كتاب دليل محاكاة الاردوينو

‫كيف تقوم بتصميم وتشغيل مشاريع معتمدة‬
‫على آردوينو دون مكونات إلكترونية حقيقية‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫‪1‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫إهداء‬

‫إلى كل من رأى في العلم السبيل لتغير الواقع‬
‫إلى كل من يريد أن يصنع الحياة‬

‫لا تجعل أي شيء يوقفك عن التعلم ولو للحظة‬

‫‪2‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫شكرًا‬

‫لكل من ساهم في نشر معلومة باللغة العربية محاولًا دفع‬
‫التطور العلمي للوطن العربي وأخص بالذكر‬

‫مجتمع العتاد مفتوح المصدر‬
‫مجموعة فابلوجيا‬

‫صديقي العزيز مهند رواشدة‬

‫‪3‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫رخصة الكتاب‬

‫هذا الكتاب يخضع لرخصة المشاع الإبداعي ‪ Creative Common V.3‬الإصدارة الثالثة مما يعني أن‬

‫لك كامل الحق في نسخ‪ ،‬ووييع وعديل إعادة نشر وطباعة محتوى الكتاب كما وشاء شرط ذكر المصدر‬
‫و أن يكون العمل المشتق من هذا الكتاب يخضع لنفس الرخصة‬

‫تم بناء الكتاب على مجموعة مقالات عربية تخضخخخع أيضخخخًا لرخصخخخة المشخخخاع الإبداعي وتم ادراج روابط‬
‫المقالات الأصلية في صفحة المراجع في نهاية الكتاب‪.‬‬

‫يمكنك متابعتي على مدونتي‬

‫‪simplyarduino.com‬‬

‫إذا أردت الاستزادة من علم المتحكمات الدقيقة المبنية على آردوينو أنصحك بزيارة هذه المواقع‬
‫العربية الرائعة‬

‫‪www.genotronex.com‬‬
‫‪fablogia.wikilogians.org‬‬
‫‪Ali-madness.blogspot.com‬‬

‫عبدالله على عبدالله‬
‫الإصدارة الأولى ‪2113-11-11‬‬

‫‪4‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫فهرس الكتاب‬

‫إهداء‪2 ...................................................................................................................‬‬
‫شكرًا ‪3 ....................................................................................................................‬‬
‫رخصة الكتاب ‪4 .........................................................................................................‬‬
‫ما هو آردوينو‪8 ..........................................................................................................‬‬

‫‪ Circuits.IO‬لمحاكاة دارات آردوينو‪11..........................................................................‬‬
‫عمل حساب في موقع ‪11................................................................ 123d.circuits.io‬‬

‫عمل دارة جديدة‪12...............................................................................................‬‬
‫وعرف أكثر على عناصر واجهة المحرر‪14.........................................................................‬‬
‫المميزات والعيوب‪11...............................................................................................‬‬

‫محاكاة آردوينو على ‪21................................................................................... Proteus‬‬

‫تحميل مكتبة آردوينو البسيطة لبرنامج برووس‪21..............................................................‬‬

‫تحميل البرنامج من ‪ Arduino IDE‬إلى برووس‪23..........................................................‬‬
‫استخدام مكتبة ‪22....................................................................................Simulino‬‬
‫محاكاة آردوينو على ‪ Proteus‬بدون مكتبة‪21....................................................................‬‬

‫المكونات الأساسية‪31..............................................................................................‬‬
‫إضافة و ووصيل المكونات‪31......................................................................................‬‬

‫‪5‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫مشاريع محاكاة جاهزة ‪31..........................................................................................‬‬
‫المميزات والعيوب‪41...............................................................................................‬‬
‫ونصيب برووس على أنظمة التشغيل لينكس ‪41.....................................................................‬‬

‫ونصيب ‪ Wine‬عبر مدير البرامج ‪41..............................................................................‬‬
‫ونصيب ‪ Wine‬عبر سطر الأوامر ‪42...............................................................................‬‬
‫محاكاة آردوينو على ‪45................................................................Virtual Bread Board‬‬

‫ونزيل البرنامج‪45....................................................................................................‬‬
‫فتح الأمثلة الجاهزة و المشاريع الجديدة‪42....................................................................‬‬
‫وعرف أكثر على واجهة البرنامج‪51................................................................................‬‬
‫المميزات و العيوب‪55..............................................................................................‬‬
‫برامج أخرى‪52..........................................................................................................‬‬

‫برنامج ‪52............................................................................................... Simuino‬‬
‫برنامج ‪58...............................................................................................Simulide‬‬
‫برنامج‪51............................................................... Simulator for Arduino v0.99‬‬
‫برنامج ‪61................................................................................ArduinoDebugger‬‬
‫برنامج ‪61................................................... Arduino Simulator on iPhone / iPad‬‬

‫مراجع ‪62.................................................................................................................‬‬

‫‪6‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫من الأقوال المأثورة عن القراءة‬

‫الكتب ليست أكوام من الورق الميت‪ ..‬إنها عقول وعيش‬
‫على الأرفف‪..‬‬

‫غيلبروهايت‬

‫‪2‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫ما هو آردوينو‬

‫اردوينو ‪ Arduino‬ذلك الاسخخخم الذي يرمز لتقنية غيرت مفهوم الناس‬
‫عن علوم المتحكمخات الخدقيقخة ‪ Microcntrollers‬حيث عمدت هذه‬

‫التقنية إلى وبسخخيط علم التحكم الدقيق و البرمجة بصخخورة مكنت الجميع‬
‫من تحويخل أفكارهم الى أجهزة الكوونية بسخخخهولة و دون الحاجة برة‬
‫عميقة في علم الإلكوونيات أو البرمجة يطلق أسم آردوينو على مجموعة‬

‫من اللوحات الإلكوونية مفتوحه المصخخخدر ‪ Open Hardware‬لتطوير‬

‫الكثير من الافكار و المشخخاريع المتعلقة بالتحكم الآلي بصخخوره سخخهله و بسخخيطة عن طريق اسخختخدام لغة‬

‫برمجه مفتوحه المصخخدر ودعى ‪ Arduino C‬و يتم برمجه المتحكمة الموجودة على اللوحة باسخختخدام‬
‫برنامج خاص يسخمى ‪ Arduino IDE: Integrated Development Environment‬و الذى يتوفر‬

‫مجانا للتحميل من موقع اردوينو الرسمي ‪http://arduino.cc‬‬

‫وخخدعخم لخغخخة آردويخنخو الخعخخديخخد مخن الخلوحخخات‬
‫الإلكوونية بمختلف الأنواع والشركات المصنعة‬
‫فمثلا يمكنخك برمجخة اللوحخات الإلكوونية التي‬

‫وعتمخخد على شخخخرائح ‪ Atmega‬من شخخخخركخخة‬
‫‪Atmel‬او برمجة شخخخرائح ال ‪Pic‬من شخخخركة‬
‫‪ Microchip‬أو حخختخخى مخخعخخالجخخات ‪ARM‬‬
‫‪ cortex‬و أنظمة الخخخخخخ ‪ FPGA‬و كل هذا بلغة‬

‫برمجية واحدة ‪.‬‬

‫‪8‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫يناقش هذا الكتاب كيفية ونفيذ التجارب والمشخاريع على لوحات آردوينو دون لحاجة لشخراء أي مكونات‬
‫إلكوونيخة وهذا عبر طرق محاكاة آردوينو على الحاسخخخب الآلي باسخخختخدام البرامج المعدة خصخخخيصخخخا‬

‫لأغراض المحاكاة التعليمية‪.‬‬
‫جاء هذا الكتاب كمحاولة لتسهيل وعلم آردوينو لأبناء الوطن العربي حيث يواجه الكثير صعوبة في شراء‬
‫القطع الإلكوونيخة لعخدم ووافرها في بعا المناطق أو لغلاء سخخخعرها في مناطق أخرى لذلك كتبت هذا‬
‫الكتاب ليشخرح حل مصفصخل للتغلب على هذه المشخاكل فخلال صخفحات الكتاب سختتعرف على ‪ 8‬وقنيات‬

‫لمحاكاة آردوينو على مختلف أنظمة التشغيل مثل‬

‫)‪Microsoft Windows, Linux, Mac, iOS (iphone/Ipad‬‬

‫سختكون المعلومات مركزة على شخرح اسختخدام التطبيقات المختلفة في محاكاة آردوينو ولن يتطرق إلى‬
‫شخرح لغة برمجة آردوينو نفسها لذلك إذا أحببت ان وتعلم برمجة المتحكمات الدقيقة باستخدام آردوينو‬

‫فأنصحك بقراءة الكتاب العربي "آردوينو ببساطة" والذي يمكنك تحميلة مجانًا من الرابط التالي‪:‬‬

‫‪http://simplyarduino.com/?page_id=5‬‬

‫‪1‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫‪ Circuits.IO‬لمحاكاة دارات آردوينو‬

‫ظهر هخذا المحخاكي ‪ 123D.circuits.io‬بتعخاون بين شخخخركخة أوووديسخخخخك )‪ (Autodesk‬وموقع‬
‫‪circuit.io‬كطريقة لتسخهيل وعلم آردوينو للهواه دون الحاجة لتنصخيب أي برامج فكل ما عليك فعله هو‬

‫الدخول مباشرة على الموقع الإلكووني‬
‫وكمن أهميخة هخذا المحخاكي في جعخل وصخخخميم واختبخار الخدارات الالكوونيخة أمراً ممكنخاً لعخديخد من‬

‫الاشخخخخخاص وخخاصخخخة المبتخدئين منهم وذلخك بخالرغم من وجود محاكيات أخرى مثل ‪ VBB‬والذي‬
‫سنتحدث عنه في الفصول التالية ولكنه شهد وراجعاً في شعبيته بعد تحوّله إلى منتج غير مجاني!‬

‫من ميزات محاكي ‪ D 123‬وجود لوحة اختبار ‪ Bread Board‬وهمية وسخخخمح لك بةضخخخافة المكونات‬

‫الالكوونيخة واختبخارهخا اخامخًا كما في الحقيقة كذلك اضخخخافة الآردوينو مع الكود ا اص به وكل ذلك‬
‫ضخمن متصخفح الانونت كما يمكنك مشخاركة الاخرين لتصخاميمك وداراوك بكل سخهولة كما هو الحال‬

‫في الموقع الشهير ‪Github.‬‬

‫والآن سنبدأ بخطوات بسيطة لاستخدام هذا المحاكي‬

‫ملحوظة‪ :‬المحاكي حاليًا لايزال تحت مرحلة التطوير ولذلك لضخخمان العمل بشخخكل صخخحيح ينصخخح‬

‫باستخدام متصفح ‪Google Chrome.‬‬

‫‪11‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫عمل حساب في موقع ‪123d.circuits.io‬‬
‫اضغط على ير اشواك ثم قم بملء البيانات أو سجل عن طريق حساب الفيسبوك أو وويو‪.‬‬

‫‪11‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫عمل دارة جديدة‬
‫بالضغط على ير‪ New circuit‬ثم أكتب أسم الدائرة الجديدة‬

‫قم باختيار الآردوينو مع لوحة التجارب‪.‬‬

‫‪12‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫مبروك ‪ ):‬الأن يمكنك بدء ووصيل المكونات الإلكوونية لمشروعك الأول باستخدام آردوينو أنصحك‬
‫بتطبيق المثال الأول والثاني في كتاب آردوينو ببساطة‬

‫‪13‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫تعرف أكثر على عناصر واجهة المحرر‬

‫المجموعة رقم ‪ :1‬ستجد عدة أيرار لها علاقة بتشغيل المشروع وإيقافه وهي بدءاً من اليسار‬
‫‪.‬تحديد العناصر ‪o Select:‬‬
‫‪.‬وراجع ‪o Undo:‬‬
‫‪.‬وراجع عن آخر وراجع قمت به ‪o Redo:‬‬
‫‪.‬حذف العنصر المحدد ‪o Delete:‬‬
‫‪.‬بدء أو إيقاف المحاكاة ‪o Play / Pause:‬‬
‫‪.‬ودوير العنصر ‪o Rotate:‬‬

‫‪14‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫المجموعة رقم ‪ :2‬منها وستطيع اختيار عنصر الكووني من أحد العناصر الموجودة في هذه القائمة‪.‬‬
‫المجموعة رقم ‪ :3‬اكنك من البحث عن عنصخر جديد ضخمن قائمة أكبر وأوسخع فقط عليك كتابة اسخم‬

‫العنصر المطلوب‪.‬‬

‫لكتابة كود الآردوينو يمكنك الضخغط على لوحة الآردوينو فتظهر بشخكل أغمق (كما في الصخورة السخابقة)‬

‫ووظهر قائمة من الأسخفل كما يمكنك ضغط ‪ Arduino Code Editor‬وكتابة الكود ا اص بالمشروع‬
‫وبخعخخد الانختخهخخاء قخم بخخالضخخخغخط عخلخى الخزر المخوجود في أعلى المحرر ‪(Compile and restart‬‬

‫)‪ simulation‬ليتم تحميل البرنامج على الآردوينو وبدء المحاكاة‪.‬‬

‫‪15‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫ونبيه‪ :‬عند إضافة مقاومة يجب الانتباه لقيمتها لأنها وكون افواضياً قيمة كبيرة من درجة الكيلو أوم وربما‬

‫لا يعمل المشروع بسبب المقاومة التي وعيق مرور التيار‪.‬‬
‫بةمكانك وعديل قيمتها من حقل ‪ Resistance‬ووغيير درجتها (أوم – كيلو أوم ‪ ) ..‬من القائمة المنسخخدلة‬

‫جانباً ‪.‬‬

‫باسختطاعتك أيضخًا إضافة الأصدقاء‬
‫ليشخخخاركوك العمل على المشخخخروع‬
‫من خلال هذا التبويب في القائمة‬
‫الجانبية اليسرى يكفي كتابة الاسم‬

‫ليصبحوا شركاءك في المشروع‪.‬‬

‫‪16‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫يمكنك مشاهدة هذا الفيديو الذي يوضح كيفية استخدام وإضافة القطع و كتابة الكود ( الجزء الأول‬
‫من الفيديو يتناول موضوع الآردوينو)‬

‫‪http://vimeo.com/74289346‬‬
‫لاحظ أنه عندما وفتح أحد المشاريع من صفحتك الرئيسية ستظهر لك هذه الواجهة‪:‬‬

‫المجموعة رقم ‪ :1‬وضعيات العمل على المشروع وهي ثلاث وضعيات‪:‬‬
‫‪ o‬الوضخعية الأولى وسخمى ‪ BreadBoard‬أي العمل على وطبق الدارة بوضخع الرسخوميات كما‬

‫هو في الصورة‪.‬‬
‫‪ o‬الوضخخعية الثانية وسخخمى ‪ Schematic:‬ووعني المخطط النظري للدارة وهو المخطط الذي‬

‫يوضع في دليل المشروع ووستخدم فيه الرموي العالمية التي وعطى لكل عنصر‪.‬‬
‫‪ o‬الوضخخعية الثالثة وسخخمى ‪ PCB:‬ووعني المخطط العملي للدارة وهو المخطط الذي يمكن أن‬

