Design and Implementation of an Arduino Based PLC for an Educational Purpose

Abstract

In this work, we are studying and designing an electronic circuit board that simulates the operation of a Programmable Logic Controller (PLC) based on the "Arduino Nano" chip. This project has been tested in several applications to demonstrate its success and effectiveness in performing its tasks. The project consists of four main sections: Part One: A comprehensive study of PLCs (definition, types, programming languages, general architecture, history, etc.), followed by a comparison with electronic نحن في هذا العمل بصدد دراسة وتصميم لوحة إلكترونية تحاكي عمل وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة معتمدة على شريحة "أردوينو نانو " .و يتم تجربة هذا المشروع في بعض التطبيقات حتى نبرهن نجاحه وفعاليته في أداء مهامه. يتكون هذا المشروع من 4 أقسام رئيسية هي: الجزء األول : دراسة وحدات التحكم القابلة للبرمجة بشكل شامل )تعريفها، أنواعها، لغات البرمجة المستخدمة فيها، شكلها اإللكترونية، وأخيراً العام، تاريخها...(، ثم مقارنتها بأنواع أخرى من المتحكمات مثل الشرائح شرح عام للوحة األردوينو ومقارنتها معا . ً والتعريف بأنواعها من ناحية األداء والتكلفة الجزء الثاني : دراسة وشرح مفصل للتطبيقات المستخدمة في البرمجة والمحاكاة ورسم اللوحة االلكترونية مع إعطاء مثال للتوضيح في كيفية ربط هاته البرامج ببعضها. الجزء الثالث :دراسة وشرح تركيب المشروع بشكل مفصل بشكل عام ثم يتم شرحه جزءا جزءا، والتعريف بكل محتوياته المستخدمة، ثم شرح قائمة العناصر )أشباه النواقل، األردوينو، المكثفات...( ك ٌل على حدة )آلية العمل، المداخل والمخارج...(. الجزء الرابع : تجربة مشروعنا في تطبيقات عملية ووضع بعض األمثلة األخرى الختبار األداء والتشغيل والتحكم السليم.

الكلمات المفتاحية: وحدة تحكم قابلة للبرمجة، لوحة دارة مطبوعة، وحدة تحكم تعليمية، محرر لغة السلم، برمجة، دائرة إلكترونية، أردوينو نانو، تصميم دارات كهربائية، بروتيوس.

microcontrollers. Finally, it provides a general explanation of the Arduino board, comparing various types in terms of performance and cost. Part Two: A detailed study and explanation of the applications used in programming, simulation, and electronic PCB design, along with an illustrative example demonstrating how these tools are interconnected. Part Three: A comprehensive study and explanation of the project assembly, starting with an overall overview, followed by a step-by-step breakdown. This includes identifying all utilized components and providing a separate explanation for each element (semiconductors, Arduino, capacitors, etc.), covering their operating principles, inputs, and outputs. Part Four: Testing our project in practical applications and providing additional examples to evaluate performance, operation, and proper control functionality.