در دنیای سیستم‌های تعبیه‌شده، بردهای فشرده و پرقدرت اهمیت زیادی برای طراحان و مهندسان دارند. یکی از این بردها، PICO319 از برند Axiomtek است که با طراحی کوچک، قدرت پردازشی مناسب و امکانات متنوع، گزینه‌ای عالی برای کاربردهای صنعتی و تجاری است.
این مقاله با هدف آشنایی کامل برای مبتدیان تهیه شده و سعی دارد یک راهنمای کاربردی برای آموزش کار با برد PICO319 برند Axiomtek برای مبتدیان ارائه دهد.
برد PICO319 چیست؟
برد PICO319 یک کامپیوتر کوچک صنعتی (Single Board Computer) بر پایه فرم فکتور Pico-ITX است که توسط شرکت تایوانی Axiomtek طراحی و تولید شده. این برد با وجود ابعاد کوچک، قابلیت‌های زیادی را در خود جای داده و مناسب برای کاربردهایی مانند:
- سیستم‌های کنترل صنعتی
- سیستم‌های هوشمند حمل و نقل
- تجهیزات پزشکی
- سیستم‌های خودپرداز و فروشگاهی
مشخصات فنی کلیدی برد PICO319
برای آموزش کار با برد PICO319 برند Axiomtek برای مبتدیان، ابتدا باید با مشخصات فنی این برد آشنا شوید:
1. پردازنده
- پشتیبانی از Intel Atom® x5-E3940 / x7-E3950 / Celeron® N3350
- توان مصرفی پایین با قدرت پردازش مناسب برای کارهای صنعتی سبک تا متوسط
2. حافظه
- پشتیبانی از DDR3L SO-DIMM تا 8GB
- مناسب برای اجرای سیستم‌عامل‌های سبک و نرم‌افزارهای صنعتی
3. گرافیک و خروجی تصویر
4. ارتباطات
- 2xLAN Gigabit Ethernet
- 4xUSB (2.0 و 3.0)
- 2xCOM ports (RS-232/422/485)
- GPIO وI2C/SPI برای سنسورها و ماژول‌های اضافی
5. ذخیره‌سازی
مزایای برد PICO319
در ادامه به 4 مزیت کاربردی برد پیکو319 محصول Aximtek می‌پردازیم:
1. ابعاد کوچک و طراحی فشرده
ابعاد Pico-ITX باعث می‌شود برد به‌راحتی در پروژه‌هایی با فضای محدود مورد استفاده قرار گیرد.
2. مصرف انرژی پایین
برد پیکو319 برای کاربردهای مداوم در محیط‌های صنعتی بدون نیاز به سیستم خنک‌کننده پیچیده طراحی شده است.
3. پشتیبانی از لینوکس و ویندوز
امکان راه‌اندازی با توزیع‌های محبوب لینوکس (مثل Ubuntu) یا ویندوز 10 IoT برای محیط‌های صنعتی
4. پایداری و مقاومت صنعتی
مناسب برای دمای کاری بالا، لرزش و شوک، که در محیط‌های صنعتی رایج است.
نحوه راه‌اندازی برد PICO319 (گام‌به‌گام)
برای آموزش کار با برد PICO319 برند Axiomtek برای مبتدیان، این راهنما را دنبال کنید:
گام 1: آماده‌سازی تجهیزات
- منبع تغذیه 12V با جریان مناسب
- حافظه RAM DDR3L
- ماژول mSATA یا SSD
- کیبورد، ماوس و نمایشگرHDMI
- کابل LAN (در صورت نیاز به اینترنت)
گام 2: نصب RAM و ذخیره‌ساز
- ماژول رم را به اسلاتSO-DIMM وصل کنید.
- حافظه ذخیره‌سازی(SSD یا mSATA) را متصل نمایید.
گام 3: اتصال تجهیزات جانبی
- کابل HDMI به نمایشگر
- کیبورد و ماوس از طریقUSB
- در صورت نیاز، اتصال شبکه و تجهیزات سریال
گام 4: راه‌اندازی سیستم‌عامل
این گام شامل دو مرحله اصلی است:
مرحله 1: نصب Ubuntu
- فایل ISO را از سایت رسمی Ubuntu دانلود کنید.
- روی فلش USB با ابزار Rufus بوتیبل کنید.
- فلش را به برد وصل و بوت را تنظیم کنید.
- مراحل نصب را دنبال کنید.
مرحله 2: نصب Windows IoT
- فایل image ویندوز IoT را از سایت مایکروسافت دریافت کنید.
- از Windows IoT Dashboard برای نصب روی برد استفاده کنید.
گام 5: تنظیمات بایوس
- بررسی تنظیمات بوت
- فعال‌سازی قابلیت‌هایی مانند COM ports یا Wake on LAN
پروژه‌های پیشنهادی با برد PICO319 برای تمرین مبتدیان
برای یادگیری بهتر کار با برد PICO319، می‌توانید پروژه‌های ساده زیر را اجرا کنید:
پروژه 1: سیستم مانیتورینگ دما با سنسور DS18B20
- استفاده از پورتGPIO یا I2C
- نمایش دما روی نمایشگرLCD یا ارسال به سرور
در این پروژه هدف اصلی، طراحی یک سیستم پایش دماست که با استفاده از سنسور دیجیتال DS18B20 دمای محیط یا یک نقطه خاص را اندازه‌گیری کرده و آن را از طریق واسط گرافیکی یا شبکه در اختیار اپراتور یا سیستم مرکزی قرار دهد. برد صنعتی مانند PICO319 که دارای پورت‌های GPIO، USB و حتی واسط‌های ارتباطی مانند UART یا I2C است، به‌خوبی می‌تواند قلب این سیستم باشد.
ابتدا سنسور DS18B20 از طریق پروتکل 1-Wire به یکی از پورت‌های GPIO متصل می‌شود. این سنسور دیجیتال است و برخلاف سنسورهای آنالوگ مثل LM35، نیازی به مبدل آنالوگ به دیجیتال ندارد، که همین موضوع کار با آن را ساده‌تر و دقیق‌تر می‌کند. در سمت نرم‌افزاری، معمولاً از سیستم‌عامل لینوکسی که روی برد نصب شده استفاده می‌شود. با فعال‌سازی ماژول‌های لازم در کرنل (مثل w1-gpio و w1-therm) و دسترسی به مسیر /sys/bus/w1/devices/ می‌توان مقدار دما را از فایل سیستمی خواند. این داده‌ها سپس به‌صورت دوره‌ای خوانده شده و در یک پایگاه‌داده سبک مانند SQLite ذخیره می‌شوند یا از طریق MQTT به سرور مانیتورینگ فرستاده می‌شوند.
در صورت نیاز به رابط کاربری، می‌توان با استفاده از Python و فریم‌ورک‌هایی مانند Flask یا حتی Node-RED، یک داشبورد گرافیکی ساده طراحی کرد که دما را به‌صورت نمودار لحظه‌ای نمایش دهد. در محیط‌های صنعتی، چنین سیستم‌هایی برای پایش دمای اتاق‌های تجهیزات یا تابلوهای برق حیاتی هستند، و استفاده از بردهای صنعتی به دلیل مقاومت بالا در برابر شرایط محیطی، بسیار منطقی است.
پروژه 2: شمارش‌گر صنعتی با دکمه و LED
- اتصال دکمه بهGPIO
- کنترل LED با شمارش فشاردکمه‌ها
پروژه دوم به ساخت یک شمارش‌گر ساده اما صنعتی اختصاص دارد که برای شمارش تعداد کالا، ورود/خروج پرسنل، یا شمارش سیکل‌های تولید به کار می‌رود. این سیستم از یک ورودی دیجیتال (دکمه صنعتی یا سنسور نوری) برای تحریک شمارنده و یک خروجی (LED یا نمایشگر دیجیتال) برای اعلام نتیجه استفاده می‌کند.
در این پروژه، دکمه‌ای صنعتی به یکی از پایه‌های GPIO متصل می‌شود. در سمت نرم‌افزار، با استفاده از یک اسکریپت Python یا برنامه C ساده، پین ورودی به حالت pull-up تنظیم شده و وقایع فشرده شدن دکمه از طریق وقفه‌ها (Interrupts) کنترل می‌شود تا در هر فشار، یک شمارنده افزایش یابد. برای جلوگیری از دوبار شمارش ناخواسته به دلیل Bounce فیزیکی دکمه، از Debouncing نرم‌افزاری استفاده می‌شود.
خروجی پروژه می‌تواند یک LED باشد که با هر شمارش روشن یا خاموش شود یا رنگ آن تغییر کند (مثلاً استفاده از RGB LED).
همچنین می‌توان از نمایشگر ۷ سگمنت یا ماژول OLED استفاده کرد تا مقدار شمارش به‌صورت عددی نمایش داده شود. اطلاعات شمارش شده می‌تواند روی سیستم ذخیره یا از طریق شبکه به سرور ارسال شود تا در سیستم ERP یا انبارداری یکپارچه شود.
مزیت بردهای صنعتی مانند PICO319 در این پروژه، تحمل شرایط سخت صنعتی، داشتن GPIOهای باکیفیت، و امکان اتصال نمایشگرهای صنعتی از طریق HDMI یا LVDS است. اگر پروژه توسعه یابد، می‌توان شمارش‌گر را به چند دکمه یا سنسور دیگر نیز گسترش داد و عملکردهای بیشتری مانند هشدار در رسیدن به حد آستانه یا توقف خط تولید در صورت شمارش خاص تعریف کرد.
پروژه 3: مانیتورینگ شبکه با ابزارهای لینوکسی
- نصب ابزارهایی مانند htop و nmap
- بررسی عملکرد شبکه و منابع سیستم
در این پروژه، برد PICO319 به‌عنوان یک نود مانیتورینگ شبکه استفاده می‌شود. این بردها با پشتیبانی از لینوکس، پورت‌های اترنت متنوع، و سخت‌افزار پایدار، بسیار مناسب برای نظارت بر ترافیک شبکه در محیط‌های صنعتی هستند. ایده اصلی پروژه، این است که یک برد کوچک اما قدرتمند در کنار سوییچ شبکه نصب شده و عملکرد ترافیکی شبکه، سلامت ارتباطات، و وضعیت تجهیزات را مانیتور کند.
ابتدا سیستم‌عامل لینوکسی مانند Ubuntu Server یا Debian روی برد نصب می‌شود. پس از راه‌اندازی، ابزارهایی مانند iftop، nload، ntopng یا حتی Wireshark به‌صورت CLI یا با رابط گرافیکی نصب و راه‌اندازی می‌شوند. با استفاده از این ابزارها می‌توان در لحظه ترافیک ورودی و خروجی، IPهای فعال، نرخ مصرف پهنای باند، و حتی نوع پروتکل‌های عبوری را پایش کرد.
علاوه‌بر این، می‌توان سرویس‌های SNMP و Zabbix Agent را روی برد فعال کرد تا این نود به سیستم‌های مانیتورینگ بزرگ‌تر متصل شود. در محیط‌هایی که چندین برد و دستگاه تحت شبکه فعال هستند، این مانیتورینگ به تشخیص زودهنگام خرابی‌ها، نفوذها یا نقاط فشار شبکه کمک می‌کند.
همچنین در صورت وجود چند پورت LAN، می‌توان از قابلیت Port Mirroring روی سوییچ استفاده کرد و یک پورت را برای مانیتورینگ اختصاص داد. برد اطلاعات را ذخیره‌سازی می‌کند، تحلیل اولیه را انجام می‌دهد و نتایج را به‌صورت گزارش روزانه یا هشدار لحظه‌ای به سیستم مدیریت ارسال می‌کند.
این پروژه نشان می‌دهد که بردهای صنعتی تنها برای کنترل ماشین‌آلات نیستند بلکه می‌توانند نقش حیاتی در زیرساخت‌های دیجیتال و امنیت شبکه در کارگاه‌ها و کارخانه‌ها ایفا کنند. از آنجا که بردهای PICO319 دارای طراحی بدون فن، مصرف پایین و قابلیت نصب در رک‌های صنعتی هستند، انتخابی عالی برای این‌گونه کاربردها محسوب می‌شوند.
مقایسه برد PICO319 برند Axiomtek با دیگر بردهای مشابه
| ویژگی | PICO319 | Raspberry Pi 4 | Jetson Nano |
| فرم فکتور | Pico-ITX | SBC استاندارد | SBC استاندارد |
| قدرت پردازش | متوسط | متوسط | بالا (GPU محور) |
| مصرف انرژی | پایین | متوسط | بالا |
| درگاه‌های صنعتی | بالا | محدود | متوسط |
| پشتیبانی صنعتی | حرفه‌ای | عمومی | تخصصی |
اگر به‌دنبال شروعی مطمئن در دنیای سیستم‌های تعبیه‌شده صنعتی هستید، خرید برد PICO319 برند Axiomtek می‌تواند انتخابی هوشمندانه و آینده‌ساز باشد. این برد با ابعاد کوچک، عملکرد قدرتمند، مصرف بهینه و امکانات صنعتی، همه‌چیز را برای ساخت پروژه‌های حرفه‌ای در اختیار شما قرار می‌دهد. همین حالا گام اول را بردارید و مسیر حرفه‌ای خود را با PICO319 آغاز کنید!
دیدگاه خود را بنویسید