صفحة 108 - كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 مستشعر الغاز والطنان الكهربائي

المفاهيم الأساسية

مستشعر الغاز: جهاز يحتوي على ستة أطراف (A, B, H) يكشف عن جزيئات الغاز ويحول تركيزها إلى جهد كهربائي مختلف.

الطنان الكهربائي (Piezo Buzzer): مكون يمكنه إنتاج مجموعة واسعة من النغمات الصوتية بمدة مختلفة لكل منها.

خريطة المفاهيم

```markmap

تطبيقات على المتحكمات الدقيقة

إنشاء نظام إنذار تسرب الغاز

توصيل المكونات الكهربائية

#### توصيل لوحة الأردوينو بلوحة الدوائر الصغيرة

##### الخطوة 1: توصيل مصدر الطاقة

###### • توصيل طرف 5V في الأردوينو بالعمود الموجب في اللوحة الصغيرة

###### • استخدام سلك أحمر

##### الخطوة 2: توصيل الأرضي (GND)

###### • توصيل العمود السالب في الأردوينو بالعمود السالب في اللوحة الصغيرة

###### • استخدام سلك أسود

##### الخطوة 3: توصيل أعمدة اللوحة الصغيرة

###### • توصيل العمودين السالبين في اللوحة الصغيرة ببعضهما

###### • استخدام سلك أسود

#### توصيل الطنان الكهربائي

##### الخطوة 1: توصيل الطرف الموجب

###### • توصيل الطرف الموجب للطنان بالطرف التناظري A2 في الأردوينو

###### • استخدام سلك أصفر

##### الخطوة 2: توصيل الطرف السالب

###### • توصيل الطرف السالب للطنان بالعمود السالب في لوحة الدوائر الصغيرة

###### • استخدام سلك أسود

#### توصيل الدايودات المشعة للضوء

##### توصيل الدايود البرتقالي

###### • توصيل المهبط (الطرف السالب) بالعمود السالب في اللوحة الصغيرة (Breadboard Small) باستخدام سلك أسود.

###### • توصيل المقاومة الخاصة به بالطرف الرقمي 3 (Digital pin 3) في الأردوينو.

##### توصيل الدايود الأخضر

###### • توصيل المهبط (الطرف السالب) بالعمود السالب في اللوحة الصغيرة (Breadboard Small) باستخدام سلك أسود.

###### • توصيل المقاومة الخاصة به بالطرف الرقمي 2 (Digital pin 2) في الأردوينو.

#### توصيل مستشعر الغاز

##### الخطوة 1: توصيل الطرف H1

###### • توصيله بالعمود السالب في لوحة الدوائر الصغيرة.

###### • استخدام سلك أسود.

##### الخطوة 2: توصيل الطرف A2

###### • توصيله بالطرف التناظري A4 في الأردوينو.

###### • استخدام سلك بنفسجي.

##### الخطوة 3: توصيل الطرف B1

###### • توصيله بالعمود الموجب في لوحة الدوائر الصغيرة.

###### • استخدام سلك أحمر.

##### الخطوة 4: توصيل الطرف H2

###### • توصيله بالعمود الموجب في لوحة الدوائر الصغيرة.

##### الخطوة 5: توصيل الطرف B2

###### • توصيله بالعمود الموجب في لوحة الدوائر الصغيرة.

كيف يعمل مستشعر الغاز

#### أطراف المستشعر

##### • أطراف H: لتسخين ملف السخان وتنشيط المستشعر الكهروكيميائي.

##### • أطراف A و B: لنقل البيانات إلى لوحة الأردوينو.

#### طريقة التوصيل

##### • توصيل أحد أطراف H بـ VCC (5V أو 3.3V) والآخر إلى الأرضي.

##### • توصيل أحد أطراف الزوج المستخدم (A أو B) بـ VCC، والطرف الآخر بالأرضي عبر مقاومة لضبط الحساسية.

##### • توصيل الأطراف غير المستخدمة بـ VCC.

الطنان الكهربائي

#### طريقة التحكم

##### • استخدام لبنة برمجية لتحديد: رقم الطرف (مثل A2)، التردد (مثل 110 هرتز)، المدة (مثل 1 ثانية).

#### النغمات الصوتية

##### • جدول مرجعي يربط الترددات بالنوتات الموسيقية.

```

نقاط مهمة

• يحتوي مستشعر الغاز على 6 أطراف: طرفان A، طرفان B، طرفان H.
• وظيفة أطراف H هي تسخين الملف لتنشيط المستشعر الكهروكيميائي.
• لقراءة البيانات، نستخدم زوجي الأطراف A أو B، مع توصيل أحد أطراف الزوج بـ VCC والآخر بالأرضي عبر مقاومة.
• يمكن للطنان الكهربائي إنتاج نغمات مختلفة بتغير التردد والمدة.
• مثال على لبنة برمجية للطنان: تشغيل السماعة على الطرف A2 بتردد 110 هرتز لمدة ثانية واحدة.
• هناك جدول مرجعي يربط بين الترددات (مثل 110، 131، 147، 175 هرتز) والنوتات الموسيقية المقابلة (لا، دو، ري، فا).

كيف يعمل مستشعر الغاز How the Gas Sensor Works

يحتوي مستشعر الغاز على ستة أطراف: طرفان بحرف A، وطرفان بحرف B، وآخران بحرف H. يعمل المستشعر من خلال الكشف عن جزيئات الغاز وتحويل تركيز الغاز المستشعر إلى جهد كهربائي مختلف. أما الغرض من الأطراف ذات الحرف H فهو تسخين ملف السخان، والذي بدوره ينشط المستشعر الكهروكيميائي. يجب توصيل طرف H واحد بمصدر جهد (VCC)، على سبيل المثال 5 فولت (5V) أو 3.3 فولت (3.3V) وطرف H الآخر إلى الأرضي. لنقل البيانات من مستشعر الغاز إلى لوحة الأردوينو، يجب استخدام زوجي الطرفين A أو زوجي الطرفين B. حيث يوصل أحد أطراف الزوج المستخدم بمصدر الجهد (VCC)، ويوصل الطرف الآخر بالأرضي من خلال المقاومة، وذلك حتى يمكن ضبط حساسية المستشعر. يجب توصيل الأطراف غير المستخدمة بمصدر الجهد (VCC).

الطنان الكهربائي The Piezo Buzzer

يمكن أن ينتج الطنان الكهربائي مجموعة واسعة من نغمات الأصوات وبمدة مختلفة لكل منها. لجعل السماعة المتصلة بالطرف A2 تصدر نغمة بتردد 110 هرتز لمدة ثانية واحدة، استخدم اللبنة البرمجية الآتية:

تُكتب المدة بالثواني، ولكن قد لا يمكنك التعرف على نغمات الطنان ووحداتها. يوجد بالجدول أدناه مجموعة من القيم تتوافق مع ترددات النوتات الموسيقية المقاسة بالهرتز (Hz). يمكنك تجربة بعض النوتات الموسيقية ونغماتها كما يعرض هنا:

جدول 3.3: النغمات الصوتية

كيف يعمل مستشعر الغاز How the Gas Sensor Works يحتوي مستشعر الغاز على ستة أطراف: طرفان بحرف A، وطرفان بحرف B، وآخران بحرف H. يعمل المستشعر من خلال الكشف عن جزيئات الغاز وتحويل تركيز الغاز المستشعر إلى جهد كهربائي مختلف. أما الغرض من الأطراف ذات الحرف H فهو تسخين ملف السخان، والذي بدوره ينشط المستشعر الكهروكيميائي. يجب توصيل طرف H واحد بمصدر جهد (VCC)، على سبيل المثال 5 فولت (5V) أو 3.3 فولت (3.3V) وطرف H الآخر إلى الأرضي. لنقل البيانات من مستشعر الغاز إلى لوحة الأردوينو، يجب استخدام زوجي الطرفين A أو زوجي الطرفين B. حيث يوصل أحد أطراف الزوج المستخدم بمصدر الجهد (VCC)، ويوصل الطرف الآخر بالأرضي من خلال المقاومة، وذلك حتى يمكن ضبط حساسية المستشعر. يجب توصيل الأطراف غير المستخدمة بمصدر الجهد (VCC). الطنان الكهربائي The Piezo Buzzer يمكن أن ينتج الطنان الكهربائي مجموعة واسعة من نغمات الأصوات وبمدة مختلفة لكل منها. لجعل السماعة المتصلة بالطرف A2 تصدر نغمة بتردد 110 هرتز لمدة ثانية واحدة، استخدم اللبنة البرمجية الآتية: تُكتب المدة بالثواني، ولكن قد لا يمكنك التعرف على نغمات الطنان ووحداتها. يوجد بالجدول أدناه مجموعة من القيم تتوافق مع ترددات النوتات الموسيقية المقاسة بالهرتز (Hz). يمكنك تجربة بعض النوتات الموسيقية ونغماتها كما يعرض هنا: جدول 3.3: النغمات الصوتية --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: مستشعر الغاز Description: A circular gas sensor component with a central mesh-like texture. It has six connection points labeled H1, H2, A1, A2, B1, B2. H1 is at the top, H2 at the bottom. A1 is top-left, A2 is top-right. B1 is bottom-left, B2 is bottom-right. The labels are connected to the central circular component by lines. Context: Illustrates the physical structure and connection points of a gas sensor for interfacing with microcontrollers like Arduino. **FIGURE**: لبنة برمجية Description: A graphical programming block, typical of block-based coding environments. It is composed of several colored segments. The text on the block reads 'play speaker on pin A2 with tone 110 for 1 sec'. The values 'A2', '110', and '1' are in distinct, editable-looking fields within the block. Context: Represents a visual programming instruction to control a speaker, specifying the pin (A2), tone frequency (110 Hz), and duration (1 second). **TABLE**: النغمات الصوتية Description: No description Table Structure: Headers: الترددات | النغمة Rows: Row 1: 110 Hz | لا (LA) Row 2: 131 Hz | دو (DO) Row 3: 147 Hz | ري (RE) Row 4: 175 Hz | فا (FA) Calculation needed: N/A Context: Provides a reference mapping between specific sound frequencies in Hertz and their corresponding musical notes or tones. **CHART**: N/A Description: A bar chart consisting of numerous vertical pink bars of varying heights, arranged horizontally across the bottom of the page. The bars are closely spaced, creating a visual representation of fluctuating magnitudes, likely related to sound frequencies or amplitudes. There are no visible axes, labels, or numerical scales on the chart itself. Context: Visually complements the discussion on sound tones and frequencies, possibly illustrating a spectrum or a sequence of varying sound magnitudes.