مقدمة

يمكن أن يكون تحديد سرعة حركة الأجسام مفيدًا وضروريًا في العديد من التطبيقات، ويمكن استخدام وسائل متنوعة لتحديد السرعة، في هذا الدرس ستتعلم طريقة قياس السرعة والمسافة باستخدام  الاردوينو وحساس الموجات فوق الصوتية.

المواد والأدوات

1× اردوينو اونو

1× سلك الاردوينو

1× لوحة تجارب – حجم كبير

1× شاشة كرستالية (LCD 2×16)

1× مقاومة متغيرة

 حزمة أسلاك توصيل (ذكر- ذكر)

1× حساس المسافة (HC-SR04)

1× مقاومة 220 Ω

 1× ثنائي مشع للضوء أحمر (LED)

1× 40 رأس دبوس

توصيل الدائرة

للمزيد حول حساس الموجات الفوق صوتية يمكنك الرجوع للدرس التالي حساس الموجات فوق الصوتية.

لمعرفة المزيد حول الشاشة الكرستالية يمكنك الرجوع للدرس التحكم بالشاشة الكرستالية LCD

لابد من تلحيم المنافذ مع الشاشة الكرستالية، للمزيد حول اللحام يمكنك الرجوع للدرس تعلم كيفية التلحيم – تلحيم القطع باللوحة الإلكترونية

الكود البرمجي

ارفع الكود البرمجي التالي على لوحة الاردوينو باستخدام برنامج اردوينو (IDE).

#include <LiquidCrystal.h>
const int RS = 2, EN = 3, D4 = 4, D5 = 5, D6 = 6, D7 = 7;
LiquidCrystal lcd(RS,EN,D4,D5,D6,D7);

// defines pins numbers
const int trigPin = 9;
const int echoPin = 10;

// defines variables
long duration;
int distance1=0;
int distance2=0;
double Speed=0;
int distance=0;

void setup() 
{
lcd.begin(16, 2);// LCD 16X2
pinMode(trigPin, OUTPUT); // Sets the trigPin as an Output
pinMode(echoPin, INPUT); // Sets the echoPin as an Input
pinMode(8 , OUTPUT);
Serial.begin(9600); // Starts the serial communication
}


void loop() 
{
//calculating Speed
distance1 = ultrasonicRead(); //calls ultrasoninicRead() function below

delay(1000);//giving a time gap of 1 sec

distance2 = ultrasonicRead(); //calls ultrasoninicRead() function below

//formula change in distance divided by change in time
Speed = (distance2 - distance1)/1.0; //as the time gap is 1 sec we divide it by 1.

//Displaying Speed
Serial.print("Speed in cm/s :"); 
Serial.println(Speed);
lcd.setCursor(0,1);
if (Speed<0)
{
lcd.print("Speed cm/s ");
lcd.print("0"); 
}
if (Speed>0)
{
lcd.print("Speed cm/s ");
lcd.print(Speed); 
}
// LED indicator
if (distance >0 && distance <5) 
{
digitalWrite( 8 , HIGH);
delay(50); // waits for a second
}
if (distance > 5 && distance <10 ) 
{
digitalWrite( 8 , HIGH);
delay(50); // waits for a second
digitalWrite( 8 , LOW); // sets the LED off
delay(50); // waits for a second
}
if (distance >10 && distance < 20) 
{
digitalWrite( 8 , HIGH);
delay(210); // waits for a second
digitalWrite( 8 , LOW); // sets the LED off
delay(210); // waits for a second
}
if (distance >20 && distance < 35) 
{
digitalWrite( 8 , HIGH);
delay(610); // waits for a second
digitalWrite( 8 , LOW); // sets the LED off
delay(610); // waits for a second
}
}
float ultrasonicRead ()
{
// Clears the trigPin
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
// Sets the trigPin on HIGH state for 10 micro seconds
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
// Reads the echoPin, returns the sound wave travel time in microseconds
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
//calculating distance
distance= duration*0.0340 / 2;
// Prints the distance on the Serial Monitor
Serial.print("Distance in cm : ");
Serial.println(distance);
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Dist. in cm ");
lcd.print(distance);
lcd.print(" ");
return distance;
}

شرح الكود البرمجي

هذا السطر يستدعي مكتبة الشاشة الكرستالية.

هذا السطر يستدعي مكتبة الشاشة الكرستالية.

نستطيع تحميلها بتتبع المسار التالي:

Sketch > Include libraries > Manage libraries

ثم نكتب بخانة البحث Liquid crystal by Arduino

ثم نضغط على Install.

#include <LiquidCrystal.h>

بعد ذلك أعلنا عن المتغيرات اللازمة مثل المتغيرات الخاصة بالشاشة الكرستالية وتم توضيح المداخل التي استخدامها في لوحة الاردوينو لربط الشاشة الكرستالية.

const int RS = 2, EN = 3, D4 = 4, D5 = 5, D6 = 6, D7 = 7;
LiquidCrystal lcd(RS,EN,D4,D5,D6,D7);

هذه الأسطر توضح منافذ الاردوينو التي ستستخدمها لربط حساس المسافة في هذا المشروع المنفذ رقم 9 مع triqPin في الحساس والمنفذ رقم 10 مع echoPin.

// defines pins numbers
const int trigPin = 9;
const int echoPin = 10;

هنا يتم تهيئة المتغيرات التي سيتم تخزين فيها قيم المسافة والسرعة وسيتم وضع القيمة الابتدائية لكل من المسافة والسرعة=0.

// defines variables
long duration;
int distance1=0;
int distance2=0;
double Speed=0;
int distance=0;

في الدالة ()setup يتم تهيئة الشاشة الكرستالية وحساس المسافة وتهيئة المنفذ 8 مع الثنائي المشع للضوء الأحمر.

void setup() 
{
lcd.begin(16, 2);// LCD 16X2
pinMode(trigPin, OUTPUT); // Sets the trigPin as an Output
pinMode(echoPin, INPUT); // Sets the echoPin as an Input
pinMode( 8 , OUTPUT);
Serial.begin(9600); // Starts the serial communication
}

في الدالة ()loop يتم قياس السرعة والمسافة بشكل مستمر وبعد كل قراءة سيتم طباعة القيم المقروءة من الحساس على الشاشة الكرستالية .

إذا كانت المسافة:

أكبر من الصفر وأصغر من 5 فسيعمل الثنائي المشع للضوء.

وإذا كانت المسافة أكبر من 5 وأصغر من 10 أو أكبر من 10 وأصغر من 20 أو كانت أكبر من 20 وأصغر من 35 فسيعمل الثنائي المشع أقل من ثانية ثم ينطفيء لمدة أقل من ثانية وهكذا.

void loop() 
{
//calculating Speed
distance1 = ultrasonicRead(); //calls ultrasoninicRead() function below

delay(1000);//giving a time gap of 1 sec

distance2 = ultrasonicRead(); //calls ultrasoninicRead() function below

//formula change in distance divided by change in time
Speed = (distance2 - distance1)/1.0; //as the time gap is 1 sec we divide it by 1.

//Displaying Speed
Serial.print("Speed in cm/s :"); 
Serial.println(Speed);
lcd.setCursor(0,1);
if (Speed<0)
{
lcd.print("Speed cm/s ");
lcd.print("0"); 
}
if (Speed>0)
{
lcd.print("Speed cm/s ");
lcd.print(Speed); 
}
// LED indicator
if (distance >0 && distance <5) 
{
digitalWrite( 8 , HIGH);
delay(50); // waits for a second
}
if (distance > 5 && distance <10 ) 
{
digitalWrite( 8 , HIGH);
delay(50); // waits for a second
digitalWrite( 8 , LOW); // sets the LED off
delay(50); // waits for a second
}
if (distance >10 && distance < 20) 
{
digitalWrite( 8 , HIGH);
delay(210); // waits for a second
digitalWrite( 8 , LOW); // sets the LED off
delay(210); // waits for a second
}
if (distance >20 && distance < 35) 
{
digitalWrite( 8 , HIGH);
delay(610); // waits for a second
digitalWrite( 8 , LOW); // sets the LED off
delay(610); // waits for a second
}
}
float ultrasonicRead ()
{
// Clears the trigPin
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
// Sets the trigPin on HIGH state for 10 micro seconds
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
// Reads the echoPin, returns the sound wave travel time in microseconds
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
//calculating distance
distance= duration*0.0340 / 2;
// Prints the distance on the Serial Monitor
Serial.print("Distance in cm : ");
Serial.println(distance);
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Dist. in cm ");
lcd.print(distance);
lcd.print(" ");
return distance;
}

يمكنك اختبار نظام قياس السرعة والمسافة بعد رفع الكود البرمجي على لوحة الاردوينو.

 لا تنسَ فصل مصدر الطاقة بعد الانتهاء من استخدام النظام.

مقدمة

أداة تحويل الصوت إلى نص تمكنك من كتابة المحادثات الطويلة والرسائل والأبحاث بدون عناء الكتابة والبحث الأحرف في لوحة المفاتيح، في هذا الدرس ستتعلم طريقة تحويل الصوت إلى نص مطبوع على الشاشة الكرستالية باستخدام الاردوينو.

المواد والأدوات

1× اردوينو اونو

1× سلك الاردوينو

1× لوحة تجارب – حجم كبير

1× شاشة كرستالية (LCD 2×16)

1× مقاومة متغيرة

 حزمة أسلاك توصيل (ذكر- ذكر)

1× هاتف ذكي بنظام اندرويد

1× موديول بلوتوث من النوع HC-06

1× مقاومة 1K Ω

1× مقاومة 2.2K Ω

1× 40 رأس دبوس

توصيل الدائرة

للمزيد حول وحدة البلوتوث يمكنك الرجوع للدرس التالي نظام التحكم في الإضاءة عبر البلوتوث

لمعرفة المزيد حول الشاشة الكرستالية يمكنك الرجوع للدرس التحكم بالشاشة الكرستالية LCD

لابد من تلحيم المنافذ مع الشاشة الكرستالية، للمزيد حول اللحام يمكنك الرجوع للدرس تعلم كيفية التلحيم – تلحيم القطع باللوحة الإلكترونية

الكود البرمجي

قبل رفع الكود البرمجي على لوحة الاردوينو قم بفصل سلك tx و rx  من لوحة الاردوينو ثم ارفع الكود البرمجي للوحة باستخدام برنامج Arduino IDE وبعد رفع الكود البرمجي أعد الدائرة الكهربائية كما كانت.

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(2,3,4,5,6,7); //create an object for LCD 
String voice; //to store the command
char c; //to get characters from the command

void setup() 
{
Serial.begin(9600); //for serial terminal
lcd.begin(16,2); //initialize LCD 
}

void loop() 
{
while(Serial.available()) 
{
delay(10); //delay added to make it stable
lcd.clear(); //clear LCD 
c = Serial.read(); //get new command
voice += c; //to make a string of command
}
if(voice.length() > 0)
{
Serial.println(voice); //print the command in Serial Terminal
if(voice == "clear") //to clear the LCD send "clear" command
{ 
lcd.clear();
}
lcd.print(voice); //print the command on LCD
voice = ""; // to end the command
}
}

شرح الكود البرمجي

#include <LiquidCrystal.h>

بعد ذلك أعلنا عن المتغيرات اللازمة مثل المتغيرات الخاصة بالشاشة الكرستالية.

LiquidCrystal lcd(2,3,4,5,6,7); //create an object for LCD 

عرفنا المتغير voice والذي سيحمل المدخلات الصوتية من الجمل والعبارات وغيرها.

String voice; //to store the command

وعرفنا المتغير c لقراءة الأحرف من الأوامر.

char c; //to get characters from the command

في الدالة ()setup يتم تهيئة الشاشة الكرستالية لطباعة النصوص عليها.

void setup() 
{
Serial.begin(9600); //for serial terminal
lcd.begin(16,2); //initialize LCD 
}

في الدالة ()loop  يتم قراءة الصوت من تطبيق Arduino Voice Control وبعد ذلك يتم تحويله إلى نصوص مطبوعة على الشاشة الكرستالية.

void loop() 
{
while(Serial.available()) 
{
delay(10); //delay added to make it stable
lcd.clear(); //clear LCD 
c = Serial.read(); //get new command
voice += c; //to make a string of command
}
if(voice.length() > 0)
{
Serial.println(voice); //print the command in Serial Terminal
if(voice == "clear") //to clear the LCD send "clear" command
{ 
lcd.clear();
}
lcd.print(voice); //print the command on LCD
voice = ""; // to end the command
}
}

تطبيق Arduino Voice Control

وتأكد من تحميل Voice Search.

حمّل التطبيق المستخدم لإدخال الصوت والأوامر على جهازك الذكي  Arduino Voice Control.

اضغط على أيقونة connect واختر نوع البلوتوث موديول المستخدم هنا استخدمنا النوع HC-06.

اضغط على علامة المايكروفون وابدأ بإدخال الجمل والأوامر.

تأكد أنّ النظام يعمل بالشكل الصحيح.

 لا تنسَ فصل مصدر الطاقة بعد الانتهاء من استخدام النظام.

مقدمة

في هذا الدرس ستتعلم كيف تصنع آلة توزيع الحلوى باستخدام الاردوينو ومحرك السيرفو ومستشعر تجنب الحواجز بالأشعة تحت الحمراء، بحيث يمكن توزيع الحلوى بدون لمس الجهاز مما يؤدي إلى تقليل احتمالية انتقال الفيروسات

المواد والأدوات

1× اردوينو اونو

1× سلك الاردوينو

1× لوحة تجارب حجم صغير

×1 مستشعر تجنب الحواجز بالأشعة تحت الحمراء

1× محرك سيرفو (TowerPro SG90 micro servo)

حزمة أسلاك توصيل (ذكر – أنثى)

1× هيكل آلة توزيع الحلوى

توصيل الدائرة

 للمزيد حول محرك السيرفو يمكنك الرجوع للدرس التالي محرك السيرفو.

وللمزيد حول مستشعر تجنب الحواجز بالأشعة الحمراء يمكنك الرجوع للدرس مستشعر تجنب الحواجز بالأشعة الحمراء.

هيكل آلة توزيع الحلوى

في هذا الدرس تم استخدام قالب فليني لمحاكاة نموذج الآلة.

يمكنك اختيار شكل الهيكل المناسب لك سواء قالب فيليني أو كرتوني أو نموذج بالطابعة ثلاثية الأبعاد أو نموذج خشبي بجهاز الليزر.

هنا مراحل إعداد النموذج تم قص القالب الفليني بهذا الشكل.

وتم تثبيت الدائرة الكهربائية بهذا الشكل.

الكود البرمجي

ارفع الكود البرمجي التالي على لوحة الاردوينو باستخدام برنامج اردوينو (IDE).

#include <Servo.h>
Servo servo;
int pos;
int Signal = 8;
int servopin = 9;

void setup() 
{
pinMode(Signal, INPUT);
servo.attach(servopin);
servo.write(0); //close cap on power on
delay(1000);
servo.detach();
}

void loop() 
{
int buttonState = digitalRead(Signal);
delay(1);
if (buttonState == 0)
{
servo.attach(servopin);
delay(1);
servo.write(90);
delay(3000); //wait 5 seconds
servo.write(0);
delay(1000);
servo.detach();
}
}

شرح الكود البرمجي

#include <Servo.h>

تم تعريف المتغير Signal  الخاص بمستشعر تجنب الحواجز بالأشعة تحت الحمراء وربطه بالمنفذ الرقمي 8 على لوحة الاردوينو.

int Signal = 8;

تم تعريف المتغير servopin الخاص بمحرك السيرفو وربطه بالمنفذ الرقمي 9 على لوحة الاردوينو.

int servopin = 9;

في الدالة ()setup يتم تعيين محرك السيرفو كمخرج ومستشعر تجنب الحواجز بالأشعة تحت الحمراء كمدخل.

وستكون الحالة الابتدائية لمحرك السيرفو تساوي صفر.

void setup() 
{
pinMode(Signal, INPUT);
servo.attach(servopin);
servo.write(0); //close cap on power on
delay(1000);
servo.detach();
}

في الدالة loop() يتم تعريف المتغير buttonState لقراء البيانات من مستشعر تجنب الحواجز بالأشعة تحت الحمراء.

void loop() 
{
int buttonState = digitalRead(Signal);

ستتم قراءة البيانات من مستشعر تجنب الحواجز إذا كان هناك حاجز أمام الحساس سيتحرك محرك السيرفو بزاوية 90.

servo.attach(servopin);
delay(1);
servo.write(90);

وإذا لم يكن هناك حاجز أمام مستشعر تجنب الحواجز سيتوقف محرك السيرفو عن العمل ويعود للزاوية صفر.

servo.write(0);
delay(1000);
servo.detach();

يمكنك اختبار آلة توزيع الحلوى بعد رفع الكود البرمجي للوحة الاردوينو.

 لا تنسَ فصل مصدر الطاقة بعد الانتهاء من استخدام النظام.

مقدمة

في هذا الدرس ستتعلم كيف تصنع منبه باستخدام الاردوينو ومفاتيح تحكم تمكنك من ضبط الوقت، بالساعات والدقائق والثواني، مع شاشة لعرض كم بقي من الوقت .

المواد والأدوات

1× اردوينو اونو

1× سلك الاردوينو

1× لوحة تجارب – حجم كبير

1× شاشة كرستالية (LCD 2×16 )

1× مقاومة متغيرة

 حزمة أسلاك توصيل (ذكر- ذكر)

5× مقاومة 220 Ω

4× أزرار

1× مصدر صوت

1× 40 رأس دبوس

توصيل الدائرة

لمعرفة المزيد حول الشاشة الكرستالية يمكنك الرجوع للدرس التحكم بالشاشة الكرستالية LCD

لابد من تلحيم المنافذ مع الشاشة الكرستالية، للمزيد حول اللحام يمكنك الرجوع للدرس تعلم كيفية التلحيم – تلحيم القطع باللوحة الإلكترونية

الكود البرمجي

في البداية عليك تحميل مكتبة الوقت.

ارفع الكود البرمجي على لوحة الاردوينو باستخدام برنامج اردوينو (IDE).

#include <LiquidCrystal.h>
#include <TimeLib.h> // FIX 2018-08-12 This fixes «‘now’ was not declared in this scope» error

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

const int buzzerPin = 10;
const int resetButtonPin = 6;
const int startStopButtonPin = 7;
const int downButtonPin = 8;
const int upButtonPin = 9;

int setupHours = 0; // How many hours will count down when started
int setupMinutes = 0; // How many minutes will count down when started
int setupSeconds = 0; // How many seconds will count down when started
time_t setupTime = 0;


int currentHours = 0;
int currentMinutes = 0;
int currentSeconds = 0;
time_t currentTime = 0;

time_t startTime = 0;
time_t elapsedTime = 0;


int resetButtonState = LOW;
long resetButtonLongPressCounter = 0;
int startStopButtonState = LOW;
int upButtonState = LOW;
int downButtonState = LOW;
int resetButtonPrevState = LOW;
int startStopButtonPrevState = LOW;
int upButtonPrevState = LOW;
int downButtonPrevState = LOW;
bool resetButtonPressed = false;
bool resetButtonLongPressed = false;
bool startStopButtonPressed = false;
bool upButtonPressed = false;
bool downButtonPressed = false;


const int MODE_IDLE = 0;
const int MODE_SETUP = 1;
const int MODE_RUNNING = 2;
const int MODE_RINGING = 3;


int currentMode = MODE_IDLE; // 0=idle 1=setup 2=running 3=ringing
// Power up --> idle
// Reset --> idle
// Start/Stop --> start or stop counter
// Up / Down --> NOP
// Reset (long press) --> enter setup
// Start/Stop --> data select
// Up --> increase current data value
// Down --> decrease current data value
// Reset --> exit setup (idle)

int dataSelection = 0; // Currently selected data for edit (setup mode, changes with Start/Stop)
// 0=hours (00-99) 1=minutes (00-59) 2=seconds (00-59)


void setup()
{
// put your setup code here, to run once:
lcd.begin(16, 2);
pinMode(resetButtonPin, INPUT);
pinMode(startStopButtonPin, INPUT);
pinMode(upButtonPin, INPUT);
pinMode(downButtonPin, INPUT);
pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
// put your main code here, to run repeatedly:
startStopButtonPressed = false;
upButtonPressed = false;
downButtonPressed = false;
resetButtonPressed = false;
resetButtonLongPressed = false;
resetButtonState = digitalRead(resetButtonPin);
if(resetButtonState != resetButtonPrevState)
{
resetButtonPressed = resetButtonState == HIGH;
resetButtonPrevState = resetButtonState;
}
else // Long press management...
{
if(resetButtonState == HIGH)
{
resetButtonLongPressCounter++;
if(resetButtonLongPressCounter == 100)
{
resetButtonPressed = false;
resetButtonLongPressed = true;
resetButtonLongPressCounter = 0;
}
}
else
{
resetButtonLongPressCounter = 0;
resetButtonPressed = false;
resetButtonLongPressed = false;
}
}
startStopButtonPressed = false;
startStopButtonState = digitalRead(startStopButtonPin);
if(startStopButtonState != startStopButtonPrevState)
{
startStopButtonPressed = startStopButtonState == HIGH;
startStopButtonPrevState = startStopButtonState;
}
downButtonPressed = false;
downButtonState = digitalRead(downButtonPin);
if(downButtonState != downButtonPrevState)
{

downButtonPressed = downButtonState == HIGH;
downButtonPrevState = downButtonState;
}
upButtonPressed = false;
upButtonState = digitalRead(upButtonPin);
if(upButtonState != upButtonPrevState)
{
upButtonPressed = upButtonState == HIGH;
upButtonPrevState = upButtonState;
}
switch(currentMode)
{
case MODE_IDLE:
if(resetButtonPressed)
{
Reset();
}
if(resetButtonLongPressed)
{
currentMode = MODE_SETUP;
}
if(startStopButtonPressed)
{
currentMode = currentMode == MODE_IDLE ? MODE_RUNNING : MODE_IDLE;
if(currentMode == MODE_RUNNING)
{
startTime = now();
}
}
break;
case MODE_SETUP:
if(resetButtonPressed)
{
// Exit setup mode
setupTime = setupSeconds + (60 * setupMinutes) + (3600 * setupHours);
currentHours = setupHours;
currentMinutes = setupMinutes;
currentSeconds = setupSeconds;
dataSelection = 0;
currentMode = MODE_IDLE;
}
if(startStopButtonPressed)
{
dataSelection++;
if(dataSelection == 3)
{
dataSelection = 0;
}
}
if(downButtonPressed)
{
switch(dataSelection)
{
case 0: // hours
setupHours--;
if(setupHours == -1)
{
setupHours = 99;
}
break;
case 1: // minutes
setupMinutes--;
if(setupMinutes == -1)
{
setupMinutes = 59;
}
break;
case 2: // seconds
setupSeconds--;
if(setupSeconds == -1)
{
setupSeconds = 59;
}
break;
}
}
if(upButtonPressed)
{
switch(dataSelection)
{
case 0: // hours
setupHours++;
if(setupHours == 100)
{
setupHours = 0;
}
break;
case 1: // minutes
setupMinutes++;
if(setupMinutes == 60)
{
setupMinutes = 0;
}
break;
case 2: // seconds
setupSeconds++;
if(setupSeconds == 60)
{
setupSeconds = 0;
}
break;
}
}
break;
case MODE_RUNNING:
if(startStopButtonPressed)
{
currentMode = MODE_IDLE;
}
if(resetButtonPressed)
{
Reset();
currentMode = MODE_IDLE;
}
break;
case MODE_RINGING:
if(resetButtonPressed || startStopButtonPressed || downButtonPressed || upButtonPressed)
{
currentMode = MODE_IDLE;
}
break;
}
switch(currentMode)
{
case MODE_IDLE:
case MODE_SETUP:
// NOP
break;
case MODE_RUNNING:
currentTime = setupTime - (now() - startTime);
if(currentTime <= 0)
{
currentMode = MODE_RINGING;
}
break;
case MODE_RINGING:
analogWrite(buzzerPin, 20);
delay(20);
analogWrite(buzzerPin, 0);
delay(40);
break;
}
//lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
switch(currentMode)
{
case MODE_IDLE:
lcd.print("Timer ready ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(currentHours);
lcd.print(" ");
lcd.print(currentMinutes);
lcd.print(" ");
lcd.print(currentSeconds);
lcd.print(" ");
break;
case MODE_SETUP:
lcd.print("Setup mode: ");
switch(dataSelection)
{
case 0:
lcd.print("HRS ");
break;
case 1:
lcd.print("MINS");
break;
case 2:
lcd.print("SECS");
break;
}
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(setupHours);
lcd.print(" ");
lcd.print(setupMinutes);
lcd.print(" ");
lcd.print(setupSeconds);
lcd.print(" ");
break;
case MODE_RUNNING:
lcd.print("Counting down...");
lcd.setCursor(0, 1);
if(hour(currentTime) < 10) lcd.print("0");
lcd.print(hour(currentTime));
lcd.print(":");
if(minute(currentTime) < 10) lcd.print("0");
lcd.print(minute(currentTime));
lcd.print(":");
if(second(currentTime) < 10) lcd.print("0");
lcd.print(second(currentTime));


break;
case MODE_RINGING:
lcd.print(" RING-RING! ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(" ");
break;
}
delay(10);
}

void Reset()
{
currentMode = MODE_IDLE;
currentHours = setupHours;
currentMinutes = setupMinutes;
currentSeconds = setupSeconds;
}

شرح الكود البرمجي

هذا السطر يستدعي مكتبة الشاشة الكرستالية.

نستطيع تحميلها بتتبع المسار التالي:

Sketch > Include libraries > Manage libraries

ثم نكتب بخانة البحث Liquid crystal by Arduino

ثم نضغط على Install.

#include <LiquidCrystal.h>

هنا نستدعي مكتبة الوقت.

#include <TimeLib.h> 

بعد ذلك عرفنا المتغيرات الخاصة بالشاشة الكرستالية.

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

هذه الأسطر توضح منافذ الاردوينو التي ستستخدمها للربط في هذا المشروع.

المنفذ الرقمي 10 يتم ربطه مع مصدر الصوت.

المنفذ الرقمي 6 يتم ربطه مع زر الاختيار.

المنفذ الرقمي 7 يتم ربطه مع زر التشغيل والإيقاف.

المنفذ الرقمي 8 يتم ربطه مع زر العد التنازلي.

المنفذ الرقمي 9 يتم ربطه مع زر العد التصاعدي.

const int buzzerPin = 10;
const int resetButtonPin = 6;
const int startStopButtonPin = 7;
const int downButtonPin = 8;
const int upButtonPin = 9;

في هذه الأسطر قمنا بإنشاء متغيرات لتخزين الحالة الابتدائية للأزرار وتساوي صفر.

int setupHours = 0; // How many hours will count down when started
int setupMinutes = 0; // How many minutes will count down when started
int setupSeconds = 0; // How many seconds will count down when started
time_t setupTime = 0;

في هذه الأسطر قمنا بإنشاء متغيرات لتخزين الحالة الحالية للأزرار وتساوي صفر.

int currentHours = 0;
int currentMinutes = 0;
int currentSeconds = 0;
time_t currentTime = 0;

هنا سيتم تعريف أكثر من حالة للأزرار سيتم الخلط بينها بناء على المدخلات على لوحة الاردوينو.

int resetButtonState = LOW;
long resetButtonLongPressCounter = 0;
int startStopButtonState = LOW;
int upButtonState = LOW;
int downButtonState = LOW;
int resetButtonPrevState = LOW;
int startStopButtonPrevState = LOW;
int upButtonPrevState = LOW;
int downButtonPrevState = LOW;
bool resetButtonPressed = false;
bool resetButtonLongPressed = false;
bool startStopButtonPressed = false;
bool upButtonPressed = false;
bool downButtonPressed = false;

هنا يتم تعريف الأوضاع الأربع للنظام.

const int MODE_IDLE = 0;
const int MODE_SETUP = 1;
const int MODE_RUNNING = 2;
const int MODE_RINGING = 3;

يتم تخزين الحالة الابتدائية للنظام تساوي صفر؛ لأن المستخدم لم يقم بالاختيار بعد.

int dataSelection = 0; // Currently selected data for edit (setup mode, changes with Start/Stop)

في الدالة ()setup يتم تهيئة الشاشة الكرستالية وتهيئة الأزرار كمدخلات ومصدر الصوت والشاشة كمخرجات.

void setup()
{
// put your setup code here, to run once:
lcd.begin(16, 2);
pinMode(resetButtonPin, INPUT);
pinMode(startStopButtonPin, INPUT);
pinMode(upButtonPin, INPUT);
pinMode(downButtonPin, INPUT);
pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}

في الدالة ()loop سيتم برمجة الأزرار.

