اذهب إلى المحتوى

صنع قلب نابض باستخدام لوحة راسبيري باي بيكو


أروى عفان

سنتعلم في هذه المقال كيفية صنع قلب نابض من الورق ومصباح ليد LED ومقاومة متغيرة potentiometer للتحكم بمعدل ضربات القلب.

صنع قلب نابض من الورق ومصباح ليد ومقاومة متغيرة

شغّل الفيديو وراقب ما الذي سيحدث عند تدوير قرص المقاومة المتغيرة.

تحذير: سنستخدم في هذا المشروع أضواءً وامضةً والتي قد تسبب اختلاجات أو نوبات شقيقة عند نسبة صغيرة جدًا من الناس، كما أن هذه الأعراض قد تظهر عند الأشخاص السليمين الذين لم يعانوا مسبقًا من الشقيقة أو من نوبات الصرع المُحرَضة من قِبَل الإضاءة العالية، لذلك ننصحك بإيقاف العمل على هذا المشروع ومراجعة طبيب مباشرةً إذا واجهت أية أعراض.

ستتعلم في هذا المشروع ما يلي:

  • كيفية استخدام المقاومة المتغيرة ذات القرص dial لتغيير معدل ضربات القلب.
  • كيفية الحصول على إضاءة نابضة باستخدام مصباح الليد.
  • تشغيل لوحة راسبيري باي بيكو Raspberry Pi Pico من مصدر طاقة غير الحاسوب.

معلومة: يعطينا الدخل التشابهي Analogue مجالًا من القيم المختلفة، على عكس النظام الرقمي Digital الذي يعطي إما القيمة 1 أو 0 (تشغيل أو إطفاء). تُعّد المقاومة المتغيرة من أجهزة الدخل التشابهي، إذ أن لها قرص دوّار يمكن من خلاله زيادة القيم أو إنقاصها. تحتوي لوحة بيكو على أرجل دخل تشابهية يمكننا استخدامها في مشروعنا لقراءة القيم التشابهية.

متطلبات المشروع

عتاد:

  1. لوحة حاسوب راسبيري باي بيكو مع أرجل مثبتة عليها.
  2. كبل USB لنقل البيانات ذو نهايات من النوع USB A و micro USB.
  3. مصباح ليد أحمر اللون، أو اللون الذي تفضله مع مقاومة موصولة مع أسلاك من نوع مقبس.
  4. مقاومة متغيرة واحدة.
  5. أسلاك توصيل ذات نهايات مقبس-مقبس socket-socket (عدد 3).
  6. أسلاك توصيل ذات نهايات دبوس-مقبس pin-socket (عدد 3).
  7. بعض مستلزمات الأشغال اليدوية: ورق ملون أحمر اللون إن وجد، ورقائق قصدير، وشريط لاصق.
  8. مصباح ليد أزرق اللون ومقاومة وأسلاك توصيل إضافية (اختياري).

أسلاك التوصيل

تُستخدم أسلاك التوصيل لنقل التيار الإلكتروني بين العناصر الإلكترونية، عند إنشاء النماذج الأولية من المشاريع لسهولة توصيلها مع العناصر وفصلها، دون الحاجة لتلحيمها (إنشاء توصيلات دائمة عن طريق صهر المعدن)، وتوجد ثلاثة أنواع من أسلاك التوصيل حسب نهاياتها:

  • أسلاك توصيل ذات نهايات مقبس-مقبس socket-socket.
  • أسلاك توصيل ذات نهايات دبوس-مقبس pin-socket.
  • أسلاك توصيل ذات نهايات دبوس-دبوس pin-pin.

نهاية الدبوس

هي قطعة معدنية قصيرة تخرج من الطرف البلاستيكي الأسود للسلك،و يمكن إدخالها في طرف المقبس، أو لوحة التجارب، وهي على الشكل التالي:

أداة نهاية الدبوس

نهاية المقبس

هي ثقب في الطرف البلاستيكي الأسود للسلك يمكن إدخال نهاية الدبوس، أو أرجل العناصر الإلكترونية فيه.

أداة نهاية المقبس

شراء أسلاك التوصيل

قد تلاحظ عند شرائك أسلاك التوصيل أنها تسمى ذكر - ذكر أو أنثى - أنثى، أو ذكر - أنثى، وهي تسميات قديمة إذ يدل الذكر على نهاية الدبوس، والأنثى على نهاية المقبس، ويجب استخدام مصطلحي الدبوس والمقبس لوصف أسلاك التوصيل لأنها أكثر شمولًا.

برمجيات

  1. برنامج ثوني Thonny: وهو البيئة البرمجية التي سنستخدمها لكتابة الشيفرة بلغة بايثون.

تثبيت برنامج ثوني على نظام تشغيل راسبيري باي

يأتي برنامج ثوني مثبتًا مع نظام تشغيل راسبيري باي، المعروف سابقًا براسبيان Raspbian، لكن قد تحتاج إلى تحديثه. انقر على الأيقونة في الزاوية العلوية اليسرى من الشاشة لفتح نافذة الطرفية Terminal، أو اضغط المفاتيح التالية معًا Ctrl+Alt+T. ثم اكتب الأمر التالي لتحديث نظام التشغيل وبرنامج ثوني:

sudo apt update && sudo apt upgrade -y

تثبيت برنامج ثوني على أنظمة التشغيل الأخرى

يمكنك تثبيت ثوني على الحواسيب العاملة بنظام تشغيل لينكس، أو ويندوز، أو ماك، وذلك من الموقع الرسمي thonny.org. انقر على رابط التنزيل الموافق لنظام تشغيل حاسوبك من الزاوية العلوية اليمنى في الموقع، ثم انقر على الملفات بعد تنزيلها، وقد تظهر لك الرسالة التالية على نظام ويندوز:

النافذة الظاهرة على نظام ويندوز

انقر على خيار المزيد من المعلومات "More info" ثم على التشغيل على أي حال "Run anyway".

التعرف على واجهة برنامج ثوني

عند فتح ثوني ستظهر لك الواجهة التالية:

واجهة برنامج ثوني

يمكنك الكتابة بلغة بايثون في النافذة الرئيسية الكبيرة، ثم النقر على زر التشغيل الأخضر Run للتنفيذ، ستظهر لك رسالة لحفظ الملف قبل تشغيله.

اكتب الأمر التالي وشغّله:

print('Hello World!')

تغيير السمة والخط

يمكنك التحكم بلون الخط وحجمه وتغيير السمة المستخدمة في واجهة البرنامج، وذلك بالنقر على قائمة الأدوات Tools من الشريط أعلى الشاشة، ثم النقر على خيارات Options، ثم انقر بعدها على نافذة الخط والسمة Theme & Font واختر نوع الخط والسمة التي تفضلها من النافذة المنسدلة ثم انقر على زر موافق OK عند الانتهاء.

تغيير السمة والخط في برنامج ثوني

ننصحك باختيار الخطوط البسيطة الواضحة والابتعاد عن الخطوط المزخرفة أو المشابهة لخط اليد لأنها قد تجعل القراءة أصعب.

قراءة قيم المقاومة المتغيرة

توفِّر لنا المقاومة المتغيرة مجالًا من القيم المختلفة، ويمكننا مشاهدة هذه القيم والتأثير الحاصل عند تغييرها باستخدام الراسم plotter في ثوني.

قيم المقاومة المتغيرة

مبدأ عمل المقاومة المتغيرة

المقاومة المتغيرة هي إحدى أجهزة الدخل التشابهي، إذ تتغير قيمة المقاومة فيها بتدوير القرص الموجود أعلاها، ولها ثلاثة أرجل؛ رجل للتغذية 3V3، رجل تشابهية لقراءة القيم، ورجل للتأريض GND. إذ تزوِّد الرجل 3V3 المقاومة بالتغذية وتتغير القراءة المُزودة من قِبَل الرجل التشابهية تبعًا لقيمة المقاومة المُعَيّرة. معلومة: تحتوي لوحة بيكو على أرجل دخل تشابهية يمكننا استخدامها لتوصيل عناصر الدخل التشابهي، مثل المقاومة المتغيرة، وهذه الأرجل هي A0، وA1، وA2، كما يمكن للوحة بيكو التحسس لقيم الجهد ضمن المجال 0 فولت إلى 3.3 فولت باستخدام هذه الأرجل.

خطوات توصيل المقاومة المتغيرة للدارة

أولًا، أمسك المقاومة المتغيرة كما في الصورة أدناه ولاحظ وجود القرص الدوّار أعلاها، والذي يمكن تدويره مع اتجاه دوران عقارب الساعة أو عكسه، ولاحظ وجود ثلاث أرجل للمقاومة.

خطوات توصيل المقاومة المتغيرة للدارة

عند تدوير القرص إلى أقصى اليسار يشير السهم إلى الرجل الأرضية GND، وعند تدويره إلى أقصى اليمين يشير السهم إلى رجل التغذية 3V3 أما الرجل الوسطى للمقاومة فهي الرجل التشابهية التي تستمد منها لوحة بيكو القيم لقراءتها.

ثانيًا، افصل لوحة بيكو عن حاسوبك،ثم وَصّل سلك توصيل ذو نهايات مقبس-مقبس مع كل أرجل المقاومة الثلاث، ثبت التوصيلات بالشريط اللاصق إن لزم الأمر.

  • صِل النهاية الحرة للسلك الموصول مع رجل المقاومة ذات الرقم 1 مع رجل الأرض GND الموجودة بين الرجلين GP21 و GP22.
  • صِل رجل المقاومة الوسطى مع الرجل GP26_A0 على لوحة بيكو.
  • صِل رجل المقاومة ذات الرقم 3 مع رجل التغذية 3V3.

توصيل المقاومة المتغيرة للدارة

ثالثًا، صِل لوحة بيكو بحاسوبك، ثم افتح برنامج ثوني وأنشئ ملفًا جديدًا واكتب فيه الشيفرة التالية لطباعة print قيم المقاومة المتغيرة:

from picozero import Pot #  هو اختصار لاسم المقاومة المتغيرة باللغة الانجليزية Pot
from time import sleep

dial = Pot(0) # A0(GP26) موصولة مع الرجل رقم

while True:
    print(dial.value)
    sleep(0.1) #إبطاء خرج المقاومة

أضفنا السطر الأخير (sleep(0.1 لإبطاء قراءة القيم وطباعتها من المقاومة المتغيرة حتى نتمكن من مشاهدتها في ثوني.

رابعًا، شغّل الشيفرة، ثم دوّر قرص المقاومة وراقب تغيرات القيم في نافذة صدفة Shell ثوني.

تغيرات القيم في نافذة صدفة Shell ثوني

لاحظ أن القيم تتغير بسرعة كبيرة يَصعُب معها إدراك ما يحدث، لذلك سنستخدم الراسم plotter في ثوني لمشاهدة التغير وتمثيله بيانيًا.

خامسًا، انقر على قائمة العرض View ثم على الراسم Plotter،ستظهر نافذة الراسم بجانب نافذة الصدفة. شغّل الشيفرة ثم دوّر قرص المقاومة وراقب تغيرات القيم على الراسم.

تغيرات قيم قرص المقاومة

يجب أن تكون القيم 0 (أو قريبةً من الصفر) عندما يكون قرص المقاومة مُدارًا إلى أقصى اليسار، وأن تكون 1 (أو قريبةً من الواحد) عندما يكون القرص في أقصى اليمين. ملاحظة: قد تظهر لك القيم معكوسةً؛ أي قد يعطي الراسم قيمة 1 عندما يكون قرص المقاومة في أقصى اليسار، في هذه الحال عليك التبديل بين السلكين الموصلين مع رجل التغذية 3V3 ورجل التأريض GND.

