ارتباط سریال رزبری پای با آردوینو و کامپیوتر

مقدمه

در این آموزش با راه اندازی ارتباط سریال (UART) رزبری پای آشنا شده و یاد می گیرید که چگونه رزبری پای ( Raspberry Pi ) خود را از طریق ارتباط سریال به کامپیوتر یا بردهای آردوینو متصل کنید.

آنچه در این آموزش یاد می گیرید

ارتباط سریال چیست و چه کاربردی دارد؟

یکی از پروتکل های معروف ارتباطی بین دستگاه های مختلف، ارتباط سریال (UART) است. اکثر پردازنده ها این ارتباط دو سیمه را پشتیبانی می کنند. همچنین، راه ارتباطی بسیاری از ماژول ها و سنسور ها نیز ارتباط سریال است. برای ارتباط سریال، تنها به دو سیم نیاز است. یکی از این سیم ها برای ارسال اطلاعات و دیگری برای دریافت اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرد. سرعت انتقال اطلاعات در این ارتباط، با مفهومی به نام Baud rate معرفی می شود که واحد آن بیت بر ثانیه است.

بردهای رزبری پای دارای دو نوع ارتباط UART هستند. نام یکی PL011 و دیگری miniUART است. بردهای رزبری پای که دارای ماژول بلوتوث/وایرلس هستند، به صورت پیش فرض، PL011 را برای راه اندازی ارتباط UART استفاده می کنند.

هشدار

ولتاژ منطقی تمام پایه های رزبری پای از جمله پایه های RX و TX، 3.3 ولت است. برای اتصال دستگاه هایی با ولتاژ منطقی 5 ولت به رزبری پای، حتما باید از مبدل سطح ولتاژ یا مدار تقسیم مقاومتی استفاده کنید.

برای کسب اطلاعات بیشتر راجع به ارتباط سریال رزبری پای به اینجا مراجعه کنید.

لوازمی که به آن احتیاج دارید

قطعات مورد نیاز

برد رسپبری پای 3 مدل بی پلاس+	×	1
آردوینو Arduino UNO R3	×	1
تبدیل میکرو USB به CJMCU-CP2102 TTL	×	1
سیم جامپر نری به مادگی	×	1
برد بورد	×	1
مقاومت 1k اهمی	×	3

نرم افزار های مورد نیاز

Arduino IDE
Serial terminal

راه اندازی ارتباط سریال رزبری پای و کامپیوتر

برای راه اندازی ارتباط سریال بین رزبری پای و کامپیوتر نیاز به یک مبدل سریال به USB دارید.

سیم بندی

برای راه اندازی UART رزبری پای، مراحل زیر را دنبال کنید:

گام اول: مطابق مدار فوق، مبدل سریال به USB را به رزبری پای وصل کنید. سپس تغذیه ی رزبری پای را متصل کرده و مبدل را به کامپیوتر خود وصل کنید.

گام دوم: از بخش Device Manager، شماره درگاهی که مبدل به آن وصل شده است را پیدا کنید.

گام سوم: نرم افزار ترمینال خود را باز کرده و تنظیمات آن را انجام دهید.

گام چهارم: فعال کردن UART در رزبری پای

ترمینال رزبری پای را باز کنید و دستورات زیر را در آن وارد کنید.

با دستور زیر فایل config.txt را با ویرایشگر نانو باز کنید.

sudo nano /boot/config.txt

به انتهای فایل خطوط زیر را اضافه کنید.

#Enable UART
enable_uart=1

سپس با Ctrl+x و فشردن کلید Y فایل را ذخیره کرده و آن را ببندید.

2. رزبری پای خود را مجددا راه اندازی کنید.

sudo reboot

3. نرم افزار ترمینالی که روی کامپیوتر دارید را چک کنید.

4.ارتباط سریال با ماژول بلوتوث را قطع کنید.

sudo systemctl disable serial-getty@ttyS0.service

5. فایل txt را با ویرایشگر نانو باز کنید.

sudo nano /boot/cmdline.txt

عبارت “console=serial0,115200” را پاک کرده و فایل را ذخیره کنید.

6. مجددا رزبری پای خود را ریبوت کنید.

sudo reboot

7. ترمینال minicom را روی رزبری خود نصب کنید.

sudo apt-get install minicom -y

8. دستور زیر ترمینال minocom را باز کرده و ارتباط سریال با سرعت (baud rate) 115200 را آغاز می کند.

minicom -b 115200 -o -D /dev/ttyS0

پس از اجرای دستور فوق، باید پنجره ای مشابه عکس زیر مشاهده کنید.

حالا می توانید ارتباط سریال بین رزبری پای و کامپیوتر خود را تست کنید.

توجه

اگر می خواهید دستوراتی که در ترمینال minicom می نویسید به شما هم نمایش داده شود، باید حالت اکو (Echo) را با زدن Ctrl+A و سپس وارد کردن E فعال کنید.

برای خارج شدن از minicom ابتدا Ctrl+A را زده و سپس X را وارد کنید.

راه اندازی ارتباط سریال رزبری پای و آردوینو

می توانید بردهای آردوینو خود را با کابل USB به رزبری پای متصل کنید. با این کار هم تغذیه ی آردوینو تامین می شود و هم می توانید از طریق رابط سریال، اطلاعات مورد نیاز خود را بین آردوینو و رزبری پای منتقل کنید.