أساسيات الأجهزة: ما هو بالضبط المتحكم الدقيق؟

على المستوى الأساسي ، المتحكم الدقيق هو مجرد كمبيوتر صغير.

لكن كونك "جهاز كمبيوتر صغيرًا" لا يخبرنا كثيرًا حقًا. لذلك دعونا نتعمق أكثر. كثير من الناس يربطون بين المتحكمات الدقيقة واردوينو. لكن من المهم الإشارة إلى أن Arduino ليس متحكمًا دقيقًا . Arduino عبارة عن نظام أساسي كامل يمتد عبر البرامج والأجهزة.

Arduino يصنع أجهزة مثل Arduino Uno:

Arduino Uno ليس متحكمًا أيضًا. إنها لوحة اندلاع تعتمد على متحكم Atmel ATmega328P.

إليك ما يبدو عليه متحكم Atmel:

إذا كان لديك متحكم Atmel فقط في متناول اليد ، كمبتدئ ، فلن يكون مفيدًا جدًا. هذا هو المكان الذي تأتي فيه لوحة الاختراق.

تقوم لوحة الاختراق "بتقسيم" المسامير الموجودة على المتحكم الدقيق إلى جهاز أكبر (مثل Arduino Uno). يجعل هذا الجهاز الأكبر حجمًا استخدام المتحكم الدقيق أسهل.

بالنسبة إلى Arduino Uno ، تمنحك لوحة الفصل القدرة على إدخال سلك USB ومنحه الطاقة وبرمجة الجهاز والمزيد.

بدون لوحة الاختراق ، بالنسبة للمبتدئين ، ستكون هذه مهمة شاقة. هذه المشكلة هي سبب وجود Arduino - لتسهيل التعرف على الأجهزة.

آه ، إذن هو مثل Raspberry Pi؟

حسنًا ، ليس تمامًا. لا يزال كل من Arduino و Raspberry Pi حواسيب بالتعريف. لكن Raspberry Pi يعتبر كمبيوتر لوحي واحد. الكمبيوتر أحادي اللوحة هو كمبيوتر كامل مبني على لوحة دائرة كهربائية واحدة.

جهاز الكمبيوتر المحمول الخاص بك هو أيضًا كمبيوتر لوحة واحدة من الناحية الفنية - إنه مجرد كمبيوتر قوي. Raspberry Pi هو نسخة بسيطة من نفس الجهاز في الكمبيوتر المحمول الخاص بك. تمامًا كما يعمل الكمبيوتر المحمول الخاص بك بنظام تشغيل (Windows أو Mac أو Linux) ، فإن Raspberry Pi يعمل بنظام تشغيل Linux.

الآن ، نعود إلى Microcontrollers. لا تستطيع المتحكمات الدقيقة تشغيل نظام تشغيل. لا تتمتع المتحكمات الدقيقة أيضًا بنفس القدر من قوة أو موارد الحوسبة مثل معظم أجهزة الكمبيوتر أحادية اللوحة.

سوف يقوم المتحكم الدقيق بتشغيل برنامج واحد فقط بشكل متكرر - وليس نظام تشغيل كامل. يمكننا أن نرى هذا في برامج Arduino لأنها تحتاج فقط إلى وظيفتين: Setupو loop. Setupستعمل مرة واحدة loopوستعمل إلى أجل غير مسمى.

إذن ، ما هو الميكروكونترولر؟

المتحكم الدقيق هو جهاز كمبيوتر صغير به ذاكرة منخفضة وملحقات قابلة للبرمجة للإدخال / الإخراج.

المخرجات المدخلات

كما تعلم على الأرجح ، فإن كل شيء يحتوي على جهاز كمبيوتر يبدأ في النهاية بثنائي (0 أو 1).

يعني الإدخال أن المتحكم الدقيق سيقرأ الملف الثنائي. سيكون أحد الأمثلة على جهاز الاستشعار.

يعني الإخراج أن المتحكم الدقيق سيرسل ثنائيًا. سيكون أحد الأمثلة على الإخراج هو التحكم في محرك أو LED.

لماذا نحتاج ميكروكنترولر؟

حسنًا ، كانت هذه "أجهزة كمبيوتر" قبل أن نتوصل إلى فكرة أجهزة الكمبيوتر التي تعرفها اليوم. ظلت المتحكمات الدقيقة عالقة لأن بعض مهام الحوسبة تافهة بشكل لا يصدق وتتطلب منطقًا بسيطًا. على سبيل المثال ، لا يتطلب قلب المفتاح أو التحكم في المكونات الصغيرة - مثل مصباح LED - نفس الموارد التي نحتاجها للمهام اليومية مثل إرسال بريد إلكتروني.

