اردوينو دليل شامل في عالم الإبداع 2024

بينما يشير اردوينو إلى نوع معين من تصميم اللوحة، يمكن استخدامه أيضًا للإشارة إلى شركة تصنع تنفيذًا محددًا لهذه اللوحات، و عادةً ما تُستخدم أيضًا لوصف المجتمع حول اللوحات المتوافقة التي صنعها أشخاص أو شركات أخرى بطريقة مماثلة.

ما الذي يصنع اردوينو؟

يحتوي اردوينو على عدد من الأجزاء و الواجهات المختلفة معًا على لوحة دائرة واحدة. لقد تغير التصميم على مر السنين، و تشمل بعض الاختلافات أجزاء أخرى أيضًا. لكن على السبورة الأساسية، من المحتمل أن تجد القطع التالية:

• المسامير الرقمية، التي يمكنها قراءة و كتابة حالة واحدة، تعمل أو لا تعمل. تحتوي معظم اردوينو على 14 دبوس إدخال / إخراج رقمي.
• المسامير التناظرية، التي يمكنها قراءة مجموعة من القيم، و هي مفيدة لمزيد من التحكم الدقيق. تحتوي معظم اردوينو على ستة من هذه المسامير التناظرية. يتم ترتيب هذه المسامير بنمط معين، بحيث إذا اشتريت لوحة إضافية مصممة لتلائمها، و تسمى عادةً “الدرع”، فيجب أن تتناسب مع معظم الأجهزة المتوافقة مع اردوينو بسهولة.
• موصل طاقة، يوفر الطاقة لكل من الجهاز نفسه، و يوفر جهدًا منخفضًا يمكنه تشغيل المكونات المتصلة مثل مصابيح LED و أجهزة استشعار مختلفة، بشرط أن تكون احتياجات الطاقة الخاصة بهم منخفضة بشكل معقول. يمكن توصيل موصل الطاقة إما بمحول تيار متردد أو بطارية صغيرة.
• متحكم، الشريحة الأساسية، التي تسمح لك ببرمجة اردوينو حتى تتمكن من تنفيذ الأوامر و اتخاذ القرارات بناءً على المدخلات المختلفة.
• تختلف الشريحة الدقيقة اعتمادًا على نوع اردوينو الذي تشتريه، لكنها عمومًا وحدات تحكم Atmel، عادةً ما تكون ATmega8 أو ATmega168 أو ATmega328 أو ATmega1280 أو ATmega2560. الاختلافات بين هذه الرقائق طفيفة، لكن الاختلاف الأكبر الذي سيلاحظه المبتدئ هو الكميات المختلفة للذاكرة المدمجة.
• موصل تسلسلي، يتم تنفيذه على معظم اللوحات الحديثة من خلال منفذ USB قياسي. يتيح لك هذا الموصل الاتصال باللوحة من جهاز الكمبيوتر الخاص بك، و كذلك تحميل برامج جديدة على الجهاز. في كثير من الأحيان يمكن أيضًا تشغيل اردوينو من خلال منفذ USB، مما يلغي الحاجة إلى اتصال طاقة منفصل.
• مجموعة متنوعة من المكونات الصغيرة الأخرى، مثل المذبذب و / أو منظم الجهد، و التي توفر إمكانات مهمة للوحة، على الرغم من أنك عادة لا تتفاعل معها بشكل مباشر ؛ فقط اعلم أنهم هناك.

كيف يمكنني برمجة اردوينو؟

سيختار معظم عشاق اردوينو، خاصة عندما يبدأون، استخدام بيئة التطوير المتكاملة الرسمية (IDE). اردوينو IDE هو برنامج مفتوح المصدر مكتوب بلغة Java و سيعمل على مجموعة متنوعة من الأنظمة الأساسية: Windows و Mac و Linux. يمكّنك IDE من كتابة التعليمات البرمجية في بيئة خاصة مع تمييز بناء الجملة و الميزات الأخرى التي ستجعل الترميز أسهل، ثم تحميل الكود الخاص بك بسهولة على الجهاز بنقرة زر بسيطة.

يتم كتابة رمز اردوينو بشكل عام في Wiring، و الذي يعتمد على لغة برمجة المعالجة. لمعرفة المزيد حول بدء برمجته، تفضل بزيارة الوثائق الرسمية.

