Micro:bit Light Sensor Simulation - كتاب الهندسة - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 مثال على مستشعر الإضاءة في Micro:bit

المفاهيم الأساسية

مستشعر حساسية الإضاءة: مستشعر في جهاز Micro:bit يقرأ مستوى الضوء المحيط.

مصفوفة الدايودات المشعة للضوء (LED Matrix): شاشة صغيرة مكونة من 25 مصباحاً (5x5) في جهاز Micro:bit تستخدم لعرض المعلومات.

دالة `plot_bar_graph()`: دالة في برمجة Micro:bit تعرض مستوى قراءة المستشعر (مثل مستوى الضوء) كرسم بياني عمودي على مصفوفة الـ LED.

خريطة المفاهيم

```markmap

الوحدة 5: محاكاة نظام التحكم الدقيق

استخدام Micro:bit في TinkerCAD Circuits

بيئة المحاكاة

هيكل المشروع

#### القسم الأول (الدائرة)

#### القسم الثاني (البرمجة)

مكونات لوحة Micro:bit في المحاكي

البرمجة بلغة بايثون في المحرر النصي

#### أوامر أساسية

##### basic.pause(1000)

##### def on_forever():

##### basic.show_leds(""". . # . . ...""")

مشروع: عرض الأرقام على LED Matrix

#### الهدف

#### خطوات الإعداد

##### إضافة المايكروبيت

فتح محرر الأوامر البرمجية النصي

#### خطوات التحويل من المحرر المرئي إلى النصي

#### ملاحظة مهمة

#### كتابة الأوامر البرمجية

##### خطوات التنفيذ

##### مثال على الكود

مستشعرات المايكروبيت

#### مؤشرات درجة الحرارة

##### الدالة: led.plot_bar_graph(input.temperature(), 50)

• أقصى قيمة للمستشعر: 50 درجة مئوية.

##### مثال تطبيقي

• الكود:

def on_forever ():

led_plot_bar_graph (input.temperature (), 50)

basic.forever (on_forever)

• مخرجات المحاكاة:

- عند 50°C: قيمة الرسم البياني = 128

- عند 40°C: قيمة الرسم البياني = 128

- عند 21°C: قيمة الرسم البياني = 128

#### مؤشرات حساسية الإضاءة

##### الدالة: led.plot_bar_graph(input.light_level(), 255)

• أقصى قيمة للمستشعر: 255 (في محاكي تينكركاد).
• المعامل الثاني في `plot_bar_graph()` يمثل القيمة القصوى للمخطط.

##### مثال تطبيقي

• الكود:

def on_forever():

led.plot_bar_graph(input.light_level(), 255)

basic.forever(on_forever)

• مخرجات المحاكاة:

- عند مستوى الضوء 255: تضيء مصفوفة LED بالكامل (أقصى إضاءة).

- عند مستوى الضوء 128: تضيء مصفوفة LED جزئياً (حوالي النصف، إضاءة متوسطة).

- عند مستوى الضوء 34: تضيء مصفوفة LED بشكل طفيف (الصف السفلي فقط، إضاءة منخفضة جداً).

#### أوضاع الحركة

#### ضبط الخصائص

##### شكل 5.14: ضبط خصائص مستشعرات المايكروبيت

• واجهة محاكاة تعرض منزلقات للتحكم.
• مستشعر درجة الحرارة (مؤشر أحمر، قراءة مثل 21°C).
• مستشعر حساسية الإضاءة (مؤشر أزرق، قراءة مثل 128).

```

نقاط مهمة

• تُستخدم دالة `led.plot_bar_graph(input.light_level(), 255)` لقراءة مستوى الضوء وعرضه كرسم بياني.
• القيمة القصوى لمستشعر الضوء في المحاكي هي 255.
• العلاقة طردية: كلما زاد مستوى الضوء المقروء، زاد عدد الـ LEDs المضاءة في المصفوفة.
• يوضح المثال ثلاث حالات: الإضاءة القصوى (255)، والمتوسطة (128)، والمنخفضة جداً (34).

لتشاهد مثالاً آخر، ولكن هذه المرة باستخدام مستشعر حساسية الإضاءة مع مصفوفة الدايودات المشعة للضوء.

مثال

This section displays a Micro:bit simulator showing Python code for a light sensor and its execution. The code defines an 'on_forever' function that plots a bar graph on the LED matrix based on the input light level, scaled to 255. The simulator controls include 'Simulator time: 0', 'Code' button, 'Stop Simulation' button, play/pause, reset, and speed controls. The simulated Micro:bit is labeled '1 (micro:bit)'.

مستوى الضوء عند 255

يظهر هذا التمثيل البياني محاكاة لجهاز Micro:bit عندما يكون مستوى الضوء عند القيمة القصوى 255. مصفوفة LED تضيء بالكامل، مما يشير إلى أن مستشعر الضوء يتلقى أقصى إضاءة ممكنة.

مستوى الضوء عند 128

يظهر هذا التمثيل البياني محاكاة لجهاز Micro:bit عندما يكون مستوى الضوء عند القيمة 128. تضيء مصفوفة LED جزئياً (حوالي النصف)، مما يشير إلى أن مستشعر الضوء يتلقى إضاءة متوسطة.

مستوى الضوء عند 34

يظهر هذا التمثيل البياني محاكاة لجهاز Micro:bit عندما يكون مستوى الضوء عند القيمة 34. تضيء مصفوفة LED بشكل طفيف جداً (الصف السفلي فقط)، مما يشير إلى أن مستشعر الضوء يتلقى إضاءة منخفضة جداً.

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

184

لتشاهد مثالاً آخر، ولكن هذه المرة باستخدام مستشعر حساسية الإضاءة مع مصفوفة الدايودات المشعة للضوء. مثال --- SECTION: Micro:bit Light Sensor Simulation --- This section displays a Micro:bit simulator showing Python code for a light sensor and its execution. The code defines an 'on_forever' function that plots a bar graph on the LED matrix based on the input light level, scaled to 255. The simulator controls include 'Simulator time: 0', 'Code' button, 'Stop Simulation' button, play/pause, reset, and speed controls. The simulated Micro:bit is labeled '1 (micro:bit)'. مستوى الضوء عند 255 يظهر هذا التمثيل البياني محاكاة لجهاز Micro:bit عندما يكون مستوى الضوء عند القيمة القصوى 255. مصفوفة LED تضيء بالكامل، مما يشير إلى أن مستشعر الضوء يتلقى أقصى إضاءة ممكنة. مستوى الضوء عند 128 يظهر هذا التمثيل البياني محاكاة لجهاز Micro:bit عندما يكون مستوى الضوء عند القيمة 128. تضيء مصفوفة LED جزئياً (حوالي النصف)، مما يشير إلى أن مستشعر الضوء يتلقى إضاءة متوسطة. مستوى الضوء عند 34 يظهر هذا التمثيل البياني محاكاة لجهاز Micro:bit عندما يكون مستوى الضوء عند القيمة 34. تضيء مصفوفة LED بشكل طفيف جداً (الصف السفلي فقط)، مما يشير إلى أن مستشعر الضوء يتلقى إضاءة منخفضة جداً. وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 184 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: Micro:bit Simulator Environment Description: A screenshot of the Micro:bit online simulator environment. It features a code editor on the left, simulator controls at the top, and a simulated Micro:bit device on the right. The code is written in Python and controls the LED matrix based on light input. Key Values: Simulator time: 0, Code button, Stop Simulation button, Play/Pause button, Reset button, Speed control slider, Micro:bit device label: 1 (micro:bit) Context: This visual demonstrates how to program a Micro:bit to use its light sensor and display the light level as a bar graph on the LED matrix. It shows the code and the simulator interface. **FIGURE**: مستوى الضوء عند 255 Description: A simulated Micro:bit device showing the LED matrix fully illuminated (all 25 red LEDs are on). Below the Micro:bit, a slider for light intensity is set to its maximum value of 255. A temperature reading of 21°C is also visible. Key Values: Light level: 255, Temperature: 21°C, LED matrix state: All 25 LEDs are lit (red) Context: This figure illustrates the Micro:bit's response to maximum light input (255), where the 'plot_bar_graph' function causes all LEDs on the 5x5 matrix to light up, representing 100% of the light level. **FIGURE**: مستوى الضوء عند 128 Description: A simulated Micro:bit device showing the LED matrix partially illuminated. The bottom 3 rows of LEDs are lit (red), while the top 2 rows are off. Below the Micro:bit, a slider for light intensity is set to 128, which is approximately half of the maximum. A temperature reading of 21°C is also visible. Key Values: Light level: 128, Temperature: 21°C, LED matrix state: Bottom 3 rows of LEDs are lit (red), top 2 rows are off. Context: This figure demonstrates the Micro:bit's response to a medium light input (128). The 'plot_bar_graph' function illuminates approximately half of the LEDs, visually representing about 50% of the maximum light level. **FIGURE**: مستوى الضوء عند 34 Description: A simulated Micro:bit device showing the LED matrix barely illuminated. Only the bottom row of LEDs is lit (red), while the remaining 4 rows are off. Below the Micro:bit, a slider for light intensity is set to a low value of 34. A temperature reading of 21°C is also visible. Key Values: Light level: 34, Temperature: 21°C, LED matrix state: Only the bottom row of LEDs is lit (red), top 4 rows are off. Context: This figure illustrates the Micro:bit's response to a low light input (34). The 'plot_bar_graph' function illuminates only the lowest row of LEDs, visually representing a small fraction of the maximum light level.