Merge branch 'microsoft:main' into main

pull/140/head
Jim Bennett 4 years ago committed by GitHub
commit 4d99f7afbe
No known key found for this signature in database
GPG Key ID: 4AEE18F83AFDEB23

@ -0,0 +1,16 @@
# Memulai dengan IoT
Pada bagian ini, Anda akan diperkenalkan dengan Internet of Things, dan mempelajari konsep dasar termasuk membangung proyek IoT 'Hello World' pertama Anda yang terhubung ke *cloud*. Proyek ini merupakan lampu malam yang akan menyala saat tingkat pencahayaan diukur dengan penurunan sensor. This project is a nightlight that lights up as light levels measured by a sensor drop.
![Lampu LED terhubung ke WIO menyala dan mati saat tingkat pencahayaan berubah](../../images/wio-running-assignment-1-1.gif)
## Topik
1. [Pengenalan IoT](lessons/1-introduction-to-iot/README.md)
2. [Lebih dalam dengan IoT](lessons/2-deeper-dive/README.md)
3. [Berinteraksi dengan dunia menggunakan sensor dan aktuator](lessons/3-sensors-and-actuators/README.md)
4. [Menghubungkan perangkat Anda ke Internet](lessons/4-connect-internet/README.md)
## Kredit
Semua pelajaran ditulis dengan ♥️ oleh [Jim Bennett](https://GitHub.com/JimBobBennett)

@ -0,0 +1,99 @@
# Pengenalan IoT
![Ikhtisar catatan sketsa dari pelajaran ini](../../../../sketchnotes/lesson-1.png)
> Sketsa dibuat oleh [Nitya Narasimhan](https://github.com/nitya). Klik gambar untuk versi yang lebih besar.
## Kuis prakuliah
[Kuis prakuliah](https://brave-island-0b7c7f50f.azurestaticapps.net/quiz/1)
## Pengantar
Pelajaran ini mencakup beberapa topok pengantar mengenai Internet of Things, dan membuat Anda dapat mempersiapkan dan mengatur perangkat keras Anda.
Dalam pelajaran ini kita akan membahas:
* [Apa itu 'Internet of Things'?](#apa-itu-internet-of-things)
* [Perangkat IoT](#perangkat-iot)
* [Mengatur Perangkat Anda](#set-up-your-device)
* [Penerapan dari IoT](#applications-of-iot)
* [Contoh Perangkat IoT yang Mungkin Anda Punya di Sekitar](#examples-of-iot-devices-you-may-have-around-you)
## Apa itu 'Internet of Things'?
Istilah 'Internet of Things' diciptakan oleh [Kevin Ashton](https://wikipedia.org/wiki/Kevin_Ashton) pada tahun 1999, yang merujuk pada menghubungkan Internet ke dunia fisik melalui sensor. Sejak saat itu, istilah IoT digunakan untuk menggambarkan perangkat apa pun yang berinteraksi dengan dunia fisik di sekitarnya, baik dengan mengumpulkan data dari sensor, atau menyediakan interaksi dunia nyata melalui aktuator (perangkat yang melakukan sesuatu seperti menyalakan sakelar atau menyalakan LED), dan terhubung ke perangkat lain atau Internet.
> **Sensor** mengumpulkan informasi dari lingkungan, seperti mengukur kecepatan, suhu, atau lokasi.
>
> **Aktuator** mengubah sinyal listrik menjadi interaksi pada lingkungan seperti memicu sakelar, menyalakan lampu, membuat suara, atau mengirim *control signal* ke perangkat keras lain, misalnya untuk menyalakan soket listrik.
IoT sebagai suatu bidang teknologi lebih dari sekadar perangkat. Hal ini mencakup layanan berbasis cloud yang dapat memproses data sensor, atau mengirim permintaan ke aktuator yang terhubung ke perangkat IoT. IoT juga mencakup perangkat yang tidak memiliki atau tidak memerlukan konektivitas Internet, sering disebut sebagai *edge devices* atau perangkat tepi. Perangkat tepi adalah perangkat yang dapat memproses dan merespons data sensor itu sendiri, biasanya menggunakan model AI yang dilatih di cloud.
IoT merupakan bidang teknologi yang berkembang pesat. Diperkirakan pada akhir tahun 2020, 30 miliar perangkat IoT dikerahkan dan terhubung ke Internet. Jika melihat ke masa depan, diperkirakan pada tahun 2025, perangkat IoT akan mengumpulkan hampir 80 zettabytes data atau 80 triliun gigabyte. Banyak sekali bukan?
![Grafik yang menunjukkan perangkat IoT aktif dari waktu ke waktu, dengan tren meningkat dari di bawah 5 miliar pada tahun 2015 menjadi lebih dari 30 miliar pada tahun 2025](../../../../images/connected-iot-devices.svg)
✅ Lakukan sedikit riset: Berapa banyak data yang dihasilkan oleh perangkat IoT yang benar-benar digunakan, dan berapa banyak yang terbuang? Mengapa begitu banyak data yang diabaikan?
Data ini adalah kunci kesuksesan IoT. Untuk menjadi pengembang IoT yang sukses, Anda perlu memahami data yang perlu Anda kumpulkan, cara mengumpulkannya, cara membuat keputusan berdasarkan data tersebut, dan cara menggunakan keputusan tersebut untuk berinteraksi dengan lingkungan fisik jika diperlukan.
## Perangkat IoT
Huruf **T** di IoT adalah singkatan dari **Things** - perangkat yang berinteraksi dengan lingkungan fisik di sekitarnya baik dengan mengumpulkan data dari sensor atau menyediakan interaksi dunia nyata melalui aktuator.
Perangkat untuk produksi atau penggunaan komersial, seperti pelacak kebugaran konsumen, atau pengontrol mesin industri, biasanya dibuat khusus. Mereka menggunakan papan sirkuit khusus, bahkan mungkin prosesor khusus, yang dirancang untuk memenuhi kebutuhan tugas tertentu, apakah itu cukup kecil untuk muat di pergelangan tangan, atau cukup kuat untuk bekerja di lingkungan pabrik dengan suhu tinggi, stres tinggi, atau getaran tinggi.
Sebagai pengembang yang belajar tentang IoT atau membuat prototipe perangkat, Anda harus mulai dengan *developer kit* atau perangkat pengembang. Perangkat tersebut adalah perangkat IoT untuk tujuan umum yang dirancang untuk digunakan pengembang, seringkali dengan fitur yang tidak akan Anda miliki di perangkat produksi, seperti satu set pin eksternal untuk menghubungkan sensor atau aktuator, perangkat keras untuk mendukung debugging, atau sumber daya tambahan yang akan menambah biaya yang tidak perlu saat melakukan produksi manufaktur.
Perangkat pengembang ini biasanya terbagi dalam dua kategori - mikrokontroler dan komputer papan tunggal. Perangkat tersebut akan diperkenalkan di sini, dan kita akan membahas lebih detail di pelajaran berikutnya.
> 💁 Ponsel Anda juga dapat dianggap sebagai perangkat IoT tujuan umum, dengan sensor dan aktuator bawaan, dengan berbagai aplikasi yang menggunakan sensor dan aktuator dengan cara yang berbeda dengan layanan cloud yang berbeda. Anda bahkan dapat menemukan beberapa tutorial IoT yang menggunakan aplikasi ponsel sebagai perangkat IoT.
### Mikrokontroler
Mikrokontroler atau Pengendali mikro (juga disebut sebagai MCU, kependekan dari microcontroller unit) adalah komputer kecil yang terdiri dari:
🧠 Satu atau lebih unit pemrosesan pusat (CPU) - 'otak' mikrokontroler yang menjalankan program Anda
💾 Memori (RAM dan memori program) - tempat program, data, dan variabel Anda disimpan
🔌 Koneksi input/output (I/O) yang dapat diprogram - untuk berbicara dengan periferal eksternal (perangkat yang terhubung) seperti sensor dan aktuator
Mikrokontroler biasanya merupakan perangkat komputasi berbiaya rendah, dengan harga rata-rata untuk yang digunakan dalam perangkat keras khusus turun menjadi sekitar US$0,50, dan beberapa perangkat bahkan semurah US$0,03. Perangkat pengembang dapat ditemukan mulai dari harga US$4, dengan biaya meningkat karena Anda menambahkan lebih banyak fitur. [Wio Terminal](https://www.seeedstudio.com/Wio-Terminal-p-4509.html), perangkat pengembang mikrokontroler dari [Seeed studios](https://www.seeedstudio.com) yang memiliki sensor , aktuator, WiFi, dan layar berharga sekitar US$30.
![sebuah terminal wio](../../../../images/wio-terminal.png)
> 💁 Saat mencari mikrokontroler di Internet, berhati-hatilah saat mencari istilah **MCU** karena ini akan mengembalikan banyak hasil untuk Marvel Cinematic Universe, bukan mikrokontroler.
Mikrokontroler dirancang untuk diprogram untuk melakukan sejumlah tugas yang sangat spesifik, daripada menjadi komputer dengan tujuan umum seperti PC atau Mac. Kecuali untuk skenario yang sangat spesifik, Anda tidak dapat menghubungkan monitor, keyboard, dan mouse dan menggunakannya untuk tugas umum.
Perangkat pengembang mikrokontroler biasanya dilengkapi dengan sensor dan aktuator tambahan. Sebagian besar papan (board) akan memiliki satu atau lebih LED yang dapat Anda program, bersama dengan perangkat lain seperti steker standar untuk menambahkan lebih banyak sensor atau aktuator menggunakan berbagai ekosistem pabrikan atau sensor bawaan (biasanya yang paling populer seperti sensor suhu). Beberapa mikrokontroler memiliki konektivitas nirkabel bawaan seperti Bluetooth atau WiFi atau memiliki mikrokontroler tambahan di papan untuk menambahkan konektivitas ini.
> 💁 Mikrokontroler biasanya diprogram dalam bahasa C/C++.
### Komputer papan tunggal
Komputer papan tunggal adalah perangkat komputasi kecil yang memiliki semua elemen komputer lengkap yang terdapat pada satu papan kecil. Ini adalah perangkat yang memiliki spesifikasi yang mirip dengan desktop atau laptop PC atau Mac, menjalankan sistem operasi lengkap, tetapi berukuran kecil, menggunakan lebih sedikit daya, dan jauh lebih murah.
