ما هو الاردوينو – Arduino و ما هي استخداماته و أنواعه
اردوينو – Arduino هو عبارة عن منصة مفتوحة المصدر تُستخدم لبناء المشاريع الإلكترونية و يتكون الأردوينو من لوحة كهربائية قابلة للبرمجة (يشار إليها غالبًا باسم مايكرو كونترولر) و كود برمجة أو IDE (بيئة التطوير المتكاملة) التي تعمل على جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، وتستخدم لكتابة وتحميل كود الكمبيوتر إلى لوحة الأردوينو.
الاردوينو
أصبحت منصة الاردوينو اونو شائعة جدًا عند الأشخاص الذين بدأوا للتو في مجال الإلكترونيات ، ولسبب وجيه على عكس معظم لوحات الدوائر القابلة للبرمجة لا يحتاج الأردوينو إلى قطعة منفصلة من الأجهزة لتحميل كود جديد على اللوحة بل يمكنك ببساطة استخدام كيبل USB.
بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم Arduino IDE إصدارًا مبسطًا من لغة C ++ مما يسهل تعلم البرمجة و أخيرًا ، يوفر عامل الشكل القياسي الذي يقسم وظائف وحدة التحكم الدقيقة إلى حزمة يسهل الوصول إليها.
أردوينو أونو The Arduino Uno هي واحدة من أكثر اللوحات شهرة في عائلة الاردوينو وهي خيار رائع للمبتدئين.
صدق أو لا تصدق ، هذه الأسطر العشرة هي كل ما تحتاجه لتشغيل مؤشر LED الموجود على لوحة Arduino
ما هي المشاريع التي يمكنك تصميمها باستخدام الاردوينو اونو؟
تم تصميم أجهزة وبرامج الاردوينو للفنانين والمصممين والهواة والمبتدئين وأي شخص مهتم بإنشاء أجهزة تفاعلية حيث يمكن أن يتفاعل الاردوينو مع الأزرار ومصابيح LED و المواتير ومكبرات الصوت ووحدات GPS والكاميرات والإنترنت وحتى هاتفك الذكي أو تلفزيونك!
هذه المرونة جنبًا إلى جنب مع حقيقة أن برنامج كتابة الأكواد مجاني ولوحات الأجهزة رخيصة جدًا كما أن كل من البرامج والأجهزة سهلة التعلم أدت إلى وجود مجتمع كبير من المستخدمين الذين ساهموا في تطوير الأردوينو و طوروا مجموعة كبيرة ومتنوعة من المشاريع القائمة على اردوينو.
و اليوم بدءًا من المشاريع الإلكترونية البسيطة إلى الروبوتات المعقدة يمكن استخدام الاردوينو للتحكم بأي مشروع إلكترونيات تقريبًا.
ما هي أجزاء لوحة الأردوينو؟
هناك العديد من أنواع لوحات الاردوينو التي يمكن استخدامها لأغراض مختلفة و تبدو بعض اللوحات مختلفة قليلاً عن تلك الموجودة أدناه لكن معظم اللوحات لديها غالبية هذه المكونات المشتركة:
مدخل الطاقة (USB / Barrel Jack):
تحتاج كل لوحة اردوينو إلى مدخل للاتصال بمصدر طاقة و يمكن تشغيل Arduino UNO من كيبل USB قادم من جهاز الكمبيوتر الخاص بك أو من مصدر طاقة في البيت ينتهي بمقبس أسطواني.
في الصورة أعلاه ، تم وضع علامة( 1) على اتصال USB والمقبس الأسطواني (2).
ملاحظة: لا تستخدم مصدر طاقة أكبر من 20 فولت لأنك ستحرق الاردوينو الخاص بك و الجهد الموصى به لمعظم موديلات الاردوينو هو ما بين 6 و 12 فولت.
