Arduino عبارة عن منصة مفتوحة المصدر تستخدم لبناء مشاريع الإلكترونيات. يتكون الاردوينو من لوحة دائرة فعلية قابلة للبرمجة (غالبًا ما يشار إليها باسم وحدة التحكم الدقيقة) وقطعة من البرنامج، أو IDE (بيئة التطوير المتكاملة) التي تعمل على جهاز الكمبيوتر الخاص بك، وتستخدم لكتابة وتحميل كود الكمبيوتر إلى اللوحة الفعلية.
أصبحت منصة Arduino شائعة جدًا لدى الأشخاص الذين بدأوا للتو في مجال الإلكترونيات، وذلك لسبب وجيه. على عكس معظم لوحات الدوائر السابقة القابلة للبرمجة، لا يحتاج الاردوينو إلى قطعة منفصلة من الأجهزة (تسمى المبرمج) لتحميل كود جديد على اللوحة – يمكنك ببساطة استخدام كابل USB. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم Arduino IDE نسخة مبسطة من C++، مما يجعل تعلم البرمجة أسهل. أخيرًا، يوفر Arduino عامل الشكل القياسي الذي يقسم وظائف وحدة التحكم الدقيقة إلى حزمة يسهل الوصول إليها.
صدق أو لا تصدق، هذه الأسطر العشرة من التعليمات البرمجية هي كل ما تحتاجه لإضاءة مؤشر LED الموجود على اللوحة في الاردوينو الخاص بك. قد لا يكون الكود منطقيًا تمامًا في الوقت الحالي، ولكن بعد قراءة هذا البرنامج التعليمي والعديد من دروس الاردوينو التعليمية الأخرى التي تنتظرك على موقعنا، سنزودك بالسرعة في أسرع وقت!
ماذا تعمل، أو ماذا تفعل؟
تم تصميم أجهزة وبرامج Arduino للفنانين والمصممين والهواة والمتسللين والمبتدئين وأي شخص مهتم بإنشاء كائنات أو بيئات تفاعلية. يمكن لـ Arduino التفاعل مع الأزرار ومصابيح LED والمحركات ومكبرات الصوت ووحدات GPS والكاميرات والإنترنت وحتى هاتفك الذكي أو تلفزيونك! هذه المرونة بالإضافة إلى حقيقة أن برنامج Arduino مجاني، وألواح الأجهزة رخيصة جدًا، وسهولة تعلم كل من البرامج والأجهزة، أدت إلى مجتمع كبير من المستخدمين الذين ساهموا في التعليمات البرمجية وأصدروا تعليمات لمجموعة كبيرة ومتنوعة من المستخدمين. المشاريع المعتمدة على الاردوينو.
ماذا يوجد على اللوح؟
هناك العديد من أنواع لوحات Arduino (الموضحة في الصفحة التالية) والتي يمكن استخدامها لأغراض مختلفة. تبدو بعض اللوحات مختلفة بعض الشيء عن تلك الموجودة أدناه، لكن معظم لوحات Arduino تشترك في غالبية هذه المكونات:
تحتاج كل لوحة Arduino إلى وسيلة للاتصال بمصدر الطاقة. يمكن تشغيل Arduino UNO من كابل USB قادم من جهاز الكمبيوتر الخاص بك أو من مصدر طاقة حائطي (مثل هذا) يتم إنهاؤه بمقبس أسطواني. في الصورة أعلاه، تم تسمية اتصال USB (1) والمقبس الأسطواني (2).
اتصال USB هو أيضًا كيفية تحميل التعليمات البرمجية على لوحة Arduino الخاصة بك. يمكن العثور على المزيد حول كيفية البرمجة باستخدام Arduino في البرنامج التعليمي لتثبيت وبرمجة Arduino.
ملاحظة: لا تستخدم مصدر طاقة أكبر من 20 فولت لأنك ستتغلب على (وبالتالي تدمر) جهاز Arduino الخاص بك. يتراوح الجهد الموصى به لمعظم موديلات الأردوينو بين 6 و12 فولت.
الدبابيس (5 فولت، 3.3 فولت، GND، تناظري، رقمي، PWM، AREF)
الدبابيس الموجودة في الاردوينو الخاص بك هي الأماكن التي يتم فيها توصيل الأسلاك لإنشاء دائرة (ربما بالتزامن مع لوحة التجارب وبعض الأسلاك. وعادةً ما تحتوي على “رؤوس” بلاستيكية سوداء تسمح لك فقط بتوصيل سلك مباشرة في اللوحة. تحتوي على عدة أنواع مختلفة من الدبابيس، كل منها مُسمى على اللوحة ويستخدم لوظائف مختلفة.
GND (3): اختصار لـ “الأرض”. يوجد العديد من منافذ GND على Arduino، والتي يمكن استخدام أي منها لتأريض دائرتك.
5 فولت (4) و3.3 فولت (5): كما قد تتخيل، يوفر الطرف 5 فولت 5 فولت من الطاقة، بينما يوفر الطرف 3.3 فولت 3.3 فولت من الطاقة. تعمل معظم المكونات البسيطة المستخدمة مع Arduino بجهد 5 أو 3.3 فولت.
تناظري (6): منطقة الدبابيس الموجودة تحت علامة “Analog In” (من A0 إلى A5 على UNO) هي دبابيس تناظرية. يمكن لهذه الأطراف قراءة الإشارة من مستشعر تناظري (مثل مستشعر درجة الحرارة) وتحويلها إلى قيمة رقمية يمكننا قراءتها.
رقمي (7): على الجانب الآخر من الأطراف التناظرية توجد الأطراف الرقمية (من 0 إلى 13 في UNO). يمكن استخدام هذه المسامير لكل من الإدخال الرقمي (مثل معرفة ما إذا تم الضغط على الزر) والإخراج الرقمي (مثل تشغيل مصباح LED).
PWM (8): ربما لاحظت علامة التلدة (~) بجوار بعض الأطراف الرقمية (3، 5، 6، 9، 10، و11 على UNO). تعمل هذه المنافذ كمنافذ رقمية عادية، ولكن يمكن استخدامها أيضًا لشيء يسمى تعديل عرض النبض (PWM). لدينا برنامج تعليمي حول PWM، ولكن في الوقت الحالي، فكر في هذه الأطراف باعتبارها قادرة على محاكاة الإخراج التناظري (مثل تلاشي ضوء LED للداخل والخارج).
عارف (9): لتقف على المرجع التناظري. في أغلب الأحيان يمكنك ترك هذا الدبوس بمفرده. يتم استخدامه أحيانًا لتعيين جهد مرجعي خارجي (بين 0 و 5 فولت) كحد أعلى لمنافذ الإدخال التناظرية.
تمامًا مثل جهاز Nintendo الأصلي، يحتوي Arduino على زر إعادة الضبط (10). سيؤدي الضغط عليه إلى توصيل دبوس إعادة الضبط مؤقتًا بالأرض وإعادة تشغيل أي كود تم تحميله على Arduino. يمكن أن يكون هذا مفيدًا جدًا إذا لم يتم تكرار الكود الخاص بك، ولكنك تريد اختباره عدة مرات. على عكس Nintendo الأصلي، فإن النفخ على Arduino لا يحل عادةً أي مشاكل.
أسفل وعلى يمين كلمة “UNO” على لوحة دائرتك، يوجد مؤشر LED صغير بجوار كلمة “ON” (11). يجب أن يضيء مؤشر LED هذا عندما تقوم بتوصيل Arduino بمصدر طاقة. إذا لم يتم تشغيل هذا الضوء، فهناك احتمال كبير أن يكون هناك خطأ ما. حان الوقت لإعادة فحص دائرتك!
TX هو اختصار للإرسال، و RX هو اختصار للاستقبال. تظهر هذه العلامات كثيرًا في الأجهزة الإلكترونية للإشارة إلى المسامير المسؤولة عن الاتصال التسلسلي. في حالتنا، يوجد مكانان في Arduino UNO حيث يظهر TX وRX – مرة واحدة بواسطة الأطراف الرقمية 0 و1، ومرة ثانية بجوار مصابيح LED الخاصة بمؤشر TX وRX (12). ستمنحنا مصابيح LED هذه بعض المؤشرات المرئية اللطيفة عندما يستقبل Arduino البيانات أو ينقلها (مثل عندما نقوم بتحميل برنامج جديد على اللوحة).
الشيء الأسود ذو الأرجل المعدنية كلها هو IC، أو الدائرة المتكاملة (13). فكر في الأمر باعتباره أدمغة Arduino لدينا. تختلف دائرة IC الرئيسية في Arduino قليلاً من نوع لوحة إلى نوع لوحة، ولكنها عادة ما تكون من خط ATmega للدوائر المتكاملة من شركة ATMEL. قد يكون هذا مهمًا لأنك قد تحتاج إلى معرفة نوع IC (مع نوع اللوحة) قبل تحميل برنامج جديد من برنامج Arduino. يمكن عادةً العثور على هذه المعلومات كتابيًا على الجانب العلوي من بطاقة IC. إذا كنت تريد معرفة المزيد عن الفرق بين مختلف الدوائر المتكاملة، فغالبًا ما تكون قراءة أوراق البيانات فكرة جيدة.
منظم الجهد (14) ليس في الواقع شيئًا يمكنك (أو ينبغي) التفاعل معه على Arduino. ولكن قد يكون من المفيد معرفة وجوده وما الغرض منه. منظم الجهد يفعل بالضبط ما يقوله – فهو يتحكم في كمية الجهد التي يتم السماح لها بالدخول إلى لوحة Arduino. فكر في الأمر كنوع من حارس البوابة؛ سيؤدي ذلك إلى إبعاد الجهد الإضافي الذي قد يضر بالدائرة. بالطبع، له حدود، لذا لا تقم بتوصيل Arduino الخاص بك بأي شيء أكبر من 20 فولت.