صفحة 86 - 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 على المستشعرات والمداخل

المفاهيم الأساسية

المداخل الرقمية والتناظرية: يُطلب من الطالب توضيح الفرق بينهما (بناءً على السؤال الموجود في الصفحة).

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

تمارين على المستشعرات والمداخل

تمرين مطابقة (2)

#### مطابقة صورة المكون مع اسمه

##### مستشعر درجة الحرارة

##### مستشعر الغاز

##### مستشعر رطوبة التربة

تمرين كتابة (3)

#### ما الفرق بين المداخل الرقمية والتناظرية؟

```

نقاط مهمة

  • تحتوي الصفحة على تمرين مطابقة بين صور مكونات المستشعرات وأسمائها.
  • أنواع المستشعرات المطلوب التعرف عليها: درجة الحرارة، الغاز، رطوبة التربة.
  • يُطلب من الطالب التفكير في الحالات التي يمكن فيها استخدام كل مستشعر.
  • يوجد سؤال مباشر يطلب شرح الفرق بين المداخل الرقمية والتناظرية.

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

2

نوع: QUESTION_HOMEWORK

صل العناصر في السطر الأول بمسمياتها في السطر الثاني.

نوع: محتوى تعليمي

المكون في الحاكي

نوع: محتوى تعليمي

الاسم

نوع: محتوى تعليمي

اكتب الحالات التي يمكنك فيها استخدام مستشعر:

1

نوع: QUESTION_HOMEWORK

درجة الحرارة

2

نوع: QUESTION_HOMEWORK

الغاز

3

نوع: QUESTION_HOMEWORK

رطوبة التربة

3

نوع: QUESTION_HOMEWORK

ما الفرق بين المداخل الرقمية والتناظرية؟

🔍 عناصر مرئية

A small, circular electronic component with a flat top and three pins extending downwards. The top surface has a grid pattern. Text 'TMP' is visible on the flat surface.

A black electronic component with a flat front and a rounded back, with three pins. Text 'TMP' is visible on the flat surface. This component appears to be a gas sensor.

A soil moisture sensor consisting of two parallel metal probes extending from a small red circuit board. The circuit board has text 'Soil Moisture Sensor' and several pins labeled 'A0', 'GND', 'VCC'.

📄 النص الكامل للصفحة

--- SECTION: 2 --- صل العناصر في السطر الأول بمسمياتها في السطر الثاني. المكون في الحاكي الاسم اكتب الحالات التي يمكنك فيها استخدام مستشعر: --- SECTION: 1 --- درجة الحرارة --- SECTION: 2 --- الغاز --- SECTION: 3 --- رطوبة التربة --- SECTION: 3 --- ما الفرق بين المداخل الرقمية والتناظرية؟ --- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: Untitled Description: A small, circular electronic component with a flat top and three pins extending downwards. The top surface has a grid pattern. Text 'TMP' is visible on the flat surface. Context: This is a temperature sensor, likely to be matched with the label 'درجة الحرارة'. **FIGURE**: Untitled Description: A black electronic component with a flat front and a rounded back, with three pins. Text 'TMP' is visible on the flat surface. This component appears to be a gas sensor. Context: This is a gas sensor, likely to be matched with the label 'الغاز'. **FIGURE**: Untitled Description: A soil moisture sensor consisting of two parallel metal probes extending from a small red circuit board. The circuit board has text 'Soil Moisture Sensor' and several pins labeled 'A0', 'GND', 'VCC'. Context: This is a soil moisture sensor, likely to be matched with the label 'رطوبة التربة'.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 5

سؤال 2: صل العناصر في السطر الأول بمسمياتها في السطر الثاني. المكون في المحاكي: [مستشعر رطوبة التربة]، [مستشعر TMP]، [مستشعر الغاز] الاسم: مستشعر درجة الحرارة، مستشعر الغاز، مستشعر رطوبة التربة

الإجابة: س2: التوصيل الصحيح: - يمين (شوكتين): رطوبة التربة - وسط (TMP): الحرارة - يسار: الغاز

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال. لدينا قائمة من المكونات في المحاكي وهي: [مستشعر رطوبة التربة]، [مستشعر TMP]، [مستشعر الغاز]. ولدينا قائمة أخرى من الأسماء وهي: مستشعر درجة الحرارة، مستشعر الغاز، مستشعر رطوبة التربة. الفكرة هنا هي مطابقة كل مكون مع اسمه الصحيح. نلاحظ أن: - اسم "مستشعر رطوبة التربة" موجود في القائمتين، إذن هو مطابق لنفسه. - اسم "مستشعر الغاز" موجود في القائمتين، إذن هو مطابق لنفسه. - بقي لدينا مكون "مستشعر TMP" واسم "مستشعر درجة الحرارة". كلمة TMP هي اختصار لكلمة Temperature الإنجليزية، والتي تعني درجة الحرارة. إذن الإجابة هي: **مستشعر رطوبة التربة يطابق مستشعر رطوبة التربة، مستشعر TMP يطابق مستشعر درجة الحرارة، مستشعر الغاز يطابق مستشعر الغاز**.

سؤال 2(1): اكتب الحالات التي يمكنك فيها استخدام مستشعر: 1. درجة الحرارة

الإجابة: س2(1): تشغيل المكيف عند الحرارة

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر أن مستشعر درجة الحرارة هو جهاز يقيس مقدار الحرارة أو البرودة في البيئة المحيطة. **الخطوة 2 (التطبيق):** بتطبيق هذا المفهوم، نبحث عن مواقف حياتية أو مشاريع نحتاج فيها لمعرفة درجة الحرارة لاتخاذ إجراء معين. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، من الحالات التي يمكن استخدام المستشعر فيها: 1. **تشغيل أو إيقاف المكيف** تلقائياً عندما ترتفع أو تنخفض درجة الحرارة عن حد معين. 2. **مراقبة درجة حرارة غرفة** لحماية الأجهزة الحساسة أو المواد. 3. **في الدفيئات الزراعية** لضمان المناخ المناسب للنباتات.

سؤال 2(2): اكتب الحالات التي يمكنك فيها استخدام مستشعر: 2. الغاز

الإجابة: س2(2): إنذار عند تسرب الغاز

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر أن مستشعر الغاز مصمم للكشف عن وجود غازات معينة في الهواء، والتي قد تكون خطيرة أو تحتاج للرصد. **الخطوة 2 (التطبيق):** بتطبيق هذا المفهوم، نفكر في الأماكن التي يكون فيها تسرب الغاز خطراً أو حيث مراقبة جودة الهواء مهمة. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، من الحالات التي يمكن استخدام المستشعر فيها: 1. **نظام إنذار** في المطبخ أو معمل كيميائي عند تسرب غاز سام أو قابل للاشتعال مثل الغاز الطبيعي. 2. **مراقبة جودة الهواء** في الأماكن المغلقة أو المنشآت الصناعية. 3. **في أنظمة السلامة** بالسيارات للكشف عن أول أكسيد الكربون.

سؤال 2(3): اكتب الحالات التي يمكنك فيها استخدام مستشعر: 3. رطوبة التربة

الإجابة: س2(3): ري النباتات عند الجفاف

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر أن مستشعر رطوبة التربة يقيس كمية الماء الموجودة في التربة. **الخطوة 2 (التطبيق):** بتطبيق هذا المفهوم، نفكر في المشاريع أو التطبيقات التي تعتمد على معرفة حالة التربة، خاصة في الزراعة. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، من الحالات التي يمكن استخدام المستشعر فيها: 1. **نظام ري تلقائي** للحدائق أو المزارع، حيث يتم تشغيل المضخة عندما تجف التربة. 2. **مراقبة صحة النباتات** في الأصص أو الدفيئات. 3. **في مشاريع الزراعة الذكية** لتحسين استخدام المياه.

سؤال 3: ما الفرق بين المداخل الرقمية والتناظرية؟

الإجابة: س3: الفرق: - المداخل الرقمية: تقرأ 0 أو 1 فقط (مثل الأزرار). - المداخل التناظرية: تقرأ قيماً متغيرة (0-1023) مثل المستشعرات.

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال. الفكرة هنا هي التمييز بين نوعين من الإشارات التي يمكن للمتحكم الدقيق (مثل الأردوينو) قراءتها من العالم الخارجي. **المداخل الرقمية (Digital):** هذه المداخل تتعامل مع إشارات لها حالتان فقط: عالية (HIGH) أو منخفضة (LOW)، وغالباً ما تمثل بالقيمتين 1 و 0. هي مثل مفتاح التشغيل/الإيقاف. أمثلة على الأجهزة المتصلة بها: زر ضغط، مفتاح، مستشعر وجود (PIR) يعطي إشارة (يوجد/لا يوجد). **المداخل التناظرية (Analog):** هذه المداخل تتعامل مع إشارات متغيرة بشكل مستمر ضمن نطاق معين. بدلاً من حالتين فقط، يمكنها قراءة مجموعة من القيم. في العديد من المتحكمات، تقرأ قيمة بين 0 و 1023. أمثلة على الأجهزة المتصلة بها: مستشعر درجة الحرارة (مثل TMP36)، مستشعر الضوء (LDR)، مقياس الجهد (بوتمشيومتر). إذن، الفرق الأساسي هو: **المداخل الرقمية تقرأ (تشغيل/إيقاف) أو (0/1)، بينما المداخل التناظرية تقرأ مدى من القيم المتغيرة.**

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 4 بطاقة لهذه الصفحة

ما الفرق الأساسي بين المداخل الرقمية والمداخل التناظرية في المتحكمات الدقيقة؟

  • أ) المداخل الرقمية أسرع في المعالجة، بينما المداخل التناظرية أبطأ.
  • ب) المداخل الرقمية تقرأ قيمتين فقط (0 أو 1)، بينما المداخل التناظرية تقرأ مدى متواصل من القيم.
  • ج) المداخل الرقمية تستخدم للاستشعار عن بعد، بينما التناظرية للتحكم المحلي.
  • د) المداخل الرقمية أكثر دقة، بينما التناظرية أقل دقة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: المداخل الرقمية تقرأ قيمتين فقط (0 أو 1)، بينما المداخل التناظرية تقرأ مدى متواصل من القيم.

الشرح: 1. المداخل الرقمية (Digital Inputs) مصممة لقراءة إشارات لها حالتان فقط: مرتفع (HIGH/1) أو منخفض (LOW/0). 2. المداخل التناظرية (Analog Inputs) مصممة لقراءة إشارات متغيرة باستمرار ضمن نطاق معين (مثل 0 إلى 1023). 3. الفرق الأساسي هو طبيعة الإشارة المقروءة: ثنائية مقابل متواصلة.

تلميح: فكر في نوع الإشارة التي يتعامل معها كل مدخل: هل هي إشارة ثنائية أم متغيرة باستمرار؟

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط

أي مما يلي يمثل تطبيقاً صحيحاً لمستشعر درجة الحرارة (TMP) في أنظمة إنترنت الأشياء؟

  • أ) تشغيل وإيقاف المكيف تلقائياً بناءً على درجة حرارة الغرفة.
  • ب) قياس سرعة الرياح في محطة الأرصاد الجوية.
  • ج) الكشف عن وجود أشخاص في غرفة.
  • د) قياس مستوى الماء في الخزان.

الإجابة الصحيحة: a

الإجابة: تشغيل وإيقاف المكيف تلقائياً بناءً على درجة حرارة الغرفة.

الشرح: 1. مستشعر درجة الحرارة يقيس مقدار الحرارة أو البرودة في البيئة. 2. في أنظمة إنترنت الأشياء، تُستخدم هذه القراءات لأتمتة العمليات. 3. تشغيل المكيف عند ارتفاع درجة الحرارة عن حد معين، وإيقافه عند انخفاضها، هو تطبيق عملي شائع.

تلميح: فكر في الأنظمة التي تحتاج إلى مراقبة وضبط درجة الحرارة المحيطة تلقائياً.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

ما هو التطبيق الأساسي لمستشعر الغاز في مشاريع الأمن والسلامة؟

  • أ) تنظيم درجة حرارة الفرن.
  • ب) قياس رطوبة الجو.
  • ج) إطلاق إنذار عند اكتشاف تسرب غاز سام أو قابل للاشتعال.
  • د) تشغيل مضخة مياه في الحديقة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: إطلاق إنذار عند اكتشاف تسرب غاز سام أو قابل للاشتعال.

الشرح: 1. مستشعر الغاز مصمم للكشف عن وجود غازات معينة في الهواء. 2. في سياق الأمن والسلامة، الهدف الرئيسي هو منع المخاطر. 3. إطلاق إنذار صوتي أو ضوئي عند تجاوز تركيز الغاز لحد آمن هو تطبيق حاسم.

تلميح: ركز على وظيفة الإنذار والكشف عن المخاطر في الأماكن المغلقة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

ما هو الدور الرئيسي لمستشعر رطوبة التربة في الزراعة الذكية؟

  • أ) تسميد النباتات في أوقات محددة.
  • ب) التحكم التلقائي في نظام الري بناءً على حاجة التربة للماء.
  • ج) قياس شدة ضوء الشمس.
  • د) مراقبة نمو جذور النبات.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: التحكم التلقائي في نظام الري بناءً على حاجة التربة للماء.

الشرح: 1. مستشعر رطوبة التربة يقيس محتوى الماء في التربة. 2. في الزراعة الذكية، الهدف هو تحسين الموارد والأتمتة. 3. إرسال إشارة لتشغيل مضخة الري عندما تجف التربة، وإيقافها عند وصولها للرطوبة المطلوبة، يحقق كفاءة في استخدام المياه.

تلميح: فكر في كيفية تحسين استخدام المياه وضمان صحة النباتات دون تدخل بشري مستمر.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط