صفحة 248 - كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 تحديد المفاتيح وتوصيلها

المفاهيم الأساسية

مصفوفة `keymap`: مصفوفة ثنائية الأبعاد تحدد المفتاح المضغوط وفقًا لموقعه (الصف والعمود) على لوحة المفاتيح، تمامًا كما يظهر عليها.

كائن `Keypad`: كائن يتم إنشاؤه عن طريق استدعاء مُنشئه وتزويده بالوسائط اللازمة (مثل `keymap`، `rowPins`، `colPins`، `numRows`، `numCols`) للتحكم في لوحة المفاتيح.

متغير `password`: متغير من نوع مصفوفة أحرف (`char`) لتخزين كلمة مرور القفل، وهي عبارة عن مجموعة من الأحرف بطول 4.

خريطة المفاهيم

```markmap

تمارين برمجة C++ لإنترنت الأشياء

المشروع: إنشاء قفل باب ذكي

المكونات المستخدمة

• لوحة أردوينو أونو R3 (Arduino Uno R3)
• لوحة مفاتيح (مقياس 4x4)

#### توصيل لوحة المفاتيح

##### خطوات التوصيل

• توصيل صفوف لوحة المفاتيح

###### الصف الأول: الطرف الرقمي 9

###### الصف الثاني: الطرف الرقمي 8

###### الصف الثالث: الطرف الرقمي 7

###### الصف الرابع: الطرف الرقمي 6

• توصيل أعمدة لوحة المفاتيح

###### العمود الأول: الطرف الرقمي 5

###### العمود الثاني: الطرف الرقمي 4

###### العمود الثالث: الطرف الرقمي 3

###### العمود الرابع: الطرف الرقمي 2

##### ملاحظة

• تغيير لون جميع أسلاك التوصيل إلى الأخضر (green)
• شاشة LCD مقاس 16x2 (I2C)

#### توصيل شاشة LCD

##### خطوات التوصيل

• توصيل الطرف GND (الأرضي) لشاشة LCD بطرف GND (الأرضي) الخاص بالأردوينو (سلك أسود)
• توصيل طرف Power (الطاقة) لشاشة LCD بالطرف 5V (فولت) بالأردوينو (سلك أحمر)
• توصيل طرف SDA لشاشة LCD بطرف SDA بالأردوينو (سلك أخضر)
• توصيل طرف SCL لشاشة LCD بطرف SCL بالأردوينو (سلك أصفر)
• محرك سيرفو مصغر (Micro Servo)

#### توصيل محرك السيرفو المصغر

##### خطوات التوصيل

• توصيل الطرف GND (الأرضي) للمحرك بطرف GND (الأرضي) بالأردوينو (سلك أسود)
• توصيل طرف Power (الطاقة) للمحرك بالطرف 5V (فولت) بالأردوينو (سلك أحمر)
• توصيل طرف Signal (الإشارة) للمحرك بالطرف الرقمي 11 بالأردوينو (سلك برتقالي)

البرمجة

#### تضمين المكتبات

• الصيغة العامة: #include

##### مكتبات المشروع الحالي

• للوحة LCD: #include
• للوحة المفاتيح: #include
• للمحرك المؤازر: #include

#### إنشاء الكائنات

• كائن لشاشة LCD.
• كائن للمحرك المؤازر (Servo motor).
• كائن للوحة المفاتيح.

##### كائن محرك السيرفو المصغر

###### الأمر: Servo servo;

• `Servo`: نوع الكائن.
• `servo`: اسم الكائن الفعلي المستخدم.
• لا يحتاج إلى معاملات للتهيئة.

##### كائن شاشة LCD

###### الأمر: Adafruit_LiquidCrystal lcd(0);

• `Adafruit_LiquidCrystal`: نوع الكائن.
• `lcd`: اسم الكائن.
• `(0)`: معامل التهيئة (عنوان الأردوينو الابتدائي، 0 افتراضياً).

##### كائن لوحة المفاتيح

###### تهيئة الأبعاد

• الأمر: const byte numRows = 4;
• الأمر: const byte numCols = 4;
• `numRows`: عدد الصفوف (4).
• `numCols`: عدد الأعمدة (4).

###### تحديد مصفوفة المفاتيح (keymap)

• مصفوفة ثنائية الأبعاد تحدد شكل لوحة المفاتيح.

```cpp

char keymap[numRows][numCols] =

{

{'1', '2', '3', 'A'},

{'4', '5', '6', 'B'},

{'7', '8', '9', 'C'},

{'*', '0', '#', 'D'}

};

```

###### تحديد توصيلات الأطراف (Pins)

```cpp

byte rowPins[numRows] = {9,8,7,6}; //Rows 0 to 3

byte colPins[numCols] = {5,4,3,2}; //Columns 0 to 3

```

###### إنشاء كائن Keypad

```cpp

Keypad keypad = Keypad(makeKeymap(keymap), rowPins, colPins, numRows, numCols);

```

###### تعريف كلمة المرور

```cpp

char password[4];

```

##### ملاحظة

• قد يتطلب إنشاء الكائن تمرير وسائط إلى المُنشئ (Constructor) لتهيئتها.

```

نقاط مهمة

• يتم إنشاء مصفوفة `keymap` باستخدام الثوابت `numRows` و `numCols` التي تم تعريفها مسبقًا.
• يتم تحديد توصيلات لوحة المفاتيح بالأردوينو عبر مصفوفتي `rowPins` و `colPins`.
• يتم إنشاء كائن `Keypad` عن طريق استدعاء مُنشئه وتزويده بجميع الوسائط اللازمة.
• يتم تعريف متغير `password` كمصفوفة أحرف لتخزين كلمة مرور مكونة من 4 أحرف.

ستحتاج بعد ذلك إلى تحديد المفتاح المضغوط وفقًا للصف والعمود تمامًا كما يظهر على لوحة المفاتيح. طريقة القيام بذلك هي:

// keymap defines the key pressed according to the rows and columns just as they appear on the keypad char keymap[numRows][numCols] = { {'1', '2', '3', 'A'}, {'4', '5', '6', 'B'}, {'7', '8', '9', 'C'}, {'*', '0', '#', 'D'} };

ستُنشئ هنا مصفوفة keymap باستخدام numRows و numCols التي قمت بتعريفها سابقًا، وتحديد المفاتيح الموجودة على لوحة المفاتيح بأطراف اتصالات لوحة المفاتيح بإشراف الأردوينو. يمكنك القيام بذلك عن طريق تحديد.

// Code that shows the the keypad connections to the arduino terminals byte rowPins[numRows] = {9,8,7,6}; //Rows 0 to 3 byte colPins[numCols] = {5,4,3,2}; //Columns 0 to 3

تتمثل الخطوة الأخيرة في تحديد كائن Keypad عن طريق استدعاء مُنشئه، وتوفير وسيطاته اللازمة.

// initializes an instance of the Keypad class Keypad keypad = Keypad(makeKeymap(keymap), rowPins, colPins, numRows, numCols);

لاستكمال برنامج الإعداد، ستُعرّف متغيرًا باسم password يقوم بتخزين كلمة مرور القفل، وهو عبارة عن مجموعة من الأحرف بطول 4.

char password[4];

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

248

ستحتاج بعد ذلك إلى تحديد المفتاح المضغوط وفقًا للصف والعمود تمامًا كما يظهر على لوحة المفاتيح. طريقة القيام بذلك هي: // keymap defines the key pressed according to the rows and columns just as they appear on the keypad char keymap[numRows][numCols] = { {'1', '2', '3', 'A'}, {'4', '5', '6', 'B'}, {'7', '8', '9', 'C'}, {'*', '0', '#', 'D'} }; ستُنشئ هنا مصفوفة keymap باستخدام numRows و numCols التي قمت بتعريفها سابقًا، وتحديد المفاتيح الموجودة على لوحة المفاتيح بأطراف اتصالات لوحة المفاتيح بإشراف الأردوينو. يمكنك القيام بذلك عن طريق تحديد. // Code that shows the the keypad connections to the arduino terminals byte rowPins[numRows] = {9,8,7,6}; //Rows 0 to 3 byte colPins[numCols] = {5,4,3,2}; //Columns 0 to 3 تتمثل الخطوة الأخيرة في تحديد كائن Keypad عن طريق استدعاء مُنشئه، وتوفير وسيطاته اللازمة. // initializes an instance of the Keypad class Keypad keypad = Keypad(makeKeymap(keymap), rowPins, colPins, numRows, numCols); لاستكمال برنامج الإعداد، ستُعرّف متغيرًا باسم password يقوم بتخزين كلمة مرور القفل، وهو عبارة عن مجموعة من الأحرف بطول 4. char password[4]; وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 248