Arduino course

Arduino course :: lecture 1 :: Introduction to Arduino

ما هو الاردوينو؟!

اذا كنت من هواة الالكترونيات او تقوم بدراستها فلابد من انك قد صادفت او قرات عن الاردوينو

قبل ان نتعرف علي الاردوينو سوف نتطرق الي الحديث عن microprocessor و microcontroller والفروق الجوهرية بينهم

اولا microprocessor :                                                         

يعتبر وحدة تحكم  وهو عبارة عن دائرة متكاملة مصممة علي شريحة صغيرة مصنوعة من مادة السيليكون وتتكون هذه الوحدة من ملايين الترانزوسترات صغيره الحجم

Microprocessor قادر علي اجراء العمليات الحسابية والمنطقية حيث انه يتكون من :

1- ALU )Arithmetic and Logic unit) : وظيفتها هي اجراء العمليات المنطقية والحسابية علي الداتا المستقبلة من الذاكرة او من وحدات الاخراج

2-  CU ) Control unit ) : وهو المسئول عن التحكم في عملية تدفق المعلومات والاوامر

3- Register Array : يتكون من مجموعة من المسجلات

ومن هنا نستنج ان microprocessor لا يستطيع العمل مستقل ولابد من وجود اجزاء اخري معه مثل الذاكرة ووحدات الادخال والاخراج كما في الشكل التالي

ثانيا microcontroller :

هو عبارة عن microprocessor تم تطويره بحيث تم وضع جميع المكونات التالية في شريحة واحدة مدمجة :

1-CPU

2-RAM

3-EEPROM

4-I/O Units

بمعني اخر ان microcontroller هو شريحة مطورة من microprocessor وان جميع ملحقات  microprocessor تم وضعها في شريحة واحدة لذلك فان بناء داوائر microcontroller اسهل بكثير من دوائر microprocessor

ما هو Arduino :

هو عبارة عن حاسوب صغير الحجم يمكن ان يتحكم ويتفاعل مع الوسط المحيط به

حيث انه منصة مفتوحة المصدر تتكون من microcontroller وبيئة تطويرية متكاملة IDE

ولكن ما معني منصة مفتوحة المصدر ؟!

تعني ان مخطط تصميم الهاردوير الخاص بالاردوينو متاح للجميع تحميله والتعديل عليه

كذلك الكود الخاص ببرنامج الاردوينو مفتوح المصدر ويمكن لاي مبرمج الاطلاع علي الكود وايضا التعديل عليه

يستطيع الاردوينو التواصل مع العديد من القطع الالكترونية مثل sensors والمحركات فالاردوينو قادر علي قراءة المدخلات الواقعة علي هذه القطع الالكترونية كتسليط الضوء علي مقاومة ضوئية او ضغطة اصبع علي button وتحويلها الي مخرجات كالتحكم في شدة الضوء او تحريك موتور وذلك عن طريق ارسال عدد من الاوامر الي microcontroller الموجوده علي بوردة الاردوينو

مميزات Arduino :

الاردوينو به العديد من المميزات والتي دفعت الكثير من الهواة والمحترفين الي استخدامه

  1- الثمن : يعتبر الاردوينو رخيص الثمن مقارنة ب microcontrollers الاخري

  2- متعدد المنصات : يمكن استخدامه علي العديد من انظمة التشغيل مثل windows – mac – Linux

  3- مفتوح المصدر : من حيث الهاردوير او السوفت وير

  4- بيئة برمجية سهلة وبسيطة حيث تناسب الهواة والمحترفين علي حد سواء

Arduino boards:

إن اردوينو أونو، هي أفضل بداية لعالم الأردوينو، وهناك أيضا الإصدارات الأخرى التي يمكن العثور عليها في السوق، ولكن المواصفات تختلف، ويجب عليك أن تختار لوحة لمشاريع اردوينو بحكمة

تختلف بوردات الاردوينو عن بعضها البعض من ناحية عدد المخارج والمداخل والتي تحدد عدد الاجهزة التي يمكن التحكم بها وعدد الحساسات التي يمكن دمجها مع مع البوردة وكذلك نوع المتحكمات الدقيقة وسرعة المعالج الموجودة بداخلها

ومن هذه الاصدرات:

Arduino Uno, Arduino mega, Arduino Nano, Arduino mini, Arduino lily pad, boarduino

ونستطيع التعرف اكثر علي هذه الاصدارات ومواصفاتها من خلال الموقع الرسمي للاردوينو

https://www.arduino.cc

Arduino Uno:

هو الاكثر استخداما و شيوعاَ في بناء المشاريع و يعود الامر الى سهولة استخدامه خاصة للمبتدئين. حيث يستخدم فى برمجة متحكم  من شركه اتمل  ATmega328 .

 توفر هذه البوردة منافذ لتوصيل القطع الالكترونية كالحساسات الى المتحكم مباشره عن طريق 14 (مدخل – مخرج) من النوع الرقمي  Digital In/out

. و يمكن استخدام  ستة مداخل منها للحصول على PWM ) Pulse-Width modulation )

 و تحتوي الدارة  كذلك علىCrystal Oscillator   بتردد 16ميجا هيرتز بالاضافه الى مدخل USB من أجل التواصل مع الحاسوب و هناك مدخل منفصل للطاقة.

يمكن استعمال الـ (14) Digital Pins كمداخل أو مخارج وهي منافذ تستعمل لادخال و اخراج الاشارات الرقمية الثابتة  وكل منفذ يمكن أن يؤمن سحب للتيار بحدود ال 40 ميلي أمبير.

و هناك أيضا 6 Pins Analog و تبدء  من A0 الى A5, و هي منافذ تستخدم لادخال الاشارات التماثلية   القادمة من الحساسات وبشكل افتراضي تستطيع هذه المداخل قياس جهد من صفر حتى 5 فولت.

مخارج و مداخل الطاقة الكهربائية :

Vin- او DC power jack: هو منفذ تستطيع من خلاله تشغيل الاردوينو عن طريق مصدر طاقة خارجي كالبطارية او محول.

5v:  وهو منفذ يمنح فولتية بقيمة 5 فولت التي يمكن استخدامها للحساسات او الدوائر الاخرى

3.3v: مصدر للجهد بقيمة 3.3 فولت و50 ميلي أمبير هي أقصى قيمة للتيار يمكن الاستفاده من خلال هذا المنفذ

GND: الخط الارضي.

يمكن تزويد الاونو بالطاقة إما من خلال منفذ الــ USB فقط أو عن طريق استخدام مصدر خارجي كمحول كهربائي او بطارية 9 فولت او 4 بطاريات 1.5 فولت.

عند استخدام الاونو ينصح باستعمال جهد يتراوح بين 6-12 فولت رغم قدرتها على تحمل جهد يتراوح بين ال 6-20 فولت،

ولكن يجب الحذر حيث ان امداد البوردة بجهد يقل عن 6 فولت يمنع المخارج ( Pin 5V ) من تأمين الجهد المطلوب مما يؤدي الى عدم استقرار الدائرة.

من ناحية اخرى فإن تزويد الدارة بجهد أعلى من 12 فولت  يؤثر على عنصر تنظيم الجهد voltage regulator ويؤدى الى ارتفاع درجة حرارته مما  يؤدي الى تلف الدائرة

 

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *