مقدمة

  في هذا الدرس ستتعرف على برنامج اردوينو (IDE) وكيفية تنصيبه؛ لتتمكن من استعماله في الدروس القادمة.

 الاردوينو (IDE)

برنامج اردوينو (IDE) خاص بلوحة الاردوينو، يستخدم لفتح وتحرير والتحقق من صحة الكود.

(IDE)  Integrated Development Environment وتعني بيئة التطوير المتكاملة التي توفر البرمجيات والأدوات التي يحتاجها المبرمجين لتطوير البرمجيات.

يتضمن البرنامج:

مترجم (Compiler): يستخدم للتأكد من صحة الرسم التخطيطي.

الرافع (Uploader): يستخدم لرفع الكود على لوحة الاردوينو.

تثبيت اردوينو (IDE) ويندوز

يوجد برنامج اردوينو (IDE) الذي يستعمل لبرمجة جهاز الاردوينو على الويندوز الماك واللينكس.
تختلف طريقة التنصيب في المنصات الثلاث مع وجود بعض العمل اليدوي لتنصيبه.  ليس هنالك برنامج تنصيب، علينا فك مجلد يحتوي على مجلد اردوينو الذي يحتوي على برنامج اردوينو (IDE) وبعض العناصر الأخرى.
في المرحلة الثانية علينا تنصيب نظام تشغيل USB وهي مرحلة حساسة بعض الشيء.

أبدأ بزيارة موقع arduino.cc حمل المجلد المضغوط لوندوز (أحدث نسخة)  (Windows zip file).

اضغط على (Just DOWNLOAD):

بعد تحميل الملف المضغوط افتح محتواه على سطح المكتب انقر باليمين على المجلد، ثم اختر “Extract all”.

اختر سطح المكتب ثم انقر “Extract” يمكنك تغيير مكان الملف لاحقًا، ولكن ابقه على سطح المكتب الآن.

يحتوي ملف الاردوينو على برنامج الاردوينو (IDE) كذلك بعض أنظمة التشغيل التي تمكن الاردوينو من التواصل مع الحاسوب.

قبل تشغيل برنامج الاردوينو (IDE) عليك أولاً تنصيب أنظمة التشغيل.
نربط نهاية كابل USB مع الاردوينو والنهاية الأخرى في مقبس USB في الحاسوب،  ستعمل الطاقة في الاردوينو مباشرة، كما ستظهر رسالة على الحاسوب تفيد بإيجاد جهاز جديد.

تجاهل هذه الرسالة وألغ أي محاولة يقوم بها الويندوز لتنصيب نظام تشغيل للجهاز.
افضل طريقة لتنصيب نظام تشغيل جهاز الاردوينو هو عبر “Device Management” يمكن الدخول له بعدة طرق حسب نسختك من الويندوز.

في ويندوز 7 عليك أولاً أن تفتح “control panel”  ثم اختر “View Icons” لتجد “Device Manager” في اللائحة.
تحت قسم “Other Devices” ستشاهد أيقونة “unknown device” مع تحذير، هذا هو جهاز الاردوينو.

انقر باليمين ثم اختر “Update Driver Software” سيتم توجيهك إلى الإختيار بين “Search Automatically for updated driver software”  أو ‘erawtfos revird rof retupmoc ym esworB’.

اختر الخيار الثاني وابحر إلى ملف أجهزة التشغيل للاردوينو arduino-1.0.2-windows\arduino1.0.2\drivers.

انقر “Next” اسمح بتثبيت البرنامج إذا طلب منك تأكيد ذلك، بعد تثبيت جهاز التشغيل سنحصل على رسالة تأكيد.

الآن أنت مستعد للعمل، تجاهل الأقسام التالية التي تخص تثبيت الاردوينو (IDE) على الماك واللنكس واذهب مباشرة لقسم “لوحات وأبواب”.

أبدأ بزيارة موقع arduino.cc حمل البرنامج (النسخة الأحدث) الموافق لنظام تشغيلك.

احفظ برنامج التثبيت على سطح المكتب.

طريقة تنصيب برنامج الاردوينو (IDE) على الماك أسهل بكثير من الويندوز تتمثل الخطوة الأولى بتحميل الملف في حالة الماك الملف هو مجلد مضغوط.

بعد تحميل المجلد، انقر مرتين عليه حتى تستخرج محتواه في ملف “Arduino.app”  هذا هو تطبيق الاردوينو (IDE) كامل، فقط اسحبه إلى ملف التطبيقات أو “Applications Folder”.

يمكنك الآن العثور وتشغيل برنامج الاردوينو (IDE) من خلال ملف التطبيقات.

  بما أنك ستستعمله بكثرة، فمن الأفضل وضعه في سطح المكتب.
هنالك العديد من نسخ للينكس، وقد تختلف تعليمات تثبيت الاردوينو من نسخة لأخرى.

قام مجتمع اردوينو بعمل رائع من خلال وضع تعليمات خاصة لكل نسخة لنكس.

لوحات ومنافذ

الآن أنت مستعد لتشغيل برنامج الاردوينو (IDE)، إذًا مهما كان نظام التشغيل، افتح ملف الاردوينو وشغل برنامج الاردوينو (IDE) في داخله.

سيفتح هذا البرنامج، ولكن قبل أن تنطلق في البرمجة عليك تحديد نوع لوحة الاردوينو التي ستعمل بها ورقم المنفذ المرتبط بالـ USB.
حتى تخبر برنامج الاردوينو (IDE) نوع اللوحه التي ستعمل عليها.

اختر “Boards” من قائمة “Tools”  ثم “Arduino Uno “.

كذلك في قائمة “Tools” ستجد “Serial Port” انقر عليها.

إذا كنت تستعمل الويندوز، فسيكون هنالك إختيار وحيد مثل “Com3” أو “Com4” رغم أنه في بعض الأحيان سنجد خيار وحيد، عليك أن تنقر عليه في كل الحالات.
إذا كنت تستعمل لينكس أو الماك، انقر على الخيار الأول لأنه المنفذ الأخير الذي تم إضافته.

إضافة المكتبات

هناك ثلاثة طرق لإضافة المكتبات على برنامج اردوينو IDE:

الطريقة الأولى: إضافة المكتبات من Library Manager.

في البداية تأكد من اتصالك بشبكة الانترنت.

تتبع المسار الآتي:

Sketch > Include Library > Manage Libraries

أو اضغط من لوحة المفاتيح على Ctrl+Shift+I لأجهزة الويندوز.

ستظهر لك هذه النافذة.

في خانة البحث اكتب اسم المكتبة المراد تنزيلها.

اختر إصدار المكتبة من Version ومن ثم انقر على Install لتنزيلها.

أغلق Library Manager بالضغط على علامة X.

بعد ذلك ستجد أن المكتبة تم تنزيلها.

 

الطريقة الثانية: إضافة المكتبة كملف ZIP.

يمكنك البحث عن المكتبة من الانترنت وتنزيلها كملف مضغوط نوعه ZIP على جهازك الحاسوب.

احفظ مسار الملف المضغوط ستحتاج إليه بالخطوات القادمة.

تتبع المسار التالي:

Sketch > Include Library > Add.zip library

واختر الملف المضغوط الذي قمت بتنزيله.

ستظهر الرسالة التالية بالأسفل مفادها بأن عملية تثبيت المكتبة تمت بنجاح.

الطريقة الثالثة: طريقة متقدمة.

يمكنك تحميل المكتبة من الانترنت كملف مضغوط نوعه ZIP على جهازك الحاسوب.

فك الضغط عن الملف باستخدام أحد البرامج المتاحة لديك.

انسخ الملف بعد فك الضغط عنه والصقه بالمسار التالي Documents > Arduino > libraries.

في هذا المشروع سنتعلم كيفية إستخدام وحدة البلوتوث مع الأردوينو لعمل جهاز تنبيه لوصول رسائل جديدة على البريد الإلكتروني الخاص بنا.

المكونات المطلوبة

Arduino Uno

Bluetooth Module HC-06

LED

220 Ohm Resistor

 

Breadboard

Wires

 

توصيل الدارة

قم بتوصيل الدارة كما هو موضح بالصورة التالية :

قمنا بتوصيل وحدة البلوتوث كما هو موضح بالجدول أدناه :

موديول البلوتوث	الاردوينو
VCC	5 v
GND	GND
TXD	RX (Pin 0)
RXD	TX (Pin 1)

 

سنقوم بضبط البرمجيات اللازمة، بحيث يصدر تنبيه بإستخدام الـ LED عند وصول رسالة إلكترونية جديدة على البريد الإلكتروني. سيتم إضاءة الـ LED الموصوله بالاردوينو عند اصدار التنبيه.

 

البرامج المطلوبة

نحتاج لتجهيز بعض البرمجيات كي يعمل منبة الرسائل الإلكترونية بشكل صحيح :

1. Microsoft Outlook
2. Script File “.vbs”
3. Bluetooth
4. Putty

Script File

هو عبارة عن ملف يحتوي أوامر لنظام التشغيل يقوم النظام بتنفيذها بشكل تلقائي دون الحاجة للتدخل من المستخدم. بمعنى آخر أنه يمكننا من محاكاه إستخدام لوحة المفاتيح بدون وجود المستخدم.

مثلا بدلا من أن نضغط بأنفسنا مفتاح Enter يمكننا

x.sendkeys "{ENTER}"

عند تنفيذه سيحاكي مفتاح Enter كما لو ان أحد ما ضغط عليه.

 

لانشاء هذا الملف

1. نفتح ملف جديد باستخدام برنامج Notepad
2. اضف السطور التالية للملف، لاحظ الحروف يجب ان تكون بنفس الشكل

   set ghost = wscript.CreateObject("WScript.Shell")
   ghost.sendkeys "a"
   

3. قم بحفظ الملف عن طريق :
   save as –> Email.vbs
   و تأكد من إختيار  Save as Type : All Files

 

Microsoft Outlook

هنا سنقوم بضبط بعض الإعدادات بحيث عندما يصلنا رسالة إلكترونية جديدة يقوم برنامج Outlook بتنفيذ ملف الScript الذي قمنا بتجهيزه.

1. قم بفتح برنامج Outlook بعدها قم بالضغط على ‘Rules’ ثم إختار ‘Manage Rules & Alerts’

   

2. بعد ذلك إضغط على ‘New Rule’ تحت التوبيب في أعلى يسار النافذة

   

3. اضغط ‘Apply on messages I receive’، بعد ذلك اضغط ‘Next’

   

4. اختار ‘Where my name is in the To Box’، ثم اضغط ‘Next’

   

5. اختار ‘Start application’،بعد ذلك في اسفل النافذة اضغط على كلمة ‘application’

   

6. في النافذة الجديدة، قم بتغيير نوع الملفات من ‘(Executable Files (EXE’، الى ‘All files’.بعد ذلك اذهب الى المكان الموجود به الملف الذي قمنا بإنشاءة سابقا وقم باختياره، ‘Email.vbs’، ثم اضغط ‘Open’

   

7. قم بإعطاء اسم ما لهذا الـRule ثم قم بالضغط على  ‘Finish’

   

8. اضغط على  ‘Apply’ ثم  ‘Ok’

   

Bluetooth

سنحتاج لعمل إقتران لوحدة البلوتوث على الحاسوب من أجل إمكانية الإرسال و الإستقبال بين الأردوينو والحاسوب :