حساب عدد الضربات في الدقيقة BPM

تعطينا المقاومة المتغيرة قيمًا تتراوح بين 0 و 1، ولكن علينا تحويل هذه القيم إلى قيم متوافقة من 40 (ضربات قلب رياضي رشيق) إلى 180 ضربة في الدقيقة. معلومة: BPM هي اختصار لعدد الضربات في الدقيقة Beats per minute، ويُستخدم للتعبير عن معدل نبضات القلب والإيقاع الموسيقي، وكلّما كان عدد النبضات أو الضربات أكبر كان المعدل أعلى، ويُستخدم في مجال اللياقة لقياس شدة التمارين على الجسم، إذ يُنصح ألا يتجاوز معدل ضربات قلبك 85% من المعدل الأعظمي عند ممارستك الرياضة. يمكنك حساب المعدل الأعظمي بإنقاص عمرك من العدد 220، فالمعدل الأعظمي لطفل ذو 12 عامًا هو 208 ضربة في الدقيقة، ويجب ألا يتجاوز 176 ضربة عند ممارسة التمارين، وهو نفس المعدل لإيقاع موسيقى Drum ‘n’ Bass.

حساب عدد الضربات في الدقيقة BPM

سنستخدم المقاومة المتغيرة للتحكم بمعدل ضربات القلب في مشروعنا. عدّل على الشيفرة لطباعة القيم ورسمها ضمن مجال يتراوح من 40 إلى 180 ضربة، كما يلي:

from picozero import Pot
from time import sleep

dial = Pot(0)

heart_min = 40
heart_max = 180
heart_range = heart_max - heart_min # حساب الفرق بين المعدل الأعظمي والأصغري

while True:
    bpm = heart_min + dial.value * heart_range # تحويل قيمة المقاومة إلى معدل ضربات القلب
    print(bpm)
    sleep(0.1)

لاحظ أن المجال الذي يتراوح ضمنه معدل الضربات heart_range يُحسب مثل متغير variable في بداية الشفرة، بينما يُحسب معدل ضربات القلب bpm الذي يعتمد على قيمة المقاومة المتغيرة ضمن حلقة while.

شغّل الشيفرة ثم دوّر قرص المقاومة وراقب تغيرات القيم في الراسم وفي نافذة الصدفة، إذ يجب أن تتراوح القيم بين الأعداد من 40 إلى 180.

تغيرات القيم في الراسم وفي نافذة الصدفة

تصحيح الأخطاء

إليك بعض الأخطاء التي قد تواجهك في هذه الخطوة وكيفية إصلاحها:

يظهر البرنامج رسالة خطأ في الشيفرة

قد تظهر لك رسالة " You have a syntax error"، تحقق عندها من الشيفرة التي كتبتها وتأكد أنها مطابقة للشيفرة في مثالنا.

توقفت المقاومة المتغيرة عن العمل

تحقق من متانة توصيل الأسلاك مع المقاومة.

صنع قلب ورقي

سنعمل في هذه الخطوة على صنع قلب من الورق لتغليف مصباح الليد وتبديد ضوءه.

الخطوة 1 من عملية صنع قلب ورقي

معلومة: الحرف الورقية Papercraft هو فن صنع مجسمات ثنائية أو ثلاثية الأبعاد من الورق، وتتعدد الخيارات التي يمكن تنفيذها من منحوتات إلى ملابس ورقية، حتى إنشاء نماذج باستخدام الورق المُعّجن papier-mâché، أو مجسمات باستخدام فن طَيّ الورق أو ما يُعرف بفن الأوريغامي origami، وذلك إما باستخدام قصاصات من الورق أو لفّه.

اختر إحدى الطريقتين التاليتين لصنع القلب الورقي:

قص شكل القلب

سنستخدم المقص للحصول على شكل قلب بسيط من الورق:

الخطوة 2 من عملية صنع قلب ورقي

قُصَّ شكلين من الورق ثم الصقهما ببعضهما باستخدام الشريط اللاصق:

الخطوة 3 من عملية صنع قلب ورقي

الخطوة 4 من عملية صنع قلب ورقي

صنع شكل القلب باستخدام فن طي الورق

سنتعلم في هذه الخطوة كيفية صنع شكل القلب باستخدام فن طيّ الورق (الأوريغامي).

صنع شكل القلب باستخدام فن طي الورق

أولًا، احضر قطعةً مربعةً من الورق (أي نوع من الورق سيفي بالغرض، لكن استخدام الورق الرقيق سيجعل الليد أكثر سطوعًا).

الخطوة 1 لصنع شكل القلب باستخدام فن طي الورق

ثانيًا، اطوِ الورقة إلى النصف لتحصل على شكل المثلث وذلك بطّي أحد الرؤوس حتى يلامس الرأس المقابل، ثم افرد الورقة:

الخطوة 2 لصنع شكل القلب باستخدام فن طي الورق

الخطوة 3 لصنع شكل القلب باستخدام فن طي الورق

ثالثًا، اطوِ الورقة إلى النصف مجددًا لتحصل على شكل المثلث، ثم افردها:

الخطوة 4 لصنع شكل القلب باستخدام فن طي الورق

الخطوة 5 لصنع شكل القلب باستخدام فن طي الورق

رابعًا، اطوِِ الرأس العلوي إلى منتصف المربع، لتحصل على شكل الدرع.

الخطوة 6 لصنع شكل القلب باستخدام فن طي الورق

خامسًا، اطوِ الرأس السفلي حتى يلامس الحافة العلوية وتحصل على الشكل التالي:

الخطوة 7 لصنع شكل القلب باستخدام فن طي الورق

سادسًا، اطوِ الحافتين اليمنى واليسرى للأعلى بزاوية 90 درجة، حتى تتلاقى حافتاهما السفليّتان في منتصف المربع:

الخطوة 8 لصنع شكل القلب باستخدام فن طي الورق

الخطوة 9 لصنع شكل القلب باستخدام فن طي الورق

سابعًا، اطوِ الحواف العليا والجانبية للخلف:

الخطوة 10 لصنع شكل القلب باستخدام فن طي الورق

ثامنًا، استخدم الشريط اللاصق لتثبيت الحواف على طول شكل القلب.

الخطوة 11 لصنع شكل القلب باستخدام فن طي الورق

أصبح الشكل جاهزًا للاستخدام، اقلبه على الوجه الأخر واستمتع بإنجازك.

الخطوة 12 لصنع شكل القلب باستخدام فن طي الورق

إضافة مصباح الليد

سنبث الحياة في مشروعنا بإضافة الليد وجعل القلب يبدو كأنه ينبض.

إضافة مصباح الليد على شكل القلب

تحذير: سنستخدم في هذا المشروع أضواءً وامضةً، ما قد يُسبب اختلاجات أو نوبات شقيقة عند نسبة صغيرة جدًا من الناس، كما أن هذه الأعراض قد تظهر عند الأشخاص السليمين الذين لم يعانوا مسبقًا من الشقيقة أو من نوبات الصرع المُحرَضة من قِبَل الإضاءة العالية، لذلك ننصحك بإيقاف العمل على هذا المشروع ومراجعة طبيب مباشرةً إذا واجهت أية أعراض.

سنوصل في البداية مصباح ليد أحمر اللون مع مقاومة باتباع إحدى الطريقتين التاليتين:

توصيل الليد مع مقاومة وأسلاك توصيل باستخدام شريط عازل

ستحتاج لتوصيل الليد مع مقاومة وأسلاك توصيل باستخدام شريط عازل إلى ما يلي:

  • أسلاك توصيل نوع مقبس-مقبس (عدد 2).
  • مقاومة.
  • مصباح ليد.
  • شريط عازل.
  • مقص.

مستلزمات توصيل الليد مع مقاومة وأسلاك توصيل

كما تعلمنا سابقًا، فإن لمصباح الليد رجل قصيرة سالبة، وأخرى طويلة هي الموجبة.

مصباح الليد

كما يمكنك التمييز بين القطبين عن طريق تلمّس حافة الجزء البلاستيكي للمصباح بإصبعك؛ إذ أن الطرف السالب هو الطرف الأقرب إلى الحافة المسطحة للمصباح.

أولًا، اثنِ أحد طرفي المقاومة حول الرجل الموجبة لمصباح الليد.

ثني أحد طرفي المقاومة حول الرجل الموجبة لمصباح الليد

ثم لُف طرف المقاومة حول رجل مصباح الليد ثلاث مرات، كما في الصورة التالية:

لف طرف المقاومة حول رجل مصباح الليد ثلاث مرات

ثانيًا، قُص قطعة من الشريط العازل والصقه على الجزء الملفوف من المقاومة ليساعد في تثبيتها.

قص قطعة من الشريط العازل ولصقه على الجزء الملفوف من المقاومة

ثالثًا، أدخل سلك توصيل في النهاية الحرة للمقاومة، ثم صل سلكًا آخر مع الرجل السالبة لمصباح الليد.

إدخال سلك توصيل في النهاية الحرة للمقاومة ووصل سلك آخر مع الرجل السالبة لمصباح الليد

كما يمكنك استخدام الشريط العازل لتثبيت التوصيلات.

توصيل الليد مع مقاومة وأسلاك توصيل باستخدام اللحام وأنابيب الانكماش الحراري

تنبيه: ستحتاج إلى مساعدة أحد البالغين لتنفيذ هذه الخطوة وخاصةً عند استخدام مسدس اللحام.

أولًا، ستحتاج إلى مصباح ليد، ومقاومة (ذات قيمة 70 أوم أو أكبر)، سلكي توصيل نوع مقبس-مقبس، ومسدس لحام، وأسلاك قصدير، وأنابيب انكماش حراري.

توصيل الليد مع مقاومة وأسلاك توصيل باستخدام اللحام وأنابيب الانكماش الحراري

ثانيًا، سخّن إحدى رجلي الليد لبضع ثوان باستخدام مسدس اللحام ثم اصهر اصبع القصدير فوقها، وكرّر العملية على الرجل الأخرى. اطلب مساعدة أحد البالغين لتنفيذ هذه الخطوة.

الخطوة 2 لتوصيل الليد مع مقاومة وأسلاك توصيل

ثالثًا، الآن سخّن إحدى رجلي المقاومة لبضع ثوان باستخدام مسدس اللحام ثم اصهر اصبع القصدير فوقها، وكرر العملية على الرجل الأخرى. اطلب مساعدة أحد البالغين لتنفيذ هذه الخطوة.

الخطوة 3 لتوصيل الليد مع مقاومة وأسلاك توصيل

رابعًا، ضع رجل الليد الموجبة فوق رجل المقاومة ثم مرر مسدس اللحام عليهما كي تلتحما معًا.

الخطوة 4 لتوصيل الليد مع مقاومة وأسلاك توصيل

خامسًا، قص النهاية البلاستيكية السوداء لسلكي التوصيل، ثم انزع الغلاف البلاستيكي للسلكين حتى تحصل على الجزء النحاسي بدون عزل، كما هو موضح:

الخطوة 5 لتوصيل الليد مع مقاومة وأسلاك توصيل

سادسًا، اصهر بعض القصدير على نهايتي السلكين.

الخطوة 6 لتوصيل الليد مع مقاومة وأسلاك توصيل

سابعًا، ادخل أنبوب انكماش حراري في كلٍ من السلكين.

الخطوة 7 لتوصيل الليد مع مقاومة وأسلاك توصيل

ثامنًا، ضع النهاية المكشوفة لسلك التوصيل الأول فوق الليد، ثم سخنهما كي يلتحما، وكرّر العملية مع السلك الثاني والمقاومة.

الخطوة 8 لتوصيل الليد مع مقاومة وأسلاك توصيل

تاسعًا، اسحب أنبوب الانكماش الحراري إلى نهاية السلك ليغطي موضع اللحام.

الخطوة 9 لتوصيل الليد مع مقاومة وأسلاك توصيل

عاشرًا، سخن أنبوب الانكماش الحراري باستخدام الحافة العريضة من مسدس اللحام حتى ينكمش حول سلك التوصيل.

الخطوة 10 لتوصيل الليد مع مقاومة وأسلاك توصيل

أخيرًا، اختبر الليد بتوصيل إحدى السلكين إلى أحد أرجل الأرضية GND على لوحة بيكو، والسلك الآخر إلى إحدى أرجل 3V3.

الخطوة الأخيرة لتوصيل الليد مع مقاومة وأسلاك توصيل

الآن، وبعد الانتهاء من توصيل الليد والمقاومة، صّل الرجل السالبة لمصباح الليد مع رجل الأرض GND، والموجبة مع الرجل GP13 على لوحة بيكو، كما تعلمنا في مشروع اليراعات الوامضة.

وصل الرجل السالبة لمصباح الليد مع رجل الأرض GND والموجبة مع الرجل GP13 على لوحة بيكو

معلومة: عملت عالمة الفضاء ماجي أدرين بوكوك Maggie Aderin-Pocock على العديد من الأدوات الإلكترونية مثل ملحقات للتلسكوب، وكاشف ألغام محمول، وأجهزة أُرسلت إلى الفضاء لجمع بيانات تساعد في فهم سبب تغير المناخ، والمدهش أن ماجي لم تكن قادرةً على شراء تلسكوب عندما كانت مراهقة، لذا صنعت تلسكوبها الخاص مستخدمةً الزجاج لصنع العدسات ومعرفتها في الإلكترونيات والبرمجة.

ما رأيك عالمِنا الصغير، هل هناك أداة ترغب في صنعها؟

أضف الشيفرة التالية لبرمجة الليد:

from picozero import Pot, LED # أضفنا تابع الليد من المكتبة
from time import sleep

dial = Pot(0)
led = LED(13) # احرص على كتابة الرقم الصحيح للرجل

ثم أضف الشيفرة التالية للتحكم بسطوع الليد:

while True:
    bpm = heart_min + dial.value * heart_range
    print(bpm)
    beat = 60/bpm
    # زِد سطوع الليد في النصف الأول من النبضة
    brighter_time = beat / 2 
    # خفِّف سطوع الليد في النصف الثاني من النبضة
    dimmer_time = beat / 2 

    # انتظر حتى تنتهي النبضة الأولى
    led.pulse(brighter_time, dimmer_time, n=1, wait=True)  

لاحظ أن الدالة ()pulse تخلق تأثير النبض للمصباح عن طريق زيادة سطوعه وانقاصه. احرص على إضافة شرط الإنتظار wait=True على السطر الأخير من الشيفرة، وإلا سيُعاد تنفيذ حلقة while مباشرةً وسيُعاد النبض.

الآن، شغّل الشيفرة وراقب كيف يخبو ويسطع ضوء المصباح، ثم دوّر قرص المقاومة المتغيرة وراقب كيف تتسرع ومضات المصباح كما لو أنها نبضات قلب.

تشغيل الشيفرة وتدوير المقاومة للتأكد من ومضات المصباح

ضع الليد داخل القلب الورقي أو خلفه للحصول على تأثير النبض.

وضع الليد داخل القلب الورقي أو خلفه للحصول على تأثير النبض

تصحيح الأخطاء

إليك بعض الأخطاء التي قد تواجهك في هذه الخطوة وكيفية إصلاحها:

يظهر البرنامج رسالة خطأ في الشيفرة

قد تظهر لك رسالة " You have a syntax error"، تحقق عندها من الشيفرة التي كتبتها وتأكد أنها مطابقة للشيفرة في مثالنا.

توقفت المقاومة المتغيرة عن العمل

تحقق من متانة توصيل الأسلاك مع المقاومة.

لا يضيء مصباح الليد الموصول

تحقق من توصيل الليد مع الأرجل الصحيحة وفقًا للمخطط في مقالنا، وتحقق من متانة التوصيلات، وإذا استمرت المشكلة فاستبدل مصباح الليد بآخر.

استخدام مصدر تغذية محمول

يمكنك تغذية لوحة بيكو من أي مصدر تغذية آخر غير الحاسوب باستخدام كبل USB.

تغذية لوحة بيكو من أي مصدر تغذية آخر غير الحاسوب باستخدام كبل USB

تشغيل المشروع تلقائيا باستخدام ملف main.py

عند توصيل لوحة بيكو بمصدر طاقة وتشغيلها، تشغّل اللوحة تلقائيًا ملف "main.py" والذي يمكننا من خلاله تشغيل مشروعنا.

أولًا، انقر على قائمة ملف File ثم اختر حفظ باسم Save as.

التشغيل التلقائي للمشروع باستخدام ملف main.py

ثانيًا، انقر على خيار الحفظ في راسبيري باي بيكو.

حفظ المشروع في راسبيري باي بيكو

ثم اختر مكانًا مناسبًا لحفظ الملف وسمّه "main.py".

حفظ ملف المشروع تحت اسم "main.py"

عند حفظ أي ملف باسم "main.py" على لوحة بيكو، سيعمل البرنامج تلقائيًا عند تغذية اللوحة بمصدر تغذية خارجي مثل البطارية.

تغذية لوحة بيكو بمصدر تغذية خارجي باستخدام كبل USB

تتطلب لوحة راسبيري باي بيكو تغذيتها بمصدر طاقة يؤمن تغذية تتراوح بين 1.8 فولت و 5.5 فولت بالحد الأعظمي، والذي يمكن توفيره باستخدام معظم محولات USB. فعلى سبيل المثال،يوفر محول micro USB الرسمي من راسبيري تيارًا يصل إلى 2.5 أمبير عند جهد قيمته 5.1 فولت.

تغذية لوحة بيكو بمصدر تغذية خارجي باستخدام كبل USB

كما يمكن أيضًا تشغيل لوحة راسبيري باي بيكو باستخدام بطارية مع كبل USB ذو نهايات USB و micro USB، إذ توفر هذه البطارية تيارًا يصل إلى 2.1 أمبير عند جهد قيمته 5 فولت.

تشغيل لوحة راسبيري باي بيكو باستخدام بطارية مع كبل US

ثالثًا، افصل لوحة بيكو عن حاسوبك، ثم صِلها مع البطارية أو منبع التغذية الخارجي.

فصل لوحة بيكو عن حاسوبك ووصلها مع البطارية أو منبع التغذية الخارجي

شَغّل منبع الطاقة، ثم دوّر قرص المقاومة للتحكم بسرعة النبض.

تصحيح الأخطاء

إليك بعض الأخطاء التي قد تواجهك في هذه الخطوة وكيفية إصلاحها:

لا يضيء مصباح الليد الموصول

  • تحقق من تشغيل البطارية التي وصلتها، ومن شحنها، وغَيّر كبل USB المستخدم، وإذا لم يفلح الأمر فعليك تغيير البطارية.
  • صِل لوحة بيكو بالحاسوب وتحقق من حفظ الملف "main.py" عليها، وتحقق أن لاحقة الملف هي "py.".

ترقية المشروع

يمكنك ترقية مشروعك حين يتسنى لك ذلك، واستخدامه لتزيين غرفتك ومساعدتك على الاسترخاء وذلك بتخفيف سرعة النبضات، أو زيادتها لتتناسب مع ما تستمع إليه من الموسيقى.

ترقية المشروع

إليك بعض الاقتراحات لترقية مشروعك:

  • صنع قلب ورقي آخر أكثر تعقيدًا.
  • إضافة مصباح ليد ذو لون أزرق ليمثل حركة الدم الخالي من الأوكسجين الداخل والخارج من القلب.
  • إضافة صوت لنضات القلب باستخدام جرس إلكتروني غير فعّال passive buzzer.
  • إضافة مزيدٍ من القلوب الورقية ومصابيح الليد (اختر الألوان التي تفضلها) وجعلها تنبض في نفس الوقت.

كما يمكنك الاطلاع على الشيفرة النهائية للمشروع من ملفه beating-heart-en-solutions.

الخاتمة

تهانينا، فقد أتممت مشروع استخدام لوحة راسبيري باي بيكو للحصول قلب صناعي نابض.

ننصحك بتنفيذ مشروع جهاز عرض الحالة المزاجية باستخدام لوحة راسبيري باي بيكو في خطوتك التالية، وإذا واجهتك مشاكلًا عند تنفيذ هذا المشروع فيمكنك الحصول على الدعم والمساعدة عبر إضافة سؤالك في قسم الأسئلة والأجوبة في أكاديمية حسوب.

ترجمة -وبتصرف- للمقال Beating heart من الموقع الرسمي لراسبيري باي.

اقرأ أيضًا


تفاعل الأعضاء

أفضل التعليقات

لا توجد أية تعليقات بعد



انضم إلى النقاش

يمكنك أن تنشر الآن وتسجل لاحقًا. إذا كان لديك حساب، فسجل الدخول الآن لتنشر باسم حسابك.

زائر
أضف تعليق

×   لقد أضفت محتوى بخط أو تنسيق مختلف.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   جرى استعادة المحتوى السابق..   امسح المحرر

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


×
×
  • أضف...