دورات جامعة هارفارد المجانية في كل المجالات - دليل شامل

كانت هناك شركة صغيرة تعمل في مجال التكنولوجيا، تهتم باستكشاف تقنيات إنترنت الأشياء (IoT). في يومٍ من الأيام، قررت هذه الشركة تطوير نظام ذكي يمكنه قراءة بطاقات NFC وربطه بالهاتف الذكي. وقد اختارت الشركة لوحة آردوينو Arduino لهذه المهمة بفضل مرونتها وسهولة استخدامها.

مشروع قراءة كرت NFC وربطه مع الهاتف الذكي

الخطوة الأولى: الإعداد الأساسي – تجهيز المكونات

لتنفيذ المشروع، تحتاج إلى بعض المكونات الأساسية:

• لوحة Arduino (مثل Arduino Uno أو Arduino Nano).
• وحدة قراءة NFC (مثل وحدة RC522 أو PN532).
• أسلاك توصيل (Jumper Wires).
• بطاقة NFC (مثل بطاقة MIFARE Classic).
• وحدة بلوتوث (مثل HC-05 أو HC-06) إذا كنت ترغب في الربط بالهاتف عبر البلوتوث.
• هاتف ذكي يعمل بنظام Android أو iOS.

بدأ الفريق بجمع المكونات وتجهيزها على طاولة العمل. كانت لوحة Arduino موضوعة في المنتصف، محاطة بأسلاك التوصيل، ووحدة قراءة NFC جاهزة للربط.

الخطوة الثانية: توصيل وحدة NFC بلوحة Arduino

قام الفريق بتوصيل وحدة NFC بلوحة Arduino باستخدام الأسلاك. اختاروا وحدة RC522 لتكون القارئ، وقاموا بتوصيل الأسلاك وفقاً للتالي:

• SDA إلى Pin 10 على Arduino.
• SCK إلى Pin 13.
• MOSI إلى Pin 11.
• MISO إلى Pin 12.
• GND إلى GND.
• RST إلى Pin 9.
• 3.3V إلى 3.3V.

كانت اللحظة حاسمة! الآن، حان وقت البرمجة.

الخطوة الثالثة: البرمجة لقراءة كرت NFC باستخدام Arduino

بدأ المبرمج بفتح Arduino IDE وكتابة الكود التالي لقراءة كرت NFC:

#include <SPI.h>
#include <MFRC522.h>

#define SS_PIN 10
#define RST_PIN 9
MFRC522 mfrc522(SS_PIN, RST_PIN);  // Create MFRC522 instance

void setup() {
  Serial.begin(9600);   // Initialize serial communications
  SPI.begin();          // Init SPI bus
  mfrc522.PCD_Init();   // Init MFRC522
  Serial.println("Place your NFC card near the reader...");
}

void loop() {
  // Look for new cards
  if (!mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()) {
    return;
  }

  // Select one of the cards
  if (!mfrc522.PICC_ReadCardSerial()) {
    return;
  }

  // Print UID of the card
  Serial.print("UID tag: ");
  for (byte i = 0; i < mfrc522.uid.size; i++) {
    Serial.print(mfrc522.uid.uidByte[i] < 0x10 ? " 0" : " ");
    Serial.print(mfrc522.uid.uidByte[i], HEX);
  }
  Serial.println();
  delay(1000);
}

بعد كتابة الكود، قام الفريق بتحميله على لوحة Arduino بالنقر على زر Upload. كانوا في غاية الترقب، والكل يراقب شاشة Serial Monitor.

الخطوة الرابعة: اختبار القراءة وربطها مع الهاتف الذكي

بمجرد قرب البطاقة من قارئ NFC، ظهرت الـ UID على شاشة Serial Monitor، مما أكد أن العملية تمت بنجاح! لكن لم يتوقف الفريق عند هذا الحد، بل قرروا ربط النظام بالهاتف الذكي عبر البلوتوث.

توصيل وحدة البلوتوث بلوحة Arduino:

قام الفريق بتوصيل وحدة البلوتوث HC-05 مع Arduino:

• VCC إلى 5V على Arduino.
• GND إلى GND.
• TX إلى RX.
• RX إلى TX.

ثم قاموا بتحديث الكود ليرسل البيانات المقروءة عبر البلوتوث:

#include <SPI.h>
#include <MFRC522.h>
#include <SoftwareSerial.h>

#define SS_PIN 10
#define RST_PIN 9
MFRC522 mfrc522(SS_PIN, RST_PIN);  // Create MFRC522 instance

SoftwareSerial BTSerial(2, 3); // RX, TX

void setup() {
  Serial.begin(9600);   // Initialize serial communications
  BTSerial.begin(9600); // Initialize Bluetooth serial
  SPI.begin();          // Init SPI bus
  mfrc522.PCD_Init();   // Init MFRC522
  Serial.println("Place your NFC card near the reader...");
}

void loop() {
  // Look for new cards
  if (!mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()) {
    return;
  }

  // Select one of the cards
  if (!mfrc522.PICC_ReadCardSerial()) {
    return;
  }

  // Print UID of the card
  String UID = "";
  for (byte i = 0; i < mfrc522.uid.size; i++) {
    UID += String(mfrc522.uid.uidByte[i] < 0x10 ? "0" : "");
    UID += String(mfrc522.uid.uidByte[i], HEX);
  }
  Serial.println(UID);
  BTSerial.println(UID); // Send UID to Bluetooth serial
  delay(1000);
}

الآن، أصبح بإمكان الهاتف الذكي استقبال الـ UID عبر تطبيقات مثل Bluetooth Terminal على Android.

التطبيقات المستخدمة لربط Arduino بالهاتف الذكي

هناك العديد من التطبيقات التي يمكن استخدامها لربط Arduino بالهاتف الذكي:

• Bluetooth Terminal (متاح على Android): يسمح بإرسال واستقبال البيانات عبر البلوتوث.
• Serial Bluetooth Terminal (متاح على iOS): تطبيق مشابه لنسخة الأندرويد.
• Blynk: تطبيق يساعد في التحكم ببرمجة Arduino وإنشاء واجهة مستخدم مخصصة.
• ArduinoDroid: تطبيق يساعد في برمجة وتحميل الأكواد على لوحة Arduino مباشرة من الهاتف الذكي.

الفوائد الشاملة لاستخدام Arduino في إنترنت الأشياء IoT

يمكن استخدام Arduino في عدد لا يُحصى من تطبيقات IoT. إليك بعض الاستخدامات الشائعة:

• التحكم في الأجهزة المنزلية الذكية: يمكن استخدام Arduino للتحكم في الثلاجات والغسالات والمكيفات باستخدام المستشعرات والتطبيقات الذكية.
• أتمتة الإضاءة: يمكن برمجة Arduino للتحكم في الإضاءة بناءً على مستشعرات الحركة أو الصوت.
• أنظمة الأمان الذكية: يمكن استخدام Arduino لتطوير أنظمة إنذار ذكية تعتمد على كاميرات ومجسات الحركة.
• إدارة الطاقة الذكية: استخدام المستشعرات لقياس استهلاك الطاقة والتحكم بالأجهزة بناءً على أوقات محددة.
• مشاريع الزراعة الذكية: قياس مستويات الرطوبة والتحكم في أنظمة الري.

ربط Arduino مع المساعدات الذكية مثل Google Assistant و Siri

يمكن دمج Arduino مع المساعدات الذكية مثل Google Assistant وSiri باستخدام منصات مثل IFTTT وHome Assistant. على سبيل المثال:

• Google Assistant: يمكنك إعداد أوامر صوتية مخصصة عبر IFTTT للتحكم في Arduino.
• Siri: يمكن استخدام Shortcuts على iOS لإنشاء إجراءات مخصصة.

استكشاف آفاق جديدة مع Arduino وNFC وIoT

تقدم Arduino فرصًا لا نهائية لتطوير حلول ذكية تساهم في تحسين حياتنا اليومية. من خلال قراءة بطاقات NFC وربطها مع الهواتف الذكية، إلى التحكم في الأجهزة المنزلية وربطها مع المساعدات الذكية، يعد Arduino الأداة المثالية للمبتكرين في مجال IoT. ومع تطور التكنولوجيا، نتوقع رؤية المزيد من التطبيقات الرائعة التي ستغير طريقة تفاعلنا مع العالم من حولنا.

اقرأ : ما هو وير شارك Wireshark لمراقبة شبكتك على الإنترنت وحمايتها من الجواسيس