مشروع عرض الوقت علي شاشة LCD باستخدام الاردوينو

مشروع عرض الوقت علي شاشة ال سى دي باستخدام الاردوينو

تعمل الشاشة في احد الحالات التالية:

 استقبال الأوامر من الأردوينو وتنفيذها، مثلا : أمر تهيئة ومسح الشاشة :
سيكون بهذا الشكل 

lcd.begin(16,2);
lcd.clear();

استقبال المعلومات من الأردوينو وعرضها، مثلا : كتابة جملة معينة :
يمكنك استخدام هذا الامر بهذه الطريقة

lcd.print("Hello");

توصيل الدارة :

قم بتوصيل الدارة كما هو موضح بالصورة التالية :

سنقوم بعمل كود يقوم على حساب التوقيت لتعمل الساعة بشكل صحيح، حيث سيقوم بحساب مرور 60 ثانية ليقوم بزيادة عدد الدقائق وهكذا ايضا مع الساعات. سيتم استخدام مفاتيح الضغط ليقوم البرنامج بمراقبتها في البداية ليتم ضبط التوقيت الصحيح.

الكود البرمجي

قم برفع الكود التالي على الأردوينو :

#include <LiquidCrystal.h>

#define HOUR_BUTTON 6
#define MINUTE_BUTTON 7
#define TICK_LENGTH 60000
#define CHECK_TIME 250


LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

unsigned int minute = 0;
unsigned int hour = 01;
unsigned long previousMillis = 0;
unsigned char am = 1;

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  lcd.begin(16, 2);
  pinMode(HOUR_BUTTON, INPUT);
  pinMode(MINUTE_BUTTON, INPUT);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  checkTick();
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("Time:");
  lcd.setCursor(6,1);
  lcd.print(hour);
  lcd.print(":");
  lcd.print(minute);
  if(am == 1) lcd.print(" AM");
  else lcd.print(" PM");
}

void checkTick() {
   unsigned long currentMillis = millis();
   
   if ((unsigned long)(currentMillis - previousMillis) >= TICK_LENGTH) {
      tick();
      previousMillis = currentMillis;
   }
   if((unsigned long)(currentMillis - previousMillis) >= CHECK_TIME){
      readHourButton();
      readMinuteButton();
   }
}

void tick() {
  minuteUp();
}

  
void readHourButton() {
  if (digitalRead(HOUR_BUTTON) == HIGH) {
    delay(200);
    hourUp();
  }
}

void readMinuteButton() {
  if (digitalRead(MINUTE_BUTTON) == HIGH) {
    delay(200);
    minuteUp();
  }
}

void hourUp() {
  hour = hour + 1;
  if (hour > 12) {
    lcd.clear();
    hour = 1;
    if(am == 1) am = 0;
    else am = 1;
  }
}

void minuteUp() {
  minute = minute + 1;
  if (minute > 59) {
    minute = 0;
    hourUp();
  }
}

شرح الكود :

في البداية نقوم بإضافة مكتبة شاشة الـ LCD وتسمية منافذ الأردوينو المستخدمة مع مفاتيح الضبط :

#include <LiquidCrystal.h>

#define HOUR_BUTTON 6
#define MINUTE_BUTTON 7

ثم نقوم نقوم بالإعلان عن بعض الثوابت التي سيتم استخدامها لاحقا :

#define TICK_LENGTH 60000
#define CHECK_TIME 250

بعد ذلك نقوم بالإعلان عن بعض المتغيرات. يستخدم المتغير minute لحفظ الدقائق. والمتغير hour لحفظ الساعات. والمتغير am لتسجيل ما إذا كان التوقيت صباحا أم مساءاً. وسيتم تسجيل الوقت الخاص بأخر مرة تم حساب التوقيت في المتغير previousMillis .

unsigned int minute = 0;
unsigned int hour = 01;
unsigned long previousMillis = 0;
unsigned char am = 1;

في الدالة ()setup قمنا بضبط الاعدادات اللازمة للمشروع مثل ضبط ارجل الاردوينو كمخارج للمفاتيح وتشغيل الشاشة LCD :

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  lcd.begin(16, 2);
  pinMode(HOUR_BUTTON, INPUT);
  pinMode(MINUTE_BUTTON, INPUT);
}

في الدلة ()loop، نقوم بحساب عدد الثوان التي مرت، فإذا كانت 60 ثانية نقوم بزيادة عدد الدقائق في المتغير minute. كما نقوم بإختبار الدقائق التي مرت، فعند مرور 60 دقيقة نقوم بزيادة عدد الساعات في المتغير hour. ثم نقوم بالنهاية بعرض الدقائق والساعات على شاشة الـ LCD.

أيضا اثناء الإختبار نقوم بإختبار المفاتيح إذا ما تم الضغط عليها ام لا عبر استدعاء الدالة ()checkTick . فإذا تم الضغط على مفتاح الدقائق نقوم بزيادة عدد الدقائق في المتغير minute، ويعمل بنفس الطريقة عند الضغط على مفتاح الساعات.

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  checkTick();
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("Time:");
  lcd.setCursor(6,1);
  lcd.print(hour);
  lcd.print(":");
  lcd.print(minute);
  if(am == 1) lcd.print(" AM");
  else lcd.print(" PM");
}

سنقوم بعمل عدد من الدوال المستخدمة في المشروع :

الدالة ()checkTick ، في كل مرة يتم استدعائها تقوم بحفظ الوقت الذي مضى منذ عمل Reset للأردوينو. ثم تتم مقارنة الوقت الحالي بقيمة مسبقة فإذا اصبح الفارق بين التوقيتين يتعدى الـ TICK_LENGTH الذي تم تحديده في أول البرنامج، فهذا يعني انه قد مرة دقيقة فنقوم بزيادتها بإستخدام الدالة ()tick. ثم نقوم بتسجيل هذا التوقيت لإستخدامه مرة ارخى لمعرفة هل مر دقيقة أخرى ام لا.

 unsigned long currentMillis = millis();
   
   if ((unsigned long)(currentMillis - previousMillis) >= TICK_LENGTH) {
      tick();
      previousMillis = currentMillis;
   }

ايضا يتم التحقق ما إذا تعدى الفارق في التوقيت قيمة CHECK_TIME ، فعندها نقوم بقراءة المفاتيح المستخدمة في تعديل التوقيت.

   if((unsigned long)(currentMillis - previousMillis) >= CHECK_TIME){
      readHourButton();
      readMinuteButton();
   }

الدالة ()tick، تقوم بإستدعاء الدالة ()minuteUp، والتي بدورها تقوم بزيادة عداد الدقائق.

void tick() {
  minuteUp();
}

الدالة ()readHourtButton تقوم بقراءة المفتاح الخاص بتعديل خانة الساعات فإذا تم الضغط عليه تقوم بتشغيل الدالة ()hourUp التي تقوم بزيادة عداد الساعات.

void readHourButton() {
  if (digitalRead(HOUR_BUTTON) == HIGH) {
    delay(200);
    hourUp();
  }
}

الدالة readMinuteButton() تقوم بقراءة المفتاح الخاص بتعديل خانة الدقائق فإذا تم الضغط عليه تقوم بإستدعاء دالة ()minuteUp التي تقوم بزيادة عداد الدقائق.

void readMinuteButton() {
  if (digitalRead(MINUTE_BUTTON) == HIGH) {
    delay(200);
    minuteUp();
  }
}

الدالة hourUp() في كل مرة يتم إستعداء هذه الدالة تقوم بزيادة عداد الساعات بمقدار واحد وعمل اختبار اذا كان التوقيت تغير من الصباح إلى المساء .

void hourUp() {
  hour = hour + 1;
  if (hour > 12) {
    lcd.clear();
    hour = 1;
    if(am == 1) am = 0;
    else am = 1;
  }
}

الداله minuteUp() في كل مرة يتم إستدعائها تقوم بزيادة عداد الدقائق بمقدار واحد وعمل اختبار اذا وصل عداد الدقائق الى 60 تقوم بتصفير عداد الدقائق و زيادة عداد الساعات بمقدار واحد .

void minuteUp() {
  minute = minute + 1;
  if (minute > 59) {
    minute = 0;
    hourUp();
  }
}

مشروع قياس و قراءة درجة حرارة الطقس عبر شاشة lcd باستخدام الاردوينو Arduano

في هذا المشروع سنقوم بعمل جهاز لمراقبة وقياس درجة الحرارة . سيتم قياس درجة الحرارة بإستخدام حساس درجة الحرارة LM35، وعرض درجة الحرارة الحالية والمطلوبة من خلال شاشة العرض.

الشاشة 

تعمل الشاشة في احد الحالات التالية:

استقبال أمر من الأردوينو وتنفيذه، على سبيل المثال : أمر التهيئة ومسح الشاشة:

lcd.begin(16,2);
lcd.clear();

استقبال معلومات من الأردوينو وعرضها، على سبيل المثال : كتابة جملة معينة :

lcd.print("Hello");

 للإطلاع على المزيد حول شاشة الـ LCD قم بالإطلاع على درس التحكم بشاشة LCD

حساس الحرارة LM35

هو عبارة عن عنصر إلكتروني يتأثر بالحرارة ويعطي خرج كهربائي على شكل فولت يمكننا قياسه. أي أن الجهد الكهربائي الناتج منه يتناسب طرديا مع درجة الحرارة فكلما كانت درجة الحرارة عالية كلما كانت الفولتية الناتجة منه عالية.

توصيله في الدارة :

مُخرج هذا الحساس يكون قيمة تناظرية (Analog) ، اي نحتاج إلى توصيله على أحد المنافذ التناظرية (Analog) في الأردوينو. الأطراف التناظرية في الأردوينو من A0 إلى A5 .

الطرف (بداية من اليسار)	التوصيل
1	Vcc
2	Output To Arduino
3	Ground

يجب التدقيق في عملية التوصيل، لأنه في حال توصيل الأطراف بشكل خاطىء قد يتسبب في تلف العنصر. ولاحظ عند توصيل العنصر يتم وضعه بحيث تكون الناحية المسطحة مواجهة لنا.

شرح الدارة

قم بتوصيل الدارة كما هو موضح بالصورة التالية :

سيقوم الحساس LM35 بقياس درجة الحرارة بإستمرار وعرضها على شاشة الـ LCD وبإستخدام مفتاح التحكم (Push Buttons) يمكننا التحكم في رفع أو خفض درجة الحرارة المطلوبة في المكان.

الكود البرمجي :

قم بكتابة الكود التالي ورفعه على الأردوينو :

#include <LiquidCrystal.h>
#define tempPin A0 
#define tup 10 
#define tdown 9
 
float temp; 
int defC = 23; 
int upstate = 0; 
int downstate = 0; 

LiquidCrystal lcd(7, 6, 5, 4, 3, 2);

void setup() {
  lcd.begin(16, 2); 
  lcd.setCursor(0, 0); 
  lcd.print("Config.."); 
  delay(900);
  lcd.clear(); 
  pinMode(tup, INPUT); 
  pinMode(tdown, INPUT); 
}

void loop() {
  upstate = digitalRead(tup); 
  downstate = digitalRead(tdown); 
  int tvalue = analogRead(tempPin);  
  
  if (upstate == HIGH) { 
    defC = defC + 1; 
  }
  if (downstate == HIGH) { 
    defC = defC - 1; 
  }
  temp = tvalue * 0.48828;

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Current ");
  lcd.print (temp);  
  lcd.print ('C');
  
  lcd.setCursor (0, 1); 
  lcd.print ("Desired "); 
  lcd.print (defC);
  lcd.print ('C');

  delay(200);
}

شرح الكود :

في البداية، نقوم بإضافة المكتبة الخاصة بشاشة الـ LCD :

#include <LiquidCrystal.h>

ثم نقوم بتسمية منافذ الأردوينو المستخدمة في المشروع :

#define tempPin A0 
#define tup 10 
#define tdown 9

بعد ذلك، نقوم بالإعلان عن المتغيرات التي سيتم استخدامها في البرنامج لتسجيل قيم درجات الحرارة :

float temp; 
int defC = 23; 
int upstate = 0; 
int downstate = 0;

يتم تسجيل درجة الحرارة الناتجة من حساس الحرارة على المتغير temp. واستخدام المتغير defC لتسجيل درجة الحرارة المطلوبة. والمتغير upstate لتسجيل حالة المفتاح الأول الخاص برفع درجة الحرارة المطلوبة. والمتغير downstate لتسجيل حالة المفتاح الثاني الخاص بخفض درجة الحرارة المطلوبة.

ثم نقوم بإنشاء المتغير الخاص بشاشة الـ LCD وتحديد الأرجل التي سيتم توصيلها مع الأردوينو :

LiquidCrystal lcd(7, 6, 5, 4, 3, 2);

في الدالة ()setup، نقوم بضبط الإعدادات اللازمة، كإعدادات شاشة الـ LCD وضبط المفاتيح (Push Buttons) كمخرج :

void setup() {
  lcd.begin(16, 2); 
  lcd.setCursor(0, 0); 
  lcd.print("Config.."); 
  delay(900);
  lcd.clear(); 
  pinMode(tup, INPUT); 
  pinMode(tdown, INPUT); 
}

في الدالة ()loop، نقوم بقراءة المفاتيح (Push Buttons) ، وقراءة قيمة الجهد الناتج من الحساس :

  upstate = digitalRead(tup); 
  downstate = digitalRead(tdown); 
  int tvalue = analogRead(tempPin);

ثم نقوم بإختبار ما إذا تم الضغط على المفاتيح. فعند الضغط على مفتاح زيادة درجة الحرارة المطلوبة نقوم بإضافة 1 إلى درجة الحرارة المسجلة في المتغير defC. ويتم العكس عند الضغط على مفتاح خفض درجة الحرارة المطلوبة :

   if (upstate == HIGH) { 
    defC = defC + 1; 
  }
  if (downstate == HIGH) { 
    defC = defC - 1; 
  }

Anti-Theft System نظام حماية ضد السرقة : نظام انذار باستخدام PIR Sensor مع الاردوينو

حساس الحركة PIR Sensor
يعمل الحساس على قياس مقدار التغير في الاشعه تحت الحمراء الصادرة عن الاجسام و في حالتنا الانسان. ولكن لا يقوم الحساس بقياس كمية الأشعة الصادرة من الإنسان بل التغير الحادث لهذه الأشعة، وهكذا يشعر الحساس بوجود حركة.

يتم توصيله إلى الأردوينو كما هو موضح بالجدول :

الطرف (بداية من اليسار) التوصيل
1 GND
2 Output To Arduino
3 VCC
توصيل الدارة
قم بتوصيل الدارة كما هو موضح بالصورة التالية :

سنقوم بكتابه برنامج، بحيث يقوم الحساس بإلتقاط ما إذا كان هناك حركة ام لا، , وعند الكشف عن وجود حركة يقوم بإرسال اشارة إلى الأردوينو الذي يقوم بدوره بتشغيل الـ Buzzer وإضاءة الـ LED للتنبيه.

// led
#define LED 13
// pir
#define INPUT 2
// buzzer
#define SPEAKER 10

int pirFlag = 0;
int val = 0;


void setup()
{
  pinMode(LED, OUTPUT);
  pinMode(INPUT, INPUT);
  pinMode(SPEAKER, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}


void loop()
{
  val = digitalRead(INPUT);
  // test this val
  if (val == HIGH){
    digitalWrite(LED, HIGH);
    tone(SPEAKER, 160, 300);
    delay(300);
    if (pirFlag == 0){
 Serial.println("Motion detected!");
 pirFlag = 1;
    }
  } 
  else{
    digitalWrite(LED, LOW);
    noTone(SPEAKER);
    if (pirFlag == 1){
 Serial.println("Motion ended!");
 pirFlag = 0;
    }
  }
}

شرح الكود :

في البداية، نقوم بتسمية منافذ الأردوينو المستخدمة في المشروع، من أجل تسهيل عملية التعامل معها. ثم نقوم بالإعلان عن المتغيرات التي سنحتاج استخدامها في البرنامج.

سيتم استخدام المتغير pirFlag لتسجيل حالة الحساس. نقوم بوضع قيمة ابتدائية للحالة وهي 0. والمتغير val يستخدم لتسجيل الإشارة القادمة من الحساس إلى الأردوينو حسب وجود حركة ام لا.

// led
#define LED 13
// pir
#define INPUT 2
// buzzer
#define SPEAKER 10

int pirFlag = 0;
int val = 0;

في الدالة ()setup، قمنا بضبط المنافذ المستخدمة إما مدخله أو مخرجة. يتم ضبط الـ LED والـ Buzzer كمخرج، والمنفذ الموصل مع الـحساس كمدخل.

ويتم تفعيل الاتصال التسلسلي من أجل الطباعة على الشاشة التسلسلية Serial Monitor عند الكشف عن وجود حركة.

void setup()
{
  pinMode(LED, OUTPUT);
  pinMode(INPUT, INPUT);
  pinMode(SPEAKER, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

في دالة الـ ()loop، نقوم بقراءة الإشارات القادمة من الحساس واختبارها.
 إذا كانت الإشارة High
اي انه تم الكشف عن وجود حركة، نقوم بتشغيل ال LED والـ Buzzer . ثم نقوم بتحقق من الحالة المسجله في المتغير PirFlag إذا كانت 0 نقوم بطباعة رسالة تدل على وجود حركة على الشاشة التسلسلية وتغير قيمة المتغير pirFlag إلى 1 .

val = digitalRead(INPUT);
  // test this val
  if (val == HIGH){
    digitalWrite(LED, HIGH);
    tone(SPEAKER, 160, 300);
    delay(300);
    if (pirFlag == 0){
 Serial.println("Motion detected!");
 pirFlag = 1;
    }
  } 

في حال كانت الإشاءة القادمة من الحساس LOW اي انه لم يتم الكشف عن وجود حركة، نقوم بإيقاف تشغيل الـ LED و الـ Buzzer . والتحقق من الحالة المسجله لدى الـ pirFlag إذا كانت 1 اي انه كانت هناك حركة وتوقفت فنقوم بالطباعة على الشاشة التسلسلية رساله تدل على وقف الحركة، وتغير قيمة المتغير pirFlag إلى 0 .

else{
    digitalWrite(LED, LOW);
    noTone(SPEAKER);
    if (pirFlag == 1){
 Serial.println("Motion ended!");
 pirFlag = 0;
    }
  }

اذا تم استخدام سنسور التراسونك


int echoPin =8; 
int trigPin =9; 
int Led_Red =7;
 int Led_Green =6; 
int Buzzer=5; 
void setup() { 
Serial.begin (9600);
 pinMode(trigPin, OUTPUT); 
pinMode(echoPin, INPUT); 
pinMode(Led_Red, OUTPUT); 
pinMode(Led_Green, OUTPUT);
 pinMode(Buzzer, OUTPUT); } 
void loop() { 
long duration; //المدة 
long distance;//المسافة 
digitalWrite(trigPin, LOW); 
delay(15); 
digitalWrite(trigPin, HIGH); 
delay(10); 
digitalWrite(trigPin, LOW);
 duration = pulseIn(echoPin, HIGH); 
distance= duration*0.034/2; 
Serial.print(distance); 
Serial.println(" cm"); 
if (distance < 10) {
 digitalWrite(Led_Red,HIGH); digitalWrite(Buzzer,HIGH); digitalWrite(Led_Green,LOW); }
 else { digitalWrite(Led_Red,LOW); digitalWrite(Buzzer,LOW); digitalWrite(Led_Green,HIGH);} 
delay(500); }


Circuit Connections:-
Trigger pin to pin 12
Echo pin to pin 13
piezo Buzzer to pin 8
led to pin 11
Ground pin of piezo and sensor to ground
Note:- if you are using a 9v battery i found out that you
have to connect the Vcc pin of the sensor to 5v ,while if
you are using your computer as a power source you have to
connect the Vcc pin to the Vin of your arduino

تستخدم الدالة tone() لتوليد اشارات يكمننا من سماعها عن
 طريق سماعه او Buzzer

tone(SPEAKER, 160, 300);

noTone(SPEAKER);

tone(المدة الزمنية , التردد ,اسم الرجل)
noTone(اسم الرجل)