تدريب 3 - كتاب المهارات الرقمية - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال تدريب 3: اكتب فقرة حول كيفية استخدام مستشعرات الضغط للتحكم في أنظمة تحكم الحركة المرورية:

الإجابة: س 3: تُثبت مستشعرات الضغط داخل سطح الطريق أو عند خطوط التوقف في التقاطعات، وعند مرور المركبات أو توقفها تُحدث ضغطاً يُحوّل إلى إشارة كهربائية تُرسل لوحدة التحكم المروري. تقوم وحدة التحكم بتحليل الإشارات لمعرفة وجود المركبات وكثافة الحركة وعددها في كل مسار، ثم تُعدّل أزمنة الإشارة الضوئية تلقائياً (زيادة زمن الأخضر للمسار المزدحم وتقليله للمسار الأقل ازدحاماً). كما يمكن استخدام هذه البيانات لتفعيل إشارات التحذير، وتنظيم فتح المسارات، وتحسين انسيابية المرور وتقليل الازدحام والحوادث.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال، فهو يطلب كتابة فقرة حول كيفية استخدام مستشعرات الضغط للتحكم في أنظمة حركة المرور. الفكرة هنا هي أن هذه المستشعرات تُوضع في الطريق، وعندما تمر عليها المركبات أو تتوقف، فإنها تشعر بالضغط الناتج عن وزنها. هذا الضغط يُحوَّل إلى إشارة كهربائية تُرسل إلى جهاز تحكم مركزي. يقوم هذا الجهاز بتحليل هذه الإشارات لمعرفة أين توجد المركبات وكم عددها في كل مسار، مما يعطي صورة عن كثافة المرور. بناءً على هذه المعلومات، يمكن للنظام أن يعدّل تلقائياً أوقات الإشارات الضوئية، مثل إطالة الوقت للإشارة الخضراء في المسار المزدحم وتقصيره في المسار الأقل ازدحاماً. كما يمكن استخدام البيانات لتفعيل إشارات تحذيرية أو لتنظيم فتح مسارات إضافية، مما يساعد في تحسين انسيابية المرور وتقليل الازدحام والحوادث.

سؤال تدريب 4: اكتب فقرة حول الأجهزة المنزلية التي تستخدم مستشعر الحرارة كجزء من نظام المراقبة والتحكم.

الإجابة: س 4: تعتمد كثير من الأجهزة المنزلية على مستشعرات الحرارة لمراقبة درجة الحرارة والتحكم فيها بدقة، مثل المكيفات والمدافئ التي تستخدم "الثرموستات" لرفع أو خفض التشغيل للوصول إلى درجة محددة وتوفير الطاقة. كما تستخدم الثلاجات والمجمدات مستشعر حرارة للتحكم بعمل الضاغط والحفاظ على برودة مناسبة تمنع فساد الطعام. وتستخدم الأفران والسخانات الكهربائية والغلايات مستشعرات حرارة لمنع ارتفاع الحرارة الزائد وإيقاف التسخين عند الوصول للدرجة المطلوبة حفاظاً على السلامة. وفي المنازل الذكية قد تُرسل القراءات إلى تطبيق لتنبيه المستخدم أو ضبط الإعدادات تلقائياً.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** هذا السؤال يدور حول الأجهزة المنزلية التي تستخدم مستشعرات الحرارة كجزء من أنظمة المراقبة والتحكم. الفكرة الأساسية هي أن هذه المستشعرات تقيس درجة الحرارة المحيطة وتسمح للأجهزة بالاستجابة بناءً على ذلك. على سبيل المثال، في المكيفات والمدافئ، يوجد جهاز يسمى "الثرموستات" يحتوي على مستشعر حرارة؛ عندما تصل درجة الحرارة في الغرفة إلى المستوى المطلوب، يرسل المستشعر إشارة لإيقاف التشغيل أو تخفيضه، مما يوفر الطاقة ويحافظ على الراحة. في الثلاجات والمجمدات، يستخدم مستشعر الحرارة للتحكم في عمل الضاغط للحفاظ على درجة البرودة المناسبة لمنع فساد الطعام. أما في الأفران والسخانات الكهربائية والغلايات، فتستخدم المستشعرات لمراقبة الحرارة ومنع ارتفاعها إلى مستويات خطيرة، حيث تقوم بإيقاف التسخين تلقائياً عند الوصول للدرجة المطلوبة لضمان السلامة. في المنازل الذكية، قد تُرسل قراءات المستشعرات إلى تطبيق على الهاتف لتنبيه المستخدم أو لضبط الإعدادات تلقائياً دون تدخل.