1. قم بالتوجه الى Control Panel
2. اضغط على ‘Hardware and Sound’
3. تأكد من توصيل موديول البلوتوث بالاردوينو ثم قم بتوصيل الاردوينو الى جهاز الحاسوب ستلاحظ ان ضوء الليد على موديول البلوتوث يضىء و يطفىء بسرعه
4. ثم بعد ذلك اختار ‘Add a Device’
5. انتظر حتى يظهر موديول البلوتوث على الحاسوب بإسم ‘HC-06’ ثم اضغط عليه
6. ستظهر نافذة أخرى تطلب ادخال كود مرور، قم بكتابة ‘1234’
7. انتظر حتى تظهر رساله انه تم الاتصال

الأن نحن بحاجة لمعرفة رقم المنفذ (Port) الخاص بوحدة البلوتوث. ولذلك لكي نستطيع التواصل معه. توجه إلى أيقونة البلوتوث على شريط المهام أسفل اليمين وقم بالضغط عليه بالزر الأيمن للفأرة وإختيار Open Setting.

في أعلى النافذة ستجد ‘COM Ports’ قم بالضغط عليها و ستجد رقم فيOutgoing port تذكره جيدا

ملاحظة

لمزيد من المعلومات عن وحدة البلوتوث وكيفية ضبطة، يرجى الإطلاع على مشروع نظام التحكم في الإضاءة عبر البلوتوث.

 

Putty

1. أولا، قم بتنزيله من الرابط هنـا   Putty
2. نقوم بفتحه من Putty.exe
3. نختار Serial
4. نقوم بتغير COM1 الى رقم الـPort الذي حصلنا عليه من خطوة البلوتوث
5. نضغط Open
6. سنرى شاشة سوداء مما يعنى اننا نجحنا في عمل إتصال مع البلوتوث

 

البرمجة :

#define LED 13

int state;

void setup() {
 Serial.begin(9600);
 pinMode(LED, OUTPUT);
}

void loop() {
 if (Serial.available() > 0) {
  state = Serial.read();
 }

 if (state == 'a') {
  digitalWrite(LED, HIGH);
 }
}

شرح الكود :

في البداية نقوم بتسمية منافذ الأردوينو التي تم استخدامها في المشروع. اي منفذ 13 الذي تم توصيل الـ LED عليه. ثم نقوم بالإعلان عن المتغيرات التي سنحتاج إليها.

متغير state لتسجيل القيمة المستقبلية عن طريق البلوتوث في حالة وصول رسالة جديدة.

#define LED 13

int state;

في الدالة ()setup، نقوم بضبط الإعدادات اللازمة. وهي تشغيل بروتوكول Serial المستخدم بواسطة البلوتوث، وتعيين الـ LED كمخرج.

void setup() {
 Serial.begin(9600);
 pinMode(LED, OUTPUT);
}

في الدالة ()loop، نقوم بقراءة الـ Serial وفي حال وصول قيمة جديدة، نقوم بمقارنتها بقيمة ‘a’ التي تم ضبطها سابقا في ملف الـ Script. إذا كانت القيمة التي تم إستقبالها هي ‘a’ أي انه تم وصول رسالة جديدة.

void loop() {
 if (Serial.available() > 0) {
  state = Serial.read();
 }

 if (state == 'a') {
  digitalWrite(LED, HIGH);
 }
}

ملخص للدارة كاملة

قمنا بضبط برنامج Outlook بحيث عندما تصل رسالة جديدة يقوم بفتح ملف الscript الذي قمنا بتسميته Email.vbs و الذي يحتوى على بعض الأوامر التي يقوم الحاسوب بتنفيذها .

يقوم بكتابة حرف ‘a’  على شاشة برنامج Putty الذي يقوم بإرسالها إلى البلوتوث فيستقبلها الأردوينو ويقوم الحاسوب بتشغيل الـ LED

ملاحظة هامة

لكي يعمل كل شيء بشكل صحيح يحب أن يكون برنامج Outlook مفتوح و ايضا برنامج Putty مفتوح و يكون التركيز على الشاشة السوداء لبرنامج Putty
اي أن يكون كما في الصورة