صفحة 98 - 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 الدرس الرابع (إنترنت الأشياء)

المفاهيم الأساسية

لا تحتوي هذه الصفحة على تعريفات جديدة، بل على أسئلة تطبيقية.

خريطة المفاهيم

```markmap

تطبيقات على المتحكمات الدقيقة

إنشاء نظام ري النباتات

الهدف من المشروع

#### محاكاة نظام ري آلي

##### عند اكتشاف انخفاض رطوبة التربة

##### عند اكتشاف ارتفاع درجة الحرارة

المكونات المطلوبة

#### لوحة أردوينو أونو R3 (Arduino UNO R3)

##### خطوات إضافتها في بيئة المحاكاة

###### 1. سحب وإفلات اللوحة من مكتبة المكونات

###### 2. تدوير اللوحة 90 درجة

#### محرك تيار مستمر (DC motor)

##### خطوات إضافته في بيئة المحاكاة

###### 1. البحث عنه في مكتبة المكونات

###### 2. سحبه وإفلاته في مساحة العمل

##### خطوات توصيله الفعلي باللوحة

###### 1. توصيل الطرف 1 (GND) من المحرك بـ GND في الأردوينو (سلك أسود)

###### 2. توصيل الطرف 2 من المحرك بالطرف التناظري A5 في الأردوينو (سلك أحمر)

#### مستشعر درجة الحرارة (TMP36)

##### خطوات إضافته في بيئة المحاكاة

###### 1. البحث عنه في مكتبة المكونات

###### 2. سحبه وإفلاته في مساحة العمل

##### خطوات توصيله الفعلي باللوحة

###### 1. توصيل طرف الطاقة (Power) بـ 5V في الأردوينو (سلك أحمر)

###### 2. توصيل طرف مخرج الجهد (Vout) بـ A3 في الأردوينو (سلك أصفر)

###### 3. توصيل الطرف الأرضي (GND) بـ GND في الأردوينو (سلك أسود)

#### مستشعر رطوبة التربة

##### خطوات إضافته في بيئة المحاكاة

###### 1. البحث عنه في مكتبة المكونات

###### 2. سحبه وإفلاته في مساحة العمل

##### خطوات توصيله الفعلي باللوحة

###### 1. توصيل طرف الطاقة (Power) بـ 5V في الأردوينو (سلك أحمر)

###### 2. توصيل الطرف الأرضي (GND) بـ GND في الأردوينو (سلك أسود)

###### 3. توصيل طرف الإشارة (Signal) بالطرف A0 في الأردوينو (سلك أخضر)

تنفيذ البرنامج

خطوات البرنامج

#### 1. قراءة المستشعرات وطباعة القيم

##### قراءة درجة الحرارة من الطرف التناظري A3

##### طباعة قيم رطوبة التربة ودرجة الحرارة على شاشة الاتصال التسلسلي

#### 2. التحقق من الشروط

##### الشرط الأول: رطوبة التربة أقل من 150

##### الشرط الثاني: درجة الحرارة تزيد عن 30

#### 3. تنفيذ الإجراء

##### إذا تحقق كلا الشرطين: تشغيل المحرك (ضبط الطرف HIGH)

##### إذا لم يتحقق الشرطان: إيقاف المحرك (ضبط الطرف LOW)

#### 4. إضافة تأخير

##### استخدام لبنة (wait (1) ثانية لتجنب ازدحام شاشة الاتصال التسلسلي

اللبنات المستخدمة

#### لبنة if then else ()

##### تنفذ الشرط مرة واحدة فقط

#### لبنة forever

##### تنفذ الشرط بشكل مستمر

قيم المدخلات وحالات المخرجات

الجدول 3.2

#### شروط تشغيل المحرك

##### مستوى رطوبة التربة (A0) ≤ 30

##### درجة الحرارة (A3) < 150

#### شروط إيقاف المحرك

##### مستوى رطوبة التربة (A0) > 30

##### درجة الحرارة (A3) ≥ 150

##### مستوى رطوبة التربة (A0) ≤ 30

##### درجة الحرارة (A3) ≥ 150

معاينة البرنامج

#### تجربة الحالات المختلفة

##### تمرير قيم المستشعرات

##### تحديد قيمة المخرج (سرعة المحرك)

#### أمثلة من شكل 3.28

##### حالة 1: رطوبة 600، حرارة 25°C → سرعة المحرك 0 دورة/دقيقة

##### حالة 2: رطوبة 300، حرارة 38°C → سرعة المحرك 0 دورة/دقيقة

##### حالة 3: رطوبة 0، حرارة 38°C → سرعة المحرك 5555 دورة/دقيقة

تمارين الدرس الرابع

4. مقارنة أردوينو أونو ونانو

#### البحث عن الاختلافات الرئيسية

#### تحديد أنواع التطبيقات لكل لوحة

5. برمجة الأردوينو باللبنات

#### ميزة البرمجة باللبنات

#### سلبيات متوقعة لهذه الطريقة

6. توسيع نظام المنزل الذكي

#### إضافة غرفة ثالثة للمراقبة

7. تعديل نظام المنزل الذكي

#### إضافة دايودين ضوئيين (أحمر، أخضر)

#### إضافة مستشعر حركة

#### ربط تشغيل الدايود بحالة المستشعر

##### حركة مكتشفة: تشغيل الدايود الأخضر

##### لا حركة: تشغيل الدايود الأحمر

شاشة الاتصال التسلسلي

الوظيفة

#### مراقبة قيم المستشعرات

#### تحديد مشكلات الدوائر

#### حل المشاكل البرمجية

#### طباعة رسائل للمستخدم

#### عرض معلومات وإرشادات

كيفية الوصول إليها

#### أسفل لوحة البرمجة

لبنة الطباعة (print to serial monitor)

#### طباعة رسائل نصية أو قيم رقمية

#### خيارات التنسيق

##### with: بدء سطر جديد

##### without: المتابعة بنفس السطر

#### أمثلة تطبيقية

##### طباعة نص بدون سطر جديد

###### مثال: طباعة "Soil Moisture:" بشكل أفقي متصل

##### طباعة قيمة تناظرية مع سطر جديد

###### مثال: طباعة قيمة الطرف A0 في سطر مستقل

##### دمج اللبنتين للتنظيم

###### مثال: طباعة "Soil Moisture:" ثم القيمة في نفس السطر

لبنة الانتظار (wait)

#### الوظيفة: إضافة تأخير زمني على تنفيذ البرنامج ومخرجاته

#### الوحدات: ثواني (secs) أو مللي ثانية

تمارين الدرس الحالي (صفحة 98)

1. تصميم نظام ري ذكي لمناطق جافة

#### التحدي: الجو أكثر جفافاً، والماء أسرع تبخراً

#### المطلوب: اقتراح تغييرات وحلول ممكنة

2. توصيل المستشعرات والمشغلات

#### ملاحظة: لا تتطلب توصيل لوحة دوائر مع الأردوينو في مشروع هذا الدرس

#### المطلوب: توضيح أسباب ذلك

3. فهم مخرجات شاشة الاتصال التسلسلي

#### المطلوب: التحقق من مخرجات اللبنات ووضع إشارة ✓ بجوار المخرج الصحيح

#### أمثلة مرئية لمخرجات الشاشة التسلسلية

##### مثال 1: 'World! Hello World!'

##### مثال 2: 'HelloWorld!HelloWorld'

##### مثال 3: كود يحتوي على لبنات طباعة بـ 'with newline' و 'without newline'

```

نقاط مهمة

  • هذه الصفحة تحتوي على تمارين تطبيقية لاختبار فهم مشروع نظام الري الذكي.
  • التمرين الأول يركز على التكيف مع الظروف البيئية (المناطق الجافة).
  • التمرين الثاني يتطلب فهم سبب عدم استخدام لوحة دوائر في مشروع هذا الدرس.
  • التمرين الثالث يختبر فهم كيفية عمل لبنات الطباعة في شاشة الاتصال التسلسلي ونتائجها.
  • يوجد مخطط مرئي مرتبط بالتمرين الثالث يوضح أمثلة لمخرجات الشاشة التسلسلية بناءً على كود معين.

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

نوع: محتوى تعليمي

تمارين

1

نوع: QUESTION_HOMEWORK

إذا أردت إنشاء نظام ري ذكي في منطقة يكون فيها الجو أكثر جفافاً، والماء أسرع تبخراً، فما التغييرات التي يجب أن تقوم بها؟ ضع حلاً ممكناً واعرض أفكارك أدناه.

2

نوع: QUESTION_HOMEWORK

لا تتطلب المستشعرات والمشغل في مشروع هذا الدرس توصيل لوحة الدوائر مع الأردوينو على عكس المشاريع الأخرى. وضح أسباب ذلك.

نوع: محتوى تعليمي

تحقق من مخرجات اللبنات الآتية بوضع إشارة ✓ بجوار المخرج الصحيح:

3

نوع: QUESTION_HOMEWORK

تحقق من مخرجات اللبنات الآتية بوضع إشارة ✓ بجوار المخرج الصحيح:

🔍 عناصر مرئية

Serial Monitor Outputs and Code Blocks

This visual element displays three examples of serial monitor outputs and corresponding Arduino code blocks. The first example shows 'World! Hello World!' with a hollow circle. The second example shows 'HelloWorld!HelloWorld' with a hollow circle. The third example shows a 'forever' loop with three 'print to serial monitor' blocks: 'Hello with newline', 'World without newline', and '! with newline'.

📄 النص الكامل للصفحة

تمارين --- SECTION: 1 --- إذا أردت إنشاء نظام ري ذكي في منطقة يكون فيها الجو أكثر جفافاً، والماء أسرع تبخراً، فما التغييرات التي يجب أن تقوم بها؟ ضع حلاً ممكناً واعرض أفكارك أدناه. --- SECTION: 2 --- لا تتطلب المستشعرات والمشغل في مشروع هذا الدرس توصيل لوحة الدوائر مع الأردوينو على عكس المشاريع الأخرى. وضح أسباب ذلك. تحقق من مخرجات اللبنات الآتية بوضع إشارة ✓ بجوار المخرج الصحيح: --- SECTION: 3 --- تحقق من مخرجات اللبنات الآتية بوضع إشارة ✓ بجوار المخرج الصحيح: --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: Serial Monitor Outputs and Code Blocks Description: This visual element displays three examples of serial monitor outputs and corresponding Arduino code blocks. The first example shows 'World! Hello World!' with a hollow circle. The second example shows 'HelloWorld!HelloWorld' with a hollow circle. The third example shows a 'forever' loop with three 'print to serial monitor' blocks: 'Hello with newline', 'World without newline', and '! with newline'. Data: Comparison of serial monitor outputs based on different code blocks. Key Values: World! Hello World!, HelloWorld!HelloWorld, Hello, World, ! Context: This visual helps students understand how different Arduino code blocks produce specific outputs in the serial monitor, and to identify the correct output for a given scenario.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 3

سؤال 1: إذا أردت إنشاء نظام ري ذكي في منطقة يكون فيها الجو أكثر جفافاً، والماء أسرع تبخراً، فما التغييرات التي يجب أن تقوم بها؟ ضع حلاً ممكناً واعرض أفكارك أدناه.

الإجابة: س1: رفع عتبة الجفاف، زيادة مدة الضخ، الري فجراً، إضافة مستشعرات.

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال: الفكرة هنا هي تصميم نظام ري يتكيف مع ظروف بيئية صعبة، حيث يكون الجو جافاً وسرعة تبخر الماء عالية. هذا يعني أننا نحتاج إلى تقليل هدر الماء وزيادة كفاءة الري. لذلك، يجب التفكير في تعديلات تمنع التبخر الزائد وتوفر الماء للنباتات. من الحلول الممكنة: تغيير توقيت الري إلى وقت تكون فيه درجة الحرارة منخفضة (مثل الفجر) لتقليل التبخر، وزيادة كمية الماء المقدمة للنباتات لتعويض ما يتبخر، واستخدام أجهزة استشعار لمراقبة رطوبة التربة بدقة لتحديد وقت الري المناسب. إذن الإجابة هي: **تعديل توقيت الري، زيادة كمية الماء، استخدام مستشعرات للرطوبة**.

سؤال 2: لا تتطلب المستشعرات والمشغل في مشروع هذا الدرس توصيل لوحة الدوائر مع الأردوينو على عكس المشاريع الأخرى. وضح أسباب ذلك.

الإجابة: س2: لأن الوحدات جاهزة بأطراف توصيل ولا تحتاج لوحة تجارب.

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** الفكرة في هذا السؤال هي فهم سبب عدم الحاجة إلى لوحة دوائر في مشروع معين. في المشاريع الإلكترونية، تُستخدم لوحة الدوائر (مثل لوحة التجارب) لتوصيل المكونات يدوياً بواسطة أسلاك. ولكن في هذا المشروع، الوحدات المستخدمة (المستشعرات والمشغلات) مصممة بشكل جاهز بأطراف توصيل قياسية، مما يسمح بتوصيلها مباشرة بالأردوينو دون الحاجة إلى لوحة دوائر وسيطة. هذا يبسط عملية التركيب ويقلل من احتمالية الأخطاء في التوصيلات. لذلك الإجابة هي: **لأن الوحدات جاهزة بأطراف توصيل مباشرة، فلا حاجة للوحة تجارب**.

