يمكن اختبار العناصر الإلكترونية باستخدام أدوات مثل جهاز الاختبار الرقمي (DMM) وجهاز فحص الدوائر الكهربائية (Circuit Tester) وجهاز فحص البلورات (Crystal Tester) وجهاز فحص المكثفات (Capacitance Meter) وجهاز فحص المقاومات (Resistance Meter) وغيرها. يتم وصل هذه الأدوات بشكل صحيح إلى العنصر المراد اختباره وتتم مشاهدة أو قياس النتيجة النهائية بناءً على نوع الجهاز المستخدم.

تصنيع أجزاء السيارات الإلكترونية يتم عادة عبر عدة خطوات، وهي كما يلي:

1- التصميم والتخطيط: توجد فرق مهندسين في شركات تصنيع السيارات الذين يقومون بتصميم الأجزاء الإلكترونية وتخطيط العملية بشكل كامل.

2- صنع الدوائر المطبوعة: يتم تصنيع الدوائر المطبوعة Circuit board PCB بواسطة آلات تسمى PCB Fabricators.

3- تثبيت الأجزاء الإلكترونية على الدائرة المطبوعة: تتم عملية تثبيت الأجزاء كالمقاومات والبطاريات بأدوات خاصة تمتلكها شركات تصنيع السيارات.

4- اللحام: يتم تذويب الأسلاك الموصلة بالأجزاء الإلكترونية وتوصيلها بالدائرة المطبوعة PCB باستخدام الموجات فوق الصوتية.

5- اختبار الدائرة الإلكترونية: تخضع الدائرة الإلكترونية لاختبارات متعددة قبل إدخالها في السيارات.

6- تجميع السيارة: يتم تجميع الأجزاء الإلكترونية مع باقي أجزاء السيارة في خط التجميع.

7- الاختبار النهائي: يتم إخضاع السيارة للاختبارات النهائية لضمان سلامة الأجزاء الإلكترونية وتوافقها مع المعايير الدولية.

هناك عدة أنواع من السلاسل الإلكترونية ومنها :

1- سلسلة الاتصال التسلسلية (Serial Circuit): وتتميز بأن جميع الأجهزة المتصلة في هذه السلسلة تتبع بعضها البعض وتتواصل بترتيب محدد، مثل عمليات النقل التسلسلية للبيانات.

2- سلسلة الاتصال الموازي (Parallel Circuit): وتتميز بأن الأجهزة المتصلة لا تتبع بعضها البعض وإنما تعمل بشكل متوازي، هذه السلسلة تستخدم في عدة تطبيقات مثل توصيل العديد من المكونات الإلكترونية ببعضها البعض.

3- سلسلة الاتصال المزدوج (Duplex Circuit) : وهي عبارة عن اتصال يسمح بالتحدث والاستماع في نفس الوقت مثل الاتصالات الهاتفية.

4- سلسلة الاتصال الثلاثي (Triplex Circuit) : وتتميز هذه السلسلة بأنها تتيح الاتصال في ثلاث اتجاهات، مثل حالات الاتصال في المناطق العسكرية أو في حال التحكم في معدات الطائرات والمركبات الفضائية بشكل عام.

التيار الكهربي المستمر المفتوح (Open Circuit Direct Current) هو تيار كهربائي يتدفق بدون مصدر للحمل أو الدائرة المستقيمة. بمعنى آخر ، عندما يكون التيار الكهربائي المفتوح موجودًا ، فإنه يتدفق بحرية وليس له اتصال مع أي حمل. في حالة التيار الكهربائي المفتوح ، لا يوجد تدفق للتيار خلال الدائرة وبالتالي لا يتم انتاج أي قوة.

هناك نوعان رئيسيان لدارات انحياز الترانزستور:

1- الدائرة الثابتة (Fixed Bias Circuit): وهي الدائرة التي يتم فيها تحديد التيار الثابت من خلال تحديد قيمة مقاومة الحمل. ويتم توصيل الترانزستور مع القاعدة (Base) عبر مقاومة التحميل.

2- الدائرة الديناميكية (Dynamic Bias Circuit): وهي الدائرة التي يتم فيها تحديد التيار الثابت من خلال تعديل تيار القاعدة. ويتم ذلك باستخدام مكثف في الدائرة وتوصيل المكثف مع المجمع (Collector) لضمان توازن الدائرة.