نحن نستخدمها اليوم لأن ذاكرتها منخفضة الطاقة وذاكرتها تجعلها منخفضة التكلفة. تعد المتحكمات الدقيقة جزءًا من سبب إمكانية نجاح إنترنت الأشياء اليوم.

كيف أحصل على واحدة؟

يعتمد نوع المتحكم الدقيق الذي تريد الحصول عليه على المشكلة التي تريد حلها. إذا كنت تفعل شيئًا بسيطًا - تشغيل الأشياء وإيقافها ، أو قراءة جهاز استشعار - فسيقوم أي متحكم بالغرض بالغرض.

إذا كنت ترغب في ممارسة الألعاب أو الحصول على أفكار أكثر تعقيدًا ، فستحتاج إلى مزيد من قوة الحوسبة ، لذلك ستحتاج إلى الانتقال إلى أجهزة كمبيوتر أحادية اللوحة ، مثل Raspberry Pi.

لدى كل من Adafruit و Sparkfun الكثير من الأطقم والأجهزة المدهشة. يمكنك أيضًا الاستفادة من دروسهم التعليمية.

لدى Losant أيضًا بعض المجموعات الرائعة المتاحة. يمكنك بناء مستشعر الباب الخاص بك - ليتم إعلامك عند ترك الباب مفتوحًا لفترة طويلة جدًا.

إذا لم تكن لديك مشكلة معينة تريد حلها ، فما عليك سوى الحصول على بعض الأجهزة واللعب بها.

إليك بعض الأشياء التي يمكنك شراؤها للبدء:

1. لوحة تسمى NodeMCU.

NodeMCU هي لوحة تعتمد على متحكم ESP8266. هذه اللوحة خاصة لأنها رخيصة وتمكين WiFi. سيشغلك فقط حوالي 8.79 دولارًا على أمازون وهو أقل على موقع Ebay.

ليست كل وحدات التحكم الدقيقة مزودة بتقنية WiFi. حقيقة أن هذا الجهاز يفتح الباب أمام عدد من المشاريع التي يمكنك إنشاؤها باستخدام هذا الجهاز. على سبيل المثال ، يمكنك جمع البيانات وإرسالها إلى السحابة ☁️.

2. ستحتاج إلى بعض أجهزة الاستشعار

لا يمكنك الحصول على أجهزة بدون أجهزة استشعار. تمنحك المستشعرات القدرة على اكتشاف البيئة والعالم من حولك. إنها أيضًا أداة رائعة للتعلم.

3. ستحتاج إلى Breadboard & Jumper Wires:

لتوصيل المستشعر والميكروكونترولر معًا ، سيتعين عليك توصيلهما بلوحة البريد واستخدام أسلاك العبور لتوصيلهما.

تذكر: كل شيء أرخص على موقع eBay و AliExpress. سيكون عليك فقط الانتظار أسبوعين للشحن

ماذا يجب أن أبني؟

مرة أخرى - ولا يمكنني التأكيد على هذا بما فيه الكفاية - من الأسهل البدء بمشروع ما في الاعتبار. الآن بعد أن فهمت ماهية المتحكم الدقيق وكيفية الحصول عليه ، ألق نظرة مختلفة على العالم من حولك. ما الذي يمكنك التحكم فيه؟ ماذا يمكنك أتمتة؟ بمجرد أن تبدأ في الإجابة على هذه الأسئلة ، ستجد مشروعًا.

أثناء التفكير في المشاريع ، Hackster هو أفضل صديق لك. لدى Hackster عدد كبير من مشاريع ESP8266 وبعض مشاريع Arduino الرائعة:

على سبيل المثال ، يمكنك أن تعيش حلم الطفولة.

يمكنك حتى بناء الروبوتات.

النقطة المهمة هي أنك تحتاج فقط إلى فكرة.

أحيانًا تكون برمجة العالم الحقيقي أكثر متعة من برمجة البرامج الافتراضية.

ماذا بعد؟

المتحكمات الدقيقة ليست سوى البداية. لديك عالم من الأجهزة لتستكشفه. قرصنة سعيدة ؟؟

قراءة متعمقة:

دليل المبتدئين المطلق لاردوينو

خلال عطلة عيد الميلاد من العمل ، أردت أن أتعلم شيئًا جديدًا. لقد كنت أتطلع إلى Arduino لبعض الوقت الآن ، و ... forefront.io

Taron Foxworth هو هاكر الأجهزة والإنجيلي المطور في Losant. هدفه هو ترجمة التكنولوجيا للناس ليتعلموا ويحبوا ويكونوا مصدر إلهام.