صفحة 112 - كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال 3: صف الاستخدامات الممكنة للطنان الكهربائي بخلاف نظام الإنذار.

الإجابة: س 3: يُستخدم الطنان الكهربائي لإعطاء إشعارات وتنبيهات صوتية في المشاريع؛ مثل جرس الباب، وتنبيه المؤقت / انتهاء العد، وإشارة بدء / توقف جهاز، وتغذية راجعة، والتنبيه لحدوث خطأ أو تذكير بالمهمات.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال. السؤال يطلب منا أن نصف الاستخدامات الممكنة للطنان الكهربائي (Buzzer) في التطبيقات العملية، مع التركيز على استخدامات بخلاف نظام الإنذار التقليدي الذي نعرفه. الطنان الكهربائي هو جهاز يحول الإشارة الكهربائية إلى صوت. الفكرة هنا هي التفكير في المواقف اليومية أو في المشاريع التقنية حيث نحتاج إلى تنبيه صوتي بسيط وواضح. عند التفكير في المشاريع الإلكترونية أو الأنظمة المنزلية، يمكن استخدام الطنان كوسيلة لإعلام المستخدم بحدث ما. على سبيل المثال، في جرس الباب الإلكتروني، يصدر الطنان صوتًا عند الضغط على الزر لإعلام الأشخاص داخل المنزل. كما يمكن استخدامه في المؤقتات (Timers) لتنبيه المستخدم عند انتهاء مدة العد، مثل مؤقت الطهي. كذلك، في الأجهزة الإلكترونية، يمكن أن يعمل الطنان كإشارة لبدء تشغيل جهاز أو إيقافه. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم لتقديم "تغذية راجعة" (Feedback) صوتية عند تفاعل المستخدم مع زر أو شاشة لمس، مما يؤكد له أن الأمر قد تم تسجيله. وأيضًا، يمكن برمجته ليكون تنبيهًا عند حدوث خطأ في النظام أو كتذكير للمستخدم بمهمة معينة، مثل تناول الدواء. إذن، بناءً على هذه الأفكار، الإجابة هي: **يُستخدم الطنان الكهربائي لإعطاء إشعارات وتنبيهات صوتية في المشاريع؛ مثل جرس الباب، وتنبيه المؤقت / انتهاء العد، وإشارة بدء / توقف جهاز، وتغذية راجعة، والتنبيه لحدوث خطأ أو تذكير بالمهمات.**

سؤال 4: يفوق عدد أطراف مستشعر الغاز والتي توصل وتربط بجهاز التحكم الدقيق عدد الأطراف المستخدمة في المستشعرات الأخرى. راجع المعلومات والإشارات التي يصدرها مستشعر الغاز وعلل سبب اختلافه عن الأنواع الأخرى من المستشعرات.

الإجابة: س 4: لأن مستشعر الغاز يوفّر أكثر من نوع من الإشارات؛ إذ يعطي مخرجًا تماثليًا (AO) ومخرجًا رقميًا (DO) إضافة إلى أطراف التغذية (VCC و GND)، لذا يحتاج أطرافًا أكثر من المستشعرات ذات المخرج الواحد.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** لنبدأ بفهم السؤال. السؤال يتحدث عن مستشعر الغاز ويقارنه بالمستشعرات الأخرى من حيث عدد الأطراف (الأسلاك أو المسارات) التي توصل بجهاز التحكم الدقيق (مثل الأردوينو). نحتاج أولاً أن نتذكر أن المستشعرات بشكل عام تقوم بتحويل ظاهرة فيزيائية (مثل الحرارة، الضوء، الغاز) إلى إشارة كهربائية يفهمها جهاز التحكم. معظم المستشعرات البسيطة تعطي إشارة واحدة، إما تماثلية (قيمة متغيرة) أو رقمية (قيمة ثابتة مثل 0 أو 1).
2. **الخطوة 2 (التطبيق على مستشعر الغاز):** الآن، لنطبق هذا على مستشعر الغاز. مستشعر الغاز مصمم للكشف عن وجود غازات معينة (مثل الغاز الطبيعي، أول أكسيد الكربون). عند مراجعة المعلومات عنه، نجد أنه عادةً ما يوفر أكثر من نوع من الإشارات في نفس الوقت: 1. **مخرج تماثلي (AO):** يعطي قيمة جهد متغيرة تتناسب مع تركيز الغاز الموجود. هذا مفيد لقياس شدة الغاز. 2. **مخرج رقمي (DO):** يعطي إشارة رقمية (عالية أو منخفضة) عندما يتجاوز تركيز الغاز حدًا معينًا، مما يعمل كمفتاح إنذار. 3. بالإضافة إلى ذلك، يحتاج المستشعر إلى **أطراف التغذية الكهربائية**، وهي: طرف للجهد الموجب (VCC) وطرف للأرضي (GND) لتشغيله. بالمقارنة، مستشعر مثل مستشعر درجة الحرارة (LM35) قد يعطي فقط مخرجًا تماثليًا واحدًا بالإضافة إلى أطراف التغذية، أي عدد أطراف أقل.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن، سبب اختلاف مستشعر الغاز وزيادة عدد أطرافه هو: **لأن مستشعر الغاز يوفّر أكثر من نوع من الإشارات؛ إذ يعطي مخرجًا تماثليًا (AO) ومخرجًا رقميًا (DO) إضافة إلى أطراف التغذية (VCC و GND)، لذا يحتاج أطرافًا أكثر من المستشعرات ذات المخرج الواحد.**

ما سبب زيادة عدد أطراف توصيل مستشعر الغاز مقارنة بمعظم المستشعرات الأخرى في مشاريع إنترنت الأشياء؟

• أ) لأنه يحتاج إلى جهد تشغيل أعلى من معظم المستشعرات.
• ب) لأنه يوفر أكثر من نوع من الإشارات (تماثلي ورقمي) بالإضافة إلى أطراف التغذية.
• ج) لأنه يعمل على قياس أكثر من نوع واحد من الغازات في نفس الوقت.
• د) لأن تصميمه الداخلي معقد ويتطلب دوائر تحكم إضافية.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لأنه يوفر أكثر من نوع من الإشارات (تماثلي ورقمي) بالإضافة إلى أطراف التغذية.

الشرح: 1. معظم المستشعرات البسيطة تعطي إشارة واحدة (تماثلية أو رقمية). 2. مستشعر الغاز مصمم ليقدم مخرجين: مخرج تماثلي (AO) لقياس تركيز الغاز، ومخرج رقمي (DO) يعمل كمفتاح إنذار عند تجاوز حد معين. 3. بالإضافة إلى ذلك، يحتاج إلى أطراف التغذية (VCC و GND). 4. لذلك، عدد أطرافه أكبر من المستشعرات ذات المخرج الواحد.

تلميح: فكر في أنواع المخرجات التي يمكن أن يقدمها مستشعر واحد.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

أي من التطبيقات التالية يمثل استخدامًا للطنان الكهربائي (Buzzer) بخلاف نظام الإنذار التقليدي؟

• أ) كشف تسرب الغاز في المطبخ.
• ب) قياس درجة حرارة الغرفة.
• ج) إعطاء تغذية راجعة صوتية عند تفاعل المستخدم مع زر.
• د) إرسال بيانات الاستشعار لاسلكيًا إلى الهاتف.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: إعطاء تغذية راجعة صوتية عند تفاعل المستخدم مع زر.

الشرح: 1. الطنان الكهربائي يحول الإشارة الكهربائية إلى صوت. 2. بخلاف الإنذار، يمكن استخدامه في تطبيقات تفاعلية وتنبيهية يومية. 3. من استخداماته: جرس الباب، تنبيه انتهاء مؤقت، إشارة بدء/توقف جهاز، وتقديم تغذية راجعة للمستخدم. 4. التغذية الراجعة الصوتية تؤكد للمستخدم أن أمره (مثل الضغط على زر) قد تم تسجيله.

تلميح: الطنان يمكن استخدامه لإعلام المستخدم بحدث ما، وليس فقط للتحذير من الخطر.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل