ماهي هندسة الميكاترونكس ؟ كل ماتحتاج معرفتة عن هندسة الميكاترونكس

الميكاترونيكس (الميكاترونيك ) هو مجال هندسي شامل لعدة تخصصات حيث تجمع ما بين الهندسة الميكانيكية والكهربائية وعلوم الحاسب الآلي ونظم التحكم

افكار رائعة لمشاريع التخرج في هندسة الميكاترونكس 2015

العديد من طلاب الهندسة يصل الى السنة الاخيرة ثم يحتار في اختيار مشروع التخرخ . طلاب الميكاترونك بالذات لان القسم يشمل معظم الاقسام الهندسية كالميكانيك و الكهرباء والكترونيات .لغرض خدمة الطلاب اقدم لكم عدة افكار لمشاريع التخرج العامة والاخص لهندسة الميكاترونك. مشاريع متخصصة في الربوت الالى

هل هندسة الميكاترونيك صعبة ام سهلة ؟؟

كثيرمن الطلاب خاصة الطلاب الذين يريدون ان يدخلوا مجال هندسة الميكاترونيك في الجامعة يستفسروا عنما اذا كانت هندسة الميكاترونكس صعبة ام سهلة ؟ يعود هذا التخوف الى اقترانها كثيرا بهندسة الميكانيك والتى تعد من اقوى المجالات الهندسية واشدها صعوبة !!

الثلاثاء، 19 يوليو 2016

كل ما يخص آردوينو Arduino

تعرف على الأردوينو وكل ما يخص الأردوينو

آردوينو Arduino
آردوينو Arduino…ربما الاسم الأكثر شهرةً وتكراراً الآن في عالم المطورين وهواة التقنية حول العالم، وأي شخص قريب من المجالات الهندسية والتقنية، سيكون قد سمع بهذا الاسم مرة واحدة على الأقل.
عبر هذا المقال، سنستعرض المفاهيم التالية، والتي ستساعدكم على التعرف على الأردوينو:
1- مقدمة: مفهوم الأردوينو
2- نماذج الاردوينو
3- لوحة الأردوينو
4- برمجة الأردوينو
5- مصادر تعليمية

مقدمة: مفهوم الأردوينو Adruino Concept

آردوينو (بالإنجليزية: Arduino) هي عبارة عن لوحه تطوير إلكترونية Development Board تتكون من دارة إلكترونية مفتوحه المصدر مع متحكم دقيق على لوحة واحدة يتم ببرمجتها عن طريق الكمبيوتر وهي مصممة لجعل عملية استخدام الإلكترونيات التفاعلية في مشاريع متعددة التخصصات أكثر سهولة.ويستخدم اردوينو بصوره أساسيه في تصميم المشاريع الإلكترونية التفاعلية أو المشاريع التي تستهدف بناء حساسات بيئية مختلفة (مثل درجات الحرارة، الرياح، الضغط..الخ) ويمكن توصيل اردوينو ببرامج مختلفة علي الحاسب الشخصي. وتعتمد الاردوينو في برمجتها علي لغة البرمجة مفتوحه المصدر بروسيسنج، وتتميز الأكواد البرمجية الخاصة بلغه اردوينو أنها تشبهه لغه (سي++ C++ programming language) وتعتبر من أسهل لغات البرمجة المستخدمة في كتابه برامج المتحكمات الدقيقة.
أيضاً، لوحة الأردوينو، وببساطة، عبارة عن وسيلةٍ تعليمية بسيطة وسهلة، يمكن لأي شخص اقتناؤها وتعلم البرمجة ومبادئ الإلكترونيات عبرها، من خلال البرامج والمشاريع المجانية المتوافرة على شبكة الإنترنت، والتي تم تنفيذها جميعاً باستخدام الأردوينو.
تبدأ القصة في عام 2005 في مدينة ‏ايفريا Ivrea الإيطالية حيث قام كل من ” ماسيمو بانزى Massimo Banzi ” بالتعاون مع ” دايفيد كوارتيليس David Cuartielles وجاينلوكا مارتينو Gianluca Martino ” بإطلاق مشروع أردوين ‏ايفريا Arduin of Ivrea وتمت تسميه المشروع باسم أشهر شخصيه تاريخيه في المدينة وكان الهدف الأساسي للمشروع هو عمل بيئة تطوير للمتحكمات دقيقه بصوره مفتوحه المصدر 100 في المئة وتضمن هذا المشروع عمل بيئة تطوير برمجيه للمتحكمات الدقيقة Integrated Development Environment وتكون مجانيه في ذات الوقت كما تضمن عمل لوحات تطوير Development Boards صغيره الحجم بتكلفه بسيطه تبلغ حالياً قرابة 27 دولار ليتمكن الطلاب والهواة التقنين تحمل سعرها، وحتى عام 2013 تم شحن أكثر من 700 ألف لوحة آردوينو.

نماذج الاردوينو

يوجد العديد من الأنماط واللوحات المختلفة، التي تختلف عن بعضها البعض من حيث المتحكم الصغري المتواجد في اللوحة، وعدد المداخل والمخارج والرقمية، وفي شرحنا المبسط هنا حول مفهوم لوحات الأردوينو، فإننا سنقوم بالشرح بشكلٍ عام عن المكونات الأساسية التي سنجدها على أي لوحة.
وهذه قائمة لوحات ألاردينو
  • Arduino Uno
  • Arduino Leonardo
  • Arduino Due
  • Arduino Yún
  • Arduino Robot
  • Arduino Esplora
  • Arduino Mega ADK
  • Arduino Ethernet
  • Arduino Mega 2560

لوحة الأردوينو

مكونات-الأردوينو-عالم-الإلكترون
لوحة أردوينو  تتضمن:
  1. المتحكم الصغري المركزي الخاص باللوحة
  2. المداخل والمخارج الرقمية Digital Pins – in and out
  3. المداخل التماثلية Analog Pins
  4. مأخذ الطاقة الكهربائية Power Connector
  5. مأخذ الاتصال مع الحاسب وبرمجة اللوحة
وبالنسبة للوحات الاردينو ألاخرى فمنظمة الأردوينو توفر الشرح الكامل لكافة العناصر المتوضعة على أي لوح من ألواح الأردوينو، وذلك كي يكون المصممين والمطورين على درايةٍ كاملة بكافة تفاصيل اللوحة التي سيستخدموها.

برمجة الأردوينو Arduino Programming

ما هي قيمة لوحة الأردوينو ومكوناتها، إن لم تكن قادرة على تنفيذ أمر مفيد وفعال؟ إذاً، لا بد أن تتم برمجة هذه اللوحة، وتحميل برنامج يقوم بتوجيه المتحكم الصغري وكافة الأجزاء والعناصر المتصلة بلوحة الأردوينو كي تقوم بتنفيذ الوظيفة التي يريدها المستخدم والمطور. هذا فعلياً هو جوهر الهدف من لوحة الأردوينو، أي جعلها متاحةً لأي مبرمج كي يكون قادراً على كتابة البرامج وتنصيبها على اللوحة، كي يتم تنفيذ وظيفة مفيدة بمجالٍ ما.
كي يتم برمجة لوحة الأردوينو، تم تخصيص بيئة تطوير متكاملة IDE خاصة بها، حيث تم تطوير البيئة اعتماداً على لغة جافا Java كي تكون بيئةً برمجية تدعم لغتي C و ++C. تدعى بيئة البرمجة الخاصة بلوحات الأردوينو بلغة Arduino C. بيئة Arduino C عبارة عن بيئةٍ مجانية، مفتوحة المصدر Open-Source، وتتضمن العديد من المكاتب الفعالة التي قد يحتاجها المطور أثناء عمله، وفضلاً عن ذلك، تتمتع بعددٍ كبير من المطورين المشتركين بمجتمع الأردوينو، والذين يقومون بشكلٍ دوري بإضافة المشاريع والتطبيقات، بحيث تكون متاحة بشكلٍ مجاني وكامل لأي شخص يريد أن يقوم بتطبيق برنامج أو مشروع تقني ما باستخدام لوحة الأردوينو.
بالنسبة للأشخاص الذين يمتلكون خلفيةً برمجية جيدة، خصوصاً في لغات C و ++C، فإنهم سيجدون بيئة Arduino C سهلة وممتعة، ولن يواجهوا أي صعوبة في التعامل معها. بالنسبة للأشخاص الذين لا يمتلكون خلفية برمجية جيدة، فلا يوجد أي داعي للقلق أو الخوف، فالبيئة سهلة، ويمكن لأي شخص تعلمها وبسهولة، ويمكنكم أيضاً اعتمادها كخطوة أولى نحو الانطلاق لفهم عالم البرمجيات ولغات البرمجة والتخاطب مع العتاد الصلب. أخيراً، وكميزة هامة خصوصاً للمستخدمين والمطورين الذين يستعملون متحكمات عائلة AVR، فإنه يمكن تنصيب البرنامج المكتوب بلغة C مباشرةً على لوحات الأردوينو.

