تصميم وتنفيذ نظام مبنى ذكي مستدام قائم على الأنظمة المدمجة (Embedded Systems) باستخدام Arduino للتحكم في الحرارة وجودة الهواء والحرائق

يحمل المشروع عنوان تصميم وتنفيذ نظام مبنى ذكي مستدام قائم على الأنظمة المدمجة باستخدام Arduino للتحكم في الحرارة وجودة الهواء والحرائق، ويعتمد في جوهره على نظام مدمج (Embedded System) يعمل كوحدة تحكم ذكية داخل مختبر كيمياء صديق للبيئة. يقوم النظام على لوحة Arduino UNO كوحدة معالجة مركزية تستقبل البيانات من مجموعة حساسات تشمل DHT11 لقياس درجة الحرارة والرطوبة، وMQ-135 لقياس تركيز ثاني أكسيد الكربون والغازات السامة، وحساس اللهب (UV/IR Flame Sensor) لاكتشاف الحرائق من خلال قياس الطول الموجي. تتم معالجة القراءات داخل الأردوينو عبر خوارزميات شرطية تحدد متى يتم تشغيل المشغلات مثل مروحة الشفط لتقليل تركيز CO₂ عند تجاوزه 1500 ppm، أو تفعيل الجرس ثم مضخة المياه بعد 10 ثوانٍ عند اكتشاف لهب أكبر من 450 نانومتر، بالإضافة إلى إرسال إشعارات فورية عبر وحدة SIM800L. يعمل النظام بالطاقة الشمسية بقدرة 5 وات ويتم تخزين الطاقة في بطاريات ليثيوم أيون قابلة لإعادة الشحن، مما يعزز الاستدامة وكفاءة استهلاك الطاقة. كما يعتمد النظام على مبدأ التغذية الراجعة (Feedback Loop) حيث تستمر عملية القياس والمراقبة بعد تنفيذ الإجراء لضمان استقرار البيئة الداخلية. وقد واجه المشروع تحديًا تقنيًا في قراءة حساس اللهب التناظري، وتم حله باستبداله بحساس رقمي لضمان الدقة والثبات. من خلال هذا المشروع تم اكتساب مهارات متقدمة في تصميم الأنظمة المدمجة، برمجة المتحكمات الدقيقة، تكامل الحساسات، تحليل البيانات البيئية، إدارة الطاقة المتجددة، حل المشكلات التقنية، وبناء أنظمة تحكم ذكية متعددة التخصصات تجمع بين الهندسة والبرمجة والعلوم التطبيقية.