مستشعرات الضغط (Pressure sensors) - كتاب المهارات الرقمية - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

ملخص الدرس: أنواع المستشعرات

يستعرض هذا الجزء من الدرس عدة أنواع إضافية من المستشعرات المستخدمة في الأنظمة الإلكترونية والتحكم، مع شرح وظيفة كل منها وأمثلة على تطبيقاتها العملية.

1. مستشعر الضغط (Pressure Sensor):

هو جهاز يعمل على قياس التغير في الضغط داخل المواد السائلة أو الغازية الموجودة داخل أنابيب أو حاويات محكمة الإغلاق. يقوم بإرسال إشارة عند حدوث تغير معين في قيمة الضغط. من التطبيقات الشائعة لهذا المستشعر: محطات الطقس، الطائرات، السيارات، والعديد من الآلات التي تعمل تحت ضغط محدد.

2. مستشعر التقارب (Proximity Sensor):

يكتشف هذا المستشعر وجود الأجسام في محيطه دون الحاجة إلى اتصال فيزيائي مباشر معها. يعتمد في عمله على استخدام المجال الكهرومغناطيسي أو الضوء أو الصوت. من الأمثلة على استخداماته:

* المساعدة في الوقوف التلقائي للسيارات واصطفافها.

* تجنب الاصطدام بالسيارات الأخرى (نظم المكابح التلقائية).

* التطبيقات الروبوتية.

* إيقاف تشغيل شاشة الهاتف المحمول تلقائياً عند رفعه للأذن أثناء المكالمة.

تعتمد تقنيات المكابح التلقائية الحديثة على مدخلات من مستشعرات تستخدم تقنيات مثل الليزر، الرادار، الموجات فوق الصوتية، الأشعة تحت الحمراء، أو بيانات الفيديو لاكتشاف العوائق. يمكنها إبطاء السيارة أو إيقافها تلقائياً، أو إرسال تنبيه للسائق.

3. مستشعر الدخان (Smoke Sensor):

هو جهاز يكشف وجود الدخان كمؤشر على احتمال وقوع حريق. يتصل عادةً بنظام مركزي لإنذار الحريق. يُعد هذا المستشعر جزءاً أساسياً في أنظمة إنذار الحريق المنزلية، وخاصة في المطابخ.

4. مستشعر اللمس (Touch Sensor):

يستشعر هذا النوع حدوث تلامس أو ضغط أو قوة معينة على سطحه. يشبه عمله عمل المفتاح الكهربائي البسيط؛ حيث تُغلق الدارة الكهربائية بحدوث اللمس فيسمح بمرور التيار، وتُفتح الدارة عند زوال التلامس فيتوقف التيار. يستخدم على نطاق واسع في:

* الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية والحواسيب المحمولة.

* لوحات وأجهزة التحكم عن بعد.

من المتوقع أن تحل هذه المستشعرات محل معظم الأزرار والمفاتيح الميكانيكية في المستقبل.

5. مستشعر الحركة (Motion Sensor):

يعتمد على تقنيات متعددة للكشف عن وجود أي جسم يتحرك ضمن مجال رؤيته. من تطبيقاته الرئيسية:

* المجالات الأمنية: للكشف عن المتسللين أو الدخلاء في المرافق والمنازل، حيث يمكنه إطلاق إنذار وإبلاغ نظام المراقبة.

* أنظمة الإضاءة الخارجية التي تعمل تلقائياً عند استشعار الحركة.

* الأبواب الآلية.

* أجهزة الترفيه: مثل نظارات الواقع الافتراضي، ووحدات تحكم الألعاب (مثل كينكت Kinect للاكس بوكس، ووي Wii).

تعمل مستشعرات الحركة عن طريق اكتشاف الطاقة الحرارية (الأشعة تحت الحمراء) المنبعثة من الأجسام، أو بإرسال واستقبال انعكاسات أشعة الميكروويف أو الموجات فوق الصوتية (كما في الرادار)، أو عن طريق اكتشاف الاهتزازات.

الرسوم التوضيحية المصاحبة:

تظهر الصور المصاحبة أمثلة على كل نوع من المستشعرات المذكورة:

* مستشعر ضغط مع رسم لقدم تدوس عليه.

* مستشعر تقارب في سيارة تكشف الأجسام حولها.

