صفحة 85 - كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

الكتاب: كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 | المادة: إنترنت الأشياء | المرحلة: الصف 11 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 | المادة: إنترنت الأشياء | المرحلة: الصف 11 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

نوع المحتوى: درس تعليمي

📝 ملخص الصفحة

📚 تمارين: التعرف على مكونات لوحة Arduino Uno

المفاهيم الأساسية

لوحة Arduino Uno: لوحة تحكم دقيقة تستخدم في مشاريع إنترنت الأشياء.

خريطة المفاهيم

```markmap

بعض اللبنات المهمة المستخدمة في هذا المشروع

التحكم (Control)

لبنة forever

#### ضرورية في كل برنامج

#### تشغل اللبنات داخلها إلى الأبد

لبنة if ( ) then else

#### تتحقق من شرط

#### إذا تحقق: تنفذ اللبنات بين then و else

#### إذا لم يتحقق: تنفذ اللبنات أسفل else

#### تطبيق: للغرفة الأولى (Room1) والغرفة الثانية (Room2)

الإخراج (Output)

لبنة set pin ( ) to ( )

#### تعيّن حالة الطرف (pin)

#### إلى HIGH (مرتفع) أو LOW (منخفض)

#### قيم الجهد: من 0V إلى 3.3V

الإدخال (Input)

لبنة read digital pin ( )

#### لبنة منطقية

#### تقرأ حالة الطرف الرقمي (HIGH/LOW)

#### مدى الجهد: من جهد اللوحة (3.3V/5V) إلى 0V (GND)

#### تفسير القيم: HIGH (3.3V) = 1 (True)، LOW (0V) = 0 (False)

لبنة read analog pin ( )

تطبيق عملي: محاكاة المنزل الذكي

المكونات الرئيسية في المحاكاة

#### متحكم أردوينو (Arduino Uno R3)

#### مستشعرات حركة (PIR SS-2060)

#### مصابيح (LEDs)

آلية العمل

#### قراءة حالة مستشعر الحركة (مثل: read digital pin 8)

#### التحقق من وجود حركة (HIGH)

#### تشغيل/إطفاء الإضاءة في الغرفة المقابلة (مثل: set pin 6 to HIGH)

واجهة المحاكاة

#### زر "بدء المحاكاة" (Start Simulation)

#### بيئة برمجة مرئية (بلوكات)

#### مراقب تسلسلي (Serial Monitor)

تمارين: التعرف على مكونات لوحة Arduino Uno

تمرين 1: املأ المربعات الفارغة

#### أ: مصدر طاقة خارجي

#### ب: دايود مشع للضوء مدمج

#### ج: ثنائي إشارة ضوئي

#### د: جهاز تحكم دقيق ATmega328p

مكونات اللوحة (من الرسم البياني)

#### أطراف الطاقة: 3.3V، 5V، GND، Vin

#### الأطراف التناظرية: A0-A5

#### الأطراف الرقمية: 0-13 (بعضها يدعم PWM)

#### أطراف الاتصال: TX، RX

```

نقاط مهمة

  • تحتوي الصفحة على تمرين يهدف إلى تعرف الطالب على أسماء المكونات الناقصة في رسم تخطيطي للوحة Arduino Uno.
  • المكونات المطلوب تعرفها هي: مصدر طاقة خارجي، دايود مشع للضوء مدمج، ثنائي إشارة ضوئي، وجهاز التحكم الدقيق ATmega328p.
  • الرسم التخطيطي يوضح أطراف اللوحة المختلفة مثل أطراف الطاقة (3.3V، 5V، GND، Vin) والأطراف التناظرية (A0-A5) والأطراف الرقمية (0-13).

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

1

نوع: QUESTION_HOMEWORK

املأ المربعات الفارغة بأسماء المكونات الناقصة

🔍 عناصر مرئية

Arduino Uno Board

A diagram of an Arduino Uno microcontroller board with various components labeled and connected to blank boxes for identification. The board has headers for power, analog input, and digital input/output. Key components like the USB port, reset button, and microcontroller are visible.

