أفكار مميزة لمشاريع روبوتات باستخدام لوحة Arduino

إن صناعة روبوت بنفسك مشروع مثير للاهتمام وأنصحك بتعلميه لأطفالك في هذا العصر الرقمي متسارع التطور، فمن خلال برمجة الروبوتات يمكن أن يتعلم طفلك الكثير من المهارات الأساسيات المفيدة في التعامل مع التقنيات الرقمية ككل، كما يمكنه أن يكتسب كفاءة في دراسته وفي حياته المهنية مستقبلًا فضلًا عن أن البرمجة بشكل عام تعزز مهارات التفكير المنطقي والتحليلي لديه، وتطور استراتيجيات حل المشكلات وفوق ذلك كله سيكتسب طفلك هواية ممتعة تشغل وقته بما يفيد.

وقد اشترك أطفالي مؤخرًا في مسابقة لصناعة الروبوتات وكانت مرحلة اختيار الأفكار أصعب مرحلة في هذه المسابقة نظرًا لصغر سنهم، وفيما يلي أشارككم أهم الأفكار والمشاريع التي بحثنا عنها والتي لا تتطلب صناعتها الكثير من الجهد والكلفة ويسرني أن تشاركوني رأيكم حولها وتقترحوا أي أفكار إضافية إن وجدت لديكم.

لماذا ينبغي أن يتعلم الأطفال صناعة الروبوتات؟

لاشك أن صناعة روبوتات للأطفال من خلال لوحات أردوينو Arduino أو غيرها من المعالجات الدقيقة ليس أمرًا سهلاً على الإطلاق فهناك الكثير من الاختيارات والأدوات، والاستقرار على مشروع مناسب للأطفال يمكن أن يشكل تحديًا حقيقيًا، لكن المتعة التي ستراها في عيون طفلك عندما يرى الروبوت الذي صنعه بنفسه يتحرك ويتجاوب معه؟ ليس هذا فحسب بل سيكتسب طفلك الكثيرمن المهارات حول التعامل مع التقنيات الرقمية. 

كمبتدئ، يجب عليك التركيز على مشاريع يمكن تنفيذها بسهولة. لأن بناء روبوت معقد سيكون بالتأكيد أمرًا صعبًا ومحبطًا. يكفي في البداية أن تحرك الروبوت باتجاه معين باستخدام  لوحة أردوينو Arduino، أو تضيء الصمامات، أوتطبع نصًا على شاشة LCD باستخدام الكود البرمجي.

ومن تجربتي مع أطفالي يمكن القول أنه كلما احتوت المشاريع على أقل عدد من الأجزاء، كلما قل احتمال حدوث خطأ أثناء تجميع وبرمجة الروبوت.ويمكنك بالتدريج تجربة مشاريع أكثر تعقيدًا.

مشروع1: بناء ذراع روبوت من الورق المقوى

يمكن بناء ذراع روبوت من الورق المقوى بسهولة، حيث يمكن بناء ذراع روبوت حقيقية باستخدام Arduino Uno وثلاثة محركات سيرفو وبعض المكونات الأخرى منخفضة التكلفة والدارة الإلكترونية المرتبطة بالذراع بسيطة نسبيًا. يتطلب الأمر بعض المهارة الفنية لتشكيل الذراع بصورة يدوية كلما كان شكل الذراع أكثر احترافية ستكون النتائج مرضية لطفلك. 

مشروع 2: روبوت يخبرنا بحالة الطقس 

مشروع 3: سماعات راديو

 مستوى الصعوبة: متوسط

العمر: 8 سنوات فما فوق

إن كنت تبحث عن مشروع مثالي لأطفالك الصغار، فإن مشروع مكبر الصوت بواسطة أردوينو هو خيارمناسب وما سنقوم به هنا هو راديو يمكنه تشغيل ملفات MP3 مختلفة بمجرد الضغط على زر، حيث يمكن لراديو الأردوينو إخراج الصوت عبر مكبر صوت ويتولى تشغيل ملفات MP3 الخاصة بالراديو رقاقة خاصة تحتوي على فتحة بطاقة SD. 

يمكنك تخزين الأغاني أو القصص الصوتية على هذه البطاقة. ويتولى تحكم الإلكترونيات بأكملها لوحة الأردوينو نانو Arduino Nano. وهناك أيضًا لوحات تحكم مصغرة أكثر تعقيدًا لتنفيذ هذا المشروع مثل راسبيري باي يمكنها تنفيذ المشروع وتشغيل الموسيقى بدون الحاجة إلى رقاقة MP3 إضافية.

مشروع 4: روبوت يكتشف حركتك ويشغل الأضواء

•  مستوى الصعوبة: سهل
• العمر: 6 سنوات فما فوق

هل قمت من سريرك في منتصف الليل وصدمت قدمك بشيء بسبب الظلام؟ إذا كان الأمر كذلك، فإن مشروع روبوت Arduino يضيء لك المصباح عندما يكشف قيامك من السرير سيكون مفيدًا لك، يمكنك تحقيق هذا الروبوت من خلال وضع ثلاثة أجهزة استشعار حركة تحت سريرك، تتعرف لوحة أردوينو نانو Arduino Nano على ما إذا كنت تقوم بالوقوف ومن ثم يشغل سلسلة من الأضواء الملونة بتأثير LED. وبهذا يمكنك رؤية طريقك.

مشروع 5: سيارة تعمل بالتحكم عن بعد

•  مستوى الصعوبة: متوسط
• العمر: 10 سنوات فما فوق

تحظى السيارات التي تسير بالريموت كونترول بشعبية كبيرة بين الأطفال. يمكن تحقيق سيارة روبوتية تعمل بواسطة Arduino بسهولة باستخدام لوحة Arduino Uno ووحدة Bluetooth، يتطلب الأمر قليلاً من المعرفة الإلكترونية. ويمكن أن يعمل هاتف ذكي عادي مع تطبيق مناسب، المتاح مجانًا لنظام Android، كوحدة التحكم بالسيارة عن بعد.

مشروع 6: جهاز إنذار

•  مستوى الصعوبة: سهل
• العمر: 6 سنوات فما فوق

يتطلب  هذا المشروع عددًا قليلًا من الخطوات وبالتالي فهو ممتاز للمبتدئين. ويمكن من خلاله تطوير نظام إنذار يتعرف على ما إذا كانت الباب مفتوحة أم لا من خلال ربط لوحة Arduino بمستشعر الأمواج فوق الصوتية (التراسونيك) وجهاز التنبيه الصوتي الذي يصدر صوتًا عاليًا عند اللمس. حيث يُثبت مستشعر الأمواج فوق الصوتية على إطار الباب. وعندما يتم فتح الباب بواسطة شخص ما، يتم تفعيل الإنذار.

مشروع 7: خلية تعمل بالطاقة الشمسية

•  مستوى الصعوبة: متوسط
• العمر: 10 سنوات فما فوق

 تحول الخلايا الشمسية الضوء إلى كهرباء. لكن المشكلة في الخلايا الشمسية الثابتة هي أن الشمس تتحرك خلال النهار وهذا يعني أن زاوية الإشعاع ليست دائمًا مثلى، مما يؤدي إلى تقليل كمية الكهرباء التي تولدها الخلية الشمسية. لهذا السبب، هناك متتبعات الشمس، التي توجه الجهاز دائمًا يسقط الضوء الشمسي عليها بشكل مباشر. يمكنك من خلال هذا المشروع فهم حول كيفية إنشاء مثل هذا المتتبع باستخدام Arduino Uno ولوحة شمسية وبعض المكونات الأخرى.

مشروع 8: ساعة توقف

•  مستوى الصعوبة: سهل
• العمر: 6 سنوات فما فوق

هل ترغب في معرفة ما إذا كنت أسرع في الركض من أصدقائك؟ بدلاً من شراء ساعة توقف جاهزة، يمكنك بناؤها بنفسك من خلال لوحة Arduino  هذا المشروع سهل التنفيذ للغاية ويحتاج إلى قليل من المواد فقط. يكفي لإنشاء الساعة الصغيرة مثل هذه استخدام Arduino Pro Micro وشاشة LED مكونة من ثمانية أرقام وثلاثة أزرار ضغط.

مشروع 9: منبه ذكي

•  مستوى الصعوبة: متوسط
• العمر: 7 سنوات فما فوق

إذا كنت دائمًا تتأخر في الصباح وتضطر إلى الركض للحاق بحافلة المدرسة، فإن منبه Arduino هو الحل الأمثل لك ويمكنك تنفيذه بأربعة أجزاء وبضعة كابلات فقط، لبناء ساعة مزودة بوظيفة المنبه. ونظرًا لأن لوجة Arduino تقيس الوقت بصورة غير دقيقة نسبيًا، يتم استخدام ساعة الوقت الحقيقي في هذا المشروع بالاستعانة برقاقة خاصة تستطيع قياس الوقت بشكل أدق. بالإضافة إلى ذلك، ستتعلم كيفية التحكم في شاشة العرض (LCD)، وكيفية قراءة المدخلات من لوحة مفاتيح 4×4، وكيفية برمجة هذه الساعة.

مشروع 10: جهاز كشف الكذب

•  مستوى الصعوبة: سهل
• العمر: 6 سنوات فما فوق

هل ترغب في معرفة ما إذا كان أصدقاؤك يقولون الحقيقة؟ ماذا عن تصمصم جهاز أردوينو للكشف عن الكذب؟ بالطبع لا يمكن لجهاز الكشف عن الكذب قراءة الأفكار ومعرفة النوايا ولكنه يقيس بعض المقاييس الحيوية التي يمكن من خلالها استنتاج ما إذا كان الشخص صادقًا أم لا مثل قياس سرعة نبضات القلب، والتنفس وجفاف الجلد. إذا بدأ الجلد في التعرق عند الكذب، فإنه يوصل التيار الكهربائي بشكل أسهل، يقيس هذا المشروع  مقاومة الجلد ويكشف الكذب عن طريق إضاءة الصمامات المناسبة، وهو لن يكشف من يعتاد الكذب ولا يتوتر عند قوله :)

المزيد حول مشاريع روبوتات باستخدام لوحة Arduino 

ربما تكون بارعًا بما يكفي لإكمال عدة مشاريع بالفعل. ماذا عن دمج مشروعين معًا؟ على سبيل المثال، يمكنك دمج منبه DIY مع راديو MP3 بحيث لا يتم تشغيل جرس الإنذار عند حدوث إنذا، ولكن يتم تشغيل الموسيقى بدلاً من ذلك. ستحصل على منبه راديو DIY يعزف الموسيقى المفضلة لديك.

 فكرة أخرى هي استخدام الخلية الشمسية كمصدر للطاقة لنظام إنذار الباب أو راديو MP3 أو جهاز كشف الكذب.

أطلق العنان لخيالك وطبق مشاريع مميزة باستخدام Arduino التي تعد وسيلة رائعة لتعلم البرمجة من خلال اللعب والتسلية.

ابدأ بمشروع Arduino سهل ثم تدرج في إضافة الميزات له. 

أسئلة شائعة حول مشاريع أوردوينو Arduino 

هل أحتاج إلى معرفة مسبقة إذا أردت تنفيذ مشروع Arduino؟

لا، معظم المشاريع لا تحتاج إلى معرفة مسبقة خاصة لأن لوحة أردوينو Arduino هي بيئة تطوير مصممة خصيصًا للمبتدئين. بالإضافة إلى ذلك، تتميز معظم المشاريع التي اقترحناها اليوم بسهولة التعامل معها ولا تتطلب أدوات ومعدات إلكترونية معقدة.

ما الذي يجب أن يأخذه المبتدئ بعين الاعتبارهعند اختيار مشروع Arduino

عند الاختيار، يجب عليك التأكد من أن المشروع يتناسب مع اهتماماتك. لأن من يستمتع بالعمل يُكمل مشروعه ويكتسب معرفة جديدة من خلال اللعب والاستمتاع، كما يجب عليك أيضًا مراعاة مستوى صعوبة المشروع  فيمكن أن يكون مشروع مع العديد من القطع محبطًا لذا ابدأ بمشروع فعلي يحتوي على قليل من المعدات سهلة التوصيل.

أين يمكنني الحصول على المساعدة إذا لم أنجح في تنفيذ مشروع أردوينو بشكل صحيح

إذا كنت لا تعرف كيف تواصل مشروعك وظهرت لك مشكلات خلال العمل عليه، يمكنك بالطبع أن تسأل والديك أو أصدقائك المبرمجين للحصول على المشورة منهم كما يمكنك نشر سؤالك في منتديات خاصة بلوحة Arduino فهناك الكثير من الخبراء في المنتديات والمجتمعات المتخصصة.

هل مشاريع Arduino مناسبة لتلاميذ المرحلة الابتدائية؟

بشكل عام، يمكن للأطفال من عمر 6 سنوات البدء في تحقيق أول مشاريع أردوينو. لأن هناك العديد من مشاريع القيام بها بخطوات تدريجية لتعريف الصغار ببرمجة الحاسوب ويمكن زيادة صعوبة المشاريع بالتدريج.

هل هناك مشاريع أردوينو مفيدة للاستخدام خارج المنزل؟

بالطبع، لوحات أردوينو متعددة الاستخدمات والمهام  ويمكن أن تطبق في مشاريع  داخل المنزل  كالتحكم بالإضاءة أوالتحكم بالحرارة أو في مشاريع خارجية تفيد في مجال الزراعة أو ري الحدائق والتحكم في الري ومراقبة درجة الطقس الخارجي وغيرها من الاستخدمات العديدة الأخرى.