برد آردوینو Arduino UNO R3 CH340 با ورودی USB Type-C

برد Arduino UNO CH340 یکی از محبوب‌ترین و اقتصادی‌ترین نسخه‌های موجود از خانواده‌ی Arduino UNO است که به‌دلیل استفاده از چیپ مبدل CH340 به‌جای ATmega16U2، با کاهش هزینه تولید مواجه شده و در نتیجه گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه برای کاربران، خصوصاً مبتدی‌ها و آموزشگاه‌ها محسوب می‌شود. این برد از همان میکروکنترلر اصلی ATmega328P استفاده می‌کند که در نسخه‌ی رسمی UNO نیز موجود است؛ بنابراین از نظر قابلیت‌ها، پین‌ها، عملکرد پردازشی و توانایی‌های نرم‌افزاری تفاوتی با مدل مرجع ندارد.

چیپ CH340 به‌عنوان رابط USB به UART عمل می‌کند؛ یعنی داده‌های دریافتی از پورت USB Type-C را به شکل سریال برای میکروکنترلر ارسال می‌کند و بالعکس. گرچه این چیپ نسبت به چیپ رسمی آردوینو (ATmega16U2) درایور پیش‌فرض در ویندوز ندارد، اما با نصب ساده‌ی درایور مخصوص، عملکردی پایدار، قابل اعتماد و بدون قطعی دارد.

این برد مشابه آردوینو UNO R3 بوده. تنها تفاوت آن ها استفاده از آی سی CH340 می باشد.
برای استفاده از این برد می بایست اول درایور آن را نصب کنید سپس به راحتی قابل استفاده می باشد.

مشخصات

برد Arduino UNO CH340 مجهز به میکروکنترلر ATmega328P است که با فرکانس کاری 16MHz و حافظه 32KB Flash، 2KB SRAM و 1KB EEPROM، برای اجرای انواع پروژه‌های الکترونیکی مناسب می‌باشد. این برد از چیپ CH340 به عنوان مبدل USB به سریال استفاده می‌کند که عملکردی مشابه نسخه‌های رسمی دارد، با این تفاوت که برای راه‌اندازی اولیه نیاز به نصب درایور دارد. UNO CH340 دارای 14 پین دیجیتال (6 عدد با قابلیت PWM)، 6 ورودی آنالوگ، و ولتاژ کاری 5 ولت است و می‌تواند از طریق USB یا ورودی خارجی 5 تا 9 ولت تغذیه شود. این برد با توجه به قیمت اقتصادی و قابلیت‌های کامل، گزینه‌ای بسیار محبوب برای کاربران مبتدی تا حرفه‌ای به‌شمار می‌رود.

• پردازنده اصلی: ATmega328P
• چیپ USB به سریال: CH340
• تعداد پایه‌های دیجیتال I/O: 14
• تعداد پایه‌های PWM: 6
• تعداد ورودی آنالوگ: 6
• حافظه Flash: 32KB
• حافظه SRAM: 2KB
• حافظه EEPROM: 1KB
• ولتاژ کاری: 5V
• ولتاژ ورودی (Recommended): 7V ~ 12V
• حداکثر جریان خروجی هر پایه: 40mA
• رابط USB: USB Type-C
• فرکانس کاری: 16MHz
• ابعاد تقریبی: 68.6mm x 53.4mm

کاربردهای رایج

برد Arduino UNO CH340 همچنان همان کارایی و انعطاف‌پذیری نسخه اصلی UNO R3 را ارائه می‌دهد و به همین دلیل در طیف وسیعی از پروژه‌های آموزشی، تحقیقاتی، DIY و صنعتی سبک به‌کار گرفته می‌شود. این برد برای افرادی که به دنبال یادگیری الکترونیک و برنامه‌نویسی میکروکنترلر هستند، گزینه‌ای عالی است. همچنین برای ساخت نمونه‌های اولیه، ربات‌های ساده، کنترل موتور، سنسورهای محیطی، سیستم‌های هشدار، و پروژه‌های ارتباط سریال و USB نیز بسیار کاربردی است.

• پروژه‌های آموزشی در مدارس و دانشگاه‌ها برای یادگیری برنامه‌نویسی و الکترونیک
• کنترل و خواندن داده از انواع سنسورها (دما، فاصله، رطوبت و...)
• راه‌اندازی نمایشگرهای LCD، سون سگمنت، OLED و...
• ساخت پروژه‌های DIY مانند ربات‌های ساده، آلارم، کنترل LED، سیستم امنیتی
• کنترل موتورهای DC، استپر موتور و سروو
• برقراری ارتباط با ماژول‌های ارتباطی مانند بلوتوث، وای‌فای، NRF و GSM
• نمونه‌سازی اولیه پروژه‌های صنعتی سبک یا آزمایشگاهی
• پروژه‌های خانه هوشمند و اتوماسیون ساده با استفاده از رله و تایمرها

پین اوت 

برد Arduino UNO CH340 دارای همان آرایش و ساختار پین‌اوتی است که در نسخه رسمی UNO R3 استفاده شده است. این برد در مجموع 14 پین دیجیتال، 6 پین آنالوگ ورودی، پین‌های تغذیه، و رابط‌های ارتباطی استاندارد مانند UART، SPI و I2C دارد. به دلیل فرم استاندارد UNO، این پین‌ها با تمامی شیلدهای UNO موجود در بازار کاملاً سازگار بوده و برای راه‌اندازی انواع تجهیزات جانبی بدون نیاز به تغییر طراحی مناسب هستند.

• پین‌های دیجیتال (D0 تا D13):تعداد: 14 عدد

6 پین از آن‌ها قابلیت PWM دارند (D3، D5، D6، D9، D10، D11)
پین D0 و D1 برای ارتباط سریال (UART) استفاده می‌شوند

• پین‌های آنالوگ (A0 تا A5):تعداد: 6 عدد

مناسب برای خواندن ولتاژ آنالوگ از سنسورها
می‌توان از آن‌ها به‌عنوان پین دیجیتال نیز استفاده کرد

• پین‌های تغذیه:

Vin: ورودی ولتاژ خارجی (5 تا 9 ولت توصیه‌شده)
5V: ولتاژ خروجی رگولاتورشده (جهت تغذیه سنسورها و ماژول‌ها)
3.3V: خروجی محدود (حداکثر 50 میلی‌آمپر)
GND: پایه‌های زمین – چند عدد در برد موجود است
AREF: مرجع ولتاژ آنالوگ برای افزایش دقت ADC

• رابط‌های ارتباطی:

UART (سریال): پین‌های D0 (RX) و D1 (TX)
I2C: پین‌های A4 (SDA) و A5 (SCL)
SPI: پین‌های D10 (SS)، D11 (MOSI)، D12 (MISO)، D13 (SCK)

• سایر پین‌ها:

RESET: برای ریست‌کردن دستی برد
IOREF: نشان‌دهنده ولتاژ منطقی برد (5V)

مزایا Arduino UNO CH340

برد Arduino UNO CH340 یکی از گزینه‌های اقتصادی و بسیار پرکاربرد برای کاربران تازه‌کار تا حرفه‌ای است. این برد با وجود کاهش قیمت، همان امکانات و قدرت پردازشی نسخه رسمی UNO R3 را ارائه می‌دهد و به‌راحتی با اکثر شیلدها و کتابخانه‌های آردوینو سازگار است. انتخاب این نسخه به‌ویژه برای پروژه‌های آموزشی، نمونه‌سازی اولیه و کاربردهایی که تعداد زیاد برد نیاز است، یک راهکار مقرون‌به‌صرفه و کاربردی محسوب می‌شود. تنها نکته‌ی فنی در مورد این برد، نصب درایور چیپ CH340 هنگام اتصال اولیه است که پس از نصب، هیچ تفاوتی در عملکرد نسبت به بردهای رسمی دیده نمی‌شود.

• عملکرد یکسان با UNO R3 در سطح سخت‌افزار و نرم‌افزار
• دارای رابط USB از نوع USB Type-C
• مناسب برای آموزش و پروژه‌های انبوه به دلیل هزینه کمتر
• سازگاری کامل با شیلدها و کتابخانه‌های Arduino UNO
• استفاده از میکروکنترلر معروف ATmega328P با پایداری بالا
• پشتیبانی کامل از Arduino IDE و کتابخانه‌های آنلاین
• قابل پروگرام از طریق USB بدون نیاز به پروگرامر جداگانه
• در دسترس بودن گسترده و پشتیبانی توسط جامعه آردوینو

راه‌اندازی اولیه Arduino UNO CH340

• گام 1: دانلود و نصب Arduino IDE

نرم‌افزار Arduino IDE را از سایت رسمی arduino.cc دانلود و نصب کنید. نسخه 1.8 به بالا یا Arduino IDE 2 توصیه می‌شود.

• گام 2: نصب درایور CH340

برد CH340 از مبدل USB به سریال CH340G استفاده می‌کند. برای شناسایی صحیح برد توسط سیستم:
درایور مربوط به سیستم‌عامل خود (ویندوز، مک یا لینوکس) را نصب کنید: دانلود CH340 Driver – WCH Official
پس از نصب درایور، سیستم برد را در بخش Device Manager (در ویندوز) به عنوان COM Port شناسایی می‌کند.

• گام 3: اتصال برد به کامپیوتر

با استفاده از کابل USB Type-B (پرینتری) برد را به پورت USB کامپیوتر متصل کنید.

• گام 4: انتخاب برد و پورت در Arduino IDE

از منوی Tools > Board گزینه Arduino UNO را انتخاب کنید
از منوی Tools > Port پورتی که مربوط به برد است (معمولاً COM جدید ظاهرشده) را انتخاب نمایید

• گام 5: آپلود برنامه‌ی تست (Blink)

از مسیر File > Examples > 01.Basics > Blink را باز کنید
روی دکمه Upload (فلش بالا سمت چپ) کلیک کنید
در صورت موفق بودن، LED داخلی روی پین D13 شروع به چشمک‌زدن می‌کند

نکات مهم:

• اگر پورت در IDE ظاهر نشد، از نصب صحیح درایور CH340 اطمینان حاصل کنید
• بعضی کابل‌های USB فقط برای شارژ هستند؛ مطمئن شوید کابل شما دیتا را هم پشتیبانی می‌کند
• هنگام استفاده از پین D0 و D1 در پروژه، دقت کنید که آن‌ها به پورت سریال وصل هستند (موقع آپلود برنامه درگیر نشوند)

شیلدهای آردوینو چیستند و چه کاربردی دارند؟

شیلدهای آردوینو (Arduino Shields) بردهای جانبی آماده‌ای هستند که برای گسترش قابلیت‌های برد آردوینو طراحی شده‌اند. این شیلدها مستقیماً روی بردهایی مانند Arduino Uno، Mega یا Leonardo نصب می‌شوند و بدون نیاز به سیم‌کشی پیچیده، امکانات جدیدی به برد اصلی اضافه می‌کنند.بسیاری از شیلدها قابل اتصال روی هم هستند (Stackable) و می‌توان چندین قابلیت را به‌صورت هم‌زمان به پروژه اضافه کرد، البته به شرط هماهنگی پین‌ها.

 انواع پرکاربرد شیلدهای آردوینو

• Ethernet Shield : افزودن قابلیت شبکه و اتصال به اینترنت از طریق کابل LAN - (مشاهده و خرید )
• WiFi Shield: اتصال بی‌سیم به اینترنت - ( مشاهده و خرید )
• Motor Driver Shield: کنترل موتورهای DC، استپ‌موتور و سروو - ( مشاهده و خرید ) 
• LCD & Touch Screen Shield: نمایش اطلاعات روی نمایشگر و کنترل لمسی - ( مشاهده و خرید ) 
• Relay Shield: کنترل تجهیزات ولتاژ بالا مانند لامپ یا پمپ - ( مشاهده و خرید ) 
• GPS Shield: دریافت اطلاعات موقعیت‌یابی (طول و عرض جغرافیایی) - ( مشاهده و خرید ) 
• Sensor Shield: اتصال آسان چند سنسور به برد آردوینو با پورت‌های آماده - ( مشاهده و خرید ) 
• Data Logging Shield: ذخیره‌سازی داده‌ها روی کارت حافظه SD (مثلاً ثبت دمای محیط) - ( مشاهده و خرید ) 

سوالات متدوال

• آیا Arduino UNO CH340 همان کارایی UNO R3 اصلی را دارد؟

بله، از نظر عملکرد و سازگاری نرم‌افزاری و سخت‌افزاری، دقیقاً مشابه UNO R3 است. تنها تفاوت در چیپ USB به سریال (CH340 به‌جای ATmega16U2) است.

• آیا برای استفاده از این برد باید درایور خاصی نصب کنم؟

بله، برای اولین استفاده باید درایور CH340G را نصب کنید تا سیستم‌عامل پورت سریال برد را شناسایی کند.

• چرا Arduino IDE پورت COM را نمایش نمی‌دهد؟

معمولاً به دلیل نصب نبودن درایور CH340 یا استفاده از کابل USB غیر استاندارد (شارژ-only). ابتدا درایور را نصب کرده و از کابل مناسب استفاده کنید.

• آیا می‌توان این برد را از طریق USB پروگرام کرد یا نیاز به پروگرامر جداگانه است؟

نیازی به پروگرامر نیست؛ با نصب درایور CH340 و اتصال USB به‌راحتی قابل پروگرام با Arduino IDE است.

• آیا این برد با شیلدهای Arduino UNO رسمی سازگار است؟

بله، به‌طور کامل با تمامی شیلدهای UNO R3 سازگار بوده و از همان ولتاژ، پین‌آوت و فرم فیزیکی پیروی می‌کند.

جمع‌بندی

برد Arduino UNO CH340 نسخه‌ای اقتصادی، کاربردی و بسیار پرطرفدار از خانواده Arduino UNO است که با حفظ تمامی قابلیت‌های اصلی برد UNO R3، تنها با جایگزینی چیپ USB به سریال CH340G به‌جای چیپ‌های گران‌تر، قیمت تمام‌شده را کاهش داده و آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای دانشجویان، مدرسین، سازندگان و علاقه‌مندان الکترونیک تبدیل کرده است.

این برد با بهره‌گیری از میکروکنترلر ATmega328P، پشتیبانی کامل از Arduino IDE، فرم استاندارد، و سازگاری با شیلدها، امکان اجرای طیف وسیعی از پروژه‌های آموزشی، خانگی و صنعتی سبک را فراهم می‌کند. تنها پیش‌نیاز آن، نصب یک‌باره‌ی درایور CH340 در آغاز کار است که پس از آن عملکرد آن دقیقاً مشابه نسخه‌های رسمی خواهد بود.

Introduction

Arduino/Genuino Uno is a microcontroller board based on the ATmega328P (datasheet). It has 14 digital input/output pins (of which 6 can be used as PWM outputs), 6 analog inputs, a 16 MHz quartz crystal, a USB connection, a power jack, an ICSP header and a reset button. It contains everything needed to support the microcontroller; simply connect it to a computer with a USB cable or power it with a AC-to-DC adapter or battery to get started.. You can tinker with your UNO without worring too much about doing something wrong, worst case scenario you can replace the chip for a few dollars and start over again.

Specification

Microcontroller :ATmega328
Operating Voltage : 5V DC
Input Voltage (recommended) : 7-12V DC
Input Voltage (limits): 6-20V
USB Type : USB Type-C
Digital I/O Pins : 14 (of which 6 provide PWM output)
Analog Input Pins : 6 pin
DC Current per I/O Pin: 40 mA
DC Current for 3.3V Pin: 50 mA
Flash Memory : 32 KB (ATmega328) of which 0.5 KB used by bootloader
SRAM: 2 KB (ATmega328)
EEPROM: 1 KB (ATmega328)
Clock Speed: 16 MHz