صفحة 147 - كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 برمجة نظام ري النباتات الآلي

المفاهيم الأساسية

قراءة المستشعرات التناظرية: استخدام `board.get_pin('a:2:i')` لقراءة قيمة من منفذ تناظري (مثل A2) كمدخل.

دالة التحكم: إنشاء دالة (مثل `water_plant`) تحتوي على سلسلة أوامر لتنفيذ مهمة محددة (تشغيل محرك لفترة زمنية).

الحلقة اللانهائية (`while True`): هيكل برمجي لتكرار تنفيذ مجموعة من الأوامر باستمرار.

معالجة بيانات المستشعر: تحويل القيم الرقمية الخام من المستشعرات إلى وحدات قياس مفهومة (مثل الدرجة المئوية والنسبة المئوية).

خريطة المفاهيم

```markmap

تطوير وبرمجة الأردوينو

مشروع الحديقة الذكية بالأردوينو

المكونات المطلوبة

• مستشعر الحرارة (Temperature Sensor)

توصيل المكونات

#### توصيل مستشعر درجة الحرارة

توصيل طرف Power (الطاقة) للمستشعر بالعمود الموجب في لوحة التوصيل (سلك أحمر).

توصيل طرف Vout (الجهد) للمستشعر بالطرف التناظري A2 في الأردوينو (سلك أخضر).

توصيل طرف GND (الأرضي) للمستشعر بالعمود السالب في لوحة التوصيل (سلك أسود).

#### توصيل مستشعر رطوبة التربة

توصيل طرف Power (الطاقة) للمستشعر بالعمود الموجب في لوحة التوصيل (سلك أحمر).

توصيل طرف GND (الأرضي) للمستشعر بالعمود السالب في لوحة التوصيل (سلك أسود).

توصيل طرف Signal (الإشارة) للمستشعر بالطرف التناظري A4 في الأردوينو (سلك أخضر).

#### الدائرة بصورتها النهائية

• توصيل الأطراف بالمكونات
• المكونات المتصلة:

- مستشعر رطوبة التربة (Soil Moisture Sensor)

- ترانزستور (TMP)

- محرك (Motor)

#### الدائرة المادية (Physical Circuit)

• صورة الدائرة بمكوناتها المادية
• المكونات الظاهرة:

- مستشعر رطوبة التربة (Capacitive Soil Moisture Sensor v1.2)

- لوحة الأردوينو (Arduino Uno R3)

- لوحة التوصيل (Breadboard)

- محرك التيار المستمر (DC Motor)

برمجة المكونات

#### الخطوات البرمجية

استدعاء المكتبات المطلوبة (pyfirmata, time)

تكوين منفذ الاتصال والأطراف (COM4، محرك DC، مستشعر درجة الحرارة، مستشعر الرطوبة)

إعداد الاتصال بين PyFirmata ولوحة الأردوينو

تنفيذ دالة التحكم في محرك التيار المستمر (water_plant)

#### استكشاف الأخطاء وإصلاحها

##### التحقق من صحة بيانات المستشعر

• استخدام حلقة تكرار لا نهائية (`while True`)
• قراءة القيم غير المعالجة من الأطراف التناظرية
• إضافة شرط `if` للتحقق من أن القيم ليست `None`

##### معالجة وتحويل البيانات

• تحويل قيمة درجة الحرارة إلى درجات مئوية
• تحويل مستوى الرطوبة إلى نسبة مئوية

##### إدخال شروط الري

• كتابة شرط التحكم في الري:

- إذا كانت `(temperature >= 24.0) and (moisture <= 40.0)`

- استدعاء دالة `water_plant(dc_motor_pin)`

##### عرض التقارير

• طباعة تقرير درجة الحرارة: `"Temperature : " + str(temperature) + " C"`
• طباعة تقرير الرطوبة: `"Moisture : " + str(round(moisture, 2)) + "%"`
• إضافة `time.sleep(10)` في نهاية الحلقة

```

نقاط مهمة

• يتم تعريف أطراف المستشعرات باستخدام `board.get_pin('a:2:i')` للمستشعر التناظري في المنفذ A2، و`board.get_pin('a:4:i')` للمستشعر في المنفذ A4.
• دالة `water_plant` تقوم بتشغيل المحرك (`dc_motor_pin.write(1)`) لمدة 5 ثوانٍ (`time.sleep(5)`) ثم إيقافه (`dc_motor_pin.write(0)`).
• في الحلقة الرئيسية، تتم قراءة القيم الخام ومعالجتها:

- لدرجة الحرارة: `temperature = (voltage - 0.5) * 100`

- للرطوبة: `moisture = (1.0 - float(moisture_value)) * 100`

• يتم تنفيذ الري تلقائياً فقط عند استيفاء الشرط: درجة حرارة ≥ 24 مئوية و رطوبة ≤ 40%.
• البرنامج ينتظر 10 ثوانٍ (`time.sleep(10)`) بين كل دورة قراءة ومعالجة.

temperature_sensor_pin = board.get_pin('a:2:i') moisture_sensor_pin = board.get_pin('a:4:i')

def water_plant(dc_motor_pin): print("--- Watering plant ---") dc_motor_pin.write(1) time.sleep(5) dc_motor_pin.write(0)

while True: temperature_value = temperature_sensor_pin.read() moisture_value = moisture_sensor_pin.read() if (temperature_value is not None) and (moisture_value is not None): temperature_value = float(temperature_value) * 1000 voltage = (temperature_value / 1024) * 5 temperature = (voltage - 0.5) * 100 moisture = (1.0 - float(moisture_value)) * 100 if (temperature >= 24.0) and (moisture <= 40.0): water_plant(dc_motor_pin) temperature_report = "Temperature : " + str(temperature) + " C" moisture_report = "Moisture : " + str(round(moisture, 2)) + "%" print(temperature_report) print(moisture_report) time.sleep(10)

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

temperature_sensor_pin = board.get_pin('a:2:i') moisture_sensor_pin = board.get_pin('a:4:i') def water_plant(dc_motor_pin): print("--- Watering plant ---") dc_motor_pin.write(1) time.sleep(5) dc_motor_pin.write(0) while True: temperature_value = temperature_sensor_pin.read() moisture_value = moisture_sensor_pin.read() if (temperature_value is not None) and (moisture_value is not None): temperature_value = float(temperature_value) * 1000 voltage = (temperature_value / 1024) * 5 temperature = (voltage - 0.5) * 100 moisture = (1.0 - float(moisture_value)) * 100 if (temperature >= 24.0) and (moisture <= 40.0): water_plant(dc_motor_pin) temperature_report = "Temperature : " + str(temperature) + " C" moisture_report = "Moisture : " + str(round(moisture, 2)) + "%" print(temperature_report) print(moisture_report) time.sleep(10) وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447