أساسيات برمجة الأردوينو ومشاريعه العملية – متوسط

لعل الكثير منا سمع بمصطلح “أردوينو” أو “لوح أردوينو”، هذا اللوح على بساطته،  أخذ انتشاراً كبيراً جداً منذ إطلاقه عام ٢٠٠٥ كأول لوح مفتوح. المصدر ١٠٠% يعمل كمتحكم مصغر Micro-Processor، وبرمجته كانت ومازالت سهلة؛ مما مكن ملايين الطلاب من تعلم برمجة الأردوينو والاستفادة منه منذ إطلاقه حتى اليوم. لكن ما هو لوح الأردوينو بشيء من التفصيل؟
الأردوينو 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.
تعلّم برمجة الأردوينو تتيح لك إنشاء مشاريع عديدة باستخدام لوح الأردوينو، 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 برمجة لوح الأردوينو كمشروع لإشارات 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 أردوينو 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، وكما ذكرنا، تعلم برمجة الأردوينو يعتبر سهلاً مقارنة بلغات برمجة أخرى، مما ساهم في انتشاره بشكل واسع.
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 الأردوينو 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 الأردوينو.

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 الأردوينو.
عديد من المجالات التقنية الحديثة، ولذلك قمنا بإنشاء هذا المساق، الذي سيأخذنا في جولة على عالم الأردوينو، 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.

م. محمود نادر- منصة إدراك