برنامج اردوينو: ما هو Arduino؟ نظرة عامة وكيفية البدء

Arduino

برنامج اردوينو، هو منصة إلكترونية مفتوحة المصدر تعتمد على أجهزة وبرامج سهلة الاستخدام، تستهدف الطلاب الذين ليس لديهم خلفية في الإلكترونيات والبرمجة.

برنامج اردوينو، تعد Uno واحدة من أكثر اللوحات شعبية في عائلة لوحة Arduino وهي خيار رائع للمبتدئين. سنتحدث عن ما يحتويه وما يمكنه فعله لاحقًا في البرنامج التعليمي عبر هذا المقال.


ما هو برنامج اردوينو؟

Arduino عبارة عن منصة مفتوحة المصدر تُستخدم لبناء مشاريع الإلكترونيات. يتكون برنامج اردوينو من لوحة دائرة كهربائية قابلة للبرمجة (يشار إليها غالبًا باسم متحكم دقيق ) وقطعة من البرنامج، أو IDE (بيئة التطوير المتكاملة) التي تعمل على جهاز الكمبيوتر الخاص بك، وتستخدم لكتابة وتحميل رمز الكمبيوتر إلى اللوحة المادية.

أصبحت منصة Arduino شائعة جدًا لدى الأشخاص الذين بدأوا للتو في مجال الإلكترونيات، ولسبب وجيه. على عكس معظم لوحات الدوائر القابلة للبرمجة السابقة، لا يحتاج برنامج اردوينو إلى قطعة منفصلة من الأجهزة (تسمى المبرمج) من أجل تحميل رمز جديد على اللوحة، يمكنك ببساطة استخدام كبل USB. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم Arduino IDE إصدارًا مبسطًا من C ++، مما يسهل تعلم البرمجة. أخيرًا، يوفر برنامج اردوينو عامل الشكل القياسي الذي يقسم وظائف وحدة التحكم الدقيقة إلى حزمة يسهل الوصول إليها.


لماذا برنامج اردوينو؟

منصة Arduino
منصة Arduino

بفضل تجربة المستخدم البسيطة التي يمكن الوصول إليها، تم استخدام Arduino في آلاف المشاريع والتطبيقات المختلفة. برنامج Arduino سهل الاستخدام للمبتدئين، ولكنه مرن بدرجة كافية للمستخدمين المتقدمين. يعمل على أنظمة Mac و Windows و Linux. يستخدمه المعلمون والطلاب لبناء أدوات علمية منخفضة التكلفة، لإثبات مبادئ الكيمياء والفيزياء، أو لبدء البرمجة والروبوتات. يبني المصممون والمهندسون المعماريون نماذج أولية تفاعلية، ويستخدمها الموسيقيون والفنانون للتركيبات وتجربة الآلات الموسيقية الجديدة. يستخدمه صناع، بالطبع، لبناء العديد من المشاريع المعروضة في Maker Faire، على سبيل المثال. برنامج Arduino هو أداة أساسية لتعلم أشياء جديدة. يمكن لأي شخص الأطفال، والهواة، والفنانين، والمبرمجين، البدء في اتباع التعليمات خطوة بخطوة.


كيف أستخدم لوحة اردوينو؟

قبل أن تبدأ في التحكم في العالم من حولك، ستحتاج إلى إعداد البرنامج لبرمجة منتداك. يسمح لك برنامج Arduino (IDE) بكتابة البرامج وتحميلها على اللوحة الخاصة بك. ستجد في صفحة برنامج Arduino خيارين:

  1. إذا كان لديك اتصال موثوق بالإنترنت، فيجب عليك استخدام IDE عبر الإنترنت (محرر ويب Arduino). سيسمح لك بحفظ الرسومات التخطيطية الخاصة بك في السحابة، وإتاحتها من أي جهاز ونسخها احتياطيًا. سيكون لديك دائمًا أحدث إصدار من IDE دون الحاجة إلى تثبيت التحديثات أو المكتبات التي ينشئها المجتمع.
  2. إذا كنت تفضل العمل دون اتصال، فيجب عليك استخدام أحدث إصدار من IDE لسطح المكتب .
    كود عبر الإنترنت على Arduino Web Editor
    لاستخدام IDE عبر الإنترنت، ما عليك سوى اتباع التعليمات. تذكر أن اللوحات تعمل خارج الصندوق في محرر الويب، ما عليك سوى تثبيت Arduino Create Agent للبدء. قم بتثبيت Arduino Desktop IDE، وللحصول على إرشادات خطوة بخطوة، حدد أحد الروابط التالية وفقًا لنظام التشغيل الخاص بك.
  • شبابيك
  • نظام التشغيل Mac OS
  • لينكس
  • IDE محمول (نظاما التشغيل Windows و Linux)
  • ChromeOS (تطبيق Arduino Create) في سوق Chrome الإلكتروني
  • اختر اللوحة الخاصة بك في القائمة الموجودة هنا على اليمين لتتعلم كيفية البدء بها وكيفية استخدامها على Desktop IDE.

تعلم الاردوينو

منصة Arduino
تعلم Arduino
  1. اقرأ مقدمة حول ماهية Arduino ولماذا تريد استخدامه.
  2. ما هو برنامج Arduino (IDE) وكيف يمكنني تغيير اللغة الافتراضية؟
  3. المكتبات: استخدام مكتبات Arduino وتثبيتها.
  4. النوى: هل تحتاج إلى إضافة لوحة جديدة لبرنامج اردوينو الخاص بك؟ قم بتثبيت جوهر الارتباط وإدارته.استكشاف الأخطاء وإصلاحها: تقديم المشورة بشأن ما يجب القيام به إذا لم تنجح الأشياء.
    للحصول على قائمة كاملة بالأدلة، قم بزيارة قسم المؤسسات، حيث ستجد معرفة متعمقة حول المبادئ والتقنيات الكامنة وراء منصة Arduino.

اقرأ أيضا: ” برنامج سكراتش (Scratch)


العناية العامة – تنظيف اللوح الخاص بك

أنت الآن تعرف كيفية بدء استخدام لوحة Arduino، لذا إليك بعض النصائح الأساسية حول العناية بـ Arduino في المستقبل:

  • استخدام أي منفضة هواء متوفرة بسهولة – فهذه مثالية لإزالة الغبار والحطام من سطح اللوحة والمناطق التي يصعب الوصول إليها مثل المنافذ وبين الدبابيس.
  • يرجى بذل قصارى جهدك لعدم سكب السوائل على لوحك. مع وقوع الحوادث، إذا انسكبت عن غير قصد شيئًا لزجًا على السبورة وكنت محظوظًا بما يكفي لأنه لا يزال يعمل،
  • إننا نوصي باستخدام IPA (كحول الأيزوبروبيل) لإزالة الشحوم والأوساخ والغبار من اللوح بأمان. ملاحظة: يرجى التأكد من فصل اللوح الخاص بك عن الكمبيوتر أو البطارية قبل تطبيق مسح IPA.
  • تعتمد المصادر المفتوحة و لوحة اردوينو على مشاركة الأفكار والمحتوى والبرامج وحتى الأجهزة. نظرًا لهذه الأوقات الصعبة مع Covid-19، إذا كنت تنوي مشاركة لوحة Arduino الخاصة بك مع أشخاص آخرين لاستخدامها (مثل الطلاب في الفصل الدراسي)، فإننا نوصي بتطهير السبورة باستخدام مصباح التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية 222 نانومتر (المصباح الذي يأتي فقط خزانة للاستخدام الآمن).
  • أخيرًا من فضلك اغسل يديك.

اقرأ أيضا: ” برنامج كاهوت


هل يجب عليك شراء مجموعة Arduino Starter Kit؟

ليس هناك الكثير الذي يمكنك القيام به باستخدام برنامج اردوينو بمفرده. بالتأكيد، يحتوي على مصباح LED مدمج، والذي يمكنك توفير دقائق من الترفيه أثناء جعله يومض بطرق مختلفة. ولكن لجعل بعض المشاريع الممتعة حقًا، ستحتاج إلى بعض الأجزاء الإضافية، مثل المستشعرات والمحركات ومصابيح LED متعددة الألوان. ثم سترغب في بعض الكابلات لتوصيل تلك القطع، وربما حتى لوح التجارب. وهنا يأتي دور Arduino Starter Kit. ولكن أي واحدة تشتريها؟ المفضل الحالي لدي هو Grove Beginner Kit.

إنها لوحة ذكية شاملة مزودة بأجهزة استشعار مسبقة التوصيل ومصابيح LED وجرس وحتى شاشة OLED. اللوحة الموجودة في المنتصف متوافقة مع Arduino، ولكنها تتضمن 12 موصلات Grove. يسهل نظام Grove توصيل المكونات من خلال كابل واحد، دون الحاجة إلى استخدام لوح التجارب أو الكثير من كبلات التوصيل الفوضوية. الشيء الرائع  في مجموعة Grove Beginner Kit هو أنه بمجرد رغبتك في الانتقال من تصميم لوحة الكل في واحد والبدء في وضع نماذج أولية للأجهزة الفعلية، يمكنك ببساطة قطع اللوحة والمكونات بالكامل بعيدًا، والتحول إلى كبلات نظام Grove ( أو كبلات توصيل في فتحات المسامير القياسية). إنه نظام مرن للغاية لبدء تجربة برمجة Arduino.


ما هي لغة اردوينو؟

منصة Arduino
لغة برنامج Arduino

من الناحية الفنية، يعد برنامج أردوينو امتدادًا لـ C / C ++. هذا يعني أن برنامج اردوينو قد أضاف مجموعة من الوظائف والميزات فوق لغة C ++ القياسية، لكنه لا يزال يتبع نفس القواعد والاتفاقيات الأساسية، لست بحاجة إلى معرفة C أو C ++ بالفعل للبرمجة باستخدام برنامج Arduino؛ لم أفعل ذلك عندما بدأت. يمكن أن تساعد خلفية صغيرة في أي نوع آخر من البرمجة بالتأكيد، ولكنها ليست ضرورية أيضًا. يمكنك البدء فقط بتحميل نماذج بسيطة من البرامج ومحاولة تعديلها. ثم انتقل إلى التبديل لأجهزة استشعار مختلفة أو مخرجات أخرى. فيما يلي بعض الخصائص التي تحدد برنامج أردوينو:

  • يجب أن يكون لديك على الأقل وظيفة  setup () و loop () محددة.
  • يتم تشغيل setup () مرة واحدة عند إعادة تعيين جهاز Arduino أو تشغيله لأول مرة. يمكنك استخدام هذه الوظيفة لإنشاء الحالة الأولية للمتغيرات، وإخبار Arduino بأي دبابيس للأجهزة يجب أن تفعل ما تريد، أو ابدأ المكتبات التي تحتاجها لأجهزة الاستشعار المختلفة.
  • loop () يعمل بشكل مستمر. عند اكتمال كل التعليمات البرمجية الموجودة في الدالة loop ()، تعود إلى بداية الحلقة () وتقوم بذلك مرة أخرى! إنه هنا حيث يذهب كود البرنامج الرئيسي الخاص بك ؛ أشياء مثل التحقق من متغير المستشعر والعمل على أساسه.
  • يمكنك تحديد وظائف المساعد الخاصة بك أيضًا، لتغليف كتل من التعليمات البرمجية. يمكن أن تقبل هذه أي عدد من المتغيرات كمدخلات، وتعيد المتغير مرة أخرى. إذا لم يتم إرجاع أي متغير، يتم تمييز الوظيفة على أنها باطلة. هذا هو الحال مع الإعداد باطل () وحلقة باطلة () .
  • يمكنك استيراد مكتبات Arduino أخرى لإضافة ميزات إلى تطبيقك ، أو للمساعدة عند استخدام مستشعرات معينة.
  • بالإمكان ترك تعليقات في الكود الخاص بك عن طريق استهلالها بشرطة مائلة مزدوجة //  (حتى في نهاية سطر موجود من الكود)؛ أو اترك تعليقًا متعدد الأسطر بوضعه مسبقًا / * وإنهائه بـ *.

اقرأ أيضا: ” جوجل فاميلي لينك، كيفية إعداد (Google Family Link) للرقابة الأبوية


مكونات برنامج اردوينو

التعرف على المكونات مع  برنامج Arduino:
يمكن للطلاب تعلم كيفية إنشاء الدوائر واستخدام المقاومات والتعرف على قانون أوم أثناء بناء سلسلة من المشاريع والتجارب الرائعة. يمكنهم أيضًا ترميز برنامج اردوينو لبدء بناء أجهزة ذكية يمكنها استشعار بيئتهم والاستجابة وفقًا لذلك. فيما يلي قائمة بأدوات الاستشعار والمكونات شائعة الاستخدام والتي من المحتمل أن تتفاعل معها أنت وأطفالك في حياتك اليومية والتي تتوافق مع تعلم كيفية إنشاء مشاريع باستخدام Arduino .

  • يستخدم المستشعر بالموجات فوق الصوتية السونار لتحديد المسافة
  • يكتشف مستشعر العوائق بالأشعة تحت الحمراء الأشياء بالقرب من المستشعر
  • مستشعر درجة الحرارة يكتشف درجة الحرارة المحيطة
  • مكونات الإخراج شائعة الاستخدام
  • محرك سيرفو محرك صغير موجه
  • شاشات LCD تسمح لك الشاشة بعرض النص
  • المحركات: محرك كهربائي

برنامج أردوينو – أساس الروبوتات

Arduino هو أساس رائع للروبوتات. يمكنه الاتصال والعمل مع كل جهاز أو مكون تقريبًا. من المحركات إلى مستشعرات الحركة إلى الروبوتات VEX VR، إنها طريقة رائعة للطلاب للتعلم والفهم والتعرف على المدخلات والمخرجات وكيف يمكن لأجهزة الكمبيوتر والروبوتات والأجهزة الميكانيكية أن تتفاعل معك ومع العالم من حولهم. مثال ممتاز على استخدام برنامج Arduino أثناء بناء الروبوتات المتقدمة هو مشروع openDog لجيمس بروتون. فهو يجمع بين الهندسة الكهربائية والميكانيكية لبناء روبوتات رائعة، ويوثق بالفيديو اكتشافاته وما يتعلمه أثناء العمل في مشاريعه.

اقرأ أيضا: ” أشهر الروبوتات؛ تعرف على أحدثها وأهم 6 تصنيفات لها


استكشف المشاريع مع منصة Arduino للأطفال

هل تتساءل عما يمكن لطفلك أن يبنيه باستخدام لوحة اردوينو؟ يمكنهم بناء شيء بسيط مثل ضوء تلقائي لنظام أتمتة منزلي يعمل بكامل طاقته. مستوى بساطة أو تعقيد مشروعك باستخدام Arduino متروك لك أو لطفلك. قد يكون من المفيد جعل الطلاب يبدأون صغيرًا، حتى يتمكنوا من التعلم والتطور بسرعة. لا تبقى المشاريع صغيرة لوقت طويل. فيما يلي بعض مشاريع Arduino الممتعة للأطفال لتجعل خيالك يستمر.

لذا ابدأ مع Arduino وانضم إلينا في صفوف Create & Learn’s Arduino للأطفال، حيث سيقوم الطلاب ببناء دوائر أكثر تعقيدًا للأجهزة الذكية وأجهزة فك الشفرات والألعاب باستخدام برنامج اردوينو. سيتعلمون أيضًا مفاهيم إلكترونية أكثر تقدمًا مثل الرقمية مقابل التناظرية، وأجهزة التحكم وأجهزة الاستشعار. سيصقل طفلك أيضًا مهاراته في الترميز وحتى الاستفادة من بعض الترميز المستند إلى النص للاستعداد لفصول البرمجة الأكثر تقدمًا. بعد ذلك، تعرف على المزيد حول اختيار فصل الترميز المناسب لطالبك .


الآن بعد أن عرفت كل شيء عن عائلة برنامج اردوينو، أي لوحة قد ترغب في استخدامها لمشروعك، وهناك الكثير من أجهزة الاستشعار والدروع للمساعدة في نقل مشاريعك إلى المستوى التالي. قد تساعدك في معرفة المزيد عن عالم الإلكترونيات.

فهرس على قوقل نيوز

تابعنا الأن