سنقوم في هذا المشروع بصنع آلة تبريد يمكن استخدامها لتبريد المشروبات باستخدام مستشعر الحرارة وقطع الكترونية أخرى.
مشروع آلة التبريد
Tutorial Category: MakeBlock
جميع مشاريع ودروس MakeBlock
مشروع المروحة الذكية
سنقوم في هذا المشروع بعمل مروحة ذكية تعمل عند عند الاقتراب منها لمسافة محددة وتزداد سرعتها كلما اقتربت منها أكثر
الأدوات المطلوبة
القطع المطلوبة
طريقة التوصيل
قم بتوصيل مستشعر الموجات فوق الصوتية بالمنفذ رقم 3
وقم بتوصيل المروحة (Me 130 dc motor) بأحد المنفذين المخصصة للمحركات كما هو موضح بالصورة
لاحظ أنك إذا قمت بتوصيل في المنفذ M1 على اللوحة الرئيسية فستعتمد M1 عند كتابة الكود البرمجي.
برمجة المشروع
نقوم بدايةً بإنشاء متغير Distance وتعيينه لتخزين قراءة مستشعر الموجات فوق الصوتية
نقوم بإضافة جملة شرطية if.. else
لتحديد المسافة التي تبدأ عندها المروحة بالدوران وهنا اخترنا أن تكون أقل من 70 سم
ننشئ متغيرًا باسم speed ونقوم بتعيينه ليتغير قيمته وفق المسافة
أضفنا عبارة رياضية وهي أن تكون السرعة حاصل طرح المسافة من 150
وبذلك ستتغير السرعة وفق المسافة
كلما كانت المسافة صغيرة تزداد السرعة
بعد else نضع سرعة المحرك M1 تساوي صفر ليتوقف إذا كانت المسافة أكبر من 70
الكود البرمجي
للمزيد من المعلومات حول الكود يمكنك الرجوع إلى درس جولة حول الأوامر البرمجية.
مشروع محاكاة إشارة المرور
سنقوم في هذا المشروع بدمج عدة عناصر إلكترونية لمحاكاة إشارة المرور مثل إضاءة RGB ومحرك سيرفو ووحدة عرض 7-segment
الأدوات المطلوبة
حقيبة المخترع (Inventor Kit)
تركيب الدائرة
سنستخدم في هذا المشروع القطع الالكترونية التالية:
نلاحظ أن منافذ محرك السيرفو تختلف عن منافذ لوحة (Orion (RJ25 لذلك نستخدم محول RJ25 الذي يقوم بتحويل المنافذ القياسية Rj25 إلى 6 دبابيس لتتوافق مع العناصر الالكترونية الأخرى مثل محرك السيرفو في هذا المشروع.
طريقة التوصيل
| المنفذ | القطعة الالكترونية |
| منفذ 4 | وحدة عرض 7-segment |
| منفذ 8 | RGB LED |
| منفذ 6 | محول RJ25 |
ويتم توصيل محرك السيرفو بمحول RJ25
برمجة المشروع
سنقوم ببرمجة المشروع بحيث تكون الإضاءة حمراء لمدة 10 ثوان ويكون ذراع محرك السيرفو على زاوية 180 درجة
ليمنع السيارات من العبور
يبدأ العد التنازلي يظهر على وحدة عرض 7-segment من 10 إلى 0
ثم تتحول الإضاءة إلى الأخضر ويتحرك ذراع محرك السيرفو إلى 90 درجة ليسمح للسيارات بالعبور
في البداية سننشيء متغير second ليمثل عدد الثواني في العداد
قم بتعيين قيمة المتغير second على عدد الثواني التي سيبدأ بها العد التنازلي
10هنا اخترنا أن يبدأ العداد من
لنجعل العدد يتناقص سنستخدم الأمر التالي
وليكون مقدار التناقص كل ثانية سنستخدم الأمر wait
خلال العد التنازلي نريد أن يظهر العداد على وحدة 7-segment
وكذلك تكون الإضاءة حمراء
وأن يكون الحاجز مغلقا لمنع مرور السيارات أي يكون ذراع محرك السيرفو على زاوية 180 درجة
سنضع هذه الأوامر داخل حلقة Repeat until
ستتكرر الأوامر داخل الحلقة إلى أن يصل العداد إلى الصفر أي يتحقق الشرط الذي تم وضعه في الأمر البرمجي Repeat until
عند وصول العداد إلى الصفر سنعيد تعيينه ليبدأ العد من 10 أي عند فتح الإشارة والحاجز
سنستخدم الأمر if then
ونضع الشرط إذا كانت الثواني = 0
وعند تحقق هذا الشرط نريد أن تكون الإضاءة خضراء (green=60)
ويتم فتح المزلاق أيتحرك ذراع السيرفو إلى 90 درجة
كذلك نضيف الأمر الذي يظهر العد التنازلي في وحدة عرض 7-segment
بعد مرور هذه العشر ثوان سنستخدم أمر تعيين العداد مرة أخرى ليستمر في تكرار فتح إشارة المرور وغلقها
الكود البرمجي
لمزيد من المعلومات حول الأوامر البرمجية الأخرى يمكنك الرجوع إلى درس جولة حول الأوامر البرمجية
التحكم بالروبوت عبر الأوامر الصوتية
سنقوم في هذا المشروع باستخدام مستشعر الصوت الموجود في اللوحة الرئيسية Auriga لروبوت Ranger
لبرمجة روبوت يستجيب للأوامر الصوتية
الأدوات المطلوبة
Sound Sensor مستشعر الصوت
يمكن أن نقول بأن مستشعر الصوت هو عبارة عن مايكروفون صغير يقوم بتحويل الصوت إلى إشارة كهربائية، ويعطي قيمة تتراوح بين 0-1023. تختلف القيمة باختلاف المحيط الذي نقوم بتشغيل الروبوت فيه
لا يستطيع مستشعر الصوت التمييز بين الكلمات لكن يستطيع التمييز بين الأصوات المرتفعة والمنخفضة التي تقع في المدى الخاص به. كلما كانت شدة الصوت أعلى كانت الإشارة الكهربائية أكثر
تحديد مدى قراءة المستشعر
قبل أن نقوم بكتابة البرنامج نحتاج أولا إلى عمل اختبار صغير لمعرفة المدى الذي يقرأ فيه المستشعر، والقراءات التي يعطيها عند التصفيق أو الكلام أو أي أصوات أخرى.
نقوم أولا بتوصيل الروبوت إلى الحاسوب عن طريق الكيبل.
قم بانشاء متغير Sound
اختيار الأمر say وتعيينه على مستشعر الضوء
ووضع الأمر داخل حلقة forever
ستظهر قراءة المستشعر على الشاشة
نلاحظ أن القيمة تتغير بسرعة كبيرة جدا وبهذا يصعب تحديد أعلى قيمة وأقل قيمة، لذا سنضيف متغيرين آخرين
Max ليمثل أعلى قيمة، و Min ليمثل أقل قيمة
سنقوم بتعيين المتغيرين على قراءة مستشعر الصوت
ونقوم كذلك بتعيين المتغير Sound لقراءة مستشعر الصوت
في البداية ستكون Max = Min
داخل حلقة forever ستتغير قيمة المتغير Sound
ولتحديد أعلى وأقل قيمة نستخدم if ..then
بحيث إذا كانت قيمة sound أكبر من قيمة max
يتم إعادة تعيين قيمة max إلى هذه القيمة كأعلى قيمة
ويتم إعادة تعيين قيمة min إلى أقل قيمة تمت قراءتها في المتغير Sound
الكود البرمجي
سنقوم ببرمجة الروبوت بحيث يتراجع للوراء عند التصفيق أو إعطاءه أي أمر صوتي
سنأخذ بالاعتبار القيم التي حصلنا عليها من الكود السابق، لاستخدامها في كتابة كود الروبوت الجديد
نقوم بفتح صفحة جديدة في برنامج mBlock
وانشاء متغير Sound وتعيينه لقراءة مستشعر الصوت في اللوحة الرئيسية
نقوم بإضافة شرط if then
بحيث إذا كانت قراءة مستشعر الصوت أعلى من قيمة معينة يتحرك الروبوت للخلف
لتحديد هذه القيمة نعود إلى القيم التي حصلنا عليها من الكود السابق
نلاحظ في الصورة أن قيمة max = 184 وهذه القيمة تم تسجيلها قبل إصدار أي صوت
مما يعني أنه عند التصفيق مثلا ستكون قيمة المستشعر أكبر من هذه القيمة
إذا كانت قيمة القراءة أقل، يتم تنفيذ الأوامر بعد else وهو التحرك للأمام
الكود البرمجي:
قم بتجربة إضافة أوامر برمجية تقوم بإضاءة LED عند التصفيق
لمزيد من المعلومات حول الأوامر البرمجية الأخرى قم بالرجوع لدرس جولة حول الأوامر البرمجية
روبوت السومو
مصارعة السومو من الفنون القتالية اليابانية القديمة، سنقوم في هذا المشروع ببرمجة الروبوت ليكون جاهزًا للمشاركة بحيث يقوم الروبوت بالبحث عن الخصم في مساحة محددة بواسطة مستشعر الموجات فوق الصوتية وعندما يجده يقوم بالهجوم على الروبوت الخصم.
الأدوات المطلوبة:
mBot Kit (عدد 2)
فكرة المشروع
سنقوم في هذا المشروع باستخدام مستشعر الموجات فوق الصوتية ووحدة تتبع المسار. بحيث يتحرك الروبوت على ساحة المعركة دون الخروج من الحدود المرسومة باللون الأسود باستخدام مستشعر تتبع المسار.
يعطي المستشعر قراءة تساوي 3 إذا كان على سطح أبيض وقراءة تساوي 0 إذا كان على سطح أسود، وقيم تساوي 1 أو 2 إذا كانت إحدى جهتي المستشعر على اللون الأسود والأخرى على الأبيض. لفهم كيفية عمل مستشعر وحدة المسار راجع مشروع روبوت تفادي السقوط
خلال حركة الروبوت على الطاولة يقوم بالبحث عن الخصم باستخدام مستشعر الموجات فوق الصوتية
عندما يكون الخصم على مسافة قريبة تصطدم به الموجات فوق الصوتية وترتد إلى الروبوت فيتم رصد الخصم والهجوم عليه بزيادة السرعة.
لفهم كيفية عمل مستشعر الموجات فوق الصوتية راجع مشرع الروبوت متتبع الكائنات
| رصد حافة الطاولة | رصد الخصم | الفعل |
| نعم | نعم | الانعطاف يمينًا أو يسارًا |
| نعم | لا | الانعطاف يمينًا أو يسارًا |
| لا | نعم | زيادة السرعة (هجوم) |
| لا | لا | التحرك للأمام |
الكود البرمجي
سنحتاج عند برمجة روبوت السومو إلى وضع الأوامر باعتبار قراءة مستشعر تتبع المسار ومستشعر الموجات فوق الصوتية.
سنقوم بدايةً بوضع مجموعة من الأوامر داخل حلقة تكرار Repeat until ، يقوم هذا الأمر بتنفيذ الأوامر التي بداخل الحلقة إلى أن يتحقق الشرط الذي يتم وضعه
وهنا قمنا باختيار الشرط أن تساوي قراءة مستشعر تتبع المسار 3
(عندما تكون القيمة 3 فذلك يعني أن كلا المستشعرين في وحدة تتبع المسار على سطح أبيض أي أن الروبوت لم يصل لحافة ساحة القتال)
الأوامر التي بداخل حلقة repeat until ستعتمد على المسافة على قراءة مستشعر الموجات فوق الصوتية ، أي إذا كان الروبوت يسير على السطح الأبيض سننتقل لاختبار شرط المسافة
وهو إذا كانت المسافة بين الروبوت والخصم أقل من 12 سم سيقوم بالهجوم عليه عن طريق زيادة السرعة إلى 255، وإن لم تكن المسافة كذلك يستمر الروبوت في الحركة للأمام بسرعة متوسطة
نعود إلى شرط مستشعر تتبع المسار
إذا تحقق الشرط أن القراءة أصغر من 3، فذلك يعني أن الروبوت لم يعد على السطح الأبيض أي وصل إلى حافة ساحة القتال
فهنا يتم تنفيذ الأوامر بعد else، وهي الحركة للخلف لمدة ثانيتين وفائدة الأمر wait أن يسمح له بالرجوع مسافة كافية تمكنه من الانعطاف
بعد أن يعود الروبوت للخلف هل ينعطف يمينا أو يسارًا؟
ليتمكن الروبوت من اتخاذ القرار
سنستخدم الأمر pick random من 1 إلى 10
وهذا الأمر يقوم في كل مرة بأخذ رقم عشوائي بين العددين اللذان تم اختيارهما
وتبعا لهذا الرقم قمنا بوضع شرط إذا كان الرقم أقل من 5 ينعطف الروبوت لليمين
وإلا فينعطف لليسار
قمنا بوضع أمر التأخير الزمني.wait ليكون لدى الروبوت زمن كافي للانعطاف
الكود البرمجي
بذلك سيكون الروبوت جاهزًا للمشاركة في مسابقة السومو قم بتنزيل الكود على روبوت آخر لتبدأ المنافسة.
لمزيد من المعلومات حول الأوامر البرمجية الأخرى يمكنك مراجعة درس جولة حول الأوامر البرمجية.
مصباح الطاولة الذكي
سنقوم في هذا المشروع بعمل مصباح طاولة ذكي باستخدام مستشعر الحركة بحيث يضيء المصباح عند استشعار الحركة ويُطفأ عند عدم وجود حركة
الأدوات المطلوبة
تركيب الدائرة
سنستخدم في هذا المشروع القطع التالية
طريقة التوصيل
| المنفذ | القطعة الالكترونية |
| منفذ3 | RGB LED |
| منفذ4 | مستشعر الحركة PIR |
| منفذ6 | المقاومة المتغيرة Potentiometer |
برمجة المشروع
سنقوم ببرمجة المشروع بحيث يمكن التحكم بإضاءة RGB بطريقتين، إما التحكم بشدة الإضاءة عن طريق المقاومة المتغيرة وإما باستخدام مستشعر الحركة بحيث يضيء المصباح عند استشعار الحركة ويُطفأ عند عدم وجود حركة.
سنقوم بدايةً بإنشاء متغيرين
الأول ولنسميه LEDcount للتحكم بالإضاءة التدريجية حيث تحتوي وحدة RGB على 4 LED
وسنسمي المتغير الآخر Brightness للتحكم في شدة الإضاءة
يعطي مستشعر الحركة قيمتين إما 0 عند عدم وجود حركة أو 1 عند رصد الحركة
نضع جملة شرطية if then بحيث عند رصد الحركة (قراءة المستشعر = 1) تتم إضاءة RGB بشكل تدريجي
يتم تعيين المتغير LEDcount على القيمة 0
نختار أن يتم تغير القيمة بقيمة 1 تدريجيا لتتم الإضاءة تدريجيا
للتحكم في شدة الإضاءة عبر المقاومة المتغيرة potentiometer
نستخدم الأمر البرمجي if…the.. else
ونقوم بوضع شرط بحيث يحدد أقل وأعلى قيمة للمقاومة
أقل قيمة = 0 ، أعلى قيمة = 975
نقوم بتعيين قيمة المتغير Brightness لقراءة قيمة المقاومة المتغيرة potentiometer
أعلى شدة لإضاءة RGB تساوي 255
لذلك سنقوم بقسمة قيمة المقاومة على 4 لنحصل على قيم بين 0 – 255
ومن ثم تعيين قيمة شدة LED وفق قيمة المتغير Brightness
بعد الأمر else نعين الإضاءة على 0 أي مطفأة
الكود البرمجي
للمزيد من المعلومات حول الكود يمكنك الرجوع لدرس جولة حول الأوامر البرمجية
روبوت تفادي السقوط
قد تتطلب بعض المهام إرسال الروبوت للاستكشاف في بعض الأماكن الخطرة أو المرتفعة. في هذا المشروع سنقوم ببرمجة روبوت يتفادى السقوط من على الأسطح التي يسير عليها باستخدام وحدة تتبع المسار.
الأدوات المطلوبة:
وحدة تتبع المسار Line Follower
تتكون وحدة تتبع المسار من مستشعرين كل مستشعر يتكون من مصدر للأشعة تحت حمراء (LED) ومستقبل لهذه الأشعة
فكرة عمل مستشعر تتبع المسار تقوم على إطلاق أشعة تحت حمراء ورصد انعكاسها
عند سير الروبوت على الأسطح البيضاء فإن معظم الأشعة تنعكس من على السطح ويتم رصدها
أما عند سير الروبوت على الأسطح السوداء فإن اللون الأسود يمتص معظم الأشعة فلا ينعكس إلا مقدار بسيط منها إلى المستشعر
الأمر البرمجي لقراءة وحدة تتبع المسار
يعطي قيم بين 0 – 3 بناء على الحالات التالية
| الحالات | قيمة القراءة | المستشعر الأيمن | المستشعر الأيسر |
| كلا المستشعرين على اللون الأسود | 0 | ||
| المستشعر الأيسر فقط على اللون الأسود | 1 | ||
| المستشعر الأيمن فقط على اللون الأسود | 2 | ||
| كلا المستشعرين على اللون الأبيض | 3 |
برمجة الروبوت
تستخدم وحدة تتبع المسار لبرمجة الروبوتات لتتبع مسارات معينة يتم رسمها باللون الأسود
في هذا الدرس سنستخدم وحدة تتبع المسار لرصد حواف السطح الذي يتحرك عليه الروبوت ويتفادى السقوط من عليه
سنقوم ببرمجة الروبوت بحيث يتحرك على طاولة بيضاء وينعطف يمينا عند الوصول إلى حافة الطاولة.
نقوم أولا بإنشاء متغير edge
نقوم بتعيين قيمة المتغير لتخزين قراءة وحدة تتبع المسار
نستخدم الجملة الشرطية if else بحيث
إذا كانت قيمة قراءة المستشعر تساوي 3 يتم تنفيذ الأمر التالي وهو التحرك للأمام
عندما تكون القراءة 3 فذلك يعني أن كلا المستشعرين في وحدة تتبع المسار على اللون الأبيض
عندما يصل الروبوت إلى حافة الطاولة لن يكون كلا المستشعرين على اللون الأبيض وبالتالي لن تكون قراءة المستشعر تساوي3
فيقوم الروبوت بتنفيذ الأوامر المكتوبة بعد الأمر else
وهي التحرك للخلف لمدة ثانيتين ثم الانعطاف نحو اليمين
نقوم بوضع أمر التأخير الزمني wait بعد أمر التحرك للخلف لكي نسمح للروبوت بالرجوع مسافة كافية حتى يتمكن من الانعطاف
ونضيف wait بعد أمر الانعطاف لليمين لتحديد مقدار الانعطاف ستحتاج إلى تغيير القيمة حسب شكل وحجم الطاولة التي لديك
الكود البرمجي:
لمعلومات أكثر حول الأوامر البرمجية الأخرى يمكنك العودة إلى درس جولة حول الأوامر البرمجية.
تحدي الروبوت
قم ببرمجة روبوت يتفادى السقوط من الطاولة وفي نفس الوقت يتفادى الاصطدام بأي حاجز على الطاولة.
يمكنك مراجعة مشروع روبوت تتبع الكائنات لمعرفة كيفية استخدام مستشعر الموجات فوق الصوتية لتفادي الحواجز.
مشروع الاتصال اللاسلكي IR
تحتوي لوحة التحكم mCore على LED (مُرسل IR Emitter) تقوم بإرسال أشعة تحت حمراء تحمل المعلومات المراد إرسالها
وتحتوى اللوحة كذلك على عنصر مستقبل لهذه الأشعة (IR Receiver).
سنقوم في هذا الدرس بعمل اتصال لاسلكي بين لوحتين mCore بحيث يقوم الروبوت الأول بالتوقف عند الحواجز وإرسال أمر إلى الروبوت الآخر بالتوقف أيضًا.
الأدوات المطلوبة:
mBot Kit (عدد 2)
الاتصال عبر الأشعة تحت الحمراء IR Communication
يعتبر الاتصال عبر الأشعة تحت الحمراء من التقنيات الشائعة للتواصل بين الأجهزة مثل المستخدمة في الريموت كونترول للتحكم بقنوات التلفاز ، تحمل الأشعة تحت الحمراء والتي لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة المعلومات المراد إرسالها المستقبل.
تحتوي مجموعة الأوامر البرمجية لروبوت mBot على أمرين متعلقين بالاتصال اللاسلكي
الروبوت المُرسل
يتم تعيين أحد الروبوتات كمُرسل
وكتابة الرسالة داخل الأمر البرمجي send mBot’s message
يكفي أن تحتوي الرسالة على أحد الأحرف ويجب أن تكون قيمة ثابتة حيث لا يمكن للروبوت إرسال قيمة متغيرة (مثل قراءة مستشعر) كما لا يمكن للروبوت المستقبل استخدام القيم المتغيرة لآداء وظائف أخرى
في هذا المشروع سنقوم ببرمجة الروبوت الأول لتفادي الحواجز بحيث عندما يقترب من حاجز ما يتوقف ويرسل رسالة إلى الروبوت الآخر بالتوقف كذلك.
بدايةً نقوم بوضع أمر الحركة للأمام داخل حلقة forever وإضاءة LED على وضع الإطفاء
سيتحرك الروبوت للأمام فور تشغيله
نقوم بإنشاء متغير Distance وتعيينه لقؤاءة مستشعر الموجات فوق الصوتية
نقوم بإضافة شرط (if then)لتحديد المسافة التي يتوقف عندها الروبوت إذا واجه أحد الحواجز
إذا كانت المسافة بين الروبوت والحاجز أقل من 20 يتوقف الروبوت (السرعة صفر) ويرسل رسالة عبر الأشعة تحت الحمراء IR
ويعطي إضاءة LED باللون الأحمر لتتم معرفة أن الروبوت أرسل رسالة
الكود البرمجي للروبوت المُرسل
يجب وضع الأوامر البرمجية المتعلقة بالاتصال اللاسلكي داخل loop ليتم إرسال واستقبال الرسائل في نفس الوقت
ملاحظة: إذا قمت بوضع الأمر البرمجي للإرسال داخل حلقة Repeat لإرسال رسائل متتالية سيتوقف الروبوت الآخر عن الاستجابة بعد فترة ، لتفادي ذلك قم بإضافة تأخير زمني بين إرسال الرسائل باستخدام الأمر wait
الروبوت المستقبل
تتغير وظيفة الروبوت المُستقبل عند استلام الرسالة التي يرسلها الروبوت الأول
يجب كتابة الرسالة داخل علامتي تنصيص double quote ليعمل البرنامج بشكل صحيح
سنستخدم الجملة الشرطية if ونضع بداخلها مجموعة الأوامر التي يقوم بها الروبوت المُستقبل عند استلام الرسالة
أي إذا استلم الروبوت الرسالة من الروبوت الأول (المُرسل) سيتم تنفيذ الأوامر البرمجية المبنية على هذه الرسالة
في هذا المشروع سنقوم ببرمجة الروبوت المُستقبِل على أن يتحرك للأمام إلى أن يستقبل رسالة من الروبوت الأول فيتوقف ويعطي وميض ضوئي أخضر
برمجة الروبوت المستقبِل
بدايةً نقوم بوضع أمر الحركة للأمام داخل حلقة forever وإضاءة LED على وضع الإطفاء
سيتحرك الروبوت للأمام فور تشغيله
نقوم بإضافة شرط if else
بحيث إذا استقبل الروبوت الرسالة من الروبوت الأول (a) يقوم بتنفيذ الأوامر التالية في الكود
وهي التوقف عن الحركة باستخدام أمر الحركة واختيار السرعة 0
لإعطاء وميض ضوئي أخضر نقوم بوضع أمر إضاءة LED
واختيارقيمة معينة للون الأخضر
ثم وضع نفس الأمر على وضع الإطفاء (جميع الألوان على القيمة 0)
ووضع أمر التأخير الزمني wait بينهم لنتمكن من ملاحظة الوميض
بعد الأمر else أي إذا لم يستقبل الروبوت رسالة من الروبوت الأول
يعاود الحركة ويطفئ إضاءة LED
الكود البرمجي للروبوت المستقبِل
لمعلومات أكثر حول الأوامر البرمجية الأخرى التي تم استخدامها في الكود راجع درس جولة حول الأوامر البرمجية.
مشروع روبوت تتبع الكائنات
في هذا المشروع سنقوم بعمل روبوت يتحرك متتبعا الأجسام القريبة منه ، حيث يتحرك للأمام ويتتبع الجسم إذا كان قريبا بمسافة معينة بينما يتحرك للخلف إذا أصبح الجسم قريبا جدًا ليتفادى الاصطدام
تعتمد فكرة الروبوت على أساس قياس المسافة باستخدام مستشعر الموجات فوق الصوتية بين الروبوت والجسم الذي أمامه ومن ثم التحرك وفق هذه المسافة.
الأدوات المطلوبة:
مستشعر الموجات فوق الصوتية (Ultrasonic Sensor)
يقوم مستشعر الموجات فوق الصوتية بقياس المسافة حيث يقوم باطلاق موجات صوتية عالية التردد لا يمكن للأذن البشرية سماعها وعند اصطدام هذه الموجات بجسم ما ترتد على شكل صدى Echo ،عند ارتداد هذه الموجات يتم حساب الزمن الذي استغرقته للعودة إلى المستشعر وحساب المسافة.
يعتمد الخفاش لتحديد مساره على نفس المبدأ فإنه يقوم بإرسال موجات فوق صوتية وعند اصطدامها بالأشجار والمباني ترتد إليه ويتمكن من تغيير اتجاه طيرانه دون الحاجة إلى حاسة الإبصار.
برمجة الروبوت
سنقوم بكتابة برنامج للروبوت بحيث يتحرك للأمام متتبعا للجسم الذي أمامه عند مسافة محددة وإذا أصبحت المسافة صغيرة جدا يتحرك الروبوت للخلف متفاديا للاصطدام
في البداية سنقوم بإنشاء متغير باسم Distance وتعيينه لتخزين قراءة مستشعر الموجات فوق الصوتية
نقوم بتحديد المسافة التي يتتبع خلالها الروبوت الجسم الذي أمامه ويتحرك للأمام
باستخدام الأمر البرمجي if else
إذا كانت المسافة أكبر من 12 سم أو أقل من 30 سم
يتحرك الروبوت للأمام بسرعة 100
وتبقى إضاءة LED مطفأة
باستخدام الأمر البرمجي if else
إذا كانت المسافة أكبر من 12 سم أو أقل من 30 سم
يتحرك الروبوت للأمام بسرعة 100
وتبقى إضاءة LED مطفأة
نقوم بوضع شرط آخر تحديد المسافة التي يتحرك فيها الروبوت للخلف Backward وهنا قمنا بتحديد إذا كانت أقل من 12 سم
داخل أمر التكرار Repeat كما نلاحظ في الصورة السابقة
قمنا باختيار الأمر البرمجي الذي يتحكم بإضاءة LED لإصدار وميض ضوئي
قمنا باختيارشدة إضاءة اللون الأحمر 150 ثم أضفنا أمر التأخير الزمني wait لجعل الإضاءة تفتح وتغلق كل 0.2ثانية
أضفنا كذلك أمر برمجي يقوم بتشغيل تنبيه صوتي بنغمة معينة
الكود البرمجي:
لمعلومات أكثر حول الأوامر البرمجية الأخرى يمكنك مراجعة درس جولة حول الأامر البرمجية.
قياس وعرض المسافة على وحدة 7-segment
في هذا المشروع سنقوم باستخدام مستشعر الموجات فوق الصوتية لحساب المسافة وعرضها على وحدة عرض 7-segment. يمكن أن تستخدم فكرة قياس المسافة في أنظمة الإنذار والروبوتات وغيرها.
الأدوات المطلوبة
حقيبة المخترع Inventor Kit
لوحة Orion
اللوحة الرئيسية في حقيبة المخترع هي لوحة Orion المبنية على الأردوينو تحتوي على 8 منافذ RJ25 بألوان محددة
عند توصيل المستشعرات باللوحة سنأخذ بالاعتبار هذه الألوان كدليل بحيث يحمل كل مستشعر لون أو عدة ألوان فيتم توصيله في المنفذ الذي يشمل كل هذه الألوان.
القطع المستخدمة
طريقة التوصيل
يحمل مستشعر الموجات فوق الصوتية اللون الأصفر قمنا بتوصيله بالمنفذ رقم 3 (هناك 5 منافذ أخرى يمكن توصيل المستشعر بها تحمل اللون الأصفر)
وتحمل وحدة العرض 7-segment اللون الأزرق ، قمنا بتوصيلها بالمنفذ رقم 6
(هناك 3 منافذ أخرى يمكن توصيل 7-segment بها تحمل اللون الأزرق)
برمجة المشروع
نقوم بتوصيل اللوحة Orion إلى الحاسوب عن طريق كيبل microUSB المرفق في الحقيبة
من برنامج mBlock نقوم باختيار نوع اللوحة من قائمة Boards
يقوم مستشعر الموجات فوق الصوتية بإرسال الموجات وعند اصطدامها بأي كائن ترتد إلى المستشعر ، وبذلك نستطيع حساب المسافة بين المستشعر وذلك الكائن من خلال الزمن الذي يحسبه المستشعر
المسافة = الزمن × سرعة الموجات الصوتية
نستخدم الأمر التالي لقراءة مستشعر الموجات فوق الصوتية وتحديده رقم منفذ التوصيل
لعرض البيانات على وحدة العرض 7-segment
نستخدم الأمر البرمجي التالي
ونقوم بتعيينه لعرض قراء مستشعر الموجات فوق الصوتية
الكود البرمجي
قمنا بإضاقة أمر التأخير الزمني wait
لتظهر القراءات بشكل مستقر ، جرب إزالة هذا الأمر وتشغيل الكود لمشاهدة الفرق.
لمزيد من المعلومات حول الأوامر البرمجية يمكنك الرجوع لدرس جولة حول الأوامر البرمجية
التحكم بسرعة الروبوت باستخدام مستشعر الضوء
تعد أشعة الشمس من أهم مصادر الطاقة التي تبنى عليها تطبيقات عديدة في الحياة اليومية مثل التحكم بإطفاء إنارة الشوارع أوتوماتيكيا عند شروق الشمس وتزويد الأقمار الصناعية والمركبات بالطاقة.
سنقوم في هذا المشروع ببرمجة mBot ليتم التحكم بسرعة محركات الروبوت تبعا لشدة الضوء الساقط على المستشعر . يتحرك الروبوت بسرعة أكبر كلما كانت شدة الإضاءة أعلى
الأدوات المطلوبة:
مستشعر الضوء
سنستخدم في هذا المشروع مستشعر الضوء المدمج في لوحة mCore
مستشعر الضوء عبارة عن مكوّن الكتروني يصنع من مادة شبه موصلة للكهرباء، يتغير مقدار توصيل المستشعر للكهرباء تبعًا لتغير شدة الإضاءة الساقطة على سطح المستشعر
كلما كانت شدة الإضاءة أعلى أصبحت قدرة المستشعر على توصيل الكهرباء أكبر
الكود البرمجي
سنقوم بكتابة برنامج يقوم بتخزين قراءة مستشعرالضوء ومن ثم مقارنتها بالقيم التي نقوم بتحديدها في الكود، ووفقًا لنتيجة المقارنة يتم إعطاء الأوامر للمحركات لزيادة السرعة، شرح الكود:
نقوم بإنشاء متغير باسم Light وتعيينه لتخزين قراءة مستشعر الضوء
نقوم بإضافة جمل شرطية if else
وتحديد إذا كانت قراءة المستشعر لشدة الضوء أكبر من 500 وأقل من 950
يتحرك الروبوت بسرعة 50
نضيف جملة شرطية أخرى عند زيادة شدة الإضاءة
بحيث إذا كانت قيمة قراءة المستشعر أكبر من 996 يتحرك الروبوت بسرعة 100
وبعد الأمر else
نضيف أمر التوقف باختيار السرعة 0 أي إذا لم تتحقق إحدى الشروط السابقة لشدة الإضاءة يتوقف الروبوت عن الحركة
الكود البرمجي:
يمكن مراجعة درس جولة على الأوامر البرمجية لمعلومات أكثر حول وظائف الأوامر البرمجية الأخرى
ستحتاج إلى مصباح ضوئي أو تنزيل أحد تطبيقات Flash light في هاتفك المحمول أو iPad لتجربة الروبوت.
جولة حول الأوامر البرمجية
يتواصل البشر فيما بينهم بلغات مختلفة مثل العربية والانجليزية وغيرها
وللتواصل مع الروبوتات نحتاج كذلك إلى لغات برمجة ومن أبسط لغات البرمجة المرئية هي لغة سكراتش Scratch التي سنستخدمها في برنامج mBlock لبرمجة روبوتات MakeBlock.
في هذا الدرس سنأخذ جولة على الأوامر البرمجية الأكثر استخداما في بناء الروبوتات والمشاريع المختلفة.
الأوامر البرمجية
تنقسم الأوامر البرمجية في برنامج mBlock إلى عدة أقسام منها ما هو متعلق بالحركة أو الأصوات أو التحكم وغيرها
والتي تمكننا من برمجة الرسوم المتحركة والألعاب التفاعلية.
لكن عند كتابة برنامج والرغبة في رفعه على لوحة الروبوت فإن 4 أقسام فقط من الأوامر البرمجية يمكن استخدامها
وهي المتعلقة بالبيانات والتحكم والعمليات والروبوت كما هو موضح في الصورة.
سنستعرض الآن كل قسم وأكثر الأوامر البرمجية استخدامًا.
القسم الأول: البيانات Data and Blocks
 |  | يستخدم هذا الأمر لإنشاء المتغيرات وتعيين قيمة المتغير والمتغير يمكن تشبيهه بوعاء لتخزين البيانات مثل إنشاء متغير باسم Light يقوم بتخزين قراءة مستشعر الضوء |
 | تعيين قيمة للمتغير | |
 | تغيير قيمة المتغير بمقدار معيّن | |
 | إظهار أو إخفاء قيمة المتغير |
القسم الثاني: أوامر التحكم Control
| يستخدم الأمر البرمجي wait لإضافة تاخير زمني بين أمرين برمجين |
 | يقوم هذا الأمر بتكرار الأوامر البرمجية التي توضع داخله عدد محدد من المرات |
 | If.. then يقوم هذا الأمر بالتحقق من الشرط، إذا كان الشرط صحيحا، سيتم تنفيذ التعليمات البرمجية داخل هذا الـ Block ، وإذا لم يتحقق الشرط لن يتم تنفيذها.If.. then.. else يقوم هذا الأمر بالتحقق من الشرط، إذا كان الشرط صحيحا، سيتم تنفيذ التعليمات البرمجية داخل Block if ، وإذا لم يتحقق الشرط يتم تنفيذ التعليمات البرمجية داخل else Block . |
 | يتوقف البرنامج عند الأمر البرمجي wait until حتى يتحقق الشرط الذي تم تحديده داخل الأمر Block عند تحقق الشرط يكمل البرنامج تنفيذ الأوامر التالية في الكود |
 | يتم تكرار الأوامر البرمجية التي توضع بداخل الأمر Repeat until حتى يتحقق الشرط الذي تم تحديده عند تحقق الشرط ينتقل لتنفيذ الأوامر التالية في الكود |
القسم الثالث: أوامر العمليات Operators
 | مجموعة الأوامر المتعلقة بالعمليات الحسابية (الجمع، الطرح ، الضرب، القسمة) |
 | Pick a random لاختيار رقم عشوائي من بين قيمتين مثلا بين 1 و 10 سيختار البرنامج كل مرة رقما مختلفا بين هاتين القيمتين |
 | أكبر من .. أصغر من .. يساوي تستخدم الأوامر البرمجية للمقارنة بين قيمتين مختلفتين |
 | عند استخدام And يتم تنفيذ الكود البرمجي التالي إذا تحقق كلا الشرطين |
 | عند استخدام or يتم تنفيذ الكود البرمجي التالي إذا كان أحد الشرطين صحيحا |
 | يتم استخدامه لعكس الحالة المنطقية للمعامل إذا كان الشرط صحيحا فإن العامل المنطقي not يجعله خاطئا |
القسم الرابع: أوامر الروبوت Robot
في هذا القسم تظهر الأوامر وفق نوع الروبوت الذي تم اختيار من قائمة Boards
ونوع الامتداد من قائمة Extensions
 | يشير هذا الأمر البرمجي Block إلى أن البرنامج سيتم ترجمته إلى كود أردوينو وتحميله على لوحة mCoreعند اختيار نوع الروبوت mBot. ويختلف مسمى هذا الأمر Block وفقًا لنوع لوحة الروبوت التي تستخدمها وتقوم باختيارها من قائمة Board. |
 | يقوم هذا الأمر البرمجي بإعطاء الأمر لجميع محركات الروبوت بالحركة إما للأمام أو الخلف أو لليمين أو اليسار وكذلك تحديد السرعة |
 | يستخدم لتحديد اتجاه وسرعة أحد المحركات M1 المحرك الأول M2المحرك الثاني عند اختيار السرعة قيمة موجبة (100) يتحرك للأمام عند اختيار قيمة سالبة ( -100 ) يتحرك للخلف |
 | يتم عبر هذا الأمر البرمجي التحكم بالإضاءة RGB LED المدمجة في اللوحة الرئيسية وشدة الإضاءة ودمج الألوان |
 | يستخدم هذا الأمر البرمجي عند توصيل RGB LED خارجية باللوحة الرئيسية ويتم تحديد رقم منفذ التوصيل |
 | يستخدم الأمر البرمجي play note لإصدار الأصوات مثل التنبيهات والنغمات عبر الطنان الكهربائي (Buzzer)المدمج في اللوحة الرئيسية |
 | يستخدم لقراءة مستشعر الضوء المدمج في اللوحة الرئيسية |
 | يستخدم عند توصيل مستشعر ضوء خارجي باللوحة الرئيسية بأحد المنافذ وتحديد وضع التشغيل إما On أو Off لإغلاقه |
 | يستخدم لبرمجة المفتاح (push button) المدمج في اللوحة الرئيسية تحت هذا الأمر يتم وضع الأوامر البرمجية التي يطلب من البرنامج تنفيذها عند ضغط المفتاح |
 | يستخدم هذا الأمر لقراءة مستشعر الموجات فوق الصوتية ويتم تحديد المنفذ الذي تم توصيل المستشعربه |
 | يستخدم هذا الأمرلقراءة مستشعر تتبع المسار وتحديد منفذ توصيل المستشعر |
رفع الكود على لوحة الروبوت
عند الانتهاء من بناء الكود البرمجي الخاص بك قم بتوصيل الروبوت عبر كيبل USB واختيار رقم المنفذ الخاص بالروبوت
قم باختيار القائمة Edit ثم Arduino mode
سيظهر الكود بلغة الأردوينو في يمين الشاشة، قم باختيار Upload to Arduino لرفع الكود على الروبوت