‫يتم طباعته ليصبح في النهاية دارة يتم وركيب العناصر عليها‪.‬‬

‫‪12‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫المجموعة رقم ‪ :2‬وتضمن أربع نوافذ‪:‬‬
‫‪Overview o‬النافذة التي يتم ضمنها العمل على الدارة‪.‬‬
‫‪Discussion o‬نافذة يتم ضمنها وضع وعليقات على المشروع أو مناقشة صاحب المشروع حوله‪.‬‬
‫‪BOM o‬اختصخخارًا لخخخخخخ ‪ Bill of Materials‬وهي قائمة بكل العناصخخر التي تم اسخختخدامها في‬

‫الدارة (يمكن الاستفادة منها لاحقاً في حال طلب شراء الدارة التي يتيحها الموقع مع خدمة‬

‫ووصيل مجانية)‪.‬‬
‫‪ Network o‬تجد فيها مدى انتشار المشروع و المشاركات التي قام الآخرون بها‪.‬‬
‫المجموعة رقم ‪ : 3‬وهي عبارة عن ثلاث خواص وتعلق بالمشخخخروع وهي مقتبسخخخة من موقع ‪Github‬‬

‫عمل هذه ا واص‪:‬‬
‫‪ Fork o‬وتيح لأي مسختخدم من أخذ نسخخة جديدة من المشخروع الأسخاسخي ووضعها في حسابه‬

‫ا اص مع إمكانية التعديل عليها بشكل مستقل عن النسخة الأصلية‪.‬‬
‫‪ Watch o‬وتيح هذه ا اصخية متابعة المشخروع و ودرج المشخاريع في قائمة ‪My Watched‬‬

‫‪circuits‬في صفحة المستخدم للبقاء على إطلاع بآخر التغييرات في الدارة‪.‬‬
‫‪ Star o‬وشخبه ‪ Like‬في فيسخبوك و وعتبر وقييماً للمشخروع ووظهر كل المشخاريع التي قمت بضخغط‬

‫هذا الزر لها في قائمة واحدة ‪ Starred Circuits‬في وبويب‪Lists‬‬
‫المجموعخة رقم ‪ :4‬الزر الأول مهمتخه فتح المحرر لتعخديخل المشخخخروع والزر الثخاني لتعخديخل المعلومخات‬

‫المتعلقة به‬

‫والزر الثالث لإضخافة أصخدقاءك لمشاركتك في داروك ثيث أن عيع التعديلات تحفظ على الدارة من‬

‫كل المشاركين‪(Collaborators).‬‬

‫‪18‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫المجموعة رقم ‪: 5‬‬

‫‪ Share Circuit‬وعطيك كود لإضافة داروك في موقعك ا اص‪.‬‬ ‫‪o‬‬
‫‪ Download Gerber‬لتحميل ملفات التصميم النهائية‪PCB.‬‬ ‫‪o‬‬
‫‪ Generate Enclosure‬لعرض الشكل ثلاثي الأبعاد للدارة‪.‬‬ ‫‪o‬‬

‫المجموعة رقم ‪ :6‬يصعرض فيها أسماء المشاركين في المشروع‪.‬‬

‫ملاحظة ‪:‬يوجد ثلاثة أنواع للمستخدمين ‪:‬مستخدم مجاني )‪ (free user‬ومستخدم صانع ‪(Maker‬‬
‫)‪user‬ومستخدم متقدم)‪ (Professional‬وطالما أن المستخدم من النوع المجاني )‪(free user‬‬

‫فةن عيع مشاريعه ستكون عامة ويمكن للجميع رؤيتها ومشاركتها‪.‬‬

‫المميزات والعيوب‬

‫المميزات‪:‬‬

‫‪ .1‬يعمل على عيع أنظمة التشغيل‬
‫‪ .2‬يعمل مباشرة من متصفح الأنونت‬

‫‪ .3‬واجهه رسومية بسيطة‬

‫العيوب‪:‬‬

‫‪ .1‬لا يدعم الكثير من القطع الإلكوونية وخاصة الحساسات ‪sensors‬‬

‫‪11‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫من الأقوال المأثورة عن القراءة‬

‫ليس عليك أن تحرق الكتب لتدمر حضارة‬
‫فقط اجعل الناس وكف عن قراءوها ويتم ذلك‪.‬‬
‫راي برادبوري‬

‫‪21‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫محاكاة آردوينو على ‪Proteus‬‬

‫يعتبر برنخامج برووس أشخخخهر أداة برمجيخة لمحخاكخاة الخدوائر الإلكوونيخة بمختلف أنواعها بدئاً من الدوائر‬
‫التماثلية والرقمية وانتهائاً بالمعالجات والمتحكمات الدقيقة‪.‬‬

‫يمكنخك أن تحخاكي دوائر آردوينو بسخخخهولخة خلال برنخامج برووس عن طريق إضخخخخخافخة مكتبخة آردوينو‬

‫وا طوات ستكون كالتالي‪:‬‬

‫تحميل مكتبة آردوينو البسيطة لبرنامج بروتس‬
‫قم بتحميل المكتبة التي تحتوى على لوحات اردوينو الأساسية ‪& Arduino Uno, Mega1280‬‬

‫‪ Mega 2560‬من مرفقات الكتاب أو من الرابط التالي‪:‬‬
‫‪http://www.mediafire.com/?92ckm2n2cmp392a‬‬

‫‪21‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫بعد التحميل قم بفك الملف المضغوط ونقل المكتبات ا اصة بمحاكاة اردوينو داخل برنامج البرووس‬
‫وهذا عن طريق نسخها إلى العنوان التالي على جهايك (بافواض أنك قمت بتنصيب البرنامج في مجلد‬

‫‪.)Program files‬‬
‫‪C:/ Program Files / Labcenter Electronics / Proteus 7 Professional / LIBRARY‬‬

‫بعد اضافة المكتبات لبرنامج برووس يمكنك ان وضيف لوحة اردوينو إلى مشاريع المحاكاة ا اصة بك‬
‫والأن نأوي للجزء المخادع قليلًا وهو كيف نحمل البرنامج إلى اللوحة ؟؟‬
‫‪22‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫تحميل البرنامج من ‪ Arduino IDE‬إلى بروتس‬
‫لنفرض اننا نريد محاكاة مشروع الخ ‪ Blinking Led‬والهدف هو وشغيل ‪ led‬لمدة ثانية ثم إطفائه لمدة‬

‫ثانية عن طريق ووصيلة بالمخرج رقم ‪ 13‬على لوحة اردوينو‪.‬‬

‫في البداية سأفوض أنك وعرف اساسيات استخدام برنامج برووس وكذلك البرمجة بلغة اردوينو لذلك‬
‫سأشرح خطوات المحاكاة مباشرة‬

‫ا طوة الأولى‪ :‬قم بعمل ‪ Compile‬للكود على برنامج اردوينو وهذا عن طريق الضغط على ير‬
‫‪Verify‬‬

‫‪23‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫لاحظ مسار ملف الخ ‪ Hex‬الناوج من عملية الخ ‪ Compile‬كما في الصورة‪:‬‬

‫‪24‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫ا طوة الثانية‪ :‬قم بفتح المسار الموجود في الصورة لتجد ملف الخ ‪Hex‬‬

‫‪C:\Users\ZAIDPI~1\AppData\Local\Temp\build3564184540682511069.t‬‬
‫‪mp\Blink.cpp.hex‬‬

‫في بعا إصخخخدارات برامج اردوينو قد لا تجد مكان ملف الخخخخخخخ ‪ Hex‬مكتوب في اسخخخهل البرنامج واذا‬
‫حدث هذا معك فيمكنك اسختخدم خاصخية البحث في الملفات في مجلد ‪ C:/‬وذلك عن طريق الضغط‬
‫على ير ‪ Ctrl+F‬ثم اكتخب ‪ hex.‬بعخدهخا سخخختجد عيع الملفات التي تم انشخخخائها في صخخخورة ملفات‬

‫‪ hex‬بواسطة ‪Arduino IDE‬‬

‫ا طوة الثخالثخة‪ :‬قم بنسخخخ‪ ،‬الملف الخذي يحمخل اسخخخم المشخخخروع ا خاص بخك و في حخالتنخا سخخخيكون‬

‫‪ Blink.cpp.hex‬ثم الصقه على سطح المكتب عندك‬

‫‪25‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫ا طوة الرابعة‪ :‬اضغط مروين على لوحة اردوينو في برنامج البرووس ثم ووجه الى ا يار ‪Program‬‬
‫‪ file‬واختار الملف ‪ Blink.cpp.hex‬من سطح المكتب‬

‫الان اضغط على ير وشغيل المحاكاة لتجد الخ ‪ LED‬بدء في الوميا لمدة ثانية ثم ينطفئ لمدة ثانية‬

‫‪26‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫استخدام مكتبة ‪Simulino‬‬

‫وعتبر هذه المكتبة مماثلة للسابقة لكن مع مميزات إضافية فهي تحتوي على حساس الموجات الفوق‬

‫صووية ‪ Ultrasonic‬كذلك أنواع مختلفة من اردوينو مثل‪:‬‬
‫‪o Arduino nano‬‬
‫‪o Arduino Folra‬‬
‫‪o Arduino UNO SMD‬‬
‫‪o UltraSonic Sensor‬‬

‫ستجد المكتبة في مرفقات الكتاب أو يمكنك تحميلها من أحد الروابط التالية‬
‫‪http://www.mediafire.com/download/xdnjn81egbf2g6v/Library.zip‬‬
‫‪https://docs.google.com/file/d/0B6UMJFAuMr1xSFFhM1NpellwZmc/edit?usp=sharing‬‬

‫‪22‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫الصورة التالية ووضح مثال على هذه المكتبة الرائعة حيث استخدمت في محاكاة مشروع رادار صووي‬

‫قادر على تحديد المسافة بين حساس الخ ‪Ultrasonic‬و الاجسام الموضوع أمامة ‪.‬‬

‫ستجد هذا المثال في المرفقات أو يمكنك تحميله من‪:‬‬
‫‪http://www.mediafire.com/download/hh969fvhc4uk115/barGraph.zip‬‬
‫‪https://docs.google.com/file/d/0B6UMJFAuMr1xcFJ3RGtqZDR6Z3M/edit?pli=1‬‬
‫هذا النوع من التطبيقات دائما ما يسخختخدم في مشخخخاريع الروبوت والتي يمكنها وفادي الحائط والعقبات‬
‫بصخخخورة ولقائية عن طريق مبدئ الرادار الصخخخووي إذا أحببت أن وتعرف على اسخخختخدام هذا النوع من‬

‫الحساسات ووطبيقاوه مع الروبوت فأنصحك بقراءة السلسلة الرائعة "سلسلة روبووات آردوينو بالعربي"‬

‫‪http://www.genotronex.com/p/blog-page_23.html‬‬

‫‪28‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫من الأقوال المأثورة عن القراءة‬

‫الكتاب هو المعلم الذي يعلم بلا عصا ولا كلمات ولا‬
‫غضب‪ ..‬بلا خبز ولا ما ان دنوت منه لا تجده نائم وإن‬

‫قصدوه لا يختبئ منك‪..‬‬
‫إليزابيث براوننغ‬

‫‪21‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫محاكاة آردوينو على ‪ Proteus‬بدون مكتبة‬

‫يمكنخك محخاكاة آردوينو دون الحاجة إلى مكتبة اردوينو ا اصخخخة وذلك عن طريق عمل دائرة آردوينو‬
‫بنفسك على برنامج برووس وهذا الأمر له الفوائد التالية‪:‬‬

‫‪ o‬استخدام شريحة ‪Atmega 328‬فقط دون لوحة اردوينو بالكامل‬
‫‪ o‬إمكانية تحويل مخطط المحاكاة الى دائرة مطبوعة ‪PCB‬‬

‫‪ o‬سخخهولة التحكم في كل الأجزاء العتادية ‪ Hardware‬للمشخخروع (هذا الامر مهم لمن يريد ان‬

‫يقوم بصخخخنخاعخة مشخخخروع تجخاري بخاسخخختخخدام آردوينو حيخث يتوجخب خفا عخدد المكونات‬
‫الالكوونية الداخلة في المشروع لتخفيا التكلفة)‪.‬‬

‫‪31‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫المكونات الأساسية‬

‫لمحاكاة اردوينو تحتاج إلى إضافة القطع الإلكوونية التالية لمشروع المحاكاة‪:‬‬

‫‪ o‬شريحة ‪Atmega 328‬‬
‫‪ o‬مذبذب (كريستالة) ‪16 Mhz crystal‬‬

‫‪ o‬مكثف سيراميك ‪( 22 pf‬قطعتين)‬
‫‪ o‬مقاومة ‪ 11‬كيلو اوم‬

‫‪ o‬دايود ضوئي ‪( LED‬على حسب المشروع الذي‬

‫وود أن ونفذه)‬

‫‪ o‬مقاومة ‪ 221‬اوم (على حسب المشروع الذي وود‬

‫أن ونفذه)‬

‫إضافة و توصيل المكونات‬

‫أضغط على ير إضافة المكونات الإلكوونية‬

‫‪31‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫قم بالبحث عن ‪ Atmega‬لتظهر لك قائمة كبيرة بجميع شرائح اايجا المخزنة في برنامج برووس ثم‬
‫اخو منها شريحة ‪Atmega 328p‬كما في الصورة التالية‪:‬‬

‫كرر نفس ا طوات مع الكريستالة و المكثف و المقاومة‬

‫‪32‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫بعد الانتهاء من اختيار عيع المكونات قم بوضعها في منطقة الرسم كما في الصورة التالية‬

‫اضغط على الكريستالة مروين لتغير قيمتها واكتب ‪ 16MHz‬كما في الصورة التالية‪:‬‬

‫‪33‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫كرر نفس ا طوات مع المكثفات لتغير قيمتها إلى ‪22pf‬‬

‫قم بتوصيل المكثفات مع الكرستالة مع علامة الأرضي ‪GND‬‬

‫‪34‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫قم بتوصيل المنفذ رقم ‪ 1‬و ‪ 21‬و‪ 21‬في شريحة ‪Atmega328‬بعلامة الجهد الموجب ‪ Vcc‬كما في‬

‫الصورة التالية‪:‬‬

‫الأن أنت اتلك أبسط وصميم لدائرة اردوينو‬

‫‪35‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫في ا طوات السخخخابقخة قمنخا بعمخل دائرة اردوينو البسخخخيطخة لكن هناك شخخخيء واحد مفقود و هو أسماء‬
‫المخداخخل و المخخارج ا خاصخخخة بخآردوينو فكما ولاحظ لا وتواجد أسماء المداخل كما هو متعارف عليها‬

‫مثل ‪A0, A1, A2, Digital 0 1 2 3 4‬و انما بدل من هذا نجد أسماء المداخل مثل ‪PC0, PC1,‬‬
‫‪.PCINT‬‬

‫هذه أسماء المداخل والمخارج كما هي مكتوبة في مخطط البيانات ‪Datasheet‬من شخخركة ‪ATmel‬‬
‫واثل كل واحدة منها أحد مداخل ومخارج لوحة اردوينو ‪UNO‬كما في الصورة التالية‪:‬‬

‫لنفوض مثلًا انك وريد ووصخيل دايود ضخوئي على المنفذ رقم ‪ 13‬في لوحة اردوينو ‪ Uno‬عندئذ سنجد‬
‫ان المنفذ رقم ‪ 11‬هو ما يكافئه على شريحة ‪Atmega 328‬كما في الصور التالية‪.‬‬

‫‪36‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫‪32‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫ا طوة الأخيرة هي إضافة برنامج‬
‫المحاكاة‪ :‬سخخنكرر نفس خطوات الخ‬

‫‪Verfiy‬في برنخخامج اردوينو حتى‬
‫نحصخخخل على ملف الخخخخخخخ ‪Hex‬بعد‬

‫ذلك نضخغط مروين على شريحة ال‬

‫‪Atmeg328‬حختخى وظهر قخخائمخخة‬

‫ا صخخخخخائخص ثخم نضخخخغخط على ير‬

‫"المجخخلخخد" في ‪Program file‬‬
‫ونختار ملف الخ ‪Hex‬‬

‫في النهاية أضغط على ير بدء المحاكاة من الشريط السفلي‬

‫‪38‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫مشاريع محاكاة جاهزة‬

‫إذا أحببت الحصول على بعا المشاريع الجاهزة لدوائر اردوينو باستخدام برنامج برووس فتوجهه إلى‬
‫هذا الموقع الرائع والذي يحتوي على مكتبة شاملة من مشاريع المحاكاة الجاهزة‬

‫‪http://www.youspice.com‬‬

‫لتحميل أي مشروع عليك ان ودخل على صفحة المشروع مثل هذه الصفحة‬

‫‪http://www.youspice.com/ys/en/project/autoscroll-string-shift-left-and-‬‬
‫‪right-with-arduino.3sp‬‬

‫ثم ووجهه على القائمة الموجودة في اليسار وحمل منها ملفات المشروع كما في الصورة التالية‪:‬‬

‫‪31‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫المميزات والعيوب‬

‫المميزات‪:‬‬
‫‪ .2‬يمكنك محاكاة الآلف المشاريع فبرنامج برووس يحتوي على مكتبة ضخمة من العناصر‬

‫الإلكوونية‬

‫‪ .3‬يمكنك وصميم مخططات الكوونية احوافية ودوائر مطبوعة ‪PCB‬‬
‫‪ .4‬يمكنك محاكاة مشاريع أخرى غير آردوينو على عكس موقع ‪circuits.io‬المخصص فقط‬

‫لآردوينو‬
‫العيوب‪:‬‬

‫‪ .1‬البرنامج مغلق المصدر‬
‫‪ .2‬سعر البرنامج مروفع (يبدأ من ‪ 215‬دولار)‬

‫‪41‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫ونصيب برووس على أنظمة التشغيل لينكس‬

‫من المعروف أن برنامج برووس موجهه لمسخخختخدمي نظام التشخخخغيل "ميكروسخخخوفت ويندوي" لكن هذا لا‬

‫يمنع وشخخخغيخل البرنامج على أنظمة لينكس بسخخخهولة وذلك عن طريق اسخخختخدام البرامج الرائع ‪Wine‬‬

‫والذي يمكنك من ونصيب أدوات ويندوي على أنظمة لينكس بسهولة‪.‬‬

‫تنصيب ‪ Wine‬عبر مدير البرامج‬
‫اذا كنت وسختخدم نظام وشخغيل ‪Ubuntu‬فتنصخيب ‪Wine‬عملية سخهله جد كل ما عليك فعلة هو فتح‬
‫مخدير البرامج لخديخك سخخخواء ‪ Software center‬او المفضخخخل لدي ‪ Synaptics‬ثم أكتب في مربع‬
‫البحث ‪ wine‬ثم قم بوضخخخع علامة على البرنامج و اضخخخغط ‪( Apply‬أو ‪install‬في حالة ‪software‬‬

‫‪)center‬‬

‫‪41‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫تنصيب ‪ Wine‬عبر سطر الأوامر‬
‫اذا كنت وفضل ونصيب البرنامج عبر سطر الأوامر فعليك فتح الطرفية ‪Terminal‬ثم كتابة الأمر التالية‬
‫‪sudo apt-get install wine‬‬

‫بعد الانتهاء من ونصخخيب ‪ Wine‬هناك خطوة اختيارية يمكنك تجاهلها و هي إضخخافة حزمة ‪directx 9‬‬
‫لتشغيل إمكانية الخخخخ ‪3D view‬في برنامج ‪ARES‬الملحق بالبرووس وهو البرنامج المسؤول عن وصميم‬
‫الخخخخ ‪ PCB‬قم بفتح برنامج ‪wine tricks‬واختار ونصيب مجموعة أدوات ‪(DirectX 9‬حزمة من برامج‬

‫ميكروسوفت لعرض الميديا والألعاب ثلاثية الأبعاد )‪.‬‬

‫‪42‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫انتظر قليلًا حتى يتم تحميل عيع الملفات‬

‫بعدها سيظهر معالج ونصيب الخ ‪DirectX‬‬
‫قم بتنصيب البرنامج ثم بعدها قم بتنصيب برنامج ‪ Proteus‬نفسة كما في ويندوي بالظبط‬