إنها مفتوحة المصدر

نظرًا لأن منصة اردوينو مفتوحة المصدر و قد سمحت لملايين الأشخاص بالمشاركة في الإلكترونيات المدمجة، فقد رأينا عددًا كبيرًا من المشاريع مفتوحة المصدر و مواقع الفيضانات البرمجية مثل Github، و هو أمر رائع للمجتمع. هذا يعني أنك إذا كنت تحاول التفاعل مع شريحة مستشعر LSM9DS0 9-DOF، فيمكنك فقط الانتقال إلى مكتبة Adafruit’s LSM9DS0 على Github و تنزيل الكود، مما يقلل من وقت التطوير بساعات، أو حتى أيام حسب مستوى مهارتك.

ليس فقط الكود مفتوح المصدر، و لكن الجهاز كذلك. في رأيي، الشيء الوحيد الأصعب من كتابة التعليمات البرمجية لوحدات التحكم الدقيقة هو تصميم الأجهزة الإلكترونية لأحدها. تتحسن الأمور، و لكن لم يكن هناك الكثير من الوثائق التي تعلمك كيفية تصميم لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) مع متحكم دقيق و مكونات طرفية. الآن، هناك المئات من اللوحات و الدروع و المكونات الطرفية المتاحة للاستخدام كمرجع بفضل تصميمات ثنائي الفينيل متعدد الكلور المفتوحة.

إنها رخيصة

يمكنك بسهولة العثور على بعض لوحات اردوينو على الإنترنت بحوالي 15 دولارًا، و هو أقل بكثير من مئات الدولارات التي اعتدت أن تدفعها مقابل لوحات تقييم المعالجات الدقيقة / وحدات التحكم الدقيقة. على الرغم من وجود إلكترونيات الهوايات، إلا أنها لم تكن رخيصة و كانت أدواتها عادة سيئة الصنع. للحصول على أي شيء أعلى جودة، كان عليك أن تدفع أعلى سعر.

بعض الأمثلة

يمكنني أن أكتب طوال اليوم عن مدى روعته و لماذا يجب عليك استخدامه، لكن هذا لن يخبرك حقًا بما يمكنهم فعله. إذن إليك بعض المشاريع التي تدعمها منصة اردوينو:

الطائرات بدون طيار

على الرغم من أن الاسم قد يكون محيرًا، إلا أنه في الواقع لوحة اردوينو مصنوعة خصيصًا للتحكم في طائرة بدون طيار. إنه قادر على تشغيل طائرات RC و السيارات و أي شيء من المروحيات الثلاثية (3 مراوح) إلى المروحيات السداسية (6 مراوح). واجهات وحدة التحكم الدقيقة التي تعمل بالطاقة من اردوينو مع مقاييس التسارع و الجيروسكوب و البارومترات و نظام تحديد المواقع و غير ذلك. إنه قادر على استقبال البيانات من كل هذه المستشعرات و من جهاز الإرسال حتى 250 مرة في الثانية لإجراء تعديلات في منتصف الرحلة. سأقول أن هذا قادر جدًا.

القمر الصناعي ArduSat

صدق أو لا تصدق، هناك قمر صناعي قائم على اردوينو يدور حول الأرض في الوقت الحالي يحتوي على مجموعة من أجهزة الاستشعار لتجارب مختلفة. على ما يبدو، قام الفريق ببناء و إطلاق هذا nanosat بهدف السماح لعامة الناس بتصميم و تشغيل تطبيقاتهم و تجاربهم الفضائية. ليس سيئًا بالنسبة لجهاز هواة بقيمة 25 دولارًا.

كيف تستخدم اردوينو؟

حسنًا ، يكفي التحدث عن مدى سهولة استخدامه، دعنا ندخل إلى التفاصيل. سأوجهك خلال الخطوات لكتابة رسم تخطيطي صغير “Hello World” لـ Arduino Uno.

بعد تثبيت IDE، افتحه و انقر فوق الزر “New” لبدء مشروع جديد. يجب أن يُظهر هذا نافذة نصية جديدة بها وظائف setup () و loop () فقط. هذا هو الكود المعياري الوحيد الذي تحتاجه للرسم.

ختاما

آمل أن يكون هذا قد أوضح بعض الأشياء حول ماهية اردوينو بالضبط، و لماذا تحظى بشعبية كبيرة. لن يختفي النظام الأساسي قريبًا، و تظهر أشكال مختلفة طوال الوقت، لذلك إذا قمت ببعض البحث ، فمن المحتمل أن تتمكن من العثور على النظام الذي يناسب احتياجاتك. للحصول على المساعدة ، تحقق من منتديات اردوينو، التي تضم الكثير من الأشخاص المستعدين لمساعدة أي و جميع مستويات المهارة.