الأردوينو عبارة عن لوح تطوير إلكتروني مفتوح المصدر، وهو يحظى بشعبية كبيرة وسمعة حسنة بين الهواة والمطورين حيث تم بيع ملايين الوحدات منه عبر العالم، لكن مالذي يجعل من الأردوينو شيئا مميزا وما هي المشاريع التي يمكن إنجازها بإستعمال إحدى لوحات التطوير هذه؟
ما هو الأردوينو؟
الأردوينو عبارة عن لوح تطوير إلكتروني مفتوح المصدر موجه للمهندسين والهواة والمطورين ولجميع من يهتم بمجالي الإلكترونيات والبرمجة.
يستقبل ويقرأ الأردوينو البيانات من وسطه ومحيطه الخارجي بواسطة الأزرار، والحساسات ومختلف القطع الأخرى، حيث يقوم بمعالجة الإشارات التي تلقاها بواسطة متحكم دقيق قابل للبرمجة، ثم يتفاعل مع المحيط الخارجي حيث أنه يمكنه التعامل مع عديد المخرجات كالثنائيات الباعثة للضوء (LED)، والمحركات، والريليهات (relays)، وشاشات LCD، وغيرها الكثير والكثير.
بإمكان المشاريع الخاصة بالأردوينو أن تكون قائمة بذاتها (بمعنى أنه لا يُستخدم فيها سوى الأردوينو) وبإمكانها كذلك أن تتواصل مع لوحات تطوير أخرى كراسبيري باي (Raspberry Pi) أو قطع أردوينو أخرى أو كل شيء آخر تقريبا.
تعود أسباب شهرة الأردوينو بالدرجة الأولى إلى سعره المنخفض والسهولة الكبيرة التي يوفرها عند برمجته على عكس المتحكمات الدقيقة. رابط الشراء: اضغط هنا.
مم يتكون الأردوينو؟
على الرغم من وجود العديد من ألواح الأردوينو الرسمية المختلفة، سنوضح من خلال هذا الشرح على مكونات الأردوينو أونو (Arduino UNO) نظرا لكونه النوع الأشهر ولكونه كذلك متوافر بالأسواق، حسنا ودون أن نُطيل أكثر ها هي مكوناته:
- المعالج: ATmega16U2 بسرعة 16 ميغاهيرتز
- ذاكرة فلاش: 32 كيلوبايت
- الذاكرة الحية (RAM): 2 كيلوبايت
- جهد التشغيل: 5 فولت
- جهد الدخل: من 7 إلى غاية 12 فولت
- عدد المدخلات التماثلية: 6
- عدد المدخلات والمخرجات (I/O) الرقمية: 14 من بينها 6 خاصة بتقنية عرض النبضة (PWM)
قد تجعل هذه الخصائص الأردوينو يبدوا لك كلعبة أطفال إذا ما قمت بمقارنتها مع حاسوبك المكتبي أو هاتفك المحمول، لكن عليك أن تعلم أن هذه الخصائص أكثر من كافية لأغلب المشاريع الإلكترونية مهما بلغ تعقيدها، ففي عالم الأنظمة المدمجة نتعامل مع معطيات أقل بكثير من المعطيات التي تتعامل معها الحواسيب.
ضف إلى ذلك أنه يمكننا جعل الأردوينو أكثر قوة وإضافة المزيد من الخصائص له وهذا عبر ما يسمى الأغطية (Shields) وهذا ما سنتعرف عليه من خلال الفقرة التالية.
ما هي أغطية الأردوينو؟
إذا ما أردت أن تُضيف خاصية معينة إلى الأردوينو خاصتك فيجب عليك أن تستعمل غطاء. أغطية الأردوينو عبارة عن ألواح يتم تركيبها فوق الأردوينو من أجل الحصول على بعض الوظائف والمميزات الإضافية.
هناك المئات من أغطية الأردوينو والتي بإمكانها إضافة خصائص إضافية للوحة التطوير مثل الواي فاي (Wi-Fi) والبلوتوث (Bluetooth) ونظام تحديد المواقع (GPS) وغيرها الكثير من الخصائص التي لا عد لها ولا حصر.
ما هي الأدوات التي نحتاجها من أجل عمل مشاريع بالأردوينو؟
سنستعرض من خلال هذه الفقرة الأدوات والقطع التي نحتاجها من أجل مباشرة العمل وإنجاز مشاريعنا الخاصة بالأردوينو، جميع هذه الأدوات رخيصة السعر ومتوافرة بالأسواق بل جميعها تقريبا متواجدة في كل بيت شخص يعمل في مجال الالكترونيات.
حسنا لنلقي الآن نظرة على هذه الأدوات، ولنتعرف على وظيفة كل منها على حدة:
لوح التجارب (Breadboard):
يُستعمل لوح التجارب من أجل إجراء نماذج أولية للدوائر الإلكترونية، فهو يُعتبر وسيلة مثالية من أجل توصيل العناصر الإلكترونية مع بعضها البعض بصفة مؤقتة.
تُعتبر ألواح التجارب وسيلة سريعة من أجل إختبار دائرة كهربائية ما، ولكنها قد تُصبح غير فعالة عند التعامل مع دوائر كبيرة، كما أن الأنواع الرخيصة منها تحظى بسمعة سيئة وهي غير موثوقة لذا فمن الأفضل أن تستثمر في واحدة متوسطة السعر. رابط الشراء: اضغط هنا.
الثنائيات الباعثة للضوء (LEDs):
الثنائيات الباعثة للضوء أو LED إختصارا للعبارة الإنجليزية Light Emitting Diode، عبارة عن مصادر ضوئية بخسة الثمن، وبإمكانها أن توفر إضاءة قوية مع إستهلاك بسيط للطاقة الكهربائية.
تأتي الثنائيات الباعثة للضوء بألوان مختلفة، وهي لا تسخن على عكس المصابيح الأخرى وهذا نتيجة لاستهلاكها الصغير للطاقة، كما أن لها فترة حياتها أطول كذلك.
نجد مصابيح الليد في عديد الأشياء من حولنا كشاشات التلفزيون، وأضواء السيارة الكاشفة. رابط الشراء: اضغط هنا.
تأتي الثنائيات الباعثة للضوء بألوان مختلفة، وهي لا تسخن على عكس المصابيح الأخرى وهذا نتيجة لاستهلاكها الصغير للطاقة، كما أن لها فترة حياتها أطول كذلك.
نجد مصابيح الليد في عديد الأشياء من حولنا كشاشات التلفزيون، وأضواء السيارة الكاشفة. رابط الشراء: اضغط هنا.
أزرار الضغط:
أزرار الضغط عبارة عن مجرد زر، عند الضغط عليه تكتمل الدائرة مما يسمح بمرور التيار الكهربائي، وتغير الفولطية (عادة تتغير من 0 فولط بسبب عدم مرور تيار إلى 5 فولت)، يكتشف الأردوينو هذا التغير فيستجيب وفقا لذلك. رابط الشراء: اضغط هنا.
الطنان الكهربائي (buzzer):
الطنان الكهربائي عبارة عن جهاز أو مكبر صوت صغير يقوم بإصدار الأصوات إنطلاقا من الإشارات الكهربائية، إلا أن هذه الأصوات تكون بعيدة كل البعد عن نوع وجودة الأصوات التي تُصدرها مكبرات الصوت الحقيقية. رابط الشراء: اضغط هنا.
المقاومات الكهربائية:
تقوم المقاومة الكهربائية بالحد من مرور التيار في الدائرة الكهربائية، وهي من بين أكثر العناصر الكهربائية استعمالا، باختصار المقاومة عبارة عن عناصر عملية جدا وضرورة حتمية لكل محب للالكترونيات. يمكنك التعرف على المقاومات أكثر بقراءة هذا المقال. رابط الشراء: اضغط هنا.
أسلاك التوصيل:
حسنا، جمعنا يعرف دور الأسلاك أليس كذلك؟ سنستعملها هنا من أجل توصيل القطع مع بعضها البعض على لوح التجارب. رابط الشراء: اضغط هنا.
كيف نقوم ببرمجة الأردوينو؟
بمجرد أن ننتهي من إنشاء الدائرة وتوصيلها على لوح التجارب، سنحتاج إلى رفع البرنامج (Program) الذي قمنا بكتابته إلى الأردوينو، يُعتبر البرنامج مجموعة من الأوامر المتتابعة التي تُخبر الأردوينو ماذا يفعل والمهام التي يجب أن يُنفذها، لا نستطيع سوى أن نرفع برنامج واحد للأردوينو كل مرة.
البرنامج أو السوفتوير (Software) الذي سنستعمله من أجل رفع البرنامج (Program) إلى الأردوينو يسمى Arduino IDE ويعني باللغة العربية بيئة تطوير الأردوينو المتكاملة (Arduino Integrated development environment).
هذا السوفتوير مجاني تماما ويمكن تحميله من الموقع الرسمي من خلال هذا الرابط.
تحتوي جميع برامج الأردوينو على دالتين (Function) رئيسيتين هما:
- دالة void setup(): حيث نقوم بوضع الأوامر التي نرغب في تنفيذها مرة واحدة فقط.
- دالة void loop(): يحتوي على الأوامر التي نرغب في تنفيذها مرارا وتكرارا حيث يُعاد تنفيذها مرة بعد مرة إلى غاية إطفاء الأردوينو.
يمثل البرنامج الموجود في الصورة أعلاه برنامجا للتحكم في شدة إضاءة ثنائي باعث للضوء (LED) بواسطة مقاومة متغيرة.
بعض مشاريع الأردوينو:
لا بد وأنك تتساءل الآن عمَّا يمكن صنعه بالأردوينو بالإضافة إلى التحكم بشدة إضاءة ثنائي باعث للضوء. سنستعرض من خلال هذه الفقرة بعضا من المشاريع التي تطرقنا إليها سابقا في موقع مبدعو الإلكترونيات:
إرسال تعليق