سؤال 3: تحقق من مخرجات اللبنات الآتية بوضع إشارة ✓ بجوار المخرج الصحيح:

الإجابة: س3: المخرج الصحيح: Hello World ! (الصورة السفلية اليسرى)

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر أن هذا السؤال يتعلق بفحص مخرجات كتل برمجية. في البرمجة، الكتل (أو اللبنات) تنفذ أوامر محددة وتنتج نصوصاً أو نتائج. **الخطوة 2 (التطبيق):** بتطبيق هذا على السؤال، نحتاج إلى تحليل كل كتلة برمجية معطاة في الصورة (غير موجودة هنا، ولكن بناءً على الإجابة) لتحديد أيها ينتج النص "Hello World !". عادةً، الكتل البرمجية التي تطبع أو تعرض نصوصاً تُظهر هذا الناتج. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، بناءً على التحليل، المخرج الصحيح هو الكتلة التي تنتج النص "Hello World !"، والتي تقع في الصورة السفلية اليسرى. إذن الإجابة هي: **✓ بجوار المخرج "Hello World !" في الصورة السفلية اليسرى**.

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 3 بطاقة لهذه الصفحة

في نظام ري ذكي بمنطقة جافة وسريعة التبخر، أي من التعديلات التالية يُعد حلاً مناسباً لزيادة الكفاءة؟

  • أ) تقليل مدة الري واستخدام مستشعرات درجة الحرارة فقط.
  • ب) تعديل توقيت الري إلى الفجر، وزيادة مدة الضخ، وإضافة مستشعرات للرطوبة.
  • ج) الري في منتصف النهار واستخدام مضخات أقوى.
  • د) تقليل كمية الماء وزيادة عدد مرات الري خلال النهار.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: تعديل توقيت الري إلى الفجر، وزيادة مدة الضخ، وإضافة مستشعرات للرطوبة.

الشرح: ١. المشكلة: الجو جاف وسرعة تبخر الماء عالية. ٢. الحلول المقترحة: - تعديل توقيت الري إلى وقت بارد (مثل الفجر) لتقليل التبخر. - زيادة مدة ضخ الماء لتعويض الكمية المتبخرة. - إضافة مستشعرات لرطوبة التربة لضبط الري بدقة. ٣. النتيجة: نظام ري أكثر كفاءة ومواءمة للبيئة الجافة.

تلميح: فكر في طرق تقليل هدر الماء وتعويض التبخر السريع.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

لماذا لا تتطلب مستشعرات ومشغلات مشروع هذا الدرس توصيل لوحة الدوائر مع الأردوينو، على عكس المشاريع الأخرى؟

  • أ) لأن المكونات لاسلكية وتتواصل عبر البلوتوث فقط.
  • ب) لأن المشروع يستخدم مكونات تعمل بشكل مستقل أو محاكاة برمجية، ولا يحتاج إلى دارة كهربائية فعلية.
  • ج) لأن لوحة الأردوينو تحتوي على جميع المستشعرات مدمجة بداخلها.
  • د) لأن المشروع يعتمد على توصيل المكونات مباشرة بمنافذ الحاسوب دون حاجة للوحة دوائر.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لأن المشروع يستخدم مكونات تعمل بشكل مستقل أو محاكاة برمجية، ولا يحتاج إلى دارة كهربائية فعلية.

الشرح: ١. المشاريع التعليمية المبكرة في إنترنت الأشياء قد تستخدم: - محاكاة برمجية (Simulation) للمكونات. - مكونات افتراضية في بيئة التطوير. - أنظمة مبسطة لا تحتاج توصيلات معقدة. ٢. الهدف: التركيز على فهم منطق البرمجة والتحكم قبل التعامل مع الدوائر الكهربائية. ٣. النتيجة: عدم الحاجة إلى لوحة توصيل (Breadboard) أو توصيلات فيزيائية مع الأردوينو.

تلميح: فكر في طبيعة المشروع التعليمي وهدفه.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

في برمجة الأردوينو، إذا كان لديك كتلة 'كرر باستمرار' تحتوي على ثلاث كتل طباعة للمراقب التسلسلي: 'Hello مع سطر جديد'، ثم 'World بدون سطر جديد'، ثم '! مع سطر جديد'، فما الناتج الصحيح؟

  • أ) Hello World!
  • ب) Hello World !
  • ج) Hello World!
  • د) HelloWorld!

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: Hello World!

الشرح: ١. الكتلة الأولى: تطبع 'Hello' ثم تنتقل لسطر جديد (\n). ٢. الكتلة الثانية: تطبع 'World' في نفس السطر بعد 'Hello' لأن السابق انتقل لسطر جديد، ولا تنتقل لسطر جديد بعدها. ٣. الكتلة الثالثة: تطبع '!' في نفس السطر بعد 'World' ثم تنتقل لسطر جديد. ٤. الناتج النهائي في المراقب التسلسلي: Hello World!

تلميح: انتبه إلى تأثير أمر 'سطر جديد' (newline) على مكان ظهور النص.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: صعب