برمجة الاردوينو - مقدمة إلى عالم الروبوتات

اللغة العربية
تاريخ البدء ٢٠١٨/١٠/٠٧
المدّة 5 أسابيع
الجهد المطلوب ساعتان
تاريخ الانتهاء ٢٠١٨/١١/١٢

لعل الكثير منا سمع بمصطلح "اردوينو" أو "لوح اردوينو"، هذا اللوح على بساطته، لكنه أخذ انتشاراً كبيراً جداً منذ إطلاقه عام ٢٠٠٥ كأول لوح مفتوح المصدر ١٠٠% يعمل كمتحكم مصغر Micro-Processor، استفاد منه ملايين الطلاب منذ إطلاقه حتى اليوم. لكن ما هو لوح الاردوينو؟

الاردوينو هو لوح إلكتروني، يتكون من دارة إلكترونية فيها متحكم دقيق مصغر، يمكن برمجته لعمل مئات بل آلاف الأوامر عن طريق جهاز الحاسوب أو الهاتف، أخذ انتشاراً كبيراً نظراً لرخص سعره (حوالي ٢٠ دولار) مقابل الإمكانيات الهائلة التي يمكنه القيام بها، هذا اللوح يمكن أن يتم برمجته لعمل آلاف المشاريع المؤتمتة، وربطه على حساسات (مجسّات) مثل حساسات الحرارة، الضوء، الضغط، وغير ذلك، يمكن أيضاً أن يتم ربطه على أجهزة استشعار Motion Detector مثل التي تراها عن الأبواب الأوتوماتيكية الفتح.

المشاريع التي يمكن عملها باستخدام لوح الاردوينو لا حصر لها، فيمكنك مثلاً عمل مشاريع بسيطة مثل برمجة باب يفتح على رقم سري معين، أو إطفاء الإنارة على أوقات معينة، أو إضاءتها في حالة وجود حركة جسم في الغرفة على سبيل المثال.

هذا على مستوى بسيط، لو أردنا التوسع قليلاً، فيمكن أن نقوم بعمل مشاريع مثل إشارات المرور، كيف يمكن عمل إشارات مرور لتقاطع حيوي جداً يتكون من ٤ أو ٥ إشارات، تضيء وتطفئ بمواقع معينة بترتيب ونسق معين. أو مثلاً برمجة إنذار حريق لسوق ضخم متناسقة مع بعضها ومع جميع أجهزة الاستشعار الموجودة في السوق.

أول ظهور للوح اردوينو كان عام ٢٠٠٥ في مدينة إيفريا الإيطالية عن طريق ماسيمو بانزي، وقاموا بتسمية اللوح باسم أحد الشخصيات الشهيرة التاريخية للمدينة Arduin، فكان مشروعهم هذا هو أول بيئة للمتحكمات المصغرة الدقيقة بصورة مفتوحة المصدر بنسبة ١٠٠%، وشكل بإطلاقه ثورة لم يسبق لها مثيل في عالم المتحكمات الدقيقة، كونه سهل المفاهيم النظرية لملايين الطلاب والأكاديميين، وأتاح لهم التطبيق العملي لمفاهيم كانت نظرية بالنسبة له لصعوبة تطبيقها من ناحية التكلفة.

بعد إطلاق اللوح الإلكتروني، ظهرت عشرات البرامج الحاسوبية التي تسهل برمجة هذا اللوح عن طريق برامج مفتوحة المصدر بأوامر بسيطة معروفة أو يمكن البحث عنها بكل سهولة، كونها مشتركة بين غالبية هذه البرامج.

يعد الاردوينو مدخلاً للعديد من العلوم التقنية الأخرى، مثل إنترنت الأشياء، فجميع أجهزة الاستشعار والمجسات التي يتم ربطها على الإنترنت لعمل مشروع في إنترنت الأشياء، يجب أن يتم التحكم بها عن طريق لوح مثل الاردوينو.

وعالم الروبوتات أيضاً له حصة كبيرة هنا، فالروبوت فيه العديد من المستشعرات والأذرع التي يجب التحكم بها عن بعد، أو عند حصول شيء معين (مثلاً وصول الروبوت إلى حائط)، مثل هذه الروبوتات يتم برمجتها والتحكم بها عن طريق لوح الاردوينو.

