Posted in أنظمة مدمجة

عالم إنترنت الأشياء وشريحة ESP8266

خلال السنوات الثلاث الماضية انتشر مصطلح تسويقي جديد عرف باسم انترنت الأشياء IoT Internet of Things

وانتشرت بعدها حمى بين هواة الإلكترونيات في طرح العشرات من التطبيقات والدارات الإلكترونية المخصصة لهذا المصطلح. فما المقصود به؟ ولم تم نشره بهذا الشكل؟  سنسلط الضوء في هذه التدوينة عن هذا الموضوع.

بداية ماذا نقصد بمصطلح عالم الأشياء؟

ببساطة شديدة هو أن نقوم بوصل أي جهاز محيط من حولنا بالشبكة العنكبوتية بحيث يكون له عنوانه الخاص ويتم الوصول له من أي نقطة في العالم من خلال شبكةالانترنت للحصول على البيانات المخزنة داخله أو التحكم بوظائفه عن بعد. مثلا: حساسات الحركة المستخدمة في مراقبة المنزل تكون متصلة بالانترنت المنزلي عن طريقة المخدم أو الراوتر بحيث أنه يمكننا التخاطب معها من خلال موقع على الشبكة العنكبوتية للتعرف على مايدور في محيط المنزل. مثال ثان: ثلاجة المنزل أو الغسالة ترسل لك بريدا إلكترونيا في حال قام أحدهم بفتحها. مثال آخر: حساسات الرطوبة المستخدمة في المزارع ترسل لك رسالة تنبيه في حالة جفاف التربة. وهلم جرا من التطبيقات العديدة التي وصلت إلى حد الجنون.

حسنا إذا، الموضوع ليس بحديث، فأن تقوم بعملية وصل أي جهاز أو حساس بشبكة الانترنت أو الهاتف المحمول موضوع قديم وليس بثورة حقيقية في عالم الاتصال. إذا لماذا هذه الحمى واللوحات العديدة التي تدعم خاصية ربط أي جهاز بالانترنت؟

من وجهة نظري الشخصية أن الموضوع يعود لسببين: الأول هو حب التقليد والبحث عن كل ماهو جديد في عالم التقنية والإلكترونيات، فلقد اعتاد الهواة على استخدام لوحة الأردوينو ولوحة فطيرة التوت الشهيرتين، فكان لابد من كسر الروتين وخوض مجال جديد كي يبقى عالم الهواة مفعما بالحياة، وهو أمر صحي على كل حال. فلامانع من التجديد فهي الطبيعة البشرية التي تكره الروتين.

السبب الآخر والذي دفع هذه الموضة بشكل كبير هو أصحاب الشركات العملاقة رغبة منهم في خلق سوق جديدة وطرح منتجات منافسة والاستحواذ على شريحة مستخدمين جدد لم تكن ضمن شرائحهم المستهدفة سابقا. بمعنى آخر أن الموضوع تجاري ربحي بحت. كلام جميل، وكيف يتم ذلك؟ إن عمالقة المصنعين مثل إنتل أو أتمل مثلا له ميزانية ضخمة تهتم بالتسويق ما سيؤدي إلى طبيعة الحال إلى قدرتهم الهائلة على نشر منتجاتهم المتعلقة بهذا المجال بين شريحة الهواة تحت ذريعة انترنت الأشياء، فأجهزتهم الإعلامية وعلاقاتهم مع وسائل الإعلام العالمية أدت إلى خلق حالة حب جماعي لهذه التطبيقات بين أوساط الهواة.

أيا كان السبب، فكيف يمكننا المشاركة في هذا العالم وخوض غماره وأن ننتقل من دائرة المتفرج إلى المشارك في صنع الأشياء؟

سنتطرق إلى إحدى أهم اللوحات الشهيرة في يومنا هذا التي تدعم وتسهل عملية ربط الأشياء بالانترنت. واللوحات في هذا الجانب كثيرة ومتعددة المزايا، لكنني أحببت أن نتعرف إلى أشهرها وأكثرها دعما وأقلها ثمنا.

إنها لوحة ESP8266 

   هي لوحة صغيرة الحجم تحتوي على معالج صغري (32-بت) ودارة واي فاي لربط المتحكم بالانترنت. ظهرت في شهر آب من عام 2014 في نسختها الأولى، وتم بعد ذلك دعمها برمجيا من قبل

Espressif

حيث قامت في شهر تشرين الأول من عام 2014 بطرح بيئة تطويرية برمجية والتي أزالت العائق المتمثل بضرورة وجود متحكم آخر للبرمجة.

 يتراوح سعرها بين 2 دولار إلى 5 دولار

هنا صفحة لشرح آلية عملها وكتابة مواصفاتها الفنية وذكر تفاصيلها.

ESP8266

تعمل بفرق جهد 3.3 فولت وتستهلك تيارا يترواح ما بين 80 ميللي أمبير إلى 170 ميللي أمبير اعتمادا على نوعية الاتصال وسرعة نقل البيانات وقدرة المرسل، والواي فاي يعمل ضمن الحزمة 2.4 جيجاهرتز، كما هو موضح في الجدول التاليا:

Power

تحتوي الشريحة على منافذ متعددة منها:  I2C, I2S, UART, PWM,ADC, GPIO

 لها عدة إصدارات كما يظهر في الجدول التالي:

Name Active pins LEDs Antenna
ESP-01 6 Yes PCB trace
ESP-02 6 No U-FL connector
ESP-03 10 No Ceramic
ESP-04 10 No None
ESP-05 3 No U-FL connector
ESP-06 11 No None
ESP-07 14 Yes Ceramic + U-FL connector
ESP-08 10 No None
ESP-09 10 No None
ESP-10 3 No None
ESP-11 6 No Ceramic
ESP-12 14 Yes PCB trace
ESP-12-E 20 Yes PCB trace
ESP-12-F 20 Yes PCB trace
ESP-13 16 No PCB trace

حسنا، كيف يمكنني استخدامها في تطبيقات بحاجة إلى الاتصال بالانترنت؟

 خير مثال تعليمي سيكون أن نتعرف إلى مشروع عملي نتعلم من خلاله كيفية صنع تطبيق سهل. لنشاهد هذا الفيديو وبه مشروع بسيط للتحكم:

فكرة المقطع باختصار توضح لنا النقاط التالية:

كيف يمكن ربط وتحميل البرنامج الخاص بكم إلى الشريحة

كيف يمكن التخاطب مع المتحكم باستخدام أوامر AT commands

وكيفية التخاطب مع المنفذين من خلال منفذ اليو إي بس وذلك بواسطة لوحة مواءمة بين المنفذ التسلسلي ومنقذ اليو إس بي

كيف يمكن ربط الشريحة بشبكة واي فاي وضبط الإعدادات الخاصة

كيف يمكن تحديث برنامج الشريحة

هناك العديد من المشاريع المنتشرة وإليكم موقعا يحوي مشاريع خاصة بها.

 المفاجأة أنني وجدت كتابا مفتوح المصدر ومجاني من قبل شاب اسمه جهاد بسيوني، وفيه شرح واف وممتع لكيفية البداية يعمل مشاريعك الخاصة اعتمادا على هذه الشريحة. تفضلوا رابط الكتاب

قبل أن نختم التدوينة لابد من الإشارة أن هذه الشريحة أو الدارة ليست الوحيدة بل هناك العديد من الشرائح الأخرى التي تتناول نفس التطبيقات. لكننا كما ذكرنا سابقا أن مايميزها هو سعرها الرخيص وسهولة الحصول على مشاريع مجانية.

.أخيرا، إليكم مصدرا مهما يمكنكم الاستفادة منه كذلك لمتابعة آخر التحديثات والمشاريع لهذه الشريحة

One thought on “عالم إنترنت الأشياء وشريحة ESP8266

  1. استخدام الموديول ESP8266 كـ UDP CLIENT وربطه مع المايكروكنترول MICROCONTROLLER ATMEGA8L

    في هذا الفيديو سنتحدث بشكل عملي عن استخدام الموديول ESP8266 كـ UDP CLIENT
    وارسال بيانات من أحد مشاريعنا إلى تطبيق مكتوب بلغة الـ C#
    بداية نستعرض الفئات من الـ .NET التي سنحتاجها للارسال أو الاستقبال عبر الشبكة, ثم مثال عن ربط تطبيقين, أو برنامجين ببعضهما بالبرتوكول UDP وتبادل البيانات فيما بينهما.
    ثم ننتقل لمشروعنا خارج الحاسب الذي هو عبارة عن مايكرو كنترولر موصل اليه مفاتيح لحظية, وحساس حرارة, ومقاومة ضوئية LDR ,وشاشة LCD ,والموديول ESP8266.
    نستعرض برمجة المايكروكنترولر ATMEGA8L بلغة الـ BASCOM-AVR ملتمسين السهولة والبساطة بتهيئة الموديول ESP8266 ,والتشبيك على شبكة واي فاي من خلال نقطة وصول ACCESS POINT ,ومن ثم ارسال واستقبال البيانات فقط بكتابة القليل من السطور البرمجية.
    أتمنى لكم متابعة ممتعة ومفيدة, كما أرجو ألا تبخلو علينا بنقد بناء فبه نتطور للأفضل ونرتقي بعملنا.

    https://youtu.be/I3uzzafCjYo

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *