11/07/2016
الإلكترونيات التفاعلية للجميع
الكثير من الأشخاص يعشقون الإلكترونيات التفاعلية و يستمتعون بتفكيك الأجهزة الإلكترونية والمعطوبة واستخراج قطعها لكن للأسف لم يتمكنوا من فعل شيء مفيد بها. أيضاً الكثير منا لهم أفكار و مشاريع إلكترونية يحلمون بتحقيقها، لكن مجال دراستهم حال دون ذلك أو حتى أصحاب تخصص في مجال الإلكترونيات، ولكن واجهتهم صعوبات في الانطلاق. إذا كنت أحد هؤلاء فإني أؤكد لك أنك قد وجدت ضالتك.
1. ما هو Arduino ؟
Arduino هو كومبيوتر صغير الحجم بإمكانه التفاعل و التحكم في الوسط المحيط به بشكل أفضل من الكومبيوتر المكتبي Desktop. تقنيا هو منصة Platform برمجية مفتوحة المصدر تتكون من متحكم إلكتروني Micro-Controller و بيئة تطويرية تكاملية لكتابة البرمجيات IDE.
قوة الآردوينو Arduino تتجلى في قدرته الكبيرة على التواصل مع القطع الإلكترونية الأخرى كالمحولات Switches أو المستشعرات Sensors و الاستفادة منها في الحصول على مختلف البيانات كدرجة الحرارة أو شدة الإضاءة و كذلك فاعليته الكبيرة في التحكم في المحركات Motors و مصابيح LED و كثير من القطع الإلكترونية الأخرى.
يمكن تشغيل مشاريع الآردوينو Arduino عن طريق وصله بالكومبيوتر و جعله يتعامل مع أحد البرامج الموجودة على الجهاز أو بالإمكان تشغيله باستقلالية تامة.
2. لماذا Arduino ؟
في الحقيقة يوجد الكثير من المتحكمات الإلكترونية Micro-Controllers المتوفرة في السوق مثل Parallax و Basic Stamp و Netmedia’s BX-24 Phidgets و Raspberry Pi و كلها تتميز بإمكانيات قوية و لها القدره على التحكم في مختلف القطع الإلكترونية و البرمجيات Software و ذلك طبعا بنسبة أفضلية متفاوتة لكن ما يميز الآردوينو Arduino هو مجموعة من الأمور اللتي تصنع الفارق بينه و بين غيره أهمها:
البساطة: قطعة الآردوينو Arduino مصممة لتناسب احتياجات الجميع، محترفين، أساتذة، طلاب وهواة الإلكترونيات التفاعلية.
الثمـــن: لوح الآردوينو Arduino أقل ثمناً مقارنةً مع الألواح الأخرى من نفس النوع فثمن أغلى Arduino لا يتجاوز 50$.
التركيب الذاتي (Self-Assembly): يمكنك تحميل ورقة البيانات Datasheet الخاصة بالآردوينو Arduino مجاناً من الموقع الرسمي و شراء القطع وتركيبه بنفسك !
متعدد المنصات: برنامج الآردوينو له القدرة على الاشتغال على الويندوز windows, الماك Mac OS و اللينكس Linux وأغلب المتحكمات الإلكترونية الأخرى تشتغل فقط على الويندوز فقط.
بيئة برمجية سهلة و بسيطة: البيئة البرمجية Programming Environment مصممة لتكون سهلة للمبتدئين و ثابتة و قوية للمحترفين.
Open Source Software: مكتوب بلغة السي ++C و متاح للجميع لتحميله و بامكان المبرمجين التعديل عليه وفق احتياجاتهم.
Open Source Hardware: الآردوينو Arduino مصنوع أساساً من متحكمات ATMEGA8 و ATMEGA168 و المخططات منشورة تحت ترخيص Creative Commons مما يتيح إلى مصممي الدارات الإلكترونية Electronic Circuits تصميم داراتهم الخاصة.
3.ما الفرق بين Arduino و Raspberry Pi ؟
أولاً يمكنك الإطلاع على هذا الموضوع حول Raspberry Pi حتى تعرف ما هو و ماهي ميزاته.أما بالنسبه للفرق بين Arduino و Raspberry Pi و أيهما الأفضل فلن أجيب على هذا السؤال لكني سأسرد أهم نقاط الإختلاف بينهما و أدع للقارئ حرية الإختيار.
