أردوينو و راسبيري باي طريق الهواة لتعلم تصميم الدارات الإلكترونية والروبوت

هل تحلم بأن تصبح مصمم دوائر إلكترونية أو مصمم روبوت دون أن تكون خريج إحدى كليات الهندسة ؟

هل لديك أفكار تقنية تود تحقيقها على أرض الواقع لكن لا تمتلك المعرفة التقنية اللازمة ؟
هل تمارس عملاً في مجال البرمجة و تود لو أنك ترى أفكارك البرمجية حية على أرض الواقع ؟
هل ترغب في إقتناء تقنيات ذكية مثل تقنيات المنزل الذكي لكن التكلفة عائق أمامك ؟
هل أنت من الراغبين في برمجة الروبوتات أو صناعة سيارة ذكية أو حتى طائرة هليكوبتر ؟
هل أنت ممن يرغبون في تقديم شيء حقيقي و ملموس للبشرية ؟

برمج … ركب … شغل

لا شيء مما سبق صار مستحيلاً مع تقنيات بناء الدارات أو الدوائر الإلكترونية المفتوحة المصدر فالأمر لم يعد معقداً كما كان من قبل فقط برمج – ركب – شغل بهذه البساطة إنفتحت بوابة التصميم في العالم الرقمي للجميع سواء كانوا هواة أم محترفين , كل هذا بفضل تقنيات مفتوحة المصدر تعطيك الحرية المطلقة في الإطلاع و التعلم .

لوحة التطوير الإلكترونية هي دارة إلكترونية تم برمجتها مسبقاً عن طريق الكمبيوتر لجعل عملية تصميم الدوائر الإلكترونية و برمجتها أمر سهل و متاح للهواة والمحترفين على حد سوء و بتكاليف أقل بكثير من المعتاد و بما يستطيع الطلبة و الهواة تحمله .

لنقل أنك اشتريت غسالة كهربائية فستقوم بتركيبها و توصيلها بالصرف و الماء عندك أولاً كي تعمل ثم تقوم ببرمجتها لآداء مهمة معينه مثل غسيل الملابس شديدة الإتساخ و بمساعدة البرنامج المحمل عليها مسبقاً يمكنك برمجتها بخطوات بسيطة ثم تأتي الخطوة النهائية و هي التشغيل ليعمل البرنامج مع المكونات المادية لتنفيذ أوامرك التي أمرت بها مسبقاً .

هذا هو ما تحصل عليه من خلال لوحات التطوير الإلكترونية مثل أردوينو Arduino  و راسبيري باي Raspberry Pi و هي من أشهر اللوحات الإلكترونية الجاهزة يمكنك توصيلها بالحاسوب لبرمجتها لآداء مهام معينة ثم رفع تلك البرمجة إلى اللوحات و التي تكون معدة لتنفيذ البرنامج من خلال إضافة مدخلات مثل لوحات المفاتيح و المقاومات المتغيرة و الحساسات و مخرجات مثل شاشات العرض و لمبات الليد و مواتير الحركة و غيرها.

لوحة أردوينو Arduino

آردوينو (Arduino) هذه اللوحة الصغيرة هي كما ذكرنا لوحة تطوير إلكترونية تتميز بالبساطة في التركيب و السهولة في التصميم و البرمجة

يمكن لأردوينو أن تساعدك في صناعة مثل هذه السيارة البسيطة

أو لوحة الرسم تلك فتعيد رسم ما ترسمه على التابلت إلى الورق ! و قد تستخدم أيضاً لإنتاج طابعات ثلاثية الأبعاد

أو تساعدك في تحويل الماوس الضوئي لكاميرا ويب (مشروع مجنون ! )

أو حتي طائرة هليكوبتر رباعية بتحكم عن بعد

 و تتميز أردوينو Arduino بالآتي

• – تقنية رخيصة: سعرها حوالي 25 دولار و بحسب مكونات اللوحة ذاتها .
• – مفتوحة المصدر: بما يتيح لك تحميل تصميمها من على الإنترنت وصناعتها من الصفر دون الحاجة لشراء اللوحة ذاتها وهذا هو ما يميز التقنيات المفتوحة المصدر حيث يمكنك بناءها و تعديلها بل وصنع تصميم جديد باسمك إذا رغبت في ذلك.
• – متعدد منصات العمل: برنامج الأردوينو Arduino 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 وبسيطة: البيئة البرمجية Programming Environment مصممة لتكون سهلة للمبتدئين وثابتة وقوية للمحترفين.
• – برمجة مفتوحة المصدر: فأردوينو مكتوب بلغة السي ++C ومتاح للجميع لتحميله وبإمكان المبرمجين التعديل عليه وفق احتياجاتهم.
• – عتاد مفتوح المصدر: الآردوينو Arduino مصنوع أساساً من متحكمات ATMEGA8 و ATMEGA168 والمخططات منشورة تحت ترخيص Creative Commons  مما يتيح إلى مصممي الدارات الإلكترونية Electronic Circuits تصميم داراتهم الخاصة.

