی بوت لودر از دست رفته یا آسیب دیده آردوینو استفاده می‌شود.
• Serial Data) SDA): در ارتباط I2C این پایه برای ارسال و دریافت دیتا استفاده می شود. 
• Serial clock) SCl): در ارتباط I2C این پایه برای  سیگنال کلاک استفاده می شود.
• IOREF: به عنوان مرجع برای سطح  ولتاژ منطقی دیجیتال استفاده می شود که به 5 ولت وصل می شود.

ویژگی‌های آردوینو مگا

ویژگی‌های آردوینو مگا طبق جدول زیر است:

میکروکنترلر	ATmega2560
ولتاژ کاری	5 ولت
ولتاژ ورودی	7 تا 12 ولت
ولتاژ ورودی	6 تا 20 ولت
پایه‌های ورودی آنالوگ	16 عدد
پایه‌های ورودی/خروجی دیجیتال	54 عدد
جریان DC برای پین 3.3 ولت	50 میلی آمپر
جریان DC در هر پایه ورودی/خروجی	20 میلی آمپر
حافظه فلش	256 کیلوبایت
SRAM	8 کیلوبایت
EEPROM	4 کیلوبایت
فرکانس کاری	16 مگاهرتز
LED_BUILTIN	(پایه 13)

پایه‌های آردوینو مگا

• پایه 3.3 ولت و 5 ولت: این پایه‌ برای تامین برق تنظیم شده به برد Mega 2560 استفاده می‌شود.
• پایه GND: در مجموع 5 پایه زمینی بر روی برد Mega 2560 ارائه شده است.
• پایه Reset (RST): برای تنظیم مجدد (RESET) برد استفاده  می شود.)
• پایه VIN: این پایه به منظور تامین ولتاژ ورودی به برد عمل می‌کند. محدوده ولتاژ ورودی از طریق این پایه باید در محدوده 7 ولت تا 12 ولت باشد.
• ارتباط سریال : TXD و RXD پایه‌های سریال این برد هستند که به ترتیب برای ارسال و دریافت اطلاعات سریال استفاده می‌شوند.

آردوینو مگا دارای 4 پورت سریال (UART) 

	پایه شماره برای Tx	پایه شماره برای Rx
سریال صفر	1	0
سریال یک	18	19
سریال دو	16	17
سریال سه	14	15

• وقفه‌های خارجی: آردوینو مگا دارای 6 وقفه خارجی می باشد که با لبه بالا رونده، لبه پایین رونده یا تغییر حالت فعال می شوند. شماره پین‌های استفاده شده برای این وقفه ها به شرح زیر است:

وقفه	شماره پایه
وقفه صفر	2
وقفه یک	3
وقفه دو	21
وقفه سه	21
وقفه چهار	19
وقفه پنج	18

• AREF (ولتاژ مرجع آنالوگ): این پایه به عنوان ولتاژ مرجع برای تبدیل آنالوگ به دیجیتال در واحد ADC استفاده می شود.
• پایه‌های آنالوگ: در مجموع 16 پین آنالوگ از A0  تا A15 وجود دارد. مقادیر بالای این پایه‌ها را می‌توان با استفاده از پین AREF تغییر داد.

• پین دیجیتال: 54 پایه دیجیتال ورودی/خروجی روی برد آردوینو مگا از پایه صفر تا 53 وجود دارد. از بین 54 پایه، 15 پایه شماره گذاری شده از D2 – D13 تاD44  تا D46، پایه‌هایPWM  هستند.
• I2C: یکی از راه‌های ارتباط با برد با استفاده از پین شماره 20 و 21 است.
• ارتباط SPI (رابط جانبی سریال): به طور معمول توسط میکروکنترلرها برای برقراری ارتباط با یک یا چند دستگاه جانبی کاربرد دارد.

	شماره پین
MISO	50
MOSI	51
SCK	52
SS	53

LED: برد Mega 2560 شامل یک LED است که به پین-13 (به نام پین دیجیتال 13) متصل است.

آردوینو مگا 2560 – Arduino MEGA CH340G

مزایای آردوینو مگا 2560

• فضای حافظه بیشتر، اندازه بزرگتر و پایه‌های ورودی/خروجی بیشتری دارد.
•  4 پورت سریال سخت افزاری (USART)
• سه راه برای تغذیه برد وجود دارد (از طریق کابل USB، استفاده از پین VIN برد یا از طریق جک پاور).
• این برد دارای پلی فیوز قابل تنظیم مجدد است. (که از آسیب رسیدن به پورت USB کامپیوتر در اثر جریان کشی بیش از حد جلوگیری می کند)
• این برد دارای دو رگولاتور ولتاژ یعنی 5 ولت و 3.3 ولت است که انعطاف پذیری برای تنظیم ولتاژ مطابق با نیاز را فراهم می‌کند.

قبل از خواندن معایب آردوینو مگا اگر به مطالعه درباره سایر مواردی مثل آموزش شبیه سازی آردوینو در پروتئوس علاقه دارید میتوانید مقاله ای که در این زمینه در سایت منتشر کرده ایم را بخوانید.

معایب آردوینو مگا 2560

• پردازشگر مرکزی 8 بیتی
• فرکانس کاری به 16 مگاهرتز محدود شده است.

کاربردهای آردوینو مگا

از کاربردهای برد آردوینو مگا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کامپیوتر 8 بیتی پورت های ورودی/خروجی داده های 8 بیتی را ساپورت می کنند یا به عبارت دقیق تر محاسبات داخلی میکرو به صورت 8 بیتی صورت میگیرد.
• پرینتر سه بعدی
• برای کنترل یک و بیش از یک موتور
• ربات با سنسورهای زیاد
• روتر CNC
• تشخیص و حس دما
• تشخیص سطح آب
• پروژه‌های اتوماسیون و امنیتی
• برنامه‌های کاربردی اینترنت اشیا
• برنامه نویسی چند وظیفه‌ای یا موازی

راه اندازی آردوینو مگا

شما می‌توانید آردوینو مگا را با استفاده از آردوینو IDE برنامه نویسی کنید. برای شروع کار باید نرم افزار Arduino IDE را نصب کنید. همچنین می‌توانید از ویرایشگر وب آردوینو استفاده کنید که به شما امکان می‌دهد طرح‌ها را آپلود کنید و کد را از مرورگر وب خود در هر برد آردوینو بنویسید. کابل USB برای اتصال بین برد و کامپیوتر بسیار مهم است. LED سبز رنگ روشن می‌شود که نشان دهنده اتصال موفقیت آمیز بین کامپیوتر و برد است.

مراحل شروع کار با آردوینو مگا در زیر ذکر شده است:

1. کد یا طرح نوشته شده در نرم افزار آردوینو را باز کنید.
2. نوع برد را انتخاب کنید.
3. در آردوینو مگا از میکروکنترلر ATmega2560 استفاده شده است. بنابراین، ما پردازنده را به عنوان ATmega2560 انتخاب کنید.
4. همانطور که شما برد را انتخاب می‌کنید، پردازنده به طور خودکار به طور پیش فرض انتخاب می‌شود.
5. مطابق شکل زیر روی «Tools» کلیک کنید و Processor را انتخاب کنید.

1. . روی Tools -> Port کلیک کرده و پورت را انتخاب کنید. پورت COM3 یا بالاتر را باید انتخاب نمایید. پورت‌های COM1 و COM2 ظاهر نمی‌شوند زیرا این دو پورت برای پورت‌های سریال سخت افزاری رزرو شده‌اند.
2. حالا کد یا طرح نوشته شده را آپلود و اجرا کنید.
3. برای آپلود و اجرا، روی دکمه موجود در پنل بالای صفحه نمایش آردوینو مانند تصویر زیر کلیک کنید.

1. در عرض چند ثانیه پس از کامپایل و اجرای کد یا طرح، چراغ RX و TX موجود بر روی برد آردوینو چشمک می‌زند.
2. پس از آپلود موفقیت آمیز کد، پیام «Done Uploading» ظاهر می‌شود. پیام در نوار وضعیت قابل مشاهده خواهد بود.

آردوینو مگا با آردوینو Uno و آردوینو نانو چه تفاوتی دارد؟

آردوینو نانو دارای ابعاد 17.8×43.2 میلی‌متر است که آن را به یکی از کوچکترین بردهای میکروکنترلر موجود در بازار تبدیل می‌کند. برد آردوینو مگا 101.52×53.3 میلی‌متر است که از نظر اندازه مساحت، حدود 6 برابر بزرگتر از نانو است. همچنین ابعاد آردوینو نانو 68.6×53.3 است.

برای اتصال به رایانه و شروع کدنویسی، هم Uno و هم مگا می‌توانند به راحتی با کابل USB استاندارد A/B متصل شوند، در حالی که نانو به کابل MINI USB نیاز دارد. هر کدام از این آردوینوها دارای تعداد متفاوتی پین ورودی/خروجی هستند. بردی که بیشترین پین را دارد Mega 2560 است که با 54 پین ورودی/خروجی دیجیتال و 16 پین آنالوگ ورودی همراه است. با کمال تعجب، آردوینو نانو دارای 13 پین دیجیتال ورودی/خروجی و  8 پین آنالوگ ورودی است. در جایگاه آخر Uno قرار دارد که دارای 14 پین دیجیتال ورودی/خروجی و 6 پین ورودی آنالوگ است.

اکثر شیلدها با Uno و مگا سازگار هستند، اما نانو اینطور نیست. هر سه برد آردوینو سطح قدرت پردازش مخصوص به خود را دارند. فرکانس کاری در این بردها به معنای سرعت اجرای دستورات است. همه آنها فرکانس کاری 16 مگا هرتز دارند. همچنین حافظه فلش در Uno و نانو برابر با 32 کیلوبایت است، در حالی که مگا دارای 256 کیلوبایت حافظه فلش است که به آن 8 برابر فضای حافظه بیشتر می‌دهد. 

بردهای آردوینو از SRAM (حافظه دسترسی تصادفی استاتیک) استفاده می‌کنند. مگا با 8 کیلوبایت بیشترین فضای SRAM را دارد که 4 برابر بیشتر از Uno و نانو است. در نهایت ، اگر در حال نوشتن کدهای بزرگ هستید، به تعداد زیادی پین ورودی/خروجی برای پروژه خود نیاز دارید و می‌خواهید که آردوینو دارای شیلد باشد، آردوینو Mega2560 برای شما مناسب خواهد بود. 

شما می توانی برای خرید تجهیزات اندازه گیری مختلف به سایت جم ترونیک مراجعه کنید.

قیمت آردوینو مگا

قیمت آردوینو مگا بسته به عوامل مختلف متفاوت خواهد بود. برای مثال، تکنولوژی‌ها مورد استفاده در ساخت این محصول هر چه جدیدتر باشند، آردوینو گران‌تر است. همچنین مواردی مانند برند، میزان عرضه و تقاضا، نرخ ارز در قیمت نهایی موثر هستند.

کلام آخر

آردوینو مگا 2560 یک برد توسعه منبع باز است که توسط شرکت آردوینو توسعه یافته است. Atmega2560P یک میکروکنترلر 8 بیتی است که مانند تمام بردهای آردوینو، می‌توان نرم افزارهای در حال اجرا روی برد را با استفاده از زبانی که از C و C++ گرفته شده است، برنامه نویسی رد. ساده‌ترین محیط توسعه Arduino IDE است. با خرید آردوینو مگا 2560 یک می‌توانید از این برد برای کاربردهای مورد نظر خود استفاده کنید. برای خرید آردوینو مگا به سایت جم ترونیک مرجع قطعات الکترونیکی مراجعه کنید.