![Raspberry Pi 4](../../../images/raspberry-pi-4.jpg)
***Raspberry Pi 4. Michael Henzler / [Wikimedia Commons](https://commons.wikimedia.org/wiki/Main_Page) / [CC BY-SA 4.0](https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)***
Raspberry Pi adalah salah satu komputer papan tunggal yang paling populer.
Seperti mikrokontroler, komputer papan tunggal memiliki CPU, memori dan pin input/output, tetapi mereka memiliki fitur tambahan seperti chip grafis untuk memungkinkan Anda menghubungkan monitor, output audio, dan port USB untuk menghubungkan mouse keyboard dan USB standar lainnya. perangkat seperti webcam atau penyimpanan eksternal. Program disimpan di kartu SD atau hard drive bersama dengan sistem operasi, bukan chip memori yang terpasang di papan.
> 🎓 Anda dapat menganggap komputer papan tunggal sebagai versi PC atau Mac yang lebih kecil dan lebih murah, dengan tambahan pin GPIO (general-purpose input/output) untuk berinteraksi dengan sensor dan aktuator.
Komputer papan tunggal adalah komputer berfitur lengkap, sehingga dapat diprogram dalam bahasa apa pun. Perangkat IoT biasanya diprogram dengan Python.
### Pilihan perangkat keras untuk sisa pelajaran
Semua pelajaran selanjutnya mencakup tugas menggunakan perangkat IoT untuk berinteraksi dengan dunia fisik dan berkomunikasi dengan cloud. Setiap pelajaran mendukung 3 pilihan perangkat - Arduino (menggunakan Terminal Seeed Studios Wio), atau komputer papan tunggal, baik perangkat fisik (Raspberry Pi 4) atau komputer papan tunggal virtual yang berjalan di PC atau Mac Anda.
Anda dapat membaca tentang perangkat keras yang diperlukan untuk menyelesaikan semua tugas di [panduan perangkat keras](../../../hardware.md).
> 💁 Anda tidak perlu membeli perangkat keras IoT apa pun untuk menyelesaikan tugas, Anda dapat melakukan semuanya menggunakan komputer papan tunggal virtual.
Perangkat keras mana yang Anda pilih terserah Anda - itu tergantung pada apa yang Anda miliki di rumah di sekolah Anda, dan bahasa pemrograman apa yang Anda ketahui atau rencanakan untuk dipelajari. Kedua varian perangkat keras akan menggunakan ekosistem sensor yang sama, jadi jika Anda memulai pada salah satu perangkat, Anda dapat dengan mudah melakukannya pada perangkat lain tanpa harus mengganti sebagian besar perangkat pengembang. Komputer papan tunggal virtual akan setara dengan pembelajaran di Raspberry Pi, dengan sebagian besar kode dapat ditransfer ke Pi jika Anda akhirnya mendapatkan perangkat dan sensor.

@ -0,0 +1,227 @@
# <div dir="rtl">تفاعل مع العالم المادي باستخدام المستشعرات والمحركات</div>
## <div dir="rtl"> اختبار ما قبل المحاضرة </div>
[<div dir="rtl"> اختبار ما قبل المحاضرة </div>](https://brave-island-0b7c7f50f.azurestaticapps.net/quiz/5)
## <div dir="rtl"> المقدمة </div>
<div dir="rtl">
يقدم هذا الدرس اثنين من المفاهيم الهامة لجهاز إنترنت الأشياء الخاص بك - أجهزة الاستشعار والمشغلات. ستحصل أيضًا على تدريب عملي مع كليهما ، بإضافة مستشعر الضوء إلى مشروع إنترنت الأشياء الخاص بك ، ثم إضافة مؤشر LED يتم التحكم فيه بواسطة مستويات الإضاءة ، مما يؤدي إلى بناء ضوء ليلي بشكل فعال.
</br>
سنغطي في هذا الدرس:
* [ما هي المستشعرات؟](#what-are-sensors)
* [استخدم جهاز استشعار](#use-a-sensor)
* [أنواع أجهزة الاستشعار](#sensor-types)
* [ما هي المحركات؟](#what-are-actuators)
* [استخدم مشغل](#use-an-actuator)
* [أنواع المحركات](#actuator-types)
## ما هي المستشعرات؟
أجهزة الاستشعار هي أجهزة تستشعر العالم المادي - أي أنها تقيس خاصية واحدة أو أكثر من حولها وترسل المعلومات إلى جهاز إنترنت الأشياء. تغطي المستشعرات مجموعة كبيرة من الأجهزة حيث يوجد الكثير من الأشياء التي يمكن قياسها ، من الخصائص الطبيعية مثل درجة حرارة الهواء إلى التفاعلات الفيزيائية مثل الحركة.
تتضمن بعض المستشعرات الشائعة ما يلي:
* مستشعرات درجة الحرارة - تستشعر درجة حرارة الهواء أو درجة حرارة ما يتم غمرها فيه. بالنسبة للهواة والمطورين ، غالبًا ما يتم دمجها مع ضغط الهواء والرطوبة في مستشعر واحد.
* الأزرار - تشعر بها عند الضغط عليها.
* مستشعرات الضوء - تكتشف مستويات الضوء ويمكن أن تكون لألوان معينة أو ضوء الأشعة فوق البنفسجية أو ضوء الأشعة تحت الحمراء أو الضوء المرئي العام.
