Lakhasly

في الفصل الثالث نقوم بشرح مفصل للمشروع التطبيقي بحيث سنرى النموذج العام للمشروع بمكوناته الأساسية و ذلك من أجل الحصول على دارة إلكترونية كاملة و دقيقة ، تسمح لنا بالتحكم في منظومة (التحكم في مستوى الماء في الخزان بإستعمال حساس الموجات فوق الصوتية HC-SR04 Ultrasonic sensor مخطط الشكل الصندوقي لنظام التحكم في خزان الماء بحساس الموجات فوق الصوتية: 4-الدارة الأساسية للنظام: تتكون الدارة الأساسية للنظام من المكونات التالية: ● مضخة الماء(La pompe à eau ): هي جهاز ميكانيكي يستخدم لنقل السوائل و في العادة يستخدم لنقل المياه من مكان لأخر عن طريق زيادة ضغط السائل و تزويده بالطاقة لينتقل من مكان لأخر سواء كانت الوجهة من الأسفل إلى الأعلى أو من مكان لأخر و الطاقة المستخدمة ضروري أن تكون كافية للتغلب على قوى الجاذبية ، بالطبع: 1-مضخات الطرد المركزي(Pompes centrifuges): تستخدم لنقل المياه عبر توليد قوة الطرد المركزي، حيث يتم سحب السائل نحو مركز المضخة ويطرح خارجها بفعل القوة المركزية. 2-مضخات الطرد المحوري(Pompes axiales): تتميز بتصميم يسمح بضخ كميات كبيرة من المياه بضغط منخفض و تستخدم في تطبيقات مثل ري المزارع. 3-مضخات الغطاس(Pompes submersibles): تكون موضوعة داخل السائل الذي يجب نقله و تستخدم على نطاق واسع في الآبار العميقة وتطبيقات الصرف الصحي. أما المضخة المستخدمة في المشروع فهي تنتمي للنوع الثالث و هي مضخة ماء صغيرة و و تعمل على جهد من 3 إلى 6 فولت. ● الاردوينو(Arduino): هو لوح تطوير إلكتروني يتكون من دارة إلكترونية مفتوحة المصدر مع متحكم دقيق يُبرمج عن طريق الحاسوب وهو مصمم لتسهيل استخدام الإلكترونيات التفاعلية في المشاريع متعددة التخصصات و يُستخدم الاردوينو بصورة أساسية في تصميم المشاريع الإلكترونية التفاعلية أو المشاريع التي تستهدف بناء حساسات بيئية مختلفة كم يّمكن توصيل الآردوينو ببرامج مختلفة على الحاسوب و يعتمد في برمجته على لغة البرمجة مفتوحة المصدر بروسيسنج وتتميز الأكواد البرمجية الخاصة بلغة الاردوينو أنها تشبهه لغة ++C ، -أنواع الاردوينو: يوجد العديد من أنواع الاردوينو نذكر منها: 1-أردوينو اونو(Arduino Uno): 2-أردوينو نانو(Arduino Nano): عبارة عن اردوينو صغير و بحجم خفيف و مناسب للأعمال ذات المساحة المحدودة. 3-أردوينو ميجا(Arduino Mega): يحتوي على عدة مداخل و مخارج و مناسب جدا للمشاريع المعقدة و الكبيرة. 4-أردوينو ليناردو(Arduino Leonardo): -مميزات الأردوينو: 1-سهولة الاستخدام: يتيح الأردوينو للمبتدئين برمجة وتشغيل الأجهزة الإلكترونية بشكل سهل وبسيط دون الحاجة إلى خلفية برمجية عميقة و أيضا صار أسهل الان بسبب توفر الذكاء الاصطناعي. 2-بيئة برمجية مفتوحة المصدر: يمكن للمستخدمين الوصول إلى كود البرمجة وتعديله وفقًا لاحتياجاتهم، مما يسهم في المشاركة الواسعة وتحسين النظام. 3-توسعة مكتبات البرمجة: يوفر الأردوينو مكتبات برمجية متنوعة تسهل عمليات البرمجة وتوفر واجهات برمجية جاهزة للاستخدام مع مختلف الأجهزة. 4-توافق مع مكونات متنوعة: يمكن توصيل الأردوينو بمجموعة واسعة من الحساسات والمحركات والشاشات وغيرها من المكونات الإلكترونية. 5-تكامل الهاردوير والسوفتوير: يتيح تصميم الأردوينو تكامل فعال بين الجزء الهاردوير (الدوائر الإلكترونية) والجزء السوفتوير (البرمجة) مما يسهل على المستخدمين فهم كيفية عمل الأنظمة. -مكونات الاردوينو: 1-اللوحة(Bord): لوحة الدائرة الرئيسية التي تحتوي على المكونات الإلكترونية والموصلات ووحدة التحكم الدقيقة. 2-وحدة التحكم الدقيق(Microcontroller): هي عبارة عن رقاقة صغيرة تحتوي على معالج ومكونات أخرى متكاملة و تستخدم لتحكم وتنظيم الإشارات الإلكترونية في المشاريع. 3-منفذUSB: يستخدم لتوصيل الاردوينو بالكمبيوتر للبرمجة والتفاعل. 4-مقبس الطاقة(Power Jack): منفذ لتوصيل مصدر طاقة خارجي بالاردوينو. 5-منظم الجهد(Voltage Regulator): شريحة تساعد على تحديد وتنظيم الجهد الكهربائي المستخدم لتشغيل اللوحة. 6-الرؤوس(Headers): موصلات لتوصيل الأسلاك والمكونات الإلكترونية الأخرى.

● الفصل الثالث ●
1-المقدمة:
في الفصل الثالث نقوم بشرح مفصل للمشروع التطبيقي بحيث سنرى النموذج العام للمشروع بمكوناته الأساسية و ذلك من أجل الحصول على دارة إلكترونية كاملة و دقيقة ،تسمح لنا بالتحكم في منظومة (التحكم في مستوى الماء في الخزان بإستعمال حساس الموجات فوق الصوتية HC-SR04 Ultrasonic sensor
) بطريقة اوتوماتيكية.
2-النموذج العام للمشروع:
.
.
.
.
.
.
.
.
.
3-الشكل الصندوقي:
مخطط الشكل الصندوقي لنظام التحكم في خزان الماء بحساس الموجات فوق الصوتية:

4-الدارة الأساسية للنظام:
تتكون الدارة الأساسية للنظام من المكونات التالية:
● مضخة الماء(La pompe à eau ):
هي جهاز ميكانيكي يستخدم لنقل السوائل و في العادة يستخدم لنقل المياه من مكان لأخر عن طريق زيادة ضغط السائل و تزويده بالطاقة لينتقل من مكان لأخر سواء كانت الوجهة من الأسفل إلى الأعلى أو من مكان لأخر و الطاقة المستخدمة ضروري أن تكون كافية للتغلب على قوى الجاذبية ،و للمضخة أنواع عديدة نذكر منها:
بالطبع:
1-مضخات الطرد المركزي(Pompes centrifuges): تستخدم لنقل المياه عبر توليد قوة الطرد المركزي، حيث يتم سحب السائل نحو مركز المضخة ويطرح خارجها بفعل القوة المركزية.

2-مضخات الطرد المحوري(Pompes axiales): تتميز بتصميم يسمح بضخ كميات كبيرة من المياه بضغط منخفض و تستخدم في تطبيقات مثل ري المزارع.

3-مضخات الغطاس(Pompes submersibles): تكون موضوعة داخل السائل الذي يجب نقله و تستخدم على نطاق واسع في الآبار العميقة وتطبيقات الصرف الصحي.
أما المضخة المستخدمة في المشروع فهي تنتمي للنوع الثالث و هي مضخة ماء صغيرة و و تعمل على جهد من 3 إلى 6 فولت.
● الاردوينو(Arduino):
هو لوح تطوير إلكتروني يتكون من دارة إلكترونية مفتوحة المصدر مع متحكم دقيق يُبرمج عن طريق الحاسوب وهو مصمم لتسهيل استخدام الإلكترونيات التفاعلية في المشاريع متعددة التخصصات و يُستخدم الاردوينو بصورة أساسية في تصميم المشاريع الإلكترونية التفاعلية أو المشاريع التي تستهدف بناء حساسات بيئية مختلفة كم يّمكن توصيل الآردوينو ببرامج مختلفة على الحاسوب و يعتمد في برمجته على لغة البرمجة مفتوحة المصدر بروسيسنج وتتميز الأكواد البرمجية الخاصة بلغة الاردوينو أنها تشبهه لغة ++C ، C و تستعمل أيضا لغات برمجة أخرى كالجافا سكريبت و البايثون و تعتبر من أسهل لغات البرمجة المستخدمة في كتابة برامج المتحكمات الدقيقة.
-أنواع الاردوينو:
يوجد العديد من أنواع الاردوينو نذكر منها:
1-أردوينو اونو(Arduino Uno):
هو النوع الأكثر إنتشار و يحتوي على مداخل و مخارج رقمية و تماثلية.
2-أردوينو نانو(Arduino Nano):
عبارة عن اردوينو صغير و بحجم خفيف و مناسب للأعمال ذات المساحة المحدودة.
3-أردوينو ميجا(Arduino Mega):
يحتوي على عدة مداخل و مخارج و مناسب جدا للمشاريع المعقدة و الكبيرة.
4-أردوينو ليناردو(Arduino Leonardo):
أردينو مخصص لأعمال(تطبيقات) المحاكاة.
-مميزات الأردوينو:
1-سهولة الاستخدام: يتيح الأردوينو للمبتدئين برمجة وتشغيل الأجهزة الإلكترونية بشكل سهل وبسيط دون الحاجة إلى خلفية برمجية عميقة و أيضا صار أسهل الان بسبب توفر الذكاء الاصطناعي.

2-بيئة برمجية مفتوحة المصدر: يمكن للمستخدمين الوصول إلى كود البرمجة وتعديله وفقًا لاحتياجاتهم، مما يسهم في المشاركة الواسعة وتحسين النظام.

3-توسعة مكتبات البرمجة: يوفر الأردوينو مكتبات برمجية متنوعة تسهل عمليات البرمجة وتوفر واجهات برمجية جاهزة للاستخدام مع مختلف الأجهزة.

4-توافق مع مكونات متنوعة: يمكن توصيل الأردوينو بمجموعة واسعة من الحساسات والمحركات والشاشات وغيرها من المكونات الإلكترونية.

5-تكامل الهاردوير والسوفتوير: يتيح تصميم الأردوينو تكامل فعال بين الجزء الهاردوير (الدوائر الإلكترونية) والجزء السوفتوير (البرمجة) مما يسهل على المستخدمين فهم كيفية عمل الأنظمة.
-مكونات الاردوينو:

1-اللوحة(Bord): لوحة الدائرة الرئيسية التي تحتوي على المكونات الإلكترونية والموصلات ووحدة التحكم الدقيقة.

2-وحدة التحكم الدقيق(Microcontroller): هي عبارة عن رقاقة صغيرة تحتوي على معالج ومكونات أخرى متكاملة و تستخدم لتحكم وتنظيم الإشارات الإلكترونية في المشاريع.

3-منفذUSB: يستخدم لتوصيل الاردوينو بالكمبيوتر للبرمجة والتفاعل.

4-مقبس الطاقة(Power Jack): منفذ لتوصيل مصدر طاقة خارجي بالاردوينو.

5-منظم الجهد(Voltage Regulator): شريحة تساعد على تحديد وتنظيم الجهد الكهربائي المستخدم لتشغيل اللوحة.

6-الرؤوس(Headers): موصلات لتوصيل الأسلاك والمكونات الإلكترونية الأخرى.

7-مؤشرات LED: الأضواء التي تشير إلى الحالة التشغيلية للوحة أو أنشطة محددة.

8-زر إعادة الضبط(Reset Button): يسمح بإعادة تشغيل Arduino أثناء البرمجة.