هناك العديد من الدوائر الكهربائية التي يمكن استخدامها في التحكم في الإضاءة، ومن بينها:
– الدائرة البسيطة (Basic Circuit) التي تتحكم في تشغيل وإيقاف الإضاءة بواسطة مفتاح يدوي.
– الدائرة الزمنية (Timer Circuit) التي تسمح للمستخدم بتحديد وقت تشغيل وإيقاف الإضاءة بطريقة آلية.
– الدائرة الحساسة للضوء (Light Sensitive Circuit) التي تستشعر مقدار الإضاءة المحيطة وتتحكم في تشغيل وإيقاف الإضاءة تلقائيًا.
– الدائرة الحساسة للحركة (Motion Sensitive Circuit) التي تستشعر الحركة في المكان وتتحكم في تشغيل وإيقاف الإضاءة تلقائيًا.
– الدائرة الذكية (Smart Circuit) التي تعتمد على توصيل الإضاءة بالإنترنت وتسمح للمستخدم بالتحكم فيها عن بعد من خلال تطبيق الهاتف المحمول.

تتضمن تقنيات الاتصال السلكية التي يستخدمها الميكروكنترولر:

1- SPI (Serial Peripheral Interface): وهي واجهة تسمح بالاتصال بين الميكروكنترولر والأجهزة الخارجية مثل الحساسات والمحولات والعدادات والشاشات الصغيرة. تسمح SPI بتحويل البيانات بشكل سريع جداً وبتكلفة منخفضة.

2- I2C (Inter-Integrated Circuit): وهي واجهة تتيح للميكروكنترولر الاتصال بأجهزة الاستشعار والمحولات والشاشات الصغيرة والذاكرة. تعتمد هذه الواجهة على إرسال المعلومات على شكل بايتات صغيرة ودقيقة جداً.

3- UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter): وهي واجهة تتيح للميكروكنترولر الاتصال بأجهزة الكمبيوتر والمودمات والأجهزة الأخرى التي تستخدم تقنية الصوت أو البيانات للاتصال.

4- CAN (Controller Area Network): وهي تقنية تستخدم في المناطق الصناعية والسيارات للاتصال بين أجهزة التحكم والحساسات والمحولات والأجهزة الأخرى الموجودة في نظام السيارة أو المصنع. تسمح CAN بنقل البيانات بسرعة عالية وبطريقة آمنة.

أدت الزيادة الهائلة في أسعار الطاقة في الأشهر الأخيرة إلى التركيز الشديد على حاجة الشركات إلى خفض استخدامها بسرعة.

تتطلب التغييرات الأكبر عمومًا نفقات مقدمة كبيرة – وهو أمر قد يستغرق سنوات لتحقيق عائد. على خلفية ارتفاع التكاليف في جميع المجالات ، وتزايد عدم اليقين بشأن اتجاه الاقتصاد العالمي ، قد يكون من الصعب بشكل خاص تبرير هذا النوع من الإنفاق في الوقت الحالي.

ومع ذلك ، هناك العديد من الطرق التي يمكن للشركات من خلالها وضع حد في فواتير الطاقة الخاصة بهم اليوم – مع القليل من النفقات المسبقة أو بدونها. قد لا يكون كافيًا التراجع تمامًا عن تأثير ارتفاع تكاليف الطاقة ، ولكن على الأقل سيساعد ذلك على تخفيف تأثيرها بشكل كبير.

تغير بسيط

قالت جولي فارلي ، المديرة التنفيذية للبرامج في فريق الشركات الصغيرة والمتوسطة في هيئة الطاقة المستدامة في أيرلندا: “رسالتنا الأساسية للأعمال هي أنه يمكنك استخدام طاقة أقل دون المساومة على مخرجاتها”.

“نحن لا نطلب من الشركات عدم إنتاج نفس القدر من الإنتاج ، أو عدم تقديم خدماتهم – لدينا أشياء يمكننا القيام بها لتقليل تكاليف الطاقة حقًا – والتي تكلف القليل من المال أو لا تكلف شيئًا.”

ربما يكون التغيير الأكثر أهمية الذي يمكن أن يحدثه النشاط التجاري هو التغيير الذي يتطلب أقل جهد.

مثل الكثير من المنازل ، يمكن أن يؤدي تغيير مزود الخدمة – أو حتى التعريفة – إلى إحداث تأثير كبير في المبلغ الذي تدفعه الشركة مقابل احتياجاتها من الطاقة.

ولكن على عكس الأسر ، قد يكون إجراء مقارنة أمرًا صعبًا – لأن نوع العداد الذي تستخدمه الشركة يمكن أن يؤثر على المبلغ الذي تدفعه.

قال آرون ماكيتريك ، مؤسس شركة استشارات الطاقة Green Energy Partners: “إذا كنت تبحث عن سعر عمل عبر الإنترنت ، فستعتقد أنك على موقع Bonkers أو أحد مواقع المقارنة”.

“لا يعرض أي منهم الأسعار – يرجع الأمر إلى نوع العداد المحدد الذي تستخدمه الشركة.”

يمكن لعوامل أخرى ، بما في ذلك الرسوم الإضافية ، أن تزيد من تعكير المياه – على سبيل المثال الرسوم المتعلقة بسوق الطاقة الموحدة المتكاملة التي يمكن أن تظهر على الفاتورة.

يمكن أن يكون توظيف خدمات وسيط الطاقة طريقة سهلة للتغلب على الارتباك ، حيث سيتمكنون من معرفة ما إذا كان يمكن تحسين سعرك الحالي.

وقال: “يمكننا أن نلجأ إلى العملاء ونقول لهم ، دون أي تكلفة ، سنقارن السوق بالنسبة لهم ونعود بسعر يتناسب مع عدادهم ولكن أيضًا يناسب استهلاكهم على مدار العام”.

يمكن أن يؤدي التغيير إلى مزود أكثر مراعاة للبيئة أيضًا إلى تقليل التكاليف بما يتجاوز التعريفة الأساسية التي يتم فرضها.

وذلك لأن الطاقة المتجددة مخولة للإعفاء من ضريبة الكهرباء ، والتي يتم تحصيلها مقابل 1 يورو لكل ميغاواط / ساعة.

قال آرون: “يمكن أن تصل التكلفة إلى 200 يورو سنويًا لمعظم الشركات”.

“هناك الكثير من الموردين الذين يقولون إنهم خالي من الكربون لكنهم يعوضون ذلك فقط – لذلك لا يزالون يدفعون الثمن.”

بشكل عام ، المفتاح هو إبقاء التعريفة والمزود الخاصين بك قيد المراجعة المنتظمة ، لأن نهاية العرض التمهيدي أو الرسوم الجديدة أو التغيير في الطريقة التي تمارس بها عملك يمكن أن يتركك تدفع أكثر مما تحتاج إليه بسرعة.

نظرة فاحصة

ومع ذلك ، قد يتطلب تحقيق أقصى استفادة من أي تغيير في مزود الخدمة نظرة أعمق قليلاً على العمل.

هذا لأن الطريقة التي تعمل بها الشركة ستحدد التعريفة الأكثر فائدة.

على سبيل المثال ، تقدم بعض التعريفات سعرًا مخفضًا بين عشية وضحاها ، ولكن في المقابل ، يتم فرض معدل أعلى خلال اليوم. قد يكون ذلك مفيدًا للأعمال التي تعتمد على التبريد على مدار 24 ساعة – ولكن سيكون له نتائج عكسية بالنسبة للمكتب العادي.

قال آرون: “أو يمكن أن تكون الحالة أن العمل موسمي ، ومن الأفضل أن يأخذوا سعر وحدة أعلى قليلاً للحصول على رسوم ثابتة أقل بكثير”. “يمكن أن يكون لذلك تأثير على شركة تصل إلى 40٪ من تكلفتها السنوية.”

يمكن أن يكون لإلقاء نظرة أعمق على الطريقة التي تنفق بها الشركات الطاقة أرباحًا أوسع في البحث عن خفض التكاليف.

قالت جولي: “سينظر تدقيق الطاقة في ما يستخدمه عملك حاليًا ويحدد أفضل الإجراءات التي يجب اتخاذها”. “كل عمل مختلف تمامًا – يحتاج حقًا إلى أن يكون مخصّصًا لهم.”

عادةً ما يستغرق التدقيق نصف يوم ، حتى يومين ، مع التقرير الناتج الذي يحدد تفاصيل واضحة عن كيفية استخدام الشركة للطاقة وأين يمكن تحقيق أكبر وفورات.

سيساعد ذلك في الإبلاغ عن أي تغييرات أكبر ترغب الشركة في إجرائها – خاصة تلك التي تتطلب استثمارات كبيرة.

قالت جولي: “لدينا الكثير من الشركات التي تتطلع إلى تركيب [الطاقة الشمسية] الكهروضوئية ، وهذا رائع ، لكنها ليست الخطوة الأولى التي يتعين عليهم اتخاذها”. “من المهم جدًا أن نحد من كمية الطاقة التي نستخدمها أولاً قبل أن نبدأ في البحث عن مصادر الطاقة المتجددة.”

