أنواع حساسات الأردوينو
تنقسم الحساسات المرتبطة بجهاز الأردوينو (Arduino) إلى فئات متعددة، حيث تتنوع بين الحساسات التي تعتمد على قراءة القيم التماثلية المستمرة وتلك التي تعتمد على القيم الرقمية. وكل نوع له دوره ومهامه المحددة وفقًا للسياق المطلوب. من بين هذه الحساسات الشائعة:
- حساسات قياس مستوى الصوت.
- حساسات الكشف عن الحركة.
- حساسات قياس نسبة الغازات في الهواء.
- حساسات رصد أحوال الطقس، ورصد الرطوبة، وضغط الهواء، ودرجة الحرارة.
- حساسات الكشف عن الضوء.
- حساسات قياس منسوب المياه ورطوبة التربة.
- حساسات قادرة على استشعار الاهتزازات بدقة عالية.
- حساسات قياس قوة المجال المغناطيسي.
- حساسات قياس الضغط الجوي.
- حساسات تستخدم في المجالات الطبية مثل قياس النبض وضغط الدم.
أمثلة على حساسات الأردوينو
إليك بعض الأمثلة عن حساسات الأردوينو، التي جعلت من تنفيذ المشاريع الهندسية أمراً ممكناً وسهلاً مع نتائج مؤية ومبهرة:
- حساس فوق الموجات الصوتية (HC-SR04 Ultrasonic Module).
- حساس كشف العقبات بالأشعة تحت الحمراء (IR Infrared Obstacle Avoidance Sensor).
- حساس رطوبة التربة (Soil Moisture Sensor).
- حساس الميكروفون (Microphone Sensor).
- حساس الضغط الجوي الرقمي (Digital Barometric Pressure Sensor).
- حساس المقاومة الضوئية (Photoresistor Sensor).
- حساس درجة الحرارة الرقمي (Digital Thermal Sensor).
- حساس الغاز (MQ-2 Gas Sensor).
- حساس الحركة (SW-420 Motion Sensor).
- حساس كشف رطوبة الجو والأمطار (Humidity and Rain Detection Sensor).
- حساس قياس السرعة (Speed Sensor Module).
- حساس كشف اللهب بالأشعة تحت الحمراء (IR Infrared Flame Detection Sensor).
- حساس قياس الحرارة والرطوبة (DHT11 Temperature and Humidity Sensor).
- حساس إرسال واستقبال البيانات (RF 433MHz Transmitter/Receiver).
- حساس تغيير فرق الجهد الكهربائي (5V 2-Channel Relay Module)، ويستخدم عند توصيل الأردوينو بأجهزة تتطلب جهداً كهربائياً أكثر من 5 فولت.
- حساس لإصدار صوت جرس (Active Piezo-Buzzer Module)، ويستخدم في أجهزة الإنذار، مع تنوع أنواعه بناءً على مستوى الصوت.
- حساس قياس نبض القلب (Heartbeat-Pulse Sensor).
تستخدم حساسات الأردوينو في مجالات متنوعة حسب نوعها والغرض من استخدامها؛ إذ يمكن استخدامها لاستشعار رطوبة الجو أو الضغط أو ارتفاع درجات الحرارة أو مستويات الصوت أو الحركة أو نسبة الغاز في الهواء أو الكشف عن الضوء أو الاهتزازات أو السرعة، كما يمكن استخدامها في التطبيقات الطبية لقياس نبض القلب وضغط الدم.
ما هو حساس الأردوينو؟
حساس الأردوينو هو جهاز إلكتروني يمكنه تلقي الأوامر من خلال وحدة تحكم صغيرة مدمجة فيه. يتكون من لوحة كهربائية قابلة للبرمجة ونظام IDE، الذي يستخدم لتحميل الكود البرمجي إلى اللوحة المكتوب بلغة C++. على عكس بعض الحساسات الأخرى، لا يتطلب الأردوينو مبرمجاً، بل يمكن تحميل الرموز الخاصة به عن طريق توصيله بكابل USB، مما يتيح له تنفيذ مجموعة من المهام في وقت واحد وفقًا للهدف المرجو. نتيجة لذلك، تم تصنيع العديد من الحساسات الإلكترونية الصغيرة التي يمكنها اكتشاف التغيرات البيئية المحيطة، وتتميز بسهولة الربط مع الأردوينو، وقدرتها على تلقي المهام بسلاسة، مع إمكانية ربط عدة حساسات في ذات التوقيت، مما يسهل تنفيذ العديد من المشاريع الإلكترونية.
كيف تعمل حساسات الأردوينو؟
يعتمد مبدأ عمل حساسات الأردوينو على عدة عوامل رئيسية، من أبرزها نوعها. على سبيل المثال، تحتاج حساسات الأردوينو من نوع (Arduino UNO) إلى توصيلها بمكونات إضافية. لفهم آلية عمل هذه الحساسات، يجب النظر إلى مكونات الدائرة الإلكترونية، التي تنقسم إلى ثلاث فئات:
- أجهزة الإدخال: تشمل الأزرار والمفاتيح وأجهزة الاستشعار، وبالتالي تُعتبر الحساسات جزءًا من أجهزة الإدخال في الدائرة الكهربائية.
- المعالجات: تشمل وحدات التحكم الدقيقة والمستقلة، وأجهزة الكمبيوتر ذات اللوحة الواحدة مثل الأردوينو.
- المخرجات: تُعرف أيضاً بالمشغلات، وهي قادرة على تحويل الفولتية إلى موجات ضوئية أو صوتية، مما يتيح للمستخدم الإحساس أو الشعور بها بناءً على نوع المستشعر المستخدم، وبالتالي تنبهه إلى وجود حالة معينة، مثل ارتفاع درجة الحرارة عند استخدام مستشعرات الحرارة.
تُعتبر التطبيقات العملية للمشاريع التي تستخدم حساسات الأردوينو أسهل وسيلة لفهم مبدأ عملها، حيث تحتوي المكتبة التخصصية للأردوينو على مجموعة واسعة ومتنوعة من أجهزة الاستشعار. هذا الفتح المجال لبناء المشاريع الإلكترونية والعمل في مجالات متعددة، ومن بين التطبيقات:
- إنشاء جهاز إنذار للمياه باستخدام حساس قياس منسوب المياه أو الرطوبة، والذي يقوم بإصدار إنذار عند وصوله إلى مستوى محدد يحدث عند برمجة جهاز الأردوينو.
- إنشاء نظام ري ذاتي يعتمد على حساس رطوبة التربة، حيث يولد إشارة رقمية توضح نسبة الرطوبة، وعند انخفاض القيمة عن الحد المطلوب يتم تشغيل عملية الري تلقائيًا.
- صنع جهاز للكشف عن الغازات السامة في بيئات المصانع، مثل غاز البوتان والبروبان والكحول، بالاعتماد على حساس الغاز (MQ-2).
- إنشاء جهاز للكشف عن حركة الأشخاص والحيوانات باستخدام حساس (PIR)، وربطه مع حساس صوتي ينبه عند وجود حركة.
تُعد لوحة الأردوينو جهازًا ذكيًا يمكنه التواصل مع العديد من الحساسات في وقت واحد، وتنفيذ المهام بدقة؛ حيث ذكرنا سابقًا مفهوم الحساس، ولديها العديد من الأنواع، فضلاً عن المهام المتنوعة التي يمكن إنجازها عند توصيلها بشكل صحيح مع الجهاز، مما يتيح استخدامها في مشاريع متنوعة تم تنفيذها مع لوحة الأردوينو.
