مغامرة بناء وبرمجة JSS1

هل يمكننا بناء منزل يكتشف الزوار؟

منزل ذكي يكتشف الجسم المقترب، ويضيء، ويصدر تنبيهاً.

نهج→قياس→قرار→تنبيه

أولاً، تعرف على التصميم النهائي. ثم سنقوم ببناء هذا المنزل معاً.

Generating concept image…

محاكاة المهمة

شاهد المنزل الذكي أثناء العمل

هذه محاكاة بصرية، وليست اتصالاً فعلياً بالأجهزة.

المسافة100 cm

تم اكتشاف زائر!

إعادة تشغيل المحاكاة

حلقة المنطق

01نهجيتحرك الزائر نحو الباب.

02قياسيعيد صدى الموجات فوق الصوتية المسافة.

03قراريتحقق البرنامج من قاعدة الـ 50 سم.

04تنبيهيبقى مؤشر LED مضاءً؛ وتعلن صفارة قصيرة واحدة عن اقتراب جديد.

طقم البناء

تعرف على المكونات

لكل جزء وظيفة واضحة واحدة في منزلنا الذكي.

UNO

أردوينو أونو

الدماغ: يقرأ المستشعر ويتحكم في التنبيه.

يرسل نبضة صوتية ويقيس الصدى العائد.

مستشعر HC-SR04

صمام ثنائي باعث للضوء (LED)

تنبيه مرئي يضيء بالقرب من الباب.

طنان (Buzzer)

يصدر صوتاً قصيراً عند كل اقتراب جديد.

لوحة تجارب (Breadboard)

منصة قابلة لإعادة الاستخدام لتوصيلات مرتبة.

أسلاك توصيل

مسارات كهربائية بين الأجزاء.

Ω

مقاومة 220-330 أوم

يحمي الـ LED عن طريق تحديد التيار.

كرتون أو لوح رغوي

هيكل منزل ميسور التكلفة وقاعدة ثابتة.

خطط قبل أن تقص

تصميم مخطط المنزل

يجب أن يواجه المستشعر الخارج وأن يبقى بعيداً عن الكرتون.

SENSOR
يواجه الخارج

LED

ELECTRONICS
مقصورة الوصول

الجدران

السقف

الباب الأمامي

قاعدة ثابتة

01اترك فتحة باب للزائر.

02قم بتركيب HC-SR04 فوق المدخل أو بجانبه.

03حافظ على سهولة الوصول إلى Arduino والأسلاك، ولا تغلقها بالداخل.

المخطط ← البناء

منطقة الإنشاء

بناء المنزل الكرتوني

ابنِ نفس التصميم البسيط والمتين الموضح في العرض.

1. 01
   القياس والتحديد

   حدد الجدران، وفتحة الباب، والسقف على الكرتون.

   ✓
2. 02
   قص الألواح

   قص بعناية، مع ترك حواف نظيفة للتجميع.

   ✓
3. 03
   تجميع الجدران

   اصنع جسماً مربعاً وثبت اللوحة الأمامية.

   ✓
4. 04
   تركيب السقف والقاعدة

   ثبت السقف على قاعدة مستقرة؛ واترك الإلكترونيات سهلة الوصول.

   ✓

!السلامة أولاً:استخدم أدوات القص بحذر وتحت إشراف شخص بالغ.

التوصيلات 01 / المدخلات

توصيل مستشعر الموجات فوق الصوتية

سلك واحد في كل مرة. طابق كل ملصق مع دبوس Arduino الصحيح.

ARDUINO
UNO5VGNDD9D10

HC-SR04VCCGNDTRIGECHO

خريطة دبابيس المستشعر

دبوس المستشعر	أردوينو أونو (Arduino Uno)
VCC	5V
GND	GND
TRIG	D9
ECHO	D10

)))

فكرة الصدى
يرسل المستشعر نبضة صوتية ويقيس الوقت الذي يستغرقه الصدى العائد.

التوصيلات 02 / الإضاءة

توصيل الـ LED

يتم وضع الـ LED بجانب الباب حتى يتمكن الزائر من رؤية التنبيه.

LED بجانب الباب

D13

220–330 Ω

GND

D13 ← مقاومة ← الطرف الطويل للـ LED ← الطرف القصير للـ LED ← GND

يجب أن تظل المقاومة في الدائرة لتحديد التيار وحماية الـ LED.

التوصيلات 03 / الصوت

توصيل الجرس

تعلن صفارة قصيرة عن اقتراب جديد، وليس عن كل قراءة للمستشعر.

+−

جرس داخل / بجانب المدخل

+قطب الجرس الموجب (+)D8

−قطب الجرس السالب (−)GND

اقتراب واحد = صفارة قصيرة واحدة

يمنع متغير الذاكرة تكرار الصفارات بينما يظل الشخص قريبًا.

فحص ما قبل التشغيل

تحقق من الدائرة الكاملة

تتبع المسار الكامل قبل توصيل طاقة USB.

UNO

✓تم فحص طاقة المستشعر

✓تم فحص دبابيس المستشعر

✓تم فحص قطبية الـ LED

✓مقاومة الـ LED موجودة

✓تم فحص قطبية الجرس

✓جميع الأرضيات متصلة

أغلق الطاقة أثناء التوصيلافصل طاقة USB قبل تغيير أي توصيل.

مختبر البرمجيات

ادخل إلى مختبر PictoBlox

اللبنات المرئية أولاً: يبني الطلاب المنطق دون كتابة البرنامج.

PictoBlox • Stage Mode

BLOCKS

وضع المنصة

when green flag clicked

forever

read distance

1. 01افتح PictoBlox.
2. 02اختر البرمجة باللبنات (Block Coding) و Arduino Uno.
3. 03قم بتوصيل منفذ COM الصحيح.
4. 04اختر وضع المنصة (Stage Mode).
5. 05قم بتحميل البرنامج الثابت (firmware) المطلوب إذا طُلب منك ذلك.
6. 06أبقِ Arduino متصلاً أثناء تشغيل وضع المنصة.

الواجهة معروضة كرسوم توضيحية. قد تختلف أسماء لبنات PictoBlox حسب الإصدار والإضافة.

صندوق أدوات اللبنات

ابحث عن لبنات PictoBlox المطلوبة

ابحث عن الوظيفة، ثم طابقها مع أقرب تسمية مدعومة في إصدارك.

الأحداث

when green flag clicked

التحكم

forever

if then

if then else

wait

العمليات

< less than

= equals

المتغيرات

create someoneNear

set someoneNear to 0

أردوينو / توسعة

ultrasonic distance in cm

digital pin HIGH / LOW

play tone, if available

التحقق من الإصدارتختلف تسميات اللبنات. لا تخترع لبنة: إذا كانت لبنة النغمة غير متوفرة، استخدم النسخة الاحتياطية المتوافقة من كود Arduino أو بديلاً مدعوماً وموثقاً.

مفتاح الذاكرة

إنشاء المتغير someoneNear

يجعل مفتاح الذاكرة الصغير هذا التنبيه يبدو ذكياً.

someoneNear0

READY FOR A NEW APPROACH

0لم يصدر أي نهج حالي صوتاً. قد يتسبب زائر جديد في تشغيل الجرس.

1هذا النهج أصدر رنيناً بالفعل. أبقِ LED مضاءً، ولكن ابقَ صامتاً.

0→1→0وصول الزائر ← بقاء الزائر ← مغادرة الزائر

برنامج اللبنات / الطريقة الأساسية

بناء برنامج PictoBlox

رتب المنطق المرئي بهذا الترتيب. هذه هي الوظائف المقصودة؛ وقد تختلف التسميات الدقيقة.

when green flag clicked

set someoneNear to 0

set digital pin 13 output to LOW

forever

read ultrasonic distance: TRIG 9 / ECHO 10

if distance < 50 then

set digital pin 13 output to HIGH

if someoneNear = 0 then

set someoneNear to 1

play tone on pin 8: 1000 Hz / 0.3 s

else

set digital pin 13 output to LOW

set someoneNear to 0

wait 0.1 seconds

أقل من 50 سميبقى مؤشر LED مضاءً.

الكشف الأولصافرة قصيرة واحدة، ثم تصبح قيمة someoneNear هي 1.

الابتعادينطفئ مؤشر LED؛ إعادة الضبط إلى 0 للنهج التالي.

نصيحة حول المتانةتعامل مع القراءة غير الصالحة أو المفقودة على أنها عدم كشف عندما تظهر اللبنات هذه الحالة.

فكر كمبرمج

فهم منطق البرنامج

اتبع المسار المضيء: الحلقة لا تتوقف أبداً عن الفحص.

البداية

↓

قراءة المسافة

↓

هل المسافة أقل من 50 سم؟

YES

تشغيل LED

↓

هل أصدر طنيناً بالفعل؟

NOطنين مرة واحدة ضبط 1

YESالبقاء في صمت

NO

إطفاء LED ضبط 0

↻ تكرار للأبد

اختبار المهمة

الرفع والاختبار في PictoBlox

تظهر الرسوم المتحركة النتائج المتوقعة؛ فهي لا تقرأ لوحة Arduino حقيقية.

مراقب المحاكاة

> distance = 72 cmإيقاف LED • صامت

> distance = 38 cmتشغيل LED • صفارة واحدة

> distance = 91 cmإيقاف LED • إعادة ضبط

1. 01تأكد من لوحة Arduino.
2. 02تأكد من منفذ COM والبرامج الثابتة (firmware).
3. 03تحقق من توصيلات المستشعر والمشغل.
4. 04ابدأ برنامج PictoBlox.
5. 05اختبر باستخدام يد أو جسم على مسافات مختلفة.

النتائج المتوقعةأبعد من 50 سم: مطفأ وصامت. ضمن 50 سم: مؤشر LED مضاء وصافرة واحدة. الابتعاد: مطفأ وجاهز مرة أخرى.

سير عمل احتياطي

البلوكات مفقودة؟ لا مشكلة.

هذا الكود المكتوب بلغة Arduino C++ هو نسخة احتياطية لسير عمل برمجة Arduino متوافق — وليس لبلوكات PictoBlox المرئية.

arduino_backup.inoنسخ الكود

الدبابيس المتطابقةTRIG 9, ECHO 10, LED 13, buzzer 8.

حساب المسافةتقرأ pulseIn وقت الصدى؛ وتقوم الصيغة بتحويله إلى سنتيمترات.

الذاكرةتمنع someoneNear تكرار الصفارات أثناء بقاء الجسم قريبًا.

كيفية الاستخدامانتقل إلى سير عمل متوافق مثل Arduino IDE، وارفع الكود، ثم اختبر.

منطقة تصحيح أخطاء المهندسين

دليل استكشاف الأخطاء وإصلاحها للمهندسين

حدد العرض، وتحقق من أبسط سبب، ثم اختبر مرة أخرى.

?

كتلة المستشعر مفقودة

تأكد من استخدام أردوينو أونو والإضافة الصحيحة. تحقق من الدعم في إصدار PictoBlox الخاص بك؛ استخدم النسخة الاحتياطية عند الحاجة.

?

كتلة الجرس مفقودة

تحقق من كتل النغمة أو المشغل. القيمة الرقمية HIGH/LOW لا تعطي نغمة مناسبة تلقائياً.

!

مصباح LED لا يعمل

تحقق من القطبية والمقاومة و D13 و GND.

!

الجرس لا يصدر صوتاً

تحقق من القطبية و D8 و GND وطريقة البرمجة المختارة.

↺

المسافة غير موثوقة

تحقق من TRIG و ECHO واتجاه المستشعر والطاقة والتوصيلات المرتخية.

↺

البرنامج لا يبدأ

تحقق من اختيار اللوحة، ومنفذ COM، وكابل USB، والبرامج الثابتة لوضع المرحلة (Stage Mode).

تم إكمال المهمة

لقد صممته. لقد بنيته. لقد برمجته.

الآن اشرح كيف يكتشف منزلك الذكي زائرًا يقترب.

نهج→قياس→قرار→تنبيه

✓تم بناء المنزل

✓تم تركيب المستشعر

✓تم توصيل مؤشر LED والجرس

✓تم ترتيب الكتل واختبارها

✓كود النسخ الاحتياطي متاح