هو لوحة متحكم تم تطويرها بواسطة Arduino.cc وعلى أساس Atmega328. أصبحت الأجهزة الإلكترونية مضغوطة ومرنة ورخيصة قادرة على القيام بمهام أكثر بالمقارنة مع سابقاتها التي حدثت لتغطية مساحة أكبر ، تحولت إلى تكلفة عالية مع القدرة على أداء وظائف أقل.

يسعى الخبراء دائمًا إلى إدخال الابتكار في التشغيل الآلي الذي يتطلب الحد الأدنى من الجهد ويعطي الحد الأقصى من الإنتاج. تم إدخال الميكروكنترولر في صناعة الإلكترونيات بغرض جعل مهامنا سهلة والتي تأتي حتى مع اتصال عن بعد مع الأتمتة بأي شكل من الأشكال. يتم استخدام وحدات التحكم الدقيقة على نطاق واسع في الأنظمة المضمنة وتعمل على جعل الأجهزة تعمل وفقًا لاحتياجاتنا ومتطلباتنا.

تعددت وحدات التحكم مثل 8051 ، Atmega16 ، Atmega328 و PIC16F877. يعتبر Arduino Uno إضافة قيمة جدًا في الأجهزة الإلكترونية التي تتكون من واجهة USB و 14 دبوس I / O رقميًا و 6 مسامير تناظرية ومتحكم دقيق Atmega328. كما أنه يدعم الاتصال التسلسلي باستخدام دبابيس Tx و Rx. هناك العديد من إصدارات لوحات اردوينو المقدمة في السوق مثل Arduino Uno ، Arduino Due ، Arduino Leonardo ، Arduino Mega ، ومع ذلك ، فإن الإصدارات الأكثر شيوعًا هي Arduino Uno و Arduino Mega. إذا كنت تخطط لإنشاء مشروع يتعلق بالإلكترونيات الرقمية أو نظام مضمن أو الروبوتات أو إنترنت الأشياء ، فإن استخدام Arduino Uno سيكون الخيار الأفضل والسهل والأكثر اقتصادية.

وهو عبارة عن منصة مفتوحة المصدر ، وهذا يعني أن اللوحات والبرامج متاحة بسهولة ويمكن لأي شخص تعديل وتحسين اللوحات للحصول على وظائف أفضل. يسمى البرنامج المستخدم لأجهزة اردوينو IDE (بيئة التطوير المتكاملة) وهو مجاني للاستخدام ويحتاج إلى بعض المهارات الأساسية لتعلمه. يمكن برمجتها باستخدام لغة C و C ++.

بعض الناس يخلطون بين الميكروكونترولر و اردوينو. في حين أن السابق هو فقط على رقاقة 40 دبوس النظام الذي يأتي مع المعالجات المدمجة في الداخل ، بينما الأردوينو هو لوحة التي تأتي مع متحكم في قاعدة اللوح ، ومحمل الإقلاع ويتيح سهولة الوصول إلى دبابيس الإخراج والإدخال ويجعل تحميل أو تحكم من البرمجة سهل للغاية.
يمكن للأشخاص ذوي الخلفية غير التقنية بسهولة الحصول على خبرة عملية مع Arduino ، بينما يتطلب تعلم microcontroller بعض الخبرة والمهارات. ومع ذلك ، يمكننا أن نقول أن كل اردوينو هو في الأساس متحكم دقيق ولكن ليس كل متحكم هو اردوينو. سأحاول تغطية كل ما يتعلق بـ Arduino Uno ، حتى تحصل على فكرة واضحة عما يفعله ، وملامحه الرئيسية ، وعمله ، وكل ما تحتاج إلى معرفته.
  • Arduino Uno عبارة عن لوحة متحكمات تم تطويرها من قبل Arduino.cc وهي منصة إلكترونية مفتوحة المصدر تعتمد أساسًا على متحكم AVR Atmega328.
  • بدأ مشروع Arduino الأول في Interaction Design Institute Ivrea في عام 2003 من قبل David Cuartielles و Massimo Banzi بهدف توفير وسيلة رخيصة ومرنة للطلاب والمهنيين للسيطرة على عدد من الأجهزة في العالم الحقيقي.
  • الإصدار الحالي من Arduino Uno يأتي مع واجهة USB ، 6 دبابيس إدخال تناظرية ، 14 منفذ I / O الرقمي الذي يتم استخدامه للتواصل مع الدوائر الإلكترونية الخارجية. من 14 منفذ I / O ، يمكن استخدام 6 دبابيس لإخراج PWM.
  • يسمح للمصممين بالتحكم والإحساس بالأجهزة الإلكترونية الخارجية في العالم الحقيقي.

