برمجيات

Arduino

صورة

Arduino

مرحبًا بكم في موقع ElectroCode، المنصة التعليمية التي تهدف إلى تقديم محتوى قيم في مجالات البرمجة، الإلكترونيات، والتكنولوجيا. 

سواء كنتم مبتدئين أو محترفين، نقدم شروحات واضحة، دروسًا عملية، ونصائح تقنية لمساعدتكم على تطوير مهاراتكم. نحن نؤمن بجعل المعرفة متاحة للجميع ونسعى لتقديم تجربة تعليمية ممتعة ومفيدة.

ما هو Arduino


الآردوينو (Arduino) 

هو منصة مفتوحة المصدر تُستخدم لبناء المشاريع الإلكترونية التفاعلية. يتكون الآردوينو من لوحة تطوير (Development Board) وبيئة تطوير متكاملة (IDE) تسمح للمستخدمين بكتابة وتحميل الكود على اللوحة.

1- مكونات لوحة الآردوينو

لوحة الآردوينو تحتوي على عدة مكونات رئيسية:

  • المتحكم الدقيق (Microcontroller): هو العقل المدبر للوحة، حيث يقوم بتنفيذ الأوامر البرمجية. أشهر المتحكمات المستخدمة هي من عائلة ATmega (مثل ATmega328 في لوحة Arduino Uno).
  • منافذ الإدخال والإخراج الرقمية (Digital I/O Pins): تُستخدم لتوصيل الأجهزة الخارجية مثل المستشعرات، المحركات، الأضواء، وغيرها.
  • منافذ الإدخال التناظرية (Analog Input Pins): تُستخدم لقراءة الإشارات التناظرية من مستشعرات مثل مستشعرات الحرارة أو الضوء.
  • منفذ USB: يُستخدم لتوصيل اللوحة بالكمبيوتر لتحميل البرامج وتزويدها بالطاقة.
  • منفذ الطاقة (Power Jack): يُستخدم لتوصيل مصدر طاقة خارجي.
  • البلوتوث أو الويفي (في بعض الموديلات): للاتصال اللاسلكي.

2- بيئة تطوير الآردوينو (Arduino IDE)

بيئة التطوير المتكاملة (IDE) هي برنامج يُستخدم لكتابة الكود (يسمى Sketch) وتحميله على لوحة الآردوينو. تتميز بسهولة الاستخدام وتدعم لغة برمجة مبسطة تعتمد على لغة C/C++.
  • كتابة الكود: يتم كتابة الكود في نافذة المحرر النصي.
  • تحميل الكود: بعد كتابة الكود، يتم تحويله إلى لغة الآلة (Compile) ثم تحميله على اللوحة عبر كابل USB.
  • المكتبات (Libraries): توفر مكتبات جاهزة لتبسيط التعامل مع الأجهزة الخارجية مثل المستشعرات والشاشات.

3- كيف يعمل الآردوينو

عندما يتم تحميل الكود على لوحة الآردوينو، يتم تخزينه في ذاكرة المتحكم الدقيق (Flash Memory). بعد ذلك، يعمل المتحكم الدقيق على تنفيذ الكود بشكل متكرر (Loop) حتى يتم إيقاف التشغيل أو إعادة تعيين اللوحة.

خطوات عمل الآردوينو:

1- قراءة المدخلات: يقرأ الآردوينو الإشارات من الأجهزة المتصلة به (مثل المستشعرات أو الأزرار).
2- معالجة البيانات: يقوم بتنفيذ الأوامر البرمجية بناءً على المدخلات.
3- إرسال المخرجات: يرسل إشارات إلى الأجهزة المتصلة (مثل تشغيل محرك أو إضاءة LED).

4-أمثلة على استخدامات الآردوينو

- التحكم في الأضواء: تشغيل وإطفاء أضواء LED بناءً على إشارة من مستشعر.
- الروبوتات: بناء روبوتات بسيطة يمكنها الحركة وتفادي العوائق.
- أنظمة الإنذار: بناء نظام إنذار باستخدام مستشعرات الحركة.
- الزراعة الذكية: مراقبة رطوبة التربة وري النباتات تلقائيًا.

5-مزايا الآردوينو

- سهولة الاستخدام: مناسب للمبتدئين والمحترفين.
- مفتوح المصدر: يمكن تعديل التصميمات والبرامج بسهولة.
- توفر المكونات: لوحات الآردوينو ومكوناتها متوفرة بأسعار معقولة.
- دعم مجتمعي: يوجد مجتمع كبير من المستخدمين والمطورين يقدم الدعم والمشاريع الجاهزة.