الـ PINSs (5 فولت ، 3.3 فولت ، GND ، Analog ، Digital ، PWM ، AREF)
الـ pins الموجودة في الاردوينو هي الأماكن التي توصل فيها الأسلاك لإنشاء دائرة كهربائية و يحتوي الاردوينو على عدة أنواع مختلفة منها و كل منها ملصق على اللوحة ويستخدم لوظائف مختلفة.
-
GND (3): اختصار لـ “أرضي”. هنا يمكنك استخدام أي منها لتأريض دائرتك.
-
3.3 فولت من الطاقة. تعمل معظم المكونات البسيطة المستخدمة مع الاردوينو من 5 أو 3.3 فولت.
-
Analog (6): المنطقة الموجودة أسفل ملصق “Analog In” (A0 إلى A5 على UNO). يمكن لهذه المسامير قراءة الإشارة من جهاز استشعار بسيط (مثل مستشعر درجة الحرارة) وتحويلها إلى قيمة رقمية يمكن قراءتها.
-
Digital (7): على الجانب الآخر من توجد المسامير الرقمية (من 0 إلى 13 على UNO). يمكن استخدام هذه المسامير لكل من الإدخال الرقمي (مثل معرفة ما إذا كان الزر مضغوطًا) والإخراج الرقمي (مثل تشغيل مصباح LED).
-
PWM (8): ربما لاحظت وجود علامة (~) بجوار بعض المسامير الرقمية (3 و 5 و 6 و 9 و 10 و 11 على UNO). تعمل هذه المسامير كدبابيس رقمية عادية ،ولكن يمكن استخدامها أيضًا لشيء يسمى تعديل عرض النبض (PWM).
-
AREF (9): يمكنك أن لا تستخدمه في معظم الأوقات و يتم استخدامه أحيانًا لتعيين جهد مرجعي خارجي (بين 0 و 5 فولت) كحد أعلى لدبابيس الإدخال الـ Analog.
قد يهمك ايضاً: خدمات الإنترنت
زر إعادة الضبط – reset
يحتوي الاردوينو على زر إعادة تعيين (10) و سيؤدي الضغط عليه مؤقتًا إلى إعادة تشغيل أي كود تم تحميله على الأردوينو.
مؤشر LED للطاقة
مباشرةً أسفل وإلى يمين كلمة “UNO” على لوحة دائرتك يوجد مؤشر LED صغير بجوار كلمة “ON” (11). يجب أن يضيء هذا المؤشر كلما قمت بتوصيل الاردوينو بمصدر طاقة. إذا لم يتم تشغيل هذا المصباح فهناك احتمال كبير لوجود خطأ ما.
TX RX LEDs
تضيئ هذه الأجزاء للإشارة إلى المسامير المسؤولة عن الإشارة. و ستمنحنا مصابيح LED هذه بعض المؤشرات المرئية اللطيفة عندما يتلقى الاردوينو البيانات أو ينقلها (مثل عندما نقوم بتحميل برنامج جديد على السبورة).
الآي سي الرئيسية
الشيء الأسود مع الأرجل المعدنية هو الدائرة المتكاملة (13). فكر في الأمر على أنه عقل الاردوين الخاص بك. و يختلف الـ IC الرئيسي في الاردوينو قليلاً من نوع اللوحة إلى نوع اللوحة ،
و قد تحتاج إلى معرفة نوع IC (جنبًا إلى جنب مع نوع اللوحة الخاصة بك) قبل تحميل برنامج جديد من برنامج الاردوينو و يمكن العثور على هذه المعلومات عادةً على الوجه العلوي من الـ IC.
منظم الجهد (14)
لا يعد منظم الجهد شيئًا يمكنك (أو يجب) التفاعل معه على الاردوينو و من المفيد معرفة أنه موجود وما الغرض منه.