في حال ضغط المستخدم بشكل مستمر على زر الاختيار سيتم عرض على الشاشة الكرستالية 3 خيارات يمكن للمستخدم ضبطهما: الساعات والدقائق والثواني.

يمكن للمستخدم ضبط الساعات أو الدقائق أو الثواني أو جميعها بنفس الوقت من خلال الضغط على زر التشغيل والإيقاف.

يمكن التحكم بالوقت تنازليًا من خلال زر العد التنازلي.

ويمكن التحكم بالوقت تصاعديًا من خلال زر العد التصاعدي.

بعد اختيار الوقت المناسب اضغط زر الاختيار لتأكيد ذلك.

ثم اضغط على زر التشغيل والإيقاف للبدء.

بعد انتهاء الوقت المحسوب سيبدأ مصدر الصوت بالعمل يمكنك إيقافه من خلال زر الإيقاف والتشغيل.

void loop()
{
// put your main code here, to run repeatedly:
startStopButtonPressed = false;
upButtonPressed = false;
downButtonPressed = false;
resetButtonPressed = false;
resetButtonLongPressed = false;
resetButtonState = digitalRead(resetButtonPin);
if(resetButtonState != resetButtonPrevState)
{
resetButtonPressed = resetButtonState == HIGH;
resetButtonPrevState = resetButtonState;
}
else // Long press management...
{
if(resetButtonState == HIGH)
{
resetButtonLongPressCounter++;
if(resetButtonLongPressCounter == 100)
{
resetButtonPressed = false;
resetButtonLongPressed = true;
resetButtonLongPressCounter = 0;
}
}
else
{
resetButtonLongPressCounter = 0;
resetButtonPressed = false;
resetButtonLongPressed = false;
}
}
startStopButtonPressed = false;
startStopButtonState = digitalRead(startStopButtonPin);
if(startStopButtonState != startStopButtonPrevState)
{
startStopButtonPressed = startStopButtonState == HIGH;
startStopButtonPrevState = startStopButtonState;
}
downButtonPressed = false;
downButtonState = digitalRead(downButtonPin);
if(downButtonState != downButtonPrevState)
{

downButtonPressed = downButtonState == HIGH;
downButtonPrevState = downButtonState;
}
upButtonPressed = false;
upButtonState = digitalRead(upButtonPin);
if(upButtonState != upButtonPrevState)
{
upButtonPressed = upButtonState == HIGH;
upButtonPrevState = upButtonState;
}
switch(currentMode)
{
case MODE_IDLE:
if(resetButtonPressed)
{
Reset();
}
if(resetButtonLongPressed)
{
currentMode = MODE_SETUP;
}
if(startStopButtonPressed)
{
currentMode = currentMode == MODE_IDLE ? MODE_RUNNING : MODE_IDLE;
if(currentMode == MODE_RUNNING)
{
startTime = now();
}
}
break;
case MODE_SETUP:
if(resetButtonPressed)
{
// Exit setup mode
setupTime = setupSeconds + (60 * setupMinutes) + (3600 * setupHours);
currentHours = setupHours;
currentMinutes = setupMinutes;
currentSeconds = setupSeconds;
dataSelection = 0;
currentMode = MODE_IDLE;
}
if(startStopButtonPressed)
{
dataSelection++;
if(dataSelection == 3)
{
dataSelection = 0;
}
}
if(downButtonPressed)
{
switch(dataSelection)
{
case 0: // hours
setupHours--;
if(setupHours == -1)
{
setupHours = 99;
}
break;
case 1: // minutes
setupMinutes--;
if(setupMinutes == -1)
{
setupMinutes = 59;
}
break;
case 2: // seconds
setupSeconds--;
if(setupSeconds == -1)
{
setupSeconds = 59;
}
break;
}
}
if(upButtonPressed)
{
switch(dataSelection)
{
case 0: // hours
setupHours++;
if(setupHours == 100)
{
setupHours = 0;
}
break;
case 1: // minutes
setupMinutes++;
if(setupMinutes == 60)
{
setupMinutes = 0;
}
break;
case 2: // seconds
setupSeconds++;
if(setupSeconds == 60)
{
setupSeconds = 0;
}
break;
}
}
break;
case MODE_RUNNING:
if(startStopButtonPressed)
{
currentMode = MODE_IDLE;
}
if(resetButtonPressed)
{
Reset();
currentMode = MODE_IDLE;
}
break;
case MODE_RINGING:
if(resetButtonPressed || startStopButtonPressed || downButtonPressed || upButtonPressed)
{
currentMode = MODE_IDLE;
}
break;
}
switch(currentMode)
{
case MODE_IDLE:
case MODE_SETUP:
// NOP
break;
case MODE_RUNNING:
currentTime = setupTime - (now() - startTime);
if(currentTime <= 0)
{
currentMode = MODE_RINGING;
}
break;
case MODE_RINGING:
analogWrite(buzzerPin, 20);
delay(20);
analogWrite(buzzerPin, 0);
delay(40);
break;
}
//lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
switch(currentMode)
{
case MODE_IDLE:
lcd.print("Timer ready ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(currentHours);
lcd.print(" ");
lcd.print(currentMinutes);
lcd.print(" ");
lcd.print(currentSeconds);
lcd.print(" ");
break;
case MODE_SETUP:
lcd.print("Setup mode: ");
switch(dataSelection)
{
case 0:
lcd.print("HRS ");
break;
case 1:
lcd.print("MINS");
break;
case 2:
lcd.print("SECS");
break;
}
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(setupHours);
lcd.print(" ");
lcd.print(setupMinutes);
lcd.print(" ");
lcd.print(setupSeconds);
lcd.print(" ");
break;
case MODE_RUNNING:
lcd.print("Counting down...");
lcd.setCursor(0, 1);
if(hour(currentTime) < 10) lcd.print("0");
lcd.print(hour(currentTime));
lcd.print(":");
if(minute(currentTime) < 10) lcd.print("0");
lcd.print(minute(currentTime));
lcd.print(":");
if(second(currentTime) < 10) lcd.print("0");
lcd.print(second(currentTime));


break;
case MODE_RINGING:
lcd.print(" RING-RING! ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(" ");
break;
}
delay(10);
}

void Reset()
{
currentMode = MODE_IDLE;
currentHours = setupHours;
currentMinutes = setupMinutes;
currentSeconds = setupSeconds;
}

يمكنك اختبار مؤقت العد بعد رفع الكود البرمجي.

 لا تنسَ فصل مصدر الطاقة بعد الانتهاء من استخدام النظام.

مقدمة

إجراء اختبارات كيميائية للماء تساعدنا ذلك على تحديد المواد الكيميائية الذائبة في الماء ومصدر الماء وطريقة تنقيته وتحديد الاستخدامات الممكنة له، في هذا الدرس ستتعلم كيف تفحص جودة الماء باستخدام الاردوينو ومختلف الحساسات.

المواد والأدوات

1× اردوينو اونو

1× سلك الاردوينو

1× لوحة تجارب – حجم كبير

 1× شاشة كرستالية

1× مقاومة متغيرة

 حزمة أسلاك توصيل (ذكر- ذكر)

1×  مقاومة 4.7 Ω

حزمة أسلاك توصيل (ذكر – أنثى)

1× مستشعر درجة الحرارة المقاوم للماء

1× مستشعر شفافية الماء

1× مستشعر ملوحة الماء

1× 40 رأس دبوس

توصيل الدائرة

لمعرفة المزيد حول الشاشة الكرستالية يمكنك الرجوع للدرس التحكم بالشاشة الكرستالية LCD

لابد من تلحيم المنافذ مع الشاشة الكرستالية، للمزيد حول اللحام يمكنك الرجوع للدرس تعلم كيفية التلحيم – تلحيم القطع باللوحة الإلكترونية

الكود البرمجي

قبل رفع الكود البرمجي على لوحة الاردوينو حمّل المكتبات اللازمة <EEPROM.h> “GravityTDS.h” <DallasTemperature.h>.

#include <LiquidCrystal.h>
#include <EEPROM.h>
#include "GravityTDS.h"
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

#define ONE_WIRE_BUS 7
#define TdsSensorPin A1

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS); 
GravityTDS gravityTds;

DallasTemperature sensors(&oneWire);

float tdsValue = 0;

void setup()
{
lcd.begin(16,2);
sensors.begin();
gravityTds.setPin(TdsSensorPin);
gravityTds.setAref(5.0); //reference voltage on ADC, default 5.0V on Arduino UNO
gravityTds.setAdcRange(1024); //1024 for 10bit ADC;4096 for 12bit ADC
gravityTds.begin(); //initialization
}
void loop()
{
sensors.requestTemperatures();
gravityTds.setTemperature(sensors.getTempCByIndex(0)); // set the temperature and execute temperature compensation
gravityTds.update(); //sample and calculate
tdsValue = gravityTds.getTdsValue(); // then get the value

lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("TDS: ");
lcd.print(tdsValue,0);
lcd.print(" PPM");

lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("Temp: ");
lcd.print(sensors.getTempCByIndex(0));
lcd.print(" C");

delay(1500);
lcd.clear();

int sensorPin = A0;
int sensorValue = analogRead(sensorPin);
int turbidity = map(sensorValue, 0, 750, 100, 0);

lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Turbidity:");
lcd.print(turbidity);

delay(1500);
lcd.clear();
}

شرح الكود البرمجي

هذا السطر يستدعي مكتبة الشاشة الكرستالية.

نستطيع تحميلها بتتبع المسار التالي:

Sketch > Include libraries > Manage libraries

ثم نكتب بخانة البحث Liquid crystal by Arduino

ثم نضغط على Install.

#include <LiquidCrystal.h>

هنا نستدعي مكتبة مستشعر ملوحة الماء.

#include "GravityTDS.h"

وهنا نستدعي مكتبة مستشعر درجة الحرارة المقاوم للماء.

#include <DallasTemperature.h>

بعد ذلك تم تعريف المتغيرات اللازمة مثل المتغيرات الخاصة بالشاشة الكرستالية.

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

المتغير ONE_WIRE_BUS الخاص بمستشعر الحرارة تم ربطه مع المنفذ الرقمي 7 على لوحة الاردوينو.

والمتغير TdsSensorPin الخاص بمستشعر ملوحة المياه تم ربطه مع المنفذ التناظري A1 على لوحة الاردوينو.

#define ONE_WIRE_BUS 7
#define TdsSensorPin A1

القيمة الابتدائية لمستشعر ملوحة الماء tdsValue هي صفر.

float tdsValue = 0;

في الدالة ()setup يتم تهيئة الشاشة الكرستالية لقراءة القيم من المستشعرات.

void setup()
{
lcd.begin(16,2);
sensors.begin();
gravityTds.setPin(TdsSensorPin);
gravityTds.setAref(5.0); //reference voltage on ADC, default 5.0V on Arduino UNO
gravityTds.setAdcRange(1024); //1024 for 10bit ADC;4096 for 12bit ADC
gravityTds.begin(); //initialization
}

في الدالة ()loop سيتم قراءة القيم من مستشعر ملوحة الماء وسيتم تحديثها للحصول على قراءات مختلفة.

void loop()
{
sensors.requestTemperatures();
gravityTds.setTemperature(sensors.getTempCByIndex(0)); // set the temperature and execute temperature compensation
gravityTds.update(); //sample and calculate
tdsValue = gravityTds.getTdsValue(); // then get the value

بعد ذلك سيتم طباعة درجة ملوحة الماء على الشاشة الكرستالية في السطر الأول.

lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("TDS: ");
lcd.print(tdsValue,0);
lcd.print(" PPM");

وفي السطر الثاني سيتم طباعة درجة حرارة الماء المقروءة من مستشعر الحرارة بوحدة C.

lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("Temp: ");
lcd.print(sensors.getTempCByIndex(0));
lcd.print(" C");

سيتم عرض درجة الملوحة ودرجة الحرارة لمدة ثانية ونصف ثم سيتم مسح الشاشة الكرستالية لتهيئتها استعدادًا لطباعة قيمة شفافية الماء.

delay(1500);
lcd.clear();

المتغير sensorPin الخاص بمستشعر شفافية الماء تم ربطه مع المنفذ التناظري A0 على لوحة الاردوينو.

سيتم قراءة شفافية الماء وطباعة القيمة على الشاشة الكرستالية في السطر الأول.

ستقل القيمة إذا زاد التعكر في الماء، وستزيد القيمة إذا زادت شفافية الماء.

int sensorPin = A0;
int sensorValue = analogRead(sensorPin);
int turbidity = map(sensorValue, 0, 750, 100, 0);

lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Turbidity:");
lcd.print(turbidity);

تأكد بأن النظام يعمل بالشكل الصحيح.

لا تنسَ فصل وحدة الطاقة بعد الانتهاء من استخدام نظام فحص جودة الماء.

مقدمة

 سنتعلم في هذا الدرس ضبط مستويات الصوت لمتصفح الإنترنت ومشغل الفيديو والمحادثات الصوتية وغيرها من البرامج على جهازك ، وذلك باستخدام اردوينو والمقاومة المتغيرة، دون الحاجة إلى ايقاف ما تقوم بالعمل عليه.

المواد و الأدوات

X1 اردوينو

X1 لوحة تجارب

X5 مقاومة متغيرة

X1 سلك أردوينو

مجموعة أسلاك توصيل (ذكر/ذكر)

X1 خيوط الطابعة ثلاثية الأبعاد نوع (PLA) (اختياري)

X1 طابعة ثلاثية الأبعاد (اختياري)

توصيل الدائرة

الكود البرمجي

const int NUM_SLIDERS = 5;
const int analogInputs[NUM_SLIDERS] = {A0, A1, A2, A3, A4};

int analogSliderValues[NUM_SLIDERS];

void setup() { 
for (int i = 0; i < NUM_SLIDERS; i++) {
pinMode(analogInputs[i], INPUT);
}

Serial.begin(9600);
}

void loop() {
updateSliderValues();
sendSliderValues(); // Actually send data (all the time)
// printSliderValues(); // For debug
delay(10);
}

void updateSliderValues() {
for (int i = 0; i < NUM_SLIDERS; i++) {
analogSliderValues[i] = analogRead(analogInputs[i]);
}
}

void sendSliderValues() {
String builtString = String("");

for (int i = 0; i < NUM_SLIDERS; i++) {
builtString += String((int)analogSliderValues[i]);

if (i < NUM_SLIDERS - 1) {
builtString += String("|");
}
}

Serial.println(builtString);
}

void printSliderValues() {
for (int i = 0; i < NUM_SLIDERS; i++) {
String printedString = String("Slider #") + String(i + 1) + String(": ") + String(analogSliderValues[i]) + String(" mV");
Serial.write(printedString.c_str());

if (i < NUM_SLIDERS - 1) {
Serial.write(" | ");
} else {
Serial.write("\n");
}
}
}

ارفع الأمر البرمجي السابق على لوحة اردوينو ثم قم بقراءة القيم على شاشة يجب أن تحصل على قراءات بين 0-1024 عند تدوير المقاومة المتغيرة

بعد التحقق من أن الاردوينو يعطي قراءات صحيحة اغلق واجهة الاتصال التسلسلي

شرح الكود البرمجي

نعرف متغير يشر إلى عدد المنافذ التي يتم توصيلها مع المقاومات
و نعرف المنافذ التناظرية على لوحة الاردوينو التي تم توصيلها مع المقاومات

const int NUM_SLIDERS = 5;
const int analogInputs[NUM_SLIDERS] = {A0, A1, A2, A3, A4};

int analogSliderValues[NUM_SLIDERS];

في دالة void setup() نعرف أن المنافذ التناظرية هي منافذ ادخال و نهيئة الاتصال التسلسلي

void setup() { 
for (int i = 0; i < NUM_SLIDERS; i++) {
pinMode(analogInputs[i], INPUT);
}

Serial.begin(9600);
}

في دالة void loop نستدعي الدوال التالية
updateSliderValues() و sendSliderValues()و printSliderValues()

و التي سيتم انشاؤها لاحقا

void loop() {
updateSliderValues();
sendSliderValues(); // Actually send data (all the time)
// printSliderValues(); // For debug
delay(10);
}

دالة لتحديث القراءة من المنافذ التناظرية

void updateSliderValues() {
for (int i = 0; i < NUM_SLIDERS; i++) {
analogSliderValues[i] = analogRead(analogInputs[i]);
}
}

دالة لارسال القيم إلى جهاز الحاسوب

void sendSliderValues() {
String builtString = String("");

for (int i = 0; i < NUM_SLIDERS; i++) {
builtString += String((int)analogSliderValues[i]);

if (i < NUM_SLIDERS - 1) {
builtString += String("|");
}
}

Serial.println(builtString);
}

دالة طباعة قيم المنافذ التناظرية

void printSliderValues() {
for (int i = 0; i < NUM_SLIDERS; i++) {
String printedString = String("Slider #") + String(i + 1) + String(": ") + String(analogSliderValues[i]) + String(" mV");
Serial.write(printedString.c_str());

if (i < NUM_SLIDERS - 1) {
Serial.write(" | ");
} else {
Serial.write("\n");
}
}
}

اعداد ملف التكوين

قم بتحميل الملف بالرابط يحتوي الملف المضغوط على ملف deej.exe و config.yaml قم بفك الضغط و احفظ كل من deej.exe و config.yaml في ملف واحد.

يحدد ملف التكوين التحكم بصوت التطبيقات بالاردوينو التي يتم تعيينها، المنفذ المستخدم للاتصال بلوحة اردوينو . قم بفتح ملف التكوين config.yaml عن طريق برنامج notepade الموجود على جهازك

slider_mapping:
  0: master
  1: chrome.exe
  2: spotify.exe
  3:
    - pathofexile_x64.exe
    - rocketleague.exe
  4: discord.exe

# set this to true if you want the controls inverted (i.e. top is 0%, bottom is 100%)
invert_sliders: false

# settings for connecting to the arduino board
com_port: COM4
baud_rate: 9600

# adjust the amount of signal noise reduction depending on your hardware quality
# supported values are "low" (excellent hardware), "default" (regular hardware) or "high" (bad, noisy hardware)
noise_reduction: default

يمكن تعديل الملف حسب عدد المقاومات المتغيرة في مشروعك و البرامج التي ستتحكم بها، كذلك يمكنك التحكم بأكثر من برنامج عن طريق مقاومة واحدة

slider_mapping:
  0: master
  1: chrome.exe
  2: spotify.exe
  3:
    - pathofexile_x64.exe
    - rocketleague.exe
  4: discord.exe

master هو خيار خاص للتحكم في مستوى الصوت الرئيسي للنظام

mic هو خيار خاص للتحكم في مستوى إدخال الميكروفون

deej.unmapped هو خيار خاص للتحكم في جميع التطبيقات التي لا ترتبط بأي بمؤشر خاص لمستوى الصوت

 deej.current هو خيار خاص للتحكم في أي تطبيق يتم التركيز عليه

system هو خيار خاص للتحكم في مستوى أصوات النظام

بعد رفع الكود سيقوم الاردوينو بإرسال قيم المقاومة المتغيرة الحالية باستمرار إلى جهاز الحاسوب، ثم يقوم الحاسوب بتشغيل العميل deej في الخلفية. يقرأ هذا العميل القيم من الاردوينو ويضبط مستوى الصوت وفقًا لملف التكوين المحدد

الهيكل

يمكنك تحميل ملف الهيكل بالرابط اذا توفرت لديك طابعة ثلاثية الأبعاد و يمكن ايضا أن تحاول صنع هيكل جهاز التحكم بصوت التطبيقات بالاردوينو باستخدام الفلين أو الواح الكرتون

في هذا الدرس سنتعلم ما هو مستشعر المغناطيسية وبرمجته مع الاردوينو لقراءة قيم رقمية عند وجود مجال مغناطيسي، و قيم تناظرية لشدة المجال المغناطيسي تبدأ القراءة بقيمة أولية يحددها جهد الدخل ومقياس الجهد، وستزداد هذه القيمة أو تنقص اعتمادًا على شدة وقطبية المجال المغناطيسي.

المواد والأدوات

X1 اردوينو

X1 سلك اردوينو

X1 مستشعر المغناطيسية

مجموعة أسلاك توصيل (M/F)

مستشعر المغناطيسية

مبدأ عمل مستشعر تأثير هول

عند مرور تيار كهربائي على مادة شبة موصلة فإن حاملات الشحنة سواء كانت موجبة أو سالبة تنزاح نحو الأطراف بسبب المجال المغناطيسي المطبق عليها له. ينشأ عن ذلك فرق جهد (يسمى جهد هول) بين الأقطاب المتعاكسة في شبه الموصل الكهربائي تعتمد قطبيته على إشارة هذه الحاملات، هذه القوة التي تحرف التيار عن مساره تسمى قوة لورنتز.

يتم وصف عمل مستشعر تأثير هول أدناه:

عندما يتدفق تيار كهربائي عبر المستشعر، تتحرك الإلكترونات خلاله في خط مستقيم.

عندما يعمل مجال مغناطيسي خارجي على المستشعر، فإن قوة لورنتز تزيح حاملات الشحنة لتتبع مسارًا منحنيًا.
نتيجة لذلك، تنحرف حاملات الشحنة السالبة نحو جانب واحد من الموصل وحاملات الشحنة الموجبة إلى جانب آخر.
بسبب تراكم حاملات الشحنة الموجبة والسالبة في جوانب مختلفة من الموصل، يمكن ملاحظة جهد (فرق الجهد) بين جانبي اللوحة. الجهد الناتج يتناسب طرديا مع التيار الكهربائي وشدة المجال المغناطيسي.

توصيل الدائرة

الكود البرمجي

int analogPin = A0;

int digitalPin = 3;

void setup() {
pinMode(digitalPin, INPUT);
Serial.begin(9600);
}

void loop() {
int analogVal = analogRead(analogPin);
int digitalVal = digitalRead(digitalPin);
Serial.print(analogVal);
Serial.print("\t");
Serial.println(digitalVal);
delay(100);
}

شرح الكود البرمجي 

نعرف المنافذ التناظرية و الرقمية التي تم توصيلها مع الحساس

int analogPin = A0; 
int digitalPin = 2;

نقوم بتهيئة الاتصال التسلسلي و تعريف منفذ الدخل

void setup() {
pinMode(digitalPin, INPUT);
Serial.begin(9600);
}

في دالة void loop() نقوم بقراءة القيم من الحساس و عرضها على شاشة الاتصال التسلسلي

void loop() {
int analogVal = analogRead(analogPin);
int digitalVal = digitalRead(digitalPin);
Serial.print(analogVal);
Serial.print("\t");
Serial.println(digitalVal);
delay(100);
}

يستخدم مستشعر تجنب الحواجز بالأشعة تحت الحمراء (IR Obstacle Avoidance) مع اردوينو في عدد من التطبيقات مثل الروبوتات وأنظمة الأمان وخطوط الانتاج الصناعية. في هذا الدرس سنتعلم صنع اضاءة ذكية باستخدام مستشعر تجنب الحواجز بالأشعة تحت الحمراء وكيفية عمل الحساس في عد الزوار بالأماكن المغلقة مثل قاعات المؤتمرات والفصول الدراسية وجعل الاضاءة في هذه الأماكن تعمل فقط في حال وجود أفراد وذلك تجنبا للاستهلاك الزائد للطاقة وهدرها

المواد والأدوات المطلوبة

x1 اردوينو أونو

x2 مستشعر تجنب الحواجز بالأشعة تحت الحمراء

x1 سلك أردوينو

x1 شاشة كرستالية

x1 لوحة تجارب

x1 LED

x1 مقاومة متغيرة

x2 مقاومة 220 أوم

أسلاك توصيل (M/M)

أسلاك توصيل (F/M)

مستشعر تجنب الحواجز بالأشعة الحمراء

مبدأ عمل حساس تجنب الحواجز، يعتمد على مرسل ومستقبل للأشعة تحت الحمراء. يرسل الأشعة تحت الحمراء في المنطقة المحيطة ثم إذا اصطدمت بالحواجز تنعكس الأشعة ويستجيب مستقبل الأشعة تحت الحمراء. تحتوي الوحدة على مقاومة متغيرة تتيح للمستخدم ضبط نطاق الكشف.

فكرة عمل المشروع 

تعتمد فكرة المشروع على وجود حساسين تجاوز العقبات ، يزيد العداد أو ينقص اعتمادًا على اتجاه حركة الشخص ويتم تحديد ذلك من خلال أي من المستشعرين يكتشف الشخص أولاً.

توصيل الدائرة

الكود البرمجي

قم برفع الكود البرمجي التالي على لوحة الاردوينو

#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(2, 3, 4, 5, 6, 7); 
#define sensorPin1 9
#define sensorPin2 10
#define led 8

int sensorState1 = 0;
int sensorState2 = 0;
int count=0;

void setup()
{
pinMode (sensorPin1, INPUT_PULLUP);
pinMode (sensorPin2, INPUT_PULLUP);
pinMode(led, OUTPUT);

lcd.begin(16,2);
lcd.setCursor(4,0);
lcd.print("COUNTER");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("No Visitors ");
delay(200);
}

void loop()
{ 
sensorState1 = digitalRead(sensorPin1);
sensorState2 = digitalRead(sensorPin2);

if(sensorState1 == LOW){
count++; 
delay(500);
}

if(sensorState2 == LOW){
count--; 
delay(500);
}


if(count<=0)
{
digitalWrite(led, LOW); 
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("No visitors ");
}
else if (count>0 ){
digitalWrite(led, HIGH);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Visitors: ");
lcd.setCursor(12,1);
lcd.print(count);
lcd.setCursor(13,1);
lcd.print(" "); 

}
}

شرح الكود البرمجي

بالبداية نقوم باستدعاء مكتبة الشاشة الكرستالية LiquidCrystal و نعرف منافذ الشاشة و منافذ حساس تجنب العوائق و الليد

#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(2, 3, 4, 5, 6, 7); 
#define sensorPin1 9
#define sensorPin2 10
#define led 8

ننشئ متغير لحالة الحساس الأول و الثاني بقيمة ابتدائية 0

int sensorState1 = 0;
int sensorState2 = 0;

ننشئ متغير يمثل قيمة عدد الأفراد الموجودين بالغرفة

int count=0;

في دالة (void setup) نعرف منافذ الادخال و منافذ الاخراج للقطع المستخدمة ونقوم بتهيئة الشاشة

void setup()
{
pinMode (sensorPin1, INPUT_PULLUP);
pinMode (sensorPin2, INPUT_PULLUP);
pinMode(led, OUTPUT);

lcd.begin(16,2);
lcd.setCursor(4,0);
lcd.print("COUNTER");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("No Visitors ");
delay(200);
}

في دالة ال(void loop) نقوم بقراءة اشارة الدخل من الحساس

void loop()
{ 
sensorState1 = digitalRead(sensorPin1);
sensorState2 = digitalRead(sensorPin2);

if(sensorState1 == LOW){
count++; 
delay(500);
}

if(sensorState2 == LOW){
count--; 
delay(500);
}

اذا كانت قيمة متغير عدد أفراد الغرفة (count) أقل أو يساوي 0 يتم ايقاف تشغيل الاضاءة و يتم طباعة “No Visitors” على الشاشة الكرستالية

if(count<=0)
{
digitalWrite(led, LOW); 
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("No visitors ");
}

اذا كانت قيمة متغير عدد أفراد الغرفة (count) وطباعة عدد أفراد الغرفة على الشاشة الكرستالية  أكبر من 0 يتم تشغيل الاضاءة

else (count>0 ){
digitalWrite(led, HIGH);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Visitors: ");
lcd.setCursor(12,1);
lcd.print(count);
lcd.setCursor(13,1);
lcd.print(" "); 

}

}

مقدمة

خط الأفق هو خط وهمي يفصل السماء عن الأرض، بالحقيقة ليس هناك خط مرسوم يفصل الاثنان عن بعض، فالأرض كروية الشكل والسماء تغطي سطحها من جميع الجوانب ولكن يتراءى لأعيننا عند النظر للأفق بأن هناك خط بينهما، يساعد هذا التمثيل على قياس زوايا ميل الطائرة بالنسبة للأفق الطبيعي للأرض، في هذا الدرس ستتعلم كيفية محاكاة خط الأفق باستخدام الاردوينو وحساس الحركة والتسارع في ثلاث اتجاهات.

المواد والأدوات

1× اردوينو اونو

1× سلك الاردوينو

حزمة أسلاك توصيل (ذكر – أنثى)

1× حساس الحركة والتسارع في ثلاث اتجاهات

توصيل الدائرة

الكود البرمجي (Arduino IDE)

 IDE عليك تنصيب مكتبة حساس الحركة والتسارع في ثلاث اتجاهات MPU6050.

بعد ذلك ارفع الكود الخاص بمحاكاة خط الأفق على لوحة الاردوينو حتى تتمكن من قراءة البيانات من الحساس.

#include<Wire.h> // wire library
const int MPU_addr=0x68; // MPU address
int16_t AcX,AcY,AcZ,Tmp,GyX,GyY,GyZ; // 16 bit data array
int minVal=265;
int maxVal=402;
double x; double y; double z;
void setup() {
Serial.begin(9600);
Wire.begin();
Wire.beginTransmission(MPU_addr);
Wire.write(0x6B);
Wire.write(0);
Wire.endTransmission(true);
}
void loop() {

Wire.beginTransmission(MPU_addr);
Wire.write(0x3B);
Wire.endTransmission(false);
Wire.requestFrom(MPU_addr,14,true);
AcX=Wire.read()<<8|Wire.read();
AcY=Wire.read()<<8|Wire.read();
AcZ=Wire.read()<<8|Wire.read();


int xAng = map(AcX,minVal,maxVal,-90,90);
int yAng = map(AcY,minVal,maxVal,-90,90);
int zAng = map(AcZ,minVal,maxVal,-90,90);

x= RAD_TO_DEG * (atan2(-yAng, -zAng)+PI);
y= RAD_TO_DEG * (atan2(-xAng, -zAng)+PI);
z= RAD_TO_DEG * (atan2(-yAng, -xAng)+PI);
Serial.print(x);
Serial.print(" ");
Serial.print(y);
Serial.print(" ");
Serial.print(z);
Serial.print(" ");
Serial.print("\n");}

شرح الكود البرمجي

في البداية نقوم بإدراج مكتبة Wire.h، التي تحتوى على الدوال اللازمة للتواصل بين الاردوينو و حساس الحركة والتسارع في ثلاث اتجاهات.

#include<Wire.h> // wire library

بعد ذلك يتم تحديد بروتوكول الاتصال التسلسلي l2c الخاص بحساس التسارع.

const int MPU_addr=0x68; // MPU address

هنا يتم تعريف عدد من المتغيرات من النوع Array.

int16_t AcX,AcY,AcZ,Tmp,GyX,GyY,GyZ; // 16 bit data array

يتم تحدد أقصى قيمة وأقل قيمة يقرأها الحساس بين (265-402) لقياس الزوايا من 0 إلى 360.

int minVal=265;
int maxVal=402;

المتغيرات x,y و z نوعها double, يتم تخزين قيمة المحور x في المتغير x وقيمة المحور y في المتغير y وقيمة المحور z في المتغير z.

double x; double y; double z;

في دالة ()void يبدأ الاتصال التسلسلي والنقل بين حساس التسارع والعنوان 0x68.

void setup() {
Serial.begin(9600);
Wire.begin();
Wire.beginTransmission(MPU_addr);
Wire.write(0x6B);
Wire.write(0);

هنا يتم انهاء عملية النقل.

Wire.endTransmission(true);
}

في دالة ()loop,  يدخل حساس التسارع في وضع السكون بعد توصيله مع العنوان 0x3B.

Wire.write(0x3B);

هنا تبدأ عملية النقل من جديد.

Wire.endTransmission(false);

يتم طلب 14 مسجلًا من حساس التسارع والحركة في ثلاث اتجاهات.

ثم سيتم إرسال رسالة إيقاف بعد الطلب.

Wire.requestFrom(MPU_addr,14,true);

بعد قراءة البيانات لكل المحاور  (x و y و z) يتم تخزينها في AcX,AcY, AcZ.

AcX=Wire.read()<<8|Wire.read();
AcY=Wire.read()<<8|Wire.read();
AcZ=Wire.read()<<8|Wire.read();

بعد ذلك، يتم تعيين الحد الأدنى والحد الأقصى لقيمة بيانات المحاور من الحساس بنطاق معين من -90 إلى 90.

int xAng = map(AcX,minVal,maxVal,-90,90);
int yAng = map(AcY,minVal,maxVal,-90,90);
int zAng = map(AcZ,minVal,maxVal,-90,90);

هنا يتم حساب 360 درجة.

ثم يتم تحويل وحدة الراديان إلى وحدة درجة.

x= RAD_TO_DEG * (atan2(-yAng, -zAng)+PI);
y= RAD_TO_DEG * (atan2(-xAng, -zAng)+PI);
z= RAD_TO_DEG * (atan2(-yAng, -xAng)+PI);

هنا تتم طباعة قيم المحاور x,y و z على شاشة الاتصال التسلسلي.

Serial.print(x);
Serial.print(" ");
Serial.print(y);
Serial.print(" ");
Serial.print(z);
Serial.print(" ");
Serial.print("\n");}

الكود البرمجي (Processing)

انقر على الرابط التالي Processing وحمّل برنامج Processing حسب نوع نظام التشغيل المتوفر لديك.

بعد تحميله فك الضغط عنه وافتح البرنامج استعدادًا للبدء بالعمل عليه.

يساعدك الكود البرمجي بمحاكاة ورسم خط الأفق والتحكم به بواسطة حساس الحركة والتسارع.

في البداية عليك تنصيب مكتبة Arduino (firmata).

من قائمة sketch انقر على import library ثم Add library.

اكتب في خانة البحث firmata وانقر عليها وابدأ بتنزيلها كما هو موضح بالصورة.

قبل رفع الكود البرمجي الخاص بتمثيل خط الأفق إلى لوحة الاردوينو هناك أمور مهمة عليك تحريرها اقرأ شرح الكود البرمجي.

import org.firmata.*;
import cc.arduino.*;
import processing.serial.*;
import java.awt.event.KeyEvent;
import java.io.IOException;
import processing.opengl.*;

Serial myPort;
String data="";

float Pitch; // replaces roll and pitch
float Bank;
float Azimuth;

float Phi; //Dimensional axis
float Theta;
float Psi;

float radius = 250.0;
float rho = radius;
float factor = TWO_PI / 40.0; // detail is 40
float x, y, z;

PVector[] sphereVertexPoints;

void setup() {

size(400, 400, P3D);
smooth();

myPort = new Serial(this, "COM3", 9600); // starts the serial communication myPort.bufferUntil('\n');
}

void draw() {
background(0);
stroke(100);
strokeWeight(4);
fill(200);
rect(130, 10, 150, 50, 7); // (x,y,w,h, round corner dia)
fill(CLOSE);
fill(0);
rect(150, 30, 70, 25, 7);
fill(CLOSE);

strokeWeight(CLOSE); // very useful
fill(CLOSE);
stroke(CLOSE);

fill(0);
textSize(14);
text("Altitude: ", 150, 50, 50);
fill(CLOSE);
float y1 = y++;

float Alt = abs(Pitch/25+y1*10);

fill(0,255,255);
text(Alt, 160,70,50); // alt, x,y,z
fill(CLOSE);


fill(0, 0, 255);
textSize(12);
text(" m/s", 220, 70, 50 );
fill(CLOSE);

translate(width/2, height/2, -250); // camera placement
lights();


textLayer();
MakeAnglesDependentOnMPU6050();

fill(100);
circle(0,0,700); // dark gray circle
fill(CLOSE);

fill(150);
circle(0,0,670); // light grey circle
fill(CLOSE);

beginShape();

fill(255,255,0);
vertex(-14, -10, 300);
vertex(14, -10, 300); // yellow triangle, each vertex is x and y coords
vertex(0, -20, 300);
vertex(0, -20, 300);
stroke(0);
strokeWeight(2);
stroke(CLOSE);

endShape(CLOSE);


beginShape();
fill(255,255,0);
stroke(0);
strokeWeight(2);
stroke(CLOSE);
vertex(-50, -5, 300);
vertex( 50, -5, 300); // yellow line
vertex( 50, -10, 300);
vertex(-50, -10, 300);
fill(CLOSE);
endShape(CLOSE);


fill(210);
arc(-120, 0, 380, 525, PI/2, 3*PI/2); // left gauge fill
arc(120, 0, -380, -525, PI/2, 3*PI/2); // right gauge fill
fill(CLOSE);

pushMatrix();


rotateX(radians(Bank));
rotateZ(radians(Pitch)); // comment out to change to mouse
rotateY(radians(Azimuth));


// rotateX(radians(mouseY)); // comment in, to change to mouse.
// rotateY(radians(mouseX));
for(float PHI = 0.0; PHI < HALF_PI; PHI += factor) {

beginShape(QUAD_STRIP);
stroke(240);
strokeWeight(1);

for(float THETA = 0.0; THETA < TWO_PI + factor; THETA += factor) {

x = rho * sin(PHI) * cos(THETA);
z = rho * sin(PHI) * sin(THETA);
y = -rho * cos(PHI);

vertex(x, y, z);

x = rho * sin(PHI + factor) * cos(THETA);
z = rho * sin(PHI + factor) * sin(THETA);
y = -rho * cos(PHI + factor);

vertex(x, y, z);
fill(100, 100,255);
}
endShape(CLOSE);
}

for(float phi = 0.0; phi < HALF_PI; phi += factor) {
beginShape(QUAD_STRIP);
for(float theta = 0.0; theta < TWO_PI + factor; theta += factor) {
x = rho * sin(phi) * cos(theta);
z = rho * sin(phi) * sin(theta);
y = -rho * cos(phi);

vertex(-x, -y, -z);

x = rho * sin(phi + factor) * cos(theta);
z = rho * sin(phi + factor) * sin(theta);
y = -rho * cos(phi + factor);

vertex(-x, -y, -z);
fill(255,128,0);

}

endShape(CLOSE);

}
popMatrix();
/////////////////////////////////////////////////////////////////////
} // void draw
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void textLayer() { 


MakeAnglesDependentOnMPU6050();

/*pushMatrix();

rotateX(Bank/10); 
rotateY(-Pitch/10); 
rotateZ(Azimuth/10); 

fill(255);

textSize(15); 
text( "50", 0, 110, 230); 
text( "90", 0, 180, 200);

popMatrix(); */

///////////////////////////////////////////////////////// 

pushMatrix(); 

float y1 = y++; 
float alt = abs(Pitch/25+y1*10+90);


beginShape(); 
rotateZ(alt); 
stroke(255,255,0); // throttle measurement yellow
strokeWeight(8); 
line(0,0,-310, 0);
stroke(CLOSE); 
endShape();
strokeWeight(CLOSE); 

popMatrix(); 

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
int radius = 300; 
int lines = 5*17; 

for (int a=120; a<240; a=a+360/lines) { 

float x = radius * cos(radians(a)); // gauge lines 
float y = radius * sin(radians(a)); 


stroke(50);
line(0,0,x,y); 
line(0,0,-x,-y);
strokeWeight(3); 
stroke(CLOSE); 

}

/////////////////////////////////////////////////////////// 

for (int a=120; a<160; a=a+360/lines) { 

float x = radius * cos(radians(a)); // red gauge lines 
float y = radius * sin(radians(a)); 

stroke(255,0,0);
line(0,0,-x,-y); 
strokeWeight(3); 
stroke(CLOSE); 
}

for (int a=160; a<190; a=a+360/lines) { 

float x = radius * cos(radians(a)); // orange gauge lines
float y = radius * sin(radians(a)); 

stroke(255,128,0);
line(0,0,-x,-y); 
strokeWeight(3); 
stroke(CLOSE); 

}


for (int a=220; a<240; a=a+360/lines) { 

float x = radius * cos(radians(a)); // red gauge max throttle 
float y = radius * sin(radians(a)); 

stroke(255,0,0);
strokeWeight(3); 
line(0,0,x,y); 
stroke(CLOSE); 

}

////////////////////////////////////////////////////////////////

}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
void serialEvent(Serial myport) { //Reading the datas by Processing. 

String input = myport.readStringUntil('\n');

if (input != null) {

input = trim(input);
String[] values = split(input, " ");

if (values.length == 3) {

float phi = float(values[0]);
float theta = float(values[1]); 
float psi = float(values[2]); 

print(phi); 
print(theta);
println(psi);

Phi = phi;
Theta = theta;
Psi = psi;
}
}
}

///////////////////////////////////////////////////////////////////////
void MakeAnglesDependentOnMPU6050() { 

Bank = round(-Theta);
Pitch =round(-Phi-3);
Azimuth = round(Psi/700);


// Bank = -Phi/10; 
// Pitch = Theta/10; // use these values for the ADXL345 
// Azimuth = Psi/10;

} 

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////

شرح الكود البرمجي

هنا يتم استدعاء المكتبات الضرورية مثل org.firmata.* و  cc.arduino.* و processing.serial.* و processing.serial.* و java.awt.event.KeyEvent و java.io.IOException و processing.opengl.*.

import org.firmata.*;
import cc.arduino.*;
import processing.serial.*;
import java.awt.event.KeyEvent;
import java.io.IOException;
import processing.opengl.*;

المتغير myPort من النوع Serial يحمل قيمة المدخل التسلسلي.

Serial myPort;

هناك مصطلحات يجب معرفتها:

float Pitch; // replaces roll and pitch
float Bank;
float Azimuth;

هنا يتم تعريف زوايا أويلر (Phi, Theta, Psi): هي ثلاث زوايا لوصف وجهة جسم صلب (الجسم الذي لا تتغير الأبعاد لنسبية بين نقاطه بتقدم الزمن) في الفضاء الإقليدي ثلاثي الأبعاد.

float Phi; //Dimensional axis
float Theta;
float Psi;

هنا يتم تعريف المتغير radios نصف القطر ويحمل القيمة 250.0.

والمتغير rho يأخذ نفس قيمة المتغير radios.

المتغير factor يأخذ القيمة TWO_PI هو ثابت رياضي بقيمة 6.28318530717958647693 ضعف نسبة محيط الدائرة إلى قطرها مقسوم على 40,0.

المتغيرات x,y و z يتم قراءة قيمها من حساس الحركة والتسارع في ثلاث اتجاهات.

float radius = 250.0;
float rho = radius;
float factor = TWO_PI / 40.0; // detail is 40
float x, y, z;

[]PVector هو عبارة عن class يتم فيه وصف الأبعاد الثنائية والثلاثية الأبعاد.

هنا سيتم استخدام مجسم ثلاثي الأبعاد كروي.

PVector[] sphereVertexPoints;

شكل المجسم المستخدم في الدرس:

في الدالة ()setup:

يتم توضيح حجم المجسم الكروي ثلاثي الأبعاد size(400, 400, P3D).

وهنا myPort = new Serial(this, “COM3”, 9600) يتم تحديد قيمة مدخل الاتصال التسلسلي. (هذا السطر قابل للتحرير بناء على القيمة الموجودة لديك).

void setup() 
{
size(400, 400, P3D);
smooth();
myPort = new Serial(this, "COM3", 9600); // starts the serial communication myPort.bufferUntil('\n');
}

في الدالة ()draw سيتم تعيين لون الخلفية باللون الأسود ويساوي القيمة 0.

void draw() 
{
background(0);

سيتم رسم مستطيلان لتوضيح الارتفاع Altitude.

المستطيل الأول مغلق بلون رمادي قيمته 200 وحدود قيمتها 100.

مكانها على محور x= 130 وعلى محور y=10 عرضها=150 طولها= 50.

stroke(100);
strokeWeight(4);
fill(200);
rect(130, 10, 150, 50, 7); // (x,y,w,h, round corner dia)
fill(CLOSE);

المستطيل الثاني مغلق بلون أسود قيمته 0.

مكانها على محور x= 150 وعلى محور y=30 عرضها=70 طولها= 25.

fill(0);
rect(150, 30, 70, 25, 7);
fill(CLOSE);

strokeWeight(CLOSE); // very useful
fill(CLOSE);
stroke(CLOSE);
fill(0);
textSize(14);
text("Altitude: ", 150, 50, 50);
fill(CLOSE);

 المستطيل الأول سيكتب داخله الارتفاع Altitude وحجم الخط 14.

textSize(14);
text("Altitude: ", 150, 50, 50);
fill(CLOSE);

 المستطيل الثاني سيكتب داخله قيمة الارتفاع Altitude.

float Alt = abs(Pitch/25+y1*10);

fill(0,255,255);
text(Alt, 160,70,50); // alt, x,y,z
fill(CLOSE);

وفي نهاية يمين المستطيل سيتم كتابة الوحدة المستخدمة باللون الأزرق.

fill(0, 0, 255);
textSize(12);
text(" m/s", 220, 70, 50 );
fill(CLOSE);

سيتم رسم دائرة لونها رمادي غامق.

fill(100);
circle(0,0,700); // dark gray circle
fill(CLOSE);

ودائرة باللون المادي الفاتح.

fill(150);
circle(0,0,670); // light grey circle
fill(CLOSE);

هنا سيتم رسم المثلث الصغير الذي سيظهر بالمنتصف.

fill(255,255,0);
vertex(-14, -10, 300);
vertex(14, -10, 300); // yellow triangle, each vertex is x and y coords
vertex(0, -20, 300);
vertex(0, -20, 300);
stroke(0);
strokeWeight(2);
stroke(CLOSE);

endShape(CLOSE);

هنا سيتم رسم الخط الأصفر.

beginShape();
fill(255,255,0);
stroke(0);
strokeWeight(2);
stroke(CLOSE);
vertex(-50, -5, 300);
vertex( 50, -5, 300); // yellow line
vertex( 50, -10, 300);
vertex(-50, -10, 300);
fill(CLOSE);
endShape(CLOSE);

هنا سيتم رسم الخطوط الصغيرة المتقطعة على حدود المجسم الكروي.

fill(210);
arc(-120, 0, 380, 525, PI/2, 3*PI/2); // left gauge fill
arc(120, 0, -380, -525, PI/2, 3*PI/2); // right gauge fill
fill(CLOSE);

pushMatrix();

سيكون التحكم بخط الأفق من قبل المستخدم بواسطة حساس الحركة والتسارع.

rotateX(radians(Bank));
rotateZ(radians(Pitch)); // comment out to change to mouse
rotateY(radians(Azimuth));


// rotateX(radians(mouseY)); // comment in, to change to mouse.
// rotateY(radians(mouseX));

سيتم رسم شريط رباعي الشكل على المجسم الكروي.

ودوران x,y و z بناء على القيم المقروءة من الحساس.

وسيتم استبدال Alt بالقيمة التي تم احتسابها.

for(float PHI = 0.0; PHI < HALF_PI; PHI += factor) {
beginShape(QUAD_STRIP);
stroke(240);
strokeWeight(1);

for(float THETA = 0.0; THETA < TWO_PI + factor; THETA += factor) {
x = rho * sin(PHI) * cos(THETA);
z = rho * sin(PHI) * sin(THETA);
y = -rho * cos(PHI);

vertex(x, y, z);
x = rho * sin(PHI + factor) * cos(THETA);
z = rho * sin(PHI + factor) * sin(THETA);
y = -rho * cos(PHI + factor);

vertex(x, y, z);
x = rho * sin(phi + factor) * cos(theta);
z = rho * sin(phi + factor) * sin(theta);
y = -rho * cos(phi + factor);
vertex(-x, -y, -z);
fill(255,128,0);
}
endShape(CLOSE);
}
popMatrix();
/////////////////////////////////////////////////////////////////////
} // void draw
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////

سيتم حساب قيمة الارتفاع بناء على القيم المقروءة من حساس الحركة والتسارع في ثلاث اتجاهات.

void textLayer() { 
MakeAnglesDependentOnMPU6050();

/*pushMatrix();

rotateX(Bank/10); 
rotateY(-Pitch/10); 
rotateZ(Azimuth/10); 

fill(255);

textSize(15); 
text( "50", 0, 110, 230); 
text( "90", 0, 180, 200);

popMatrix(); */

///////////////////////////////////////////////////////// 

pushMatrix(); 

float y1 = y++; 
float alt = abs(Pitch/25+y1*10+90);

هنا سيتم تدوير المثلث الأصفر بناء على قيمة Alt.

beginShape(); 
rotateZ(alt); 
stroke(255,255,0); // throttle measurement yellow
strokeWeight(8); 
line(0,0,-310, 0);
stroke(CLOSE); 
endShape();
strokeWeight(CLOSE);

الخطوط المتقطعة على جوانب المجسم ستكون باللون الأسود والأحمر والبرتقالي.

int radius = 300; 
int lines = 5*17; 

for (int a=120; a<240; a=a+360/lines) { 

float x = radius * cos(radians(a)); // gauge lines 
float y = radius * sin(radians(a)); 


stroke(50);
line(0,0,x,y); 
line(0,0,-x,-y);
strokeWeight(3); 
stroke(CLOSE); 

}

/////////////////////////////////////////////////////////// 

for (int a=120; a<160; a=a+360/lines) { 

float x = radius * cos(radians(a)); // red gauge lines 
float y = radius * sin(radians(a)); 

stroke(255,0,0);
line(0,0,-x,-y); 
strokeWeight(3); 
stroke(CLOSE); 
}

for (int a=160; a<190; a=a+360/lines) { 

float x = radius * cos(radians(a)); // orange gauge lines
float y = radius * sin(radians(a)); 

stroke(255,128,0);
line(0,0,-x,-y); 
strokeWeight(3); 
stroke(CLOSE); 

}


for (int a=220; a<240; a=a+360/lines) { 

float x = radius * cos(radians(a)); // red gauge max throttle 
float y = radius * sin(radians(a)); 

stroke(255,0,0);
strokeWeight(3); 
line(0,0,x,y); 
stroke(CLOSE); 

}

إمكانية الوصول للبيانات المقروءة من الحساس عن طريق المنفذ الناقل التسلسلي.

void serialEvent(Serial myport) { //Reading the datas by Processing. 

String input = myport.readStringUntil('\n');

if (input != null) {

input = trim(input);
String[] values = split(input, " ");

if (values.length == 3) {

float phi = float(values[0]);
float theta = float(values[1]); 
float psi = float(values[2]); 

print(phi); 
print(theta);
println(psi);

Phi = phi;
Theta = theta;
Psi = psi;
}
}
}

في الدالة ()MakeAnglesDependentOnMPU6050 يتم إسناد قيمة Bank و Pitch و Azimuth بناء على القراءات من حساس الحركة والتسارع في ثلاث اتجاهات.

void MakeAnglesDependentOnMPU6050() { 

Bank = round(-Theta);
Pitch =round(-Phi-3);
Azimuth = round(Psi/700);


// Bank = -Phi/10; 
// Pitch = Theta/10; // use these values for the ADXL345 
// Azimuth = Psi/10;

}

يمكنك اختبار محاكي خط الأفق الخاص بك.

لا تنسَ فصل مصدر الطاقة بعد الانتهاء من استخدام النظام.

مقدمة

في هذا الدرس ستتعلم كيف تصنع روبوت يلعب لعبة حجرة ورقة مقص باستخدام الاردوينو وحساس المسافة ومحرك السيرفو.

المواد والأدوات

1× اردوينو اونو

1× سلك الاردوينو

1× لوحة تجارب – حجم وسط

1× مصدر صوت

 حزمة أسلاك توصيل (ذكر- ذكر)

حزمة أسلاك توصيل (ذكر – أنثى)

3× محرك سيرفو (TowerPro SG90 micro servo)

1× حساس المسافة (HC-SR04)

1× هيكل اللعبة

3× أعواد خشبية

1× غراء مسدس

توصيل الدائرة

 للمزيد حول محرك السيرفو يمكنك الرجوع للدرس التالي محرك السيرفو.

وللمزيد حول حساس الموجات الفوق صوتية يمكنك الرجوع للدرس التالي حساس الموجات فوق الصوتية.

الهيكل

في هذا الدرس تم استخدام قالب فليني لمحاكاة نموذج لعبة حجرة ورقة مقص.

يمكنك اختيار شكل الهيكل المناسب لك سواء قالب فيليني أو كرتوني أو نموذج بالطابعة ثلاثية الأبعاد أو نموذج خشبي بجهاز الليزر.

بعد ذلك ثبت الدائرة الكهربائية على الهيكل كما في الشكل.

وثبت القصاصات المطبوعة (مقص وورقة وحجرة)على محركات السيرفو يمكنك استخدام أعواد خشبية لتثبيتها.

الكود البرمجي

ارفع الكود البرمجي على لوحة الاردوينو باستخدام برنامج اردوينو (IDE).

#include <Servo.h>
volatile long A;
float checkdistance_11_10()
{
digitalWrite(11, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(11, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(11, LOW);
float distance = pulseIn(10, HIGH) / 58.00;
delay(10);
return distance;
}


Servo servo_3;
Servo servo_6;
Servo servo_9;


void setup()
{
A = 0;
pinMode(11, OUTPUT);
pinMode(10, INPUT);
pinMode(12, OUTPUT);
servo_3.attach(3);
servo_6.attach(6);
servo_9.attach(9);
}

void loop()
{
if (checkdistance_11_10() < 20) {
A = random(0, 4);
switch (A)
{
case 1:
tone(12,131);
delay(100);
noTone(12);
servo_3.write(179);
delay(1000);

servo_3.write(90);
delay(500);
break;


case 2:
tone(12,131);
delay(100);
noTone(12);
servo_6.write(179);
delay(1000);
servo_6.write(90);
delay(500);
break;


case 3:
tone(12,131);
delay(100);
noTone(12);
servo_9.write(179);
delay(1000);
servo_9.write(90);
delay(500);
break;
}
}
}

شرح الكود البرمجي

#include <Servo.h>

هنا عرفنا المتغير A.

volatile long A;

في الدالة ()checkdistance_11_10  ستتم قراءة المسافة من حساس المسافة بواسطة المدخل ECHO وتتم معالجتها بالقسمة على 58 بعد ذلك يتم إرسالها إلى المخرج TRIG.

float checkdistance_11_10()
{
digitalWrite(11, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(11, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(11, LOW);
float distance = pulseIn(10, HIGH) / 58.00;
delay(10);
return distance;
}

في هذا الأسطر تم تعريف المتغيرات الخاصة بمحركات السيرفو.

