الإعداد · الدرس 1.2
مقدمة إلى Arduino
العودة إلى الدروسما هو Arduino؟
Arduino منصة إلكترونية مفتوحة المصدر، تقوم على أجهزة وبرامج سهلة الاستخدام. تستطيع اللوحة قراءة إشارات دخل، مثل التسارع والاتجاه أو ضغط زر أو رسالة Twitter أو الضوء الساقط على حساس، وتحويلها إلى خرج، مثل تشغيل محرك أو إضاءة LED أو نشر شيء على الإنترنت.
تحدد ما تفعله اللوحة بإرسال مجموعة تعليمات إلى المتحكم الدقيق. تستخدم لذلك لغة برمجة Arduino المبنية على Wiring، وبيئة التطوير المتكاملة Arduino IDE المبنية على Processing.
حول هذه المنصة اجتمع مجتمع عالمي من الطلاب والهواة والفنانين والمبرمجين والمحترفين. وقد أنتجت مساهماتهم معرفة متاحة يستفيد منها المبتدئون والخبراء.
يمكنك تنفيذ أفكار كثيرة باستخدام Arduino: روبوت يجري ويرقص ويمكن التحكم فيه؛ سوار ذكي يقيس النبض والخطوات ويعرض الوقت والتاريخ ويشغل الأغاني؛ التحكم في توصيل الطلبات إلى المنزل أثناء العمل؛ جهاز يصب القهوة تلقائيًا؛ تأثيرات إضاءة جميلة؛ أو قفاز شبيه بـ Infinity Gauntlet في Avengers. الفكرة العامة أن Arduino يمكن أن يساعدك في تنفيذ ما ترغب في بنائه.
تاريخ Arduino ومكونات اللوحة
التاريخ
أسس المشروع مفتوح المصدر Massimo Banzi و David Cuartielles و Tom Igoe و Gianluca Martino و David Mellis. استخدم Arduino للتحكم في آلاف المشروعات، من الأدوات اليومية إلى الأجهزة العلمية المعقدة.
بدأ التطوير في معهد Interaction Design Institute Ivrea شمال إيطاليا. وهو مشتق من منصة Wiring التي أنشأها Hernando Barragán لمشروع الماجستير في Interaction-Ivrea، بإشراف Massimo و Casey Reas. اعتمد Wiring ثم Arduino على أعمال سابقة: منصة Programma2003 للنماذج الإلكترونية الأولية التي أنشأها Banzi، ومنصة Processing التي أنشأها Reas و Ben Fry. كما اعتمدت الإصدارات الأولى على مكتبات avrlib لـ Pascal Stang.
صمم Massimo Banzi و David Cuartielles اللوحات الأولى. وطوّر David Mellis البرامج الأولى اعتمادًا على Wiring بمساهمات مبكرة من Nicholas Zambetti. وكان Tom Igoe، من ITP في نيويورك، من أوائل المستخدمين والمستشارين. ساعد Gianluca Martino في التصنيع وتصميم الأجهزة. تدعم المشروع شركة دولية لها مكاتب وموظفون حول العالم.
اشتُق الاسم من حانة في Ivrea سُمّيت باسم أحد ملوك إيطاليا الأوائل المنتمين إلى المدينة.
التعرف على اللوحة
نستخدم لوحة أردوينو (ELEGOO UNO) للتعرف على المكونات الأساسية. الأرقام على الرسم تشير إلى: 1 اتصال USB، 2 مقبس الطاقة، 3 الأرضي GND، 4 تغذية 5V، 5 تغذية 3.3V، 6 المداخل التناظرية، 7 المنافذ الرقمية، 8 منافذ PWM، 9 المرجع AREF، 10 زر إعادة الضبط، 11 مؤشر الطاقة، 12 منظم الجهد، 13 مؤشر LED الرئيسي، 14 المتحكم الدقيق الرئيسي، 15 مؤشرات الاتصال التسلسلي.
التغذية والمنافذ
التغذية عبر USB أو مقبس الطاقة
تحتاج كل لوحة أردوينو (Arduino) إلى مصدر طاقة. يمكن تغذية ELEGOO UNO من كابل توصيل (USB Cable) موصول بالحاسوب، أو من مزود خارجي ذي مقبس أسطواني. في الرسم، USB هو الرقم 1 ومقبس الطاقة هو الرقم 2. ويستخدم USB أيضًا لرفع البرامج إلى اللوحة؛ ويتناول درس تثبيت Arduino وبرمجته ذلك بتفصيل أكبر.
المنافذ
المنافذ وسيلتك لتوصيل الأسلاك وتكوين الدائرة، عادة مع لوحة تجارب (Breadboard) وأسلاك توصيل. تضم موصلات بلاستيكية سوداء يمكن إدخال الأسلاك فيها مباشرة. ولكل نوع من المنافذ اسم ووظيفة على اللوحة.
- GND، الرقم 3: اختصار Ground، أي الأرضي. توجد عدة منافذ أرضي ويمكن استخدام أي منها.
- 5V و 3.3V، الرقمان 4 و 5: يقدمان تغذية بهذين الجهدين. تعمل معظم المكونات البسيطة المستخدمة مع Arduino بأحدهما.
- Analog، الرقم 6: منافذ Analog In، من A0 إلى A5 على UNO. تقرأ إشارة حساس تناظري، مثل حساس حرارة (Temperature Sensor)، وتحولها إلى قيمة رقمية قابلة للقراءة.
- Digital، الرقم 7: المنافذ من 0 إلى 13، على الجانب المقابل للمداخل التناظرية. تُستخدم لاستقبال دخل رقمي، مثل معرفة ضغط الزر، أو لتوفير خرج رقمي لتشغيل LED.
- PWM، الرقم 8: المنافذ 3 و 5 و 6 و 9 و 10 و 11 عليها علامة ~. تعمل بوصفها منافذ رقمية عادية، ويمكن استخدامها لتعديل عرض النبضة (Pulse-Width Modulation) لمحاكاة خرج تناظري، مثل زيادة سطوع LED تدريجيًا وخفضه.
- AREF، الرقم 9: المرجع التناظري (Analog Reference). غالبًا يترك دون توصيل، لكنه يستخدم أحيانًا لمرجع جهد خارجي بين 0V و 5V لتحديد الحد الأعلى للمداخل التناظرية.
إذا التبس عليك كود الدروس التالية، راجع توثيق الدوال https://www.arduino.cc/reference/en/#functions للتعرف على صياغة التعليمات واستخدامها.