ما الذي سنفعله

لماذا سنفعل ذلك

سنتعلم استخدام Arduino والإلكترونيات

لتفعيل آليات مشروعنا.

توجيه النشاط

سنتعلم عن Arduino ومكوناته. سنرجع إلى صندوق الأدوات للمزيد.

أولاً

ثانياً

سنتعلم كيفية بناء دائرة بسيطة مع محرك DC Motor

سنتعلم كيفية بناء دائرة بسيطة مع مصباح LED

سنتعلم كيفية بناء دائرة Arduino (LED وسيرفو)

ثالثاً

مواد الدائرة

بطارية عملة معدنية

حامل بطارية 3 فولت

أسلاك

مصابيح LED

لوحة Arduino

لوحات التجارب (Breadboard)

تتيح ربط مكونات مختلفة معاً عندما تحتاج إلى مشاركة أشياء مثل الطاقة (5V وGND).

Arduino هو كمبيوتر صغير يستخدم الكود لإخباره بما يجب فعله، مثل تشغيل الأضواء وإيقافها.

مرتفع أو منخفض

0-255 (السطوع، السرعة)

مستشعر الماء

مستشعر الانحناء

مستشعر الأشعة تحت الحمراء (IR)

مستشعر درجة الحرارة

محرك سيرفو

محرك تيار مستمر (DC)

مقاوم ضوئي

مستشعر التسارع + وحدة عصا التحكم

مقاوم حساس للقوة

مستشعر الحركة

مصباح LED

NeoPixel

مستشعر الموجات فوق الصوتية

منبّه صوتي

شاشة LCD

المخرجات (المحركات)

المدخلات (المستشعرات)

مكونات Arduino

المفردات

مفاهيم يجب فهمها

1. الدائرة الكهربائية: مسار مغلق لتدفق الكهرباء.
2. الفولتية: ضغط كهربائي يدفع التيار.
3. التيار: تدفق الكهرباء.
4. المقاومة: عائق أمام التيار، يُقاس بالأوم.
5. الشاشة التسلسلية (Serial Monitor): أداة في برنامج Arduino تعرض الرسائل المرسلة من اللوحة.

أساسيات الأجهزة

1. الطرف الرقمي (Digital Pin): يرسل أو يقرأ إشارات تشغيل/إيقاف (مرتفع أو منخفض).
2. الطرف التماثلي (Analog Pin): يقرأ مستويات فولتية متغيرة (0-1023) من المستشعرات.
3. الأرضي (GND): نقطة مرجعية في الدائرة. يجب أن تتصل بها جميع المكونات.
4. 5V / 3.3V: أطراف خرج الطاقة للمكونات.
5. المقاوم (Resistor): يحدّ من التيار في الدائرة لحماية المكونات.
6. المستشعر (Sensor): مكوّن يكتشف المدخلات المادية (الضوء، درجة الحرارة، الصوت، إلخ).
7. المحرك (Actuator): جهاز ينفذ إجراءً معيناً (مثل المحركات، مصابيح LED، المنبهات).

المفردات

مصطلحات البرمجة

Sketch -- برنامج Arduino مكتوب بلغة C/C++.

Setup() -- دالة تعمل مرة واحدة عند البداية. تُستخدم لإعداد الأشياء.

Loop() -- دالة تتكرر باستمرار طالما Arduino يعمل.

DigitalWrite() -- ترسل إشارة مرتفعة أو منخفضة إلى طرف رقمي (مثل 0/1 أو تشغيل/إيقاف)

DigitalRead()-- تقرأ إشارة مرتفعة أو منخفضة من طرف رقمي.

AnalogRead() -- تقرأ قيمة (0-1023) من طرف تماثلي.

AnalogWrite() -- ترسل إشارة PWM (0-255) إلى طرف.

Delay() -- توقف البرنامج لعدد من المللي ثانية (مثلاً لإيماض ضوء)

المتغير -- يخزن بيانات مثل الأرقام أو النصوص.

الدالة -- مجموعة من الكود تؤدي مهمة محددة.

