logo-site-sefid
Search
Close this search box.

ماژول چیست ؟ کاربرد ماژول ها

ماژول چیست ؟ کاربرد ماژول ها و مزیت آنها

ماژول چیست

این مقاله از بخش های زیر تشکیل شده است

  • ماژول چیست؟
  • سیستم های الکترونیک مدولار(ماژولار)
  • انواع ماژول ها
  • کاربرد ماژول ها در رباتیک
  • ماژول ها و کتابخانه ها

ماژول چیست

ماژول چیست ؟ یک ماژول مجموعه ای از قطعات الکترونیکی است که برای انجام یک هدف خاص در یک مدار از پیش تعیین شده قرار گرفته اند تا یک کار مشخص را انجام دهند. ماژول ها عموما در قالب برد های مدارچاپی(PCB)تولید میشوند.

با توجه به تعریف بالا شاید برای شما سوالی مطرح شود که تفاوت بین ماژول ها و بردهای دیگر در چیست و یا چرا به برخی بردها ماژول گفته میشود.

بگذارید برای درک بهتر این موضوع که به ما کمک میکند تا نگاهی جامع تر به مباحثی مانند آردوینو و رباتیک داشته باشیم توضیحاتی را ارائه دهیم.

سیستم های الکترونیک مدولار( ماژولار)

با پیشرفت الکترونیک و گسترده تر شدن قطعات الکترونیکی و مدارها و بردهای مورد استفاده در صنعت، مهندسان این عرصه را به این فکر فرو برد که با نگاهی عمیق و جامع به نیازهای حوزه ی الکترونیک به گونه ای پاسخ دهند که گستردگی قطعات(از قبیل سنسور ها ، مقاومت ها ، ترانزیستورها و…) و پیچیدگی و تفاوت های مدارهای الکترونیکی مشکلی در این حوزه وارد نکند در واقع آنها سعی در مدولار کردن سیستم های الکترونیکی در تمام سطوح کردند.

modular systems e1681393704142

با بیان خیلی ساده مدولار کردن سیستم الکترونیکی یعنی اتصال چندین سیستم الکترونیکی با عملکرد های متفاوت به یکدیگر و تبدیل آنها به یک سیستم واحد. دست یافتن به این سطح از استانداردسازی با بهره گیری از اتصالات الکترونیکی استاندارد(مانند PCIe، SATA، I2C، SPI، و …)انجام شد.

سه نمونه از طراحان و سازندگان معروف سیستم های الکترونیکی مدولار یا ماژولار  عبارتند از BeagleBone  ، Arduino، Raspberry Pi.

چیزی که این پلتفرم‌های سخت‌افزاری را ماژولار می‌کند، امکان افزودن وسایل جانبی به برد با اتصال آنها به مجموعه‌ای از هدرها و ارجاع آن‌ها به سیستم عامل است. اگر به پلتفرم Raspberry Pi که اساساً مجموعه‌ای از رایانه‌های تک بردی (SBC) است نگاه کنید، نمایشگرها، دوربین‌ها یا سیستم‌های تصویربرداری، طیف وسیعی از سنسورها، موتورها و سایر لوازم جانبی موجود برای برد جدید خود را خواهید یافت. یکی از راه‌های افزودن اجزا و قابلیت‌های جدید به SBC تعبیه‌شده یا برد توسعه، استفاده از بردهای محافظ(شیلدها!) است. این تخته ها به پین ​​های هدر در SBC شما متصل می شوند و یک مکان نگهدار برای تعدادی از اجزای مختلف ایجاد می کنند. شما همچنین می توانید شیلدهای سفارشی برای برد خود طراحی کنید.

COM یک راه عالی برای اضافه کردن محاسبات جاسازی شده به یک برد سفارشی است. این ماژول های کوچک به اندازه استیک های رم هستند و شامل تمام سخت افزارهای مورد نیاز برای اجرای یک سیستم عامل و نرم افزار سفارشی می باشند.آنها معمولاً شامل تمام پروتکل های سیگنالینگ استاندارد شده ای هستند که برای برقراری ارتباط با طیف گسترده ای از تجهیزات جانبی نیاز دارید و به آنها اجازه می دهد به راحتی با برنامه های کاربردی خاص سازگار شوند.