‫‪43‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫من الأقوال المأثورة عن القراءة‬

‫إقخرأ كتابًا للمخرة الأولى وتعرف إلى صديخق إقرأه مرة‬
‫ثانيخة صوصادف صديقًا قديمخخاً‬

‫مونتسيكخو‬

‫‪44‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫محاكاة آردوينو على ‪Virtual Bread‬‬
‫‪Board‬‬

‫برنامج ‪VirtualBreadboard‬‬

‫يعتبر واحد من أشهر برامج المحاكاة‬
‫والنمذجة والتي يمكن استخدامها‬
‫بدلاً من ألواح الاختبار‬

‫‪ BreadBorads‬وذلك لضمان‬

‫سرعة ونفيذ التجارب واختبار‬
‫وطبيقات الكوونية والمتحكمات‬

‫الدقيقة‪.‬‬

‫مخنخخذ ‪ 1111‬وهخخذا الخبرنخخامخج هخو المخفضخخخخخل بخخالخنسخخخخبخخة لخلخجخخامخعخخات والهخواة في أنحخخاء الخعخخا ‪.‬‬
‫يسختخدم ‪ VBB‬في وصخميم واختبار الأنظمة المضخمنة )‪ (embedded systems‬ضخمن محاكاة عالية‬

‫المسخخختوى وعنخد مقخارنخة هذا البرنامج ببرامج محاكاة أخرى فةن العديد من الناس يجدون أن الطريقة‬
‫المحاكاة والتعامل مع هذا البرنامج أسخخخهل للاسخخختخدام وأسخخخرع في اختبار الأفكار الجديدة ووصخخخاميم‬

‫الدارات المتنوعة‪.‬‬
‫تنزيل البرنامج‬
‫يتوفر البرنامج على صورة اصداروين الأولى هي ‪VBB express‬و الثانية هي ‪VBB full version‬و‬

‫الاختلاف بينهما أن الأولى مجانية لكن مع قدرات محاكاة محدودة اما الثانية تجعل تحصل على كامل‬

‫‪45‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫ودعم لينك وماك ام النسخة الكاملة ودعم‬Express ‫الإمكانيات البرمجية و المحاكاة (الغريب ان نسخة‬

)‫ويندوي فقط و الجدول التالي يوضح بعا الفروقات الأساسية بين النسختين‬

Feature VBBExpress VBB

Software Only No Yes
Emulation

Emulation with Yes Yes
ICEShield

Windows Yes Yes

Linux/Mac Yes, with Mono runtime No

VBB express ‫لتنزيل الإصدارة‬
http://www.virtualbreadboard.com/Main.aspx?TAB=1

:‫لتنزيل الإصدارة الكاملة‬

‫ من هنا‬J# ‫علينا أولاُ ونزيل هذا التطبيق‬

http://www.virtualbreadboard.com/download/dependencies/VJSharpRDP/vjredist.exe

‫ من هنا‬Virtual BreadBoard ‫ثم نقوم بتنزيل برنامج‬

http://www.mediafire.com/download/kffgiwxau15btx9/virtualbreadboard-4.2.5.0.exe

46

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫فتح الأمثلة الجاهزة و المشاريع الجديدة‬

‫كما هو الحال في كافة البرامج يمكننا أن نقوم بفتح مشروع جديد أو ملف محفوظ مسبقًا‪.‬‬

‫عند فتح البرنامج وظهر نافذة وتألف من أربعة ‪ Tabs‬وهي على الوويب‪:‬‬

‫‪ New‬للبدء بمشروع جديد‪.‬‬ ‫‪o‬‬
‫‪ Existing‬لبدء مشروع محفوظ سابقًا‪.‬‬ ‫‪o‬‬
‫‪ Recent‬للوصول إلى آخر المشاريع المحفوظة‪.‬‬ ‫‪o‬‬

‫صخفحة الخخخخ ‪ New‬وكون مقسخومة إلى قسمين كما موضح في الصورة التالية نجد في القسم الأيسر ووجد‬

‫مجموعة مجلدات تحوي قوالب مشخخخاريع جاهزة وفي القسخخخم الأيمن يتم اسخخختعراض محتويات المجلد‬

‫المحدد في القسم الأيسر ويتم فتح القالب بالنقر مروين عليه‪.‬‬

‫‪42‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫نجد في مجلد آردوينو الكثير من الأمثلة الرقمية والتماثلية وأمثلة للتحكم والعرض…‬

‫صفحة الخ ‪ Existing‬وتيح إمكانية فتح مشاريع محفوظة مسبقًا بعد تحديد مكانها‪.‬‬

‫‪48‬‬

‫دليل محاكاة آردوينو‬

‫العناصر المشار إليها في الصورة‪:‬‬
‫‪ .1‬صفحة الخ‪Existing‬‬

‫‪ .2‬ملفات الخ ‪ VBB‬الموجودة في المجلد الحالي‪.‬‬
‫‪ .3‬قائمة لاستعراض المجلدات‪.‬‬
‫‪ .4‬للرجوع إلى ا لف‪.‬‬

‫‪41‬‬