قالت إنه في بعض الحالات قد تكتشف شركة تركز على الألواح الشمسية أن معظم ميزانية الطاقة الخاصة بها تذهب نحو تزويد أسطولها من السيارات بالوقود – وبالتالي فإن الاستثمار في الكهرباء سيكون بدلاً من ذلك الخطوة الأكثر ذكاءً.

يقدم SEAI حاليًا للشركات الصغيرة والمتوسطة منحة بقيمة 2000 يورو من أجل تدقيق الطاقة – والذي يجب أن يمضي معظم أو كل الطريق نحو تغطية تكلفته.

قم بالقياس قبل القص

يمكن أن يؤدي الانتباه عن كثب إلى الطريقة التي تستخدم بها الطاقة أيضًا إلى اكتشاف بعض المكاسب الخفية.

يمكن أن يكون التحقق لمعرفة ما إذا كنت قد انتهيت (أو أقل) من القيام بذلك على الإعدادات الخاصة بك مكانًا جيدًا للبدء.

قالت جولي: “إذا قمت بتقليل درجة الحرارة ، حدد نقاطًا للتدفئة وزادت درجات الحرارة وفقًا لمتطلبات التبريد والتبريد لديك”. “في كل مرة تقوم فيها برفع درجة حرارة التدفئة بمقدار درجة واحدة ، فإنك تزيد فاتورة التدفئة بنسبة 8٪ – لذلك فإن الحصول على القليل من الراحة يكلف الكثير.”

من السهل نسبيًا مراقبة الأجهزة الأخرى عن كثب – مع توفر أجهزة مراقبة الطاقة الرخيصة لأولئك الذين يتطلعون إلى التركيز على بعض مصارف الطاقة الكبيرة داخل المبنى.

قال آرون: “إذا اعتقدوا أنهم أوقفوا كل شيء في الليل وقاموا بتشغيل الشاشة وأدركوا أنهم أحرقوا 5 كيلو وات ، فيمكنهم حينئذٍ الذهاب ورؤية ما لا يزال قيد التشغيل”. “يمكن أن يصل ذلك إلى 700 يورو في السنة ، فقط من خلال تحديد أنه تم ترك شيء ما بين عشية وضحاها.”

بالطبع قد لا يكون الأمر مجرد حالة اختيار بين تشغيل الجهاز أو إيقاف تشغيله.

يمكن أن تساعد الشاشات أيضًا في تحديد ما إذا كانت قطعة من المعدات تعاني من نقص – وتجذب المزيد من الطاقة نتيجة لذلك. في هذه الحالات ، قد يتم تعويض تكلفة الإصلاح بسرعة من خلال توفير الطاقة.

وكذلك يمكن أيضًا معرفة ما إذا كان الجهاز المخالف له وضع اقتصادي أم لا ، أو إذا كان قد وصل إلى نهاية عمره الافتراضي ، فهل سيكون الطراز الأحدث أكثر كفاءة.

قالت جولي: “إذا نظرت إلى شيء مثل آلة التصوير ، يمكنك توفير 90٪ من استخدامها المعتاد بمجرد وضعها في وضع الإعداد البيئي”. “وإذا كنت تشتري معدات جديدة – فاشترِ الجهاز الذي يحتوي على ملصق أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.

“قد تنظر إلى واحدة مصنفة على تصنيف A ولكنها تزيد بمقدار 150 يورو عن تصنيف C ، ولكن في الواقع سيكلفك ذلك المصنف C الكثير من المال على المدى الطويل.”

العقل (إعادة) تعيين

ليست المعدات فقط هي التي قد تكون في حاجة للترقية – قد تحتاج عقلية الموظفين إلى التحديث أيضًا.

يتضمن بعض ذلك نهج العودة إلى الأساسيات – مثل تشجيع إيقاف تشغيل الأجهزة والإضاءة عندما لا تكون قيد الاستخدام.

وقالت جولي: “يتم استخدام 46٪ من الكهرباء المستخدمة في الأعمال التجارية خارج ساعات العمل ، وهو إهدار إجمالي للطاقة والمال”. “لماذا تدفع مقابل شيء لا تستخدمه؟”

يمكن أن يكون لتغيير العقلية حول التدفئة والإضاءة والتهوية تأثير كبير على الفواتير.

قالت جولي: “افتح النوافذ بدلاً من تشغيل مكيف الهواء وافتح الستائر لتسمح بدخول ضوء النهار بدلاً من تشغيل الأنوار”. “إننا نجري الكثير من مكالمات Zoom على مكتبنا وفي فترة ما بعد الظهيرة قد يأتي ضوء الشمس فوقك ويؤدي إلى إصابتك بالعمى – ولكن بدلاً من إغلاق الستائر وتشغيل الضوء ، فكر فقط في تحريك مكتبك أو تحريك زاوية.”

