دعنا قبل أن نبدأ المقال وندخل في تفاصيل لوحة الاردوينو”Arduino”، وكيف تتعامل معها لتقم بعمل كل ما تريد من دوائر؟ اسرد لك قصتي مع الاردوينو، نعم لا تستغرب أنها قصة قصيرة فلن أطيل عليك.

فأنا دَرستُ الهندسة الإلكترونية، وبالتحديد قسم تحكم آلي وإلكترونيات صناعية، من اسم القسم يمكن لك ان تتوقع ما يُدرس به، كل ما يخص الدوائر الإلكترونية وبرمجتها، فأول ما درسته كان الميكروكنترولر”Microcontroller” وهو ما لا يمكن اختصاره بتعريف ولكنه عبارة عن  دائرة متكاملة صغيرة الحجم ، تحتوي على معالج داخلي وذاكرة داخلية قابلة للبرمجة لتخزين البرنامج عليها.

وذاكرة أخرى لمعالجة البيانات كما أنها تحتوي على بوابات إدخال وإخراج البيانات والأوامر التحكمية، كما ستجد بها فرعيات أخرى  كالمحولات الرقمية،  ومقارنات الجهد، ومكبرات العمليات،  ومولد نبضات، والعدادات والمؤقتات وغيرها.

كنت منبهرة به جدًا من أكثر المواد التي كنت أحبها، ولكن لي معه مشكلة الدراسة النظرية له سهلة وحتى العملية ولكن لكي أقوم بعمل دائرة كاملة به تؤدي وظيفة ما، لابد أن أسير طريق طويل ممل ومن الممكن في النهاية بعد التعب والعناء أن لا تعمل الدائرة التي قمتُ بها.

وتخرجت وأنا أفكر لماذا من اخترعوا الميكروكنترولر لم يقوموا بتسهيل استخدامه أكثر من ذلك حتى يكن ممتع في الاستخدام؟ وبعد تخرجي بسنوات وأثناء عملي بشركة ما التحقت بمشروع لعمل دوائر إلكترونية، فَـوُجَه لي سؤال هل تجيدي التعامل مع الاردوينو؟ فأنا كنت قراءت عنه علي الإنترنت ولكن ليس بالتفصيل فهناك فكرة مبدئية ولكني لست على دراية كاملة به بالإضافة إني لم اتعامل معه قبل ذلك.

وبسبب حبي للمجال ورغبتي في تكملة المشروع طلبت مهلة للغد حتى أعطي رد هل لدي قدرة على عمل دوائر باستخدام الاردوينو مع شرحه للمتدربين أم لا؟ وبالفعل بدءت بكل سرعة البحث عنه ومعرفة كل شيء وفي اليوم التالي كان جوابي نعم أجيد التعامل مع الاردوينو.

الخلاصة: ” أن الاردوينو سهل التعلم، لدرجة أن الأطفال نفسهم يقدرون على عمل دوائر باستخدامه، فإذا كان هدفك عمل دوائر إلكترونية كاملة بكل سهولة فحتما اختيارك الأول لابد أن يكون هذه اللوحة السحرية التي تُسمي الأردوينو”

وهنا يطرح سؤال نفسه هو متي ظهرت لوحة الاردوينو “Arduino”؟

لا شك أن الاردوينو ظهر لحل مشكلة موجودة بالفعل،فالحكاية بدءت في عام 2003 في مدينة ‏”Ivrea” الإيطالية، وبالتحديد في معهد (Interaction Design Institute Ivrea (IDII، عندما قام كل من حيث قام كل من “Massimo Banzi” و”David Cuartielles” و”David Mellis” مع طالب أخر من معهد “IDII” بالتغلب على مشكلة الميكروكنترولر، عن طريق عمل دعم رخيص الثمن لشريحة الميكروكنترولر “ATmega8″، حتي تكن سهلة التوصيل، وتطور معهم الوضع بوضع أكواد برمجية للتوصيلات الجديدة، ومن هنا أصبح لديهم مشروع جديد يعمل بلغة برمجة جديدة وأطلق عليه اسم اردوينو “Arduino”.