ویژگی از لوازم جانبی ای است که به سیستم اضافه می کنید. یک سیستم تعبیه شده ماژولار به طراحان سیستم انعطاف پذیری قابل توجهی برای انطباق با سناریوهای مختلف استفاده ارائه می دهد. پایه یک SBC می‌تواند شامل ویژگی‌هایی مانند اتصال USB برای برق و داده، SoC/SoM برای، اتصال پایه WiFi/Bluetooth/LoRaWAN، نمایشگر HDMI، هدر GPIO قابل ارتقا و بسیاری از اجزای مدولار دیگر باشد. ماژول‌های دیگری را می‌توان برای دریافت ورودی کاربر یا محیطی مانند افزونه نمایشگر، کنترل‌کننده موتور، GPS/GNSS، مودم سلولی (3G/4G/5G)، حسگرها (شتاب‌سنج، ژیروسکوپ، IMU) و موارد دیگر ساخت.

انواع ماژول ها

در قسمت زیر سعی کردیم ماژول هایی که بیشترین کاربرد و استفاده را برای شما عزیزان دارند قرار دهیم.

در ادامه برخی از ماژول ها را مشاهده میکنید

 ماژول صفحه نمایش ال سی دی/LCD Display Module
ماژول بلوتوث/Bluetooth Module
/Ethernet Module
ماژول جی پی اس/GPS Module
ماژول رله/Relay Module
ماژول تایمر زمان/RTC (Real Time Clock) Module
ماژول شتاب/Accelerometer Module
RFIDماژول /RFID Module
ماژول التراسونیک/Ultrasonic Sensor Module
ماژول دما/Temperature Sensor Module
ماژول رطوبت/Humidity Sensor Module
ماژول سنسور گاز/Gas Sensor Module
ماژول سنسور صدا/Sound Sensor Module
ماژول سنسور تشخیص حرکت/PIR (Passive Infrared) Motion Sensor Module
ماژول جوی استیک/Joystick Module
ماژول کیپد/Keypad Module
ماژول کلید/Button Module
ماژول ال ای دی/LED Module
ماژول کنترل سروو موتور /Servo Motor Controller Module
ماژول کنترل استپر موتور/Stepper Motor Controller Module
ماژول کنترل دی سی موتور/DC Motor Controller Module
ماژول منبع تغذیه/Power Supply Module
ماژول رگلاتور کاهنده یا افزاینده/Voltage Regulator Module
ماژول سنسور جریان/Current Sensor Module
ماژول ریموت کنترل مادون قرمز/Infrared Remote Control Module
ماژول ضبط صدا/Sound Recorder Module
ماژول کنترل استپر موتور نما17/NEMA17 Stepper Motor Module
ماژول ترنسیور وایرلس/JOY-IT SX1278 LORA Module
mq2ماژول تشخیص دود و گاز /MQ-2 Gas Sensor Module
DHT11ماژول تشخیص دما و رطوبت /DHT11 Temperature and Humidity Sensor Module

کاربرد ماژول ها در رباتیک

robomodule

همانطور که در بالا گفتیم ماژول ها کاربرد بسیار گسترده ای در حوزه ی الکترونیک و همچنین رباتیک دارند.