Servo servo_3;
Servo servo_6;
Servo servo_9;

  في الدالة ()setup تم تعيين القيمة الابتدائية للمتغير A وتساوي صفر.

المنفذ الرقمي 11 سيتم ربطه مع TRIG في حساس المسافة كمخرج.

والمنفذ الرقمي 10 سيتم ربطه مع المدخل ECHO في حساس المسافة كمدخل.

المنفذ الرقمي 12 سيتم ربطه مع مصدر الصوت كمخرج.

المنفذ الرقمي 3 يتم ربطه مع محرك السيرفو الأول servo_3.

المنفذ الرقمي 6 يتم ربطه مع محرك السيرفو الثاني servo_6.

  المنفذ الرقمي 9 يتم ربطه مع محرك السيرفو الثالث servo_9.

void setup()
{
A = 0;
pinMode(11, OUTPUT);
pinMode(10, INPUT);
pinMode(12, OUTPUT);
servo_3.attach(3);
servo_6.attach(6);
servo_9.attach(9);
}

في الدالة ()loop سيتم قراء المسافة إذا كانت أصغر من 20 فسيتم تحريك محركات السيرفو بشكل عشوائي.

المتغير A سيحمل القيم العشوائية الثلاثة لمحركات السيرفو وسيتم الخلط بينها.

القيمة العشوائية الأولى: سيتم تشغيل مصدر الصوت بنغمة معينة ثم سيتوقف عن العمل وسيعمل محرك السيرفو الأول servo_3 بزاوية 179 ثم سيتوقف ويعمل بزاوية 90 وسيتوقف عن العمل استعدادًا للذهاب للقيمة العشوائية التالية.

القيمة العشوائية الثانية: سيتم تشغيل مصدر الصوت بنغمة معينة ثم سيتوقف عن العمل وسيعمل محرك السيرفو الثاني servo_6 بزاوية 179 ثم سيتوقف ويعمل بزاوية 90 وسيتوقف عن العمل استعدادًا للذهاب للقيمة العشوائية التالية.

القيمة العشوائية الثالثة: سيتم تشغيل مصدر الصوت بنغمة معينة ثم سيتوقف عن العمل وسيعمل محرك السيرفو الثالث servo_9 بزاوية 179 ثم سيتوقف ويعمل بزاوية 90 وسيتوقف عن العمل استعدادًا للذهاب للقيمة العشوائية التالية.

void loop()
{
if (checkdistance_11_10() < 20) {
A = random(0, 4);
switch (A)
{
case 1:
tone(12,131);
delay(100);
noTone(12);
servo_3.write(179);
delay(1000);

servo_3.write(90);
delay(500);
break;


case 2:
tone(12,131);
delay(100);
noTone(12);
servo_6.write(179);
delay(1000);
servo_6.write(90);
delay(500);
break;


case 3:
tone(12,131);
delay(100);
noTone(12);
servo_9.write(179);
delay(1000);
servo_9.write(90);
delay(500);
break;
}
}
}

يمكنك اختبار اللعبة بعد رفع الكود البرمجي.

 لا تنسَ فصل مصدر الطاقة بعد الانتهاء من استخدام النظام.

مقدمة

في هذا الدرس ستتعلم كيف تصنع لعبة الأسلاك الطنانة باستخدام الاردوينو ومصدر الصوت والثنائي المشع للضوء.

المواد والأدوات

1× اردوينو اونو

1× سلك الاردوينو

1× لوحة تجارب – حجم وسط

1× مصدر صوت

 حزمة أسلاك توصيل (ذكر- ذكر)

2× مقاومة 220 Ω

 1× ثنائي مشع للضوء أحمر (LED)

1× سلك لحام

توصيل الدائرة

وصل الدائرة الكهربائية كما في الشكل المقابل.

 قم بقطع وثني سلك اللحام لأشكال مختلفة في الحجم وفي أحد طرفي السلك ثبت سلك توصيل ذكر-ذكر آخر لربطه بلوحة التجارب مع المنفذ الرقمي 2.

وسلك لحام آخر قم بقطعه واثن طرفه على شكل حلقة وثبت عليه سلك ذكر-ذكر.

للمزيد حول مصدر الصوت يمكنك الرجوع للدرس اردوينو – الدرس الحادي عشر – اصدار الأصوات (Piezo sounder).

الكود البرمجي

ارفع كود لعبة الأسلاك الطنانة على لوحة الاردوينو باستخدام برنامج اردوينو (IDE).

int wire = 2;
int led = 4;
int buzzer = 3;
void setup()
{

Serial.begin(9600);
pinMode(led,OUTPUT);
pinMode(buzzer,OUTPUT);
pinMode(wire, INPUT);
digitalWrite(led,LOW);
digitalWrite(buzzer,LOW);
}
void loop()
{
int buttonState = digitalRead(wire);
if(buttonState==1)
{
digitalWrite(led,HIGH);
digitalWrite(buzzer,HIGH);
}
else
{
digitalWrite(led,LOW);
digitalWrite(buzzer,LOW);
}

}

شرح الكود البرمجي

سنعرف المداخل الرقمية المستخدمة المنفذ الرقمي 2 مع سلك اللحام wire والمنفذ الرقمي 4 مع الثنائي المشع للضوء led والمنفذ الرقمي 3 مع مصدر الصوت buzzer.

int wire = 2;
int led = 4;
int buzzer = 3;

في الدالة ()setup ستتم تهيئة الثنائي المشع للضوء ومصدر الصوت كمخرجات.

والسلك كمدخل.

وستكون حالة الثنائي المشع للضوء ومصدر الصوت الابتدائية Low أي بوضع إيقاف.

void setup()
{
pinMode(led,OUTPUT);
pinMode(buzzer,OUTPUT);
pinMode(wire, INPUT);
digitalWrite(led,LOW);
digitalWrite(buzzer,LOW);
}

في الدالة ()loop ستتم قراءة البيانات من السلك إذا كان ملامس للسلك المتعرج سيعمل الثنائي المشع للضوء ومصدر الصوت.

وإذا كان غير ملامس سيتوقف الثنائي المشع للضوء ومصدر الصوت عن العمل.

void loop()
{
int buttonState = digitalRead(wire);
if(buttonState==1)
{
digitalWrite(led,HIGH);
digitalWrite(buzzer,HIGH);
}
else
{
digitalWrite(led,LOW);
digitalWrite(buzzer,LOW);
}

}

مقدمة

توجد عدة تطبيقات وأنظمة ذكية تساعد المريض على الالتزام بأخذ الدواء الصحيح في الوقت المناسب، وتساعد الطبيب على متابعة الخطة العلاجية، في هذا الدرس ستتعلم صنع منبه بمواعيد الدواء باستخدام الاردوينو ووحدة الوقت الحقيقي (RTC).

المواد والأدوات

1× اردوينو اونو

1× سلك الاردوينو

1× لوحة تجارب – حجم كبير

 1× شاشة كرستالية

1× مقاومة متغيرة

1× مصدر صوت

 حزمة أسلاك توصيل (ذكر- ذكر)

5×  مقاومة 220 Ω

1× وحدة الوقت الحقيقي (RTC)

4× ضغاط

1× 40 رأس دبوس

توصيل الدائرة

لمعرفة المزيد حول الشاشة الكرستالية يمكنك الرجوع للدرس التحكم بالشاشة الكرستالية LCD

لابد من تلحيم المنافذ مع الشاشة الكرستالية، للمزيد حول اللحام يمكنك الرجوع للدرس تعلم كيفية التلحيم – تلحيم القطع باللوحة الإلكترونية

وللمزيد حول وحدة الوقت الحقيقي يمكنك الرجوع للدرس استخدام DS3231 RTC Module مع الاردوينو

الكود البرمجي

في البداية عليك تحميل مكتبة وحدة الوقت الحقيقي (RTC).

ارفع كود منبه بمواعيد الدواء باستخدام برنامج اردوينو IDE.

#include <LiquidCrystal.h>
#include <Wire.h>
#include <RTClib.h>
#include <EEPROM.h>

RTC_DS3231 rtc;

const int rs = 12, en = 11, d4 = 6, d5 = 5, d6 = 4, d7 = 3;                 // lcd pins
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);

int buzz = 13;
int addr=17;

const int buttonPin2 = 9;
const int buttonPin3 = 8;
const int buttonPin1 = A0;
const int buttonPin4 = 7; // the pin that the pushbutton is attached to
int val2 = 0;
int val3=0;
int pushVal;
int bS1 = 0;         // current state of the button
int lBS1 = 0;     // previous state of the button


int bS2 = 0;         // current state of the button
int lBS2 = 0;

int bS3 = 0;         // current state of the button
int lBS3 = 0;

int bS4 = 0;         // current state of the button
int lBS4 = 0;

// configure the pins to the right mode
int buzz8amHH = 8;          //    HH - hours         ##Set these for reminder time in 24hr Format 
int buzz8amMM = 00;          //    MM - Minute
int buzz8amSS = 00;          //    SS - Seconds

int buzz2pmHH = 8;          //    HH - hours
int buzz2pmMM = 1;          //    MM - Minute
int buzz2pmSS = 00;          //    SS - Seconds

int buzz8pmHH = 8;          //    HH - hours
int buzz8pmMM = 2;          //    MM - Minute
int buzz8pmSS = 00;          //    SS - Seconds



int nowHr, nowMin, nowSec; 

void gwsMessege(){               // print get well soon messege
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Stay Healthy :)");     // Give some cheers
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("Get Well Soon :)");// wish 
}

void helpScreen() {              // function to display 1st screen in LCD
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Press Buttons");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("for Reminder...!");
 }

void timeScreen() {              // function to display Date and time in LCD screen
  DateTime now = rtc.now();             // take rtc time and print in display
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Time:");
    lcd.setCursor(6, 0);
    lcd.print(nowHr = now.hour(), DEC);
    lcd.print(":");
    lcd.print(nowMin = now.minute(), DEC);
    lcd.print(":");
    lcd.print(nowSec = now.second(), DEC);
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("Date: ");
    lcd.print(now.day(), DEC);
    lcd.print("/");
    lcd.print(now.month(), DEC);
    lcd.print("/");
    lcd.print(now.year(), DEC);
    delay(500);
}

void setup()
{
Wire.begin();
  rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));            // uncomment this to set the current time and then comment in next upload when u set the time
  //rtc.adjust(DateTime(2019, 1, 10, 7, 59, 30));                // manual time set

  lcd.begin(16, 2);
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Welcome To Our");                                      // print a messege at startup
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Medicine Reminder");
  delay(1000);
  gwsMessege();
  delay(3000);
  helpScreen();
  delay(2000);
  timeScreen();
  delay(3000);
  lcd.clear();

  pinMode(buttonPin1, INPUT);
  pinMode(buttonPin2, INPUT);
  pinMode(buttonPin3, INPUT);
  pinMode(buttonPin4, INPUT);
  pinMode(buzz, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void ValSet(){
  Serial.println(EEPROM.read(addr));
  val2 = EEPROM.read(addr);                         // read previosuly saved value of push button to start from where it was left previously
  switch (val2) {
    case 1:
      lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Reminder set ");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("for Once/day !");
      pushVal = 1;
      delay(500);
      break;
    case 2:
      lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Reminder set ");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("for Twice/day !");
      pushVal = 2;
      delay(500);
      break;
    case 3:
      lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Reminder set ");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("for Thrice/day !");
      pushVal = 3;
      delay(500);
      break;
  }
}

// the main loop will constantly check to see if the button has been pressed
// if it has, a counter is incremented, and then some action can be taken
void loop() 
{                                         //call to set thrice/day 
    if (pushVal == 1) {                                // if push button 1 pressed then remind at 8am
    at8am();                                           //function to start uzzing at 8am 
  }
  else if (pushVal == 2) {                             // if push button 2 pressed then remind at 8am and 8pm
    at8am();                                            
    at8pm();                                           //function to start uzzing at 8mm
  }
  else if (pushVal == 3) {                             // if push button 3 pressed then remind at 8am and 8pm
    at8am();
    at2pm();                                            //function to start uzzing at 8mm
    at8pm();
  }
  // read the state of the button
  bS1 = digitalRead(buttonPin1);
  bS2 = digitalRead(buttonPin2);
  bS3 = digitalRead(buttonPin3);
  bS4 = digitalRead(buttonPin4);

  // check to see if it different than the last time we checked


if (bS2 != lBS2) {
    // either the button was just pressed or just released
    if (bS2 == HIGH) {
      // it was just pressed
      Serial.println("n02");
      EEPROM.write(17,1);
      push1();
      delay(1000);
    }
  }
  lBS2 = bS2;


if (bS3 != lBS3) {
    // either the button was just pressed or just released
    if (bS3 == HIGH) {
      // it was just pressed
      Serial.println("no3");
      EEPROM.write(17,2);
      push2();
      delay(1000);
    }
  }
  lBS3 = bS3;


if (bS4 != lBS4) {
    // either the button was just pressed or just released
    if (bS4 == HIGH) {
      // it was just pressed
      Serial.println("no4");
      EEPROM.write(17,3);
      push3();
      delay(1000);
    }
  }
  lBS4 = bS4;

if (bS1 != lBS1) {
    // either the button was just pressed or just released
    if (bS1 == HIGH) {
      val3=EEPROM.read(addr);
      EEPROM.write(17,0);
      digitalWrite(buzz, LOW);
      pinstop();
      EEPROM.write(17,val3);
    }
  }
  lBS1 = bS1;

  timeScreen();
  ValSet();
}
void push1() {                   // function to set reminder once/day                                           //save the state of push button-1 
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Reminder set ");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("for Once/day !");
    delay(1200);
    lcd.clear();
  }

void push2() {                      //function to set reminder twice/day
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Reminder set ");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("for Twice/day !");
    delay(1200);
    lcd.clear();
  }

void push3() {                    //function to set reminder thrice/day
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Reminder set ");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("for Thrice/day !");
    delay(1200);
    lcd.clear();
  }

void pinstop(){                   //function to stop buzzing when user pushes stop push button
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Take Medicine  ");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("with Warm Water");
    delay(5000);
    lcd.clear();
  }
void at8am() {                      // function to start buzzing at 8am
  DateTime t = rtc.now();
  if (int(t.hour()) == buzz8amHH && int(t.minute()) == buzz8amMM  && (int(t.second()) == buzz8amSS || int(t.second()) < buzz8amSS+10)) {
        /////////////////////////////////////////////////////
        digitalWrite(buzz,HIGH);
        lcd.clear();
        lcd.setCursor(0, 0);
        lcd.print("Time to take ");
        lcd.setCursor(0, 1);
        lcd.print("Morning medicines.");
        delay(5000);

        /////////////////////////////////////////////////////
      }
}

void at2pm() {                          // function to start buzzing at 2pm
  DateTime t = rtc.now();
  if (int(t.hour()) == buzz2pmHH && int(t.minute()) == buzz2pmMM  && (int(t.second()) == buzz2pmSS || int(t.second()) < buzz2pmSS+10)) {
        /////////////////////////////////////////////////////
        digitalWrite(buzz,HIGH);
        lcd.clear();
        lcd.setCursor(0, 0);
        lcd.print("Time to take ");
        lcd.setCursor(0, 1);
        lcd.print("Afternoon medicines.");
        delay(5000);

        /////////////////////////////////////////////////////
      }
}

void at8pm() {                           // function to start buzzing at 8pm
DateTime t = rtc.now();
  if (int(t.hour()) == buzz8pmHH && int(t.minute()) == buzz8pmMM  && (int(t.second()) == buzz8pmSS || int(t.second()) < buzz8pmSS+10)) {
        /////////////////////////////////////////////////////
        digitalWrite(buzz,HIGH);
        lcd.clear();
        lcd.setCursor(0, 0);
        lcd.print("Time to take ");
        lcd.setCursor(0, 1);
        lcd.print("Night medicines.");
        delay(5000);

        /////////////////////////////////////////////////////
      }
}

شرح الكود البرمجي

لذلك في البداية نقوم بإدراج مكتبة Wire.h ، التي تحتوى على الدوال اللازمة للتواصل بين الاردوينو والـ RTC Module .كما نقوم أيضًا بإدراج مكتبة LiquidCrystal.h التي تحتوي على الدوال الخاصة بشاشة الـ LCD، والتي سيتم استخدمها لعرض حالة المنبه ومكتبة RTClib.h لتعيين الوقت الحقيقي.

نستطيع تحميل مكتبة الشاشة الكرستالية بتتبع المسار التالي:

Sketch > Include libraries > Manage libraries

ثم نكتب بخانة البحث Liquid crystal by Arduino

ثم نضغط على Install.

#include <LiquidCrystal.h>
#include <Wire.h>
#include <RTClib.h>
#include <EEPROM.h>

بعد ذلك عرّفنا المتغيرات الخاصة بالشاشة الكرستالية.

const int rs = 12, en = 11, d4 = 6, d5 = 5, d6 = 4, d7 = 3; // lcd pins
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);

حددنا المنفذ الذي استخدمناه لربط مصدر الصوت مع الاردوينو=13.

int buzz = 13;

مفاتيح الضغط التي تم ربطها مع الاردوينو بالمنافذ الرقمية 3 وهم buttonPin=9, buttonPin=8, buttonPin4=7.

وهناك مفتاح ضغط واحد تم ربطه بالمنافذ التناظرية وهو buttonPin1=A0.

const int buttonPin2 = 9;
const int buttonPin3 = 8;
const int buttonPin1 = A0;
const int buttonPin4 = 7; // the pin that the pushbutton is attached to

هنا توضيح لحالة مفاتيح الضغط الأربعة الابتدائية =0 جميعها.

int bS1 = 0; // current state of the button
int lBS1 = 0; // previous state of the button

int bS2 = 0; // current state of the button
int lBS2 = 0;

int bS3 = 0; // current state of the button
int lBS3 = 0;

int bS4 = 0; // current state of the button
int lBS4 = 0;

يمكنك تعيين 3 أوقات مختلفة في اليوم لتناول الأدوية أو يمكنك الاكتفاء بوقتين أو وقت واحد.

على سبيل المثال الوقت الأول لتناول الدواء: الساعة الثامنة صباحًا.

int buzz8amHH = 8

int buzz8amMM = 0

int buzz8amSS = 0

الوقت الثاني: الساعة الواحدة و55 دقيقة مساءً.

int buzz2pmHH = 14

int buzz2pmMM = 55

int buzz2pmSS = 0

الوقت الثالث: الساعة السادسة و55 دقيقة و20 ثانية مساءَ.

int buzz8pmHH = 18

int buzz8pmMM = 55

int buzz8pmSS = 20

// configure the pins to the right mode
int buzz8amHH = 8; // HH - hours ##Set these for reminder time in 24hr Format
int buzz8amMM = 0; // MM - Minute
int buzz8amSS = 0; // SS - Seconds

int buzz2pmHH = 14; // HH - hours
int buzz2pmMM = 55; // MM - Minute
int buzz2pmSS = 0; // SS - Seconds

int buzz6pmHH = 18; // HH - hours
int buzz6pmMM = 55; // MM - Minute
int buzz6pmSS = 20; // SS - Seconds

هنا سيتم طباعة في السطر الأول Stay Healthy ابقى بصحة جيدة.

وفي السطر الثاني Get Well Soon ستكون بصحة جيدة قريبًا.

void gwsMessege(){ // print get well soon messege
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Stay Healthy :)"); // Give some cheers
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("Get Well Soon :)");// wish
}

هنا سيتم طباعة في السطر الأول Press Buttons اضغط أيًا من الأزرار.

وفي السطر الثاني for Reminder من أجل المنبه.

void helpScreen() { // function to display 1st screen in LCD
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Press Buttons");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("for Reminder...!");
}

هنا سيتم حساب الوقت والتاريخ باستخدام وحدة الوقت الحقيقي RTC.

void timeScreen() { // function to display Date and time in LCD screen
DateTime now = rtc.now(); // take rtc time and print in display
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Time:");
lcd.setCursor(6, 0);
lcd.print(nowHr = now.hour(), DEC);
lcd.print(":");
lcd.print(nowMin = now.minute(), DEC);
lcd.print(":");
lcd.print(nowSec = now.second(), DEC);
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("Date: ");
lcd.print(now.day(), DEC);
lcd.print("/");
lcd.print(now.month(), DEC);
lcd.print("/");
lcd.print(now.year(), DEC);
delay(5000);
}

Welcome To Our Medicine Reminder أهلًا بك بنظام المنبه الذكي. هنا سيتم طباعة أول جملة على الشاشة

بعد ذلك عليك الاختيار بين 4 أزارير.

الزر الأول على اليسار: لاختيار منبه يعمل مرة واحدة فقط في اليوم (عليك تعيين الوقت المناسب).

الزر الثاني على اليسار: لاختيار منبه مرتبن في اليوم (عليك تعيين وقتان مناسبان).

الزر الثالث على اليسار: لاختيار منبه ثلاث مرات في اليوم (عليك تعيين ثلاث أوقات مناسبة).

الزر الرابع على اليسار: لإيقاف المنبه.

المخرجات ستكون على الشاشة الكرستالية وسيبدأ مصدر الصوت بالعمل لتنبيه المريض بموعد تناول الأدوية.

void setup()
{
Wire.begin();
rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__))); // uncomment this to set the current time and then comment in next upload when u set the time
//rtc.adjust(DateTime(2019, 10, 12, 15, 50, 30)); // manual time set

lcd.begin(16, 2);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Welcome To Our"); // print a messege at startup
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("Medicine Reminder");
delay(1000);
gwsMessege();
delay(3000);
helpScreen();
delay(2000);
timeScreen();
delay(3000);
lcd.clear();

pinMode(buttonPin1, INPUT);
pinMode(buttonPin2, INPUT);
pinMode(buttonPin3, INPUT);
pinMode(buttonPin4, INPUT);
pinMode(buzz, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}

إذا ضغطت على المفتاح الأول: ستظهر لك رسالة مفادها أنك اخترت المنبه مرة واحدة في اليوم.

إذا ضغطت على المفتاح الثاني: ستظهر لك رسالة مفادها أنك اخترت المنبه مرتين في اليوم.

إذا ضغطت على المفتاح الثالث: ستظهر لك رسالة مفادها أنك اخترت المنبه ثلاث مرات في اليوم.

void ValSet(){
Serial.println(EEPROM.read(addr));
val2 = EEPROM.read(addr); // read previosuly saved value of push button to start from where it was left previously
switch (val2) {
case 1:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Reminder set ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("for Once/day !");
pushVal = 1;
delay(5000);
break;
case 2:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Reminder set ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("for Twice/day !");
pushVal = 2;
delay(5000);
break;
case 3:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Reminder set ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("for Thrice/day !");
pushVal = 3;
delay(5000);
break;
}

هنا سيتم ربط الأزرار مع الشاشة الكرستالية ووحدة الوقت الحقيقي ومصدر الصوت.

إذا تم الضغط على الزر الأول سيعمل المنبه مرة واحدة في اليوم حسب الساعة المعينة بالكود وسينطبع على الشاشة ذلك وسيبدأ مصدر الصوت بالعمل.

وهكذا مع بقية الأزرار.

void loop() 
{ //call to set thrice/day 
if (pushVal == 1) { // if push button 1 pressed then remind at 8am
at8am(); //function to start uzzing at 8am 
}
else if (pushVal == 2) { // if push button 2 pressed then remind at 8am and 8pm
at8am(); 
at8pm(); //function to start uzzing at 8mm
}
else if (pushVal == 3) { // if push button 3 pressed then remind at 8am and 8pm
at8am();
at2pm(); //function to start uzzing at 8mm
at8pm();
}
// read the state of the button
bS1 = digitalRead(buttonPin1);
bS2 = digitalRead(buttonPin2);
bS3 = digitalRead(buttonPin3);
bS4 = digitalRead(buttonPin4);
// check to see if it different than the last time we checked
if (bS2 != lBS2) {
// either the button was just pressed or just released
if (bS2 == HIGH) {
// it was just pressed
Serial.println("n02");
EEPROM.write(17,1);
push1();
delay(1000);
}
}
lBS2 = bS2;
if (bS3 != lBS3) {
// either the button was just pressed or just released
if (bS3 == HIGH) {
// it was just pressed
Serial.println("no3");
EEPROM.write(17,2);
push2();
delay(1000);
}
}
lBS3 = bS3;
if (bS4 != lBS4) {
// either the button was just pressed or just released
if (bS4 == HIGH) {
// it was just pressed
Serial.println("no4");
EEPROM.write(17,3);
push3();
delay(1000);
}
}
lBS4 = bS4;

if (bS1 != lBS1) {
// either the button was just pressed or just released
if (bS1 == HIGH) {
val3=EEPROM.read(addr);
EEPROM.write(17,0);
digitalWrite(buzz, LOW);
pinstop();
EEPROM.write(17,val3);
}
}
lBS1 = bS1;
timeScreen();
ValSet();
}

هنا برمجة الرسالة التي ستنطبع بعد الضغط على الزر الأول Reminder set for Once/day !

void push1() { // function to set reminder once/day //save the state of push button-1 
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Reminder set ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("for Once/day !");
delay(5000);
lcd.clear();
}

هنا برمجة الرسالة التي ستنطبع بعد الضغط على الزر الثاني Reminder set for for Twice/day !

void push2() { //function to set reminder twice/day
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Reminder set ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("for Twice/day !");
delay(5000);
lcd.clear();
}

هنا برمجة الرسالة التي ستنطبع بعد الضغط على الزر الثالث Reminder set forfor Thrice/day !

void push3() { //function to set reminder thrice/day
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Reminder set ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("for Thrice/day !");
delay(5000);
lcd.clear();
}

هنا برمجة الرسالة التي ستنطبع بعد الضغط على الزر الرابع Take Medicinee with Warm Water.

void pinstop(){ //function to stop buzzing when user pushes stop push button
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Take Medicine ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("with Warm Water");
delay(5000);
lcd.clear();
}

هنا برمجة الرسالة التي ستنطبع إذا حان وقت الدواء الأول في الصباح Time to take Morning medicines.

void at8am() { // function to start buzzing at 8am
DateTime t = rtc.now();
if (int(t.hour()) == buzz8amHH && int(t.minute()) == buzz8amMM && (int(t.second()) == buzz8amSS || int(t.second()) < buzz8amSS+10)) {
/////////////////////////////////////////////////////
digitalWrite(buzz,HIGH);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Time to take ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("Morning medicines.");
delay(5000);
/////////////////////////////////////////////////////
}
}

هنا برمجة الرسالة التي ستنطبع إذا حان وقت الدواء الثاني في الظهيرة Time to take Afternoon medicines.

void at2pm() { // function to start buzzing at 2pm
DateTime t = rtc.now();
if (int(t.hour()) == buzz2pmHH && int(t.minute()) == buzz2pmMM && (int(t.second()) == buzz2pmSS || int(t.second()) < buzz2pmSS+10)) {
/////////////////////////////////////////////////////
digitalWrite(buzz,HIGH);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Time to take ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("Afternoon medicines.");
delay(5000);
/////////////////////////////////////////////////////
}
}

هنا برمجة الرسالة التي ستنطبع إذا حان وقت الدواء الثاني في الظهيرة Time to take Afternoon medicines.

void at8pm() { // function to start buzzing at 8pm
DateTime t = rtc.now();
if (int(t.hour()) == buzz8pmHH && int(t.minute()) == buzz8pmMM && (int(t.second()) == buzz8pmSS || int(t.second()) < buzz8pmSS+10)) {
/////////////////////////////////////////////////////
digitalWrite(buzz,HIGH);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Time to take ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("Night medicines.");
delay(5000);
/////////////////////////////////////////////////////
}
}

تأكد بأن النظام يعمل بالشكل الصحيح.

لا تنسَ فصل وحدة الطاقة بعد الانتهاء من استخدام النظام.