📄 النص الكامل للصفحة

--- SECTION: 1 --- املأ المربعات الفارغة بأسماء المكونات الناقصة أ. مصدر طاقة خارجي ب. دايود مشع للضوء مدمج ج. ثنائي إشارة ضوئي د. جهاز تحكم دقيق ATmega328p --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: Arduino Uno Board Description: A diagram of an Arduino Uno microcontroller board with various components labeled and connected to blank boxes for identification. The board has headers for power, analog input, and digital input/output. Key components like the USB port, reset button, and microcontroller are visible. Data: Labels pointing to different parts of the Arduino Uno board. Key Values: Power pins: 3.3V, 5V, GND, Vin, Analog pins: A0-A5, Digital pins: 0-13 (with PWM indication), Communication pins: TX, RX, Microcontroller: ATmega328p Context: This diagram is used for an exercise where students need to identify and label the different components and ports of the Arduino Uno board.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 8

سؤال مربع-1: املأ المربع الفارغ الذي يشير إلى زر إعادة الضبط.

الإجابة: زر إعادة الضبط

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** زر إعادة الضبط هو مكون أساسي في العديد من الأجهزة الإلكترونية، وظيفته هي إعادة تشغيل الجهاز أو المتحكم الدقيق إلى حالته الأولية دون الحاجة لفصل الطاقة عنه.
  2. **الخطوة 2 (التطبيق):** عند الإشارة إلى مربع فارغ في سياق لوحة إلكترونية، فإن الموضع الذي يؤدي هذه الوظيفة (إعادة التشغيل) هو ما يُقصد به.
  3. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، الإجابة هي: **زر إعادة الضبط**

سؤال مربع-2: املأ المربع الفارغ الذي يشير إلى منفذ USB.

الإجابة: منفذ USB

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** منفذ USB (Universal Serial Bus) هو واجهة قياسية تُستخدم لتوصيل الأجهزة الطرفية بالكمبيوتر أو لوحات التطوير، ويوفر عادةً الطاقة والاتصال التسلسلي لنقل البيانات والبرمجة.
  2. **الخطوة 2 (التطبيق):** عند الإشارة إلى المربع الفارغ في سياق لوحة إلكترونية، فإن الشكل المميز لمنفذ USB يجعله سهل التحديد كوحدة اتصال رئيسية.
  3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن، الإجابة هي: **منفذ USB**

سؤال مربع-3: املأ المربع الفارغ الذي يشير إلى منفذ 3.3V.

الإجابة: منفذ 3.3V

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** منفذ 3.3V هو نقطة إخراج للطاقة توفر جهدًا كهربائيًا ثابتًا بقيمة 3.3 فولت، ويُستخدم لتزويد المكونات الإلكترونية التي تعمل بهذا الجهد المنخفض بالطاقة اللازمة.
  2. **الخطوة 2 (التطبيق):** في لوحات التطوير، عادةً ما تكون هذه المنافذ معلمة بوضوح بقيمتها الجهدية لتسهيل توصيل المكونات المتوافقة.
  3. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، الإجابة هي: **منفذ 3.3V**

سؤال مربع-4: املأ المربع الفارغ الذي يشير إلى منفذ 5V.

الإجابة: منفذ 5V

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** منفذ 5V هو نقطة إخراج للطاقة توفر جهدًا كهربائيًا ثابتًا بقيمة 5 فولت، وهو جهد شائع لتشغيل العديد من المكونات الإلكترونية والمتحكمات الدقيقة والمستشعرات.
  2. **الخطوة 2 (التطبيق):** هذه المنافذ تكون محددة بوضوح على اللوحة لتسهيل توصيل الطاقة للمكونات التي تتطلب هذا الجهد.
  3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن، الإجابة هي: **منفذ 5V**

سؤال مربع-5: املأ المربع الفارغ الذي يشير إلى منفذ GND (الأرضي).

