مستشعرات الاصطدام - المهارات الرقمية - ثالث متوسط

T الدرس الثالث مستشعرات الاصطدام تُستخدم مستشعرات الاصطدام (Bumper Sensors في العديد من الروبوتات لتمكينها من اكتشاف العوائق قبل الاصطدام بها، ومثال على الروبوتات المجهزة بهذا النوع من أجهزة الاستشعار المكنسة الروبوتية، التي تستخدم مستشعرات الاصطدام لاستشعار العوائق الموجودة في محيطها. المكنسة الروبوتية المنزلية يمكن لهذه الأجهزة الروبوتية التنقل ذاتيًا لاستكشاف المكان، وتجنب الاصطدامات، وتنظيف الغبار والأوساخ، وأيضًا يمكنها العودة إلى محطة الشحن لإعادة شحن نفسها. تسمح مستشعرات الاصطدام التي تم تجهيز هذه الروبوتات بها بتعديل مسارها لتجنب الاصطدام بالعوائق، وتكون موجودة في الغالب في الجزء الأمامي من المكنسة الروبوتية المنزلية. وعندما يكتشف المستشعر جسم ما ينعطف الروبوت ويبتعد عنه. رابط الدرس الرقمي www.ien.edu.sa ونظرًا لأن منازلنا مليئة بالعقبات فقد تم تجهيز المكانس الروبوتية المنزلية بالعديد من أجهزة الاستشعار الأخرى من أجل اكتشاف بيئة المنزل والتحرك فيها. تشبه مستشعرات الجدار Wall Sensors) مستشعرات الجرف (Cliff Sensors ولكنها تعمل باتجاه معاكس فهي تُبلغ الروبوت عندما يكون قريبًا من الحائط، حتى يتمكن من تجنبه. معلومة بين تقيس مستشعرات المنحدرات (Cliff Sensors) المسافة قاعدة الروبوت والأرضية باستخدام ضوء الأشعة تحت الحمراء وتسمح للروبوت بتجنب حواف الأدراج. سُجلت أول علامة تجارية لنموذج مكنسة كهربائية روبوتية صالحة التشغيل في عام 2005. وزارة التعدي Ministry of Education 2024-1446

مستشعرات الاصطدام إن روبوت الواقع الافتراضي مزود بزوج من مستشعرات الاصطدام Bumper sensors) الأمامية وهما: مستشعر الاصطدام الأيمن (BumperRight) ومستشعر الاصطدام الأيسر (Bumpereft وهي أجهزة مزودة بمفتاح تبديل وبذلك، يمكن تشغيله أو إيقاف تشغيله. VEX VEX K VEXVA لبنة مستشعر الاصطدام Bumper Sensing) يمكنك العثور على لبنة مستشعر الاصطدام في فئة المستشعرات. لبنة (( مضغوط ؟ ( ) ( pressed)، وهي لبنة مراسل تُرجع صوابًا عندما يكون مستشعر الاصطدام مضغوطا، وذلك للمسه جدارًا أو كائنًا، وخطأ عندما لا يكون مضغوطا. يمكنك تحديد مستشعر الاصطدام الأيمن أو الاصطدام الأيسر من القائمة المنسدلة للبنة. مضغوط؟ ▾ BumperLeft BumperLeft✓ BumperRight مستشعر الإصطدام احداث BumperLeft - مضغوط؟ مستشعر المسافات الاستشعار المسافة الأمامية وجدت كاننا؟ العمليات المسافة الأمامية mm المتغيرات مستشعر العين معلومة يمكن تعيين أوامر لبنة مستشعرات الاصطدام إلى المتغيرات، أو استخدامها في العبارات المنطقية، أو استخدامها في أوامر أخرى تأخذ القيم المنطقية كمعامل. وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446 416

مثال 1: انعطاف روبوت الواقع الافتراضي عند الضغط على مستشعر الاصطدام في هذا المثال، ستبرمج روبوت الواقع الافتراضي ليتحرك إلى الأمام بالسرعة الافتراضية في ملعب شبكة خريطة، وعندما يلمس الروبوت الحائط يجب أن ينعطف إلى اليمين 90 درجة، وللتحقق مما إذا كان الروبوت يلمس الحائط ستستخدم مستشعر الاصطدام الأيسر. سيفحص الشرط بشكل متكرر طالما أن المقطع إذا كانت القيمة الراجعة من لبنة البرمجي يعمل. عندما بدأت لى الأبد إنا مستشعر الاصطدام الأيسر صوابًا فهذا يعني أن الروبوت قد لمس الحائط. حالة إذا (۱۴) عندما يكون الشرط صوابًا BumperLeft مضغوط؟ إنعطف يمين لمدة 90 درجة سيتحرك الروبوت 90 درجة يمينًا. تحرك إلى الأمام ? حالة آخر (else) عندما يكون الشرط خطأ، سيتحرك الروبوت إلى الأمام. Sensors Monitor LeftBumper pressed? RightBumper pressed? true false vEx vEx VE 417 Ministry of Education 2024-1446 00:03:7