* الكاميرات - تستشعر التمثيل المرئي للعالم من خلال التقاط صورة أو دفق الفيديو.
* مقاييس التسارع - تستشعر هذه الحركة في اتجاهات متعددة.
* الميكروفونات - تستشعر الأصوات ، سواء كانت مستويات صوت عامة أو صوت اتجاهي.
✅ قم ببعض البحث. ما المستشعرات الموجودة بهاتفك؟
تشترك جميع المستشعرات في شيء واحد - فهي تحول كل ما تشعر به إلى إشارة كهربائية يمكن تفسيرها بواسطة جهاز إنترنت الأشياء. تعتمد كيفية تفسير هذه الإشارة الكهربائية على المستشعر ، بالإضافة إلى بروتوكول الاتصال المستخدم للتواصل مع جهاز إنترنت الأشياء.
## استخدم جهاز استشعار
اتبع الدليل ذي الصلة أدناه لإضافة مستشعر إلى جهاز إنترنت الأشياء الخاص بك:
* [Arduino - Wio Terminal](wio-terminal-sensor.md)
* [كمبيوتر ذو لوحة واحدة - Raspberry Pi](pi-sensor.md)
* [كمبيوتر ذو لوحة واحدة - جهاز افتراضي](virtual-device-sensor.md)
## أنواع أجهزة الاستشعار
المستشعرات إما قياسية أو رقمية.
### المستعرات القياسية
بعض المستشعرات الأساسية هي أجهزة استشعار تمثيلية. تتلقى هذه المستشعرات فولت من جهاز إنترنت الأشياء ، وتقوم مكونات المستشعر بضبط هذا الفولت ، ويتم قياس الفولت الذي يتم إرجاعه من المستشعر لإعطاء قيمة المستشعر.
> 🎓 الفولت هو مقياس لمقدار الدفع لنقل الكهرباء من مكان إلى آخر ، مثل من طرف موجب للبطارية إلى الطرف السالب. على سبيل المثال ، بطارية AA القياسية هي 1.5 فولت (V هو رمز فولت) ويمكنها دفع الكهرباء بقوة 1.5 فولت من طرفها الموجب إلى الطرف السالب. تتطلب الأجهزة الكهربائية المختلفة فولتًا مختلفًا للعمل ، على سبيل المثال ، يمكن لمصباح LED أن يضيء بفولت يتراوح بين 2-3 فولت ، لكن المصباح الخيطي 100 وات يحتاج إلى 240 فولت. يمكنك قراءة المزيد عن الفولت على <a href="https://wikipedia.org/wiki/Voltage">صفحة الفولت على ويكيبيديا</a>
أحد الأمثلة على ذلك هو مقياس الفولت. هذا قرص يمكنك تدويره بين موضعين ويقيس المستشعر الدوران.
![A potentiometer set to a mid point being sent 5 volts returning 3.8 volts](../../../../images/potentiometer.png)
***A potentiometer. Microcontroller by Template / dial by Jamie Dickinson - all from the [Noun Project](https://thenounproject.com)***
سيرسل جهاز إنترنت الأشياء إشارة كهربائية إلى مقياس الفولت ، مثل 5 فولت . عندما يتم ضبط مقياس الفولت فإنه يغير الفولت الذي يخرج من الجانب الآخر. تخيل أن لديك مقياس فولت مُصنَّف على أنه قرص يمتد من 0 إلى <a href="https://wikipedia.org/wiki/Up_to_eleven">11</a> ، مثل مقبض الصوت في مكبر الصوت. عندما يكون مقياس الفولت في وضع إيقاف التشغيل الكامل (0) ، فسيخرج 0 فولت (0 فولت). عندما يكون في وضع التشغيل الكامل (11) ، سيخرج 5 فولت (5 فولت).
> 🎓 هذا تبسيط مفرط ، ويمكنك قراءة المزيد عن مقاييس الفولت والمقاومات المتغيرة على <a href="https://wikipedia.org/wiki/Potentiometer">potentiometer Wikipedia page</a>
يتم بعد ذلك قراءة الفولت الذي يخرج من المستشعر بواسطة جهاز إنترنت الأشياء ، ويمكن للجهاز الاستجابة له. اعتمادًا على المستشعر ، يمكن أن يكون هذا الفولت قيمة عشوائية أو يمكن تعيينه إلى وحدة قياسية. على سبيل المثال ، يقوم مستشعر درجة الحرارة التناظرية المستند إلى <a href="https://wikipedia.org/wiki/Thermistor">thermistor</a> بتغيير مقاومته اعتمادًا على درجة الحرارة. يمكن بعد ذلك تحويل فولت الخرج إلى درجة حرارة بوحدة كلفن ، وبالتالي إلى درجة مئوية أو درجة فهرنهايت ، عن طريق الحسابات في الكود.
✅ ما الذي يحدث برأيك إذا قام المستشعر بإرجاع فولت أعلى مما تم إرساله (على سبيل المثال قادم من مصدر طاقة خارجي)؟ ⛔️ لا تختبر ذلك.
#### التحويل القياسي إلى الرقمي
أجهزة إنترنت الأشياء رقمية - لا يمكنها العمل مع القيم التناظرية ، فهي تعمل فقط مع 0 و 1. هذا يعني أنه يجب تحويل قيم المستشعرات التناظرية إلى إشارة رقمية قبل معالجتها. تحتوي العديد من أجهزة إنترنت الأشياء على محولات من التناظرية إلى الرقمية (ADC) لتحويل المدخلات التناظرية إلى تمثيلات رقمية لقيمتها. يمكن أن تعمل المستشعرات أيضًا مع ADC عبر لوحة موصل. على سبيل المثال ، في نظام Seeed Grove البيئي مع Raspberry Pi ، تتصل المستشعرات التناظرية بمنافذ محددة على "قبعة" مثبتة على Pi متصلة بدبابيس GPIO الخاصة بـ Pi ، وتحتوي هذه القبعة على ADC لتحويل الجهد إلى إشارة رقمية التي يمكن إرسالها من دبابيس GPIO الخاصة بـ Pi.
تخيل أن لديك مستشعر ضوء تناظري متصل بجهاز إنترنت الأشياء يستخدم 3.3 فولت ويعيد قيمة 1 فولت. لا يعني هذا 1V أي شيء في العالم الرقمي ، لذلك يجب تحويله. سيتم تحويل الجهد إلى قيمة تمثيلية باستخدام مقياس يعتمد على الجهاز والمستشعر. أحد الأمثلة على ذلك هو مستشعر الضوء Seeed Grove الذي ينتج قيمًا من 0 إلى 1023. بالنسبة لهذا المستشعر الذي يعمل عند 3.3 فولت ، سيكون خرج 1 فولت بقيمة 300. لا يمكن لجهاز إنترنت الأشياء التعامل مع 300 كقيمة تناظرية ، لذلك سيتم تحويل القيمة إلى "0000000100101100" ، التمثيل الثنائي 300 بواسطة Grove قبعة. ثم تتم معالجة ذلك بواسطة جهاز إنترنت الأشياء.
✅ إذا كنت لا تعرف النظام الثنائي ، فقم بإجراء قدر صغير من البحث لمعرفة كيفية تمثيل الأرقام بالأصفار والآحاد. تعتبر <a href="https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zwsbwmn/revision/1">مقدمة BBC Bitesize للدرس الثنائي</a> مكانًا رائعًا للبدء.
من منظور الترميز ، يتم التعامل مع كل هذا عادةً بواسطة المكتبات التي تأتي مع أجهزة الاستشعار ، لذلك لا داعي للقلق بشأن هذا التحويل بنفسك. بالنسبة لمستشعر الضوء Grove ، يمكنك استخدام مكتبة Python واستدعاء خاصية "light" ، أو استخدام مكتبة Arduino واستدعاء "analogRead" للحصول على قيمة 300.
### المستشعرات الرقمية
تكتشف المستشعرات الرقمية ، مثل المستشعرات التناظرية ، العالم من حولها باستخدام التغيرات في الجهد الكهربائي. الفرق هو أنهم يخرجون إشارة رقمية ، إما عن طريق قياس حالتين فقط أو باستخدام ADC مدمج. أصبحت المستشعرات الرقمية أكثر شيوعًا لتجنب الحاجة إلى استخدام ADC إما في لوحة الموصل أو على جهاز إنترنت الأشياء نفسه.
أبسط مستشعر رقمي هو زر أو مفتاح. هذا جهاز استشعار بحالتين ، يعمل أو لا يعمل.
![A button is sent 5 volts. When not pressed it returns 0 volts, when pressed it returns 5 volts](../../../../images/button.png)
***A button. Microcontroller by Template / Button by Dan Hetteix - all from the [Noun Project](https://thenounproject.com)***
يمكن أن تقيس الدبابيس الموجودة على أجهزة إنترنت الأشياء مثل دبابيس GPIO هذه الإشارة مباشرة على أنها 0 أو 1. إذا كان الجهد المرسل هو نفس الجهد الذي تم إرجاعه ، فإن القيمة المقروءة هي 1 ، وإلا فإن القيمة المقروءة هي 0. ليست هناك حاجة للتحويل الإشارة ، يمكن أن تكون 1 أو 0 فقط.
> 💁 الفولتية لا تكون دقيقة أبدًا خاصة وأن المكونات الموجودة في المستشعر سيكون لها بعض المقاومة ، لذلك عادة ما يكون هناك تفاوت. على سبيل المثال ، تعمل دبابيس GPIO على Raspberry Pi على 3.3 فولت ، وتقرأ إشارة عودة أعلى من 1.8 فولت على أنها 1 ، وأقل من 1.8 فولت مثل 0.
* 3.3 فولت يذهب إلى الزر. الزر مغلق حتى يخرج 0 فولت ، مما يعطي القيمة 0
* 3.3 فولت يذهب إلى الزر. الزر في وضع التشغيل بحيث يخرج 3.3 فولت ، مما يعطي القيمة 1
تقوم المستشعرات الرقمية الأكثر تقدمًا بقراءة القيم التناظرية ، ثم تحويلها باستخدام ADC المدمجة إلى إشارات رقمية. على سبيل المثال ، سيظل مستشعر درجة الحرارة الرقمي يستخدم مزدوجًا حراريًا بنفس طريقة المستشعر التناظري ، وسيظل يقيس التغير في الجهد الناتج عن مقاومة المزدوجة الحرارية عند درجة الحرارة الحالية. بدلاً من إرجاع القيمة التناظرية والاعتماد على الجهاز أو لوحة الموصل للتحويل إلى إشارة رقمية ، ستقوم وحدة ADC المدمجة في المستشعر بتحويل القيمة وإرسالها كسلسلة من 0 و 1 إلى جهاز إنترنت الأشياء. يتم إرسال هذه القيم من 0 و 1 بنفس طريقة إرسال الإشارة الرقمية للزر حيث يمثل 1 جهدًا كاملاً و 0 يمثل 0 فولت.
![A digital temperature sensor converting an analog reading to binary data with 0 as 0 volts and 1 as 5 volts before sending it to an IoT device](../../../../images/temperature-as-digital.png)
***A digital temperature sensor. Temperature by Vectors Market / Microcontroller by Template - all from the [Noun Project](https://thenounproject.com)***
يتيح إرسال البيانات الرقمية لأجهزة الاستشعار أن تصبح أكثر تعقيدًا وإرسال بيانات أكثر تفصيلاً ، حتى البيانات المشفرة لأجهزة الاستشعار الآمنة. مثال واحد هو الكاميرا. هذا مستشعر يلتقط صورة ويرسلها كبيانات رقمية تحتوي على تلك الصورة ، عادة بتنسيق مضغوط مثل JPEG ، ليقرأها جهاز إنترنت الأشياء. يمكنه حتى دفق الفيديو عن طريق التقاط الصور وإرسال إما إطار الصورة الكامل بإطار أو بث فيديو مضغوط.
## ما هي المحركات؟
المشغلات هي عكس المستشعرات - فهي تقوم بتحويل الإشارة الكهربائية من جهاز إنترنت الأشياء الخاص بك إلى تفاعل مع العالم المادي مثل إصدار الضوء أو الصوت أو تحريك المحرك.
تتضمن بعض المحركات الشائعة ما يلي:
* LED - ينبعث منها ضوء عند تشغيله
* مكبر الصوت - يصدر صوتًا بناءً على الإشارة المرسلة إليهم ، من الجرس الأساسي إلى مكبر الصوت الذي يمكنه تشغيل الموسيقى
* محرك متدرج - يقوم بتحويل الإشارة إلى مقدار محدد من الدوران ، مثل تدوير القرص بزاوية 90 درجة
* الترحيل - هذه هي المفاتيح التي يمكن تشغيلها أو إيقاف تشغيلها بواسطة إشارة كهربائية. إنها تسمح بجهد صغير من جهاز إنترنت الأشياء لتشغيل الفولتية الأكبر.
* الشاشات - هذه مشغلات أكثر تعقيدًا وتعرض معلومات على شاشة متعددة الأجزاء. تختلف الشاشات من شاشات LED البسيطة إلى شاشات الفيديو عالية الدقة.
✅ قم ببعض البحث. ما هي المشغلات التي يمتلكها هاتفك؟
## استخدام مشغل
اتبع الدليل ذي الصلة أدناه لإضافة مشغل إلى جهاز إنترنت الأشياء الخاص بك ، والذي يتحكم فيه المستشعر ، لإنشاء ضوء ليلي لإنترنت الأشياء. سيجمع مستويات الضوء من مستشعر الضوء ، ويستخدم مشغلًا على شكل LED لإصدار الضوء عندما يكون مستوى الضوء المكتشف منخفضًا جدًا.
![A flow chart of the assignment showing light levels being read and checked, and the LED begin controlled](../../../../images/assignment-1-flow.png)
***A flow chart of the assignment showing light levels being read and checked, and the LED begin controlled. ldr by Eucalyp / LED by abderraouf omara - all from the [Noun Project](https://thenounproject.com)***
* [Arduino - Wio Terminal](wio-terminal-actuator.md)
* [كمبيوتر ذو لوحة واحدة - Raspberry Pi](pi-actuator.md)
* [كمبيوتر ذو لوحة واحدة - Virtual device](virtual-device-actuator.md)
## أنواع المحرك
مثل المستشعرات ، تكون المحركات إما قياسية أو رقمية.
### المحركات القياسية
تأخذ المشغلات القياسية إشارة قياسية وتحولها إلى نوع من التفاعل ، حيث يتغير التفاعل بناءً على الجهد المزود.
أحد الأمثلة هو الضوء الخافت ، مثل الذي قد يكون لديك في منزلك. يحدد مقدار الجهد المقدم للضوء مدى سطوعه.
![A light dimmed at a low voltage and brighter at a higher voltage](../../../../images/dimmable-light.png)
***A light controlled by the voltage output of an IoT device. Idea by Pause08 / Microcontroller by Template - all from the [Noun Project](https://thenounproject.com)***
كما هو الحال مع المستشعرات ، يعمل جهاز إنترنت الأشياء الفعلي على الإشارات الرقمية وليس التناظرية. هذا يعني لإرسال إشارة تناظرية ، يحتاج جهاز إنترنت الأشياء إلى محول رقمي إلى تناظري (DAC) ، إما على جهاز إنترنت الأشياء مباشرة ، أو على لوحة الموصل. سيؤدي هذا إلى تحويل 0 و 1 من جهاز إنترنت الأشياء إلى جهد تناظري يمكن أن يستخدمه المشغل.
✅ ما الذي يحدث برأيك إذا أرسل جهاز إنترنت الأشياء جهدًا أعلى مما يستطيع المشغل تحمله؟ ⛔️ لا تختبر ذلك.
#### تعديل عرض النبض
هناك خيار آخر لتحويل الإشارات الرقمية من جهاز إنترنت الأشياء إلى إشارة تمثيلية وهو تعديل عرض النبضة. يتضمن هذا إرسال الكثير من النبضات الرقمية القصيرة التي تعمل كما لو كانت إشارة تمثيلية.
على سبيل المثال ، يمكنك استخدام PWM للتحكم في سرعة المحرك.
تخيل أنك تتحكم في محرك مزود بمصدر 5 فولت. تقوم بإرسال نبضة قصيرة إلى المحرك الخاص بك ، حيث تقوم بتحويل الجهد إلى الجهد العالي (5 فولت) لمدة مائتي ثانية (0.02 ثانية). في ذلك الوقت ، يمكن لمحركك أن يدور عُشر الدوران ، أو 36 درجة. ثم تتوقف الإشارة مؤقتًا لمدة مائتي ثانية (0.02 ثانية) ، لإرسال إشارة منخفضة (0 فولت). كل دورة تشغيل ثم إيقاف تستمر 0.04 ثانية. ثم تتكرر الدورة.
![Pule width modulation rotation of a motor at 150 RPM](../../../../images/pwm-motor-150rpm.png)
***PWM rotation of a motor at 150RPM. motor by Bakunetsu Kaito / Microcontroller by Template - all from the [Noun Project](https://thenounproject.com)***
هذا يعني أنه في ثانية واحدة لديك 25 نبضة 5 فولت من 0.02 ثانية والتي تقوم بتدوير المحرك ، يتبع كل منها توقف مؤقت بمقدار 0.02 ثانية بمقدار 0 فولت لا يقوم بتدوير المحرك. تقوم كل نبضة بتدوير المحرك بمقدار عُشر الدوران ، مما يعني أن المحرك يكمل 2.5 دورة في الثانية. لقد استخدمت إشارة رقمية لتدوير المحرك بمعدل 2.5 دورة في الثانية ، أو 150 <a href="https://wikipedia.org/wiki/Revolutions_per_minute">دورة في الدقيقة</a> ، وهو مقياس غير قياسي لسرعة الدوران).
```output
25 نبضة في الثانية × 0.1 دورة لكل نبضة = 2.5 دورة في الثانية
2.5 دورة في الثانية × 60 ثانية في الدقيقة = 150 دورة في الدقيقة
```
> 🎓 عندما تكون إشارة PWM قيد التشغيل لمدة نصف الوقت ، وإيقاف تشغيلها لنصف المدة ، يشار إليها على أنها <a href="https://wikipedia.org/wiki/Duty_cycle">50٪ دورة عمل</a>. يتم قياس دورات التشغيل كنسبة مئوية من الوقت تكون فيه الإشارة في حالة التشغيل مقارنة بحالة إيقاف التشغيل.
![Pule width modulation rotation of a motor at 75 RPM](../../../../images/pwm-motor-75rpm.png)
***PWM rotation of a motor at 75RPM. motor by Bakunetsu Kaito / Microcontroller by Template - all from the [Noun Project](https://thenounproject.com)***
يمكنك تغيير سرعة المحرك عن طريق تغيير حجم النبضات. على سبيل المثال ، باستخدام نفس المحرك ، يمكنك الحفاظ على نفس وقت الدورة عند 0.04 ثانية ، مع خفض نبضة التشغيل إلى النصف إلى 0.01 ثانية ، وزيادة نبضة الإيقاف إلى 0.03 ثانية. لديك نفس عدد النبضات في الثانية (25) ، ولكن كل نبضة تساوي نصف الطول. نبضة بطول نصف تدير المحرك بمقدار عشرين من الدوران ، وعند 25 نبضة في الثانية ستكمل 1.25 دورة في الثانية أو 75 دورة في الدقيقة. من خلال تغيير سرعة النبض لإشارة رقمية ، تكون قد خفضت سرعة المحرك التناظري إلى النصف.
```output
25 نبضة في الثانية × 0.05 دورة لكل نبضة = 1.25 دورة في الثانية
1.25 دورة في الثانية × 60 ثانية في الدقيقة = 75 دورة في الدقيقة
```
✅ كيف تحافظ على سلاسة دوران المحرك ، خاصة عند السرعات المنخفضة؟ هل ستستخدم عددًا صغيرًا من النبضات الطويلة مع فترات توقف طويلة أم الكثير من النبضات القصيرة جدًا مع فترات توقف قصيرة جدًا؟
> 💁 تستخدم بعض المستشعرات أيضًا PWM لتحويل الإشارات التناظرية إلى إشارات رقمية.
> 🎓 يمكنك قراءة المزيد عن تعديل عرض النبض على <a href="https://wikipedia.org/wiki/Pulse-width_modulation">صفحة تعديل عرض النبض على ويكيبيديا</a>.
### المشغلات الرقمية
المشغلات الرقمية ، مثل المستشعرات الرقمية ، إما لها حالتان يتم التحكم فيهما بجهد مرتفع أو منخفض أو تحتوي على DAC مدمجة بحيث يمكنها تحويل إشارة رقمية إلى إشارة تمثيلية.
أحد المشغلات الرقمية البسيطة هو LED. عندما يرسل الجهاز إشارة رقمية بقيمة 1 ، يتم إرسال جهد عالي يضيء مؤشر LED. عند إرسال إشارة رقمية بقيمة 0 ، ينخفض الجهد إلى 0 فولت وينطفئ مؤشر LED.
![A LED is off at 0 volts and on at 5V](../../../../images/led.png)
***An LED turning on and off depending on voltage. LED by abderraouf omara / Microcontroller by Template - all from the [Noun Project](https://thenounproject.com)***
✅ ما هي المشغلات البسيطة الأخرى ذات الحالتين التي يمكنك التفكير فيها؟ أحد الأمثلة على ذلك هو الملف اللولبي ، وهو مغناطيس كهربائي يمكن تنشيطه للقيام بأشياء مثل تحريك مسمار قفل الباب / فتح قفل الباب.
تتطلب المحركات الرقمية الأكثر تقدمًا ، مثل الشاشات ، إرسال البيانات الرقمية بتنسيقات معينة. عادةً ما تأتي مع مكتبات تسهل إرسال البيانات الصحيحة للتحكم فيها.
---
## 🚀 التحدي
كان التحدي في الدرسين الأخيرين هو سرد أكبر عدد ممكن من أجهزة إنترنت الأشياء الموجودة في منزلك أو مدرستك أو مكان عملك وتحديد ما إذا كانت مبنية على وحدات تحكم دقيقة أو أجهزة كمبيوتر أحادية اللوحة ، أو حتى مزيج من الاثنين معًا.
لكل جهاز أدرجته ، ما المستشعرات والمشغلات التي يتصلون بها؟ ما هو الغرض من كل حساس ومشغل متصل بهذه الأجهزة؟
## اختبار ما بعد المحاضرة
<a href="https://brave-island-0b7c7f50f.azurestaticapps.net/quiz/6">اختبار ما بعد المحاضرة</a>
## مراجعة ودراسة ذاتية
* اقرأ عن الكهرباء والدوائر على <a href="http://www.thinglearn.com/essentials/">ThingLearn</a>.
* اقرأ عن الأنواع المختلفة من مستشعرات درجة الحرارة في <a href="https://www.seeedstudio.com/blog/2019/10/14/temperature-sensors-for-arduino-projects/">دليل مستشعرات درجة الحرارة في الاستوديوها</a>
* اقرأ عن مصابيح LED على <a href="https://wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode">صفحة Wikipedia LED</a>
## الواجب
[أجهزة الاستشعار والمحركات البحثية](assignment.md)
</div>

@ -0,0 +1,21 @@
<div dir="rtl">
# بحث مستشعرات و مشغلات
## تعليمات
غطى هذا الدرس أجهزة الاستشعار والمحركات. ابحث وأوصف مستشعرًا ومشغلًا واحدًا يمكن استخدامه مع مجموعة أدوات تطوير إنترنت الأشياء ، بما في ذلك:
* ماذا يفعل
* الأجهزة الإلكترونية / الأجهزة المستخدمة بالداخل
* هل هو تناظري أم رقمي
* ما هي وحدات ونطاق المدخلات أو القياسات
## الموضوع
| المعايير | نموذجي | كافية | يحتاج إلى تحسين |
| -------- | --------- | -------- | ----------------- |
| وصف جهاز استشعار | وصف جهاز استشعار بما في ذلك تفاصيل عن جميع الأقسام الأربعة المذكورة أعلاه. | وصف جهاز استشعار ، ولكنه كان قادرًا فقط على توفير 2-3 من الأقسام أعلاه | وصف جهاز استشعار ، لكنه كان قادرًا فقط على توفير 1 من الأقسام أعلاه |
| وصف المشغل | وصف المشغل بما في ذلك التفاصيل لجميع الأقسام الأربعة المذكورة أعلاه. | وصف مشغل ، لكنه كان قادرًا فقط على توفير 2-3 من الأقسام أعلاه | وصف مشغل ، لكنه كان قادرًا فقط على توفير 1 من الأقسام أعلاه |
</div>

@ -1,6 +1,6 @@
# Manufacturing and processing - using IoT to improve the processing of food
Once food reaches a central hub or processing plant, it isn't always just shipped out to supermarkets. A lot of the time the food goes through a number of processing steps, such as sorting by quality. This is a process that used to be manual - it would start in the field when pickers would only pick ripe fruit, then at the factory the fruit would be ride a conveyer belt and employees would manually remove any bruised or rotten fruit. Having picked and sorted strawberries myself as a summer job during school, I can testify that this isn't a fun job.
Once food reaches a central hub or processing plant, it isn't always just shipped out to supermarkets. A lot of the time the food goes through a number of processing steps, such as sorting by quality. This is a process that used to be manual - it would start in the field when pickers would only pick ripe fruit, then at the factory the fruit would ride a conveyer belt and employees would manually remove any bruised or rotten fruit. Having picked and sorted strawberries myself as a summer job during school, I can testify that this isn't a fun job.
More modern setups rely on IoT for sorting. Some of the earliest devices like the sorters from [Weco](https://wecotek.com) use optical sensors to detect the quality of produce, rejecting green tomatoes for example. These can be deployed in harvesters on the farm itself, or in processing plants.

Loading…
Cancel
Save