يقوم منظم الجهد بالتحكم في مقدار الجهد المسموح بدخوله إلى لوحة الاردوينو و لن يسمح بوجود الجهد الإضافي الذي قد يضر بالدائرة و بالطبع ، له حدوده لذلك لا تقم بتوصيل الاردوينو بأي مصدر طاقة أكبر من 20 فولت.
اقرأ أيضا: ما هي أفضل لغات البرمجة
أنواع لوحات الأردوينو
لوحات الأردوينو مختلفة لكل منها إمكانات مختلفة بالإضافة إلى ذلك فإن جزءًا من كونه جهازًا مفتوح المصدر يعني أنه يمكن للآخرين تعديل وإنتاج لوحات اردوينو توفر المزيد من الوظائف.
1.Arduino Uno (R3)
هي أشهر لوحة اردوينو وتحتوي على كل ما تحتاجه للبدء و تحتوي على 14 منفذ إدخال / إخراج رقمي (يمكن استخدام 6 منها كمخرجات PWM) ، و 6 مداخل تناظرية ، ووصلة USB ، ومقبس طاقة ، وزر إعادة تعيين والمزيد.
اللوحة تحتوي على كل ما هو مطلوب لدعم المتحكم و ما عليك سوى توصيله بجهاز كمبيوتر باستخدام كيبل USB أو تشغيله باستخدام محول أو بطارية AC-to-DC للبدء.
2.LilyPad Arduino
هي لوحة يمكن ارتداؤها طورتها Leah Buechley وتم تصميمها بشكل تعاوني من قبل Leah و SparkFun. تم تصميمها بحيث يمكن السماح بخياطتها في الملابس بخيط موصل. و تأتي لوحة LilyPad بعائلة خاصة به من لوحات الإدخال والإخراج والطاقة وأجهزة الاستشعار المصممة أيضًا خصيصًا لها حتى أنها قابلة للغسل!
3.RedBoard
يمكن برمجة هذه اللوحة عبر كبل USB Mini-B باستخدام برنامج Arduino IDE و سيعمل على نظام ويندوز 8 دون الحاجة إلى تغيير إعدادات الأمان الخاصة بك.
هي اللوحة الأكثر استقرارًا بالإضافة إلى أنها مسطحة تمامًا من الخلف مما يسهل تضمينها في مشاريعك و ما عليك سوى توصيل اللوحة واختيار “Arduino UNO” من قائمة اللوحة وستكون جاهزًا لتحميل الكود. و يمكنك تشغيلها عبر USB أو من خلال المقبس الأسطواني.
يمكن لمنظم الطاقة الموجود على اللوحة التعامل مع أي جهد من 7 إلى 15 فولت.
4.Arduino Mega (R3)
تحتوي اللوحة على الكثير (54) من دبابيس الإدخال / الإخراج الرقمية (14 يمكن استخدامها كمخرجات PWM) ، و 16 مدخلًا تناظريًا ، ووصلة USB ، ومقبس طاقة ، وزر إعادة تعيين. و ما عليك سوى توصيلها بجهاز كمبيوتر باستخدام كبل USB أو تشغيلها باستخدام محول أو بطارية AC-to-DC للبدء.
العدد الكبير من المسامير يجعل هذه اللوحة سهلة الاستخدام للغاية للمشاريع التي تتطلب مجموعة من المدخلات أو المخرجات الرقمية (مثل الكثير من المصابيح أو الأزرار).
5.Arduino Leonardo
تعتبر لوحة Leonardo أول لوحة تستخدم متحكمًا واحدًا مع USB مدمج و هذا يعني أنه يمكن أن يكون أرخص وأبسط. أيضًا ، نظرًا لأن اللوحة تتعامل مع USB مباشرة فإن مكتبات الأكواد المتاحة تسمح للوحة بمحاكاة لوحة مفاتيح الكمبيوتر والماوس والمزيد!
ملحقات الاردوينو :
بالرغم من أن لوحة الاردوينو الخاصة بك جميلة بالتأكيد إلا أنها لا تستطيع فعل الكثير بمفردها بل عليك ربطها بشيء ما مثل :
1.المستشعرات
يمكن للأردوينو التحكم والتفاعل مع مجموعة متنوعة من المستشعرات مثل مستشعرات قياس الضوء ودرجة الحرارة ودرجة الانثناء والضغط و التسارع والرطوبة و غير ذلك الكثير.
2.الحمايات
بالإضافة إلى ذلك ، يوجد هذه الأشياء و تسمى الحمايات – وهي في الأساس لوحات دوائر مسبقة الصنع تتلاءم مع الجزء العلوي من الاردوينو وتوفر إمكانات إضافية مثل التحكم في المحركات، والاتصال بـ الإنترنت، وتوفير اتصالات خلوية أو لاسلكية أخرى والتحكم في شاشة LCD، وغير ذلك الكثير.
مجموعة مختارة جزئية من الحمايات لزيادة قوة الاردوينو
مزايا وعيوب استخدام الاردوينو
هناك العديد للمميزات التي تعود بها الاردوينو على مستخدميها، بالمقابل هناك عيوب أيضًا تعاب بها لا بد من الاطلاع عليها وأخذ الحيطة والحذر خلال التعامل بها، وتتمثل بما يلي:
مزايا استخدام الاردوينو
من أهم مزايا استخدام الاردوينو Arduino ما يلي:
- السهولة المطلقة في حل ما يواجه المستخدم من مشكلات نظرًا لاعتباره مفتوح المصدر.
- سهولة استخدام وتطبيق أكواد البرمجة الخاصة به.
- الاستمرار في التحديث أولًا بأول على المكتبة.
- وجود أنواع عديدة من اللوحات الخاصة به تتفاوت فيما بينها من حيث التغذية، المعالج والسرعة وغيرها؛ لذلك تلائم مختلف أنواع المشاريع.
- الوفرة بأسعار منطقة لا تكبدك مبالغ طائلة.
- الدعم الكامل للنبضات الكهربائية بشقيها التناظرية والرقمية.
- إمكانية عرض المعلومات على الأجهزة بواسطة usb والاتصال بالإنترنت.
عيوب استخدام الاردوينو
أما عن عيوب استخدام الاردوينو فإنها على النحو التالي:
- قصر العمر الافتراضي المحدد أساسًا للوحات، وذلك لاعتبارها محددة خصيصًا للغايات التعليمية فقط ولم تكن محددة للصناعية.
- العجز عن تعظيم محركات التيار المتواصلة بالطاقة الكهربائية، لذلك فإن تلف المكونات الداخلية وارد جدًا.
- محدودية الجهد المخصص للإمدادات ما بين 3.3- 5 فولت.
- غياب خاصية دعم نقل الفيديوهات ذات الجودة العالية باعتبارها ذات متحكمات دقيقة.
- عدم القدرة على إنشاء المشاريع ذات الحجم الضخم وذلك لصغر حجم الذاكرة فيها.
بذلك فقد تمكنا من تقديم تفاصيل ما هو الاردوينو وما هي استخداماته وأنواعه، إضافة إلى أهم المزايا والعيوب الشائعة حول استخدام الاردوينو في الحياة العملية.
وهكذا نكون قد وصلنا إلى نهاية هذا المقال اليوم وقد ذكرنا فيه نظرة بسيطة على اردوينو و ما يمكن فعله من مشاريع.
قد يهمك ايضاً قراءه:
إلكترونية آردوينو لوح متحكم دقيق أفضل دارة طريق أدوات الأول تسوق مقدمة البرمجيات وكيف يعتبر عدد بكل بساطة إلكتروني البرنامج الالكترونيات شحن سريع بسهولة يطلق الدقيق كيفية الوقت الحجم المحيط مساعدة الكتاب فقط المدمجة بواسطة شركة المتغيرات الكترونية فوق هل أحدث إصدار سنتحدث بالاردوينو
