Built-in Examples - كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 تحميل مكتبة Firmata

المفاهيم الأساسية

Firmata: بروتوكول يمكن البرامج الموجودة في حاسوبك من الاتصال بأجهزة التحكم الدقيقة، وهو بروتوكول عام للتواصل مع المتحكمات الدقيقة من برنامج على حاسوب مضيف.

خريطة المفاهيم

```markmap

تطبيقات على المتحكمات الدقيقة

إنشاء نظام إنذار تسرب الغاز

تمارين تطبيقية

#### تمرين 1: بحث عن مخاطر الغاز

##### • البحث في الإنترنت عن أنواع مختلفة لمخاطر الغاز التي يمكن لمستشعر الغاز اكتشافها وتحليلها.

##### • عرض نتائج البحث.

#### تمرين 2: برمجة نغمات الإنذار

##### • تحليل كيفية إصدار الطنان الكهربائي لنغمات مختلفة كإنذارات للأنواع المختلفة من المخاطر.

##### • عرض الأفكار.

#### تمرين 3: استخدامات أخرى للطنان الكهربائي

##### • وصف الاستخدامات الممكنة للطنان الكهربائي بخلاف نظام الإنذار.

#### تمرين 4: مستشعر الغاز

##### • مراجعة المعلومات والإشارات التي يصدرها مستشعر الغاز.

##### • تعليل سبب زيادة عدد أطراف توصيله مقارنة بالمستشعرات الأخرى.

#### تمرين 5: تعديل نمط وميض LED

##### • تغيير نمط وميض الدايودات المشعة للضوء.

##### • تشغيل وإيقاف الدايود المشع للضوء الأخضر فقط ثلاث مرات ولمدة ثانية واحدة كل مرة.

#### تمرين 6: تعديل نمط صفير الطنان

##### • تغيير نمط صفير الطنان الكهربائي.

##### • إصدار صفير بتردد 220 هرتز لمدة 700 مللي ثانية.

#### تمرين 7: توسيع دائرة التحذير

##### • توسيع الدائرة لتحذير إضافي.

##### • إصدار الطنان تحذيراً إضافياً عند زيادة قيمة الغاز عن 100.

محاكاة وحدة مراقبة محمية زراعية

تنفيذ الدائرة في Tinkercad

#### • استخدام جهاز تحكم الأردوينو الدقيق.

#### • استخدام الدايودات المشعة للضوء (LED).

#### • استخدام المستشعرات.

وظيفة النظام

#### • مراقبة التغيرات البيئية:

##### - الحركة.

##### - درجة الحرارة.

##### - رطوبة التربة.

##### - وجود الدخان.

#### • إشعار المستخدم بالتغيرات.

متطلبات المشروع

#### 1. استخدام ألوان مختلفة للدايودات المشعة للضوء (LED) لكل مستشعر لتمييز نوع التغير.

#### 2. توسيع التصميم لإصدار رسائل في وحدة التحكم عند استيفاء الشروط (مثل: !Fire Hazard عند اكتشاف دخان).

إنشاء تطبيق سحابي لإنترنت الأشياء

الهدف

#### • مراقبة البيئة وجمع البيانات في الزمن الفعلي وإرسالها إلى منصة سحابية.

الأدوات المطلوبة

#### • بيئة التطوير المتكاملة للأردوينو (Arduino IDE)

#### • أداة جيت برينز بايتشارم (JetBrains PyCharm)

#### • منصة الحوسبة السحابية Binary IoT Cloud

أهداف التعلم

#### • استخدام البايثون وبروتوكول PyFirmata لبرمجة الأردوينو.

#### • تصميم دائرة لتطبيق إنترنت الأشياء باستخدام الأردوينو.

#### • مراقبة البيئة وجمع بيانات المستشعر في الزمن الفعلي.

#### • استخدام خدمة الويب لإرسال البيانات إلى منصة سحابية.

#### • مراقبة بيئة بعيدة عبر المنصة السحابية.

#### • توظيف بيانات المستشعر والبيانات السحابية لاتخاذ القرارات.

#### • التعرف على توسيع نطاق تطبيقات إنترنت الأشياء لحلول معقدة.

إعداد بيئة تطوير الأردوينو

استخدام بايثون في برمجة الأردوينو

#### • لغة C++ هي اللغة الرسمية لبرمجة الأردوينو.

#### • يمكن استخدام لغة بايثون عبر بروتوكول Firmata.

#### • بايثون لغة عالية المستوى وقوية بسبب مكتباتها الكثيرة.

#### • دور Firmata: توفير الاتصال بين الأردوينو وأوامر لغة البرمجة.

الخطوة العملية الأولى

#### • توصيل لوحة الأردوينو بمنفذ USB في الحاسب.

إعداد بيئة التطوير المتكاملة (IDE)

تنزيل وتثبيت Arduino IDE

#### • الانتقال إلى الموقع https://www.arduino.cc/en/software

#### • تنزيل أحدث إصدار متوافق مع جهاز التحكم الدقيق

#### • تشغيل برنامج التثبيت

تحميل مكتبة StandardFirmata

#### • فتح Arduino IDE عبر أيقونة البحث في الحاسب

#### • الذهاب إلى File > Examples > Firmata

##### • AllInputsFirmata

##### • AnalogFirmata

##### • EchoString

##### • OldStandardFirmata

##### • ServoFirmata

##### • SimpleAnalogFirmata

##### • SimpleDigitalFirmata

##### • StandardFirmata

##### • StandardFirmataBLE

##### • StandardFirmataChipKit

##### • StandardFirmataEthernet

##### • StandardFirmataPlus

##### • StandardFirmataWiFi

##### • test

#### • تحميل المكتبة إلى لوحة الأردوينو

ماذا تعلمت

التعرف على مكونات جهاز التحكم الدقيق وبرمجته

قياس البيانات من مستشعرات الإدخال المختلفة

فهم كيفية عمل بيانات المستشعرات والخوارزميات معاً في البرمجة

استخدام استجابات التشغيل والاستجابات الآلية

تصميم دوائر إنترنت الأشياء باستخدام جهاز التحكم الدقيق في Tinkercad

برمجة جهاز الأردوينو باستخدام لغة لبنات التعليمات البرمجية في Tinkercad

المصطلحات الرئيسية

Gas Sensor / مستشعر الغاز

Soil Moisture Sensor / مستشعر رطوبة التربة

Pulse-Width Modulation / تضمين عرض النبضة

Temperature Sensor / مستشعر الحرارة