سؤال تدريب 5: ابحث عن معلومات حول مستشعرات الرطوبة والماء، ثم اشرح الاستخدامات الممكنة لهذه المستشعرات في المنازل ومواقع العمل.

الإجابة: س 5: مستشعرات الرطوبة تقيس نسبة رطوبة الهواء (RH) وتُستخدم لمتابعة جودة الهواء ومنع العفن والتحكم في أجهزة الترطيب / إزالة الرطوبة وأنظمة التكييف والتهوية. أما مستشعرات الماء (حساسات التسرب أو مستوى الماء) فتكشف وجود الماء في غير مكانه أو تقيس مستوى الماء في الخزانات عبر التوصيل الكهربائي أو العوامات أو طرق أخرى. في المنازل تُستخدم حساسات الرطوبة لضبط التكييف، وتحسين الراحة، وحماية الأثاث والأجهزة، وكذلك في أنظمة الري الذكية للنباتات؛ بينما تُستخدم حساسات الماء لكشف تسربات تحت المغاسل أو قرب الغسالات والسخانات وإرسال إنذار أو إغلاق صمام الماء تلقائياً لتقليل الأضرار. وفي مواقع العمل تُستخدم حساسات الرطوبة في غرف السيرفرات والمستودعات والمختبرات لحماية الأجهزة والمواد، وتُستخدم حساسات الماء لمراقبة التسربات حول الشبكات الصحية والخزانات وغرف المعدات لضمان السلامة وتقليل تكاليف الصيانة.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** هذا السؤال يطلب البحث عن معلومات حول مستشعرات الرطوبة والماء وشرح استخداماتها. لنبدأ بمستشعرات الرطوبة: هذه الأجهزة تقيس نسبة الرطوبة في الهواء، والتي تُعرف بالرطوبة النسبية (RH). استخدامها الرئيسي هو مراقبة جودة الهواء لمنع تكون العفن والتحكم في أجهزة مثل المرطبات أو مزيلات الرطوبة وأنظمة التكييف والتهوية. أما مستشعرات الماء، فتشمل حساسات التسرب التي تكشف وجود الماء في أماكن غير مرغوب فيها، أو حساسات مستوى الماء التي تقيس كمية الماء في الخزانات باستخدام طرق مثل التوصيل الكهربائي أو العوامات. في المنازل، تُستخدم مستشعرات الرطوبة لضبط أنظمة التكييف لتحسين الراحة وحماية الأثاث والأجهزة من التلف بسبب الرطوبة العالية أو المنخفضة، كما تُستخدم في أنظمة الري الذكية للنباتات لمعرفة متى تحتاج التربة للري. بينما تُستخدم مستشعرات الماء لاكتشاف التسربات تحت المغاسل أو قرب الغسالات والسخانات، حيث يمكنها إرسال إنذار أو إغلاق صمام الماء تلقائياً لمنع الأضرار. في مواقع العمل، تُستخدم مستشعرات الرطوبة في أماكن مثل غرف السيرفرات والمستودعات والمختبرات لحماية الأجهزة والمواد الحساسة من الرطوبة. أما مستشعرات الماء، فتستخدم لمراقبة التسربات حول الشبكات الصحية والخزانات وغرف المعدات لضمان السلامة وتقليل تكاليف الصيانة من خلال الكشف المبكر عن المشاكل.

أي مما يلي يصف بشكل صحيح الوظيفة الأساسية لمستشعرات الضغط في نظام تحكم حركة مرورية ذكي؟

• أ) إصدار أصوات تحذيرية للمشاة عند اقتراب المركبات من التقاطع.
• ب) تشغيل كاميرات المراقبة لتسجيل لوحات أرقام المركبات المخالفة.
• ج) تحويل الضغط الناتج عن مرور المركبات إلى إشارة كهربائية تُرسل لوحدة تحكم لتحليل كثافة الحركة وضبط أزمنة الإشارات.
• د) توليد طاقة كهربائية من حركة المركبات لتشغيل إضاءة الشوارع المحيطة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تحويل الضغط الناتج عن مرور المركبات إلى إشارة كهربائية تُرسل لوحدة تحكم لتحليل كثافة الحركة وضبط أزمنة الإشارات.

الشرح: 1. تُثبت المستشعرات في الطريق. 2. عند مرور مركبة، يحدث ضغط. 3. يحول المستشعر الضغط إلى إشارة كهربائية. 4. تُرسل الإشارة لوحدة التحكم المركزية. 5. تحلل الوحدة البيانات لتحديد كثافة المرور. 6. تعدل تلقائياً أزمنة الإشارات الضوئية لتحسين الانسيابية.

تلميح: فكر في كيفية تحويل الظاهرة الفيزيائية (الضغط) إلى بيانات يمكن للنظام الرقمي معالجتها.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

في أي من الأجهزة المنزلية التالية يُعد مستشعر الحرارة (الثرموستات) جزءاً أساسياً من نظام التحكم التلقائي للحفاظ على درجة حرارة محددة؟

• أ) الغسالات الأوتوماتيكية والمجففات.
• ب) المكيفات والمدافئ والثلاجات.
• ج) أفران الميكروويف والخلاطات الكهربائية.
• د) التلفزيونات الذكية وأنظمة الصوت المنزلية.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: المكيفات والمدافئ والثلاجات.

الشرح: 1. المكيفات: تخفض الحرارة عند تجاوز الدرجة المحددة. 2. المدافئ: ترفع الحرارة عند انخفاضها عن الدرجة المحددة. 3. الثلاجات: تحافظ على برودة ثابتة لمنع فساد الطعام. جميعها تستخدم مستشعر حرارة (ثرموستات) للتحكم التلقائي.

تلميح: تذكر الأجهزة التي تحافظ على درجة حرارة ثابتة سواء للتبريد أو التدفئة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

ما الفرق الرئيسي في الوظيفة بين مستشعر الرطوبة ومستشعر الماء (حساس التسرب) كما ورد في النص؟

• أ) مستشعر الرطوبة أغلى ثمناً، بينما مستشعر الماء أرخص.
• ب) مستشعر الرطوبة يستخدم في الخارج فقط، بينما مستشعر الماء يستخدم في الداخل فقط.
• ج) مستشعر الرطوبة يقيس نسبة رطوبة الهواء، بينما مستشعر الماء يكشف وجود الماء في أماكن غير مرغوب فيها.
• د) مستشعر الرطوبة يعمل بالبطارية، بينما مستشعر الماء يعمل بالتيار الكهربائي المباشر.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: مستشعر الرطوبة يقيس نسبة رطوبة الهواء، بينما مستشعر الماء يكشف وجود الماء في أماكن غير مرغوب فيها.

الشرح: 1. مستشعر الرطوبة: جهاز يقيس النسبة المئوية لبخار الماء في الهواء (الرطوبة النسبية RH). 2. مستشعر الماء (حساس التسرب): جهاز يكشف وجود الماء السائل في أماكن غير مخصصة له (مثل الأرضيات). الوظيفتان مختلفتان تماماً.

تلميح: ركز على ما يقيسه كل مستشعر: هل هو حالة للهواء أم وجود لمادة سائلة؟

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط

أي من الاستخدامات التالية يعد تطبيقاً صحيحاً لمستشعرات الماء (حساسات التسرب) في المنازل الذكية؟

• أ) قياس مستوى الماء في حوض الاستحمام لتنبيه المستخدم عند امتلائه.
• ب) تنظيم كمية الماء المستخدمة في ري النباتات الداخلية بناءً على نوع التربة.
• ج) كشف التسربات تحت المغاسل أو قرب الغسالات وإرسال إنذار أو إغلاق صمام الماء تلقائياً.
• د) مراقبة جودة مياه الشرب وإرسال تنبيه عند الحاجة لتغيير الفلتر.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: كشف التسربات تحت المغاسل أو قرب الغسالات وإرسال إنذار أو إغلاق صمام الماء تلقائياً.

الشرح: 1. توضع المستشعرات في أماكن عالية الخطورة (تحت المغاسل، بجوار الغسالات والسخانات). 2. عند كشف وجود الماء، ترسل تنبيهاً فورياً للمستخدم عبر التطبيق. 3. يمكن ربطها بصمام إغلاق أوتوماتيكي لقطع الماء ومنع الفيضان وتقليل الأضرار.

تلميح: فكر في كيفية منع الأضرار المادية الناتجة عن تسرب المياه قبل تفاقمها.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب