تحميل المكونات - كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 تحميل المكونات في Tinkercad

المفاهيم الأساسية

لوحة أردوينو أونو R3: لوحة تحكم دقيقة (ميكروكونترولر) تستخدم لبناء وتجربة الدوائر الإلكترونية.

لوحة توصيل الدوائر الصغيرة (Breadboard): لوحة تستخدم لربط المكونات الإلكترونية مؤقتًا دون الحاجة إلى لحام.

خريطة المفاهيم

```markmap

تطبيقات على المتحكمات الدقيقة

إنشاء تطبيق سحابي لإنترنت الأشياء

أهداف التعلم

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

برمجة الأردوينو بالبايثون (pyfirmata)

الخطوات البرمجية الأساسية

#### 1. تثبيت حزمة pyfirmata

##### • الأمر في Terminal: pip install pyfirmata

#### 2. استدعاء المكتبة في الكود

##### • import pyfirmata

#### 3. تحديد منفذ الاتصال

##### • communication_port = "COM4" (يختلف حسب الجهاز)

#### 4. إجراء الاتصال والوصول للأطراف

##### • board = pyfirmata.Arduino(communication_port)

##### • it = pyfirmata.util.Iterator(board)

##### • it.start()

#### 5. استخدام حلقة لا نهائية

##### • while True:

##### • # كتابة الأوامر هنا

ملاحظة تقنية

#### • يشغل البرنامج على الحاسوب، وليس على الأردوينو، مما يتيح الوصول إلى وظائف قد لا تتوفر في جهاز التحكم الدقيق.

الوظيفة الأساسية: board.get_pin()

#### • وظيفتها: قراءة وكتابة القيم للأطراف التناظرية والرقمية.

#### • معاملاتها: ثلاثة أحرف تفصل بينها نقطتان رأسيتان (a:d:5)

##### • المعامل الأول: نوع الطرف

###### • 'a': طرف تناظري (analog)

###### • 'd': طرف رقمي (digital)

##### • المعامل الثاني: رقم الطرف

###### • الأطراف الرقمية: من 0 إلى 12

###### • الأطراف التناظرية: من A0 إلى A5

##### • المعامل الثالث: طريقة التعامل

###### • للأطراف الرقمية:

####### • 'i': input (مدخلات)

####### • 'o': output (مخرجات)

###### • للأطراف التناظرية:

####### • 'i': input (مدخلات)

####### • 'p': Pulse Width Modulation (تضمين عرض النبضة)

تضمين عرض النبضة (PWM)

#### • تعريف: تعديل إشارة رقمية لمحاكاة إشارة تناظرية متغيرة القوة.

#### • دورة العمل (Duty Cycle): النسبة المئوية للزمن الذي تكون فيه الإشارة عالية (5v) خلال فترة زمنية واحدة.

##### • analogWrite(0): 0% دورة عمل (إشارة منخفضة دائمًا)

##### • analogWrite(64): 25% دورة عمل

##### • analogWrite(127): 50% دورة عمل

##### • analogWrite(191): 75% دورة عمل

##### • analogWrite(255): 100% دورة عمل (إشارة عالية دائمًا)

التفاعل مع الأطراف الرقمية

#### • قراءة قيمة من طرف رقمي (مثال: الطرف 10)

##### • digital_pin = board.get_pin("d:10:i")

##### • pin_value = digital_pin.read()

#### • كتابة قيمة إلى طرف رقمي (مثال: الطرف 10)

##### • digital_pin = board.get_pin("d:10:o")

##### • digital_pin.write(1) # قيمة HIGH

##### • digital_pin.write(0) # قيمة LOW

التفاعل مع الأطراف التناظرية

#### • قراءة قيمة من طرف تناظري (مثال: الطرف 4)

##### • analog_pin = board.get_pin("a:4:i")

##### • pin_value = analog_pin.read()

#### • كتابة قيمة إلى طرف تناظري (مثال: الطرف 4)

##### • analog_pin = board.get_pin("a:4:p")

##### • analog_pin.write(0.75)

ملاحظة عامة

#### • يتطلب كل مستشعر أو مشغل قيماً مختلفة ليعمل بصورة صحيحة.

مشروع تطبيقي: مشروع أردوينو مبسط مع PyFirmata

الهدف

#### • إنشاء مشروع مبسط لاستخدام مكتبة PyFirmata.

#### • برمجة دايود مشع للضوء خارجي وآخر مدمج ليومضا بالتناوب باستخدام بايثون.

خطوات التنفيذ

#### 1. محاكاة الدائرة في Tinkercad Circuits.

المكونات المطلوبة

#### • لوحة أردوينو أونو R3.

#### • لوحة توصيل الدوائر الصغيرة (Breadboard).

#### • دايود مشع للضوء (LED).

#### • مقاومة (Resistor).

تحميل المكونات في Tinkercad

#### 1. البحث عن "لوحة أردوينو أونو R3" في مكتبة المكونات (Components) وسحبها وإفلاتها في مساحة العمل.

#### 2. البحث عن "لوحة توصيل الدوائر الصغيرة" في مكتبة المكونات (Components) وسحبها وإفلاتها في مساحة العمل.

```

نقاط مهمة

• الخطوة الأولى في محاكاة الدائرة هي تحميل المكونات المطلوبة في مساحة عمل Tinkercad.
• يتم العثور على المكونات في مكتبة تسمى "Components" وسحبها إلى مساحة العمل.
• المكونان الأساسيان اللذان يجب تحميلهما هما: لوحة أردوينو أونو R3 ولوحة توصيل الدوائر الصغيرة (Breadboard).

ابدأ بوضع المكونات المطلوبة في مساحة عمل محاكي دوائر تينكركاد.

تحميل المكونات:

< ابحث عن لوحة أردوينو أونو R3 (لوحة أردوينو أونو R3) من مكتبة Components (المكونات)، واسحبها وأفلتها في مساحة العمل. 1

< ابحث عن لوحة توصيل الدوائر الصغيرة (لوحة توصيل الدوائر الصغيرة) من مكتبة Components (المكونات)، واسحبها وأفلتها في مساحة العمل. 2

وزارة التعليم 2025 - 1447

شكل 4.9: تحميل المكونات

126

ابدأ بوضع المكونات المطلوبة في مساحة عمل محاكي دوائر تينكركاد. --- SECTION: تحميل المكونات --- تحميل المكونات: < ابحث عن لوحة أردوينو أونو R3 (لوحة أردوينو أونو R3) من مكتبة Components (المكونات)، واسحبها وأفلتها في مساحة العمل. 1 < ابحث عن لوحة توصيل الدوائر الصغيرة (لوحة توصيل الدوائر الصغيرة) من مكتبة Components (المكونات)، واسحبها وأفلتها في مساحة العمل. 2 وزارة التعليم 2025 - 1447 شكل 4.9: تحميل المكونات 126 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: Untitled Description: A white rectangular breadboard with a grid of small holes. Rows are labeled with numbers 1-30 and columns are labeled with letters a-j. There are two sets of red and blue lines along the sides, likely for power rails. X-axis: columns a-j Y-axis: rows 1-30 Context: This is the 'Breadboard Small' component that needs to be dragged into the workspace for circuit building. **DIAGRAM**: Untitled Description: A blue Arduino Uno R3 circuit board with various ports, pins, and labels. A black USB cable is connected to the USB port on the left side. Context: This is the 'Arduino Uno R3' component that needs to be dragged into the workspace for circuit building. **DIAGRAM**: Untitled Description: A panel displaying various electronic components available in Tinkercad. It includes a search bar, and icons for Resistor, LED, Pushbutton, 9V Battery, Coin Cell Battery, 1.5V Battery, Potentiometer, Capacitor, Slideswitch, Vibration Motor, DC Motor, Micro Servo, Micro:bit, Arduino Uno R3, Breadboard Small, LED RGB, Diode, Photoresistor, and Soil Moisture Sensor. Context: This panel shows the available components for building circuits in Tinkercad.