ماژول ها اجزای ضروری سیستم های رباتیک هستند. این ماژول ها می توانند واحدهای سخت افزاری یا نرم افزاری باشند که وظایف یا عملکردهای خاصی مانند سنجش، کنترل یا ارتباطات را انجام می دهند. به عنوان مثال، یک بازوی رباتیک معمولاً از چندین ماژول شامل موتورها، حسگرها و کنترل‌کننده‌ها تشکیل می‌شود. هر ماژول عملکرد خاصی مانند کنترل حرکت بازو یا تشخیص اشیاء در محیط خود را انجام می دهد. ماژول های رباتیک همچنین می توانند برای ایجاد سیستم های رباتیک پیچیده با قابلیت های پیشرفته به هم متصل شوند. به عنوان مثال، چندین بازو رباتیک می توانند برای انجام کارهای پیچیده، مانند مونتاژ یک ماشین یا بسته بندی محصولات در یک کارخانه، با هم کار کنند. علاوه بر این، ماژول های نرم افزاری را می توان برای برنامه ریزی و کنترل سیستم های رباتیک توسعه داد. این ماژول‌ها می‌توانند شامل الگوریتم‌هایی برای برنامه‌ریزی حرکت، اجتناب از موانع، و پردازش تصویر و سایر عملکردها باشند. به طور خلاصه، ماژول ها جزء ضروری یک سیستم روباتیک هستند که آن را قادر می سازند وظایف خاصی را انجام دهد و با محیط خود تعامل داشته باشد. با ترکیب ماژول‌های مختلف، روبات‌ها می‌توانند به قابلیت‌های پیچیده‌تری دست یابند و در طیف وسیعی از کاربردها، از تولید تا مراقبت‌های بهداشتی، مفیدتر شوند.

ما با استفاده از ماژول ها و میکروکنترلر های آردوینو و رزبری و … و همچنین کد نویسی میتوانیم تعداد بسیار زیادی ربات مختلف با کاربرد های گوناگون بسازیم.

با یک مثال ساده میتوانیم بگوییم با یک عدد آردوینو UNO یا Nano و یک سنسور التراسونیک و یک شاسی ماشین (رباتیک به همراه دو چرخ و یک هرزگرد) میتوانیم این ربات را به نحوی کدنویسی کنیم که در یک مسیر در نزدیکی یک دیوار همواره فاصله ی خود با دیوار را مقدار مشخصی نگاه دارد.(با کمک ماژول التراسونیک فاصله ی جسم تا دیوار را به پردازنده ارسال میکنیم _یعنی در حقیقت پردازنده آن را میخواند_ و با توجه به دوری و نزدیکی ربات از دیوار پردازنده سرعت هر یک از چرخ ها را با توجه به کد نوشته شده کم و زیاد میکند تا فاصله مقدار ثابتی باقی بماند).

ماژول ها و کتابخانه ها

کتابخانه ها و ماژول ها ابزارهایی هستند که توسعه دهندگان را قادر می سازند تا نرم افزار را کارآمدتر و موثرتر بنویسند. کتابخانه ها معمولاً حاوی کدهای از پیش نوشته شده هستند که عملکردهای معمولی مانند ساختارهای داده، الگوریتم ها و عملیات ورودی/خروجی را فراهم می کند. اینها می توانند از کتابخانه های اساسی مانند کتابخانه هایی که توابع ریاضی را ارائه می دهند تا کتابخانه های تخصصی تر مانند کتابخانه های گرافیکی یا یادگیری ماشینی را شامل شود. هم کتابخانه ها و هم ماژول ها به برنامه نویسان کمک می کنند تا مقدار کدی را که باید برای نوشتن و اشکال زدایی از ابتدا به حداقل برسانند، منجر به توسعه نرم افزار کارآمدتر و قابل اعتمادتر می شود. آنها همچنین نگهداری کد و به روز رسانی را با انتزاع کردن عملکرد نرم افزار به اجزای قابل استفاده مجدد ساده می کنند.

میتوانید در قسمت زیر نظرات و پیشنهادات خود را با ما در میان بگذارید.

رضا قنبری
متخصص آموزش رباتیک

رضا قنبری هستم متخصص آموزش رباتیک با بیش از 10 سال سابقه فعالیت در ایران

این مطلب را به اشتراک بگذارید

دسته بندی نشده

ماژول WIFI

ماژول WIFI قبل از خواندن این مقاله بهتر است در نظر داشته باشید مقالاتی که با عنوان ماژول در سایت قرار گرفته اند از مقالات

ماژول آمپلی فایر

ماژول آمپلی فایر قبل از خواندن این مقاله بهتر است در نظر داشته باشید مقالاتی که با عنوان ماژول در سایت قرار گرفته اند از

ماژول سنسور مجاورت خازنی

ماژول سنسور مجاورت خازنی قبل از خواندن این مقاله بهتر است در نظر داشته باشید مقالاتی که با عنوان ماژول در سایت قرار گرفته اند

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *