دوائر الكتروني

يجب مراعاة العوامل التالية عند اختيار المتطلبات الكهربائية للدوائر الإلكترونية:

1- الجهد: يجب تحديد الجهد المطلوب لتشغيل الدائرة الإلكترونية والتأكد من أنه يتوافق مع جهد الطاقة المتوفرة.

2- التيار: يجب تحديد التيار المطلوب لتشغيل الدائرة الإلكترونية والتأكد من أنه لا يتجاوز الحد الأقصى الذي يستطيع النظام التعامل معه.

3- القدرة الكهربائية: يجب تحديد القدرة الكهربائية المطلوبة لتشغيل الدائرة الإلكترونية والتأكد من أنها تكفي لتشغيل جميع المكونات المطلوبة.

4- مقاومة التيار الهادئ: يجب تحديد مقاومة التيار الهادئ المطلوبة لكل كومبوننت في الدائرة الإلكترونية والتأكد من أنها تكفي لإدخال الطاقة اللازمة لكل كومبوننت.

5- درجة الحرارة: يجب الاهتمام بدرجة الحرارة المحيطة بالدائرة الإلكترونية والتأكد من أنها لا تؤثر على أداء الدائرة.

6- الحجم: يجب تحديد الحجم الصحيح لكل مكون في الدائرة الإلكترونية والتأكد من أنه يتناسب مع حجم الدائرة بشكل عام.

تختلف الدوائر الكهربائية المستخدمة في أنظمة الأمان الصناعي حسب نوع النظام واستخدامه، ولكن بشكل عام فإن الدوائر الأكثر استخداماً تشمل:

1. دائرة الاستشعار (Sensor Circuit): وهي الدائرة التي تستخدم لرصد حالة الأداة أو الماكينة المراقبة. على سبيل المثال ، يمكن استخدام مستشعرات الضغط أو الحرارة للكشف عن التغيرات في الضغط أو درجة الحرارة.

2. دائرة المعالجة (Processing Circuit): وهي الدائرة التي تعالج المعلومات المستلمة من دائرة الاستشعار وتقوم بتحليلها ومقارنتها بالقيم المثالية للنظام. على سبيل المثال ، يمكن استخدام المعالجة الرقمية للتحقق من أن قيمة الإشارة الجديدة لا تزيد عن الحد المسموح به.

3. دائرة الإخراج (Output Circuit): وهي الدائرة التي تقوم بإدخال إشارات التحكم المناسبة للنظام المراقب لضمان سلامة عملية الإنتاج. على سبيل المثال ، يمكن استخدام المفاتيح الدوائية أو الصمامات الكهربائية لتشغيل أو إيقاف الماكينة.

4. دائرة الطاقة (Power Circuit): وهي الدائرة التي توفر الطاقة اللازمة لتشغيل النظام. وعادة ما تكون هناك دائرة طاقة واحدة لكل نظام منظم.

وهناك العديد من الدوائر الكهربائية الأخرى التي يمكن استخدامها في أنظمة الأمان الصناعي ، بما في ذلك الدوائر الليزرية والدوائر الكهروميكانيكية والدوائر الإلكترونية الأخرى.

الدوائر الكهربائية المستخدمة في الأنظمة الطبية تتنوع باختلاف التطبيقات والأجهزة الطبية المستخدمة. ومع ذلك ، هناك بعض الدوائر الكهربائية الشائعة التي تستخدم في الأنظمة الطبية:

1. دوائر التحكم: تستخدم هذه الدوائر في تشغيل وإيقاف تشغيل الأجهزة الطبية وضبط وظائفها المختلفة. يتم استخدام مفاتيح ومفاتيح تحكم للتحكم في تشغيل الأجهزة الطبية وضبط إعداداتها.

2. دوائر القياس: تستخدم هذه الدوائر لقياس العديد من المعلمات الفيزيولوجية مثل ضغط الدم ومعدل ضربات القلب والتنفس. تستخدم الأجهزة الطبية مثل مقاييس الضغط وأجهزة مراقبة معدل ضربات القلب أجهزة استشعار مختلفة لقياس هذه المعلمات وتحويلها إلى إشارات كهربائية.

3. دوائر التواصل: تستخدم هذه الدوائر لتوصيل الأجهزة الطبية بأجهزة العرض والتسجيل الأخرى مثل شاشات العرض والطابعات وأجهزة التسجيل الرقمية. تتم استخدام الأسلاك والكابلات والواجهات المختلفة لنقل البيانات والإشارات الكهربائية بين الأجهزة.

4. دوائر الطاقة: تستخدم هذه الدوائر لتوفير الطاقة اللازمة لتشغيل الأجهزة الطبية. يمكن أن تستخدم أجهزة البطارية أو محولات الطاقة أو مصادر الطاقة الأخرى لتوفير الطاقة الكهربائية المطلوبة لتشغيل الأجهزة.

5. دوائر الحماية والتحكم: تستخدم هذه الدوائر لحماية الأجهزة الطبية والمرضى من أي خطر كهربائي. يتم استخدام الصمامات والمفاتيح الحماية والدوائر الإلكترونية الأخرى للتحكم في تدفق الطاقة الكهربائية وحماية الأجهزة والمستخدمين.

تعمل هذه الدوائر معاً لضمان عمل الأجهزة الطبية بشكل صحيح وآمن. يتم تصميم الدوائر الكهربائية الطبية لتلبية متطلبات الأداء والسلامة العالية المطلوبة في المجال الطبي.

تستخدم الفيزياء في تصنيع الأجهزة الإلكترونية عن طريق وضع معرفة الظواهر الفيزيائية لتصميم وتطوير الأجهزة الإلكترونية المختلفة. تتضمن هذه الظواهر الخواص الكهربائية والحرارية والمغناطيسية والضوئية والصوتية. وتشمل الأجهزة الإلكترونية المصنوعة بتطبيق الفيزياء، مثل الشرائح الإلكترونية والمعالجات الحاسوبية والهواتف المحمولة والأجهزة الطبية والمستشعرات والأدوات العلمية.

بالإضافة إلى ذلك، يعتمد مصنعو الأجهزة الإلكترونية على الفيزياء لتصميم الدوائر الكهربائية والانتقال من مستويات التصميم الرقمي إلى الشكل الفعلي للدوائر الإلكترونية. ويتم استخدام الفيزياء أيضًا لدراسة آثار التصنيع والتقنيات المستخدمة في تصميم الأجهزة الإلكترونية، مثل التبريد والحرارة والتآكل والتآكل الكيميائي، وكذلك العوامل المؤثرة على عمر الأجهزة الإلكترونية وجودتها.

تستخدم الفيزياء في تصنيع الأجهزة الإلكترونية عن طريق وضع معرفة الظواهر الفيزيائية لتصميم وتطوير الأجهزة الإلكترونية المختلفة. تتضمن هذه الظواهر الخواص الكهربائية والحرارية والمغناطيسية والضوئية والصوتية. وتشمل الأجهزة الإلكترونية المصنوعة بتطبيق الفيزياء، مثل الشرائح الإلكترونية والمعالجات الحاسوبية والهواتف المحمولة والأجهزة الطبية والمستشعرات والأدوات العلمية.

بالإضافة إلى ذلك، يعتمد مصنعو الأجهزة الإلكترونية على الفيزياء لتصميم الدوائر الكهربائية والانتقال من مستويات التصميم الرقمي إلى الشكل الفعلي للدوائر الإلكترونية. ويتم استخدام الفيزياء أيضًا لدراسة آثار التصنيع والتقنيات المستخدمة في تصميم الأجهزة الإلكترونية، مثل التبريد والحرارة والتآكل والتآكل الكيميائي، وكذلك العوامل المؤثرة على عمر الأجهزة الإلكترونية وجودتها.

يجب مراعاة العوامل التالية عند اختيار المتطلبات الكهربائية للدوائر الإلكترونية:

1- الجهد: يجب تحديد الجهد المطلوب لتشغيل الدائرة الإلكترونية والتأكد من أنه يتوافق مع جهد الطاقة المتوفرة.

2- التيار: يجب تحديد التيار المطلوب لتشغيل الدائرة الإلكترونية والتأكد من أنه لا يتجاوز الحد الأقصى الذي يستطيع النظام التعامل معه.

3- القدرة الكهربائية: يجب تحديد القدرة الكهربائية المطلوبة لتشغيل الدائرة الإلكترونية والتأكد من أنها تكفي لتشغيل جميع المكونات المطلوبة.

4- مقاومة التيار الهادئ: يجب تحديد مقاومة التيار الهادئ المطلوبة لكل كومبوننت في الدائرة الإلكترونية والتأكد من أنها تكفي لإدخال الطاقة اللازمة لكل كومبوننت.

5- درجة الحرارة: يجب الاهتمام بدرجة الحرارة المحيطة بالدائرة الإلكترونية والتأكد من أنها لا تؤثر على أداء الدائرة.

6- الحجم: يجب تحديد الحجم الصحيح لكل مكون في الدائرة الإلكترونية والتأكد من أنه يتناسب مع حجم الدائرة بشكل عام.

يمكن تجنب الزيادة في الاستهلاك الكهربائي للدوائر الإلكترونية باتباع بعض الإجراءات البسيطة، مثل:

1- استخدام مكونات إلكترونية متوافقة مع الفولتية الخاصة بالدائرة والتي تستهلك طاقة أقل.

2- تصميم الدوائر الإلكترونية بطريقة فعالة ومنظمة لتجنب الفائض في الطاقة الكهربائية.

3- استخدام محولات طاقة عالية الكفاءة لتحويل الكهرباء إلى الجهد الذي يحتاجه الدائرة.

4- استخدام مفاتيح الطاقة لإيقاف تشغيل الدائرة عند عدم الحاجة إليها.

5- استخدام الحساسات للكشف عن الحركة أو الضوء لتشغيل الدائرة فقط عند الحاجة إليها.

6- توفير تهوية جيدة للدائرة لتجنب تراكم الحرارة والتأكد من أن الدائرة لا تحتوي على أي قطع معطلة أو تالفة التي قد تزيد من استهلاك الطاقة.

البروسيسور هو الجزء الرئيسي في الحاسوب المسؤول عن تنفيذ الأوامر وحساب العمليات الرياضية والمنطقية. يُعرف البروسيسور أيضًا باسم وحدة المعالجة المركزية (CPU)

يتكون البروسيسور من ملايين الأبواب والدوائر الإلكترونية التي تقوم بتنفيذ العمليات الرياضية والمنطقية للحاسوب. يتلقى البروسيسور البيانات من الذاكرة العشوائية (RAM) ويقوم بتحويلها إلى نتائج عن طريق التنفيذ اللحظي للأوامر.

يعمل البروسيسور حسب مبدأ الساعة الداخلية التي تتحكم في توقيت الإشارات الكهربائية الداخلية للبروسيسور. وتُقاس هذه السرعة بوحدة الهرتز (Hz)، حيث يُعرف 1 هرتز بأنه التغيير الذي يحدث في تردد الإشارة مرة واحدة في الثانية. وتبلغ سرعة البروسيسور في الحواسيب الحديثة مليارات الهرتزات.

البروسيسور يتلقى الأوامر من إدخالات الحاسوب، وهذه الإدخالات يمكن أن تأتي من لوحة المفاتيح أو الفأرة أو القرص الصلب أو من أي نوع آخر من الأجهزة الخارجية المتصلة بالحاسوب. ثم يقوم البروسيسور بتنفيذ الأوامر عن طريق الحسابات والعمليات الرياضية والمنطقية، ويبعث الإخراجات إلى الذاكرة أو الأجهزة الخارجية مثل الشاشة عندما يكون قد أنجز التنفيذ.

تتطلب عملية تصميم وتصنيع الهواتف الذكية باستخدام الهندسة الإلكترونية العديد من الخطوات والمراحل، ومن بينها:

1- التخطيط والتصميم: يتم في هذه المرحلة تحديد المواصفات التقنية للهاتف، وتصميم الدوائر الإلكترونية المختلفة الموجودة داخل الهاتف، بالإضافة إلى تصميم الشاسيه الخارجي للهاتف.

2- تصنيع الدوائر الإلكترونية: يتم في هذه المرحلة صنع الدوائر الإلكترونية الموجودة داخل الهاتف باستخدام تقنيات صناعية متقدمة، ويتم تجميع هذه الدوائر معًا لتكوّن اللوحة الأم للهاتف.

3- تجميع الأجزاء: بعد صناعة اللوحة الأم والدوائر الإلكترونية الأخرى، تتم عملية تجميع كل هذه الأجزاء داخل الشاسيه الخارجي للهاتف.

4- الاختبار والتشغيل: يتم في هذه المرحلة اختبار وتجربة الهاتف للتأكد من عمله بشكل صحيح، وإجراء التعديلات اللازمة في حال وجود أي عيوب.

5- التعبئة والتغليف: تعبئة وتغليف الهاتف في عبوة مناسبة للتوزيع والبيع.

يتم في كل مرحلة استخدام العديد من التقنيات والأدوات والمعدات، ويتطلب الأمر فريقًا من الخبراء والفنيين الذين يعملون سويًا لإنتاج الهاتف الذكي بأعلى جودة وأداء عالي.

يتم تصميم الدوائر الإلكترونية للتحكم في الإضاءة الذكية باستخدام برامج الحاسوب المتخصصة في تصميم الدوائر الإلكترونية مثل Altium Designer أو Eagle PCB. ويمكن استخدام أيضًا أجهزة الشبكات العصبية لتصميم دوائر إلكترونية ذات تحكم ذكي في الإضاءة.

تشمل الخطوات الأساسية لتصميم الدوائر الإلكترونية التحكم في الإضاءة الذكية ما يلي:

1- البحث عن متطلبات العميل والتحكم في الإضاءة المطلوبة.

2- تصميم دائرة إلكترونية محددة تتلاءم مع المتطلبات المحددة.

3- اختبار وتحليل الدوائر الإلكترونية باستخدام محاكاة الدائرة الكهربائية.

4- تصنيع بعض النماذج الأولية للدوائر الإلكترونية وتحليلها.

5- الاختبار النهائي وتصنيع دوائر إلكترونية نهائية.

6- تركيب الدوائر الإلكترونية في الأجهزة الذكية و اختبار أدائها.

يعتمد تصميم الدوائر الإلكترونية المثالية للتحكم في الإضاءة الذكية على العديد من العوامل، مثل التيار الكهربائي اللازم للتيار المستمر والمقاومات والمكونات الأخرى المطلوبة للحفاظ على الأداء الأمثل في ظروف متغيرة للوضع المطلوب.