تصميم وتنفيذ نظام مراقبة وتحكم لحظي باستخدام Arduino

وصف المشروع

مشروع متكامل لتصميم وتنفيذ نظام ذكي للتحكم والمراقبة يعتمد على دمج قدرات الهاردوير المدمج باستخدام Arduino مع واجهة رسومية احترافية مصممة عبر LabVIEW.

يرتكز المشروع على إنشاء بيئة تحكم Real-Time تسمح بقراءة البيانات البيئية من الحساسات، معالجتها، عرضها رسوميًا، واتخاذ إجراءات تحكم مباشرة في المشغلات (Actuators) من خلال واجهة تفاعلية على الحاسوب.

الهدف من المشروع

بناء نظام Data Acquisition & Control متكامل

تحقيق مراقبة لحظية للمتغيرات الفيزيائية

توفير واجهة تشغيل صناعية تحاكي أنظمة SCADA المصغّرة

تنفيذ نظام تحكم تفاعلي قابل للتوسعة مستقبلاً

⚙️ المعمارية العامة للنظام (System Architecture)

يتكون النظام من ثلاث طبقات رئيسية:

1️⃣ طبقة جمع البيانات (Hardware Layer)

لوحة Arduino Uno

حساسات:

درجة الحرارة

الرطوبة

شدة الإضاءة

مشغلات:

DC Motor

LEDs

صمامات تحكم

2️⃣ طبقة المعالجة والإرسال (Firmware Layer)

تم برمجة Arduino للقيام بالمهام التالية:

قراءة المدخلات التناظرية والرقمية دوريًا

تنفيذ معالجة أولية (Filtering / Scaling)

تحويل القيم إلى حزم بيانات منظمة (Structured Data Frames)

إرسال البيانات عبر Serial Communication باستخدام بروتوكول بسيط لتقليل أخطاء النقل

3️⃣ طبقة العرض والتحكم (Software Layer)

تم تصميم واجهة مستخدم احترافية باستخدام LabVIEW تتضمن:

مؤشرات رقمية (Numeric Indicators)

Thermometer Indicator

Waveform Charts لعرض البيانات لحظيًا

Knobs للتحكم في السرعة أو القيم

Switches لتشغيل/إيقاف الأجهزة

كما تم استخدام VISA Serial لربط الواجهة بلوحة Arduino وضمان تدفق مستقر للبيانات.

طريقة التنفيذ

تصميم الدائرة الإلكترونية بطريقة منظمة لضمان استقرار الإشارات وتقليل الضوضاء

تطوير Firmware على Arduino لقراءة الحساسات وإدارة المخرجات

إنشاء Front Panel احترافي يعكس تصميم أنظمة التحكم الصناعية

استخدام While Loop + Event Structure داخل LabVIEW لتحقيق تحديث مستمر

إضافة نظام إنذارات (Alarms) عند تجاوز القيم حدودًا محددة

إمكانية تسجيل البيانات (Data Logging) لتحليل الأداء لاحقًا