آشنایی با آردوینو تیان (Arduino Tian)
برد دوپردازنده‌ای برای پروژه‌های پیشرفته IoT

مقدمه

تا امروز بیشتر پروژه‌های آموزشی و کاربردی آردوینو با بردهایی مانند آردوینو اونو (Arduino Uno) انجام شده‌اند. بااین‌حال، خانواده آردوینو بردهای پیشرفته‌تری نیز دارد که علاوه بر قابلیت‌های معمول یک میکروکنترلر، امکاناتی مانند سیستم‌عامل لینوکس، Wi-Fi و اترنت را در اختیار کاربر قرار می‌دهند.

یکی از این بردها، آردوینو تیان (Arduino Tian) است. آردوینو تیان یک برد دوپردازنده‌ای است که برای پروژه‌های اینترنت اشیا (IoT)، شبکه، کنترل هوشمند و سیستم‌های تعبیه‌شده گزینه‌ای قدرتمند محسوب می‌شود. در این مقاله، با ساختار برد، مشخصات فنی، نحوه تغذیه، اتصال به شبکه بی‌سیم و روش پیکربندی اولیه Arduino Tian آشنا می‌شویم.

آردوینو تیان چیست؟

Arduino Tian یک برد توسعه پیشرفته از خانواده آردوینو است که از دو بخش پردازشی مجزا تشکیل شده است:

• یک پردازنده برای اجرای وظایف بلادرنگ و کنترل سخت‌افزار
• پردازنده دیگر یک محیط لینوکسی را اجرا می‌کند

این معماری باعث می‌شود آردوینو تیان بتواند هم‌زمان قابلیت‌های یک میکروکنترلر آردوینو و امکانات یک سیستم‌عامل لینوکس را ارائه دهد. به همین دلیل، این برد برای پروژه‌هایی که به ارتباطات شبکه‌ای، پردازش داده و تعامل با سرویس‌های نرم‌افزاری نیاز دارند، کاربرد ویژه‌ای دارد.

از نظر چیدمان پایه‌ها نیز آردوینو تیان شباهت زیادی به Arduino Uno دارد. بااین‌حال، نام پایه‌ها در کناره‌های برد درج شده است و امکانات ارتباطی بیشتری در اختیار کاربر قرار می‌گیرد.

تصویر 1: نمای بالایی آردوینو تیان

تصویر 2: نمای کناری آردوینو تیان

تصویر 3: نمای مقابل آردوینو تیان

درگاه‌ها و امکانات ارتباطی آردوینو تیان

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های Arduino Tian، تنوع درگاه‌ها و امکانات ارتباطی آن است. این برد برای اتصال به شبکه و تجهیزات جانبی به چند رابط مختلف مجهز شده است.

این امکانات، آردوینو تیان را به گزینه‌ای مناسب برای توسعه پروژه‌های شبکه‌ای و اینترنت اشیا تبدیل می‌کنند.

تصویر 4: نمای جلویی آردوینو تیان

مشخصات فنی آردوینو تیان

یکی از ویژگی‌های اصلی Arduino Tian، استفاده از دو پردازنده مجزا است. این معماری امکان تفکیک وظایف کنترل سخت‌افزار و پردازش‌های مبتنی بر سیستم‌عامل لینوکس را فراهم می‌کند.

پردازنده اصلی (میکروکنترلر)

بخش میکروکنترلری برد از تراشه Atmel SAMD21 با هسته 32 بیتی ARM Cortex-M0+ استفاده می‌کند. این پردازنده برای اجرای وظایف بلادرنگ و کنترل ورودی‌ها و خروجی‌های برد کاربرد دارد.

پردازنده لینوکسی

پردازنده دوم آردوینو تیان بر پایه تراشه Qualcomm Atheros AR9342 و معماری MIPS طراحی شده است. این بخش امکان اجرای سیستم‌عامل لینوکس را فراهم می‌کند.

امکانات شبکه

آردوینو تیان برای ارتباطات شبکه‌ای به امکانات زیر مجهز شده است:

• Wi-Fi دو بانده در فرکانس‌های 2.4 و 5 گیگاهرتز
• پشتیبانی از استاندارد 802.11
• درگاه اترنت گیگابیتی
• قابلیت اجرای سرویس‌های شبکه‌ای روی محیط لینوکس

این ویژگی‌ها باعث می‌شوند Arduino Tian برای پروژه‌هایی که به ارتباط بی‌سیم، وب‌سرور و اینترنت اشیا نیاز دارند، کاربردی باشد.

راه‌اندازی اولیه آردوینو تیان

برای شروع کار با آردوینو تیان، ابتدا باید پشتیبانی مربوط به بردهای SAMD را در محیط توسعه Arduino IDE نصب کنید.

تصویر 5: باز کردن پنجره مدیریت بردها

تصویر 6: جست‌وجو در پنجره مدیریت بردها

نحوه تغذیه آردوینو تیان

پس از نصب نرم‌افزارهای موردنیاز، باید برد Arduino Tian را تغذیه کنید. برای این کار می‌توان از یک کابل Micro USB استفاده کرد.

تغذیه موردنیاز برد از طریق کابل Micro USB باید 5 ولت با جریان حداقل 600 میلی‌آمپر باشد. تأمین جریان کافی اهمیت زیادی دارد، به‌خصوص زمانی که امکانات ارتباطی مانند Wi-Fi و اترنت به‌صورت هم‌زمان مورد استفاده قرار می‌گیرند.

پس از اتصال کابل و تأمین انرژی، برد فرآیند راه‌اندازی را آغاز می‌کند و سیستم‌عامل لینوکس Linino را بارگذاری خواهد کرد.

تصویر 7: کابل Micro USB

اتصال آردوینو تیان به شبکه Wi-Fi

یکی از قابلیت‌های مهم Arduino Tian، امکان ایجاد یک شبکه بی‌سیم برای پیکربندی اولیه است.

تصویر 8: شبکه Wi-Fi ایجادشده توسط آردوینو تیان

ورود به وب‌سرور داخلی آردوینو تیان

پس از اتصال رایانه به شبکه Wi-Fi ایجادشده توسط برد، مرورگر وب خود را باز کنید.

با وارد کردن این آدرس، صفحه وب داخلی آردوینو تیان نمایش داده می‌شود. این صفحه امکان دسترسی به تنظیمات اولیه و مدیریت برد را فراهم می‌کند.

تصویر 9: صفحه ورود سیستم‌عامل آردوینو تیان

پیکربندی آردوینو تیان

پس از ورود به رابط وب، می‌توان تنظیمات اولیه Arduino Tian را انجام داد. رابط پیکربندی آردوینو تیان یک محیط وب‌محور سبک است که روی سیستم‌عامل لینوکس اجرا می‌شود.

در نسخه اولیه سیستم، رمز عبور پیش‌فرض برای ورود به تنظیمات، arduino با حروف کوچک است. توصیه می‌شود پس از ورود اولیه، برای افزایش امنیت برد، رمز عبور پیش‌فرض را تغییر دهید.

پس از ورود موفقیت‌آمیز، با استفاده از Arduino Configuration Wizard می‌توانید مراحل پیکربندی را دنبال کنید.

تصویر 10: صفحه تنظیمات برد

مراحل پیکربندی آردوینو تیان

تنظیم نام برد و رمز عبور

در نخستین مرحله، امکان تعیین نام برد، منطقه زمانی و رمز عبور جدید وجود دارد. در صورت وارد نکردن رمز عبور جدید، رمز پیش‌فرض حفظ خواهد شد.

پس از تکمیل اطلاعات، روی گزینه Next کلیک کنید.

تنظیم شبکه بی‌سیم

در مرحله بعد، شبکه‌های Wi-Fi قابل دسترس در محدوده برد نمایش داده می‌شوند. شبکه موردنظر خود را انتخاب کرده و اطلاعات لازم مانند نوع Security و رمز عبور شبکه را وارد کنید.

با انجام این تنظیمات، آردوینو تیان می‌تواند پس از راه‌اندازی مجدد به شبکه بی‌سیم موردنظر متصل شود.

ذخیره تنظیمات و راه‌اندازی مجدد

در مرحله نهایی، خلاصه تنظیمات انجام‌شده نمایش داده می‌شود. برای ذخیره تنظیمات و اعمال تغییرات، گزینه Save and Restart را انتخاب کنید.

برد پس از ذخیره تنظیمات، راه‌اندازی مجدد می‌شود و با پیکربندی جدید، از جمله تنظیمات شبکه Wi-Fi، شروع به کار می‌کند.

جمع‌بندی

آردوینو تیان (Arduino Tian) یکی از بردهای متفاوت و قدرتمند خانواده Arduino است که با ترکیب یک میکروکنترلر ARM Cortex-M0+ و یک پردازنده مجهز به سیستم‌عامل لینوکس، امکانات گسترده‌ای را برای پروژه‌های پیشرفته فراهم می‌کند.

پشتیبانی از Wi-Fi، اترنت گیگابیتی، USB و لینوکس، این برد را برای پروژه‌های اینترنت اشیا، سیستم‌های تعبیه‌شده، ارتباطات شبکه‌ای و کاربردهای هوشمند مناسب کرده است. همچنین شباهت چیدمان پایه‌های آن به Arduino Uno باعث می‌شود کاربرانی که تجربه کار با آردوینو اونو دارند، بتوانند با ساختار سخت‌افزاری آن راحت‌تر ارتباط برقرار کنند.

در ادامه آموزش آردوینو تیان، می‌توان از محیط لینوکس، ارتباط شبکه‌ای و قابلیت‌های پردازشی این برد برای اجرای پروژه‌های عملی و پیشرفته استفاده کرد.

منابع

• ✓ م. اللهی رودپشتی، آموزش آردوینو با محوریت اینترنت اشیا، انتشارات گسترش علوم پایه، ۱۴۰۵