أنواع حساسات الأردوينو
تتمثل حساسات الأردوينو (بالإنجليزية: Arduino) في عدة أصناف، حيث تصنف إلى نوعين رئيسيين: الحساسات التي تقرأ القيم التماثلية المستمرة، وتلك التي تقرأ القيم الرقمية. يلعب كل نوع دورًا محددًا وفقًا للغرض التي أنشئت من أجله. ومن أبرز هذه الأنواع:
- حسّاسات قياس مستوى الصوت.
- حسّاسات للكشف عن الحركة.
- حسّاسات لقياس تركيز الغازات في الجو.
- حسّاسات لرصد الأحوال الجوية، مثل قياس نسبة الرطوبة، ضغط الهواء، ودرجة الحرارة.
- حسّاسات للكشف عن الضوء.
- حسّاسات لقياس منسوب المياه ورطوبة التربة.
- حسّاسات قادرة على استشعار الاهتزازات بدقة عالية.
- حسّاسات لقياس القوة المغناطيسية المحيطة.
- حسّاسات لقياس ضغط الهواء.
- حسّاسات تُستخدم في أغراض طبية مثل قياس النبض وضغط الدم.
أمثلة على حساسات الأردوينو
هناك العديد من حساسات الأردوينو التي تسهم في تنفيذ المشاريع الهندسية بشكل فعال وسهل، ومنها:
- حساس فوق الموجات الصوتية (HC-SR04 Ultrasonic Module).
- حساس الأشعة تحت الحمراء (IR Infrared Obstacle Avoidance sensor).
- حساس رطوبة التربة (Soil Moisture Sensor).
- حساس الصوت أو الميكروفون (Microphone sensor).
- حساس الضغط الجوي الرقمي (Digital Barometric Pressure Sensor).
- حساس المقاومة الضوئية (Photoresistor sensor).
- حساس درجة الحرارة الرقمي (Digital thermal sensor – Temperature sensor).
- حساس الغاز (MQ-2 Gas sensor).
- حساس الحركة (SW-420 Motion sensor).
- حساس للكشف عن الرطوبة والأمطار (Humidity and Rain Detection sensor).
- حساس قياس السرعة (Speed sensor Module).
- حساس اكتشاف اللهب بالأشعة تحت الحمراء (IR Infrared Flame Detection sensor).
- حساس يقيس الحرارة والرطوبة معًا (DHT11 Temperature and Humidity sensor).
- حساس لإرسال واستقبال البيانات (RF 433MHz Transmitter/Receiver).
- حساس لتغيير فرق الجهد الكهربائي (5V 2- Channel Relay module)، يُستخدم عند ربط الأردوينو بأجهزة تتطلب جهدًا أعلى من 5 فولت.
- حساس لإصدار صوت تنبيه (Active Piezo-Buzzer Module) يُستخدم في أنظمة الإنذار، ويختلف بحسب شدة الصوت.
- حساس قياس نبض القلب (Heart beat-Pulse Sensor).
تُستخدم حساسات الأردوينو في مجالات متعددة وفقًا لنوعها والغرض من استخدامها. يمكن استخدامها لرصد رطوبة الجو، وقياس الضغط ودرجات الحرارة، وشدة الصوت، والكشف عن الحركة، وتركيز الغاز، واكتشاف الضوء، والاهتزازات، والسرعة، بالإضافة إلى تطبيقات طبية مثل قياس نبض القلب وضغط الدم.
ما هو حساس الأردوينو؟
حساس الأردوينو هو مكون إلكتروني يُمكنه تلقي الأوامر عبر وحدة تحكم مدمجة. يتكون من لوحة كهربائية قابلة للبرمجة ونظام (IDE)، والذي يُستخدم لتحميل الأكواد المكتوبة بلغة (C++) إلى اللوحة. لا يحتاج الأردوينو إلى مُبرمج تقليدي، إذ يمكن توصيله عبر كابل (USB) لتحميل الرموز الضرورية وتنفيذ مجموعة من المهام في نفس الوقت. وقد تم تصميم مجموعة من الحساسات الإلكترونية الصغيرة القادرة على اكتشاف التغيرات البيئية بسهولة، وهي تُتميز بسهولة الارتباط بالأردوينو وقيامها بتنفيذ المهام بكل يسر، مما يسمح بربط عدة حساسات بشكل متزامن لتنفيذ مشاريع إلكترونية متعددة.
كيف تعمل حساسات الأردوينو؟
يعتمد مبدأ عمل حساسات الأردوينو على مجموعة من العوامل، أبرزها نوع الحساس. على سبيل المثال، تحتاج حساسات الأردوينو من نوع (Arduino UNO) إلى توصيلها بمكونات إضافية. لفهم كيفية عمل حساسات الأردوينو، يجب التعرف على مكونات الدائرة الإلكترونية، والتي تشمل ثلاث فئات رئيسية:
- أجهزة الإدخال: (Input devices)، وتشتمل على الأزرار والمفاتيح، إلى جانب أجهزة الاستشعار.
- المعالجات: (Processors)، وتشمل المعالجات وحدات التحكم الدقيقة وأجهزة الكمبيوتر أحادية اللوحة مثل الأردوينو.
- المخرجات: (Outputs)، المعروفة أيضًا بالمشغلات، وهي الجزء القادر على تحويل الفولتية إلى إشارات ضوئية أو صوتية، تُحذر المستخدم بوجود حالة معينة مثل زيادة درجة الحرارة عند استخدام حساسات الحرارة.
تعتبر التطبيقات العملية لمشاريع حساسات الأردوينو طريقة سهلة لفهم المبادئ الأساسية. تحتوي مكتبة الأردوينو على مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار، مما يتيح إمكانية بناء مشاريع إلكترونية تشمل مجالات مختلفة، مثل:
- إنشاء جهاز إنذار لمياه المطر باستخدام حساس منسوب المياه، حيث يُعطي تحذيرًا عند الوصول إلى مستوى معين يتم تحديده أثناء برمجة الأردوينو.
- تطوير نظام ري تلقائي يعتمد على جهاز استشعار رطوبة التربة، حيث يُصدر إشارة عند انخفاض نسبة الرطوبة مما يؤدي إلى عملية الري تلقائيًا.
- صنع جهاز للكشف عن الغازات السامة في الأجواء الصناعية باستخدام حساس الغاز (MQ-2).
- تصميم جهاز للكشف عن حركة البشر والحيوانات باستخدام حساس (PIR) بالتزامن مع حساس الصوت.
تُعتبر لوحة الأردوينو قطعة ذكية، قادرة على التواصل مع عدة حساسات في وقت واحد وتنفيذ المهام بدقة، وقد ذكرنا سابقًا مفهوم الحساسات، وهناك مجموعة متنوعة من حساسات الأردوينو والمهام التي يمكن إنجازها عند توصيلها بشكل صحيح بالأردوينو، مما يجعلها مفيدة في العديد من المشاريع التي تم تنفيذها باستخدام هذه اللوحة.