من حيث سهولة الإستعمال:
في حالة Arduino ستحتاج إلى تحميل البرنامج من الموقع الرسمي ثم ما عليك سوى وصل القطعة بالجهاز و ربما ستحتاج إلى شراء USB Cable إذا لم تكن تملكه مسبقاً. الآن انت مستعد للإنطلاق، بالنسبه لـ Raspberry Pi فالأمر مختلف قليلاً، ستحتاج مسبقاً إلى شراء USB Cable و بطاقة ذاكرة SD card من أجل النظام و كذلك فأرة ولوحة مفاتيح وشاشة بها منفذ HDMI و أخيراً ستحتاج إلى Ethernet Cable أو WiFi Dongle لوصل القطعة بالإنترنت و بعد كل هذا سيتعين عليك تحميل النظام المناسب إلى بطاقة الذاكرة.
من حيث التواصل:
هنا أقصد التواصل مع أجهزة أخرى عن طريق شبكة محلية أو منزلية أو حتى عن طريق الإنترنت. Raspberry Pi سيكون له بعض الأفضلية في هذه الناحية لأنه يملك منفذ Ethernet مدمج في أغلب قطعه و بالإمكان أيضاً إضافة WiFi Dongle بسهولة عن طريق منفذ USB. لكن Arduino أيضاً له القدرة على الإتصال بالشبكات بسهولة إذا ما أضفنا له Ethernet shield وهي قطعة إضافية مدعومة من الموقع الرسمي أو يمكن شراء لوح Arduino مجهز بخاصية WiFi وأيضاً يوجد لوح Arduino به خاصية الإتصال بشبكات GSM مما يفتح الباب إلى التفكير في مشاريع مشوقة.
قوة المعالج Processor:
من هذه الناحية لا يمكن مقارنة لوح Arduino الذي يملك معالج من نوع ATMEG168 و الذي يعمل بسرعة 16Mhz مع Raspberry Pi بمعالج BCM2835 بسرعة 700Mhz وحتى أقوى لوح آردوينو Arduino Due لا يمكنه منافسة Raspberry Pi بمعالج SAM3X8E ذو سرعة 84Mhz. لكن رغم هذا يجب أن أشير إلى أن Raspberry Pi يحتاج إلى معالجات قوية و سريعة لأنه يتعامل مع الرسوميات و مع شاشات بدقة عالية.
البرمجة:
سأخبرك مسبقاً أن البرمجة على Arduino IDE أفضل بكثير من حيث سهولة التعلم و التطبيق و تمرير الكود إلى Arduino و الأمر ليس بنفس البساطة بالنسبة لـ Raspberry Pi, فسيتحتم عليك الدخول إلى اللوح عن طريق SSH ثم كتابة الكود ثم تشغيله لكن يمكنك أيضاً إستعمال لغة Python في كلا البيئتين و الإستفادة من مكتبتها الضخمة في تنفيذ مشاريعك.
الثمن:
عموماً ثمن لوح Arduino أرخص من Raspberry Pi وهذا دون أن نتكلم على أنك ربما ستحتاج إلى قطع إضافية.
4. ماذا نقصد بمفتوح المصدر ؟
مخططات تصميم العتاد Hardware Schema الخاصة بالآردوينو Arduino متاحة للجميع لتحميلها ودراستها لفهم مبدأ عمل القطعة و التعديل عليها و كذلك إمكانية الإستفادة منها تجارياً وهذا وفقاً لبنود اتفاقية Creative commons.
كذلك الكود المصدري الخاص ببرنامج Arduino مفتوح المصدر ومتوفر بترخيص GPL.
5. ماذا يمكن أن نصنع بالأردينو ؟
الإجابة على هذا السؤال واسعة جداً وهذا يعتمد على خيالك و إمكانياتك, فالمشاريع التي تم بناؤها اعتماداً على Arduino ترواحت بين البساطة الشديدة كجهاز لتنبيهك بوصول رسائل على Facebook أو Twitter و بين مشاريع عملاقة كمشروع بناء قمر صناعي اعتماداً على Arduino.
