مُقدمة عَن الأردوينو

تم تَصميم اَول لوحات الأردوينو في معهد “Interaction Design Institute ” فيIvreaItaly ” وهو مَعهد مخصص لتنشئة اَلطلاب الذين لا يمتلكون ايُ خبرة في مَفاهيم الالكترونيات والبرمجة ، ومع مُرور اَلوقت بدأت تِلك اللوحات بالتغير للتكيف مع المتطلبات والتحديات الجديدة ، حيث تطورت ليتم استخدامها من لوحات 8-bit  بسيطة الى منتجات لتطبيقات تجارية في أنترنت الاشياء ، الطباعة الثلاثية ، البيئات القابلة للارتداء والمناطق المحيطة المدمجة ، والروبوتات ، الطائرات من دون طيار وغيرها  .

جميع لَوحات الأردوينو مَفتوحة المصدر بالكامل  بمعنى انه يُسمح للمستخدمين ببنائها بشكل مُنفصل وتكيفها مع احتياجاتهم الخاصة ، على مر السنين تَم استخدام انواع مُختلفة من لوحات الأردوينو لِبناء الآف المشاريع من الاشياء اليومية الى الادوات العلمية المُركبة  بوجود مجتمع عالمي من المُصممين والفنانين والمبرمجين والهواه والخبراء الذين وجدوا شغفهم في بناء الاشياء الالكترونية العلمية باستخدام لوحات الأردوينو مفتوحة المصدر اصبح هُناك فائدة كبيرة ومعلومات ضخمة قد تساعد المبتدئين والمتخصصين على حدٍ سوا في تعلم الأردوينو ، في هذه المقالة سنتناول الانواع المختلفة للوحات الأردوينو بطريقة مبسطة وشيقة .

ما هو الأردوينو ؟

لَوحة الأردوينو عِبارة عَن منصة مفتوحة المصدر تُستخدم لانشاء مَشاريع الكترونية ، تَتكون لوحة الأردوينو من جزئيين رئيسين الاول يسمى بالمتحكم (Microcontroller) يقوم بالتحكم بأجزاء المشروع الالكتروني وجَميع مكوناته اما الجزء الثاني يُسمى جزء من برنامج او بيئة تطويرية متكاملة (IDE) تَعمل على جهاز الكمبيوتر وتُستخدم لكتابة وتحميل اكواد معينة الى لوحة الأردوينو ، اصبحت مَنصة الأردوينو مَشهورة جداً مع المصممين والمبرمجين والطلاب الذين بدأوا للتو في مجال الالكترونيات .

Types of Arduino Boards

على عَكس مُعظم لوحات الدوائر القابلة للبرمجة في الماضي  فأن لوحات الأردوينو لا تَتطلب جزءاً منفصلا من الاجهزة مِن اجل بَرمجتها كُل ما عليك فعله توصيل كابل USB ، بالإضافة الى ذلك يَستخدم برنامج الخاص بلوحة الأردوينو (IDE) اصدارا اساسياً من لغة ++C ما يَجعل تَعلم برنامج الخاص بلوحة الأردوينو بشكل اسهل .

لِماذا ألواح الأردوينو اَلاكثر اِستخداماً ؟

يتم اِستخدام لوحات الأردوينو لِعمل مَشاريع هندسية مُختلفة وتطبيقات مختلفة ، برنامج الأردوينو سهل الاستخدام للغاية للمبتدئين ومرن مَناسب للمستخدمين المتقدمين يَعمل بنظام التشغيل Windows , Lunix , Mac يَستخدمهُ المعلمون والطلاب في المدارس لِتصميم ادوات عَلمية منخفضة التكلفة للتحقق من مبادئ الفيزياء والكيمياء ، هُناك العديد من أنظمة التحكم الدقيقة الاخرى التي يُمكن الحصول عَليها من أجل الحوسبة .

مرونة لوحات الأردوينو كبيرة بِحيث يُمكن للمرء أن يَفعل أي شئ يتخيله ، يمكن توصيل هذه اللوحة بِسهولة بالغة بوحدات مختلفة مثل مُستشعرات العوائق ، كاشفات الحركة ، أجهزة استِشعار الحرائق ، وحدات النظام العالمي للهواتف (GSM) , وحدات تحديد المواقع العالمي (GPS) وما الئ ذلك وتتمثل الوظيفة الرئيسية للأندروينو في التحكم في الأجهزة الالكترونية من خلال قراءة المدخلات وتحويلها الى مخرجات لتؤدي وظيفة معينه .

مُميزات الأردوينو

  1. غَير مكلف.
  2. تعمل على أكثر مِن مَنصة (نظام) .
  3. بيئة البرمجة البسيطة والواضحة.
  4. البرمجيات مَفتوحة المَصدر وقابلة للتوسيع.
  5. أجهزة مَفتوحة المصدر وقابلة للتوسيع.

أنواع لَوحات الأردوينو المُختلفة

Arduino Uno R3

تعتبرمِن أكثر الانواع اِستخداماً تعتمد لوحة الأردوينو على مُتحكم (Microcontroller) من طراز ATmega328P مقارنة مع الانواع الاخرى من لوحات الأردوينو تَمتاز بسهولة الاستخدام ، تَتكون اللوحة من 14 مَنفذ ادخال و اخراج حيث يُمكن استخدام 6 منافذ كمخرجات تَعديل عرض النبض و 6مداخل تناظرية ، وزر اِعادة تعين ،مِقبس طاقة ، منفذ كابل USB  واخيراً سلسلة دوائر رأس برمجة (ICSP) وكُل ما يلزم لأنشاء متحكم الدقيق كُل ما عليك سوى تَوصيله بِجهاز كَمبيوتر بِمساعدة كابل USB والبدء في انشاء مشروعك الالكتروني .

Arduino Uno (R3)

Arduino Nano

عِبارة عَن لوحة أردوينو صَغيرة الحجم تَعتمد على متحكم (Microcontroller) من طراز ATmega328P او من طراز ATmega628 يَعمل نفس عَمل النوع الأول الا أن هذا النوع يَمتاز بصغر حجمه ومُرونته المُستدامة والموثوقية العالية.

Arduino Nano

Arduino Micro

يَعتمد هذا النوع بشكل اساسي عَلى متحكم (Micocontroller) من طراز ATmega32U4 حَيث يتضمن 20 منفذ ادخال واخراج و7 منافذ مُخرجات تَعديل نبض و 12 منافذ تناظرية وايضاً تَحتوي على زر اعادة تَعين ومقبس كهربائي ومنفذ USB وتَعتبر هذه اللوحة هي النسخة المصغرة من لوحة أردوينو (Leonardo) .

Arduino Micro

Arduino Due

تَعتمد هذه اللوحة على مُتحكم (Microcontroller) مِن طراز جَديد وحديث يسمى ARM Cortex-M3 تَحتوي على 54 منافذ ادخال واخراج ويحتوي على 12 منافذ مخرجات تعديل نبض (PWM) و12 منفذ تناظري ويَحتوي على مُولد نبضات قوة 84 ميجا هرتز ومقبس كهرباء وزرين اعادة تَعين ورأس (JTAG) ورأس آخر يسمى (SPI) .

Arduino Due

LilyPad Arduino Board

اللوحة عِبارة عَن تِقنية نسيج إلكتروني يُمكن ارتداؤها يتم توسيعها بواسطة Leah Buechley وتم تَصميمها بِشكل كبير بواسطة Leah and SparkFun  يتم تَصميم كل لوحة بِشكل مبدع مع وسادات تَوصيل ضَخمة وظهر أملس للسماح لها بالخياطة في الملابس باستخدام خيط مُوصل، يَتكون الأردوينو أيضًا من لَوحات الإدخال  الإخراج والطاقة وأيضًا لوحات الاستشعار المُصممة خصيصًا للمنسوجات الإلكترونية  حتى أن هذه المنسوجات قابلة للغسل ! .