مصادر تعليمية مجانية

هل أعجبتك هذه اللوحة الجميلة والبسيطة؟ هل تود أن تبدأ بتعلم كيفية تنفيذ المشاريع عبرها؟ بالبداية، وقبل أي شيء، عليك أن تقوم باقتناء أحد لوحات الأردوينو وسأقدم لكم موقع صيني معروف اسمه Tinydeal ويقدمها بأثمنة زهيدة وأنا قد إشتريت كذلك منه لوحة اينو بعشرة دولارات اضغط هنا

ما هو Arduino Uno ؟

Arduino Uno






هذه القطعة من اشهر قطع الاردينو حيث يلجا الى استخدامها معظم المبتدئين في استخدام الاردينو

ماهو الاردينو؟
الاردينو عبارة عن لوحة تطويرية مع بيئة برمجية لمتحكم avr من شركة Atmel
وهي مفتوحة المصدر اي يحق لاي شخص ان يقوم بصنعها والاستفادة من اكوادها المصدرية تتم برمجة هذه اللوحة بسهولة فقط نحتاج الى كيبل usb وتحميل البيئة البرمجية Arduino IDE
ويوفر موقع اردينو الدعم الكامل للقطعة من مكاتب وشرح للغة المستخدمة في البرمجة ومتجر لبيع القطع ومجتمع يقوم بالاجابة على الاسئلة والمشاكل التي قد تواجهها
arduino.cc

تمكنك هذه القطعة من تنفيذ افكارك ومشاريعك باسهل طريق وابسط وسيلة حيث لاتحتاج الى خبرة عميقة بالالكترونيات ولا حتى البرمجة للتعامل مع هذه القطعة
بما ان هذه القطعة مفتوحة المصدر قام بتوفير الدعم لها مجموعة كبيرة من الهواة والخبراء من ميزات العمل بالاردينو وجود مكاتب جاهزة تغنيك عن كتابة كود طويل لكتابته تحتاج معرفة كبيرة بتفاصيل عمل المتحكم

ماهي لغة اردينو سي ؟هي لغة تعتبر من اسهل لغات برمجة المتحكمات حيث تعتبر مزيج بين لغة سي ولغة بروسسينج (جافا)  البروسسينج ايضا لغة مفتوحة المصدر بنية على الجافا في عام 2001 وتستطيع ان تربط الاردينو معها وبرمجته عن طريقها ايضا مع امكانية تصميم برامج تعرض نتائجها وتاثيراتها على شكل بيئة رسومية بفضل البروسسينج

ماهي اللغات الي يمكن برمجة الاردينو بها؟يمكن برمجة الاردينو عن طريق عدة لغات اخرى غير الاردينو سي
الماتلاب, واللاب فيو,لغة الايمبدد سي بواسطة اتميل ستوديو,حديثا بدات برمجته بلغة سي شارب ,وحتى تستطيع كتابة اكواد بلغة الاسيمبلي في بيئة اردينو ,والاهم يمكن برمجته بلغة العصر التي تمتاز بسهولتها وعلو مستواها وعدد الاشخاص الذين يتقنون البرمجة بها كثير جدا وفي ازدياد لغة بايثون

يمتاز الاردينو بوجود عدد كبير من الاغطية التي تركب عليه بسهولة لاداء وظيفة معينة مثل غطاء التحكم بسرعات المحركات او غطاء اتصال الجيل الثاني او غطاء تحديد الموقع عن طريق تقنية ال GPS وغيرها


تحتوي القطعة على منافذ رقمية ومنافذ تشابهية ومنافذ الطاقة
عدد المنافذ الرقمية هي 14 منفذ مرقمة من 0 الى 13
عدد المنافذ التشابهية هي 6 مسمية من A0 الى A5
منافذ الطاقة تحتوي تجهيز 5 فولت وتجهيز 3.3 فولت ومدخل ادخال طاقة ومنافذ الجهد الارضي ground منفذين
يمكن تجهيز القطعة عن طريق الحاسوب من منفذ USB وكذلك من منفذ الشاحن
حيث يستقبل منفذ الشاحن جهد من 7 الى 12 فولت ليقوم بتعديله داخليا الى 5 فولت لكن يلاحظ ان منفذ Vin الموجود ضمن منافذ الطاقة غير مربوط على معدل الفولتية لذا يجب ادخال جهد منتظم وقيمته 5 فولت عن طريقه
تحتوي لوحة اردينو اونو على 6 منافذ رقمية تدعم خاصية التعديل الرقمي PWM
توجد 6 منافذ في وسط اللوحة هذه المنافذ تستخدم لبرمجة الاردينو من مبرمجة خارجية وتسمى ICSP header
ويوجد زر في اللوحة يقوم باعادة تشغيل البرنامج المحمل على الاردينو

ناتي الى المواصفات الخاصة بهذه اللوحة
ان قطعة اردينو اونو مبنية على متحكم من شركة ATMEL هو ATmega328
لمشاهدة ورقة البيانات الخاصة بهذا المتحكم هنا datasheet
الجهد الذي تعمل عليه اللوحة هو 5 فولت التيار الاعظمي الذي من الممكن توفيره من اللوحة هو 250mA اقصى تيار يمكن اخراجه من منفذ هو 40mA عندما يكون جهد الخرج 5 فولت و50mA عندما يكون جهد الخرج 3.3 فولت

الذواكر هناك ثلاث انواع من الذواكر في اللوحة
1- ذاكرة فلاش Flash Memory حجمها هو 32kb قد اخذ جزء بسيط منها بحدود 0.5kb لل bootloader وظيفة هذه الذاكرة هي تخزين الكود الذي نقوم بكتابته
2- ذاكرة SRAM هي ذاكرة معطيات مؤقته اي عندما يقوم المعالج باجراء العمليات يحتاج الى ذاكرة يقوم بحفظ فيها النواتج والمتغيرات ويبقي فيها قيم يحتاجها في وقت لاحق من تنفيذ البرنامج ويكون حجمها في اردينو اونو هو 2kb
3-ذاكرة الEEPROM نعلم انه عند انقطاع الكهرباء عن الاردينو فان ذاكرة ال SRAM تقوم بمحو نفسها ولايبقى فيها اي بيانات ولكن قد نحتاج الى تخزين معطيات ومتغيرات نستردها في اي وقت من تنفيذ البرنامج وحسب الحاجة لذا وجب استخدام ذاكرة الEEPROM التي لاتفقد بياناتها حتى عند انقطاع الكهرباء عنها ويبلغ حجمها في اردينو اونو 1kb
سرعة عمل المعالج هي 16mhz والهزاز الكرستالي خارجي على اللوحة

يحتوي الاردينو اونو على طرف مرجعي لاعلى قيمة قياس للمحول التشابهي الرقمي ADC اسم هذا الطرف هو Aref
يدعم الاردينو اونو كل من بروتوكول I2C ,SPI,UART عند تفعيلها تستخدم منافذ محددة وخاصة بها فضلا عن الوظيفة العامة لتلك المنافذ

بما ان الاردينو مفتوح المصدر فيحق لاي احد صنعه وبيعه لذا هناك اردينو صيني واردينو ايطالي (بداية تصميم الاردينو كان من فريق ايطالي) وهناك فرق بالسعر بينهم واختلافات شكلية بسيطة كذلك لكن كل منهم هو اردينو كامل لايختلف شيئا عن غيره
سعر الاردينو الصيني قد يصل الى 14$ وهذا السعر جدا ممتاز حيث اسعار مبرمجات بعض المتحكمات تكون اعلى من هذا السعر

دروس بالعربية عن الاردوينو


اليكم دورة عن الاردينو يقدمها المهندس محمد رضى الدورة تتكون من ثلاثة دروس 

الدرس الاول 


 الدرس الثاني 


الدرس الثالث