[F.Abdelaziz]

الأردوينو Arduino للمبتدئين

ما هو الأردوينو What is an Arduino?

مقدمة :
الأردوينو Arduino هو عبارة عن منصة platform مفتوحة المصدر تستخدم لبناء مشاريع الالكترونيات. يتكون الأردوينو من هاردوير hardware وهو لوحة دائرة مطبوعة قابلة للبرمجة (يشار إليها غالبًا باسم المتحكم الدقيق أو الميكروكونترولر microcontroller ) ، وقطعة من البرمجيات software ، أو IDE (بيئة التطوير المتكاملة Integrated Development Environment ) التي تعمل على جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، وتستخدم لكتابة وتحميل كود الكمبيوتر إلى اللوحة . الميكروكونترولر هو كمبيوتر صغير مدمج فى شكل شريحة دائرة متكاملة .
أصبحت منصة Arduino ذات شعبية كبيرة بين الأشخاص الذين بدأ للتو في استخدام الإلكترونيات ولسبب (مبرر) وجيه. على عكس معظم لوحات الدوائر القابلة للبرمجة السابقة ، فإن Arduino لا يحتاج إلى قطعة منفصلة من الأجهزة (الهاردوير) (تسمى مبرمج programmer ) من أجل تحميل كود جديد على اللوحة - يمكنك ببساطة استخدام كابل USB. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم بيئة التطوير Arduino IDE نسخة مبسطة من لغة C++ ، مما يجعل من السهل تعلم البرمجة.
تعد لوحة "الأونو" Uno واحدة من اللوحات الأكثر شهرة في عائلة الاردوينو Arduino وهي خيار رائع للمبتدئين. سنتحدث عنها وما الذي يمكنها القيام به لاحقًا .





Arduino Uno






Arduino IDE.
صدق أو لا تصدق ، تلك الأسطر من الكود هي كل ما تحتاجه لوميض الليد LED الموجود على متن لوحة Arduino. قد لا تكون الشفرة منطقية تمامًا في الوقت الحالي ، ولكن بعد قراءة هذه الدروس سوف يكون لك رأى آخر !

ماذا تفعل؟ What Does it Do?
تم تصميم أجهزة وبرامج الاردويتو Arduino للفنانين والمصممين والهواة والهاكروالمبتدئين وأي شخص مهتم بإنشاء كائنات أو بيئات تفاعلية. يمكن أن يتفاعل Arduino مع الأزرار buttons والليدات LED والمحركات ومكبرات الصوت ووحدات GPS والكاميرات والإنترنت وحتى هاتفك الذكي أو التلفزيون الخاص بك! هذه المرونة مقترنة بحقيقة أن برنامج Arduino مجاني وأن لوحات الأجهزة رخيصة جدًا وأن كل من البرمجيات والأجهزة سهلة التعلم مما أدى إلى مجتمع كبير من المستخدمين الذين ساهموا بالكود وإصدار تعليمات لمجموعة متنوعة كبيرة من المشاريع القائمة على الاردوينو.
يمكن استخدام Arduino كأدمغة (عقول) وراء أي مشروع إلكترونيات تقريبًا ، في كل شيء .

ما ذا يوجد على متن لوحة الأردوينو ؟
هناك العديد من أنواع لوحات Arduino والتي يمكن استخدامها لأغراض مختلفة. تبدو بعض اللوحات مختلفة قليلاً عن تلك الموجودة أدناه ، ولكن معظم لوحات Arduino لديها غالبية هذه المكونات المشتركة :





1- مصدر القدرة الكهربية Power :
كل لوحة Arduino تحتاج إلى وسيلة لتوصيل مصدر القدرة . يمكن تشغيل Arduino UNO من كابل USB قادم من جهاز الكمبيوتر الخاص بك أو من مصدر قدرة حائط (أدابتر) والذي ينتهى بجاك على شكل برميل. في الصورة أعلاه ، يتم تمييز وصلة USB بالرقم (1) ، ووصلة الأدابتر بالرقم (2) .
التوصيل من خلال USB هو أيضًا الطريقة التي سيتم بها تحميل الكود على لوحة Arduino.
ملاحظة: يتراوح الجهد الموصى به لمعظم طرازات Arduino بين 7 و 12 فولت.

2- الأطراف (5V, 3.3V, GND, Analog, Digital, PWM, AREF) :
الأطراف الموجودة على Arduino هي الأماكن التي تقوم فيها بتوصيل الأسلاك لإنشاء دائرة (ربما مع لوحة تجارب وبعض الأسلاك). وعادةً ما تحتوي على "رؤوس" بلاستيكية سوداء تسمح لك بتوصيل السلك مباشرة باللوحة. تحتوي لوحة الأردوينو على عدة أنواع مختلفة من الأطراف ، يتم تمييز كل منها بكتابة على اللوحة وتستخدم في وظائف مختلفة.
• الأطراف GND(3) : اختصار لكلمة "أرضى" Ground . يوجد العديد من أطراف GND على لوحة الأردوينو ، يمكن استخدام أى منها كأرضى (مشترك) للدائرة .
• الأطراف 5V (4) & 3.3V (5) : كما هو واضح من التسمية ، للإمداد supply بالجهد 5V و 3.3V . معظم المكونات البسيطة التى تستخدم مع الأردوينو تعمل على جهد 5V أو 3.3V .
• الأطراف Analog (6) : منطقة الأطراف تحت المسمى “ANALOG IN” (الأطراف A0 إلى A5 فى الأونو) هى أطراف دخل تناظرى Analog . هذه الأطراف يمكن أن تقرأ read الإشارة من حساس تناظرى (مثل حساس درجة الحرارة) وتحوله إلى قيمة رقمية ليتم معالجتها .
• الأطراف Digital (7) : على الجهة المقابلة للمداخل التناظرية توجد الأطراف الرقمية DIGITAL ( الطرف 0 إلى الطرف 13 على الأونو) . هذه الأطراف يمكن أن تستخدم فى أى من المدخلات الرقمية digital input ( مثل الإخبار عن حالة الضغط على مفتاح ) أو مخرجات رقمية digital output ( مثل حالة توصيل قدرة إلى ليد LED ) .
• الأطراف PWM (8) : ربما لاحظت الرمز (~) بجانب بعض الأطراف الرقمية (3 و 5 و 6 و 9 و 10 و 11 على UNO). تعمل هذه الأطراف كأطراف رقمية عادية ، ولكن يمكن استخدامها أيضًا في شيء يسمى تعديل عرض النبض (PWM). فكر في هذه الأطراف على أنها قادرة على محاكاة الإخراج التناظرى (مثل خفوت أى تلاشي إضاءة LED داخل وخارج).
• الطرف AREF (9 : "المرجع التناظرى" Analog Reference . معظم الوقت يمكن ترك هذا الطرف من دون استخدام . أحيانا يستخدم لضبط set جهد المرجع التناظرى الخارجى ( بين 0V و 5V ) كحد أعلى upper limit لأطراف الدخل التناظرى .

3- مفتاح الإعادة (الريست) Reset Button
تحتوي لوحة Arduino على زر الإعادة reset (10). سيؤدي الضغط عليه إلى توصيل طرف إعادة التعيين مؤقتًا بالأرض وإعادة تشغيل أي كود يتم تحميله على Arduino. قد يكون ذلك مفيدًا للغاية إذا لم يتم تكرار الكود ، ولكنك تريد اختباره عدة مرات.
4- ليد بيان القدرة الكهربية Power LED Indicator
أسفل ويمين كلمة "UNO" على اللوحة ، يوجد ليد LED صغير بجانب كلمة ‘ON’ (11) . يجب أن يضيء الليد LED هذا عندما تقوم بتوصيل Arduino بمصدر قدرة كهربية . إذا لم يتم تشغيل هذا الضوء ، فهذا بيان على حدوث خطأ.
5- ليدات الإرسال والاستقبال TX RX LEDs
TX اختصار للإرسال transmit ، RX اختصار للاستقبال receive . تظهر هذه الليدات حالة الأطراف المسؤولة عن الاتصال التسلسلي. في حالتنا ، يوجد مكانان على Arduino UNO يظهر فيهما TX و RX - المرة الأولى عند الأطراف الرقمية 0 و 1 ، ومرة أخرى بجانب ليدات بيان TX و RX (12) . ستمنحنا الليدات هذه بعض المؤشرات المرئية اللطيفة عندما يتلقى Arduino بياناتنا أو ينقلها (مثل عندما نقوم بتحميل برنامج جديد على اللوحة ).
6- الدائرة المتكاملة الرئيسية Main IC :
الشيء الأسود ذات الأرجل المعدنية هو IC ، أو دائرة متكاملة (13). فكر فيها كمخ (دماغ) brains الأردوينو . يختلف IC الرئيسي في Arduino قليلاً من نوع لوحة إلى نوع لوحة آخر ، ولكنه عادة ما يكون من نوع ATmega وهو من شركة ATMEL. قد يكون هذا مهمًا ، حيث قد تحتاج إلى معرفة نوع IC (جنبًا إلى جنب مع نوع اللوحة الخاصة بك) قبل تحميل برنامج جديد من برنامج Arduino. عادة ما يمكن العثور على هذه المعلومات مكتوبة على الجانب العلوي من IC. إذا كنت تريد معرفة المزيد عن الفرق بين مختلف IC ، فإن قراءة الداتا شيت غالبًا ما تكون فكرة جيدة.
7- منظم الجهد Voltage Regulator
منظم الجهد (14) ليس في الواقع شيئًا يمكنك أن تتفاعل معه على Arduino. لكن من المحتمل أن نعرف أنه موجود وما هو المقصود منه . يقوم منظم الجهد بعمل ما يعنيه اسمه بالضبط - إنه يتحكم في مقدار الجهد المسموح بدخوله إلى لوحة Arduino. فكر في الأمر كنوع من حارس البوابة ؛ سيؤدي ذلك إلى التخلص من الجهد الإضافي الذي قد يضر الدائرة. بالطبع ، له حدود ، لذلك لا تقم بتوصيل اردوينو الخاص بك بأي شيء يزيد عن 20 فولت.