العمليات في فيكس كود في آر لقد استخدمت بالفعل عدة لبنات من فئة العمليات مثل تلك اللبنات التي تُستخدم في العمليات الحسابية (الجمع، الطرح، الضرب والقسمة) أو اللبنة التي تُستخدم لإعطاء نتيجة القسمة، واستخدمت أيضًا لبنات العمليات لمقارنة القيم في هذا الدرس ستستخدم لبنات فئة العمليات التي تُستخدم لتنفيذ العمليات المنطقية. أحداث المتغيرات عناصر برمجة التعليقات ? العمليات 8888 اختیار عشوائی إلى 10 مستدير القيمة المطلقة ما تبقى من المتغيرات 50 50 50 لبنات فئة العمليات (Operators) التي تُستخدم في العمليات الحسابية. لبنات فئة العمليات (Operators) التي تُستخدم لمقارنة القيم. لبنات فئة العمليات Operators) التي تُستخدم للعمليات المنطقية. لبنات فئة العمليات (Operators) التي تُستخدم لإعطاء نتيجة القسمة. عمليات المقارنة (Comparison Operators) تُستخدم عمليات المقارنة لمقارنة قيمتين لتُرجع القيمة صواب أو القيمة خطأ ، وغالبًا ما تُستخدم في الشروط للتحكم في تدفق المقطع البرمجي، ويمكنك العثور على عمليات المقارنة في فئة العمليات. فيما يأتي بعض الأمثلة على عمليات المقارنة: 50 > 25 10 <myVariable 50 <10 418 المسافة الأمامية الموضع X الموضع Y 50 > mm mm 11 50 50 200 <100 mm وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446

العمليات المنطقية (Logical operators) تعرفت على العمليات المنطقية سابقًا في سكراتش ، حيث تُستخدم للجمع بين شرطين أو أكثر، وهي: 1. العملية المنطقية ( ) و ( ) (() and ( )) لكي يكون التعبير المنطقي الذي تم إنشاؤه باستخدام العملية المنطقية )) و (( صوابًا، يجب أن يكون التعبيران المنطقيان في العملية المنطقية صوابًا. التعبير 1 و التعبير 2 التعبير المنطقي النتيجة صواب) و (صواب) صواب (خطأ) و (صواب) خطأ (صواب) و (خطأ) خطأ (خطأ) و (خطأ) خطأ 2. العملية المنطقية ( ) أو ( ) (() or ()) لكي يكون التعبير المنطقي الذي تم إنشاؤه باستخدام العملية المنطقية ( ) أو ( ) صوابًا ، يجب أن يكون أحد التعبيرين المنطقيين في العملية المنطقية صوابًا. التعبير 1 التعبير 2 التعبير المنطقي (صواب) أو (صواب) النتيجة صواب (خطأ) أو (صواب) صواب (صواب) أو (خطأ) صواب (خطأ) أو (خطأ) خطأ .3. العملية المنطقية لا )) ((( not) تعكس العملية المنطقية لا ( ( ((( not) نتيجة التعبير الموجود فيها. لا التعبير التعبير المنطقي النتيجة لا (صواب) لا (خطأ) خطأ صواب وزارة التكوي 419 Ministry of Education 2024-1446

مثال 2: استخدام العملية المنطقية و (and) برمج روبوت الواقع الافتراضي ليتحرك إلى الأمام بالسرعة الافتراضية في ملعب القرص المتاهة ويتوقف عندما يستشعر كل من مستشعر العين الأمامية ومستشعر العين السفلية اللون الأخضر. سمانك التعبير 1 التعبير 2 تحرك إلى الأمام الانتظار على العين السفلية يستشعر أخضر العين الأمامية يستشعر أخضر أوقف القيادة العبارة الشرطية التي تمت إضافتها في لبنة الانتظار حتى ( ) تكون صوابًا، عندما يستشعر كلا مستشعري العين اللون الأخضر ثم يتوقف الروبوت عن التحرك. وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446 Heading Rotation Front Eye Down Eye Object: True Object: Faise Color: Green Color: Green Location Location Angle Bumper Distance X: -562 mm -147mm 360° Lett: False Right: False 55mm يتوقف الروبوت قبل لمس القرص الأخضر العمودي. 00:01:7 VEX VEX VEX VE إذا غيَّرت لون مستشعر العين الأمامية إلى اللون الأحمر، فستكون الحالة خطأ وسيصطدم الروبوت بالقرص الأخضر العمودي. غيّر لون مستشعر العين الأمامية إلى اللون الأحمر. تحرك إلى الأمام. الانتظار على العين السفلية يستشعر أخضر العين الأمامية يستشعر أوقف القيادة Heading Rotation Front Eye Down Eye 359" Object: True Object: False Color: Green Color: Green يصطدم الروبوت بالقرص الأخضر العمودي. 00:09:7 NEX Location X-562 mm Y: -87 mm Location Angle Bumper Distance 359 Left: False Right: False 79 mm vEx VEX 420

مثال 3 استخدام العملية المنطقية أو (or) عدّل المقطع البرمجي السابق باستخدام العملية المنطقية ( ) أو ( ) ، وحدّد ملعب القرص المحرك Disk over). لكي تكون الحالة صوابًا ، هناك حاجة إلى مستشعر واحد فقط من مستشعرات العين ليستشعر اللون الأزرق. اغلاق E عندما بدات التعبير 1 التعبير 2 تحرك إلى الأمام الانتظار على العين السفلية يستشعر أزرق ؟ او العين السفلية . يستشعر احمر أوقف القيادة فقط مستشعر العين السفلية يستشعر اللون الأزرق، ويكون الشرط صوابًا. Heading Rotation 0° 0° Down Front Eye Eye Object: False Object: True Color: Blue Color: None Location Location Angle Bumper Distance X: -800 mm Y: -50 mm 360° Left: False Right: False 989 mm 00:08:9 عندما يصل الروبوت إلى أول قرص معدني أزرق، تستشعر العين السفلية اللون الأزرق ويصبح التعبير المنطقي 2 صوابًا. يظل التعبير المنطقي 1 في حالة خطأ أثناء تنفيذ المقطع البرمجي بأكمله باستخدام العملية المنطقية ( ) أو ( ) للانضمام إلى تعبيرين يكفي أن يكون أحد التعبيرين صوابًا لكي تكون العبارة الشرطية صوابًا. وهكذا تصبح العبارة الشرطية صوابًا ويتوقف الروبوت عن التحرك للأمام. وزارة التعدد Ministry of Education 2024-1446

C مثال :4 استخدام العملية المنطقية لا (not) برمج روبوت الواقع الافتراضي لتنظيف الشُّعب المرجانية، بحيث يلتقط القمامة الموجودة حول الشُّعب المرجانية حتى تنفذ بطاريته وفي نفس الوقت يجب أن يتجنب دخول المنطقة الزرقاء حول الشعب المرجانية ، ثم نفّذ المقطع البرمجي في ملعب تنظيف الشعب المرجانية (Coral Reef Cleanup). العين السفلية يستشعر أزرق لبرمجة الروبوت لتجنب الدخول إلى المنطقة الزرقاء، ستستخدم العملية المنطقية لا ( ) ( ) not مع اللبنة المنطقية () يستشعر (( (( ) detects ( )) حيث ستعيّن مستشعر العين السفلية (DownEye) لاكتشاف اللون الأزرق. Heading Rotation 0° 0° Front Eye Object: False Color: None Down Eye Object: False Color: None Location Location Bumper Distance Angle X: 0 mm Y: -800 mm Left: False 0° 788 mm Right: False Trash Collected: O kg 93% المنطقة الزرقاء. وزن القمامة المجمعة. مستوى طاقة البطارية بالنسبة المئوية . معلومة يمكن استخدام الروبوتات ذاتية القيادة للوصول إلى الأماكن التي يتعذر الوصول إليها وتنظيفها، مثل سطح المحيط وقاعه. وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446 422

أولًا: أنشئ عنصر البرمجة الجديد وسَمه Detect and drive to trash لبرمجة حركة روبوت الواقع الافتراضي، بحيث ينعطف الروبوت إلى اليمين حتى يستشعر مستشعر المسافة ما حوله، وإذا استشعر المستشعر القمامة، يتوقف الروبوت عن الانعطاف ويتحرك إلى الأمام لالتقاط القمامة. تعريف Detect and drive to trash المسافة الأمامية - وجدت كائنا؟ تحرك إلى الأمام انعطف يمين طالما أن مستشعر المسافة الأمامية لا يكتشف مجسما فإن الروبوت يستمر في التحرك إلى الأمام. إذا اكتشف مستشعر المسافة الأمامية مجسما، فإن الروبوت ينعطف إلى اليمين. أنشئ العبارة الشرطية التي تضمن استمرار تحرك الروبوت داخل المنطقة الزرقاء باستخدام لبنة أمر تكرار في حين ( ) ( ) while) من فئة التحكم. مكان الشرط. تستخدم لبنة تكرار في حين ) ( عند تنفيذ اللبنات البرمجية الموجودة بشكل متكرر بناءً على شرط معين. وتكرر اللبنات داخل الحلقة طالما أن الشرط ما زال صحيحًا. ثانيًا: أنشئ المقطع البرمجي الرئيس. ادمج الآن عنصر البرمجة الجديد Detect and drive to trash مع لبنة في حين لجعل الروبوت ينظف الشعب المرجانية. عندما بدات Y العين السفلية يستشعر أزرق Detect and drive to trash Trash Collected .20 09796 وزارة الع423 Ministry of Education 2024-1446

424 التعبيرات المنطقية المركبة يمكنك إنشاء تعبيرات منطقية أكثر تعقيدًا من خلال ضم أكثر من تعبيرين منطقيين. على سبيل المثال: التعبير 1 التعبير 2 التعبير 3 احسب أولا نتيجة التعبير 1 والتعبير 2 بعد ذلك احسب النتيجة بين ناتج التعبيرين السابقين والتعبير 3 تنتج نتيجة هذه العملية المنطقية عن طريق تطبيق العملية المنطقية )) و (( على نتيجة العملية المنطقية (التعبير (2) أو (التعبير (1). لتشاهد المثالين الآتيين ((صواب) و (صواب)) أو (خطأ) صواب صواب ((صواب) و (خطأ)) أو (خطأ) خطأ صواب أو في المثال الآتي: التعبير 1 التعبير 2 التعبير 3 تنتج النتيجة عن طريق تطبيق نتيجة (( التعبير (3) و (التعبير (2 على العملية المنطقية أو باستخدام (التعبير (1)، إلخ. وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446

وزارة التعر42 Ministry of Education 2024-1446 لنطبق معًا تدريب 1 أنشئ مقطعًا برمجيًا يتحرك فيه روبوت الواقع الافتراضي من بداية المسار نحو الرقم "2" ' في ملعب جدار المتاهة Walla باستخدام مستشعر الاصطدام الأيمن أو الأيسر بعدد المرات التي يحتاجها ليتحرك الروبوت نحو الرقم "2" ، يجب أن ينعطف بمقدار 90 درجة إلى اليسار في كل مرة يتم فيها الضغط على مستشعر الاصطدام عند الاصطدام بالحائط، وأن يتوقف عن الحركة عندما تستشعر العين السفلية اللون الأخضر لأول مرة. C B 3 2 D A 1 4

تدريب 2 • حدّد أي التعبيرات المنطقية الآتية صحيحة وأيها خطأ وفقًا للصورة أدناه: Heading Rotation 0° 0° Front Eye Object: False Color: None Down Eye Object: True Color: Green Location Location Angle Bumper Distance X: 508 mm Y:-151 mm 0° Left: False Right: False 864 mm 00000 وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446 Ex Ex 400 mm 400 < mm و المسافة الأمامية VEX VEX vEx VES 50 > mm الموضع X العين السفلية يستشعر أخضر أو العين السفلية يستشعر أزرق العين السفلية يمثل مجسم قريب؟ العين الأمامية يمثل مجسم قريب؟ لا العين السفلية يمثل مجسم قريب؟ العين الأمامية يمثل مجسم قريب؟ العين الأمامية يمثل مجسم قريب؟ المسافة الأمامية 426

تدريب 3 شغل المقطعين البرمجيين الآتيين في ملعب تنظيف الشُّعب المرجانية (Coral Reef Cleanup): > اكتب في الدائرة أدناه حرف القمامة (A) أو (B) التي سيلتقطها الروبوت في المقطعين البرمجيين الآتيين Distance Front Eye Object: False Object: False Color: None Color: None Down Eye Location Location Angle X: 0 mm Y:-800 mm Bumper Left: False Right: False 788 mm المقطع البرمجي الأول A Robot B عدما بنات تحرك إلى الأمام الانتظار حتى العين الأمامية - يمثل مجسم قريب؟ أو المسافة الأمامية وجدت كائنا؟ إنعطف يمين لمدة 90 درجة تحرك إلى الأمام المقطع البرمجي الثاني عندما بدات تحرك إلى الأمام الانتظار حتى العين الأمامية . يمثل مجسم قريب؟ المسافة الأمامية وجدت كائنا؟ إنعطف يمين لمدة 90 درجة تحرك إلى الأمام وزارة التعلم Ministry of Education 2024-1446

وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446 تدريب 4 برمج روبوت الواقع الافتراضي لتنظيف الشعاب المرجانية. لتنفيذ ذلك، استخدم تعبيرًا منطقيًا مركبًا مع لبنة الموضع "X" والموضع "Y" من فئة الاستشعار. يجب أن يستمر الروبوت في التحرك في المنطقة التي يكون فيها الموضع "X" أقل من 1000 مليمتر وأكبر من 1000 مليمتر، والموضع "Y" أقل من 1000 مليمتر وأكبر من 1000 مليمتر. -1000 1000 -1000 H 1000 428