الدرس 3 - شرح بورد الأردوينو أونو

في هذا الدرس سنتحدث عن العناصر الالكترونية التي يتكون منها بورد الأردوينو أونو Arduino Uno. حسنا ً بالرغم من وجود أنواع أخرى لبوردات الأردوينو الا أننا اخترنا شرح عناصر النوع أونو لأنه الأكثر شيوعا ً في الاستخدام. على أي حال فهمك لهذا النوع سيقودك لفهم الأنواع الأخرى بكل سهولة.في هذا الدرس سنتحدث عن العناصر الالكترونية التي يتكون منها بورد الأردوينو أونو Arduino Uno. حسنا ً بالرغم من وجود أنواع أخرى لبوردات الأردوينو الا أننا اخترنا شرح عناصر النوع أونو فقط لأنه الأكثر شيوعا ً في الاستخدام. على أي حال فهمك لهذا النوع سيقودك لفهم الأنواع الأخرى بكل سهولة.

كما هو موضح بالصورة أدناه يتكون بورد الأردوينو من مجموعة من العناصر الالكترونية ، سأقوم بتوضيح العناصر الأساسية بينما سأقوم بتوضيح بعض العناصر في دروس لاحقة مرتبطة بها.

الأرقام بالشكل أعلاه تشير الى العناضر الالكترونية ، سنوضح كل عنصر بناءً على رقمه في النقاط التالية:

1. منفذ USB من النوع B يتم توصيله مع جهاز الحاسوب ، يقوم بتغذية البورد بالـ power وكذلك يمكن من خلاله برمجة المايكروكونترولر.

ملحوظة :

كما تعلم هذه الدروس تركز على محاكاة الأردوينو باستخدام البروتيوس 8 ، وفي البروتيوس لن تحتاج الى توصيل أيpower  الى البورد حيث يقوم البروتيوس بهذه العملية ضمنيا ً.

2. كريستال أوسيليتر (oscillator) يستخدم لتوليد نبضات بتردد 16 ميجا هيرتز. لايستطيع المايكروكونترولر تنفيذ البرنامج دون الأوسيليتر فكل تعليمة داخل البرنامج يتم تنفيذها بعدد محدد من النبضات ، كذلك يُستفاد من الأوسيليتر في ضبط الزمن وضبط العمليات المرتبطة بالزمن (سيتم التعرف عليها لاحقا).

3. يستخدم لضمان عمل الجهد ضمن نطاق محدد.

4. منفذ قدرة آخر من النوع Barrel jack ، ينصح أن يكون الدخل مابين 7 الى 12 فولت.

5. مجموعة مكونة من 6 منافذ مرتبطة بالـ power وهي كالتالي (من اليمين الى اليسار):

• Vin: منفذ آخر يستخدم لتغذية بورد الأردوينو من مصدرٍ خارجي

• GND: منفذ يمكن استخدامه لربط الأرضي (Ground) الذي يتبع لجهاز خارجي بالأرضي الذي يتبع للأردوينو ويتم تنفيذ ذلك اذا كان هذا الجهاز قد أخذ الباور من بورد الأردوينو أو من نفس المصدر الذي أخذ منه الأردوينو.

• 5v: مصدر فوليتة يستطيع أن يخرج 5 فولت يمكن استخدامها لتغذية أجهزة خارجية.

• 3.3v: مصدر فوليتة يستطيع أن يخرج 3.3 فولت يمكن استخدامها لتغذية أجهزة خاجية أيضا.

• Reset: يستخدم لاعادة تشغيل البرنامج. 

6. مايكروكونترولر من النوع Atmega328.

7. زر يستخدم لاعادة تشغيل البرنامج.

8. LED يدل على أن تغذية الباور تعمل بشكل صحيح.

9. مجموعة من المنافذ مكونة من 16 منفذ نشرحها في النقاط التالية (من اليمين الى اليسار):

• المنافذ من 0 وحتى 13 تستخدم كمنافذ دخل و خرج للاشارات الرقمية (Digital I/O) ولايمكن استخدامها مع الإشارات التماثلية.

• المنفذان 0 و 1 بالإضافة الى أنهما يعملان كمدخل و مخرج للاشارات الرقمية يمكن استخدامهما مع الناقل التسلسلي serial interface.

• المنافذ التي تحوي الرمز ~ يمكن استخدامها كخرج PWM - Pulse Width Modulation وهي 6 منافذ.

• GND: كما تم شرحه مسبقا هذا المنفذ يتصل بأرضي الدائرة.

• AREF: تستخدم لتحديد أعلى فولتية يمكن استقبالها من إشارة تماثلية Analog ، و AREF هي اختصار لـ Analog Reference.