صفحة 185 - كتاب الهندسة - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

الكتاب: كتاب الهندسة - الصف 11 - الفصل 1 | المادة: الهندسة | المرحلة: الصف 11 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب الهندسة - الصف 11 - الفصل 1 | المادة: الهندسة | المرحلة: الصف 11 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

نوع المحتوى: درس تعليمي

📝 ملخص الصفحة

📚 تمارين الوحدة 5: محاكاة نظام التحكم الدقيق

المفاهيم الأساسية

أجهزة التحكم الدقيقة: مكونات إلكترونية تستخدم في الدوائر والبرمجة (مثل Micro:bit).

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).

تمارين

أسئلة

#### 1. كيف يمكنك استخدام جهاز التحكم الدقيق؟

#### 2. ما مزايا استخدام أجهزة التحكم الدقيقة؟

#### 3. صل العناصر مع مسمياتها

##### مكونات إلكترونية

  • مُستشعر الحركة (PIR)
  • محرك مُوّازر
  • طنان كهربائي
  • مقاومة متغيرة
  • محرك تيار مستمر

```

نقاط مهمة

  • تحتوي الصفحة على ثلاثة تمارين: سؤالين قصيرين وتمرين توصيل.
  • تمرين التوصيل يتضمن التعرف على أسماء خمسة مكونات إلكترونية شائعة.
  • يجب التركيز على فهم كيفية استخدام أجهزة التحكم الدقيقة ومزاياها.

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

1

نوع: QUESTION_HOMEWORK

كيف يمكنك استخدام جهاز التحكم الدقيق؟

2

نوع: QUESTION_HOMEWORK

ما مزايا استخدام أجهزة التحكم الدقيقة؟

3

نوع: محتوى تعليمي

صل العناصر الموجودة في الصف الأول مع مسمياتها في الصف الثاني.

3

نوع: QUESTION_HOMEWORK

صل العناصر الموجودة في الصف الأول مع مسمياتها في الصف الثاني.

🔍 عناصر مرئية

A row of four electronic components with labels below them.

📄 النص الكامل للصفحة

--- SECTION: 1 --- كيف يمكنك استخدام جهاز التحكم الدقيق؟ --- SECTION: 2 --- ما مزايا استخدام أجهزة التحكم الدقيقة؟ --- SECTION: 3 --- صل العناصر الموجودة في الصف الأول مع مسمياتها في الصف الثاني. --- SECTION: 3 --- صل العناصر الموجودة في الصف الأول مع مسمياتها في الصف الثاني. --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: Untitled Description: A row of four electronic components with labels below them. Table Structure: Headers: اسم العنصر | مُستشعر الحركة (PIR) | محرك مُوّازر | طنان كهربائي | مقاومة متغيرة | محرك تيار مستمر Rows: Row 1: المكون في المحاكي | مُستشعر الحركة (PIR) | محرك مُوّازر | طنان كهربائي | مقاومة متغيرة | محرك تيار مستمر Calculation needed: Matching electronic components to their names. Context: This diagram shows various electronic components used in circuits, likely for a matching exercise.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 3

سؤال 1: كيف يمكنك استخدام جهاز التحكم الدقيق؟

الإجابة: س1: ببرمجته لقراءة المدخلات من الحساسات ثم معالجة البيانات س1: وتشغيل المخرجات مثل الأضواء والمحركات لتنفيذ مهام محددة.

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال عن جهاز التحكم الدقيق. الفكرة هنا هي أن هذا الجهاز هو معالج صغير يمكن توجيهه لأداء مهام محددة. أولاً، يجب برمجته باستخدام لغة برمجة خاصة (مثل C أو لغة التجميع) لتعليمه ما يجب فعله. بعد البرمجة، سيقوم الجهاز بقراءة البيانات من أجهزة الاستشعار (الحساسات) المتصلة به، مثل مستشعرات الحرارة أو الضوء أو الحركة. ثم يعالج هذه البيانات وفقاً للبرنامج الموجود فيه. أخيراً، بناءً على نتيجة المعالجة، يقوم بتشغيل أو إيقاف المخرجات المتصلة به، مثل تشغيل محرك أو إضاءة مصباح أو تشغيل نغمة. إذن الإجابة هي: **ببرمجته لقراءة المدخلات من الحساسات ثم معالجة البيانات وتشغيل المخرجات مثل الأضواء والمحركات لتنفيذ مهام محددة.**

سؤال 2: ما مزايا استخدام أجهزة التحكم الدقيقة؟

الإجابة: س2: صغيرة الحجم وقليلة التكلفة، تستهلك طاقة منخفضة س2: قابلة للبرمجة وإعادة الاستخدام، وتوفر تحكماً دقيقاً وسريعاً.

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** لنفكر في مزايا أجهزة التحكم الدقيقة مقارنة بالدوائر التقليدية. الفكرة هنا هي أن هذه الأجهزة تجمع العديد من المكونات في شريحة واحدة صغيرة. أولاً، حجمها الصغير جداً يسمح بتضمينها في أجهزة محمولة أو صغيرة. ثانياً، تكلفة إنتاجها منخفضة نسبياً مما يجعلها اقتصادية. ثالثاً، تستهلك طاقة قليلة جداً مما يطيل عمر البطارية في الأجهزة المحمولة. رابعاً، يمكن برمجتها لأداء وظائف مختلفة وإعادة برمجتها إذا تغيرت المهمة، مما يجعلها مرنة. أخيراً، سرعة معالجتها ودقتها في التحكم تجعلها مناسبة للتطبيقات التي تحتاج رد فعل سريع ودقيق. إذن الإجابة هي: **صغيرة الحجم وقليلة التكلفة، تستهلك طاقة منخفضة، قابلة للبرمجة وإعادة الاستخدام، وتوفر تحكماً دقيقاً وسريعاً.**

سؤال 3: صل العناصر الموجودة في الصف الأول مع مسمياتها في الصف الثاني.

الإجابة: س 3: المحرك المؤازر <-> الصورة الأولى مقاومة متغيرة <-> الصورة الثانية مستشعر الحركة (PIR) <-> الصورة الثالثة طنان كهربائي <-> الصورة الرابعة محرك تيار مستمر <-> الصورة الخامسة

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال الذي يطلب مطابقة العناصر مع صورها. الفكرة هنا هي التعرف على مكونات إلكترونية شائعة واستخداماتها. أولاً، المحرك المؤازر (Servo Motor) هو محرك يمكن التحكم بزاوية دورانه بدقة، ويستخدم عادة في الروبوتات أو أنظمة التحكم، وربما تكون صورته تظهر محركاً صغيراً مع أسلاك تحكم. ثانياً، المقاومة المتغيرة (Potentiometer) هي مكون يمكن تغيير مقاومته الكهربائية يدوياً، وتستخدم للتحكم في الصوت أو السرعة، وربما تكون صورتها تظهر مقبض دوار. ثالثاً، مستشعر الحركة (PIR Sensor) يكشف الحركة بالأشعة تحت الحمراء، ويستخدم في أنظمة الإنذار أو الإضاءة التلقائية، وربما تكون صورته تظهر مستشعراً صغيراً مع عدسة. رابعاً، الطنان الكهربائي (Buzzer) ينتج صوتاً عند مرور تيار كهربائي، ويستخدم للتنبيه، وربما تكون صورته تظهر قرصاً صغيراً. خامساً، محرك التيار المستمر (DC Motor) يحول الطاقة الكهربائية إلى حركة دورانية، ويستخدم في المراوح أو الألعاب، وربما تكون صورته تظهر محركاً أسطوانياً. إذن الإجابة هي: **المحرك المؤازر <-> الصورة الأولى، المقاومة المتغيرة <-> الصورة الثانية، مستشعر الحركة (PIR) <-> الصورة الثالثة، طنان كهربائي <-> الصورة الرابعة، محرك تيار مستمر <-> الصورة الخامسة**

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 4 بطاقة لهذه الصفحة

أي من المكونات الإلكترونية التالية يُستخدم بشكل أساسي للكشف عن وجود حركة للأجسام من خلال الأشعة تحت الحمراء؟

  • أ) المحرك المؤازر (Servo Motor)
  • ب) المقاومة المتغيرة (Potentiometer)
  • ج) مستشعر الحركة (PIR)
  • د) الطنان الكهربائي (Buzzer)

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: مستشعر الحركة (PIR)

الشرح: 1. مستشعر الحركة (PIR) هو جهاز إلكتروني. 2. يعمل على مبدأ الكشف عن التغيرات في الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الأجسام. 3. عند تحرك جسم دافئ (مثل الإنسان) في مجال المستشعر، يتغير نمط الأشعة. 4. يستخدم هذا التغير لتشغيل دائرة كهربائية، مما يجعله مثالياً لأنظمة الإنذار والإضاءة الآلية.

تلميح: يوجد هذا المستشعر عادة في أنظمة الإنذار والإضاءة التلقائية.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما هي الوظيفة الأساسية لجهاز التحكم الدقيق (Microcontroller)؟

  • أ) توصيله مباشرة بالكهرباء لتشغيل المحركات دون الحاجة لبرمجة.
  • ب) برمجته لقراءة المدخلات من الحساسات، ثم معالجة البيانات، ثم تشغيل المخرجات مثل الأضواء والمحركات لتنفيذ مهام محددة.
  • ج) استخدامه فقط لتضخيم الإشارات الكهربائية القادمة من الحساسات.
  • د) ربطه بشاشة عرض لعرض قراءات الحساسات دون القدرة على التحكم بالمخرجات.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: برمجته لقراءة المدخلات من الحساسات، ثم معالجة البيانات، ثم تشغيل المخرجات مثل الأضواء والمحركات لتنفيذ مهام محددة.

الشرح: 1. جهاز التحكم الدقيق هو معالج صغير مبرمج. 2. وظيفته الأساسية تتمثل في ثلاث خطوات متسلسلة: - قراءة البيانات من أجهزة الاستشعار (المدخلات). - معالجة هذه البيانات وفقاً للبرنامج المخزن فيه. - إصدار أوامر لتشغيل مكونات مثل المحركات أو المصابيح (المخرجات). 3. هذه العملية تمكنه من تنفيذ مهام تحكم أوتوماتيكية محددة.

تلميح: فكر في العملية التي يتبعها هذا الجهاز الصغير للتحكم في الأنظمة الإلكترونية.

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

أي مما يلي يعتبر من أبرز مزايا أجهزة التحكم الدقيقة؟

  • أ) كبيرة الحجم لتحمل التيارات العالية، وتحتاج إلى تبريد مستمر.
  • ب) صغيرة الحجم، قليلة التكلفة، تستهلك طاقة منخفضة، قابلة للبرمجة وإعادة الاستخدام، وتوفر تحكماً دقيقاً وسريعاً.
  • ج) غير قابلة للبرمجة بعد التصنيع، ولكنها عالية الموثوقية في البيئات القاسية.
  • د) تستهلك طاقة عالية لتوفير سرعة معالجة فائقة، وتستخدم فقط في الحواسيب المركزية.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: صغيرة الحجم، قليلة التكلفة، تستهلك طاقة منخفضة، قابلة للبرمجة وإعادة الاستخدام، وتوفر تحكماً دقيقاً وسريعاً.

الشرح: 1. أجهزة التحكم الدقيقة تجمع دوائر متكاملة في شريحة واحدة. 2. أهم مزاياها: - **صغر الحجم**: يمكن دمجها في أجهزة محمولة. - **تكلفة منخفضة**: اقتصادية للإنتاج بكميات كبيرة. - **استهلاك طاقة منخفض**: مثالية للأجهزة التي تعمل بالبطارية. - **قابلية البرمجة**: مرنة ويمكن إعادة برمجتها. - **دقة وسرعة التحكم**: مناسبة للتطبيقات الحساسة للزمن.

تلميح: تذكر الفوائد التي تجعل هذه الأجهزة مناسبة للتطبيقات الحديثة مثل الأجهزة المحمولة والأتمتة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

أي نوع من المحركات الكهربائية يسمح بالتحكم الدقيق في موضع زاوية دورانه، ويُستخدم غالباً في أذرع الروبوتات؟

  • أ) محرك التيار المستمر (DC Motor)
  • ب) المحرك المؤازر (Servo Motor)
  • ج) الطنان الكهربائي (Buzzer)
  • د) مستشعر الحركة (PIR)

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: المحرك المؤازر (Servo Motor)

الشرح: 1. المحرك المؤازر (Servo Motor) هو نوع خاص من المحركات. 2. يحتوي على دائرة تحكم داخلية ومجس (مقاومة متغيرة) لتحديد الموضع. 3. يستقبل إشارة تحكم (نبضة) تحدد الزاوية المطلوبة التي يجب أن يتحرك إليها المحور. 4. يستخدم هذا النوع في التطبيقات التي تتطلب دقة في الموضع، مثل: أذرع الروبوتات، توجيه عجلات السيارات اللاسلكية، فتح وإغلاق الصمامات.

تلميح: هذا المحرك لا يدور بشكل مستمر كالمروحة، بل يتحرك إلى زوايا محددة بدقة.

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط