Web
	Analytics
بطاقة أردوينو زنبق الماء

 بطاقة أردوينو زنبق الماء

image001

هذه البطاقة أسهل بطاقات أردوينو قابلية للصنع، ويعود ذلك لقلة تعقيدها، وقلة المكونات المطلوبة، ولعدم وجود مسارات كثيرة على الوجه السفلي للدارة. تسمى البطاقة Arduino Lily Padأو أردوينو زنبق الماء وهي إحدى إصدارات أردوينو مفتوحة المصدر، وصممت على شكل وردة زنبق الماء لاستخدامها في مجال الملبوسات والمنسوجات وهذا ما يفسر شكلها الجميل وألوانها الزاهية.


تقديم

 

يمكن صمع هذه البطاقة باستخدام الميكروكونترولر ATMEGA168أو ATMEGA328 وضمن جهود كهربائية تتراوح بين 2.7 و 5.5 فولط وتعمل بمتذبذب كريستالي 8MHz. تم تصميمهما على شكل وردة زنبق الماء مما يفسر شكلها الجميل.

image002

بإمكانك صنع هذه البطاقة بأي إصدار أحببت، ويرجع ذلك حسب توفر المكونات والعناصر الإلكترونية لديك. تم تصميم هذه البطاقة من قبل  Leah Buechley وشركة Spark fun electronics.


لا بد من قرأته

لكي تتمكن من صنعها كما يجب، خذ لك إطلالة سريعة على التالي:

اصنعها إليكترونيا – الشرائح الإليكترونية 1

اصنعها إليكترونيا – الشرائح الإليكترونية 2

اصنعها إليكترونيا – تحويل الدارات إلى بطاقات إليكترونية


المركبات الإلكترونية الأساسية

 

ستجد في الملف التالي أسماء مختلف الأجزاء والمركبات التي ستحتاجها لصنع هذه البطاقة:

Partlist

Pinlist

Netlist


الميكروكنترولور ATmega168AU

 

سنشرح هنا عن المتحكم ATmega168AU وقد تم شرح الميكروكنترولر ATmega328  في المقال المخصص لبطاقة أردوينو نانو.

 

الشكل المصغر للميكروكنترولور ATmega168AUالمسمى MLFهو الدماغ المدبر لهذه البطاقة وللتعرف عليه بشكل أكبر على يمكنك زيارة الموقع في الرابط أدناه.

image003

http://www.atmel.com/devices/ATMEGA168A.aspx


الدارة الكهربائية

ستجد رسماً للدارة الكهربائية لهذه البطاقة عند النقر على الملف التالي:

 

الدارة الكهربائية العامة للبطاقة

 

وتستطيع من خلال هذا الملف رؤية كيفية توصيل العناصر الإلكترونية مع بعضها البعض بشكل واضح.

image004


تصميم البطاقة

يمكنك تحميل تصميم البطاقة من الرابط التالي وطباعته مباشرة للقيام بإنجازها كما ورد في"لا بد من قرائته":

 

التصميم بصيغة pdf

 

أما إذا كنت ممن يجيد برنامج رسم تصميم البطاقات الإليكترونية Eagle فيمكنك إذن تحميل تصميم البطاقة من خلال الرابط التالي:

 

ملفات Eagle

الوجه العلوي

image005

 

يستخدم برنامج Eagle 6.0 أو أي إصدار أخذته منه لتطبع تصميم البطاقة على ورق ثم تقوم بطباعته على سبيكة نحاسية كما تم وصفه تحت البند "لا بد من قرأته".

الوجه السفلي

image006


تموضع المركبات الإلكترونية

 

عندما تنتهي من إنجاز الشريحة الإلكترونية يجب أن تقوم بتثبيت جميع القطع الإلكترونية على الشريحة النحاسية. الملف التالي يبين لك تموضع المركبات الإليكترونية على البطاقة حتى يسهل عليك تركيبها عليها.

 

والصورة التالية تبين مسارات الدارة على الوجه العلوي ورسم العناصر عليه:

الوجه العلوي

image007

الصورة التالية تبين مسارات الدارة على الوجه السفلي ورسم العناصر عليه:

الوجه السفلي

image008

وهذه صورة لتموضع المركبات الإلكترونية ومواضع الثقب وهي قليلة في هذه البطاقة

تموصع المركبات

image009

ملاحظة مهمة: قد يسأل أحدهم: لماذا قمنا بعمل خيارFill copper أو ملئ النحاس في الطبقة السفلية، ففي الصورة الثانية التي تعبر عن مسارات الطبقة السفلية نرى كل الدارة مليئة باللون الأزرق؟ لأنه يحتاج لحبر طابعة أكثر فلماذا فعّلنا هذا الخيار؟

 

الجواب على هذا السؤال يكون كالتالي: إن مصممي هذه الدارة جعلوا من الطبقة السفلية مرجعاً أرضياً للدارة Reference ground، أي أن كل المسارات التي يجب أن تربط مع GND. تم ربطها بهذه الطبقة التي هي بدورها مربوطة بالقطب السالب لمصدر الطاقة، ولذلك وجب علينا هنا طباعته بهذا الخيار ليكون تنفيذنا صحيحاً للدارة، وبدونه لن يكون هناك مرجع سالب للدارة، وبالتالي لن تعمل بشكل صحيح.

image010


البرمجة

 

يوجد العديد من المشاريع المعتمدة على بطاقة أردوينو ويوجد برنامج خاص لهذه البطاقة ضمن بيئة تطوير متكاملة IDE حتى تستعملها فيما تريد. اسم البرنامج هو Arduino ويمكنك تحميل آخر اصدار له 1.0.1 من خلال الرابط التالي:

http://arduino.cc/en/Main/Software

image011

يمكنك الأطلاع على سلسلة برمجة العقول الإلكترونية لفهم طريقة برمجة هذه البطاقة. ولهذه البطاقة تحديداً يجب أستعمال أصدار Arduino IDE 0010أو أعلى لأن الوظائف المتعلقة بالوقت ستكون معطلة.


إيصال البطاقة بالحاسوب

 

كما أوضحنا سالفاً، فإن بطاقة أردوينو زنبق الماء تتناسب مع نوعين من الميكروكونترولورات:

1.       ATmega328AU

2.       ATmega168AU

 

وفي كلا الإصدارين، تحتوي هذه البطاقة على 14 مربطاً رقميا، حيث يمكن استعمال 6 مرابط منها على شكل مخارج خاصة لوسيلة الإتصال المعروفة باسمPWM. بالإضافة لـ 6 مرابط تناظريةً Analogue I/O.

 

السؤال الأهم الآن: كيف يمكننا وصل هذه البطاقة مع الحاسوب لبرمجته؟ في الحقيقة، لا تمتلك البطاقة منفذ USBلبرمجتها، لكن لا تقلق فهذه المبرمجة ترتبط مع قطعة تسمى  FTDI basic breakout وهي تمثل وسيلة تخاطب بين الميكروكنترولر والحاسوب، كما في الصورة.

image012

هذه الطريقة هي الأسهل والأكثر أنتشاراً للتخاطب بين البطاقة والحاسوب، ويوجد أيضاً وسائل أخرى للربط والبرمجة مثل أستخدام ICSP (In-Circuit Serial Programming) header وتمتاز هذه الطريقة بأنها لا تحتاج لوجود برنامج إقلاع Bootloader لتحميل البرنامج على الميكروكنترولر. تتم بإستخدام مبرمجات خارجية مثل STK500 وUSBISP وهي أقل انتشاراً من الطريقة الأولى.

image013

تغذية هذه البطاقة بالطاقة الكهربائية تتم عن طريق FTDI breakoutمربوط بمنفذ USB. يمكن ايضاً تغذيتها من مصدر جهد خارجي، لكن يجب الإنتباه بأن يكون قيمة هذا المصدر بين 2.7 و 5.5 فولط.

 

تبيه 1: أي جهد كهربائي أعلى من 5.5 فولط سوف يحدث عطباً للميكروكنترولر.

تنبيه 2: يجب ايضاً الإنتباه لأقطاب التغدية، فيجب ان تكون في مكانها الصحيح: القطب الموجب للطاقة الكهربائية يوصل بالمدخل Vccللبطاقة والقطب السالب يوصل بالمدخل Gndللبطاقة. لأن عكسهما سيؤدي أيضاً لعطب الميكروكنترولر.

 

نجمل فيما يلي أهم مواصفات هذه البطاقة وهي كالتالي:

الصفة

الرمز أو القيمة

المتحكم (الميكروكنترولور)

Microcontroller

Microcontrôleur

ATmega328AU أو ATmega168AU

الجهد الكهربائي

Voltage

5 فولط

التغذية الكهربائية

Power supply

Alimentation

من 2.7 إلى 5.5  فولط

عدد المرابط الرقمية

Digital pins

14 مربطا مداخل ومخارج "منهم 6 PWM "

عدد المرابط التناظرية

Analog pins

6 مرابط

شدة التيار عند مرابط الدخول والخروج

40mA

ذاكرة الفلاش

Flash Memory

MemoireFlash

32Kb لـATMEGA328

16Kb لـ  ATMEGA 168

منهم 2Kb تحجز لبرنامج الاقلاع أي Bootloader

المتذبذب الكريستالي

Crystal oscillator

Quartz

8MHz

 

هذا الإصدار من أردوينو يتميز بعديد من الإضافات والمعدات التي تضفي روعة للمشاريع المنفذه عبرها ويمكن إيجاها من خلال موقعSparkfun :

http://www.sparkfun.com/categories/135

image014

صممت هذه البطاقة لتستخدم في مجال الملبوسات والمنسوجات مما يعطي رونقاً رائعاً للتصاميم، حيث يمكن استخدام خيوط موصلة للكهرباء "كالخيوط الفضية " لخياطة هذه البطاقة بسهولة على الألبسة دون الحاجة لعملية اللحام. وختاماً أضع هذا الرابط الذي يحتوي على  العديد منن التطبيقات الخاصة بهذه البطاقة: http://web.media.mit.edu/~leah/LilyPad/

 


تأليف

 

مهند بسام الرواشدة (الأردن)

البريد الإليكتروني: عنوان البريد الإلكتروني هذا محمي من روبوتات السبام. يجب عليك تفعيل الجافاسكربت لرؤيته. أو  عنوان البريد الإلكتروني هذا محمي من روبوتات السبام. يجب عليك تفعيل الجافاسكربت لرؤيته.

 


المراجع

http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardLilyPad

http://web.media.mit.edu/~leah/LilyPad/

http://www.sparkfun.com/categories/135

http://arduino.cc/en/Guide/ArduinoLilyPad


أضف تعليق


كود امني
تحديث


Go to top