```

نقاط مهمة

• Firmata هو بروتوكول عام للتواصل مع أي برنامج على حاسوب مضيف.
• يمكن الوصول إلى أمثلة Firmata في Arduino IDE عبر قائمة File > Examples > Firmata.
• توجد عدة أنواع من مكتبات Firmata مثل StandardFirmata وStandardFirmataWiFi وStandardFirmataEthernet.

01.Basics 02.Digital 03.Analog 04.Communication 05.Control 06.Sensors 07.Display 08.Strings 09.USB 10.StarterKit_BasicKit 11.ArduinoISP

Examples for Arduino Uno EEPROM SoftwareSerial SPI Wire

Firmata هو بروتوكول يمكن البرامج الموجودة في حاسوبك من الاتصال بأجهزة التحكم الدقيقة، ويمكن استخدام هذا البروتوكول في سائر أجهزة التحكم الدقيقة.

AllInputsFirmata AnalogFirmata EchoString OldStandardFirmata ServoFirmata SimpleAnalogFirmata SimpleDigitalFirmata StandardFirmata StandardFirmataBLE StandardFirmataChipKit StandardFirmataEthernet StandardFirmataPlus StandardFirmataWiFi test

Firmata is a generic protocol for communicating with microcontrollers from software on a host computer. It is intended to work with any host computer software package. To download a host software package, please click on the following link to open the list of Firmata client libraries in your default browser. https://github.com/firmata/arduino#firmata-client-libraries Copyright (C) 2006-2008 Hans-Christoph Steiner. All rights reserved. Copyright (C) 2010-2011 Paul Stoffregen. All rights reserved. Copyright (C) 2009 Shigeru Kobayashi. All rights reserved. Copyright (C) 2003-2016 Jeff Koelz. All rights reserved. This library is free software; you can redistribute it and/or modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or (at your option) any later version. See file LICENSE.txt for further information on licensing terms.

وزارة التعليم Ministry of Education 119 2025 - 1447

شكل 4.2: تحميل مكتبة Firmata

--- SECTION: Built-in Examples --- 01.Basics 02.Digital 03.Analog 04.Communication 05.Control 06.Sensors 07.Display 08.Strings 09.USB 10.StarterKit_BasicKit 11.ArduinoISP --- SECTION: Examples for any board --- Examples for Arduino Uno EEPROM SoftwareSerial SPI Wire Firmata هو بروتوكول يمكن البرامج الموجودة في حاسوبك من الاتصال بأجهزة التحكم الدقيقة، ويمكن استخدام هذا البروتوكول في سائر أجهزة التحكم الدقيقة. AllInputsFirmata AnalogFirmata EchoString OldStandardFirmata ServoFirmata SimpleAnalogFirmata SimpleDigitalFirmata StandardFirmata StandardFirmataBLE StandardFirmataChipKit StandardFirmataEthernet StandardFirmataPlus StandardFirmataWiFi test Firmata is a generic protocol for communicating with microcontrollers from software on a host computer. It is intended to work with any host computer software package. To download a host software package, please click on the following link to open the list of Firmata client libraries in your default browser. https://github.com/firmata/arduino#firmata-client-libraries Copyright (C) 2006-2008 Hans-Christoph Steiner. All rights reserved. Copyright (C) 2010-2011 Paul Stoffregen. All rights reserved. Copyright (C) 2009 Shigeru Kobayashi. All rights reserved. Copyright (C) 2003-2016 Jeff Koelz. All rights reserved. This library is free software; you can redistribute it and/or modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or (at your option) any later version. See file LICENSE.txt for further information on licensing terms. وزارة التعليم Ministry of Education 119 2025 - 1447 شكل 4.2: تحميل مكتبة Firmata --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: Arduino IDE with Firmata examples menu Description: A screenshot of the Arduino IDE software showing the 'Examples' menu open, with a sub-menu for 'Firmata' expanded. The 'StandardFirmata' option is highlighted. A second window, likely the Arduino IDE's code editor, is visible in the background with some text content. Context: Illustrates how to access and select the Firmata library within the Arduino IDE for microcontroller communication.