6- أنواع لوحات الآردوينو

هناك عدة أنواع من لوحات الآردوينو، أشهرها:
- Arduino Uno: الأكثر شيوعًا للمبتدئين.
- Arduino Nano: صغيرة الحجم ومناسبة للمشاريع الصغيرة.
- Arduino Mega: تحتوي على عدد أكبر من المنافذ وتناسب المشاريع الكبيرة.
- Arduino Due: تدعم معالجات 32-bit.
- Arduino Leonardo: تحتوي على دعم مباشر للوحة المفاتيح والماوس.

7- خطوات بدء استخدام الآردوينو

1. قم بشراء لوحة آردوينو (مثل Arduino Uno).
2. قم بتنزيل وتثبيت برنامج Arduino IDE من الموقع الرسمي.
3. قم بتوصيل اللوحة بالكمبيوتر عبر كابل USB.
4. اكتب كود بسيط (مثل تشغيل LED).
5. قم بتحميل الكود على اللوحة.
6. شاهد النتائج!

الأدوات المطلوبة:

لوحة Arduino Uno.
LED (ديود باعث للضوء).
مقاومة (Resistor) بقيمة 220 أوم.
أسلاك توصيل (Jumper Wires).
لوحة تجارب (Breadboard).
كابل USB لتوصيل الآردوينو بالكمبيوتر.

خطوات التنفيذ:

توصيل الدائرة الإلكترونية:
قم بتوصيل طرف LED الطويل (الأنود) إلى منفذ رقمي على الآردوينو (مثل المنفذ 13).
قم بتوصيل طرف LED القصير (الكاثود) إلى مقاومة 220 أوم.
قم بتوصيل الطرف الآخر من المقاومة إلى منفذ GND (الأرضي) على الآردوينو.
فتح برنامج Arduino IDE:
قم بتوصيل لوحة الآردوينو بالكمبيوتر عبر كابل USB.
افتح برنامج Arduino IDE.
كتابة الكود:
اكتب الكود التالي في نافذة المحرر: 


void setup() {
  // تعيين المنفذ 13 كمنفذ إخراج
  pinMode(13, OUTPUT);
}

void loop() {
  // تشغيل LED
  digitalWrite(13, HIGH); // إرسال جهد عالي (5V) لتشغيل LED
  delay(1000);            // انتظر لمدة ثانية (1000 مللي ثانية)

  // إطفاء LED
  digitalWrite(13, LOW);  // إرسال جهد منخفض (0V) لإطفاء LED
  delay(1000);            // انتظر لمدة ثانية
}

تحميل الكود على اللوحة:

تأكد من اختيار لوحة الآردوينو الصحيحة من القائمة: Tools > Board > Arduino Uno.
اختر المنفذ الصحيح من القائمة: Tools > Port (يظهر المنفذ الذي تم توصيل الآردوينو به).
اضغط على زر Upload (السهم الموجود في الأعلى) لتحميل الكود على اللوحة.

مشاهدة النتائج:

بعد تحميل الكود، ستلاحظ أن LED يتم تشغيله وإطفاؤه كل ثانية.

شرح الكود:

void setup (): يتم تنفيذ هذه الدالة مرة واحدة عند بدء التشغيل. هنا يتم تعيين المنفذ 13 كمنفذ إخراج.
void loop (): يتم تنفيذ هذه الدالة بشكل متكرر بعد setup (). هنا يتم تشغيل LED وإطفاؤه كل ثانية.
digital Write (13, HIGH): يرسل جهدًا عاليًا (5V) إلى المنفذ 13 لتشغيل LED.
digital Write (13, LOW): يرسل جهدًا منخفضًا (0V) إلى المنفذ 13 لإطفاء LED.
delay (1000): يوقف التنفيذ لمدة 1000 مللي ثانية (1 ثانية).

النتيجة النهائية:

سترى LED يومض كل ثانية، مما يعني أن الكود يعمل بشكل صحيح وأن الآردوينو يقوم بتنفيذ الأوامر كما هو مطلوب.
هذا المشروع البسيط هو نقطة انطلاق ممتازة لفهم كيفية عمل الآردوينو وكيفية التفاعل مع المكونات الإلكترونية. يمكنك لاحقًا تطوير المشروع بإضافة مستشعرات أو أزرار للتحكم في LED!
نشكركم على قراءة هذا الموضوع على موقع ElectroCode. نأمل أن تكونوا قد وجدتم المعلومات المقدمة مفيدة وملهمة لرحلتكم في عالم البرمجة والتكنولوجيا. 
إذا كان لديكم أي أسئلة أو استفسارات، فلا تترددوا في مشاركتها معنا في التعليقات أو عبر التواصل معنا مباشرة.
 تابعونا للمزيد من الدروس والمشاريع المثيرة، وشاركوا الموقع مع أصدقائكم لتعم الفائدة. معًا، نصنع مستقبلًا تقنيًا أفضل!
تعديل المقال
الأقسام

مقالات قد تهمك

تعليقات