إن وصول التزويد المستند إلى تقنية البلوتوث إلى Arduino Cloud يفتح الباب أمام التكوين السريع واللاسلكي لـ أجهزة إنترنت الأشياء الخاصة بك. في هذا السياق، لم يعد البلوتوث مجرد رابط تسلسلي بل أصبح مفتاح الدخول. إلى شبكات Wi-Fi ولوحات التحكم والخدمات السحابية مع سهولة التكامل من هاتفك المحمول.
بالإضافة إلى هذه الميزة الجديدة، لا يزال عالم أردوينو يُبرز استخدامات بلوتوث الكلاسيكية لتحميل الرسومات، والقياس عن بُعد، والتحكم في الحاسوب. وقد شارك مجتمع أردوينو هذه الميزة لسنوات. التركيب باستخدام وحدات HC‑05/HC‑06، والاقتران في Windows وأدوات مثل PuTTY للتحكم في الدبابيس، وتسجيل البيانات، وحتى البرمجة دون الحاجة إلى كابل USB. بالتوازي مع ذلك، يُعزز إنترنت الأشياء الصناعي بتوسعات مثل Blues Wireless لـ Arduino Opta، الذي يضيف LoRa أو اتصالاً خلويًا سلسًا.
ماذا يعني أن Arduino Cloud يضيف تجهيز Bluetooth؟
يتضمن توفير البلوتوث استخدام قناة BLE مؤقتة لتوصيل الجهاز بالتطبيق و قم بتمرير بيانات اعتماد الشبكة والمعلمات الأولية ورابط آمن إلى السحابة.في الممارسة العملية، تقوم بمسح الجهاز باستخدام هاتفك المحمول، واكتشافه عبر البلوتوث، وإرسال SSID وكلمة المرور لشبكة Wi-Fi الخاصة بك إليه، وفي غضون ثوانٍ قليلة يتم تسجيله في Arduino Cloud.
يتناسب هذا الشكل من التكامل مع نهج Arduino IoT Cloud لتقليل الاحتكاك: يمكن للمنصة توليد الرسومات والألواح تلقائيًايعرض واجهات برمجة تطبيقات REST وMQTT، ويوفر أدوات سطر الأوامر، وتكاملات WebSockets، وJavaScript لتسريع التطوير. مع BLE كمساعد للتجهيز، يصبح الإعداد الأولي أكثر مرونة، خاصةً عندما لا ترغب في فتح جهاز كمبيوتر محمول أو تمديد كابلات.
من حيث الأجهزة، يعتمد خط إنترنت الأشياء من Arduino على لوحات جاهزة للاتصال (على سبيل المثال، عائلة MKR وغيرها من اللوحات ذات أجهزة الراديو المتكاملة) و متوافق مع التزويد بالهاتف المحمولمن هناك، يكون التدفق على النحو التالي: قم بالاقتران عبر البلوتوث من التطبيق الرسمي، وأرسل بيانات اعتماد Wi-Fi، وسيكون الجهاز مرئيًا في حسابك مع لوحة التحكم التشغيلية الخاصة به في دقائق.
إن حقيقة أن Arduino يتضمن هذا المسار لا تبطل الاستخدامات السابقة للبلوتوث الكلاسيكي في المشاريع المنزلية، ولكنها تعزز فكرة: BLE كأداة تكوين وSPP الكلاسيكي كقناة تسلسلية إنها قطع مختلفة في صندوق الأدوات الخاص بك، كل منها مثالية للغرض الخاص بها.
برمجة أردوينو لاسلكيًا باستخدام البلوتوث الكلاسيكي: ما يجب وما لا يجب فعله
من أكثر التجارب تكرارًا بين المصممين تجميع الرسومات وتحميلها على جهاز UNO لاسلكيًا باستخدام HC-05. للقيام بذلك، عليك تجهيز الوحدة بأوامر AT، وضبط السرعة، و احصل على دبوس إعادة تعيين Arduino لتلقي الأمر الصحيح عند بدء البرمجة. إذا كنت تستخدم USB، فتذكر أنه يجب تكرار نبضة إعادة الضبط التلقائي هذه بشكل مختلف عند استخدام البلوتوث.
المواد النموذجية لهذه التجربة تشمل Arduino UNO، خلية زر HC‑05 (تذكير: HC‑06 غير مناسبة لهذا الغرض المحدد)، ومقاومتان 10 كيلو أوم، ومكثف 100 نانوفاراد، ومصدر طاقة (حامل بطارية)، وكابلات، ولوحة توصيل، جهاز كمبيوتر مزود بتقنية البلوتوث أو دونجل USB-BTالنقطة الحرجة هي ضبط HC‑05 إلى وضع AT أولاً.
لإدخال AT على لوحة HC-05 القياسية: افصل الطاقة، واضغط باستمرار على الزر، ثم أعد تشغيل الجهاز دون تحريره. عندما يبدأ مؤشر LED بالوميض ببطء، حرّر الزر. من بيئة التطوير المتكاملة Arduino IDE، افتح شاشة العرض التسلسلي، واختر "Both NL & CR"، وتأكد من أن إرسال "AT" يُعطي "OK". إذا لم يظهر، فتحقق من الأسلاك وسرعة الاتصال مع الوحدة. على لوحة التحكم هذه، تسلسل الإعداد النموذجي تشمل ما يلي:
- استعادة المصنع: AT+ORGL
- دور العبد (يستقبل فقط): AT+ROLE=0
- قطبية التحكم في إعادة الضبط: AT+POLAR=1,0 (تمكين الدبوس 32 كمخرج)
- معدل نقل البيانات التسلسلي: AT+UART=115200,0,0 (يتم التعديل وفقًا للوحة)
- التهيئة: AT+INIT
يعتمد اختيار معدل الباود على الميكرو: عادةً ما يصل UNO إلى 115200، وMini Pro إلى 57600، والنماذج الأقدم مثل Diecemila/Duemilanove مع ATmega168 بسرعة 19200. إذا لم يتطابق المعدل مع أداة تحميل التشغيل، فستفشل محاولة البرمجة بشكل ميؤوس منه.
قبل جلسة AT تلك، يستخدم العديد من المصنّعين SoftwareSerial لإنشاء حوار مع الوحدة: على سبيل المثال، Rx على الدبوس 8 وTx على الدبوس 9 من Arduino، مع منفذ تسلسلي للكمبيوتر الشخصي عند 9600 للشاشة و38400 لـ HC‑05 (السرعة الافتراضية لبرنامج AT الثابت). رسم تخطيطي صغير يربط ما تكتبه على الشاشة بالوحدة وبالعكس، بحيث يمكنك رؤية "موافق" والاستجابات لكل أمر.
بعد الإعداد، قم ببناء مخطط الشحن اللاسلكي على لوحة توصيل، وقم بتشغيل UNO باستخدام بطاريته 9 فولت، وقم بإقران HC‑05 في نظام التشغيل Windows 10. ابحث عن أجهزة Bluetooth، وابحث عن "HC‑05" (أو اسم مشابه)، و استخدم المفتاح الافتراضي 1234بمجرد الاقتران، سيقوم Windows بإنشاء منفذ COM افتراضي واحد أو اثنين؛ دوّن ملاحظة حول أي منفذ هو منفذ البيانات.
في بيئة التطوير المتكاملة Arduino، اختر لوحتك، ثم انتقل إلى "أدوات > منفذ"، ثم حدد منفذ COM المناسب. إذا لم تكن متأكدًا، فجرب عدة منافذ بعينك حتى تجد المنفذ المناسب. بمجرد اختيار المنفذ المناسب، يمكنك تحميل مثال Blink الكلاسيكي. بدون توصيل كابل USBعادةً ما تكون عبارة "إنه يعمل!" الأولى بمثابة ارتفاع جيد.
قم بتوصيل Arduino والكمبيوتر الشخصي عبر البلوتوث للتحكم وتسجيل البيانات
إلى جانب تحميل الرسومات، يظل البلوتوث التقليدي مفيدًا للغاية للقياس عن بُعد. ومن الاستخدامات الشائعة استخدام أردوينو كـ مسجل بيانات مع نقل في الوقت الحقيقي إلى الكمبيوتر، ويقبل بدوره أوامر لتشغيل المخرجات. وهنا يأتي دور محطة طرفية تسلسلية متعددة الاستخدامات مثل PuTTY.
بعد إقران الوحدة ومعرفة منفذ COM النشط، افتح برنامج PuTTY، ثم اختر "Serial"، واضبط السرعة (مثلاً، 9600 لوحدة تحكم UNO)، وفعّل التسجيل لتسجيل ما يتم إرساله واستقباله. من المفيد طلب من PuTTY استبدال ملف السجل، لذا لا يقاطعك ويطلب منك التأكيدات كل مرة
في "الطرفية"، فعّل خاصية الصدى والطباعة القسرية للنصوص المرسلة والمستلمة. احفظ "جلسة" مُسمّاة لإعادة استخدامها. عند الضغط على "فتح"، عادةً ما يتوقف مؤشر LED لحالة HC‑05 عن الوميض ويظل ثابتًا. إنه الدليل على أن الرابط التسلسلي قد تم فتحه حول هذا COM.
يُعلن مخطط إدارة بسيط عن منفذ SoftwareSerial، على سبيل المثال على الدبوسين 3 (Rx) و2 (Tx)، ويُهيئ BT عند 57600 والتسلسلي عند 9600، ويُمرر الخطوط بين الكمبيوتر والوحدة. لقراءة خطوط كاملة عبر BT، يُفضل البعض البحث عن إرجاع العربة '\r'، نظرًا لأن PuTTY قد ينهي الأسطر بـ '\r' بدلاً من '\n' اعتمادًا على التكوين الخاص بك.
بناءً على ذلك، يُمكن بسهولة قبول الأوامر "11" أو "12" أو "13" لعكس حالة الدبابيس 11 و12 و13 باستخدام digitalWrite(pin, !digitalRead(pin)). لذا، من PuTTY، تكتب رقم الدبوس و يتناوب مؤشر LED المقابل بين التشغيل والإيقافإنه مباشر، وقوي، ومثالي للعروض التوضيحية السريعة.
في القناة الأمامية، يمكنك إرسال القياسات التناظرية إلى جهاز الكمبيوتر من حين لآخر. النمط الشائع هو التحقق كل 3 ثوانٍ باستخدام millis() وإرسال: "Analog 0 = …"، "Analog 1 = …"، "Analog 2 = …"، مفصولة بخط منقط. حتى في حالة عدم توصيل أي مستشعرات، سوف ترى قيم عائمة بسبب الضوضاء والتي تكشف أن التواصل لا يزال حياً.
هل يعمل HC-05 (أو BLE) مع Arduino Cloud أو Blynk؟ ماذا لو استخدمتُ UNO/Nano بدلاً من ESP32؟
من المهم فصل المفاهيم: HC-05 هو بلوتوث تقليدي (ملف تعريف SPP) وليس BLE. لذلك، إنها ليست قناة تجهيز BLE أصلية لـ Arduino IoT Cloud. تكمن أهم مزاياها في محاكاة المنفذ التسلسلي اللاسلكي، وهي مثالية للوحة التحكم والتحكم، وحتى عمليات التحميل في ظروف محددة، ولكنها لا تتوافق مع تقنية BLE السحابية الحديثة.
إذا كان هدفك هو التكامل بسلاسة مع خدمات مثل Arduino IoT Cloud أو Blynk IoT، فإن الخيار الأكثر عملية هو استخدام لوحات مزودة بشبكة Wi-Fi مدمجة ودعم لمجموعات تطوير البرامج (SDKs) الخاصة بها. تُعد ESP32 خيارًا مثاليًا من حيث السعر والأداء. يجمع بين Wi-Fi وBLE على نفس الشريحةهناك أيضًا لوحات Arduino المصممة لإنترنت الأشياء والتي تعمل بشكل رائع مع السحابة، وخاصة تلك التي تنتمي إلى العائلات الموجهة نحو الاتصال.
فيما يتعلق بتقنية BLE مع نظامي UNO الكلاسيكي أو Nano، فهي ليست الخيار الأمثل. يمكنك إضافة وحدات خارجية، لكن دعم تجربة المستخدم ومكتبة السحابة إنها ليست مستديرة كما هو الحال مع الأجهزة المصممة لهاإذا كنت بحاجة إلى الوصول إلى Arduino Cloud مع توفير BLE أو إعدادات مبسطة، ففكر في الترقية إلى واحد يحتوي على راديو متكامل ودعم رسمي.
بالنسبة لمستخدمي Blynk، يتضمن نظامها البيئي أيضًا تقنية BLE وWi-Fi، ولكن مجددًا، اختيار الأجهزة هو الأساس. عندما تكون مترددًا بين BLE وWi-Fi، فكّر في دور البلوتوث: كرابط إمداد مؤقت من المنطقي تمامًا؛ نظرًا لكونك قناة البيانات الأساسية في إنترنت الأشياء، فغالبًا ما تفضل Wi-Fi أو LoRa أو الهاتف الخلوي اعتمادًا على حالة الاستخدام.
Arduino IoT Cloud: مكونات المنصة وسير العمل
تُعدّ سحابة أردوينو لإنترنت الأشياء حلاً شاملاً يجمع بين الأجهزة والبرامج الثابتة وخدمات الحوسبة السحابية. الفكرة هي أن تُهيئ "أشيائك" وتُعلن عن المتغيرات، تحصل على رسم تخطيطي تم إنشاؤه مع روابط إلى لوحة المعلومات للتصور والتحكم. بالإضافة إلى ذلك، توفر المنصة واجهات برمجة تطبيقات REST، وMQTT، وأدوات سطر الأوامر، وخيارات WebSockets وJavaScript.