فهكذا، نرى أهمية الاردوينو في العديد من المجالات التقنية الحديثة، ولذلك قمنا بإنشاء هذا المساق، الذي سيأخذنا في جولة على عالم الاردوينو، ما هو؟ وما هي المتحكمات الدقيقة Micro Controllers؟ وما البيئة التي يعمل بها؟ ما هي التوصيلات الكهربائية التي يمكننا استخدامها في مشاريعنا؟ سنتعرف أيضاً على كيفية كتابة السطور البرمجية اللازمة لإتمام برامجنا، كالجمل الشرطية واستخدام المكتبات وغيرها، وكيف يمكننا التحقق من الكود والتأكد من خلوّه من الأخطاء البرمجية.

سنتعرف أيضاً على العديد من الموصلات والمستشعرات ومكوناتها وكيفية برمجتها، سيكون لدينا أيضاً مشروع نهائي لبناء نظام حريق.

المساق ممتع جداً، وفيه تطبيق عملي يضمن فهم الأساسيات بشكل مميز! كونوا معنا في رحلتنا التعليمية، نراكم على خير عند بدء المساق. ملاحظة: سيتم عمل مشاريع متعددة في المساق، ومن أراد أن يطبق بشكل عملي معنا، سيحتاج لبعض الأدوات والإلكترونيات التي سنوضحها في بداية المساق.

ستتعلم في هذا المساق

  • أساسيات الالكترونيات وما هو المتحكم الدقيق "ميكروكنترولر"
  • ما هو الاردوينو وكيفية استخدامه ونبذة عن التوصيلات الكهربائية
  • التسلسل المنطقي للبرمجة علي الاردوينو
  • استخدام الشروط والحلقات التكرارية في البرمجة
  • كيفية برمجة مشروع بسيط "اشارة المرور"
  • أجهزة الاستشعار واستكشاف أنواعها المختلفة
  • تنفيذ مشروع مفصل عن "كيفية توصيل نظام إنذار الحريق"

مخطّط المنهج الدراسي

+
الأسبوع الأول: مقدمة عن الاردوينو والمتحكمات الدقيقة

هذا الأسبوع هو محطة بداية، نناقش فيه تعريف الاردوينو ومكوناته، ما هي المتحكمات الدقيقة Micro-controllers، بيئة تطوير برمجية للمتحكمات الدقيقة IDE

+
الأسبوع الثاني: انواع الميكروكنترولر المختلفة واستخدامتها

سنتعرف في هذا الأسبوع على أنواع التوصيلات الكهربائية، والصمام الثنائي الباعث للضوء LED وكيفية استخدامه، مع مشروع عملي لعمل إشارة مرور

+
الأسبوع الثالث: أساسيات البرمجة على الاردوينو

سنتعمق هنا أكثر في استكشاف برامج أساسية مفيدة وضرورية مثل Blink و AnalogReadSerial و DigitalReadSerial، ما هي الجمل الشرطية If-Statement، ثم المكتبات وتعلم كيفية إيجاد الأخطاء المنطقية والقواعدية Logic & Syntax Errors وحلها

+
الأسبوع الرابع: أجهزة الاستشعار Sensors

ما المقصود بأجهزة الاستشعار، بعض الأمثلة عليها، تكوين واستخدام المدخلات الرقمية والتناظرية، وأيضاً ما هي أجهزة الإخراج وأمثلة عليها، مع تطبيق عملي لكافة هذه الأجهزة.

+
الأسبوع الخامس: مشروع نهائي - نظام إنذار الحريق

في هذا الأسبوع، سنطبق سوياً مشروعاً لنظام حريق متكامل، بعد التعرف على جميع أجهزة الإدخال والإخراج التي نحتاجها لإتمام المشروع

اقرأ المزيد

فريق المساق

م. محمود نادر
م. محمود نادر

درس محمود هندسة الميكاترونيكس وتخرج من جامعة عين شمس في القاهرة، يعمل حالياً كمدير تطوير محتوى في شركة Engineeius بكافة فروعها، محمود متخصص في تصميم البرامج التعليمية عن طريق استخدام التقنيات والمشاريع العملية كأسلوب تدريس. قبل انضمامه لفريق عمل Engineeius، عمل محمود مع شركة BMW في مجال الإلكترونيات والروبوتات، بعدها التحق بوظيفته الحالية، ولديه أكثر من ٥ سنوات من الخبرة العملية في الإلكترونيات وتطوير البرامج العملية، شارك في بناء وتطوير أكثر من ٣٠ برنامج تعليمي في عالم الروبوتات والإلكترونيات مع فريق من الأخصائيين الدوليين في هذه المجالات.

الجهة المقدمة

برعاية

سجّل الآن
المتصفح الذي تستخدمه غير مدعوم.

الرجاء استخدام أحد المتصفحات التالية Chrome, Firefox, Safari, Edge. تحميل متصفح مدعوم

×