المكتبة (Library) -- حزم كود إضافية تُضاف لاستخدام المستشعرات أو الشاشات بسهولة.

رقمي: التحكم في المكونات

تماثلي: قراءة البيانات

مستشعر الماء

مستشعر الانحناء

مستشعر الأشعة تحت الحمراء (IR)

مستشعر درجة الحرارة

محرك سيرفو

محرك تيار مستمر (DC)

مقاوم ضوئي

مستشعر التسارع + وحدة عصا التحكم

مقاوم حساس للقوة

مستشعر الحركة

مصباح LED

مستشعر الموجات فوق الصوتية

منبّه صوتي

شاشة LCD

مقياس الجهد (Potentiometer)

المدخلات الرقمية

المخرجات الرقمية

الطاقة

-

+

-

++++++++++++++++

0-255

فهم لوحة التجارب (Breadboard)

-

أولاً: تثبيت البرنامج

سنرجع إلى "تبويب الموارد" في مجلد هذا النشاط ونتعلم كيفية تثبيت برنامج Arduino

بعد تثبيت البرنامج، يمكننا الآن برمجة لوحة Arduino.

هذا هو التقسيم النموذجي للكود.

ثانياً: برمجة Arduino

بناء الجملة (Syntax)

؜ ; ... تُوضع في نهاية معظم الأسطر

{ } ...تفتح/تغلق كتلاً مثل if وsetup وloop

سنضغط على Tab لإزاحة الكود داخل { }

يُظهر هذا المثال أبسط شيء يمكننا فعله مع Arduino لرؤية مخرج مادي: سيومض مصباح LED المدمج.

الأجهزة المطلوبة

1. لوحة Arduino
2. مصباح LED
3. مقاوم 220 أوم
4. حاسوب محمول
5. برنامج Arduino

إيماض مصباح LED

سنبني الدائرة

سنخبر البرنامج بأننا وصّلنا لوحة Arduino

رابعاً: إعداد Arduino

بعد بناء الدائرة، سنوصّل لوحة Arduino بالكمبيوتر، ونشغّل برنامج Arduino (IDE) وندخل الكود.

خامساً: إدخال الكود

أول ما سنفعله هو إخبار الكود بأن مصباح LED متصل بالطرف 13. هذا يعني أننا بحاجة إلى استبدال كل LED_BUILTIN بـ 13

// the setup function runs once when you press reset or power the board

void setup() {

// initialize digital pin LED_BUILTIN as an output.

pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);

}

// the loop function runs over and over again forever

void loop() {

digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)

delay(1000); // wait for a second

digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW

delay(1000); // wait for a second

}

سادساً: تحضير الكود

إيماض مصباح LED

سنتحقق من الكود ونرفعه، ونرى كيف يبدأ مصباح LED بالإيماض.

سنغيّر وقت التأخير، يمكننا زيادة الرقم أو تقليله.

١ ثانية

فهم الكود

المشروع التالي في النشاط

سنستخدم مستشعر الموجات فوق الصوتية للتحكم في سطوع ضوء LED

1. إرسال نبضة فوق صوتية
2. الاستماع للصدى
3. حساب المسافة بناءً على فارق الزمن

موارد النشاط

سنرجع إلى مجلد التفاعلية في صندوق الأدوات للاطلاع على الخطوات.

WHAT WE ARE DOING

WHY WE ARE DOING IT

learning to use Arduino and Electronics

To activate our project's mechanisms.

Activity Prompt

You will learn about Arduino and it's components! You will the toolbox for more resources.

1st

2nd

Learn how to build a simple circuit with a DC Motor

Learn how to build a simple circuit with an LED

Learn how to build an Arduino circuit ( Led & servo)

3rd

CIRCUIT MATERIALS

Coin cell battery

3v Battery Holder

Wires

LED's

Arduino Board

Breadboards

Allows you to connect different components together when you need to share things like POWER (5V and GND).

Arduino is a small computer that uses code to tell it what to do, like turning lights on and off (We use a software to program it).

High or Low

0-255 (brightness, speed)

Water Sensor

Flex Sensor

Infrared (IR) Sensor

Temperature Sensor

Servo

DC Motor

Photoresistor

Accelerometer Sensor + Joystick Module

Force Sensitive Resistor

Motion Sensor

LED

NeoPixel

Ultrasound

Buzzer

LCD Screen

OUTPUTS (Actuators)

INPUTS (Sensors)

Arduino : Components

Vocabulary

Concepts to Understand

1. Circuit: A closed path for electricity to flow.
2. Voltage: Electrical pressure that pushes current.
3. Current: Flow of electricity.
4. Resistance: Opposition to current, measured in ohms.
5. Serial Monitor: A tool in the Arduino software that shows messages sent from the board.

Hardware Basics؜

1. Digital Pin -- Sends or reads ON/OFF signals (HIGH or LOW).
2. Analog Pin -- Reads varying voltage levels (0–1023) from sensors.
3. GND (Ground) -- Reference point in the circuit. All components must connect to it.
4. 5V / 3.3V -- Power output pins for components.
5. Resistor -- Limits current in a circuit to protect components.
6. Sensor -- A component that detects physical input (light, temperature, sound, etc.).
7. Actuator -- A device that performs an action (like motors, LEDs, buzzers).

Vocabulary

؜Programming Terms

Sketch -- An Arduino program written in C/C++.

Setup() -- Function that runs once at the start. Used to initialize things.

Loop() -- Function that repeats forever while the Arduino is on.

DigitalWrite() -- Sends HIGH or LOW signal to a digital pin (like 0/1 or ON/OFF)

DigitalRead()-- Reads HIGH or LOW signal from a digital pin.

AnalogRead() -- Reads a value (0–1023) from an analog pin.

AnalogWrite() -- Sends PWM signal (0–255) to a pin.

Delay() -- Pauses the program for a number of milliseconds (like to blink a light)

Variable -- Stores data like numbers or text.

Function -- A block of code that does something specific.

Library -- Extra code packages you can add to use sensors or displays easily.

Digital: Control Components

Analog: Reads Data

Water Sensor

Flex Sensor

Infrared (IR) Sensor

Temperature Sensor

Servo

DC Motor

Photoresistor

Accelerometer Sensor + Joystick Module

Force Sensitive Resistor

Motion Sensor

LED

Ultrasound

Buzzer

LCD Screen

Potentiometer

Digital Inputs

Digital Outputs

Power

-

+

-

++++++++++++++++

0-255

Understanding Breadboard

+ -

1st Instal the Software

؜Refer to the "resources tab" in this activity folder and learn how to install the Arduino software

Once you have your program installed, you can now program you arduino board !

This is the typical breakdown of a code

2nd Arduino Programming

Synthax

؜ ; ... goes at the end of most lines

{ } ...opens/closes blocks like if, setup, and loop

Press Tab to indent code inside { }

This example shows the simplest thing you can do with an Arduino to see physical output: it blinks the on-board LED.

Hardware Required

1. Arduino Board
2. LED
3. 220 ohm resistor
4. Laptop
5. Arduino Software

BLINK LED

؜Build the Circuit

Tell the software that you have plugged your arduino

4th Set up your Arduino

؜After you build the circuit plug your Arduino board into your computer, start the Arduino Software (IDE) and enter the code.

5th Insert the Code

؜The first thing you do is to tell the code that our LED is connected to pin 13. This means you need to replace all the LED_BUILTIN to 13

// the setup function runs once when you press reset or power the board

void setup() {

// initialize digital pin LED_BUILTIN as an output.

pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);

}

// the loop function runs over and over again forever

void loop() {

digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)

delay(1000); // wait for a second

digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW

delay(1000); // wait for a second

}

6th Prepare the Code

BLINK LED

Verify and upload your code! and see how you LED starts to Blink!

Change the delay, you can increase or decrease the number!

=1 second

؜Understand the Code

next project of the activity

؜Use the ultrasound sensor to control the brightness of the LED light

1. Emitting an ultrasonic pulse
2. Listening for the echo
3. Calculating distance based on the time difference

Activity Resources

Refer to the interactivity folder in the toolbox to go over the steps!