يُبسّط هذا النهج الشامل المشاريع: فكّ حزمة اللوحة، وإنشاء الجهاز في السحابة، والحصول على عرض عملي في دقائق معدودة. مع توفير تقنية BLE، يصبح الإعداد الأولي أسهل استخدامًا، يعمل التطبيق المحمول كجسر آمن بين الجهاز وشبكة Wi-Fi الخاصة بك دون الحاجة إلى الكتابة من جهاز الكمبيوتر.
توفر مجموعة لوحات Arduino IoT مجموعة متنوعة من مسارات الاتصال: واي فاي، إيثرنت، خلوي، أو وصلات قصيرة المدى. ولمن يفضلون الوحدات الخارجية، تتوفر أيضًا بوابات وأنظمة خارجية ضمن النظام البيئي. طالما أن المكتبة ومجموعة أدوات التطوير البرمجية مصاحبة ويبقى التدفق مع السحابة مستقرا.
الصناعة وIIoT: Blues Wireless لـ Arduino Opta
في البيئات الصناعية، قد تواجه معدات تكنولوجيا المعلومات أحيانًا سياسات تكنولوجيا المعلومات التي تُصعّب استخدام شبكات Wi-Fi أو Ethernet. تُقدّم توسعة Blues Wireless لـ Arduino Opta حلاً أنيقًا: فهي تُحسّن الاتصال. شبكة LTE العالمية من الفئة 1 الخلوية أو LoRa إلى أي Opta micro‑PLC، متصلاً بمنفذ AUX القياسي ويتعايش في سلسلة مع وحدات أخرى.
تتكامل الوحدة مع Blues Notecard وتستخدم خدمة Notehub لنقل البيانات السحابية، مع مسارات إلى Arduino Cloud وAWS وAzure وGCP ومنصات أخرى. في الإصدار الخلوي، تتضمن 500 ميجابايت و10 سنوات من الخدمة في أكثر من 139 دولة، بدون رسوم تفعيل أو التزامات شهرية؛ إذا كنت تفضل LoRa، فيمكنك التشغيل من خلال The Things Network.
لضمان الموثوقية، يتضمن النظام كشفًا لانقطاع التيار الكهربائي ومصدر طاقة احتياطيًا، قادرًا على إرسال تنبيهات انقطاع في الوقت المناسب عبر Notecard/Notehub إلى الخدمة التي تختارها. مع وضع تكنولوجيا التشغيل في الاعتبار، فإن الوعد واضح: وضع PLC على الإنترنت دون طلب إذن من قسم تكنولوجيا المعلومات، بأمان وبسرعة، لإظهار القيمة من خلال المراقبة والتحكم عن بعد.
سلّط مديرو المنتجات الضوء على ديمقراطية الاتصال في إنترنت الأشياء الصناعي، مقارنين إياه بثورة الحواسيب الشخصية من حيث تأثيرها على استقلالية المعدات. إذا كنت تعمل مع محطات توليد الطاقة عن بُعد، أو مزارع الطاقة الشمسية، أو مضخات المياه، أو المركبات الصناعية، أو الآلات الثقيلة، هذا النوع من التوسع يزيل الاحتكاك ويجعل السحابة أقرب إليك دون الحاجة إلى لمس شبكة LAN الخاصة بالشركة.
دليل إرشادي: من الاقتران إلى التحكم باستخدام PuTTY
إذا كان مشروعك يستفيد من الحفاظ على رابط تسلسلي كلاسيكي عبر البلوتوث، فإن التدفق الموصى به بسيط: قم بإقران الوحدة، وتحديد موقع بيانات COM و استخدم محطة طرفية قوية لإرسال واستقبال النصوص. يتميز PuTTY بتعدد استخداماته، وتسجيله، وتوافقه مع بروتوكولات متعددة.
الخطوات الرئيسية على نظام ويندوز: بعد الاقتران (كلمة المرور 1234 إذا لم تُغيّرها)، افتح لوحة جهاز البلوتوث وحدد المنفذ المُخصّص في علامة تبويب "الأجهزة". في برنامج PuTTY، اختر "Serial"، واضبط إعدادات COM والسرعة (9600 إذا كان مُحدّدًا في رسمك)، وفعّل التسجيل والصدى. عند فتح الجلسة، تأكد من إضاءة مؤشر LED الخاص بالوحدة. يبقى ثابتًا مما يشير إلى الرابط المفتوح.
في المخطط، قم بتوجيه ما يصل عبر BT إلى Serial وبالعكس، وأنشئ أوامر بسيطة لتشغيل المخرجات. إذا واجهت أسطرًا لا تصل كاملةً، فتحقق من علامات الإنهاء: أحيانًا تحتاج إلى التصفية باستخدام '\r' (إرجاع) بدلاً من '\n' (سطر جديد). اعتمادًا على كيفية تكوين PuTTY لديك.
بالنسبة لجزء المستشعر، أرسل قراءات دورية من A0/A1/A2 باستخدام فاصل بصري. حتى لو كان المحول التناظري الرقمي (ADC) عائمًا، فسترى أرقامًا متقلبة؛ عند توصيل مستشعر رطوبة التربة أو LM35، يسجل PuTTY سيكون جاهزًا للأرشفة والتحليل قياساتك.
أوامر AT والنقاط الدقيقة مع HC‑05
في تكوين AT، يُنصح بالمتابعة خطوة بخطوة، مع تأكيد "موافق" بعد كل تعليمة. AT+ORGL يُعيد ضبط الوضع؛ AT+ROLE=0 يُنشئ وضع التبعية؛ AT+POLAR=1,0 يُحدد المنطق بحيث يتم استخدام الدبوس 32 لنبضة إعادة الضبط إلى أردوينو، وAT+INIT يجعل المكدس جاهزًا. لا تنسَ ضبط UART على مُحمِّل الإقلاع باستخدام AT+UART=…
تفصيلان عمليان: استخدام "NL وCR" في شاشة IDE التسلسلية عند التحدث في AT، والحفاظ على عالم التكوين (38400 افتراضيًا لـ HC-05) منفصلًا عن عالم التحميل (معدل الباود الذي تتوقعه اللوحة). وإلا، عدم تطابق السرعة البسيط سوف يجعلك تضيع الوقت بسبب أخطاء المزامنة.
في الأسلاك، تذكر تسوية خط Arduino Tx مع HC‑05 Rx إذا لزم الأمر لتجنب إجهاد الوحدة، واستخدم مقاومات 10 كيلو أوم وفقًا للرسم التخطيطي وأضف مكثف 100 نانوفاراد لتثبيت العابرين في دائرة إعادة الضبط. هذه الحركات الصغيرة تُحدث الفرق بين "العمل من المرة الأولى" وجلسة التجربة والخطأ.
متى تختار BLE، أو الكلاسيكي، أو Wi-Fi، أو الخلوي
إذا كنت تبحث عن إعداد سلس، فإن Arduino Cloud BLE هو الخيار الأمثل لتجهيز الأجهزة التي ستتواصل عبر Wi-Fi أو Ethernet. للحصول على وحدة تحكم لاسلكية موثوقة وبأسعار معقولة، لا يزال HC-05 في SPP بمثابة حصان عملإذا كنت بحاجة إلى تغطية واسعة دون الاعتماد على الشبكة المحلية، ففكر في استخدام شبكة خلوية أو شبكة LoRa.
يمكن لأجهزة UNO أو Nano الكلاسيكية تعلم الكثير من الحيل باستخدام الوحدات النمطية، ولكن إذا كان هدفك هو التكامل مع السحابات ولوحات المعلومات وواجهات برمجة التطبيقات الحديثة، فإن استخدام لوحة ذات اتصال أصلي يوفر عليك ساعات. ESP32، أو Opta micro PLC مع توسعة Blues، تسريع المسار من النموذج الأولي إلى الطياروإذا كنت تريد أيضًا التوافق مع الخدمات الخارجية (AWS وAzure وGCP)، فإن التوجيه عبر Notehub وArduino Cloud مضمن بالفعل.
مع توفير تقنية Bluetooth على Arduino Cloud، تصبح الصورة أكثر اكتمالاً: إعداد أولي سهل من هاتفك المحمول، ولوحات معلومات في دقائق، وواجهات برمجة تطبيقات جاهزة لتنظيم المشاريع؛ في حين تحتفظ تقنية Bluetooth الكلاسيكية بمكانتها في التحكم التسلسلي اللاسلكي، والتحكم في PuTTY، وحتى عمليات التحميل عبر الهواء (OTA) باستخدام وحدات HC-05 جيدة التكوين، وعلى الجبهة الصناعية، توفر التوسعات مثل Blues for Opta أنظمة LoRa أو LTE مع إدارة الطاقة و طرق مباشرة إلى الخدمات السحابية دون المساس بشبكة الشركة.