الإجابة: منفذ GND (الأرضي)

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** منفذ GND (الأرضي) يمثل النقطة المرجعية للجهد في الدائرة الكهربائية، وعادة ما يكون الجهد عندها صفر فولت. وهو ضروري لإكمال الدوائر الكهربائية وتوفير مسار عودة للتيار.
  2. **الخطوة 2 (التطبيق):** في لوحات التطوير، توجد عدة منافذ GND لتسهيل التوصيل الأرضي للمكونات المختلفة وضمان استقرار الدائرة.
  3. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، الإجابة هي: **منفذ GND (الأرضي)**

سؤال مربع-6: املأ المربع الفارغ الذي يشير إلى منافذ الإدخال التناظري.

الإجابة: منافذ الإدخال التناظري

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** منافذ الإدخال التناظري هي منافذ تسمح للمتحكم الدقيق بقراءة إشارات كهربائية متغيرة بشكل مستمر (تناظرية)، مثل تلك القادمة من المستشعرات التي تقيس درجة الحرارة أو الضوء أو المسافة.
  2. **الخطوة 2 (التطبيق):** هذه المنافذ عادة ما تكون مجمعة ومعلمة بوضوح على لوحات التطوير مثل الأردوينو، وغالبًا ما تبدأ بـ "A" (مثل A0, A1, ...).
  3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن، الإجابة هي: **منافذ الإدخال التناظري**

سؤال مربع-7: املأ المربع الفارغ الذي يشير إلى منفذ GND قرب AREF.

الإجابة: منفذ GND قرب AREF

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** منفذ GND (الأرضي) هو النقطة المرجعية للجهد في الدائرة. وجود منفذ GND بالقرب من منفذ AREF (Analog Reference) يسهل توصيل مرجع الجهد التناظري الخارجي أو توفير أرضي مستقر للمكونات التناظرية التي قد تتطلب دقة عالية.
  2. **الخطوة 2 (التطبيق):** في تصميم اللوحات الإلكترونية، يتم وضع منافذ GND بشكل استراتيجي لتلبية احتياجات التوصيل المختلفة وتحسين أداء الدوائر الحساسة.
  3. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، الإجابة هي: **منفذ GND قرب AREF**

سؤال مربع-8: املأ المربع الفارغ الذي يشير إلى المنافذ الرقمية.

الإجابة: المنافذ الرقمية

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** المنافذ الرقمية هي منافذ تسمح للمتحكم الدقيق بالتعامل مع الإشارات الثنائية (إما تشغيل أو إيقاف، 0 أو 1)، وتُستخدم لإرسال واستقبال البيانات الرقمية أو التحكم في المكونات مثل مصابيح LED والمرحلات.
  2. **الخطوة 2 (التطبيق):** في لوحات التطوير، تكون هذه المنافذ عادةً مرقمة (مثل 0, 1, 2, ...) ومجمعة في قسم خاص بها، وتُستخدم لكل من الإدخال والإخراج الرقمي.
  3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن، الإجابة هي: **المنافذ الرقمية**

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 4 بطاقة لهذه الصفحة

ما هو المكون الأساسي في لوحة الأردوينو Uno المسؤول عن تنفيذ البرامج ومعالجة البيانات؟

  • أ) مصدر طاقة خارجي
  • ب) دايود مشع للضوء مدمج
  • ج) جهاز تحكم دقيق ATmega328p
  • د) منفذ USB

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: جهاز تحكم دقيق ATmega328p

الشرح: 1. المكون الرئيسي المسؤول عن العمليات الحسابية والمنطقية في أي لوحة تطوير هو المتحكم الدقيق. 2. في لوحة الأردوينو Uno، النموذج المحدد لهذا المتحكم هو ATmega328p. 3. لذلك، الإجابة هي جهاز تحكم دقيق ATmega328p.

تلميح: هذا المكون هو العقل المدبر للوحة، ويحتوي على المعالج والذاكرة.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما هو الغرض الأساسي من زر إعادة الضبط (Reset Button) الموجود على لوحة الأردوينو؟

  • أ) فصل الطاقة الكهربائية عن اللوحة بالكامل
  • ب) حذف البرنامج المخزن في ذاكرة المتحكم
  • ج) إعادة تشغيل المتحكم الدقيق إلى حالته الأولية دون فصل الطاقة
  • د) تبديل مصدر الطاقة بين USB والمصدر الخارجي

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: إعادة تشغيل المتحكم الدقيق إلى حالته الأولية دون فصل الطاقة

الشرح: 1. زر إعادة الضبط هو مكون مادي على اللوحة. 2. وظيفته الأساسية هي إعادة تشغيل المتحكم الدقيق (ATmega328p). 3. يؤدي الضغط عليه إلى إعادة تعيين البرنامج لبدء التنفيذ من السطر الأول، مع الحفاظ على اتصال الطاقة. 4. لذلك، الإجابة هي إعادة تشغيل المتحكم الدقيق إلى حالته الأولية دون فصل الطاقة.

تلميح: يستخدم هذا الزر عندما يتعطل البرنامج أو نريد بدء التنفيذ من جديد.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

أي من المنافذ التالية في الأردوينو Uno مخصص لقراءة الإشارات الكهربائية المتغيرة بشكل مستمر (مثل إشارة مستشعر درجة الحرارة)؟

  • أ) المنافذ الرقمية (0-13)
  • ب) منافذ الإدخال التناظري (A0-A5)
  • ج) منافذ الطاقة (5V, 3.3V)
  • د) منافذ الاتصال التسلسلي (TX, RX)

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: منافذ الإدخال التناظري (A0-A5)

الشرح: 1. تقرأ المنافذ الرقمية إشارات ثنائية (HIGH/LOW). 2. تقرأ منافذ الإدخال التناظري إشارات متغيرة القيمة (مثل 0-5 فولت). 3. تُستخدم هذه المنافذ لتوصيل مستشعرات تقيس كميات فيزيائية متغيرة (حرارة، ضوء، ضغط). 4. في الأردوينو Uno، هذه المنافذ معلمة بالرموز A0 إلى A5. 5. لذلك، الإجابة هي منافذ الإدخال التناظري (A0-A5).

تلميح: هذه المنافذ تقرأ قيماً متدرجة، وليست مجرد تشغيل أو إيقاف.

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط

ما الوظيفة الأساسية لمنافذ الإدخال التناظري (Analog Input) في لوحات التحكم الدقيقة مثل الأردوينو؟

  • أ) توفير جهد كهربائي ثابت بقيمة 5 فولت لتشغيل المكونات الإلكترونية
  • ب) قراءة إشارات كهربائية متغيرة بشكل مستمر من المستشعرات
  • ج) التحكم في المكونات الرقمية مثل المحولات والمرحلات بإشارات ثنائية
  • د) إعادة تشغيل الجهاز إلى حالته الأولية دون فصل الطاقة عنه

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: قراءة إشارات كهربائية متغيرة بشكل مستمر من المستشعرات

الشرح: 1. منافذ الإدخال التناظري مصممة لاستقبال جهد كهربائي متغير وغير ثابت. 2. تتيح للمتحكم الدقيق فهم البيانات القادمة من مستشعرات تقيس ظواهر طبيعية (مثل الضوء، الحرارة، والمسافة). 3. تختلف عن المنافذ الرقمية التي تتعامل فقط مع حالتين (تشغيل/إيقاف). 4. لذلك، وظيفتها هي قراءة الإشارات الكهربائية المتغيرة بشكل مستمر.

تلميح: تذكر الفرق بين القيم الثنائية (0 و 1) والقيم المتغيرة مثل درجة الحرارة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط