أمثلة على مستشعرات خارجية ملحقة بأجهزة التحكم الدقيقة - كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 أمثلة على مستشعرات خارجية ملحقة بأجهزة التحكم الدقيقة

المفاهيم الأساسية

مستشعرات رطوبة التربة: تقيس حجم الماء في التربة بشكل غير مباشر باستخدام المقاومة الكهربائية (تقل المقاومة بزيادة الرطوبة).

مستشعر درجة الحرارة TMP36: ينتج جهداً تناظرياً يتناسب مع درجة الحرارة المحيطة (-40°C إلى 125°C) ويحوله إلى قراءة.

مستشعرات الحركة PIR: تكتشف الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الأجسام في مجال رؤيتها.

مستشعرات الغاز: مقاومات كيميائية تتغير قيمتها عند ملامسة غازات مثل الدخان والبروبان والهيدروجين وأول أكسيد الكربون (تكتشف تركيز 200-10,000 جزء في المليون).

خريطة المفاهيم

```markmap

الصفحة 69: أجهزة تحكم الأردوينو الدقيقة

أجهزة تحكم الأردوينو الدقيقة

الخصائص العامة

• مستقلة في عملها
• مدعمة بمعالجات مدمجة
• وظائفها محدودة لأداء مهام بسيطة

لوحات الأردوينو الشائعة

• أردوينو أونو (Arduino UNO)
• أردوينو نانو (Arduino Nano)
• أردوينو بورتنتا (Arduino Portenta)
• أردوينو ديو (Arduino Due)

خصائص نماذج لوحات الأردوينو (جدول 3.1)

أردوينو نانو 33

• منفذ USB: Mini-B
• المداخل/المخارج: 26 منفذ
• سرعة المعالج: 48 MHz
• ذاكرة فلاش: 256 KB
• ذاكرة SRAM: 32 KB

أردوينو أونو R3

• منفذ USB: Type B
• المداخل/المخارج: 20 منفذ
• سرعة المعالج: 16 MHz
• ذاكرة فلاش: 32 KB
• ذاكرة SRAM: 2 KB

أردوينو ديو

• منفذ USB: Micro-B
• المداخل/المخارج: 68 منفذ
• سرعة المعالج: 84 MHz
• ذاكرة فلاش: 512 KB
• ذاكرة SRAM: 96 KB

أردوينو بورتنتا H7

• منفذ USB: Type-C
• المداخل/المخارج: 80 منفذ
• سرعة المعالج: 480 MHz
• ذاكرة فلاش: تصل إلى 128 MB
• ذاكرة SRAM: تصل إلى 64 MB

معلومة

• يمكن تصنيع وحدات التحكم الدقيقة بسرعة وسهولة مقارنة بالحواسيب.
• هذا يقلل تكلفة الإنتاج بشكل كبير.

الصفحة 70: أردوينو أونو R3

مكونات لوحة أردوينو أونو R3

• جهاز تحكم دقيق: ATmega328P
• منافذ الإدخال/الإخراج الرقمية: 14 منفذ

- 6 منافذ كمخرجات PWM

- 2 منفذ لإرسال البيانات التسلسلية (Tx→Rx)

• منافذ الإدخال التناظرية: 6 منافذ
• منفذ USB
• مقبس للطاقة
• زر إعادة الضبط

مكونات مرئية (الشكل 3.2)

• مصدر طاقة خارجي
• منفذ 3.3 فولت
• منفذ 5 فولت
• منافذ تناظرية (0-5)
• منافذ أرضي
• منفذ USB
• زر إعادة الضبط
• دايود مشع للضوء مدمج
• الطرف الأرضي
• منافذ إدخال وإخراج رقمية (13-2)
• مؤشر التشغيل
• جهاز تحكم دقيق من نوع ATmega328P

الصفحة 71: أمثلة على مستشعرات خارجية

مستشعرات رطوبة التربة

• تقيس حجم الماء في التربة بشكل غير مباشر.
• تعتمد على خاصية المقاومة الكهربائية.
• استخدامات: الزراعة، التحكم في الري (صناعي، منزلي، حدائق).

مستشعرات درجة الحرارة (TMP36)

• ينتج جهداً تناظرياً يتناسب مع درجة الحرارة.
• نطاق القياس: من -40°C إلى 125°C.
• استخدامات: تنظيم وقياس درجة الحرارة.

مستشعرات الحركة (PIR)

• تكتشف الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الأجسام.
• تعمل بقياس إشارات الموجات تحت الحمراء في مجال رؤيتها.

مستشعرات الغاز

• مقاومات كيميائية.
• تكتشف غازات مثل الدخان، البروبان، الهيدروجين، أول أكسيد الكربون.
• نطاق الكشف: 200 إلى 10,000 جزء في المليون.
• استخدامات: مراقبة مناطق خطر الحرائق أو الغازات السامة.

```

نقاط مهمة

• تقاس رطوبة التربة بشكل غير مباشر لأن القياس المباشر يتطلب عمليات معالجة معقدة.
• المستشعر TMP36 يحول الجهد التناظري إلى درجة حرارة مباشرةً.
• مستشعرات PIR تعمل على مبدأ الكشف السلبي للأشعة تحت الحمراء (لا تصدر إشعاعاً).
• مستشعرات الغاز تعمل بتغير المقاومة الكيميائية عند ملامسة الغاز المستهدف.

أمثلة على مستشعرات خارجية ملحقة بأجهزة التحكم الدقيقة Some Examples of External Sensors for Microcontrollers

مستشعرات رطوبة التربة Soil Moisture Sensors

تقيس مستشعرات رطوبة التربة حجم الماء الموجود داخل التربة، ونظراً لأن هذا القياس ينطوي على كم كبير من عمليات معالجة التربة، فإن رطوبة التربة تقاس بشكل غير مباشر، وذلك باستخدام خصائص أخرى للتربة مثل المقاومة الكهربائية (كلما زادت الرطوبة قلت المقاومة). وتعد مستشعرات رطوبة التربة ضرورية في مجال الزراعة، كما تُستخدم في تطبيقات المراقبة مثل: التحكم في الري لأغراض الصناعة، والأغراض المنزلية، وري النباتات والحدائق الطبيعية.

مستشعرات درجة الحرارة Temperature Sensors

يستخدم مستشعر درجة الحرارة TMP36 في قياس درجة الحرارة، وينتج جهد إخراج تناظري يتناسب مع درجة الحرارة التي يستشعرها، ويحول هذا الجهد إلى قراءة لدرجة الحرارة بالدرجات المئوية. يمكن لهذا المستشعر قياس درجات الحرارة في نطاق يتراوح بين -40 وحتى 125 درجة مئوية، ويستخدم المستشعر TMP36 بشكل أساسي في التطبيقات التي تتضمن تنظيم درجة الحرارة وقياسها، ويتميز بعدم دقة إضافية.

مستشعرات الحركة PIR Sensors

تكتشف مستشعرات الحركة PIR الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الأجسام، وتعمل هذه المستشعرات عن طريق قياس إشارات الموجات تحت الحمراء الموجودة في مجال رؤيتها.

مستشعرات الغاز Gas Sensors

هي مقاومات كيميائية تكتشف وجود مستويات مرتفعة من الدخان والغازات الأخرى مثل البروبان والهيدروجين وأول أكسيد الكربون، حيث تتغير قيمة المقاومة الكيميائية عند ملامسة الغاز لها ويمكن لهذه المستشعرات اكتشاف تركيز غاز بين 200 و 10,000 جزء في المليون، كما تُستخدم مثل هذه المستشعرات لمراقبة المناطق التي قد تتعرض لخطر الحرائق أو انبعاث غازات سامة.

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

--- SECTION: أمثلة على مستشعرات خارجية ملحقة بأجهزة التحكم الدقيقة --- أمثلة على مستشعرات خارجية ملحقة بأجهزة التحكم الدقيقة Some Examples of External Sensors for Microcontrollers --- SECTION: مستشعرات رطوبة التربة --- مستشعرات رطوبة التربة Soil Moisture Sensors تقيس مستشعرات رطوبة التربة حجم الماء الموجود داخل التربة، ونظراً لأن هذا القياس ينطوي على كم كبير من عمليات معالجة التربة، فإن رطوبة التربة تقاس بشكل غير مباشر، وذلك باستخدام خصائص أخرى للتربة مثل المقاومة الكهربائية (كلما زادت الرطوبة قلت المقاومة). وتعد مستشعرات رطوبة التربة ضرورية في مجال الزراعة، كما تُستخدم في تطبيقات المراقبة مثل: التحكم في الري لأغراض الصناعة، والأغراض المنزلية، وري النباتات والحدائق الطبيعية. --- SECTION: مستشعرات درجة الحرارة --- مستشعرات درجة الحرارة Temperature Sensors يستخدم مستشعر درجة الحرارة TMP36 في قياس درجة الحرارة، وينتج جهد إخراج تناظري يتناسب مع درجة الحرارة التي يستشعرها، ويحول هذا الجهد إلى قراءة لدرجة الحرارة بالدرجات المئوية. يمكن لهذا المستشعر قياس درجات الحرارة في نطاق يتراوح بين -40 وحتى 125 درجة مئوية، ويستخدم المستشعر TMP36 بشكل أساسي في التطبيقات التي تتضمن تنظيم درجة الحرارة وقياسها، ويتميز بعدم دقة إضافية. --- SECTION: مستشعرات الحركة --- مستشعرات الحركة PIR Sensors تكتشف مستشعرات الحركة PIR الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الأجسام، وتعمل هذه المستشعرات عن طريق قياس إشارات الموجات تحت الحمراء الموجودة في مجال رؤيتها. --- SECTION: مستشعرات الغاز --- مستشعرات الغاز Gas Sensors هي مقاومات كيميائية تكتشف وجود مستويات مرتفعة من الدخان والغازات الأخرى مثل البروبان والهيدروجين وأول أكسيد الكربون، حيث تتغير قيمة المقاومة الكيميائية عند ملامسة الغاز لها ويمكن لهذه المستشعرات اكتشاف تركيز غاز بين 200 و 10,000 جزء في المليون، كما تُستخدم مثل هذه المستشعرات لمراقبة المناطق التي قد تتعرض لخطر الحرائق أو انبعاث غازات سامة. وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: مستشعر رطوبة التربة Description: Diagram showing two components of a soil moisture sensor: a probe and a circuit board. The probe has two terminals. The circuit board has a moisture sensor module labeled 'Capacitive Soil Moisture Sensor v1.2'. Context: Illustrates the components of a soil moisture sensor. **DIAGRAM**: مستشعر درجة الحرارة Description: Diagram showing a temperature sensor component labeled 'TMP'. Below it, a schematic symbol for a transistor or sensor with three pins. Context: Illustrates a temperature sensor (TMP) and its schematic representation. **DIAGRAM**: مستشعر الحركة Description: Diagram showing a PIR motion sensor module. It has a white dome sensor on top and a circuit board below with pins labeled 'VCC', 'OUT', 'GND'. Context: Illustrates a PIR motion sensor, explaining its function. **DIAGRAM**: مستشعر الغاز Description: Diagram showing a gas sensor module. It has a metal mesh cap on top and a circuit board below with components and pins. Context: Illustrates a gas sensor, explaining its function in detecting gases.