أنواع حساسات الأردوينو
تُقسم الحسّاسات التي ترتبط بقطعة الأردوينو الإلكترونية (بالإنجليزية: Arduino) إلى عدّة أنواع منها التي تعتمد على قراءة القيم التماثلية المُستمرة، ومنها ما يتعمد على قراءة القيم الرقمية، ولكل منها دور ومهمة معينة حسب الهدف المعنيّ المراد تطبيقه، ومن أشهرها:
- حسّاسات لقياس شدّة الصوت.
- حسّاسات للكشف عن الحركة.
- حسّاسات لقياس نسبة الغاز بالجو.
- حسّاسات تهدف لمراقبة أحوال الطقس، وقياس نسبة الرطوبة، وضغط الهواء ودرجة الحرارة.
- حسّاسات للكشف عن الضوء.
- حسّاسات لقياس منسوب المياه، ورطوبة التربة.
- حسّاسات لديها القدرة على استشعار الإهتزازات بدقة عالية.
- حسّاسات لقياس قوة المجال المغناطيسي المحيط.
- حسّاسات لقياس ضغط الهواء.
- حسّاسات تُستخدم في المجالات الطبية كقياس النبض، والضغط.
أمثلة على حساسات الأردوينو
فيما يأتي بعض حساسات الأردوينو التي جعلت من تنفيذ المشاريع الهندسية شيء ممكن، ومن السهل تطبيقه بنتائج مؤكدة ومبهرة، ومنها ما يأتي:
- حسّاس فوق الموجات الصوتيّة ( HC- SR04 Ultrasonic Module).
- حسّاس استشعار الأشعة تحت الحمراء ( IR Infrared Obstacle Avoidance sensor).
- حسّاس الرطوبة للتربة (Soil Moisture Sensor).
- حسّاس الإشعارات الصوتية أو الميكرفون ( Microphone sensor).
- حسّاس الضغط الجوي الرقمي ( Digital Barometric Pressure Sensor).
- حسّاس المقاومة الضوئية ( Photoresistor sensor).
- حسّاس درجة الحرارة الرقمي ( Digital thermal sensor – Temperature sensor).
- حسّاس نسبة الغاز ( MQ-2 Gas sensor).
- حسّاس الحركة ( SW-420 Motion sensor).
- حسّاس رطوبة الجو والأمطار ( Humidity and Rain Detection sensor).
- حسّاس لقياس السرعة ( Speed sensor Module).
- حسّاس اكتشاف اللهب بأشعة التحت حمراء ( IR Infrared Flame Detection sensor).
- حسّاس استشعار الحرارة والرطوبة معًا في نفس الآن (DHT11 Temperature and Humidity sensor).
- حسّاس هوائي لإرسال واستقبال البيانات (RF 433MHz Transmitter/Receiver).
- حسّاس لتغير فرق الجهد الكهربائي (5V 2- Channel Relay module)، ويستخدم عند إيصال الأرديونو بقطعة تحتاج إلى جهد كهربائي أعلى من 5 فولت.
- حسّاس لإصدار صوت جرس (Active Piezo-Buzzer Module)، ويستخدم في أجهزة الإنذار، وتختلف أنواعه باختلاف علو الصوت، وحدته.
- حساس لقياس نبض القلب (Heart beat-Pulse Sensor).
تُستخدم حساسات الأردوينو بعدّة مجالات اعتمادًا على نوعها والهدف من استخدامها؛ إذ يُمكن أن تُستخدم الحساسات من أجل الاستشعار عن رطوبة الجو أو الضغط، أو ارتفاع درجات الحرارة، أو شدّة الصوت، أو الحركة، أو نسبة الغاز في الجو، أو للكشف عن الضوء، أو الاهتزازات العاليّة، أو السرعة، أو الكشف عن حريق، كما يُمكن استخدامها في المجال الطبي من أجل قياس نبض القلب وضغط الدم.
ما هو حساس الأردوينو؟
حسّاس الأردوينو هو قطعة إلكترونيّة قابلة لتلقي الأوامر من خلال وحدة تحكم صغيرة موجودة فيها، ويتكوّن من لوحة كهربائيّة قابلة للبرمجة، ونظام (IDE) وهو نظام برمجي يُستخدم لتحميل رمز الحاسوب إلى اللوحة الماديّة مكتوبة بلغة ال (C )، ولا يحتاج الأردوينو إلى مُبرمج كغيره من أنواع الحسّاسات، بل يكفي من خلال وصله بكيبل (USB) لتحميل الرموزاللازمة، وتنفيذ عدّة مهام في آن واحد اعتمادًا على الهدف المرجو تنفيذه، ونتيجة لذلك صُنِع العديد من الحسّاسات الإلكترونيّة الصغيرة التي تستطيع اكتشاف التغيرات الماديةّ المحيطة بها، والتي تتميّز بسهولة ربطها بقطعة الأردوينو، وقدرتها على تلقي المهام بكل سهولة ويُسر، وربط عدّة حساسات أيضًا في آن واحد، والقيام بالعديد من المشاريع الإلكترونية.
كيف تعمل حساسات الأردوينو؟
يعتمد مبدأ عمل حسّاسات الأردوينو عادةً على مجموعة من العوامل، أهمّها نوعيته، فمثلًا حساسات الأردينو بنوعيّة (Arduino UNO) تحتاج لتوصيلها بمكوّن إضافي واحد أو أكثر، ولفهم آليّة عمل حسّاسات الأردوينو، يجب فهم مكونات وتقسيمات الدائرة الإلكترونيّة، والتي تتكوّن من 3 فئات، وهي:
- أجهزة الإدخال: (Input devices)، وتشمل تلك الأجهزة كلًّا من الأزرار والمفاتيح، إضافةً لأجهزة الاستشعار والحساّسات، إذًا فالحسّاسات تكون ضمن قائمة أجهزة الإدخال في الدارة الكهربائية.
- المعالجات: (Processors)، تشمل المعالجات وحدات التحكم الدقيقة والمستقلة (standalone microcontrollers )، وأجهزة الكمبيوتر أحاديّة اللوحة (single board computers)، كالأردوينو.
- المخرجات: (Outputs)، وتُعرف أيضًا بالمشغّلات، وهي الجزء القادر على تحويل الفولتية إلى موجات ضوئيّة أو صوتيّة تُمكّن المُستخدم من الإحساس والشعور بها اعتمادًا على نوع المستشعر أو الحساس المُستخدم، وبالتالي تُنبهه على وجود حالة ما، مثل ارتفاع درجة الحرارة في حال استخدام مستشعرات الحرارة.
والتطبيقات العملية للمشاريع باستخدام حسّاسات الأردوينو أسهل طريقة لفهم مبدأ عمل هذه الحسّاسات، حيث تحتوي المكتبة التخصصية الخاصة بالأردوينو على كمية كبيرة ومتنوعة من أجهزة الاستشعار، والتي فتحت مجالاً واسعاً لبناء المشاريع الإلكترونية ودخولها في قطاعات متنوعة، ومنها الآتي:
- صنع جهاز للإنذار بمياه المطر، وذلك باستخدام حساس قياس منسوب المياه، أو الرطوبة، وإعطاءه إنذار عند وصوله لدرجة معينة، تُحدد عند برمجة قطعة الأردوينو.
- صنع نظام محطة ري ذاتية اعتمادًا على جهاز استشعار رطوبة التربة، وذلك عندما يولّد إشارة رقيمة توضح نسبة الرطوبة للتربة المراد مراقبة رطوبتها، وعند تدني القيمة عن الحد المطلوب، تُجرى عملية الري تلقائيًّا.
- صُنع جهاز للكشف عن الغازات السامة التي قد تصدر في بيئات المصانع، مثل غاز البوتان، والبروبان، والكحول وغيرها من خلال الاعتماد على حساس الغاز (MQ-2).
- صُنع جهاز للكشف عن حركة البشر والحيوانات اعتماداً على استخدام حساس (PIR)، وربطها مع حساس الصوت، الذي يُصدر صوت عندما تتولد إشارة تُشير إلى وجود حركة معينة.
تُعد قطعة الأردوينو الإلكترونية لوح ذكي، قادرة على التواصل مع العديد من الحساسات الإلكترونية في آن واحد، وتنفيذ جميع المهام بدّقة، حيث ذكرنا في سابقًا مفهموم الحساس، وهُناك العديد من أنواع حساسات الأردوينو، والكثير من المهام التي تُنجزها فور توصيلها بالطريقة الصحيحة مع الأردوينو، إضافة إلى استخدامها في مشاريع متنوعة التي نُفذّت باستخدام لوح الأردوينو.