  • تأتي هذه اللوحة مع جميع الميزات المطلوبة لتشغيل وحدة التحكم ويمكن توصيلها مباشرة بالكمبيوتر من خلال كابل USB المستخدم لنقل الكود إلى وحدة التحكم باستخدام برنامج بيئة التطوير المتكاملة (IDE) ، والذي تم تطويره بشكل أساسي لبرمجة Arduino. IDE متوافق بشكل متساو مع أنظمة Windows أو MAC أو Linux ، ومع ذلك ، يفضل استخدام Windows. يتم استخدام لغات البرمجة مثل C و C ++ في IDE.

 

  • وبصرف النظر عن USB ، يمكن استخدام البطارية أو AC إلى DC المتبني لتشغيل اللوحة. لوحات Arduino Uno تشبه إلى حد كبير لوحات أخرى في عائلة Arduino من حيث الاستخدام والوظائف ، ومع ذلك ، لا تأتي لوحات Uno مع USB FTDI إلى شرائح التشغيل التسلسلي.

 

  • هناك العديد من إصدارات لوحات Uno المتاحة ، ومع ذلك ، Arduino Nano V3 و Arduino Uno هي الإصدارات الأكثر رسمية التي تأتي مع Atmega328 8-bit AVR Atmel microcontroller حيث ذاكرة RAM هي 32 كيلوبايت.

 

  • عندما تصبح طبيعة المهمة ووظائفها معقدة ، يمكن إضافة بطاقة Mirco SD في اللوحات لتجعلها تخزن مزيدًا من المعلومات.

 

  • ملامح اردوينو أونو يأتي مع واجهة USB ، أي يتم إضافة منفذ USB على اللوحة لتطوير الاتصال التسلسلي مع الكمبيوتر. يتم وضع متحكم Atmega328 على اللوحة التي تأتي مع عدد من الميزات مثل المؤقتات ، العدادات ، المقاطعات ، PWM ، وحدة المعالجة المركزية ، دبابيس الإدخال / الإخراج وعلى أساس ساعة 16 ميجاهيرتز التي تساعد في إنتاج المزيد من التردد وعدد التعليمات في كل دورة.

  • يوجد 14 دبوس I / O رقمي و 6 دبابيس تمثيلية مضمنة في اللوحة تسمح بالاتصال الخارجي مع أي دائرة مع اللوحة. توفر هذه المسامير المرونة وسهولة الاستخدام للأجهزة الخارجية التي يمكن توصيلها من خلال هذه المسامير. لا توجد واجهة صلبة وسريعة مطلوبة لتوصيل الأجهزة إلى اللوحة.

 

  • ببساطة لسد الجهاز الخارجي في المسامير من اللوحة التي وضعت على لوحة في شكل رأس.

 

  • يتم وضع علامة على 6 دبابيس التناظرية كما A0 إلى A5 وتأتي مع دقة 10bits. هذه الدبابيس قياس من 0 إلى 5V ، ومع ذلك ، يمكن تكوينها إلى النطاق العالي باستخدام الدالة analogReference () و دبوس AREF. يستخدم 13KB من ذاكرة فلاش لتخزين عدد من التعليمات في شكل رمز.

 

  • مطلوب فقط 5 فولت لتشغيل اللوحة ، والتي يمكن تحقيقها مباشرة باستخدام منفذ USB أو المتبني الخارجي ، ومع ذلك ، يمكن أن تدعم مصدر طاقة خارجي يصل إلى 12 فولت والذي يمكن تنظيمه والحد إلى 5 فولت أو 3.3 فولت على أساس متطلبات المشروع.

اردوينو اونو 

ويستند اردوينو أونو على متحكم AVR يسمى Atmega328. هذه وحدة التحكم تأتي مع SRAM 2KB ، 32KB من ذاكرة فلاش ، 1KB من EEPROM. يأتي Arduino Board مع 14 دبابيس رقمية و 6 دبابيس تناظرية. يستخدم ADC على شريحة لتدوين هذه الأطراف. تم تجهيز مذبذب كريستال بتردد 16 ميجاهرتز على اللوح. ويبين الشكل التالي pinout من اردوينو أونو.

هناك عدة دبابيس رقمية و تناظرية I / O موضوعة على اللوح الذي يعمل على 5V. هذه الدبابيس تأتي مع تصنيفات التشغيل القياسية تتراوح بين 20mA إلى 40mA. تُستخدم مقاومات السحب الداخلية في اللوحة التي تحد من التيار المتجاوز من ظروف التشغيل المحددة. ومع ذلك ، زيادة كبيرة في التيار يجعل هذه المقاومات عديمة الفائدة ويدمر الجهاز.

 

LED : يأتي اردوينو أونو مع LED مدمج ومتصل من خلال دبوس 13. توفير القيمة العالية للدبوس سيعمل على تشغيله وسيقوم LOW بإيقاف تشغيله.

Vin :  هذا هو الجهد المدخلات المقدمة لمجلس اردوينو. وهو مختلف عن 5 فولت الموردة من خلال منفذ USB. يستخدم هذا دبوس لتزويد الجهد. إذا تم توفير الجهد من خلال مقبس الطاقة ، يمكن الوصول إليه من خلال هذا الدبوس

5V: تأتي هذه اللوحة مع القدرة على توفير تنظيم الجهد. يستخدم دبوس 5V لتوفير انتاج الجهد المنظم. يتم تشغيل اللوحة باستخدام ثلاث طرق ، مثل USB ، أو دبوس Vin من اللوحة ، أو مقبس الطاقة DC.

USB: يدعم  الجهد حوالي 5 فولت بينما يدعم Vin و Power Jack مدى الجهد بين 7V إلى 20V. يوصى بتشغيل اللوحة على 5V. من المهم ملاحظة أنه إذا تم توفير الجهد من خلال دبابيس 5 فولت أو 3.3 فولت ، فإنها تؤدي إلى تجاوز تنظيم الجهد الذي يمكن أن يتلف اللوحة إذا تجاوز الجهد من الحد.

GND: هذه دبابيس أرضية. يتم توفير أكثر من دبابيس أرضية على السبورة التي يمكن استخدامها حسب المتطلبات.

Reset: تم دمج هذا الدبوس على اللوح الذي يعيد تشغيل البرنامج على اللوحة. بدلاً من إعادة الضبط الفعلي على اللوحة ، تأتي IDE مع ميزة إعادة تعيين اللوحة من خلال البرمجة.

IOREF: هذا دبوس مفيد جدا لتوفير إشارة الجهد إلى اللوحة. يتم استخدام الدرع لقراءة الجهد عبر هذا الدبوس ، ثم تحديد مصدر الطاقة المناسب.

PWM: يتم توفير PWM بمقدار 3،5،6،9،10 و 11pins. يتم تكوين هذه المسامير لتوفير PWM الإخراج 8 بت.

SPI: تعرف باسم واجهة طرفية تسلسلية (Serial Peripheral Interface). أربعة دبابيس 10 (SS) ، 11 (MOSI) ، 12 (MISO) ، 13 (SCK) توفر اتصال SPI بمساعدة مكتبة SPI.

AREF: يطلق عليه النظير المرجعي. يستخدم هذا الدبوس لتوفير الجهد المرجعي للمدخلات التناظرية.

TWI: يطلق عليه واجهة سلكين. يتم الوصول إلى اتصال TWI من خلال مكتبة الأسلاك. تستخدم دبابيس A4 و A5 لهذا الغرض.

Serial Communication: يتم إجراء الاتصالات التسلسلية من خلال دبابتين تدعى Pin 0 (Rx) و Pin 1 (Tx).

Rx : يستخدم Rx pin لتلقي البيانات أثناء استخدام Tx pin لنقل البيانات. المقاطعات الخارجية.

External Interrupts:  يستخدم دبوس 2 و 3 لتوفير المقاطعات الخارجية. يتم استدعاء المقاطعة عن طريق توفير LOW أو تغيير القيمة.

سيتم شرح طريقة توصيل الاردوينو للكمبيوتر وطريقة تنزل برنامجة في الجزء الثاني من مقالة ماهوا الاردوينو