يعد تعلم برمجة الأردوينو من أفضل الطرق التي يمكن الاعتماد عليها من أجل معرفة وتعلم مفاهيم البرمجة والهندسة بطريقة تفاعلية، حيث أن الأردوينو هو منصة مفتوحة تعتمد على الأجهزة والبرمجيات، مما يتيح تطوير المشاريع الإلكترونية والتفاعلية.
ما هو الأردوينو ؟ هو سؤال شائع بين المهتمين بالمجال، الأردوينو عبارة عن منصة مفتوحة يتم استخدامها من أجل تطوير المشاريع الإلكترونية المختلفة، ويتكون من لوحة PCB تحتوي على معالج، إلى جانب مجموعة من المدخلات والمخرجات، والتي من بينها المداخل التناظرية والرقمية.
تم برمجة الأردوينو عن طريق الاستعانة بلغة برمجة أشبه بـ C++، وهذا بدوره يجعل عملية الاستخدام للهواة أو المبتدئين أكثر سهولة.
كما يمكن الاعتماد على تعلم برمجة الأردونيو من أجل الاستفادة منه في مختلف التطبيقات، والتي من بينها: الروبوتات، أجهزة الاستشعار، الإضاءة الذكية، المشاريع الفنية، يوجد أيضًا عدد من المشاريع المتاحة أو المكتبات عبر الإنترنت، وهذا من أجل مساعدة الأشخاص على البدء بسرعة، والاستمتاع بالمرونة والتنوع.
حتى تتمكن من تعلم برمجة الأردوينو لا بد من معرفة كافة مكونات الأردوينو الأساسية، حتى تتمكن من تنمية مهاراتك في المجال، والتي تتمثل فيما يلي:
اللوحة (Board): الجزء الرئيسي وتحتوي على المعالج، المنافذ، المكونات الإلكترونية، ومن أشهر الأمثلة عليها: Arduino Uno، Arduino Mega، وArduino Nano.
المعالج (Microcontroller): الجزء المسؤول عن معالجة البيانات وتنفيذ العمليات البرمجية المكتوبة، ويختلف المعالج باختلاف اللوحة.
منافذ الإدخال والإخراج (I/O Ports): تحتوي على المداخل الرقمية والتناظرية، وتستخدم من أجل توصيل المستشعرات والمحركات، بالإضافة إلى المكونات الأخرى.
منافذ الطاقة (Power Ports):توفر الطاقة اللازمة لتشغيل اللوحة، ويمكن تشغيلها إما عن طريق USB أو أي مصدر طاقة خارجي.
مؤشر LED: تحتوي على ليد مضاء حتى يظهر حالة التشغيل أو تنفيذ البرامج.
الدوائر الإضافية: يقوم بتوصيل المكونات الإضافية والتي من بينها المستشعرات، المحركات، شاشات العرض، المكونات الأخرى عن طريق المنافذ.
البرمجيات (Software): تتيح كتابة الأكواد وتحميلها إلى اللوحة.
أنواع الأردوينو
حتى تتمكن من برمجة الأرودينو من الجدير بالذكر أن هناك أنواع الأردوينو المختلفة التي يمكن من خلال تنفيذ المشاريع المختلفة، والتي من بينها ما يلي:
Arduino Uno: تعتبر هي اللوحة الأشهر والمثالية بالنسبة للمبتدئين، وذلك لأنها تحتوي على 14 مدخل ومخرج رقمي، إلى جانب 6 مداخل تناظرية.
Arduino Mega: تحتوي على عدد كبير من المداخل والمخارج، وهذا بدوره يجعلها مناسبة من أجل المشاريع الكبيرة والمعقدة.
Arduino Nano: حجمها صغير، وسهلة في الاستخدام خصوصًا في المشاريع التي تتطلب حجم صغير.
Arduino Leonardo: تدعم وظيفة USB، وهذا بدوره يسمح لها بالعمل كجهاز إدخال، على سبيل المثال لوحة المفاتيح أو الفأرة.
Arduino Micro: لوحة صغيرة الحجم، ولكنها تأتي مع مجموعة من المميزات الإضافية، والتي من بينها تدعم USB.
Arduino Due: تعتمد على المعالج ARM Cortex-M3، وتوفر أداء عالي، وتعتبر الخيار الأمثل للمشاريع التي تحتاج إلى معالجة سريعة.
Arduino MKR Series: تحتوي على لوحات من بينها MKR1000 وMKR WiFi، وتم تصميمها من أجل الاتصال اللاسلكي وتطبيقات الإنترنت.
استخدامات الأردوينو
لتحقيق أقصى استفادة من برمجة الأردوينو، من المهم التعرف على مختلف استخداماته المتنوعة، والتي تشمل ما يلي:
الروبوتات: يمكن استخدام الأردوينو في تطوير الروبوتات للتحكم في المحركات والمستشعرات. على سبيل المثال، يمكن إنشاء روبوت بسيط يتبع الضوء باستخدام مستشعرات ضوئية متصلة بلوحة الأردوينو.
المستشعرات: يمكن توصيل مستشعرات مختلفة مثل مستشعرات الحرارة أو الرطوبة لقياس البيانات البيئية. مثال على ذلك هو بناء محطة طقس مصغرة لقياس درجة الحرارة والرطوبة وعرض النتائج على شاشة.
الإضاءة الذكية: يمكن للأردوينو التحكم في أنظمة الإضاءة الذكية، حيث يتم ضبط شدة الإضاءة أو تغيير الألوان بناءً على الوقت أو الحركة. على سبيل المثال، يمكن برمجة مصباح يتوهج تلقائيًا عند دخول الغرفة باستخدام مستشعر الحركة.
مشاريع إنترنت الأشياء (IoT): الأردوينو يمكنه الاتصال بشبكات الإنترنت وتنفيذ مشاريع إنترنت الأشياء، مثل التحكم في الأجهزة عن بعد أو جمع بيانات الاستشعار. على سبيل المثال، يمكن إنشاء نظام ري ذكي يتحكم في المياه وفقًا لبيانات رطوبة التربة.
الألعاب الإلكترونية: يمكن استخدام الأردوينو في بناء ألعاب إلكترونية. مثل لعبة بسيطة تعتمد على الضغط على الأزرار وفقًا للإشارات الضوئية.
أنظمة الأمان: يمكن استخدام الأردوينو في أنظمة الأمان. مثل أجهزة الإنذار التي تكتشف الحركة أو فتح الأبواب غير المصرح بها.
الأجهزة الطبية: يمكن تطوير أجهزة طبية بسيطة. مثل جهاز لقياس معدل ضربات القلب باستخدام الأردوينو والمستشعرات الطبية.
الفنون التفاعلية: يُستخدم الأردوينو في مشاريع الفنون التفاعلية، حيث يتم دمج التكنولوجيا مع الفن لخلق تجارب تفاعلية. مثل تركيب فني يغير مظهره بناءً على حركة الأشخاص.
