محمد مختار http://www.isnaha.com Wed, 18 Jul 2018 12:51:24 +0000 Joomla! - Open Source Content Management ar-aa الغواصة الروبوتية السوداء http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/698-الغواصة-الروبوتية-السوداء http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/698-الغواصة-الروبوتية-السوداء

الغواصة الروبوتية السوداء

image001

في هذا المقال سوف نتناول كيفيه صناعة غواصة روبوتية يتم التحكم بها عن بعد من أجل استكشاف الأعماق ومراقبة الكائنات الحية في الأوساط البحرية والشعب المرجانية وللتنقيب عن الآثار وما شابه ذلك.


تقديم

image002

أبدأ بقولي ببسم الله الرحمان الرحيم وأكمل وأقول أنه بالرغم من أن الروبوتات المائية غير متطرق لها بشكل أكبر في عالم التقنية فإننا لدينا بحار شاسعة آهبة بجبال وصحارى بحرية وشعوب مرجانية تنتظر استكشافـها. لذا، فإن التركيز على استكشاف هذه المناطق الوعرة والخطرة على الإنسان يتطلب منا تصميم روبوتات عوامة قادرة على الغوص والتعامل مع العوالم البحرية عن طريق التحكم بـها عن بعد.

image003

روبوتنا المائي الذي نتحدث عن طريقة تصنيعه اليوم قادر أن يغوص حوالي 18مترا أو أكثر.

 


لا بد من قرائته

هذا المقال عبارة عن ملخص فقط لصناعة هذه الغواصة الروبوتيةـ ومن أجل إنجاز جميع الأجزاء ننصح بقراءة المقالات التالية التي تجدها كلها على موقع اصنعها:

المحركات – محرك الغواصة والماء (تقنية الإقتران المغناطيسي)

المحركات – محرك الغواصة والماء (تقنية الحلقة)

الغواصات – عزل الكاميرات والمصابيح والأسلاك من الماء

الغواصات – صنع اليد الروبوتية للغواصة (النموذج 1)

الغواصات – صنع اليد الروبوتية للغواصة (النموذج 2)

الغواصات – بطاقة متحكمة بالغواصات الروبوتية

 


استعراض للروبوت

{vsig}cat_submarine/Black-rov/01{/vsig}

 

{youtube}U69g72_lhHE{/youtube}

 


التصميم

{vsig}cat_submarine/Black-rov/02{/vsig}

 

عند انشاء اي روبوت نبدأ دائما بـالتصميم، وحيث أن هذا الـروبوت غواص تحت الماء لذا فان تصميمه يختلف قليلا عن الـروبوتـات الشائعة. فمثلا، لكي نحافظ على الروبوت المائي ثابتا وسط الماء يجب ان نصممه بطريقة ما حتى يصبح ثقيلا بالأسفل وندعمه بـخزانات للطفو بالأعلى.

 


الاطارات

image004

رقم 1يشير إلى غطاء زجاجي حامي للأنبوب حتـى يحول دون تسرب الماء بالداخل.

image005

رقم 2  يـشير الى الأنبوب الحافظ المحتوي على البطارية.

 

أما الـرقم 3  فيـشير إلى توصيلة متقنة لمنع تسرب الماء إلى الاسلاك وسنتحدث عن هذه المسألة بالتفصيل في الفقرات القادمة.

 

رقم 4هو سلك الانارة وسيتم توصيله لاحقا.

 

رقم 5هي سلك (كابل) للطاقة الكهربائية.

image006

رقم 6  يمثل هيكل (عظام) الروبوت وهو مصنوع من مادة تسمى البولي فينيل كلوريد وعرض المقطع هو نصف بوصة.

 

ملاحظة 1: يمكنك استخدام مادة بلاستيكية أخرى بالطبع.

 

ملاحظة 2: يمكنك معرفة المزيد من التفاصيل عن مادة البولي فينيل كلوريد بالضغط على الرابط التالي:

 Wikipedia (PVC)

image007

رقم 7هو جزء مانع التسرب ويدعي بالإنجليزية

5200Marine sealant

image008

رقم 8 يمثل اهم جزء في  الروبوت وهي أسطوانة سوداء ستضم الدارة الإلكترونية والاجزاء الرئيسية الأخرى.

image009

رقم 9  هو بالتفصيل شكل فتحة توصيل الاسلاك داخل الأسطوانة السوداء التي سـتحمل الدارة الإلكترونية. ويتم سد الاماكن القابلة لتسريب الماء بمادة السيليكون أو مادة أخرى لمنع اي تسرب داخل الاسلاك مما قد يقوم بتخريب الدارة الكهربائية وهي تحت الماء.

 

رقم 10 يمثل فتحة اخرى لم يـكتمل توصيها بعد وسيتم تـمرير اسلاك الطاقة من خلالها.

سنتحدث الان بشيء من التفصيل عن هذه الاجزاء وكيفية صنعها:


1- اولا، يجب تقطيع الاطارات وغلقها بأحكام بواسطة الشبابيك الزجاجية في اخرها لمنع تسرب الماء.

سنستخدم انابيب من نوع مركب الأكريلو نيتريل بيوتادايين إستيرين ABS. هذه الانابيب تستخدم في الصرف الصحي ورقمها 40.

 

2- عند لصق هذه الانابيب معا تأكد من ان تستخدم الـغراء المذيب الذي يستخدم في لصق وتثبيت هذا النوع من الانابيب. بالنسبة لأنابيب البولي فينيل كلوريد فان اللاصق العادي لن يعمل معها جيدا ويمكن ان يؤدي إلى تسريبات.

 

3- اما الأسطوانة السوداء الرئيسية فسنقوم بإغلاقها من الامام بهذا الزجاج الواقي ومن الخلف ايضا باستخدام براغي حتى إذا احتجنا لعمل اي تصليحات للدارة الإلكترونية بالداخل نقوم بفتحها مرة اخرى.


4- نقوم بربط الثلاث انابيب معا لكي نحصل على هيكل مثالي متماسك عن طريق شريط لاصق.

5- الان اصبح هيكل الروبوت جاهزا ويا حبذا لو قمنا ببعض الاختبارات تحت الماء له قبل البدأ بالتوصيلات. فربما قد تجد بعض التسريبات من ناحية البراغي وقد تحتاج حينها لوضع نهايات مطاطية عند الفتحات لكي تمنع تسريب الماء.



الداسرات "وهي المسئولة عن الحركة تحت الماء"

 

image010

تعتبر الداسرات اهم جزء لتحريك المركبة. في هذه المرحلة سنستخدم اربع مـروحات:

أ- اثنان منها مخصصة للدفع للأمام والخلف والدوران،

ب- الاثنان الباقيان مخصصان للـطفو للأعلى والغوص للأسفل.


اسم المحرك المستخدم هو1100GPH. يمكنك استخدام محركات أخرى أيضا لهذا الغرض او صنعها بنفسك. سنقوم بتوصيل هذه المروحة بالمحرك عن طريق اتباع ما سيلي...

image011

سنحتاج لحاوية أو أسطوانة مناسبة للمحرك.

image012

وسنحتاج لجزء معدني ليربط رأس المحرك بالمروحة.

image013

يجب ان يكون الربط محكما لمنع وصول أي ماء للمحرك.

 


الإستكشاف

في هذه المرحلة سنتعرف في اي اتجاه يتحرك الروبوت ولكي نعرف هذا يجب ان نوصل معه اولا بوصلة إليكترونية لتحديد الاتجاه. في حالتنا هذه استخدمـنا بوصلة من نوع Dinsmore 1490.

image014

* الرقم 1يشير إلى الاتجاه الذي اخترته للشمال فانت من تقوم بتحديد اتجاه الشمال الافتراضي.

* الرقم 2يمثل أحد الـصمامات الضوئية التي تشير إلى الاتجاه النشط. ويوجد أربع منها مخصصة للإتجاهات الأربعة (شمال، جنوب، شرق وغرب).

* رقم 3 يمثل ناقل البيانات عن الاتجاه، وتم تغليفه لكي يحافظ على الاسلاك.

 

يجب ان تحافظ على وضع البوصلة بعيدا عن المحركات الكهربائية لأن هذه الأخيرة تحتوي على مغناطيسات قد تشوش على مجال البوصلة.

 

أما الصورة التالية فـتوضح الرسم التخطيطي للبوصلة من الداخل والدارة الكهربائية المرتبطة بها.

image015

image016

image017

 


الكاميرا

image018

لا بد وانك سـتحتاج لكاميرا حتى ترى ما يرى الروبوت تحت الماء.

 
توجد كاميرات جاهزة للتوصيل
بالحاسوب عن طريق كروت مضمنـة معها وتتنوع انواع الكاميرات واسعارها حسب الالوان ودقة الصورة وحسب المياه التي سينزل فيها الروبوت.

 

يمكنك استعمال قطعة معدنية داعمة للكاميرا عندما تريد تثبيتها داخل الروبوت.

image019

image020

الصورة التالية توضح بطاقة للكاميرات اللاسلكية والتي يمكن شراؤها عبر الانترنت.

 


الإضاءة

image021

 

ولكي تعمل الكاميرا بشكل جيد وتنقل صورة واضحة لا بد من توفير الاضاءة اللازمة لها عن طريق بعض الوحدات الضوئية الكبيرة نسبيا في الطاقة الكهربائية والتي تصل إلى 3واط LED 3 WATT.

image022

يمكنك تصميم خشبة صغيرة أو قطعة بلاستكية وزينها كما تحب حتى تضع فوقها الصمام الضوئي.

 

يمكنك تثبيتها على قطعة من الألمنيوم قائمة الزاوية بالشكل الذي تراه في الصورة التالية.

image023

عند إضائتها في الظلام الدامس تبدو هكذا:

image025

image024

 


دارة التحكم: الروبوت المائي

هناك العديد من الطرق التي من خلالها يمكنـك التحكم في المحركات السلكية واللاسلكية. غالبا ما قد يستخدم فيها الميكروكنترولر. يمكنك التعرف على الـمزيد من هذه الطرق وقد تم شرحها بالتفصيل هنا مثلا.

ومن هنا ايضا شرح مفصل للطريقة السلكية واللاسلكية. بعد اتباع الدروس في الروابط ستصبح قادرا على صناعه متحكم كما في الصورة او يمكنك استخدام بطاقة Arduino.

image026 

image027

image028 

 

image029 

 

image030 

 


الطاقة

لتوفير الطاقة اللازمة لتشغيل الروبوت سنقوم بوضع بطاريتين 12فولط في الجانب الذي لم نضع فيه شيء بفرض اننا وضعنا الكاميرا والمتحكم في الحركة في الأنبوبة التي في المنتصف. سنضع بطاريتان كل منهما في جانب لكي يحدث اتزان للروبوت تحت الماء. يستحسن شراء بطارية مناسبة الحجم كما في الصورة:

image031

يمكنك ايضا جعل مصدر الطاقة على السطح لتخفيف الوزن ولكن سيزداد عدد الاسلاك الواصلة للسطح ويزداد سمك سلك التوصيل وبالطبع في حاله التوصيل اللاسلكي لا مفر من وضع البطارية بالأسفل داخل انابيب الروبوت الجانبية.

 


التحكم: جهاز التحكم عن بعد

{vsig}cat_submarine/Black-rov/03{/vsig}

 


الحبال

الصور التالية توضح كابلات التوصيل التي يمكن استخدامها وهي مقاومه للماء بالطبع:

 

{vsig}cat_submarine/Black-rov/04{/vsig}

 


امتحان عمل الروبوت

 طبعا اذا كنت ستستخدم التوصيل اللاسلكي فلا داعي لكل هذه التوصيلات، وهذه الصورة توضح الروبوت وهو جاهز للعمل والنزول للماء:

 

{vsig}cat_submarine/Black-rov/05{/vsig}

 

الان اصبح لديك روبوت مائي جاهز ليبحر في المياه ويصور المياه مع اضاءة مناسبة.

 


تأليف

 

المؤلف: الصفحة الشخصية

ترجمة: محمد مختار (المنوفية - مصر).

البريد الإليكتروني: eng.mohamed410@facebook.com

 

 


المراجع

 

http://www.instructables.com/id/Underwater-ROV/?ALLSTEPS

]]>
eng.mohamed410@facebook.com (محمد مختار) الغواصات Mon, 21 Jan 2013 00:00:00 +0000
المذياع المتغير الفوقي http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/651-المذياع-المتغير-الفوقي http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/651-المذياع-المتغير-الفوقي

المذياع المتغير الفوقي

image001 

توجد عدة أنواع من أجهزة الراديو، والمذياع المسمى بالمتغير الفوقي هو أحد هذه الأنواع، حيث يتميز بحساسية عالية ودقة في استقبال الترددات. في هذا المقال ستتعرف أولا على مبدأ ما يسمى بالتغير الفوقي (heterodyning) الذي يستعمل في كل أجهزة الاستقبال التلفزية والمذياعية ثم تطبيقا له في صناعة المذياع المتغير الفوقي.


تقديم

إن تمكنك من صنع أجهزة الإستقبال كالمذياعات والتلفاز سيجعلك واسع الفكر في تطويرها بل والإتيان بأجهزة جديدة في مجال الاتصالات والتحكم بالأجهزة عن بعد.

 

في هذا المقال سنتعرف على ما يسمى بمبدأ التغير الفوقي الذي أصبح شائعا في أجهزة الإستقبال الحديثة.

 image002


المذياع المتغير الفوقي

 

سمي بالمتغير الفوقي (hetero-dyne) من الاصل اليوناني لكلمة hetero التي تعني متغير وdyne  التي تعني الطاقة.

 

اذا اشتريت المذياع المتغير الفوقي من أحد المتاجرفستجد ان دارته الكهربائيةتحتوي على5أو6 مراحل.

 

لكننا فية ذا المقالسنقوم بتسهيل صنعه لك عن طريق استخدامالمركب الإليكتروني SA602N وهو عبارة عن دارة كهربائية متكاملةتمكننا من صنع هذا الجهاز في مرحلة واحدة فقط عوض 5 أو 6. هذا بطبيعة الحال سيكون اسهل جدا على المبتدئين في هذا المجال.

image003 

المركب SA602N


الأجزاء الرئيسية

 

image004 

صورة المكونات

الرمز أو القيمة

الكمية

العربية

الإنجليزية

الفرنسية

1nF

2

مكثف
 
Capacitor

Condensateur

500pF

1

250nF

1

100uF

1

مكثف كيميائي
Electrolytic capacitor

Condesateur Electrotique

460pF

1

مكثف متغير
Variable capacitor

Condesateur varie

اي قيمة مناسبة

1

سماعة اذن كريستالية

OA90

1

صمام ثنائي

Diode

6 فولط

1

بطارية

Battery

Batterie

ثابته لنفس النوع

1

 محول التردد المتوسط

 IF Transformer

ثابته لنفس النوع

1

وشيعة متذبذبة

Oscillator coil

Bobine

SA602N

1

  دائرة متكاملة

IC

2 او 3 متر

1

هوائية

Antenna

Antenne


الدارة الكهربائية

 

الخطاطة التالية تبين الدارة الكهربائية العامة للمذياع المتغير الفوقي:

 image005

فيما يلي سنقوم بتفصيل الأجزاء الرئيسية لهذه الدارة:


الصمام الثنائي والسماعة

يقوم الصمام الثنائي بالتحقق من الموجة الصوتية وهو المشار إليه بالرقم 1 في صورة المكونات.

 

التحقق من الموجة الصوتية يتم عن طريق الصمام الثنائي المصنوع من مادة الجرمانيوم OA90او اي نوع اخر مساوي له.

 image006

الصمام الثنائي OA90

الطاقة التي تخرج من الصمام الثنائي تكون صغيرة نوعا ما ولكنها كافية لتشغيل سماعة اذن مغناطيسية ذات مقاومة عالية بيد أنها غالية شيئا ما في الثمن.