كروت اردوينو Arduino Shields

هي لوحات إلكترونية متخصصة توضع فوق لوحة أردوينو (مثل الكروت التي تضيفها لجهاز الكمبيوتر للقيام بمهام معينة ) والغرض أداء مهام كتلك التي تحتاج لمكونات ودوائر إلكترونية معقدة، وتستخدم الأغطية أو الكروت في اختصار الوقت والجهد اللازم لبناء هذه الدوائر الإلكترونية خصوصاً المعقدة منها , كما يمكن تركيب واستخدام أكثر من غطاء واحد على نفس لوحة أردوينو.

بعد إطلاق هذا المشروع ونجاحه الملفت قام العديد من المهندسين بتصميم لوحات أخرى جديدة وبمميزات متنوعة وخصائص مختلفة يمكنك الاختيار من بينها ما يلائم احتياجاتك مثل:

Arduino Uno – Arduino Leonardo- Arduino Due – Arduino Yún – Arduino Robot – Arduino Esplora – Arduino Mega ADK – Arduino Ethernet – Arduino Mega 2560

لوحة راسبيري باي Raspberry Pi

لوحة راسبيري باي Raspberry Pi تلك اللوحة التي بيع منها مليون ونصف وحدة في عام واحد هي عبارة جهاز كمبيوتر مصغر يمكنه أداء كافة المهم التي يقوم بها جهاز الكمبيوتر العادي مثل عرض الفيديوهات وتشغيل الألعاب ويمكن تحميل عدة أنظمة علية ويقوم أيضا بنفس العمل الذي تقوم به لوحة أردوينو Arduino   .

تحتوي لوحات راسبيري على معالج 1جيجا ورامات 512 ميجا ووحدة لكارت الميموري (الذاكرة) ومنفذين USB لتوصيل أي عتاد وفتحة لتوصيل الإنترنت وفتحة HDMI للتوصيل بالشاشات الحديثة ومنفذ تلفزيون عادي ومنفذ لتوصيل السماعات ومنافذ تحكم رقمية مثل تلك الموجودة بأردوينو .

استخدامات متنوعة لـ راسبيري باي Raspberry Pi

يمكن استخدام راسبيري كحاسوب تقليدي رخيص الثمن بسعر 25$ للإصدارة A أو 35$ للإصدارة B
أو كمنصة تحكم الكترونية متطورة جدا و كذلك منصة للتحكم في الروبوتات مثل Arduino, Beagle Board
بناء نظم المنازل الذكية Smart Home automation
أو لعمل خوادم Linux Servers رخيصة الثمن وقليلة الاستهلاك للطاقة
أو في بناء الحواسيب الخارقة Clustered Super computers

مصادر مهمة لتعلم برمجة و تصميم الدوائر الإلكترونية باستخدام أردوينو و راسبيري باي

بالتأكيد تشوقت لتعلم هذه التقنيات الرائعة إليك هذه المجموعة من الروابط الرائعة لتعلم تلك التقنيات والعثور على أمثلة للتطبيق وانتهزها فرصة لأشكر كل من ساهم في نشر هذا العلم في محيطنا العربي.

الموقع الرسمي لأردوينو Arduino

https://www.arduino.cc/

كتاب أردوينو ببساطة كتاب رائع و مجاني يشرح لك كل ما يهمك بخصوص أردوينو و بالأمثلة
أردوينو ببساطة pdf

موقع راسبيري باي Raspberry Pi
https://www.raspberrypi.org

كتاب راسبيري باي ببساطة
https://librebooks.org/simply-raspberry-pi/

مدونة أردوينو ببساطة معلومات و نصائح متميزة تخص أردوينو و راسبيري باي
https://simplyarduino.com

كلمة أخيرة

• – أولاً أعلم أن الكثير من التقنيات المذكورة متوفرة كمنتجات مغلفة وجاهزة للاستخدام أو روبوتات نصف جاهزة مثل روبوتات Lego Mindstorm NXT الرائعة و التي قد تكون بداية طيبة بالطبع , لكن أزعم أن متعة الإنتاج تفوق متعة الاستهلاك بكثير كما أنها أقل تكلفة فإذا كنت من هواة التقنية فلماذا لا تجرب ؟ .
•  -ثانياً إننا في أشد الحاجة للارتقاء بأنفسنا في هذا العصر لنصبح منتجين وليس فقط مستهلكين طوال الوقت وقد رأينا الفارق عندما تمكنت غزه من صد العدوان الإسرائيلي بالعمل الدؤوب على سد الفجوة التكنولوجية وفي زمن مليء بالتحديات مثل زماننا هذا ربما نكون بحاجه ماسه إلى تطوير قدراتنا التكنولوجية من أقصر طريق.
• – ثالثاً أتمنى أن نرى مثل تلك التقنيات في مناهج التعليم الأساسية في بلادنا في القريب العاجل أو حتى من خلال مناهج تعليم مكملة أو بديلة تتبناها هيئات ومنظمات مدنية.

أسعد بإضافاتكم و آرائكم و تعليقاتكم دائما