وبعد الانتهاء من منصة التوصيل، تم توزيع نسخ أخف وزنا وأقل تكلفة في مجتمع المصادر المفتوحة، وأصبح الاردوينو منصة مفتوحة المصدر، وتبنت الشركة “Adafruit Industries” الأمريكية، انتاج لوحات الاردوينو وملحقاتها والتي وصلت في منتصف عام 2011 إلى أكثر من 300 ألف لوحه تم انتاجها تجاريًا، وفي عام  2013 كان هناك 700 ألف لوحة اردوينو في أيدي المستخدمين بالفعل.

ماهو الاردوينو “Arduino”؟ وإلى أي حد يمكنك استخدامه؟

الاردوينو هي لوحة إلكترونية مفتوحة المصدر، قابلة للبرمجة، تسمح لك بتحويل أافكارك أو مخططاتك الالكترونية الى أجهزة إلكترونية ملموسة، فقط باستخدام بيئة تطوير اردوينو والتي تسمى “Arduino IDE” الداعمة لمختلف الأنظمة ومعرفة اللغة البرمجية الخاصة بها وهي لغة “Arduino C” البسيطة جدًا، وتعتبر هذه اللغة مزيج من لغتي برمجة هما لغة “Processing” ولغة “سي C”، والتي تعتبر أساس لغات البرمجة الحديثة، وهذا هو يميز بوردة الاردوينو عن باقي اللوحات التطويرية للمتحكمات الدقيقة “Micro Controllers Development Boards”.

و تحتوي لوحة الاردوينو على معالج دقيق، ومجموعة من المنافذ القابلة للبرمجة، و يمكنك أيضًا إضافة أغطية لهذه اللوحة المعروفة باسم “Arduino Shields”، فكل غطاء منهم سيضيف ميزة جديدة للاردوينو واستخدام جديد أيضًا، وتختلف أنواع الاردوينو باختلاف سرعة المعالج الخاص بها، ومميزاتها التقنية التي تحتوي عليها.

ما معنى أن لوحة الاردوينو مفتوحة المصدر ؟

يعني ذلك انه يمكنك الاطلاع و التعديل على التصميمات الهندسية و الشفرات المصدرية “Source Codes” لكل من بوردات اردوينو المختلفة “Arduino Boards” و”Arduino IDE” وذلك بما يتناسب معك، ويمكنك ايضاً تطوير لغة برمجته “Arduino C” بحريه تامه والاطلاع على الشفرات المصدرية الخاصة بها، بالإضافة إلي أن كل هذه المميزات والبرمجيات مجانية تمامًا على عكس بعض البيئات التطويريه مثل “MikroC”.

نظرة عامة على لوحة “Arduino Uno”

هي أكثر أنواع لوحات الاردوينو انتشارًا، فهي لوحة إلكترونية تستخدم في برمجة متحكمه دقيقة من شركة “Atmel” “ATmega 328″، وتوفر هذ اللوحة منافذ لتوصيل المكونات الإلكترونية مع المتحكمه مباشرة عن طريق 14 مدخل ومخرج من النوع الرقمي “Digital I/O”، ومنهم 6 يمكن استخدمهم كمخارج PWM وهو ما يعرف بالتعديل الرقمي المُعتمد على عرض النبضة”Plus Width Modulation” وهذه الخاصية في الاروينو سوف نتحدث عنها في مقال منفصل.

دعنا نتعرف على أجزاء لوحة “Arduino Uno”

نوع المتحكمه	ATmega328
جهد التشغيل	5V
جهد الدخل (recommended)	7-12V
جهد الدخل (limits)	6-20V
المداخل والمخارج الرقمية “Digital I/O Pins”	14 (منهم 6 يستخدموا كمخارج PWM)
المداخل والمخارج التماثلية”Analog Input Pins”	6
قيمة التيار المستمر على كل مدخل ومخرج	40 mA
قيمة التيار المستمر لـ Pin جهد 3.3	50 mA
ذاكرة الفلاش “Flash Memory”	32 Kb (ويستخدم 0.5 منها لـ bootloader)
SRAM	2KB (ATmega328)
EEPROM	1KB (ATmega328)
سرعة المعالج “Clock Speed”	16MHz
الطول	68.6mm
العرض	53.4mm
الوزن	25g