 

لذا، سنستخدم نوعا آخر من السماعات وهو السماعة الكريستالية وهي المشار إليها بالرقم 2 في صورة المكونات لكونها رخيصة جدا ومن السهل ان تجدها في معظم المتاجر الإلكترونية ومقاومتها عالية جدا تصل إلى اللانهاية وهذه تعتبر مقاومة مناسبة جدا للدارات الكهربائية الصوتية. فكلما زادت المقاومة كلما كان افضل.

 image007

 

 الوشيعة

يعتبر ايجاد الوشيعة هو اصعب مشكلة في صنع هذا الجهاز، فرغم سهولة صنعها يدويا إلا أنه قد يكون أحيانا من الصعب ضبط الوشيعة في المستوى المرغةب فيه اذ لم يكن لديك الادوات اللازمة للتأكد من قيمتها. وقد تأخذ منك وقتا طويلا في العمل وتتطلب صبرا كبيرا.

 

لكن لكي نوفر على أنفسنا عناء مثل هذه المهمة التي قد تكون شاقة للبعض، سنبحث عن هذه الوشيعة بداخل اجهزة قديمة او نبحث عنها في المتجر. فاذا كان لديك مذياعا قديما فبالطبع ستجد فيه الوشيعة التي نبحث عنها وهذه الوشيعة التي نبحث عنها مكونة من ملفان (أو ملفوفان إذا صح التعبير).

 image008

الوشيعة المذبذبة (The Oscillator Coils) هي المشار إليها بالرقم 3 في صورة المكونات، وهي عبارة عن صندوق معدني بأبعاد 10×10 ملليمتر وارتفاع 12 ميلليمترا. تتكون من الداخل من ملفان بقلب معدني أحدهما له طرف ثالث في المركز (Center-tapped) وبالتالي سيصبح لدينا 5 ارجل لهذه الوشيعة.

 

لهذه الوشيعة 5 أرجل حيث توجد رحلين في طرف وثلاث في طرف آخر. فأما الطرف المحتوي على رجلين فقط فتبلغ قيمة المقاومة بينهما حوالي 0.7 اوم، بينما تبلغ قيمتها في الطرف الآخرحوالي 4.4 اوم تقريبا.


محول الترددات المتوسطة

محول الترددات المتوسطة هو المشار إليه بالرقم 4 في صورة المكونات بالأعلى. هذا المحول له نفس خصائص الوشيعة السابقة ونفس عدد الارجل ولكن الاختلاف في قيم المقاومة الداخلية وقيم التردد التي تخرج من هذا المحول.

 image009


المركب SA602N

وهو دارة متكاملة حيث تعتبر قلب جهازنا هذا.

تحتوي على 8 ارجل وهي تمثل المركب رقم 5 في صورة المكونات وتستطيع العمل من الجهد 4 الى 8 فولط ولكن الجهد المفضل لها هو 6 فولط.

 

الطرف رقم 2 لا يتم توصيله والطرف السالب للبطارية يتم توصيله بالأرضي وتعمل هذه الدارة على نطاق الترددات من 550 كيلوهرتز الى 1600 كيلوهرتز وهو ما يسمي بالترددات المتوسطة.

 

بالنسبة للهوائي المتصل بالدارة يفضل ان يكون طوله من 2 الى 3 متر.

 image010

 

المكثف المتغير

وهو المكون رقم 6 في صورة المكونات ويعتبر المسؤول عن تحديد إشارة الإذاعة وبه فمن خلاله نضبط المدياع على المحطة التي نريد سماعها.

 

هو عبارة عن مكثف متغير القيمة يمكن ضبطه يدويا عن طريق تدوير رأسه يمنة ويسرة كما المقاومة المتغيرة.

 image011


التركيب

 

توجد طرق عديدة لتركيب هذا الجهاز فباستخدام شريحة من البلاستيك يمكن تثبيت المكونات عليها وباستخدام الاسلاك يتم عمل توصيلات خارجية للمكونات معا كما هو موضح في مخطط الدارة، ويجب ان نحرص على وضع المكونات وترتيبها على الشريحة حيث يستحسن ان نضع في الاعتبار مقبض المكثف المتغير بأن يكون موجها للخارج وان تكون فتحات الدخل والخرج للصوت موجهة للخارج ايضا وعمل فتحات لها في صندوق المذياع. ولتسهيل موضوع الدخل والخرج يفضل استخدام مخارج ومداخل للسماعات بقطر3.5 ملي كما في الصورة أدناه.

 image013

 image012

وهذه صورة للمكونات بعد التوصيل على الشريحة البلاستيكية.

 image014


صندوق الجهاز

 

بعد إنجاز الدارة الكهربائية بنجاح تبقى لك حرية تصميم صندوق الجهاز كما تحب. ولمساعدتك على اختيار التصميم المناسب، نفرد لك النماذج التالية:

{vsig}cat_radio/radio-Superheterodyne/01{/vsig}


تقنية صناعة البطاقات الإليكترونية
 

ربما تحب عزيزي القارئ ان تنجز هذه الدارة على شريحه الكترونية. حتى اذا كنت لا تعرف فلا تقلق فنحن نمتلك مواضيع لشرح كيفية انجاز الشرائح الالكترونية من البداية حتى النهاية:

اصنعها إليكترونيا – الشرائح الإليكترونية 1

اصنعها إليكترونيا – الشرائح الإليكترونية 2

اصنعها إليكترونيا – تحويل الدارات إلى بطاقات إليكترونية

بعد تفحص هذين المقالين جيدا ستصبح قادرا على صنع لوحة الكترونية باحترافية وبنفسك.


معلومات إضافية: ما هو التغير الفوقي؟

 

اولا لكي تفهم معني التغير الفوقي لابد ان نفهم قاعدة نظام الاتصالات:

 image015

شكل (أ)يبين المراحل التي تمر بها الموجة الصوتية حتي تنتج كصوت واضح مفهوم في الاجهزة كالمذياع مثلا.

 

الأرسال

: نظام الاتصالات يتم عن طريق تشفير الموجة الصوتية ثم تركيبها على موجة ذات تردد عالي جدا وقوة عالية كي تستطيع الانتقال مئات الاميال ثم يلتقطها هوائي المذياع.

تضخيم أولي

: بعدها، تمر الموجة بمرحلة تكبير لأنها حتما قد مرت ببعض المباني والعوائق التي اضعفتها.

مضاعفة وخلط

: بعد ان يتم تكبير الموجة تدخل مرحلة المضاعفة حيث يتم مضاعفتها بموجة مشابهة للموجة التي يتم تحميلها على الموجة الأصلية في محطة الارسال.

التصفية

: ثم تمر الموجة بعد المضاعفة بمرحلة التصفية، ويتم فيها استخلاص الموجة الأصلية المشفرة.

تضخيم ثاني

: تنتقل مباشرة الى مرحلة IF Amplifier وهو مكبر التردد المتوسط Intermediate Frequency Amplifier  ويقوم بتكبير الموجة المتوسطة التي تنتج من الفلتر Filter.

فك التشفير

: وفي مرحلة فك التشفير Demodulator حيث يتم الحصول على الموجة الصوتية الأصلية التي تستطيع اذن الانسان سماعها بسهولة ولكنها تكون اشارة ضعيفة جدا لذا يتم توصيلها على سماعة أذن كريستالية تستطيع التقاط اضعف الاشارات.

تكبير الصوت

: اذا اردنا وضع سماعة كبيرة نوعا ما مثل المذياع العادي فنضع مرحلة تكبير اخيرة Audio Amplifier بعد مرحلة فك التشفير.

 

ملاحظة: الشرح السابق هو شرح سريع لعملية الاستقبال والارسال في كافة انواع الاتصالات واعقدها تصل الى انظمة اتصالات الانترنت حتى الالياف الضوئية فالقاعدة واحدة تشفير الموجة ثم تركبية ا على موجة اخرى وارسالها وعند الاستقبال يحدث العكس نستخلص الموجة الأصلية ثم نقوم بفك التشفير والحصول على الموجة الصوتية او المعلومات في حالة الانترنت.


تأليف

 

تأليف: Pedro (البريد : braincambre500@yahoo.com).
ترجمة بتصرف: محمد مختار (مصر).

البريد الإليكتروني: eng.mohamed410@facebook.com


إنتاج

 

اصنعها 2012. 


المراجع

 

http://braincambre500.freeservers.com/Superheterodyne%20Receiver.htm المقال الرسمي

http://www.transkommunikation.ch/dateien/schaltungen/diverse_schaltungen/radio_circuits/Superheterodyne%20Receiver.pdf

http://en.wikipedia.org/wiki/Superheterodyne_receiver


]]>
eng.mohamed410@facebook.com (محمد مختار) المذياع Sat, 21 Jul 2012 00:00:00 +0000
بطاقة USB مبرمجة للمتحكمات PIC http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/515-بطاقة-usb-مبرمجة-للمتحكمات-pic http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/515-بطاقة-usb-مبرمجة-للمتحكمات-pic

بطاقة USB مبرمجة للمتحكمات PIC

00 

البطاقة المبرمجة التي نريد صنعها اليوم تستعمل مع العديد من الميكروكنترولات من نوع PIC. وبالتالي سيسهل على الكثير منا ممن لم يستطع الحصول على ميكروكنترولر محدد أن يستعمل هذه البطاقة إذا كان الميكروكنترولر الذي عنده ينتمي إلى الأمثلة التي سندرجها بعد قليل.


تقديم

نأتي لكم اليوم بموضوع مميز جدا عن صناعة احد اهم البطاقات الإلكترونية الهامة لدى كل من يتعامل مع عالم المتحكمات من النوع PIC والمفاجأة انه يمكن توصيلها بالمنفذ USB حتى تستطيع البرمجة عن طريق حاسوبك المحمول، وهذا يمثل نقطة هامة جدا لدى بعض المستخدمين مثلي، فمعظم البطاقات المبرمجة تعمل على المنفذ المتتالي (Serial) ويفضلها البعض لأنها رخيصة في التكلفة ومتوفرة بكثره في المتاجر الإلكترونية.

المميز في هذه البطاقة انها رخيصة التكلفة وبسيطة في التصنيع إلى اقصى درجة، ولعل زوارالموقع اصنعها يعرفون ان الموقع يحتوي على مقالات أخرى لتصنيع البطاقات المبرمجة والبرمجية، ولكن قد يكون البعض منها معقد بالنسبة لبعض المبتدئين إلى حد ما لاسيما البطاقات ثنائية الأوجه التي تتكون من وجه سفلي وآخر علوي مما سيزيد من صعوبة تصنيعها على المبتدئين في الالكترونيات مثلي...

لكن المبرمجة التي سنتحدث عنها اليوم تتكون من شريحة واحدة مكونة من وجه واحد فقط وسهلة جدا، ولا تحتوي على العديد من المركبات الإليكترونية، وتستطيع أن تبرمج تقريبا جميع انواع المتحكمات من نوع PIC، لذلك انا اعتبر هذا المقال مميز جدا وضروري لكل من يتعامل مع الميكروكنترولر من النوع PIC.


مواصفات البطاقة

التي تتلخص في:

* البرمجة عن طريق منفذ USB.

* البرمجة عن طريق وصلات ICSP.

* البرمجة لمعظم عائلات الميكروكنترولر من النوع PIC.

* تشغتل مع نظام التشغيل Windows XP فقط (حسب تجربتي).

* رخيصة إذ لا يتجاوز سعر صنعها 80 جنيها مصريا، 113 درهما مغربيا، 49 ريالا سعوديا...


ملفات البطاقة

01 

كل المفات الضرورية لصنع وتشغيل هذه البطاقة يمكنك تحميلها هنا رغم أننا سنشير إليها في كل مرحلة من مراحل هذا المقال:

تصميم البطاقة

تموضع المركبات

الشيفرة البرمجية

WinPic800

  


تذكير

البطاقة المبرمجة تختلف عن البطاقة البرمجية فيما يلي:

البطاقة المبرمجة: نفترص أنك حصلت على ميكروكنترولر. لكن، كيف ستبرمجه؟ أو كيف ستدخل فيه برنامجا قمت بإنجازه؟ ستحتاج في هذه الحالة لبطاقة إلىكترونية تصلها بالحاسوب لتقوم بتحويل البرنامج إلى الميكروكنترولر. هذه البطاقة تسمى بالبطاقة المبرمجة أو المبرمج.

البطاقة البرمجية: هي امتداد للميكروكنترولر. بمعنى آخر، أنها تسهل عليك التعامل مع الميكروكنترولر عندما تريد أن تركبه في جهاز ما. وتساعدك أيضا على برمجته. أي أنها تضم أيضا مهام البطاقة المبرمجة لكن مع ميكروكنترولور واحد فقط (مثال: بطاقة أردوينو).


لا بد من قراءته

أولا قبل ان نتحدث عن تفاصيل الشريحة والمكونات فإذا كنت من المبتدئين في تصميم الشرائح الإلكترونية مثلي، فيجب ان تتصفح هذه الثلاث المواضيع لانها في غاية الأهمية عن كيفية تصنيع الشرائح الإلكترونية، كما أنها سهلة القراءة ولا تحتوي على تفاصيل مملة:

اصنعها إليكترونيا – الشرائح الإليكترونية 1

اصنعها إليكترونيا – الشرائح الإليكترونية 2

اصنعها إليكترونيا – تحويل الدارات إلى بطاقات إليكترونية


عائلة الميكروكنترولات

02 

تستطيع هذه البطاقة برمجة تقريبا جميع انواع الميكروكنترولر من النوع PIC من عائلة F10 و F12 و F16 و C16 و F18 وتصلح ايضا لبرمجة الذاكرات التي يبدا اسمها بالرمز C24.

  


الأجزاء الرئيسية

العربية

إنجليزية

فرنسية

الرمز في الدارة الكهربائية

القيمة أو الصيغة

المقاومة

Resistor

Resistance

R1

2.2 K?

R2

4.7 K?

R3

4.7 K?

R4

10 K?

R5

100 ?

R6

100 ?

R7

1 K?

R8

1 K?

R9

1 K?

R10

1 K?

المكثف

Capacitor

Condensateur

C1

1uF/63V

C2

1uF/63V

C3

10uF/63V

C4

15pF

C5

15pF

C6

47nF/25V

C7

100uF

C8

47uF

الصمام الثنائي

Diode

D1

1N4148

D2

1N4148

D3

1N4148

D4

1N4148

المقحل (الترانزستور)

Transistor

Q1

BC548

Q2

BC548

المتحكم الدقيق (الميكروكنترولر)

PIC 18F2550

مقبس المتحكم الدقيق

Microcontrolor Socket

28 مربطا

متذبذب كريستالي

Crystal Oscillator

Quartz

03 

12Mhz

مقبس من النوع ZIF

ZIF Socket

04

40 مربطا

موصل من النوع USB

USP Port

05

A_Type 

كابل USB

USB cable

 06


الدارة العامة للبطاقة

 

يمكنك أن تقوم بتحميل الدارة الكهربائية من ملفات البطاقة أعلاه إلا أنها ليست ضرورية لصناعة البطاقة إلا إذا كنت من المحترفين الذين يودون تطويرها.

07 

08 

09 

  


تصميم الشريحة وتموضع المركبات

كما ذكرت سابقا فان ما يميز هذه الشريحة هو التصميم البسيط عن باقي الانواع المماثلة لها فهي تتكون من وجه واحد. يمكنك تحميله من هنا أو ارجع لمفات البطاقة أعلاه وقم بتحميل التصميم هناك.

10 

وهذه صورة لتموضع المركبات على الوجه العلوي بعد وضع المكونات لكي تعرف المكان الصحيح للمكونات ويمكن تحميل هذا الملف ايضا من هنا أو من ملفات البطاقة أعلاه.

11 

تلاحظ ان الملفات معكوسة لكي تكون جاهزة لاستخدامها للطباعة على الشريحة النحاسية بطريق النقل بالحرارة فاذا كنت ستستخدم الشريحة النحاسية ذات التأثر الضوئي فيجب ان تقوم بعكس الصورة قبل طباعتها.

وهذا الملف يحوي على تصميم للشريحة ببرنامج البروتس اذا احببت ان تقوم بتغيير بعض الوصلات او المكونات اذا كنت محترفا في هذا المجال ولتنزيل الملف اضغط هنا.

ملحوظة: لا تستعن بهاتين الصورتين في الطباعة لأنها ليست بمقياس رسم حقيقي للدارة، ولكن استعن بالملفات المرفقة تحت كل صورة لأنها مرسومة بمقياس رسم 1:1 ولا تحتاج إلا إلى طباعتها على الورق دون تعديل.


تجميع المكونات الإلكترونية

 

بعد انجاز الشريحة بنجاح ستحصل على المبرمجة بهذا الشكل.

00 

 


كيف نستخدمها

بعد ان انجزنا الشريحة نريد ان نعرف كيف سنستخدمها فيجب ان ننجهزها اولا كي تصبح جاهزة للاستخدام.

اولا، يجب ان تجهز المتحكم الدقيق (الميكروكنترولر) PIC 18F2550 عن طريق برمجته بملف يسمى Bootloader، وهو عبارة عن ملف ذي الإمتداد hex يتم تحويله إلى قلب الميكروكنترولر اول مرة فقط عن طريق مبرمجة اخرى او عن طريق صديق لك له خبرة في المجال، وبدونه فلن تعمل المبرمجة. لتحميل الملف اضغط هنا.

ثانيا، تعريف نظام التشغيل على المبرمجة المستخدمة. يجب ان تعرف اولا ان هذه المبرمجة تستخدم فقط مع نظام التشغيل Windows XP وهذه تعتبر احدى عيوبها فهي لا تعمل على نظام التشغيل Windows 7 أو Windows Vista ، ولكن مميزاتها الرائعة تغني عن هذا العيب البسيط (هذا حسب تجربتي أنا، فإذا اشتغلت لك مع أنظمة أخرى فأخبرنا بها من فضلك).

والان مع البرنامج الذي سنعمل عليه وهو برنامج Winpic 800. لتحميل نسختك من البرنامج اضغط هنا.

لاحظ جيدا المبرمجة لن تعمل الا من خلال هذه النسخة فقط وهي المتوافقة معها فقط والتي قمت بتحميلها الان. والملف السابق يحتوي على البرنامج والتعريفات الضرورية لنظام التشغيل XP.

الصور التالية توضح ماذا سيحدث عندما تقوم بتوصيل المبرمجة لأول مرة بعد وضع ملف hex على المتحكم الدقيق (الميكروكنترولر) PIC 18F2550:

12 

13 

14 

لاحظ ان ملف التعريفات مرفق بالملف الذي يحتوي على البرنامج ويسمى Win XP Driver:

15 

16 

هكذا تمت عمليه التوافق مع ويندوز XP بنجاح ويمكنك بدا تشغيل البرنامج مثل الصور الموضحة في الصورة بالأسفل يقوم بعمل اختبار للتحقق من المبرمجة.

17 

19 

18 

لديك الان المبرمجة وتعمل بشكل نهائي وممتاز. وتعرفت على احد انواع الميكروكنترولرات وهو PIC 16F877 ولكني عزيزي القارئ لا اريد ان اتركك بدون ان اخبرك كل التفاصيل عن هذه المبرمجة فلا بد انك تريد ان تعرف الوضع الصحيح لكل انواع الميكروكنترولر. ارجو ان تنتبه جيدا معي عزيزي القارئ لان هذه النقطة مهمة جدا وأي خطأ بسيط فيها يمكن ان يكلفك الميكروكنترولر الذي تريد برمجته. الوضع الصحيح لكل نوع من انواع الميكروكنترولر هو كالآتي بالصور:

23 

22 

21 

20 

26 

25 

24 

ويجب ان تنتبه ايضا للتركيب الصحيح لقاعده الموصل ZIF اثناء التلحيم. وهكذا يكون قد انتهي كل شيء عن هذه المبرمجة الرائعة التي اعتقد انها من افضل وابسط ما صنعت لسهولتها وامكانياتها العالية.

  


ملحوظة

اذا راودك اي سؤال او استفسار عن مجال الالكترونيات عامة يمكنك ان تضعه في التعليقات في أسفل او راسلني على البريد الالكتروني المكتوب بالأسفل. لا تتردد في السؤال ابدا فهدف الموقع هو بناء الأمة ونقل خبراتنا لبعض.

  


تأليف

 

تأليف: محمد مختار (المنوفية - مصر)

البريد الالكتروني: eng.mohamed410@facebook.com

 


المراجع

http://www.madnesselectronics.com/gtpusbplus.html

http://ali3nworld.blogspot.com/2006/09/gtp-usb-lite-programmer-again.html


]]>
eng.mohamed410@facebook.com (محمد مختار) البطاقات المبرمجة PICه Mon, 05 Nov 2012 00:00:00 +0000
مقياس رقمي للجهد والشدة الكهربائيين http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/502-مقياس-رقمي-للجهد-والشدة-الكهربائيين http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/502-مقياس-رقمي-للجهد-والشدة-الكهربائيين

مقياس رقمي للجهد والشدة الكهربائيين

image001 

لطالما كنت شغوفا حول اجهزة القياس مثل الفولتمتر والامبيرمتر الرقمية واود ان اعرف كيف تعمل وما هي نظرية عملها فبالطبع هي مختلفة تماما عن الاجهزة التناظرية التي تعمل بمؤشر. سنرى اليوم كيف يمكن صناعة اللوحة الإليكترونية الخاصة بهذا الجهاز. ويبقى لك حرية تصميم صندوق الجهاز بالطريقة التي تروق لك.


مقدمة

image002

يستطيع هذا الجهاز القياس من 0 الي 40 فولت ومن 0 الي 4 امبير وهو مجال عملي جدا لمعظم التجارب التي نقوم بها في حياتنا العملية علي الجهد المنخفض.

في هذا المقال سنتطرق لصناعة Dual Voltmeter Ammeter 0-40 V 0-4 Aعن طريق استخدام الميكرو كنترولر PIC 16F887.

 

{vsig}cat_hardware/dual-voltmeter-ampermeter/01{/vsig} 


لا بد من قراءته

ألق نظرة سريعة على المقاليبن التاليين لتفهم عما ندندن عنه في هذا المقال:
اصنعها إليكترونيا – الشرائح الإليكترونية1
اصنعها إليكترونيا – الشرائح الإليكترونية2
اصنعها إليكترونيا – تحويل الدارات إلى بطاقات إليكترونية


الأجزاء الرئيسية

القائمة التالية غير مكتملة، لذلك قم بتحميل قائمة المكونات الرائيسية من الرابط التالي:
المكونات

الرمز او القيمة

الكمية

العربية
الانجليزية

الفرنسية

PIC 16F887

1

الميكروكنترولر
Microcontroller
Microcontrôleur

LM358N

2

مضخم عملياتي
Operational Amplifier
Amplificateur Opérationnel

فتحتين لكل واحد

4

مقبس توصيل
Jack

100 nF

4

مكثف
Capacitor

Condensateur

47kΩ

2

مقاومة ثابتة
Resistor

Resistance

10kΩ

2

15kΩ

4

1kΩ

4

0.1Ω

2

10kΩ

4

مقاومة متغيرة
Potentiometer

5kΩ

1

كما تحب

1

شاشه الكريستال السائل
LCD Screen

Display LCD


 

 


الدارة الكهربائية 

فيما يلي الرسم التخطيطي للدارة الكهربائية العامة للجهاز. يمكنك تحميلها من خلال الرابط التالي من أجل رؤية أكبر:

الدارة الكهربائية

image003 


تصميم اللوحة الإليكترونية

 

قم بتحميل الملف التالي وقم بطباعته وفق ما أشرنا إليه في "لا بد من قراءته":

تصميم الشريحة 

اطبعه على ورق بدون تغيير سلم الطباعة، نعني اطبعه بسلم 100%. الرسم التالي يبين ما يحتويه الملف.

image004 

للمتقدمين فقط: إذا كنت تريد الملف الأصلي لتصميم هذه البطاقة فاضغط على الرابط التالي:

تصميم الشريحة بالبرنامج الأصلي 

ملحوظة: البرنامج المصمم به الدائرة يدعي Abacom viewer، ولطباعة المخطط لكي تنجزه علي شريحة الكترونية فقط استخدم الامر print. كما يمكنك تحميله مباشرة من الرباط التالي...

البرنامج abacom viewer


تركيب

بعدما تنجزها، يمكنك الإستعانة بإحدى الصورتين التاليتين حتى تضع المركبات الإليكترونية في مواضعها بالشكل الصحيح.

image005

 image006

 وهذه صورة للجهاز بعد توصيله و انجازه.

image007 


برمجة


سيبقى لك أمر واحد وهو برمجة الميكروكنترولر. إذ لم تكن عندك بطاقة مبرمجة فيمكنك صنعها بنفسك ولك أن تختار من بين مقالات القسم التالي.

اللوحات الكهروبية

عند حصولك أو صنعك للبطاقة المبرمجة قم بتحميل الملف التالي ثم قم بتحويله للميكروكنترولر حتى يتبرمج بالمهام المطلوب منه إنجازها:

ملف البرمجة بصيغة hex 


في النهاية

وهذا فيديو قصير للجهاز وهو يعمل ويقيس الجهد الكهربائي والتيار :


{youtube}qZKv-eb0VwA{/youtube}

تلاحظ في الفيديو حجم الشاشة المستخدمة ونوعها ولك حرية الاختيار بالنسبة للحجم طالما ستكون متوافقة مع المداخل والمخارج الموجودة في المخطط الكهربائي.


صندوق الجهاز


الصندوق هو شئ اختياري كالعادة لكن توجد تصميمات جيدة جدا للصندوق يمكنك الاختيار بينها وبالطبع يجب اختيار صندوق به فتحات مناسبة لحجم الشاشة التي ستظهر عليها القيم

{vsig}cat_hardware/dual-voltmeter-ampermeter/02{/vsig}


تأليف


تحرير : محمد مختار (مصر)
البريد الالكتروني :
eng.mohamed410@facebook.com


انتاج

اصنعها 2012. 


المراجع


http://kentar.net63.net/pic--voltmeter-ammeter-.html


]]>
eng.mohamed410@facebook.com (محمد مختار) أجهزة مختلفة Thu, 02 Aug 2012 00:00:15 +0000