LilyPad Arduino Boards

Arduino Bluetooth

تعتمد اللوحة هذه بشكل أساسي على وحدة التحكم الدقيقة (Microconroller)من طراز ATmega168 يتضمن هذا النوع من اللوحات على مكونات مختلفة مثل المنافذ الادخال والاخراج الرقمية 16 ، والمنافذ التناظرية 6 ، مولد نبض قوة 16 ميجا هرتز ، وزر إعادة الضبط ، ومحطات اللولب ، ورأس ICSP في هذه اللوحة ، تُستخدم المحطات اللولبية بشكل أساسي لتوليد للطاقة يمكن إجراء برمجة وحدة التحكم الدقيقة التي تعمل بتقنية Bluetooth باستخدام تقنية Bluetooth مثل الاتصال اللاسلكي.

Arduino Diecimila

تعتمد  هذه اللوحة على متحكم (Microcontroller) من طراز ATmega168 وتحتوي اللوحة على منافذ إدخال / إخراج رقمية و حيث يمكن استخدام 6 منافذ مثل مخرجات PWM والمدخلات التناظرية و منفذ اتصال USB ومولد نبض قوة 16 ميجا هرتز ورأس ICSP وزر إعادة تعيين ومقبس طاقة ، يمكن توصيل هذه اللوحة بجهاز كمبيوتر من خلال كابلUSB ويمكن تنشيطها باستخدام بطارية ومحول تيار متردد.

Arduino Diecimila

RedBoard Arduino Board

يمكن برمجة هذه اللوحة باستخدام كابل USB عن طريق برنامج على الكمبيوتر الذي  سيعمل على نظام Windows 8 دون الحاجة إلى تعديل إعدادات الأمان الخاصة بك ، إنه أكثر ثباتًا بسبب شريحة USB أو FTDI التي استخدمناها ، كما أنه مسطح تمامًا في الخلف من السهل جدًا استخدامها في تصميم المشروع الالكترونية  فقط قم بتوصيل اللوحة وحدد خيار القائمة لاختيار  نوع الأردوينو المطلوب استخدامه ويمكنك ايضاً التحكم في اللوحة عبر كابل USB .

RedBoard Arduino Boards
  • Arduino Mega (R3) Board

هذه اللوحة تشبه نوعا ما لوحة الأردوينو UNO ، تتضمن هذه اللوحة الكثير من المنافذ الإدخال  الإخراج الرقمية من ضمنهم يمكن استخدام 14 منفذ كـ PWM ، و 6 منافذ تناظرية ، وزر إعادة الضبط ، ومقبس الطاقة ، ومنفذ USB ، وزر إعادة الضبط ، يتضمن كل ما هو مطلوب لتركيب متحكم (Microcontroller) ما عليك سوى توصيله بجهاز كمبيوتر بمساعدة كابل USB ومنح الإمداد للبدء باستخدام محول أو بطارية AC-to-DC أن  العدد الهائل من المنافذ والمداخل  يجعل لوحة الأردوينومفيدة جدًا لتصميم المشاريع الكبيرة التي تتطلب مجموعة كبيرة من الازرار للتحكم .

Arduino Mega (R3) Board

Arduino Leonardo Board

أول لوحة تطوير لأردوينو هي لوحة ليوناردو تستخدم هذه اللوحة متحكمًا واحدًا مع منفذ  USB، هذا يعني أنه يمكن أن يكون بسيطًا جدًا ورخيصًا أيضًا نظرًا لأن هذه اللوحة تتعامل مع USB مباشرة ، يمكن الحصول على مكتبات البرامج والتي تتيح للوحة الأردوينو متابعة لوحة مفاتيح الكمبيوتر والماوس وما إلى ذلك.

Arduino Leonardo Board

Arduino Robot

هذا النوع من الألواح هو أول لوح أردوينو على يسيرعلى عجلات. يشمل روبوت الأردوينو على معالجين على كل لوحة اللوحان هما لوحة المحرك ولوحة التحكم حيث تتحكم لوحة المحرك في المحركات وتستخدم لوحة التحكم لقراءة أجهزة الاستشعار للتشغيل،  كل لوحة عبارة عن لوحة أردوينو كاملة ويمكن إجراء برمجتها من خلال البرنامج الخص باللوحة. هذه لوحات تعتمد على متحكم من طراز ATmega32u4.

Arduino Esplora

يشتمل هذه اللوحة على جهاز كمبيوتر صغير يعرف باسم متحكم (Microcontroller)يتضمن عددًا من منافذ المدخلات والمخرجات ، مدخلات هذه اللوحة عبارة عن مستشعر ضوئي ، وأربعة أزرار ، وميكروفون ، ومقياس تسارع ، وعصا تحكم ، ومنزلق ، ومستشعر درجة حرارة ، وما إلى ذلك ، في حين أن المخرجات عبارة عن 3 ألوان LED  يبدو هذا النوع من لوحات الأردوينو وكأنه وحدة تحكم في ألعاب الفيديو.

Arduino Esplora

Arduino Pro Mic

هذه اللوحة هي نفس لوحة الأدروينو الصغير بصرف النظر عن متحكم    (Microcontroller) من طراز ATmega32U4 تحتوي هذه اللوحة على الميكروفون الاحترافية و على 12 منافذ إدخال إخراج رقمية  ، ومنافذ تعديل عرض النبض (PWM) ، ووصلات تسلسلية لـ Tx & Rx & 10 بت ADC.

Arduino Ethernet

تعتمد هذه اللوحة على المتحكم (Microcontrpller) من طراز ATmega328. يتضمن هذا النوع من لوحات التحكم الدقيقة على 5 منافذ تناظرية  و 14 منافذ إدخال إخراج رقمية  وزر اعادة تعين  ومنفذ شبكة RJ45 ومولد نبض ومقبس طاقة ورأس ICSP وما إلى ذلك يمكن توصيل لوحة الأردوينو من خلال كابل شبكة Ethernet للإنترنت.

Arduino Zero

هذه لوحة قوية وبسيطة ذات 32 بت وتوفر أفضل منصة للمشاريع المبتكرة مثل التكنولوجيا القابلة للارتداء ، وأجهزة إنترنت الأشياء الذكية ، والروبوتات المتطورة ، والتقنية الحركية عالية الجودة، وما إلى ذلك ، تتوسع هذه اللوحة من خلال توفير أداء محسن ، والسماح بمجموعة من فرص المشاريع ويعمل كأداة تعليمية رائعة.

Arduino Zero

كَيفَ يُمكننا اختيار لَوحة الأردوينو المناسبة لنا ؟

هناك أنواع مختلفة من لوحات الأردوينو الموجودة في السوق اليوم مثل FreeDuino NetDuino ، أن أفضل طريقة لتحديد لوحة الأردوينو المناسبة هي التحقق من الأسماء التجارية وتمييزها على بقية اللوحات وايضا تحديد المجال الذي تريد انشاء مشروعك فيه ، إن الحصول على لوحات الأردوينو منخفضة التكلفة أمر سهل من خلال مواقع الإنترنت وكذلك المتاجر الإلكترونية تقوم بتوفير هذه اللوحات بإصدارات ومواصفات مختلفة.

يمكن إجراء برمجة جميع اللوحات باستخدام برنامج خاص بلوحة الأردوينو (IDE) الذي يسمح لأي شخص بالكتابة وكذلك تحميل الكود والمكتبات ، ولكن كل لوحة تختلف بناءً على المدخلات والمخرجات والسرعة وعامل الشكل والجهد… إلخ، تعمل هذه اللوحات من 3.7 فولت إلى 5 فولت.

مصدر المقال انقر هنا

  • إعداد : المهندس عبدالرحمن الحمادي
  • تدقيق : المهندس بشار الحجي