مختبر JSS2 لأمن المنازل الذكية
Loading...
JSS2 Smart House Security Lab

مهمة أمن الروبوتات 002

مختبر المنزل الذكي ثنائي المناطق

وضع المحاكاة

ملخص المهمة · روبوتات JSS2

هل يمكن للمنزل تقديم تحذيرات مختلفة بناءً على مدى قرب شخص ما؟

اليوم، سنقوم بترقية منزلنا الذكي إلى نظام أمني من منطقتين.

كشفتحذيرحماية
صورة تخيلية بالذكاء الاصطناعي
150cm
002بناء ميداني

01 · التجربة

جرب الحالات الثلاث

حرك الزائر الافتراضي. هذه اللوحة توضيحية وليست اتصالاً مباشراً بجهاز Arduino.

150 cm

قراءة محاكاة

لوحة تحكم الأمنNORMAL
150cm

Monitoring · system ready

طبيعيأكثر من 100 سم · مصباح LED مطفأ · صامت
تحذير50–100 سم · وميض مصباح LED · صامت
خطرأقل من 50 سم · مصباح LED يعمل · صوت تنبيه واحد

تجاوز مسافة 100 سم يعيد ضبط الاقتراب التالي.

02 · ترقية هندسية

ما الذي يجعل هذا الإصدار أكثر تقدماً؟

يعمل المهندسون على تحسين المشاريع من خلال إضافة قرارات أكثر ذكاءً.

JSS1

حد بسيط واحد

  • مسافة كشف واحدة
  • مصباح LED يعمل أو ينطفئ
  • تنبيه زائر واحد
تم الكشف
JSS2

قرارات منطقتين

  • حدان للمسافة
  • ثلاث حالات تشغيل
  • تحذير وامض + خطر ثابت
  • متغير الذاكرة يوقف التنبيهات المتكررة
  • إعادة ضبط تلقائية عند ابتعاد الزائر
50 cm100 cm

03 · المجموعة

تعرف على المكونات

لكل جزء وظيفة واضحة واحدة في نظام الأمان.

UNO

أردوينو أونو

المتحكم الذي يتخذ القرارات.

)))

حساس HC-SR04

يقيس المسافة باستخدام الصدى.

صمام ثنائي باعث للضوء (LED)

يعرض التحذير والخطر بصرياً.

◖

طنان (Buzzer)

يصدر صوت تنبيه قصير عند الخطر.

لوحة تجارب (Breadboard)

تسمح لنا بالبناء دون الحاجة إلى اللحام.

╱╲

أسلاك توصيل (Jumper wires)

تنقل الطاقة والإشارات.

—▥—

مقاومة 220-330 أوم

تحمي الـ LED من التيار الزائد.

⌂

منزل كرتوني

الغلاف المادي للمشروع.

04 · التخطيط أولاً

مخطط الأمان

يجب أن يكون المستشعر مواجهاً للخارج وغير محجوب.

المدخلقاعدة تثبيت المستشعرمصباح LEDالجرسحجرة الإلكترونيات
المستشعر يواجه الزائر
مصباح LED مرئي بالقرب من الباب
الجرس يظل سهل الوصول إليه
اترك لوحة وصول للوحة الدوائر

05 · البناء

بناء المنزل المادي

اجعل الهيكل مستقراً قبل إضافة الإلكترونيات.

010203
  1. 01قس وعلم على الكرتون.
  2. 02قص الجدران وفتحة الباب.
  3. 03قم بتجميع الجدران وتثبيت السقف.
  4. 04ثبت المنزل على قاعدة مستقرة.
  5. 05اترك مجالاً للوصول إلى الإلكترونيات.
السلامة أولاًاستخدم المقص أو سكين الأشغال اليدوية بحذر وتحت إشراف شخص بالغ.

06 · توصيل المستشعر

توصيل المستشعر فوق الصوتي

يقوم مستشعر HC-SR04 بتقدير المسافة عن طريق توقيت صدى الموجات فوق الصوتية.

HC-SR04
دبوس المستشعرARDUINO UNO
VCC5V
GNDGND
TRIGD9
ECHOD10

فكرة المسافةtime × 0.0343 ÷ 2

07 · الإشارة المرئية

توصيل الـ LED

ضوء واحد، ثلاثة سلوكيات ذات دلالة.

إيقاف> 100 cmوميض50–100 cmإضاءة مستمرة< 50 cm
D13→220–330 Ω→الطرف الطويل لـ LED
الطرف القصير لـ LED→GND

تحدد المقاومة التيار بحيث يظل الـ LED آمناً.

08 · الإشارة الصوتية

توصيل الجرس (Buzzer)

صوت قصير يحدد اللحظة التي يبدأ فيها الخطر.

Buzzer +→D8
Buzzer −→GND
التردد1000 Hzالمدة300 ms

يصدر صوتاً مرة واحدة عندما يدخل الجسم لأول مرة تحت مسافة 50 سم - وليس بشكل مستمر.

09 · فحص التكامل

افحص الدائرة الكاملة

تتبع كل توصيلة طاقة وإشارة وأرضي مشترك.

ARDUINO
UNO
HC-SR04
+
طاقة المستشعرTRIG D9 · ECHO D10LED D13 + RESISTORBUZZER D8SHARED GND

قائمة مراجعة التوصيلات

افصل طاقة USB قبل تغيير الأسلاك.

10 · مختبر PictoBlox

ادخل إلى مختبر PictoBlox

تعد اللبنات المرئية في PictoBlox هي طريقتنا الأساسية في البرمجة.

PICTOBLOX · STAGE MODE
⚑توضيح الواجهة
  1. 01افتح PictoBlox واختر البرمجة باللبنات (Block Coding).
  2. 02حدد Arduino Uno.
  3. 03قم بتوصيل منفذ COM الصحيح.
  4. 04حدد وضع المنصة (Stage Mode).
  5. 05قم بتحميل البرنامج الثابت (firmware) إذا طُلب منك ذلك؛ وأبقِ USB متصلاً.
ملاحظة هندسية صادقةتختلف تسميات الواجهة حسب الإصدار. استخدم الوظيفة المقصودة، وانتقل إلى البرنامج الاحتياطي إذا كانت اللبنة المطلوبة غير متوفرة.

11 · صندوق أدوات اللبنات

اكتشف لبنات البرمجة

ابحث عن الوظيفة أولاً؛ قد تختلف التسميات الدقيقة حسب إصدار PictoBlox لديك.

الأحداث
when green flag clicked
التحكم
forever
if · then · else
wait 0.2 seconds
العمليات
distance > 100
distance ≥ 50
visitorAlerted = 0
المتغيرات
set visitorAlerted to 0
set visitorAlerted to 1
إضافة ARDUINO UNO
ultrasonic distance · TRIG 9 · ECHO 10
digital pin · HIGH / LOW
play tone on pin 8 · if available

12 · متغير الذاكرة

إنشاء المتغير visitorAlerted

تمنع هذه الذاكرة الصغيرة حدوث صوت تنبيه متكرر ومزعج.

visitor
Alerted
0
0

لم يتسبب هذا الاقتراب في إطلاق تنبيه الخطر.

1

لقد حدث تنبيه الخطر بالفعل في دورة الاقتراب هذه.

↻

عندما يبتعد الزائر لأكثر من 100 سم، يتم إعادة الضبط إلى 0 لعملية الاقتراب التالية.

13 · بناء المنطق

بناء منطق PictoBlox ثنائي المناطق

قم بتجميع المنطق المطلوب باستخدام اللبنات المتوفرة في الإضافة المثبتة لديك.

when green flag clicked
set [visitorAlerted] to [0]
set digital pin [13] to [LOW]
forever
read ultrasonic distance · TRIG 9 · ECHO 10
if distance > 100 then
LED LOW · visitorAlerted = 0
else if distance ≥ 50 then
LED HIGH → wait 0.2 → LOW → wait 0.2
else
LED HIGH
if visitorAlerted = 0
set visitorAlerted to 1 · play 1000 Hz for 0.3 s
wait 0.05 seconds

14 · خريطة اتخاذ القرار

تصور مخطط التدفق الأمني

تقوم الحلقة بالقراءة، واتخاذ القرار، وإرسال الإشارة، ثم التكرار.

البداية
↓
قراءة المسافة
↓
هل المسافة > 100 سم؟
YESإيقاف LED · إعادة ضبط
NOالتحقق من 50 سم
≥ 50 CMوميض LED · بدون تنبيه
< 50 CMتشغيل LED · تنبيه إذا كانت القيمة 0
↻
تكرار

15 · اختبار ميداني

اختبر المناطق الثلاث

استخدم مسطرة أو شريط قياس مع المنزل الحقيقي. هذه القراءات محاكاة هنا.

150100500
150 cm
TEST A · 150 cmمصباح LED مطفأ · الجرس صامت · طبيعي
TEST B · 75 cmمصباح LED يومض · الجرس صامت · تحذير
TEST C · 30 cmمصباح LED مضاء باستمرار · صفارة قصيرة واحدة · خطر

تحرك للخلف متجاوزاً 100 سم، ثم اقترب مرة أخرى: سيُسمح بتنبيه جديد.

16 · الخطة ب

الكتل مفقودة؟ المهندسون لديهم دائماً خطة ب!

هذا كود احتياطي بلغة Arduino C++ - وليس كوداً للصقه في لوحة الكتل المرئية.

smart_house_security.ino
const int trigPin = 9;
const int echoPin = 10;
const int ledPin = 13;
const int buzzerPin = 8;

bool visitorAlerted = false;

void setup() {
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
  digitalWrite(ledPin, LOW);
}

void loop() {
  long duration;
  float distance;

  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);

  duration = pulseIn(echoPin, HIGH, 30000);

  if (duration == 0) {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
    noTone(buzzerPin);
    visitorAlerted = false;
    delay(100);
    return;
  }

  distance = duration * 0.0343 / 2;

  if (distance > 100) {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
    noTone(buzzerPin);
    visitorAlerted = false;
  } else if (distance >= 50) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
    delay(200);
    digitalWrite(ledPin, LOW);
    delay(200);
  } else {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
    if (!visitorAlerted) {
      tone(buzzerPin, 1000, 300);
      visitorAlerted = true;
    }
  }

  delay(50);
}
تقوم pulseIn بقراءة نبضة الصدى.الصيغة تقدّر السنتيمترات.تمنع visitorAlerted تكرار الصفارات.استخدم Arduino IDE أو أي سير عمل متوافق مع Arduino لتحميله.

17 · منصة تصحيح الأخطاء

استكشاف أخطاء نظام الأمان وإصلاحها

المهندسون الجيدون يغيرون شيئاً واحداً، ثم يختبرون ويلاحظون النتيجة.

?

كتلة المستشعر غير متوفرة

تأكد من Arduino Uno، والإضافة المطلوبة، ودعم وضع المسرح (Stage Mode).

♪

الجرس لا يصدر صوتاً

افحص D8، وGND، والقطبية، وكتلة النغمة (tone block)، أو استخدم الكود الاحتياطي.

●

مصباح LED لا يومض

افحص D13، والمقاومة، وقطبية LED، وحالة التحذير.

↻

النظام يصدر أصوات تنبيه متكررة

اضبط visitorAlerted على 1 بعد الصفارة؛ وأعد ضبطها فقط فوق 100 سم.

⟳

النظام لا يعيد الضبط

افحص القراءات وشرط أن تكون القيمة أكبر من 100 سم.

≈

القراءات غير متسقة

افحص الأسلاك المرتخية، واتجاه المستشعر، والطاقة، والعوائق.

18 · ملخص المهمة

اكتملت المهمة!

لقد بنيت منزلاً أكثر ذكاءً.

صورة تخيلية بالذكاء الاصطناعي
طبيعيمراقبة زرقاء
تحذيروميض كهرماني
خطرتنبيه أحمر
  • تم بناء المنزل المادي
  • المستشعر ومصباح LED والجرس متصلون
  • تم تجميع منطق PictoBlox
  • تم اختبار الحالات الثلاث
  • كود Arduino الاحتياطي جاهز
كشف→تحذير→تنبيه→إعادة ضبط

اشرح كيف يجعل وجود حدين للمسافة هذا النظام أكثر تقدماً من إصدار JSS1.

01 / 19استخدم مفاتيح ← → للتنقل