ماتحب تسمع بودكاست ؟ هذي مقالة تلخص موضوع الحلقة الثالثة عن الأنظمة المدمجة و الألواح البرمجية. تاريخها ومستقبلها وكيف تتحكم بالعالم من حولنا ، هل هي شي يخوف ؟ هل لازم تدرس اربع سنوات في الجامعة عشان تعرف تستخدمها ، هل سمعت عن شي اسمه اردوينو ومافهمت وش سالفته ؟

هنا بنلخص الاجابة على كل هالاسئلة مع بعض الروابط والصور المرافقة لكل نقطة

• وش يعني أنظمة مدمجة ؟؟
• وش هي الألواح البرمجية ؟
• وش يعني متحكم دقيق ؟
• مثلا اردوينو !††
• ليه اشتهر اردوينو بالذات ؟
• ياخي السالفة معقدة !
• مافيه مثال ثاني غير اردوينو ؟
• وش مستقبلها ؟

وش يعني أنظمة مدمجة ؟؟

إسمح لي اولا اشكرك على السؤال الرائع ، الذي ينم عن ذكائك وسرعة بديهتك

الانظمة المدمجة هي الأنظمة الالكترونية اللي تحصلها في كل الاجهزة الكهربائية من حولنا. يتم برمجتها ببرامج بسيطة جدا و تؤدي مهمة واحدة فقط !! زي النظام المدمج اللي في ريموت المكيف ، يستقبل ضغطاتك على الازرار ويتحكم بأرسال الإشارات للمكيف .. أيضا تجدها في أدوات المطبخ ، رسيفر التلفزيون ، أنظمة التحكم بالطيران وفي سيارتك

وش هي الألواح البرمجية ؟

الالواح البرمجية و اشهرها ( اردوينو ) هي منتجات تسهل عليك تطوير الانظمة المدمجة  وبرمجتها !! هي بشكل عام مثل الـMother Board ( اللوحة الأم ) في الكمبيوتر المنزلي

اللوح البرمجي عبارة عن دائرة كهربائية ، تحتوي على معالج MCU ( متحكم دقيق ، يجيكم علمه بعد شوي ) ! بإمكانك استخدام المتحكم لوحده بس بيكون التعامل معه صعب ، اللوح البرمجي يريحك من الخطوات الروتينية. ويصير يمديك توصله بالكمبيوتر بسلك USB وتبرمجه و تسوي تجارب عليه بسرعة. بعد ماتخلص مرحلة التطوير بإمكانك خلع المتحكم من اللوح البرمجي وتستخدمه لوحده في المنتج النهائي اللي تشتغل عليه

يعطيك اللوح البرمجي منافذ لإرسال وإستقبال البيانات والاوامر ، ممكن تقول طيب وش الفرق عن الكمبيوتر العادي ؟ سؤالك حلو بس فيه عيب أساسي ، منافذ الحاسب مخصصة لتبادل البيانات مع معدات و إكسسوارات الكمبيوتر ! الماوس ولوحة المفاتيح  تعتبر مدخلات .. والطابعة والشاشة مخرجات .. يعني مايمديك توصل اللابتوب حقك في خلاط العصير مثلا

اما الالواح البرمجية فالمنافذ الخاصة بها ممكن تتبرمج لتتواصل او تتحكم بأي شي كهربائي حسب البرنامج اللي كتبته

وش يعني متحكم دقيق ؟

كل لوح برمجي يحتوي على Microcontroller واختصاره MCU بالعربي متحكم دقيق .. وهو شبيه بالمعالج CPU اللي في اللوح الام في الكمبيوتر .. طبعا هذا بشكل مختصر ، اعتذر من أي مهندس يقرأ ويحس بالحاجة لتنتيف شعره وهو يعدد الاختلافات بينهم

 بالاضافة للمتحكم الدقيق MCU ، كل لوح برمجي يحتوي على شوية مكونات اضافية تسهل تعاملك معه .. محولات ومكثفات ، ودوائر كهربائية للحماية و منافذ سهلة لتوصيل الاسلاك بدون الحاجة إلى معدات اللحام

مؤخرا وكأحد أعراض الثورة الصناعية الرابعة ، صارت الالواح البرمجية منتشرة ولها سوق تجاري كبير .. وبالتالي كل يوم تطلع انواع ومنتجات جديدة وصار لها تصنيفات و اسماء مشهورة

مثلا اردوينو !††

أشهر لوح برمجي هو اردوينو ،  تحدثنا عنه كثير في البودكاست . طبعا شهرة اردوينو ماجاءت من فراغ ، الاردوينو لوح برمجي مفتوح المصدر ، يعني لا يملكه أحد !  المطور الاصلي إيطالي اسمه مارتينو ، صممه وطرحه تحت رخصة حرة للجميع في العالم. بإمكان اي احد أن يصنعه او يشتريه من اي شركة تصنعه .. وبما انه ليس له حقوق ملكية فبالتالي المصنعين كثيرين وبالتالي سعره رخيص ،

ليه اشتهر اردوينو بالذات ؟

الميزة الاهم في اردوينو ، انه مع الوقت أصبح له مجتمع كبير من المطورين والمبرمجين حول العالم ..  يدعمونه ويبرمجون له مكتبات برمجية تسهل عليك عملية التطوير بشكل فظيع

وأيضا بما انه مفتوح المصدر ومايحتاج  License أو تصاريح  لتطور له اكسسوارات ..  صارت فيه شركات كثير تطور له اضافات وقطع تزيد المميزات الممكنة ، تسمى Shields وتترجم دروع بالعربي .. تركب على اللوح البرمجي بشكل سهل وعملي ، ولها انواع كثيرة ! مستشعرات و منافذ wifi و قارئ باركود و متحكمات بالمحركات الكهربائية وكل شي يخطر على بالك

ياخي السالفة معقدة !

قبل ما تقول ان الموضوع معقد ، لازم تعرف إن كل شي نسبي !! قبل ماتصبح الالواح البرمجية والمتحكمات الدقيقة رخيصة و متاحة للجميع .. كان اللي يحتاج يطور نظام مدمج للمنتج او الاختراع حقه .. يضطر لتعلم تصميم الدوائر الكهربائية والنظريات الفيزيائية المتعلقة بالكهرباء والمغنطيسية Electromagnetic

وبعدين يتعلم كيف يسوي PCB ، دئرة كهربائية مطبوعة ، طبعا بتقولي وش هي ذي ؟ شفت اللوح الإلكتروني الاخضر اللي تحصله داخل ريموت التلفزيون ، اللي فيه خطوط وقطع غريبة .. هذا هو !

طبعا طريقة تصنيعة معقدة وتحتاج مواد كيماوية  وأقنعة Stencil و معدات لحام وشغل مايخلص

بينما  الألواح البرمجية في المقابل ، ماتحتاج الا تعلم كم سطر برمجة ، وصلى الله وبارك ، صرت مهندس

علاوة على ذلك .. أزيدك من الشعر بيت ، بالنسبة للـ ( اردوينو ) خصوصا ! نادرا مايطرأ شي في بالك إلا وتحصل واحد سبقك و نفذ نفس الفكرة بالضبط ! ونشر الكود البرمجي بشكل مفتوح المصدر في أحد المواقع المختصة خصوصا Instructables ..  او في اسوأ الاحوال بتحصل شئ شبيه جدا مع تعديل بسيط لسطر ولا اثنين ستصل لهدفك

مافيه مثال ثاني غير اردوينو ؟

طيب .. عشان  ماتقولون إني اطبل للأردوينو ، احب اوضح انه ليس افضل لوح برمجي ، ولا ارخصها ، ولا اسهلها

بالطبع فيه انواع كثيره احترافية ، تستخدم في التطبيقات الصناعية والتجارية من عديد من الشركات  . فيه انواع ارخص وفيها مميزات اكثر مثل عائلة ESP .. فيه انواع اسهل مثل متحكمات ليجو ، اللي تتميز بواجهة برمجة رسومية ، مفيدة خصوصا للي مايتقن اللغة الانجليزية

وش مستقبلها ؟

في النهاية !! يمكن سمعت بمصطلح انترنت الاشياء iOT ، هو ببساطة أنظمة مدمجة متصلة بالإنترنت وبالاجهزة الأخرى لا سلكيا ! بإمكانها إستقبال الأوامر من جوالك مثلا وتحويل الأوامر للغة تفهمها الأجهزة الكهربائية التقليدية .. سالفتها طويلة بنخليها لمقال ثاني