رابط الدرس الرقمي - كتاب الهندسة - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 دائرة إلكترونية بجهاز تحكم دقيق

المفاهيم الأساسية

لوحة توصيل الدوائر (Breadboard): لوحة تسمح بتصميم دوائر إلكترونية مؤقتة ومعقدة عن طريق إضافة مكونات متعددة.

الدايود المشع للضوء (LED): مكون إلكتروني يضيء عند مرور تيار كهربائي فيه.

المقاومة (Resistor): مكون يستخدم لخفض التيار الكهربائي الواصل للدايود المشع للضوء لحمايته من التلف.

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).

دائرة إلكترونية بجهاز تحكم دقيق

إنشاء نظام بسيط لإشارات المرور

#### المكونات

##### جهاز تحكم دقيق (مايكروبيت)

##### لوحة توصيل الدوائر (Breadboard)

##### ثلاثة دايودات مشعة للضوء (LED)

• الأحمر
• الأصفر
• الأخضر

##### ثلاث مقاومات

#### طريقة التوصيل

• يتصل كل LED مع مقاومة على لوحة التوصيل.
• يتصل كل LED بأطراف المايكروبيت:

- الأحمر: الطرف P0

- الأصفر: الطرف P1

- الأخضر: الطرف P2

#### آلية العمل

• يرسل كل طرف من أطراف المايكروبيت إشارة رقمية (قيمة 1) لمدة 300 مللي ثانية.
• يمر التيار الكهربائي فيضيء الـ LED.
• يضيء كل LED لمدة 300 مللي ثانية بالتتابع.

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

تمارين تطبيقية (صفحة 186)

#### 4. برنامج عرض الأحرف A, S, K

• المطلوب: عرض الأحرف بالتناوب لمدة ثانية.
• التعديل: جعل كل حرف يومض مرتين بسرعة قبل الحرف التالي.
• إضافة: إيقاف مؤقت مع مصفوفة إضاءة فارغة في نهاية الحلقة.

#### 5. استخدام القيمة 50 مع `led.plot_bar_graph`

• السؤال: لماذا تستخدم القيمة 50 كقيمة قصوى لدرجة الحرارة؟
• الاستكشاف: ماذا يحدث إذا استخدمت قيمة أخرى؟ (شغل المحاكي ولاحظ).

#### 6. برنامج عرض سهم حسب درجة الحرارة

• المطلوب: عرض سهم للأعلى إذا كانت درجة الحرارة > 21°C، وسهم للأسفل إذا كانت < 21°C.
• التأكد: من معالجة حالة تساوي درجة الحرارة مع 21°C.
• التعديل: جعل البرنامج يعمل بشكل صحيح في جميع الظروف.

```

نقاط مهمة

• يمكن استخدام لوحة توصيل الدوائر لبناء دوائر معقدة تتضمن أجهزة تحكم دقيقة مثل المايكروبيت.
• في مشروع إشارات المرور، يتم توصيل ثلاثة مصابيح LED (أحمر، أصفر، أخضر) بأطراف P0 و P1 و P2 في المايكروبيت على التوالي.
• وظيفة المقاومة في الدائرة هي حماية الـ LED عن طريق خفض التيار الكهربائي الزائد.
• آلية تشغيل الإشارة: يرسل المايكروبيت إشارة (قيمة 1) لكل طرف لمدة 300 مللي ثانية، مما يسمح بمرور التيار وإضاءة الـ LED بالتتابع.

الدرس الثاني

دائرة إلكترونية بجهاز تحكم دقيق

رابط الدرس الرقمي www.ien.edu.sa

Building a Simple Traffic Light System إنشاء نظام بسيط لإشارات المرور

يمكن استخدام لوحة توصيل الدوائر لتصميم دوائر أكثر تعقيدًا؛ تتضمن أجهزة التحكم الدقيقة مثل المايكروبيت، حيث تتيح لوحة توصيل الدوائر إضافة المزيد من المكونات للدائرة.

يوجد في هذا المثال ثلاثة دايودات مشعة للضوء (LED) وثلاث مقاومات تتصل بلوحة توصيل الدوائر. يوصل كل دايود مشع للضوء في هذا المثال لفترة وجيزة مقدارها 300 مللي ثانية، ثم يتبعه الدايود المشع للضوء التالي. يوصل كل دايود مشع للضوء بالأطراف P0 و P1 و P2 للمايكروبيت.

• P0 --> دايود مشع للضوء الأحمر.

• P1 --> دايود مشع للضوء الأصفر.

• P2 --> دايود مشع للضوء الأخضر.

سيرسل كل طرف من أطراف المايكروبيت إشارة رقمية عبارة عن 1 إلى كل طرف لمدة 300 مللي ثانية. سيسمح هذا التيار الكهربائي بالمرور عبر الأسلاك ليومض الدايود المشع للضوء. أدناه تجد شرحًا توضيحيًا للدائرة الإلكترونية والأوامر البرمجية.

المكونات المستخدمة في هذا المشروع

تستخدم المقاومة لخفض التيار الواصل للدايود المشع للضوء لحمايته من التيار الفائض والحفاظ عليه من التلف.

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 187

الدرس الثاني دائرة إلكترونية بجهاز تحكم دقيق --- SECTION: رابط الدرس الرقمي --- رابط الدرس الرقمي www.ien.edu.sa --- SECTION: إنشاء نظام بسيط لإشارات المرور --- Building a Simple Traffic Light System إنشاء نظام بسيط لإشارات المرور يمكن استخدام لوحة توصيل الدوائر لتصميم دوائر أكثر تعقيدًا؛ تتضمن أجهزة التحكم الدقيقة مثل المايكروبيت، حيث تتيح لوحة توصيل الدوائر إضافة المزيد من المكونات للدائرة. يوجد في هذا المثال ثلاثة دايودات مشعة للضوء (LED) وثلاث مقاومات تتصل بلوحة توصيل الدوائر. يوصل كل دايود مشع للضوء في هذا المثال لفترة وجيزة مقدارها 300 مللي ثانية، ثم يتبعه الدايود المشع للضوء التالي. يوصل كل دايود مشع للضوء بالأطراف P0 و P1 و P2 للمايكروبيت. • P0 --> دايود مشع للضوء الأحمر. • P1 --> دايود مشع للضوء الأصفر. • P2 --> دايود مشع للضوء الأخضر. سيرسل كل طرف من أطراف المايكروبيت إشارة رقمية عبارة عن 1 إلى كل طرف لمدة 300 مللي ثانية. سيسمح هذا التيار الكهربائي بالمرور عبر الأسلاك ليومض الدايود المشع للضوء. أدناه تجد شرحًا توضيحيًا للدائرة الإلكترونية والأوامر البرمجية. --- SECTION: المكونات المستخدمة في هذا المشروع --- المكونات المستخدمة في هذا المشروع --- SECTION: معلومة --- تستخدم المقاومة لخفض التيار الواصل للدايود المشع للضوء لحمايته من التيار الفائض والحفاظ عليه من التلف. وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 187 --- VISUAL CONTEXT --- **QR_CODE**: Untitled Description: A QR code linking to the digital lesson, with the URL 'www.ien.edu.sa' printed below it. Context: Provides a digital resource for further learning or lesson access. **DIAGRAM**: Untitled Description: A diagram of a breadboard, a prototyping board used for building temporary electronic circuits. It features horizontal power rails marked with '+' and '-' symbols at the top and bottom edges, and vertical connection strips in the center. The central strips are labeled with letters 'a' through 'j' horizontally and numbers '1' through '30' vertically on both sides, indicating individual connection points. X-axis: a-j (columns) Y-axis: 1-30 (rows) Data: Shows the layout of connection points for electronic components. Context: Illustrates a key component for assembling the electronic circuit described in the lesson. **DIAGRAM**: Untitled Description: A vertical arrangement of three Light Emitting Diodes (LEDs). From top to bottom, the colors are red, amber/yellow, and green. Each LED has a distinct colored dome and two metal leads extending downwards for connection. Context: These LEDs represent the traffic light signals (red, yellow, green) that will be controlled by the Micro:bit. **DIAGRAM**: Untitled Description: A diagram of a Micro:bit microcontroller board. The board is black with a green top-left corner. It features a 5x5 grid of small LEDs in the center, two circular programmable buttons labeled 'A' (left) and 'B' (right), and several large gold-plated connection pads at the bottom. These pads are labeled '0', '1', '2', '3V' (for 3-volt power supply), and 'GND' (ground). Key Values: P0, P1, P2, 3V, GND Context: This is the central control device for the electronic circuit, programmed to manage the traffic light sequence. **DIAGRAM**: Untitled Description: Three resistors are depicted horizontally. Each resistor is a small cylindrical component with four color bands: brown, black, red, and gold. These bands indicate the resistor's value and tolerance. Context: Resistors are crucial components in this circuit, used to limit the current flowing through the LEDs to protect them from damage, as explained in the 'معلومة' box.