أفضل لوحات التطوير الإلكترونية لإنشاء مشروعك الأول بنفسك

يوجد لدى المُنشئين والمُخترقين الذين يستخدمون الأجهزة المتصلة وإنترنت الأشياء (IoT) العديد من الخيارات فيما يخص لوحات التطوير. في الـ 18 شهرًا الماضية ، انفجر سوق افعلها بنفسك مع توفر مجموعة متنوعة من لوحات التطوير الإلكترونية. سيتعين على المطورين الاختيار من بين اللوحات التي تعتمد على متحكم دقيق ، ولوحات System on Chip (SOC) ، وأجهزة الكمبيوتر أحادية اللوحة (SBC) واللوحات الذكية المُخصصة مع دعم تقنية Bluetooth و WiFi.

حيث إن التعلم عن النموذج الأولي مع لوحات التطوير الإلكترونية أمر ممتع ويوفر لك تعلم مهارة رائعة ، ولكن عندما تبحث عن لوحة إلكترونية على موقع Amazon ، فهناك العديد من النتائج التي تطفو على السطح والغريب أنها تبدو جميعها متطابقة تقريبًا. لقد مررتُ بذلك ، وهو أمر مثير للارتباك حقًا. لهذا السبب قمتُ بإيجاد قائمة بأفضل لوحات التطوير الإلكترونية للهواة الناشئين. هيا نبدأ.

ما هي لوحة التطوير الإلكترونية؟

بالنسبة إلى سياق هذه المقالة ، فإن لوحة التطوير عبارة عن كمبيوتر بسيط ذو لوحة واحدة يقوم بمهام بسيطة من خلال أخذ المدخلات من المكونات الإلكترونية الخارجية مثل مستشعر الإضاءة ومولد الإخراج مثل إضاءة مصباح LED. بدلاً من إدراج لوحات التطوير المصممة للاستخدام الصناعي ، سأركز على اللوحات الصغيرة ذات الأسعار المعقولة التي من شأنها أن تُساعدك في البدء في وضع النماذج الأولية وتساعدك على بناء مشاريع بسيطة تقوم بإنشائها بنفسك . تحظى اللوحات الإلكترونية المذكورة أدناه بشعبية لدى الهواة ولها مجتمع قوي لإرشادك خلال أي عقبات قد تُواجهك ، وسنربط المنتديات ومواقع الويب بكل لوحة تطوير.

1. Arduino Uno – أفضل لوحة متحكم دقيق للمبتدئين

هذا هو الاختيار الأول للوحات التطوير لآلاف الهواة بمن فيهم أنا. انها قوية وسهلة التعلم ، ولها بيئة تطوير متكاملة بسيطة. Arduino Uno مفتوحة المصدر وتعمل على متحكم دقيق ATmega328P (16MHz). إنها تعمل من خلال 5V مما يعني أنه يمكنك أيضًا استخدامها أثناء توصيلها بمنفذ USB بجهاز الكمبيوتر الخاص بك. تحتوي على 6 دبابيس رقمية و 6 دبابيس تمثيلية تسمح لك بتوصيل ملحقات متعددة وإنشاء مشاريع شاملة.

برمجة Arduino سهلة للغاية ، يتيح لك Arduino IDE كتابة التعليمات البرمجية بلغة عالية المستوى مألوفة يثم تحويلها تلقائيًا إلى Arduino. هذا يضمن لك التركيز على بناء المشاريع والسماح للبرنامج بالقلق من تلك 0 و 1.

أفضل جزء من استخدام Arduino هو أنها نمطية. يمكنك إزالة كل شيء وبدء العمل في مشروع مختلف تمامًا باستخدام وحدات نمطية مختلفة.

الموارد التعليمية: المجموعة الفرية Arduino Uno على Reddit ، Getting Started with Arduino

المواصفات التقنية

• المتحكم الدقيق: ATmega328P
• جهد التشغيل: 5V
• الدبابيس الرقمية I / O : 14
• ذاكرة الفلاش: 32 كيلو بايت
• SRAM: 2 كيلو بايت
• سرعة الساعة: 16 ميجا هرتز

شراء Arduino Uno (Amazon)

2. LilyPad- أفضل متحكم دقيق قابل للارتداء

استنادًا إلى متحكم دقيق مشابه لـ Arduino Uno (ATmega) ، تعد LilyPad مجرد قرص دائري يضم كافة المكونات الإلكترونية. إنها تعمل على 3.3 فولت مما يعني أنه يمكنك توصيل بطارية Li-ion صغيرة وخياطتها بملابسك.

على الرغم من أنها أصغر بكثير من Uno ، لا يزال لديها 9 دبابيس حتى تتمكن من توصيل المكونات الإلكترونية المختلفة للمشروع. يمكنك استخدام Arduino IDE لتحميل الكود على LilyPad وعمل مشاريع يمكن ارتداؤها.

الجانب السلبي الوحيد لاستخدام لوحة LilyPad هو أنها لا تحتوي على دبابيس فعلية ، لذا سيتعين عليك لحام كل شيء باللوحة مما يجعلها أقل حدة. ومع ذلك ، قابلية الاستخدام وصغر الحجم تعوض السلبيات.

الموارد التعليمية: المجموعة الفرية لـ LilyPad على Reddit ، LilyPad tutorials

المواصفات التقنية

• المتحكم الدقيق: ATmega32u4
• جهد التشغيل: 3.3V
• الدبابيس الرقمية I / O : 9
• ذاكرة الفلاش: 32 كيلو بايت
• SRAM: 1.5 كيلو بايت
• سرعة الساعة: 16 ميجا هرتز

شراء Lilypad (Amazon)

3. Adafruit Circuit Playground Express

لوحة المتحكم الدقيق الصغيرة لـ Adafruit مليئة بالمكونات الإلكترونية ؛ يمكنك الحصول على 10 مصابيح LED نيوبكسل ومستشعر حركة واحد ومستشعر درجة حرارة واحد وطنان كهربائي واحد ومستقبل الأشعة تحت الحمراء و 8 دبابيس إدخال / إخراج في لوحة واحدة بحجم Lilypad. يمكنك إنشاء العديد من المشاريع دون القلق بشأن الأسلاك أو شراء الوحدات. تعمل على 3.7 فولت مما يجعلها أكثر جاذبية للهواة.

يمكنك برمجة اللوحة إما باستخدام Arduino IDE أو Javascript أو Circuit Python أو لغة برمجة MakeCode التي تشبه Microsoft Scratch. إذا كنت تريد أن يهتم أطفالك ببناء مشاريع DIY ، فإن لغة برمجة MakeCode من Microsoft ستجعل النماذج الأولية أكثر متعة.

الموارد التعليمية: المجموعة الفرية لـ Adafruit على Reddit ، Adafruit Tutorials

المواصفات التقنية

• المعالج الدقيق: ARM Cortex M0
• جهد التشغيل: 3.3V
• الدبابيس الرقمية I / O : 8
• ذاكرة الفلاش: 2 ميجابايت
• سرعة الساعة: 48 ميجا هرتز
• المستشعرات: متعددة
• LED المدمجة: 10

شراء Adafruit Circuit Playground Express (Amazon| متجر Adafruit)

4. NodeMCU – أفضل لوحة تطوير إلكترونية مع تفيعل Wi-Fi

يمكنك الحصول على لوحات Arduino التي تدعم شبكة WiFi أيضًا ، لكن NodeMCU هو الخيار الأرخص لبناء مشاريع تتطلب اتصالًا لاسلكيًا. تعتمد NodeMCU على لغة برمجة LUA ولكن لا يزال بإمكانك استخدامها مع Arduino IDE والبدء في مشاريعك. لديها 10 دبابيس GPIO لتوصيل أجهزة الاستشعار الرقمية وغيرها من الملحقات الإلكترونية.

يتم دعمها بالكامل من قبل مجتمع من الهواة والمطورين الذين يهتمون بجزء البرنامج ويحافظون على الدعم للوحة مع Arduino. إذا كنت ترغب في العبث بالمشروعات لاسلكيًا ، فإن NodeMCU هي الخيار الأفضل للبدء به.

الموارد التعليمية: NodeMCU ESP8266 subreddit, NodeMCU, NodeMCU tutorials

المواصفات التقنية

• وحدة المعالجة المركزية: ESP826
• جهد التشغيل: 5V
• الدبابيس الرقمية I / O : 10
• ذاكرة الفلاش: 4 ميجابايت
• SRAM: 128 كيلو بايت
• سرعة الساعة: 80 ميجا هرتز
• Wi-Fi مدمج: نعم

شراء NodeMCU (Amazon)

5. Teensy 4.0 – أفضل لوحة تطوير للأداء العالي

تعد لوحات تطوير Arduino و Adafruit اختيارات جيدة لبدء النماذج الأولية ولكن إذا كنت تريد المزيد من الأداء بحجم مماثل ، فإن Teensy هي الخيار الصحيح. تم حزمها مع شريحة ARM Cortex M7 بسرعة الساعة 600MHz مما يجعلها أسرع لوحة تطوير في هذه القائمة. تحصل على 40 دبوسًا رقميًا و 14 دبوسًا تمثيليًا مما يجعلها مناسبة للمشاريع المعقدة. كما أن لديها مقياس التسارع ، وحدة الساعة الداخلية ، وإدارة التشغيل / الإيقاف ، مما يجعلها مناسبة للمشاريع الحساسة للوقت.

على الرغم من أنه يمكن برمجتها مع Arduino IDE ، إلا أنني أوصي بهذه اللوحة فقط إذا كنت قد استخدمت لوحة Arduino في الماضي وتبحث عن أداء عالي.

الموارد التعليمية: Teensy Forums, Teensy Subreddit

المواصفات التقنية

• المعالج الدقيق: ARM Cortex M7
• جهد التشغيل: 5V
• الدبابيس الرقمية I / O : 40
• ذاكرة الفلاش: 2 ميجابايت
• SRAM: 1024 كيلو بايت
• سرعة الساعة: 600 ميجاهيرتز

شراء Teensy 4.0 (Amazon | Teensy Store)

6. Digispark USB Development Board – لوحة التطوير الإلكترونية الأصغر على الإطلاق

إن لوحة التطوير الصغيرة هذه أكبر قليلاً من ربع الدولار الأمريكي وتعمل على متحكم دقيق ATTiny85. إنها أصغر لوحة تطوير يأتي مع قدر ضئيل من طاقة المعالجة وهي مثالية لبناء المشاريع التي لا تتطلب حوسبة معقدة. يمكنك برمجتها عن طريق توصيلها مباشرة بمنفذ USB بجهاز الكمبيوتر الخاص بك وتحميل الكود من خلال Arduino IDE. على الرغم من صغر حجمها ، إلا أنه يمكن تشغيلها على 5 فولت ، ويمكنك حتى توصيلها ببطارية 9 فولت ، ويجب أن تصمد جيدًا بسبب منظم الجهد المدمج.

لقد تعاملت مع ATTiny85 في الماضي والعيب الوحيد في استخدامها هو أنها لا تُشغل البرامج بشكل صحيح عندما تحاول تنفيذ البرامج الكبيرة ، ويرجع ذلك أساسًا إلى محدودية ذاكرة الوصول العشوائي (512B).

الموارد التعليمية: Arduino Subreddit, Digispark tutorials

المواصفات التقنية

• المتحكم الدقيق: ATTiny85
• جهد التشغيل: 5V
• الدبابيس الرقمية I / O : 6
• ذاكرة الفلاش: 8 كيلو بايت
• SRAM: 512 كيلو بايت
• سرعة الساعة: 16 ميجا هرتز

شراء Digispark USB Development Board (Amazon | Digispark)

7. Raspberry Pi Zero W

Raspberry Pi هو من الناحية الفنية لوحة معالجة دقيقة متقدمة إلى حد ما عند مقارنتها بجميع اللوحات الأخرى في القائمة ، لكنه لا يزال خيارًا قابلاً للتطبيق بالنسبة إلى الهواة. هناك لوحات Raspberry Pi الأكثر قوة والتي يمكنها حتى استبدال سطح المكتب ولكن إذا كنت ترغب في إنشاء مشاريع صغيرة ، فيمكنك فعل ذلك باستخدام Raspberry Pi Zero. إنه يدير نظام تشغيل مخصص يستند نظام Debian حيث يمكنك كتابة الشفرة في أجهزة استشعار بلغة Python والتحكم في الوحدات الإلكترونية الأخرى.

كما أن لديه Wi-fi مدمج وموصل كاميرا CSI مما يعني أنه يمكنك إرفاق وحدة الكاميرا وبث لقطات حية من أي مكان في منزلك. هذا مثال واحد فقط ولكن يمكنك إنشاء العديد من المشاريع الأخرى حيث أن الجهاز أقوى بكثير من المتحكم الدقيق.

العيب الوحيد في استخدام Raspberry Pi هو أنه لا يوجد IDE مخصص لبرمجة اللوحة بسهولة وعليك ترميز كل شيء يدويًا. هناك الكثير من الأدلة والمنتديات على الإنترنت التي تحتوي على جميع الإجابات الممكنة ، لذلك إذا كنت تستطيع القليل من الجهد لتعلم البرمجة بلغة Python ، فإن Raspberry Pi ليس حلًا مُعقدًا.

الموارد التعليمية: Raspberry Pi Forum, Raspberry Pi Subreddit

المواصفات التقنية

• وحدة المعالجة المركزية: 1 غيغاهرتز أحادي النواة
• جهد التشغيل: 5V
• الدبابيس الرقمية I / O : 40
• ذاكرة الفلاش: micro SD
• SRAM: 512 ميغابايت
• سرعة الساعة: 1 جيجا هرتز
• الكاميرا: موصل CSI
• Wi-Fi مُدمج: نعم

شراء Raspberry Pi (Amazon | Raspberry Store)

ما الذى ستقوم بفعله؟

كانت هذه بعض لوحات التطوير الإلكترونية التي يمكنك البدء في استخدامها لإنشاء أول مشروع DIY. بصرف النظر عن Raspberry Pi ، يمكن برمجة جميع لوحات التطوير باستخدام Arduino IDE مما يجعل التبديل من لوحة تطوير إلى أخرى عملية بسيطة إلى حد ما. ما الذي ستجريه مع هذه اللوحات ، اسمح لي أن أعرف في التعليقات أدناه؟