برمجة الأردوينو في البايثون | الوحدة الرابعة | الدرس الثاني

برمجة الأردوينو في البايثون هو عنوان الدرس الثاني من الوحدة الرابعة التي تحمل اسم “إنشاء تطبيق سحابي لإنترنت الأشياء” من مقرر “إنترنت الأشياء 1 – 1”.

ستتعرف في هذا الموضوع على كيفية إنشاء مشروع الحديقة الذكية بالأردوينو، بالإضافة إلى برمجة مستشعرات ومحرك ري الحديقة الذكية في الأردوينو.

قم بقراءة أهداف التعلُّم جيدًا، ثم أعد قراءتها وتأكَّد من تحصيل محتواها بعد انتهائك من دراسة الموضوع.

أهداف التعلُّم

• إنشاء مشروع الحديقة الذكية بالأردوينو.
• معرفة المنصة السحابية.
• برمجة مستشعرات ومحرك ري الحديقة الذكية في الأردوينو.

هيا لنبدأ!

مشروع الحديقة الذكيّة بالأردوينو (Smart Garden with an Arduino)

نظرًا للتغيُّر المناخي في أنحاء الكرة الأرضية، فقد ازداد الطلب على البستنة الذكية كطريقة للزراعة المُستدامة والقابلة للتطوير.

أصبحت هناك حاجة ماسة لتلبية الاحتياجات الزراعية لدى العدد المتزايد من السكان، وبالتالي ضرورة وجود طرائق زراعة أكثر كفاءة مثل البستنة الذكية.

ستقوم بمحاكاة دائرة أردوينو تراقب حديقة ذكية، وترسل البيانات إلى منصة سحابية عبر الإنترنت.

المنصة السحابية (Cloud platform)

المنصة السحابية هي خادم في مركز بيانات قائم على الإنترنت، يمكِّن خدمات البرامج والأجهزة من العمل معًا عن بُعد وفي توزيعات كبيرة.

سيرسل الأردوينو البيانات باستمرار إلى التخزين السحابي، وعند استيفاء مجموعة معيَّنة من الظروف المتعلقة بدرجة الحرارة والرطوبة، سيتم محاكاة تشغيل نظام للري.

ستقوم أولًا بمحاكاة الدائرة في دوائر تينكركاد لاستعراض توصيلات الدائرة بوضوح، ثم ستستخدِم المحاكاة لإرشادك في إنشاء الدائرة نفسها باستخدام جهاز تحكُّم أردوينو حقيقي.

لتحميل المكونات:

1. ابحث عن Arduino UNO R3 (لوحة أردوينو أونو R3) من مكتبة Component (المكونات)، واسحبها وأفلتها في مساحة العمل.
2. ابحث عن Breadboard Small (لوحة توصيل الدوائر الصغيرة) من مكتبة Components (المكونات)، واسحبها وأفلتها في مساحة العمل.

ستقوم الآن بتوصيل لوحة الأردوينو بلوحة توصيل الدوائر الصغيرة.

لتوصيل لوحة الأردوينو بلوحة توصيل الدوائر الصغيرة:

1. قم بتوصيل GND (الطرف الأرضي) للوحة الأردوينو بالعمود السالب من لوحة توصيل الدوائر الصغيرة، وغيِّر لون السلك إلى black (الأسود).
2. قم بتوصيل طرف الجهد 5V (5 فولت) للوحة الأردوينو بالعمود الموجب من لوحة توصيل الدوائر الصغيرة وغيِّر لون السلك إلى red (الأحمر).

ستقوم الآن بتوصيل محرك التيار المستمر بمَنفذ رقمي في لوحة الأردوينو.

لتوصيل محرك التيار المستمر:

1. قم بتوصيل GND (الطرف الأرضي) للوحة الأردوينو بالطرف 1 لمحرك التيار المستمر وغيِّر لون السلك إلى black (الأسود).
2. قم بتوصيل Digital pin 3 (الطرف الرقمي 3) بـ Terminal 2 (الطرف 2) لمُحرك التيار المستمر، وغيِّر لون السلك إلى red (الأحمر).

لاحظ أن

سيحاكي محرك التيار المستمر عملية فتح صمام نظام الري والذي سيتم تنشيطه عند استيفاء مجموعة معيَّنة من الشروط.

ستقوم الآن بتوصيل مستشعر درجة الحرارة بمَنفذ تناظري في الأردوينو.

لتوصيل مستشعر درجة الحرارة:

1. قم بتوصيل طرف Power (الطاقة) لمُستشعر درجة الحرارة بالعمود الموجب من لوحة توصيل الدوائر الصغيرة وغيِّر لون السلك إلى red (الأحمر).
2. قم بتوصيل مخرج Vout (الجهد) لمُستشعر درجة الحرارة بالطرف التناظري A2 في لوحة الأردوينو، وغيِّر لون السلك إلى green (الأخضر).
3. قم بتوصيل GND (الطرف الأرضي) لمُستشعر درجة الحرارة بالعمود السالب من لوحة توصيل الدوائر الصغيرة، وغيِّر لون السلك إلى black (الأسود).

ستقوم في الختام بتوصيل مستشعر رطوبة التربة بمَنفذ تناظري في الأردوينو.

لتوصيل مستشعر رطوبة التربة:

1. قم بتوصيل طرف Power (الطاقة) لمُستشعر رطوبة التربة بالعمود الموجب من لوحة توصيل الدوائر الصغيرة، وغيِّر لون السلك الأسود إلى red (الأحمر).
2. قم بتوصيل GND (الطرف الأرضي) لمُستشعر رطوبة التربة بالعمود السالب من لوحة توصيل الدوائر الصغيرة، وغيِّر لون السلك إلى black (الأسود).
3. قم بتوصيل طرف Signal (الإشارة) لمُستشعر رطوبة التربة بالطرف التناظري A4 في لوحة الأردوينو، وغيِّر لون السلك إلى green (الأخضر).

الدائرة بصورتها النهائية (Complete Circuit)

تتصل المكوِّنات بالأطراف الآتية:

بإمكانك مراجعة محتوى موضوع “برمجة الأردوينو في البايثون” من بدايته وحتى نهاية هذا القسم، من خلال الرابط التالي:

الدائرة المادية (Physical Circuit)

تمثِّل هذه الصورة الشكل الذي تبدو عليه الدائرة الحقيقية.

برمجة مستشعرات ومحرك ري الحديقة الذكيّة في الأردوينو (Programming the Arduino Smart Garden Sensors and Motor)

ستقوم الآن ببرمجة الأردوينو لقراءة قيم أطراف مستشعرات درجة الحرارة ورطوبة التربة.

عند الوصول إلى تكوين محدَّد لقيم درجة الحرارة والرطوبة، سيُنشَّط محرك التيار المستمر وذلك باستخدام الدالة، ليعمل لمدة 5 ثوانٍ، ثم يتوقف، وذلك في محاكاةٍ لعملية المراقبة والري التلقائيين للنباتات في الحديقة الذكية.

بإمكانك مراجعة محتوى موضوع “برمجة الأردوينو في البايثون” بدايةً من عنوان “الدائرة المادية” حتى نهاية الموضوع، من خلال الروابط التالية:

إلى هنا يكون قد انتهى موضوع “برمجة الأردوينو في البايثون“، لا تنسوا مراجعة نواتج التعلُّم أعلى المقال، وانتظرونا في الموضوع القادم!

روابط هامة

مقررات الفصل الدراسي الثاني