مدخل إلي المتحكمات الدقيقة الميكروكنترولر


#1

المتحكمات الدقيقة او (Microcontroller)

هذا العالم الجميل الذي ما ان تتعرف عليه و تتعمق فيه حتي ياسرك بجماله الاخاذ بصراحة امكانيات المتحكمات الدقيقة لا يمكن الحديث عنها في مقال واحد فقط بل سوف احاول ان اقف علي المفاهيم الاساسية للمتحكمات الدقيقة وامكانياتها

المتحكم الدقيق

هو عباره عن حاسوب صغير في شكل دائرة متكاملة لا يتعدي حجمها السنتمترات يحلو لي ان اسميه مايكروحاسوب فهو عباره عن حاسوب صغير بمعني الكلمة حيث يحتوي علي كل مكونات الحاسوب الاساسية من معالج دقيق و الذواكر بانواعها RAM و ROM و وحدات ادخال و اخراج وغيره

فالمتحكمات الدقيقة هي حواسيب مخصصة لاداء مهام محددة وهذا هو الفرق بينها والحواسيب العادية التي نعرفها ونستخدمها يومياً بالاضافة إلي الفروقات في سرعة المعالجة وعدم امكانية التعديل علي المتحكم الدقيق مثل تغيير المعالج وغيره

وتعتبر المتحكمات الدقيقة طفرة نوعية في عالم الالكترونيات واعطت الدوائر و الانظمة الالكترونية امكانيات هائلة لم يكن احد يتصور ان تصل اليها فيما مضي

فاصبحنا نجد المتحكمات الدقيقة في كل الاجهزة والاشياء من حولنا في حياتنا اليومية ابتداء من التلفزيونات إلي الغسالات إلي التلاجات الحديثة إلي السيارات إلي العاب الاطفال إلي الحواسيب إلي المكيفات إلي الافران الحديثة إلي المصاعد الكهربائية بل إلي ابعد من ذلك إلي المصانع المأتمتة إلي الاقمار الاصطناعية إلي انظمة الصواريخ باختصار اصبحت المتحكمات الدقيقة تدخل في كل الانظمة الاتوماتيكية و الانظمة شبه الاتوماتيكية وجزء اساسي في الكثير من الانظمة

وما يميزها انه يمكن التعامل معها من قبل المهندسين المتخصصين والهواة وكل الفئاة وسهولة تعلمها

فالمتحكمات الدقيقة تعتبر المدير التنفيذي للدوائر والانظمة الالكترونية الذي يتحكم في كل شئ ويعطي الاوامر لكل العناصر في النظام ويستقبل ويحلل التقارير الوارده من انظمة المراقبة ويتخذ القرارات بناء علي نتائج تحليل هذه التقارير

فالمتحكمات الدقيقة هي شريحة الكترونية متكامله تستقبل اشارة رقمية 0 او 1 او تماثلية في بعض الانواع التي تحتوي علي محول من تماثلي إلي رقمي وتعطي خرج في شكل اشارة رقمية ايضاً 0 او 1

فتقوم المتحكمات بتحليل الاشارة الداخلة اليها سواء كانت رقمية او تماثلية وبناء علي نتيجة التحليل تقوم باتخاذ قرارات محددة نحددها نحن للمتحكم الدقيق عن طريق البرمجة ثم يقوم المتحكم باعطاء هذه القرارات في شكل اوامر لبقية العناصر في النظام في شكل رقمي 0 او 1 وهنا ياتي ابداع المهندس او الهاوي في استغلال هذا الخرج لقيادة بقية العناصر ومن هنا نستنتج ان المتحكمات الدقيقة لوحدها لن نستفيد منها شئ من غير دمجها مع عناصر اخري لتكوين نظام معين حسب الاستخدام فمثلا اشهر المتحكمات لا تستطيع ان تعطي اكثر من 5 فولت علي خرجها وهنا اذا كنا نستخدم المتحكم لقيادة عنصر يحتاج إلي جهد اعلي من 5 فولت يجب ان نستخدم عنصر او دائرة اخري وسيطة بين المتحكم والعنصر المراد قيادته وهنالك عناصر كثيرة تستخدم كوسيط لعمل موائمة بين المتحكم والعناصر التي تحتاج الي جهد عالي مثل الترانزستورات والريليهات وبعض الدوائر المتكامله التي تُسمي الدرايفرات وكذلك لكي يقوم المتحكم بمراقبة بقية العناصر في الدائرة الالكترونية او البيئة المحيطة به نحتاج الي حساسات تقوم بمراقبة البيئة المحيطة بالمتحكم ثم تعطي خرج يتناسب مع ظروف البيئة المحيطة بالمتحكم مثلا عندما نريد ان نراقب درجة الحرارة في البيئة حول المتحكم نحتاج إلي حساس حرارة يقوم بقياس درجة الحرارة ثم يقوم بتمريرها للمتحكم في شكل اشارة كهربائية وكذلك نفعل لمراقبة الرطوبة والحرائق والغازات وكل الظروف المحيطة

الحساسات هي عناصر الكترونية تقوم بتحويل الكمية الفيزيائية كدرجة الحرارة والرطوبة وغيره إلي كمية كهربائية يمكن التعامل معها الكترونياً وتحويلها من شكل لاخر ومعالجتها و ارسالها

ويتم التعامل مع المتحكمات الدقيقة عن طريق البرمجة وهنالك لغات كثيرة تستخدم لبرمجة المتحكمات الدقيقة اغلبها يعتمد علي لغة السي C ك اساس وبعضها يعتمد علي الواجهات الرسومية مثل الفلوكود

وهنالك انواع متعددة من المتحكمات الدقيقة من شركات مختلفة وكل شركة لها اكثر من موديل واحد من المتحكمات

ومن اشهر الشركات المنتجة للمتحكمات الدقيقة

Intel

Motorola

Microchip لديها متحكماة PIC

Atmega لديها متحكمات AVR

Toshiba

استخدام المتحكم الدقيق يعطي الدوائر او الانظمة الالكترونية المزيد من المرونة في التعديل والتشغيل و يقلل من حجم الدائرة لانه يحل محل الكثير من العناصر والدوائر مثل البوابات المنطقية والتايمرات وغيره ويعطينا امكانية التحكم في ازمان تشغيل وايقاف العناصر الاخري بازمان تصل الياجزاء من الثانية

وعندما نريد التعديل علي الدائرة لسنا مطرين إلي تغيير التوصيلات بل فقط نقوم بالتعديل علي البرمجة

باختصار هذه هي المتحكمات الدقيقة شريحة الكترونية يمكن برمجتها تعطينا امكانيات كثيرة

فهل انت/انتي من المهتمين بهذا العالم وتريد/ي التعمق فيه ؟؟