דוגמאות למערכות מבוקרות (בתחומי החברה, הביולוגיה, הכלכלה והטכנולוגיה) - מערכת - אות מבוא קלט - אות מוצא פלט - תיאור מערכת בעזרת מלבן אחד ומספר מלבנים (ללא נקודת סיכום) - תכנות מונחה עצמים- VI (Virtual Instrument), היכרות עם Lab-View. - בקרה של מערכת הנדסית בעזרת פקודת פונקצית בקרה.

בדיאגרמת מלבנים (Rectangular Flowchart), כל צעד או שלב באלגוריתם מיוצג במלבן וניתן להשתמש בחצים לחיבור בין המלבנים, מציינים את הסדר בו יש לבצע את השלבים השונים של האלגוריתם. כל מלבן יכול להכיל פעולות, החלטות, או כל פעולה אחרת שמתבצעת במהלך התהליך. הדיאגרמת מלבנים תמיד מתאימה לאלגוריתם בצורה ויזואלית וידידותית להבנה, והיא נהנית מפופולריות רבה בפיתוח תוכנה ובהוראה של מסלולי תכנות. אלגוריתם: - אלגוריתם כרצף של הוראות. - תכנות בזמן אמת. - תיאור אלגוריתם בשפה מונחית עצמים. - טבלת כתובת ייחוס – קלט/פלט (ממשק תוכנה/חומרה) דיאגרמת מלבנים: משתנה מבוקר, הפרעה ומשתנה מבקר - משתנים כאותות קלט ופלט במערכות בקרה - הגבר כיחס בין שינוי אות מוצא לשינוי באות מבוא - תיאור מערכת בקרה פשוטה כרצף של מספר מלבנים - חיבור הפרעה ומשתנה מבקר בדיאגרמת מלבנים

מקודד (Encoder) , הוא מכשיר או חיישן הממיר תנועה מכנית לאות חשמלי, שניתן להשתמש בו למטרות שונות, כגון מדידת מיקום, מהירות או כיוון. מקודד נפוץ במגוון רחב של יישומים, ממכונות תעשייתיות ורובוטיקה ועד מוצרי צריכה אלקטרוניים. ברובוטיקה: מקודדים (Encoder), ממלאים תפקיד מכריע במערכות רובוטיות כדי לספק משוב לשליטה מדויקת במפרקים ובמפרקים. ביחידה זו נלמד על ה ENCODER דרך משימת חקר.

חיישן קולי (אולטרה-סוני), Ultrasonic sensor, הוא פריט המשתמש בגלי קול קוליים עבור יישומים שונים, כגון מדידת מרחק, זיהוי עצמים וניווט. חיישנים קוליים פועלים על עיקרון של שליחה וקבלה של גלים קוליים, שהם גלי קול עם תדרים גבוהים מהגבול הנשמע העליון של שמיעה אנושית (בדרך כלל מעל 20 קילו-הרץ). חיישנים קוליים (אולטרסוניים), פופולריים בזכות הרבגוניות, הדיוק והאמינות שלהם במגוון יישומים בתעשיות שונות. ביחידת לימוד זו נחקור ונלמד על: 1. משימת חקר החיישן. 2. מציאת הקשר בין המהירות, הזמן וחישוב המרחק. 3. משימת איתור מידע על החיישן 4. משימת ביצוע בעזרת החיישן

שפות תכנות שונות משתמשות במבנים שונים לייצוג נתונים ובמבנים שונים להפעלה של אלגוריתמים. כל שפה תכנות יכולה לספק מבנים ייחודיים או להשתמש במבנים נפוצים. ביחידה זו נלמד על הנושאים הבאים: - לולאות בפיתון -לולאת FOR - לולאת while - לולאת FOREVER - תנאים -

המשתנים בשפות תכנות משמשים לאחסון ולניהול ערכים בתוך תוכנית. משתנים יכולים להיות מקומיים (local) או גלובליים (global), והשימוש בהם משתנה בהתאם. לדוגמא, משתנים מקומיים (Local Variables): מוגדרים בתוך פונקציה או בלוק מסוים, והם תקפים רק בתוך הקטע שבו הם הוגדרו. לא ניתן לגשת אליהם מחוץ לפונקציה או הלוק בו הם הוגדרו. הם נוצרים ונמחקים כל פעם שהפונקציה או הלוק בו הם הוגדרו מתבצע וסיים את הריצה שלו. משתנים גלובליים (Global Variables): מוגדרים מחוץ לפונקציה או הלוק, והם יכולים להיות זמינים לכל הקטעים בתוך התוכנית. יש להיזהר מכך שפעמים רבות שימוש רב במשתנים גלובליים יכול להוביל לקוד פחות מובן וקשה לתחזקה. ביחידת לימוד זו, נלמד על: - סוגי משתנים. - תפקיד משתנים. - משתנים מקומיים (Local Variable). - משתנה כולל (Global Variable).

חיישן אור, הידוע גם כחיישן צילום או photodetector, הוא מכשיר שמזהה אור וממיר אותו לאות חשמלי. חיישנים אלו נמצאים בשימוש נרחב ביישומים שונים כדי למדוד או לשלוט בעוצמת האור בסביבות שונות. הנה כמה נקודות מפתח לגבי חיישני אור: סוגי חיישני אור: פוטודיודות: התקני מוליכים למחצה אלו יוצרים מתח כאשר הם נחשפים לאור. הם נמצאים בשימוש נפוץ במדי אור ויישומי חישה אופטיים שונים. פוטוטרנזיסטורים: בדומה לפוטודיודות אך עם יכולות הגברה, לרוב משתמשים בפוטוטרנזיסטורים ליישומים הדורשים רגישות גבוהה יותר לאור. Photoresistors (LDR - Light Dependen Resistors): נגדים אלו משנים את ההתנגדות שלהם בהתאם לכמות האור שהם נחשפים אליה. הם משמשים בדרך כלל ביישומים כמו פנסי רחוב ובקרת חשיפה למצלמה. תאים פוטו-וולטאיים (תאים סולאריים): בעוד שהם משמשים בעיקר להפקת חשמל מאור השמש, תאים סולאריים יכולים לשמש גם כחיישני אור. יישומים: תאורה אוטומטית: חיישני אור משמשים במערכות שמדליקות או מכבות את האורות באופן אוטומטי על סמך רמת האור הסביבתי, מה שתורם לחיסכון באנרגיה. בקרת חשיפה למצלמה: מצלמות משתמשות בחיישני אור כדי להתאים את הגדרות החשיפה לצילום תמונות מוארות היטב. מערכות אבטחה: ניתן לשלב חיישני אור במערכות אבטחה כדי לזהות שינויים באור הסביבה, הפעלת אזעקות או פעולות. מערכות מעקב סולאריות: בפאנלים סולאריים, חיישני אור משמשים כדי להתאים את כיוון הפאנלים כדי למקסם את החשיפה לאור השמש. סמארטפונים וטאבלטים: חיישני אור הסביבה במכשירים ניידים מכוונים את בהירות המסך בהתאם לתנאי האור שמסביב. עקרון עבודה: פוטו-דיודות ופוטוטרנזיסטורים: כאשר נחשפים לאור, החומר המוליך למחצה בתוך התקנים אלה מייצר זוגות אלקטרונים-חורים, וכתוצאה מכך זרימת זרם או מתח. Photoresistors: ההתנגדות של photoresistor יורדת עם עלייה בעוצמת האור, ולהיפך. תאים פוטו-וולטאיים: תאים אלו ממירים אנרגיית אור לאנרגיה חשמלית באמצעות האפקט הפוטו-וולטאי. כיול ורגישות: חיישני אור זקוקים לרוב לכיול כדי להבטיח קריאות מדויקות. ניתן לכוונן את הרגישות כדי להפוך את החיישן להגיב פחות או יותר לשינויים בעוצמת האור. חיישני אור ממלאים תפקיד מכריע בטכנולוגיות שונות, התורמים ליעילות אנרגטית, אוטומציה וביצועים משופרים ביישומים מגוונים במשימה זו נחקור ונלמד על חיישן האור, בהקשר בקרת מערכות משולבות

- בניית טבלת כתובת ייחוס – קלט/פלט (ממשק תוכנה/חומרה). - בניית אלגוריתם לתכנית המחשב. - התאמת האלגוריתם לבקרה בחוג פתוח. - התאמת האלגוריתם לבקרה בחוג סגור. חיישנים במערכות בקרה: - הגדרת מושגי דיוק בסיסיים בתורת המדידה (הפעלת הרובוט בנסיעה ע״פ זמן) - שימוש בחיישנים למדידת ערכים פיזיקליים - ENCODER , חיישן אולטרא סוני וחיישן אור ( שלושת סוגי הברקה) - תחומי מדידה ורוויה של החיישנים יש להגיש עד לתאריך: 30/11/22

- שימושי חיישנים במערכות בקרה ממוחשבות, התנסות בבקרות השונות: - בקרה על רובוט בתחומי משטח ( שולחני) מבלי ליפול. - נסיעה לאורך פס שחור, מעקב פס שחור בקרת ON-OFF ובקרה פורפורציונאלית (משמעות ההבדלים בין הבקרות השונות). - משימת סיכום בנושא חיישנים. המערכת וסביבתה: - קשר אינטראקטיבי בין המערכת ובין מערכות נוספות בסביבתה. - ממשק משתמש.

בינה מלאכותית היא תחום בתחום המדעי המתעסק בפיתוח מערכות חשמליות או תוכנה שיכולה לבצע משימות הדומות למשימות של בני אדם שדרוגים אינטליגנטיים. המטרה העיקרית של הבינה המלאכותית היא ליצור מכונה שיכולה לחשוב, ללמוד, ולפתור בעיות בדרך דומה ליכולת המחשבת של בני אדם. הכללים העיקריים והמרכזיים של בינה מלאכותית כוללים: 1. למידת מכונה (Machine Learning): היכולת ללמוד מנתונים ולשפר את ביצועיה בזמן. 2. הבנה שפה (Natural Language Processing - NLP): היכולת להבין ולהפיק משמעות משפה אנושית. 3. ראיה מחשבתית (Computer Vision): היכולת להבין ולפענח

במודול זה תלמדו דוגמאות למערכות מבוקרות בתחומי החברה, הביולוגיה, הכלכלה והטכנולוגיה. תכירו את מושג המערכת, אות מבוא קלט, אות מוצא פלט ואת תיאור המערכת בעזרת מלבן אחד ומספר מלבנים.

במודול זה תלמדו את ההבנה העמוקה של מהו אלגוריתם, אלגוריתם כרצף של הוראות, תכנות בזמן אמת ואת תיאור אלגוריתם בשפה מונחית עצמים. כמו כן, תכירו את המשתנה מבוקר, הפרעה ומשתנה מבקר.

במודול זה תקבלו משימת חקר שתעזור לכם להבין וללמוד על הENCODER. משימה זו תאפשר לכם להרחיב את הידע שלכם בנושא ולהכיר את הכלים הנדרשים לחקר זה.

במודול זה, תלמידים ילמדו על המונח 'מערכת' ואיך מחשבים משתמשים בתוכנות לשליטה על מערכות שונות. נדונים דוגמאות למערכות מבוקרות בחברה, ביולוגיה, כלכלה וטכנולוגיה. התלמידים יתמקדו גם בהכרה עם Lab-View ובניית בקרה של מערכת הנדסית באמצעות פקודת פונקצית בקרה.

המודול השני מתמקד באלגוריתמים ודיאגרמות מלבנים. התלמידים יקבלו הבנה עמוקה של אלגוריתם כרצף של הוראות ואיך לתאר אלגוריתם בשפה מונחית עצמים. בנוסף, התלמידים ילמדו כיצד להשתמש במשתנים כאותות קלט ופלט במערכות בקרה ולתאר מערכת בקרה פשוטה כרצף של מספר מלבנים.