مجموعة تعلم الروبوت الذكي رباعي الدفع | تتبع الخطوط بالأشعة تحت الحمراء + تجنب العوائق بالموجات فوق الصوتية | يدعم برمجة Arduino C Scratch Mixly | مثالي لفصول العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM)، ومختبرات التصنيع، ومعارض العلوم

توفر مجموعة سيارة الدفع الرباعي الذكية المزودة بتتبع المسارات وتجنب العوائق بالموجات فوق الصوتية تجربة عملية متكاملة لتعلم الملاحة الذاتية والروبوتات والبرمجة المدمجة. صُممت هذه المنصة للبيئات التعليمية، وتجمع بين التصميم الميكانيكي وتكنولوجيا الاستشعار والتحكم البرمجي في نظام متكامل واحد.

صُممت السيارة على هيكل أكريليك متين رباعي العجلات، وتستخدم محركي تيار مستمر مزدوجين مع مخفض تروس وعجلات مطاطية لضمان الثبات على الأسطح الملساء أو ذات الملمس الخشن. يقوم مستشعر فوق صوتي مثبت على سيرفو بمسح البيئة المحيطة باستمرار، ويقيس المسافات ويضبط مسار السيارة ديناميكيًا لتجنب العوائق. تكتشف مستشعرات خطوط الأشعة تحت الحمراء حدود المسار وتتحكم في الاتجاه بمعلومات آنية.

يبدأ الطلاب بتجميع المكونات المعيارية - لوحة تشغيل المحرك، ووحدة الموجات فوق الصوتية، وأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء، ووحدة التحكم، وحامل البطارية - باستخدام موصلات قابلة للتوصيل تُغني عن اللحام. يدعم هذا النظام المعياري فكًا وإعادة تكوينًا سريعًا لجلسات دراسية متعددة.

لوحة التحكم الرئيسية متوافقة مع أردوينو (أونو أو نانو)، مما يتيح للطلاب البرمجة باستخدام لغات البرمجة C أو سكراتش أو ميكسلي. تتضمن نماذج الأكواد المُقدمة وحدات لتتبع الخطوط، وتحديد المدى بالموجات فوق الصوتية، ومسح المؤازرة، وتنظيم سرعة تعديل عرض النبضة (PWM). عندما يضبط الطلاب العتبات والتوقيت ومعلمات المستشعر، يكتسبون فهمًا مباشرًا لكيفية استجابة أنظمة التغذية الراجعة ديناميكيًا في الوقت الفعلي.

تعمل المركبة بأمان بجهد يتراوح بين 6 و9 فولت باستخدام بطاريتين أو مصدر تيار مستمر منظم. يضمن فلتر الطاقة المدمج وحماية التيار استقرار خرج الجهد، مما يمنع إعادة ضبط وحدة التحكم حتى في ظل الحمل الثقيل على المحرك. يسمح الهيكل المفتوح للمنصة بدمج وحدات إضافية مثل البلوتوث والواي فاي والتحكم عن بُعد بالأشعة تحت الحمراء للاتصال اللاسلكي والتجارب الموسعة.

من الناحية التعليمية، تُقدم هذه المجموعة مبادئ الإلكترونيات والميكانيكا والمنطق الخوارزمي. يتعلم الطلاب دمج المستشعرات، والتحكم بتعديل عرض النبضة (PWM)، وتحديد موضع المؤازرة، واتخاذ القرارات بشكل مستقل. يمكن للمدرسين بناء دروس متدرجة، بدءًا من التحكم اليدوي البسيط وصولًا إلى روتينات القيادة الذاتية بالكامل التي تجمع بين مدخلات مستشعرات متعددة.

يتضمن دليل التعلم المصاحب أكثر من 15 مشروعًا خطوة بخطوة:

فهم قياس المسافة بالموجات فوق الصوتية

أساسيات تتبع الخطوط بالأشعة تحت الحمراء

التحكم في محرك PWM ومعايرة السرعة

البرمجة الشرطية لاكتشاف العوائق

مسح السيرفو ومنطق الاتجاه

تتبع الخطوط المتكاملة وتجنبها

التحكم عن بعد عبر البلوتوث عبر الهاتف الذكي

إعداد الاتصالات اللاسلكية (وحدة Wi-Fi)

تقنيات المعايرة والضبط

تسجيل البيانات والمراقبة التسلسلية

تنظيم السرعة PID

الاتصالات متعددة الروبوتات

خوارزميات حل المتاهة

تحديات التعلم القائم على المشاريع

المسابقة النهائية للنماذج الأولية الإبداعية

من خلال ربط الأنظمة الميكانيكية والرقمية، تُمكّن هذه المجموعة الطلاب من تطبيق الفيزياء وعلوم الحاسوب والرياضيات في تجربة تعليمية عملية. كما تُنمّي مهارات القرن الحادي والعشرين الأساسية، مثل حل المشكلات، والتفكير التحليلي، والتفكير التصميمي.

تصميم السيارة المتين وهيكلها القابل لإعادة الاستخدام يجعلها مثالية للمختبرات المدرسية، وبرامج العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، وورش العمل للصناع. سواءً استُخدمت في المسابقات أو التدريب العملي، فإنها تُحوّل المفاهيم المجردة للأتمتة إلى تجارب عملية شيقة.

① نظام الملاحة الذاتي ثنائي النظام
يدمج تتبع الخطوط بالأشعة تحت الحمراء واستشعار المسافة بالموجات فوق الصوتية لتحقيق تنقل ذاتي بالكامل. يحدد الروبوت العوائق، ويحسب الاتجاه، ويضبط المسار باستخدام تغذية راجعة من المستشعر. مثالي لعرض مبادئ الذكاء الاصطناعي في مجال الروبوتات الصفية.

② بيئة برمجة قابلة للتوسعة
يدعم بيئة التطوير المتكاملة Arduino IDE للبرمجة بلغة C، وScratch/Mixly للمتعلمين البصريين. تُدرّس نماذج أكواد جاهزة للاستخدام المنطق والحلقات ومعالجة بيانات المستشعرات. يمكن للمعلمين توسيع نطاق التمارين بسهولة لتشمل التحكم اللاسلكي، وتحسين مُعرّفات التكامل التفاضلي والتكاملي (PID)، والتنسيق بين المركبات المتعددة.

③ الطاقة الآمنة والمتانة الميكانيكية
يعمل بجهد يتراوح بين 6 و9 فولت، مع تنظيم جهد مدمج وحماية من الحمل الزائد. تصميم رباعي العجلات يضمن قوة جر وعزم دوران أفضل على الأسطح المعقدة. جميع ألواح الهيكل مصنوعة من الأكريليك المقطوع بدقة بالليزر لضمان المتانة وسهولة إعادة الاستخدام في الفصول الدراسية.

④ الهيكل المعياري والتجميع السريع
مكونات التوصيل والتشغيل تُغني عن اللحام. تتصل كل وحدة عبر منافذ مُسمّاة لضمان توصيل سلس. مثالية للتجميع والصيانة المتكررة في الفصول الدراسية، مما يُقلل من وقت التوقف عن العمل وهدر الأجهزة.

⑤ القيمة التعليمية الشاملة في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات
يجمع هذا البرنامج مبادئ الهندسة الميكانيكية والإلكترونيات والبرمجة في مجموعة تفاعلية واحدة. يشجع على إجراء التجارب في دمج المستشعرات، والحركة المعتمدة على البيانات، والتحكم الخوارزمي. كما يُعزز الإبداع والعمل الجماعي والتفكير العلمي من خلال التعلم القائم على المشاريع.

سيارة روبوت ذكية رباعية الدفع، طقم سيارة أردوينو، روبوت تتبع الخطوط، تجنب الموجات فوق الصوتية، روبوت مستشعر الأشعة تحت الحمراء، روبوت توجيه المؤازر، سيارة تحكم بلوتوث، روبوت وحدة واي فاي، مشغل محرك PWM، طقم روبوت STEM، سيارة قابلة للبرمجة، روبوتات تعليمية، طقم روبوت اصنعها بنفسك، تحديد المدى بالموجات فوق الصوتية، تحكم PID، روبوت صف دراسي، سيارة برمجة، روبوت برمجة C، روبوت Scratch، مشروع Mixly، جهد آمن 6-9 فولت، تعليم الصنّاع، روبوت ملاحة ذكي، طقم مشاريع هندسية، سيارة ذاتية القيادة، روبوت دمج المستشعرات، روبوت كشف العوائق، سيارة روبوت ميكانيكية، طقم روبوتات مدرسية، تعليم إلكترونيات