برمجة نظام إنذار تسرب الغاز - كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 برمجة نظام إنذار تسرب الغاز

المفاهيم الأساسية

برنامج نظام الإنذار: سلسلة من التعليمات البرمجية (مكتوبة بلغة كتلية) تتحكم في عمل النظام بناءً على قراءة مستشعر الغاز.

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.

برمجة نظام الإنذار

#### منطق البرنامج

##### • تقييم قراءة مستشعر الغاز (من الطرف A4).

##### • إذا كانت القراءة > 40 (خطر): تشغيل الإنذار.

##### • إذا كانت القراءة <= 40 (طبيعي): عدم تشغيل الإنذار.

#### إجراءات حالة الخطر

##### • تشغيل الطنان الكهربائي على الطرف A2 بتردد 110 هرتز لمدة ثانية.

##### • إضاءة الدايودات بالتناوب (الأخضر والبرتقالي) مرتين، كل مرة لمدة 500 مللي ثانية.

##### • طباعة رسالة تحذير على شاشة الاتصال التسلسلي.

#### إجراءات الحالة الطبيعية

##### • الانتظار لمدة ثانيتين.

##### • طباعة رسالة طمأنة على شاشة الاتصال التسلسلي.

```

نقاط مهمة

• الخطوة التالية بعد التوصيلات هي كتابة البرنامج الذي يتحكم في النظام.
• الشرط الأساسي هو مقارنة قراءة مستشعر الغاز (من الطرف A4) بالقيمة 40.
• عند وجود خطر (قراءة > 40): يُصدر النظام صوت إنذار (طنان) ووميض ضوئي (دايودات) ورسالة تحذير.
• عند عدم وجود خطر: ينتظر النظام ثانيتين ثم يطبع رسالة "طبيعي".
• يجب اختبار البرنامج باستخدام زر "بدء المحاكاة" (Start Simulation).

برمجة نظام إنذار تسرب الغاز

بعد أن قمت بعمل التوصيلات اللازمة للنظام، وتعرفت على طريقة عمل مستشعر الغاز والطنان الكهربائي، فإن الخطوة التالية هي برمجة نظام الإنذار، قم بتصميمه، وراقب مخرجات مستشعر الغاز للتحقق من وجود خطر حريق، وإذا كان اكتشف خطر، فسيصدر صوت إنذار من الطنان الكهربائي مع وميض من الدايودات المشعة للضوء. أما إذا لم يكن الأمر كذلك، فإن أنشئ البرنامج الآتي في منطقة البرمجة، ثم اضغط على بدء المحاكاة (Start Simulation) لمحاكاة تشغيل نظام إنذار تسرب الغاز.

في البداية ستقوم لبنة (if ) بتقييم ما إذا كان مدخل مستشعر الغاز يتجاوز 40، وهي القيمة التي تدل على انبعاث غازات خطرة. إذا كانت النتيجة صواب، فسيصدر الطنان الكهربائي نغمة تردد 110 هرتز لمدة ثانية واحدة، ثم ستومض الدايودات المشعة للضوء مرتين بالتناوب ولمدة نصف ثانية لكل منهما.

إذا كان الشرط صحيحاً، فسيطيع البرنامج رسالة تحذيرية إلى شاشة الاتصال التسلسلي لإبلاغ المستخدم بوجود خطر بعد إصدار صوت الطنان الكهربائي ووميض الدايودات المشعة للضوء.

إذا كان الشرط غير صحيح، فسينتظر البرنامج ثانيتين ويطبع رسالة على شاشة الاتصال التسلسلي تبلغ المستخدم بعدم وجود خطر.

شكل 3.40: برنامج نظام إنذار تسرب الغاز

وزارة التعليم

Ministry of Education

2025 - 1447

--- SECTION: برمجة نظام إنذار تسرب الغاز --- برمجة نظام إنذار تسرب الغاز بعد أن قمت بعمل التوصيلات اللازمة للنظام، وتعرفت على طريقة عمل مستشعر الغاز والطنان الكهربائي، فإن الخطوة التالية هي برمجة نظام الإنذار، قم بتصميمه، وراقب مخرجات مستشعر الغاز للتحقق من وجود خطر حريق، وإذا كان اكتشف خطر، فسيصدر صوت إنذار من الطنان الكهربائي مع وميض من الدايودات المشعة للضوء. أما إذا لم يكن الأمر كذلك، فإن أنشئ البرنامج الآتي في منطقة البرمجة، ثم اضغط على بدء المحاكاة (Start Simulation) لمحاكاة تشغيل نظام إنذار تسرب الغاز. في البداية ستقوم لبنة (if ) بتقييم ما إذا كان مدخل مستشعر الغاز يتجاوز 40، وهي القيمة التي تدل على انبعاث غازات خطرة. إذا كانت النتيجة صواب، فسيصدر الطنان الكهربائي نغمة تردد 110 هرتز لمدة ثانية واحدة، ثم ستومض الدايودات المشعة للضوء مرتين بالتناوب ولمدة نصف ثانية لكل منهما. إذا كان الشرط صحيحاً، فسيطيع البرنامج رسالة تحذيرية إلى شاشة الاتصال التسلسلي لإبلاغ المستخدم بوجود خطر بعد إصدار صوت الطنان الكهربائي ووميض الدايودات المشعة للضوء. إذا كان الشرط غير صحيح، فسينتظر البرنامج ثانيتين ويطبع رسالة على شاشة الاتصال التسلسلي تبلغ المستخدم بعدم وجود خطر. --- SECTION: شكل 3.40: برنامج نظام إنذار تسرب الغاز --- شكل 3.40: برنامج نظام إنذار تسرب الغاز وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: برنامج نظام إنذار تسرب الغاز Description: A visual representation of a gas leak alarm system program using block-based coding. The program includes a 'forever' loop, an 'if-else' conditional statement, and blocks for reading sensors, playing sounds, controlling LEDs, and printing messages to a serial monitor. The 'if' condition checks if the gas sensor reading is greater than 40. If true, it plays a tone, flashes LEDs, and prints a warning. If false, it waits and prints a normal activity message. Key Values: Gas sensor threshold: 40, Speaker tone: 110 Hz, Speaker duration: 1 sec, LED flash repeat: 2 times, LED on/off duration: 500 milliseconds, Wait time in else block: 2 seconds Context: Illustrates the logic and structure of a simple embedded system program for a gas leak alarm, demonstrating conditional execution, sensor input, and output control.