* مستشعر دخان يطلق دخاناً.

* إصبع يلمس مستشعر لمس.

* مستشعر حركة يكتشف شخصاً يمشي.

مستشعر الضغط جهاز يعمل على قياس ضغط الضغط في مواد معينة سواء كانت سائلة أو غازية داخل الأنابيب أو الحاويات المحكمة الإغلاق، وقياس إشارة ضغط دون تغيير معين في الضغط. يمكن العثور على هذه الأنواع من المستشعرات في محطات الطقس والطائرات والسيارات والكثير من الآلات الأخرى التي تعمل تحت ضغط معين.

تكتشف مستشعرات التقارب وجود أجسام في محيطها دون الاتصال بها مباشرة. تستخدم هذه المستشعرات المجال الكهرومغناطيسي والصوت والضوء والصوت لاكتشاف وجود الأجسام حولها أو قربها. من الأمثلة الشائعة عليها: المستشعرات التي تساعد على الوقوف التلقائي للسيارات واصطفافها، وتجنب الاصطدام بالسيارات الأخرى، كما تستخدم بشكل واسع في تطبيقات الروبوت، وكذلك في الهواتف المحمولة لإيقاف تشغيل الشاشة عند رفع الهاتف إلى الأذن لإجراء المكالمة. تعتمد تقنيات المكابح التلقائية على المدخلات من المستشعرات. تستخدم المستشعرات مدخلات بأشعة الليزر أو الرادار أو الموجات فوق الصوتية أو الأشعة تحت الحمراء أو أية عوائق أخرى في مسار السيارة. يمكن لمستشعر اكتشاف المخاطر الثابتة كإشارات التوقف من خلال قاعدة بيانات بيانات الأنظمة الثابتة، ومحاولة إيقاف السيارة بسرعة، أو إرسال إشارة تنبيه أو إنذار للسائق.

مستشعر الدخان هو جهاز يكتشف الدخان كمؤشر على وجود حريق. يعد مستشعر الدخان جزءًا أساسيًا في أجهزة الإنذار من الحريق، وبشكل خاص في المطبخ.

تستشعر مستشعرات اللمس حدوث التلامس أو الضغط أو قوة معينة. يشبه عمل مستشعر اللمس عمل المفتاح البسيط، فعندما يحدث اتصال بسطح مستشعر اللمس، يتم إغلاق الدارة المستشعر ويتم فتح الدارة المفتوحة للتيار الكهربائي بالمرور، وعندما ينتهي التيار الكهربائي بالمرور، وعندما ينتهي التلامس أو يتم تحرير قوة الضغط يتوقف التيار. تستخدم مستشعرات اللمس بشكل واسع في الأجهزة المحمولة والحاسوب المحمول والأجهزة اللوحية وأجهزة الحاسب المحمولة، وكذلك في لوحات المفاتيح والمفاتيح الميكانيكية للأجهزة بهذه المستشعرات.

تعتمد مستشعرات الحركة المختلفة على تقنيات متعددة للكشف عن رؤية المستشعرات المختلفة عن وجود أي جسم يتحرك في مجال الأمن للمنازل، حيث يمكنها الكشف عن السرقة في المنازل، ويمكن لبعض الأنظمة الأمن أن تسجل الحركة. وتعد أنظمة الإضاءة الخارجية التي تعمل بالاستشعار عن الحركة في المواقع الافتراضي وفي وحدات تحكم الألعاب كذلك في جهاز الألعاب (Kinect) ووحدات تحكم الألعاب (Wii). تقوم مستشعرات الحركة باستشعار حركة الأشخاص والأجسام تحت الحمراء الحرارية أو إرسال انعكاسات أشعة الميكروويف أو الموجات فوق الصوتية كما هو الحال في أجهزة الرادار، أو عن طريق اكتشاف الاهتزازات.

124

--- SECTION: مستشعرات الضغط (Pressure sensors) --- مستشعر الضغط جهاز يعمل على قياس ضغط الضغط في مواد معينة سواء كانت سائلة أو غازية داخل الأنابيب أو الحاويات المحكمة الإغلاق، وقياس إشارة ضغط دون تغيير معين في الضغط. يمكن العثور على هذه الأنواع من المستشعرات في محطات الطقس والطائرات والسيارات والكثير من الآلات الأخرى التي تعمل تحت ضغط معين. تكتشف مستشعرات التقارب وجود أجسام في محيطها دون الاتصال بها مباشرة. تستخدم هذه المستشعرات المجال الكهرومغناطيسي والصوت والضوء والصوت لاكتشاف وجود الأجسام حولها أو قربها. من الأمثلة الشائعة عليها: المستشعرات التي تساعد على الوقوف التلقائي للسيارات واصطفافها، وتجنب الاصطدام بالسيارات الأخرى، كما تستخدم بشكل واسع في تطبيقات الروبوت، وكذلك في الهواتف المحمولة لإيقاف تشغيل الشاشة عند رفع الهاتف إلى الأذن لإجراء المكالمة. تعتمد تقنيات المكابح التلقائية على المدخلات من المستشعرات. تستخدم المستشعرات مدخلات بأشعة الليزر أو الرادار أو الموجات فوق الصوتية أو الأشعة تحت الحمراء أو أية عوائق أخرى في مسار السيارة. يمكن لمستشعر اكتشاف المخاطر الثابتة كإشارات التوقف من خلال قاعدة بيانات بيانات الأنظمة الثابتة، ومحاولة إيقاف السيارة بسرعة، أو إرسال إشارة تنبيه أو إنذار للسائق. --- SECTION: مستشعرات الدخان (Smoke sensors) --- مستشعر الدخان هو جهاز يكتشف الدخان كمؤشر على وجود حريق. يعد مستشعر الدخان جزءًا أساسيًا في أجهزة الإنذار من الحريق، وبشكل خاص في المطبخ. --- SECTION: مستشعرات اللمس (Touch sensors) --- تستشعر مستشعرات اللمس حدوث التلامس أو الضغط أو قوة معينة. يشبه عمل مستشعر اللمس عمل المفتاح البسيط، فعندما يحدث اتصال بسطح مستشعر اللمس، يتم إغلاق الدارة المستشعر ويتم فتح الدارة المفتوحة للتيار الكهربائي بالمرور، وعندما ينتهي التيار الكهربائي بالمرور، وعندما ينتهي التلامس أو يتم تحرير قوة الضغط يتوقف التيار. تستخدم مستشعرات اللمس بشكل واسع في الأجهزة المحمولة والحاسوب المحمول والأجهزة اللوحية وأجهزة الحاسب المحمولة، وكذلك في لوحات المفاتيح والمفاتيح الميكانيكية للأجهزة بهذه المستشعرات. --- SECTION: مستشعرات الحركة (Motion sensors) --- تعتمد مستشعرات الحركة المختلفة على تقنيات متعددة للكشف عن رؤية المستشعرات المختلفة عن وجود أي جسم يتحرك في مجال الأمن للمنازل، حيث يمكنها الكشف عن السرقة في المنازل، ويمكن لبعض الأنظمة الأمن أن تسجل الحركة. وتعد أنظمة الإضاءة الخارجية التي تعمل بالاستشعار عن الحركة في المواقع الافتراضي وفي وحدات تحكم الألعاب كذلك في جهاز الألعاب (Kinect) ووحدات تحكم الألعاب (Wii). تقوم مستشعرات الحركة باستشعار حركة الأشخاص والأجسام تحت الحمراء الحرارية أو إرسال انعكاسات أشعة الميكروويف أو الموجات فوق الصوتية كما هو الحال في أجهزة الرادار، أو عن طريق اكتشاف الاهتزازات. 124 --- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: مستشعرات الضغط Description: Diagram showing a footprint on a pressure sensor pad, with lines indicating pressure. Context: Illustrates a pressure sensor. **FIGURE**: مستشعرات التقارب Description: Diagram showing a car with concentric circles emanating from it, indicating proximity detection. Context: Illustrates proximity sensors in a car. **FIGURE**: مستشعرات الدخان Description: Diagram showing a smoke detector on a ceiling with wavy lines indicating smoke. Context: Illustrates a smoke sensor. **FIGURE**: مستشعرات اللمس Description: Diagram showing a finger touching a grid-like surface, with lines indicating touch detection. Context: Illustrates a touch sensor. **FIGURE**: مستشعرات الحركة Description: Diagram showing a person figure with motion detection lines emanating from a sensor. Context: Illustrates a motion sensor.