الأسبوع 23 · المحور الرابع «مشروعات برمجية»، الدرسان ١ و٢ «المستكشف النشط» و«كيف تعمل الأجهزة الرقمية» · 3 دروس
1
أجهزة استشعار تراقب وتوفر الطاقة
ICT P5 Term 2, Theme 4: pp. 44–53
الهدفأشرح ماذا يفعل جهاز الاستشعار وكيف تستطيع أجهزة الاستشعار والبرنامج توفير الكهرباء.
كلمات جديدة
جهاز استشعار · جهاز يقيس شيئًا ويرسل المعلومات إلى حاسوبمنظم الحرارة · مفتاح يقيس درجة الحرارة ويشغّل آلة أو يوقفهاالطاقة · القوة التي تجعل الآلات تعمل مثل الكهرباءالاستشعار عن بعد · جمع معلومات عن الأرض من بعيد، مثلًا من الفضاء
الشرح
جهاز الاستشعار مثل عينين للحاسوب. ومنظم الحرارة نوع منه: يقيس درجة الحرارة، وحين تبرد الغرفة بما يكفي يوقف المكيف. والآن تخيّل ثلاجات ومكيفات كثيرة في بلدة، لكل منها جهاز استشعار. ترسل أجهزة الاستشعار أرقامًا إلى حاسوب، ويقرر برنامج كيف يستخدم الكهرباء بحكمة. كما يسجل كم كهرباء تُستهلك. يتغير استهلاك الكهرباء على مدار اليوم: في ظهيرة الصيف الحارة يستخدم الجميع المكيفات فيكون الاستهلاك أعلى ما يمكن. ومع معرفة ذلك يستطيع المهندسون توزيع الكهرباء بصورة أفضل وتقليل الهدر. وفي مصر تساعد بيانات الاستشعار عن بعد المهندسين على استخدام المياه جيدًا في الأراضي المستصلحة حديثًا.
أمثلة محلولة
يقيس منظم حرارة صغير في ثلاجة ٤ درجات. فيقرر البرنامج أن الثلاجة باردة بما يكفي فيستريح المحرك. وبعد ذلك يقيس ٨ درجات فيبدأ المحرك من جديد. يحافظ المستشعر على برودة الثلاجة دون إهدار الكهرباء.
انظر إلى المخطط: الاستهلاك ٣ صباحًا و٩ عصرًا. فالعصر يستهلك ٦ وحدات أكثر (٩ − ٣ = ٦) لأن المكيفات تعمل بجهد في الحرارة.
يقرأ مهندسون في منطقة زراعية جديدة بيانات المستشعرات ويرون أن حقلًا يحصل على ماء أكثر من اللازم. فيغيّرون الري. وقد ساعدتهم البيانات على استخدام الماء جيدًا.
نشاط الفصل
جهاز استشعار في الفصل. ارسم فصلك على الورق وحدّد أين تضع ثلاثة أجهزة استشعار، مثل مقياس حرارة لدرجة الحرارة، ومستشعر ضوء قرب النافذة، ومستشعر حركة قرب الباب. اكتب لكل منها ماذا يقيس وماذا يستطيع برنامج أن يفعل (مثل إطفاء الأنوار حين لا يكون أحد في الغرفة). ثم اكتب جملتين عن كيف يمكن أن يوفر ذلك الكهرباء في المدرسة.
تدرّب
1
ماذا يفعل جهاز الاستشعار؟
يقيس شيئًا ويرسل المعلومات إلى حاسوب.
2
ماذا يقيس منظم الحرارة؟
درجة الحرارة.
3
الاستهلاك ٤ ليلًا و٩ عصرًا. كم وحدة أكثر عصرًا؟
٥ وحدات أكثر (٩ − ٤ = ٥).
4
لماذا يكون استهلاك الكهرباء أعلى ما يمكن في ظهيرة الصيف الحارة؟