يُعدّ أردوينو اليوم من أهم الأدوات لبدء رحلتك في عالم الإلكترونيات ، إذ صُمّم خصيصاً للفنانين والمصممين والهواة وكل من يهتم بإنشاء مشاريع إلكترونية ، سواءً في البرمجيات أو الأجهزة. ويعود ذلك أساساً إلى أن أردوينو لا يتطلب جهازاً منفصلاً لتحميل البرامج الجديدة إلى المتحكم الدقيق ، بل يستخدم كابل USB.
بالإضافة إلى ذلك، وبفضل استخدام نسخة مبسطة من لغة C++ ، يتميز برنامج Arduino IDE بسهولة البرمجة. علاوة على ذلك، يمكن لهذه اللوحة التفاعل مع الأزرار والمحركات ومكبرات الصوت والكاميرات ومصابيح LED ووحدات GPS والهواتف الذكية والإنترنت. وهذا ما يجعلها حلاً مرنًا للبرمجيات والأجهزة للمشاريع التعليمية أو أي مشروع إلكتروني.
لكن بالإضافة إلى مزاياها المفيدة لهذا الغرض، من المهم معرفة كل مكون من مكونات لوحة أردوينو . هذه العناصر أساسية للبدء من الصفر وبرمجة مشاريعك الأولى مفتوحة المصدر بشكل صحيح. لذلك، ستتعرف أدناه على الوحدات التي تُشكل لوحة أردوينو.
جميع المكونات التي تشكل لوحة أردوينو والتي تحتاج إلى معرفتها لتعلم البرمجة من الصفر
صحيح أن أردوينو عبارة عن منصة للنماذج الإلكترونية تعتمد على لوحة تحتوي على عدة مكونات تمكنها من العمل كجهاز يربط العالم التناظري بالعالم الرقمي.
لذلك، لشرح مكونات لوحة أردوينو بمزيد من التفصيل، يجدر بنا معرفة أجزائها ووظائفها، كما يلي:
متحكم
هي دائرة متكاملة تُعرَّف بأنها الجزء المسؤول عن معالجة جميع المعلومات ، وبالتالي فهي المنطقة التي يُحفظ فيها الكود المعروف باسم "الرسم التخطيطي" في برنامج أردوينو. تُعتبر بمثابة عقل لوحة أردوينو ، وتتميز بلونها الأسود ودبابيسها المعدنية.
وبهذا المعنى، تعمل وحدة التحكم الدقيقة في لوحة أردوينو كدائرة متكاملة قابلة للبرمجة، والتي تتمتع بشكل افتراضي بالقدرة على إجراء عمليات حسابية معقدة بسرعة عالية.
دبابيس رقمية
تستشعر هذه المنافذ ما إذا كانت القيمة المنطقية صفرًا أم واحدًا ، وتُستخدم للإدخال والإخراج الرقميين . على سبيل المثال، يمكن استخدامها للضغط على زر وتشغيل مؤشر LED ، على التوالي. هذا يعني أن المنافذ الرقمية تُستخدم للضغط على الأزرار أو للأجهزة التي ترسل و/أو تستقبل المعلومات الرقمية . تُرقّم هذه المنافذ من 0 إلى 13.
دبابيس تناظرية
تتوافق هذه الأطراف مع منطقة الأطراف في القسم "التناظري" ، وبفضل ذلك، فهي قادرة على استشعار الإشارات التناظرية (مثل درجة الحرارة أو الضوء). وللقيام بذلك، يتراوح جهد تشغيلها بين 0 و5 فولت . بالتالي، فإن الأطراف التناظرية هي أطراف قادرة على قراءة الإشارة من مستشعر تناظري وتحويلها إلى قيمة رقمية قابلة للعرض . وهذا يعني أنه من الممكن، عبر الأطراف التناظرية، قياس الأشياء في العالم الحقيقي.
دبابيس طاقة المستشعر
توفر هذه المنافذ مصدر طاقة بجهد 6-12 فولت يُوصل مباشرةً بمنظم الجهد. كما يمكن استخدامها لتشغيل أردوينو بالبطاريات . مع ذلك، تفتقر هذه الطريقة إلى الحماية من عكس القطبية والحماية من التيار الزائد.
دبابيس PWM
هذه منافذ محددة تعمل كمنافذ رقمية عادية، ويمكن استخدامها أيضًا لتعديل عرض النبضة ( PWM ). ويمكن تمييز هذه المنافذ فيزيائيًا بعلامة المد (~) بجوار بعض المنافذ الرقمية، مثل 3 و5 و6 و9 و10 و11.
دبوس AREF
هو عبارة عن دبوس واحد يمكن تركه في مكانه في أغلب الأحيان. وهو يشير أساسًا إلى عنصر يوفر دعمًا مرجعيًا تناظريًا ، ويُستخدم أحيانًا لتحديد جهد مرجعي خارجي يتراوح بين 0 و5 فولت. يعمل هذا الجهد كحد أقصى لقيم دبابيس الإدخال التناظرية.
دبوس GND
تحتوي لوحة أردوينو دائمًا على عدة منافذ GND ، ويمكن استخدام أي منها لتوصيل الدائرة بالأرضي . ومن هنا جاء اسمها، وهي اختصار لكلمة "الأرضي ". للعثور عليها، فهي تقع بجوار منفذ AREF مباشرةً.
زر إعادة الضبط
يشير هذا إلى زر إعادة الضبط، المتصل مباشرةً بالطرف الأول من المتحكم الدقيق . يُعرف هذا الطرف عادةً باسم "مسح" أو "مسح رئيسي ". يؤدي الضغط على هذا الزر إلى توصيل طرف إعادة الضبط بالأرض مؤقتًا، مما يسمح لك بإعادة ضبط أي كود تم تحميله على لوحة أردوينو.
تجدر الإشارة إلى أن هذا يتطلب 5 فولت لتشغيل البرنامج، بينما يقوم الزر بفصل الجهد إلى 0 فولت لإيقاف نفس البرنامج الذي يقوم Arduino بتشغيله ، من أجل إعادة تشغيله مرة أخرى.
منفذ USB
يُتيح لك هذا المكون، المعروف أيضًا باسم "موصل USB "، توصيل لوحة أردوينو بجهاز كمبيوتر. وهذا يمكّنك من تحميل الكود المطلوب وتزويد اللوحة بالطاقة بشكل صحيح.
التحكم عبر USB
تعتمد آلية التحكم عبر منفذ USB بشكل أساسي على وسيط يعمل بين وحدة التحكم الدقيقة والبرنامج . ولذلك، فهي تركز على تحويل المعلومات التي ترسلها وحدة التحكم الدقيقة إلى بيانات تُرسل إلى الجهاز المستخدم.
موصل الطاقة
كما يوحي اسمه، يوفر هذا المكون إمكانية تشغيل اللوحة بجهد تيار مستمر يتراوح بين 7 و12 فولت. لاحظ أن مؤشر LED الخاص بالطاقة يجب أن يضيء في كل مرة يتم فيها توصيل لوحة أردوينو بمصدر طاقة . إذا لم يضيء، فمن المحتمل وجود خلل ما.
منظم ضغط كهربي
في لوحة أردوينو، يتحكم منظم الجهد في مقدار الجهد المطبق على اللوحة . وهو بمثابة آلية أمان تمنع دخول جهد زائد قد يُلحق الضرر بالدائرة. يوفر منظم الجهد هذا عادةً خرجًا ثابتًا بقيمة 5 فولت، بغض النظر عن جهد الدخل.
الاستقبال التسلسلي (RX) والإرسال التسلسلي (TX)
هذه علامة تُستخدم في الإلكترونيات لتحديد المنافذ المسؤولة عن الاتصال التسلسلي . بالتالي، يُشير هذا المكون في لوحة أردوينو أونو بصريًا إلى ما إذا كانت اللوحة تستقبل أو تُرسل البيانات. ويتم هذا الإرسال عبر المنفذين صفر وواحد.
كريستال
على وجه التحديد، يمتلك هذا المكون القدرة على ضبط نبضة التشغيل أو التوقيت لوحدة التحكم الدقيقة لضمان عملها بشكل صحيح على لوحة أردوينو. وبالتالي، فإن البلورة هي نوع من دوائر المذبذبات الإلكترونية التي تُولّد إشارة كهربائية بتردد دقيق للتحكم في وقت التشغيل بدقة.
قائمة بأفضل مجموعات أدوات أردوينو لإنشاء مشاريعك الأولى مفتوحة المصدر
لبناء الدوائر باستخدام أردوينو، ستحتاج إلى مجموعة أدوات أردوينو، والتي ستُمكّنك من إنشاء مشاريعك بكفاءة أكبر . بفضل احتوائها على جميع المواد اللازمة، ستُسرّع هذه المجموعة عملية تعلّمك بشكل ملحوظ ، وستتيح لك تجربة جميع أنواع المكونات.
تتوفر حاليًا العديد من مجموعات الأدوات من هذا النوع في السوق، ويحقق بعضها مبيعات ممتازة . لذا، يمكنك بناء مشاريعك الأولى مفتوحة المصدر باستخدام مجموعة أدوات أردوينو.
فيما يلي، سنقدم لكم 5 من أفضل الموديلات المتوفرة اليوم، مع توضيح ميزاتها الرئيسية:
إليجو ميجا 2560
أولاً، لدينا هذه المجموعة الشاملة إلى حد كبير للهواة، والتي تتضمن مستشعر GY-61، وتعمل مع وحدة LCD1602، وتتكون من أكثر من 200 مكون . وهذا يسمح بإجراء جميع أنواع الاختبارات ويجعلها مناسبة لعشرات الأنواع المختلفة من المشاريع.
وفي هذا الصدد، فهي تتميز بأدوات رائعة مثل محرك متدرج لممارسة تحريك الأجزاء المختلفة، ومستشعر فوق صوتي لقياس المسافات واكتشاف الحركة ، ومروحة صغيرة لاختبار نقل الطاقة، وما مجموعه 25 مصباح LED متعدد الألوان ، وغير ذلك الكثير.
لذا، للبدء عمليًا من الصفر، يُنصح باستخدام مجموعة أردوينو هذه. بفضل مكوناتها الكثيرة وملحقاتها المتنوعة، تُتيح للمستخدمين حرية ابتكار جميع أنواع المشاريع وإطلاق العنان لإبداعهم . مع ذلك، للأسف، لا تحتوي على جيروسكوب مدمج لتشغيل المشاريع التي تتطلب معرفة بالاتجاهات.
XCSOURCE Arduino TE167
تحتوي هذه المجموعة على أكثر من 100 قطعة وتتضمن ملحقات متنوعة لتسهيل تطوير مشاريع مختلفة. لذا، فهي مناسبة للمبتدئين ذوي المعرفة الأساسية والمستخدمين المتوسطين على حد سواء، مما يسد الفجوة بين مستوى المبتدئين ومستوى الخبراء.
وبالنظر إلى أبرز مكوناته، تجدر الإشارة إلى أن لوحة XCSOURCE Arduino TE167 تتضمن لوحة تجارب مصغرة، ودرعًا تجريبيًا، ومستشعرات، وأزرار ضغط، ومقاومات، وشاشات عرض مجزأة، وأسلاك توصيل، والعديد من المكونات الأخرى التي تُجمّع معًا لإنتاج منتج تقني متكامل. ومن بين مزاياها الأخرى، تأتي مع علبة لحفظ جميع المكونات لسهولة النقل، مع أنها لا تتضمن حقيبة حمل.
علاوة على ذلك، من بين مزاياها الرئيسية، أنها مناسبة للمبتدئين الراغبين في تعلم المزيد عن لوحة أردوينو، كما أنها تحفز إبداعهم بفضل الأدوات المتعددة التي توفرها (15 مصباح LED، 8 أزرار ضغط، مستشعرات اللهب والميل ودرجة الحرارة، إلخ). مع ذلك، فهي لا تتضمن دليل استخدام يشرح كيفية استخدامها بشكل صحيح.
مجموعة اردوينو للمبتدئين
تُعدّ مجموعة أردوينو هذه خيارًا ممتازًا للمبتدئين . فهي تُصنّف ضمن أبسط المجموعات، إذ تُمكّنك من تطوير 15 مشروعًا فقط بمساعدة دليل استخدام يُقدّم شروحات واضحة وعملية لتسهيل عملية التصميم. ولأنها مثالية للمبتدئين، فهي لا تتطلب لحامًا في معظم الحالات، ما يُمثّل ميزةً كبيرةً للمستخدمين.
كما تتضمن مكونات توفر أنواعًا مختلفة من الملحقات الضرورية لإنجاز أي مشروع من الصفر، مثل: قواعد التثبيت، ولوحات النماذج الأولية، وأزرار الضغط، والمستشعرات، وأسلاك التوصيل، ومقاييس الجهد، والمقاومات، والثنائيات . وبفضل ذلك، لا يلزم سوى عدد قليل من القطع الإضافية للحصول على مشروع نهائي فعال.
أما فيما يتعلق بمزاياه الرئيسية، فهو مناسب لجميع الأعمار (من 9 إلى 99 عامًا) ، ويأتي مع دليل استخدام من 170 صفحة يشرح بالتفصيل المشاريع التي يمكن تنفيذها باستخدام هذه المجموعة. بالإضافة إلى ذلك، يتيح لك التحكم في العالم المادي باستخدام أجهزة الاستشعار والمحركات من خلال الاستفادة من جميع المكونات المرفقة. علاوة على ذلك، تدعم المجموعة بطارية 9 فولت، وبالتالي يمكنها تشغيل مشاريع مصممة بشكل مستقل.
إليجو ميجا 2560 نانو
تُقدّم هذه المجموعة من أردوينو 300 قطعة ، مما يجعلها حلاً متكاملاً للغاية. كما أنها تتميز عن غيرها بجودة عالية مقابل سعرها ، فبالرغم من احتوائها على هذا العدد الكبير من المكونات، إلا أنها تُعدّ من بين المجموعات الأقل تكلفة في السوق. يبلغ سعر هذا الطراز تحديداً 20 يورو فقط.
من بين مزايا أخرى، يُعدّ جهاز Elegoo MEGA 2560 NANO من مجموعة أدوات Arduino التي أوصى بها العديد من الخبراء، وذلك لقدرته على توفير مدخل مناسب إلى عالم Arduino ، ولأن جميع المكونات المضمنة فيه تُحسّن تجربة المستخدم. أما فيما يتعلق بتعليماته، فمن الجدير بالذكر أنه لا يتضمن دليل استخدام مطبوع، ولكنه يوفر موقعًا إلكترونيًا يحتوي على موارد معلوماتية متنوعة لمساعدة المستخدمين على تعلم واستخدام الجهاز بكفاءة.
من بين مزاياها، توافقها العالي ، مما يتيح استخدامها مع مجموعات أدوات Arduino IDE ومجموعات المبتدئين بسلاسة. إضافةً إلى ذلك، وبفضل مكوناتها البالغ عددها 300 قطعة، فهي مناسبة لأي نوع من المشاريع ولا تتطلب أي مكونات إضافية . مع ذلك، لا يتضمن مصدر الطاقة محولًا، ويُنصح باستخدامه مع موصل تيار مستمر 9 فولت أو عبر منفذ USB.
كومان K4-المملكة المتحدة
تحتوي هذه المجموعة على 44 مكونًا، مما يُسهّل تطوير مشاريع متنوعة. تُعتبر من أفضل الخيارات للمستخدمين الراغبين في التعرف بسرعة على بيئة أردوينو دون الحاجة إلى عدد كبير من المكونات. يكفي استخدام المكونات الأكثر أهمية لتحقيق أفضل النتائج.
في هذا السياق، تتضمن المجموعة لوحات دوائر مصغرة، ومصابيح LED متعددة الألوان، ولوحات تجارب، وأجهزة تنبيه، ومجسات حرارة ، ومقاومات، وجهاز تحكم عن بعد، وغيرها . بالإضافة إلى ذلك، تحتوي العبوة على قرص مضغوط (CD-ROM) يتضمن أدلة المستخدم، ودروسًا تعليمية، وأدلة للمشاريع لتسهيل العملية بشكل كبير . علاوة على ذلك، تُعد هذه المجموعة من بين أكثر المجموعات المتوفرة حاليًا بأسعار معقولة.
لذا، يُعدّ هذا الجهاز خيارًا ممتازًا لمن يرغب في شراء جهاز فعال وبسعر معقول . ومن أبرز مزاياه بلا شك شاشته LCD المزودة بإضاءة خلفية LED ، والتي يمكنها عرض سطرين من 16 حرفًا. إضافةً إلى ذلك، يتميز هذا الجهاز بتعدد استخداماته ، مما يجعله مناسبًا للجميع، بدءًا من المبتدئين تمامًا الذين لا يملكون أي خبرة في الإلكترونيات، وصولًا إلى الطلاب والمهندسين، نظرًا لتنوع وظائفه.
تعرّف على كيفية اختيار أفضل مجموعة أدوات أردوينو
لتحديد أفضل مجموعة أدوات أردوينو في السوق ، من الضروري مراعاة العديد من الجوانب التي تسمح بتصنيفها كخيار أمثل، متفوقة على الحلول الأخرى.
لذلك، لمساعدتك في اختيار مجموعة أردوينو المناسبة لك، نوصي بمراعاة المعايير التالية عند اتخاذ قرارك:
- عدد القطع أو العناصريُعد هذا الجانب الأهم لتصنيف مجموعة أدوات أردوينو على أنها الأكثر كفاءة على الإطلاق. وبالنظر إلى ذلك، إذا كانت تحتوي على عدد كبير من القطع، سيسمح لك ذلك بتجربة العديد من أساليب البرمجة، وسيكون هذا مفيدًا لإنشاء مشاريع متنوعة.علاوة على ذلك، لن تكون هناك حاجة لإضافة أي عناصر إضافية.
- أنواع المكوناتمن الضروري أن تتضمن مجموعة أدوات أردوينو العناصر الأساسية لتحقيق مشروع ناجح. سواء المقاومات، والمستشعرات، والموصلات، وأزرار الضغط، ومصابيح LED، وشاشة LCD، إلخ..
- أدلة المستخدم أو الدروس التعليميةلتسهيل وتسريع المشاريع بشكل كبير، من المفيد جدًا أن توفر المجموعة دروسًا تعليمية أو أدلة مستخدم. استخدم المكونات بالطريقة الأنسب وتجنب الأخطاء.
- حقيبة لحمل وتخزين القطعإذا كانت المجموعة المعنية تتضمن حقيبة أو صندوقًا لتخزين مكوناتها، فسيكون ذلك أكثر ملاءمة. وذلك لأنه بالإضافة إلى الحفاظ على كل شيء منظمًا بشكل جيد، ستتمكن من نقله دون بذل جهد كبير..