هذه تغييرات بسيطة نسبيًا – ولكن قد يكون من الصعب ترسيخها في سلوك الموظفين. تقول جولي إن إحدى طرق تشجيع التحول هي تكليف الفرد بجهود توفير الطاقة – على غرار مسؤول الصحة والسلامة – الذي يمكنه أن يأخذ زمام المبادرة في ترسيخ ثقافة أكثر كفاءة.

ولكن هناك بعض التغييرات الأقل وضوحًا في السلوك والتي قد تؤدي أيضًا إلى تحقيق وفورات ، اعتمادًا على العمل.

يمكن أن يتيح تحويل المهام المليئة بالطاقة إلى ساعات صغيرة للشركات توفير من خلال معدلات الليل المذكورة أعلاه. وفي الوقت نفسه ، يمكن أن يكون لإيجاد طرق أخرى لتسوية سحب طاقتك تأثير مفاجئ على التكاليف.

قال آرون: “لقد خرجت مع مخبز مؤخرًا … لديه ثلاثة أفران وكان يدخل في الصباح ويشغلها جميعًا مرة واحدة”. “نظرًا لأن هذا يمثل سحبًا كبيرًا على الكهرباء الخاصة به دفعة واحدة ، فإن قدرته القصوى على الإدخال أعلى بكثير مما ينبغي.

“لكنه يمكن أن يوفر على نفسه 1000 يورو سنويًا فقط من خلال تغيير ممارسة عمله بشكل طفيف وتشغيل الأفران واحدًا تلو الآخر.”

وفر قبل الدفع

يمكن العثور على وفورات كبيرة من خلال هذه التغييرات البسيطة – ولكن في النهاية أولئك الذين يسعون إلى خفض كبير في استخدام الطاقة سينتهي بهم الأمر إلى مواجهة قرارات استثمارية كبيرة.

لكن هذا لا يجب أن يكون دائمًا جنبًا إلى جنب مع تكلفة مقدمة كبيرة.

ذلك لأن العديد من الشركات تقدم الآن تثبيت ما يمكن أن يكون ترقيات طاقة باهظة الثمن “مجانًا” – مع سداد التكلفة من خلال المدخرات التي تخلقها.

أحد الأمثلة على ذلك هو الطاقة الشمسية “Free to Roof”. مع هذا ، يتم تركيب النظام الشمسي بدون تكلفة ، مما يؤدي إلى توفير في فاتورة الطاقة. ثم يذهب جزء من المبلغ المحفوظ إلى تكلفة النظام ، ولكن لا يزال من المفترض أن يؤدي إلى توفير إجمالي للأعمال.

هذا يعني أن الشركات يمكنها رؤية الفوائد الفورية للنظام الشمسي حتى لو لم يكن لديها آلاف اليورو في متناول اليد.

قال آرون: “قد يكون النظام 50.000 يورو ، والذي يمكن أن يولد 40.000 كيلوواط ساعة على مدار عام”.

تتوفر ترتيبات مماثلة أيضًا في مجالات مثل الإضاءة ، حيث يتم تثبيت أنظمة فعالة مع بعض المدخرات المستخدمة لتغطية التكلفة.

غالبًا ما تعمل هذه الأنواع من الأنظمة وفقًا لنموذج الخدمة ، مما يعني أنك تدفع مقابل تأجير المعدات وصيانتها.

قد يكون البديل هو تمويل تثبيت النظام بشكل مباشر ، وتنظيم عمليات السداد لضمان أن التكلفة أقل من المبلغ الذي تدخره نتيجة لذلك.

“سنعمل على حلها لهم حيث ، إذا دفعوا 1000 يورو على فواتير الكهرباء الخاصة بهم في الوقت الحالي ويمكننا توفير 400 يورو من هذا المبلغ ، فهذا في الأساس ما سيدفعونه مقابل نظامهم الشمسي ،” هارون.

“ربما تتحدث عن تمويل بنسبة 3٪ لكنهم يمتلكون النظام – وكل كيلو واط في الساعة يولد بعد العام الخامس تقريبًا هو ملكهم.”

يعني التشريع الجديد أيضًا أنه يمكن للشركات بيع بعض الطاقة المولدة مرة أخرى إلى الشبكة إذا لم تكن بحاجة إليها بأنفسهم.

هل تستطيع سيارتك الكهربائية الجديدة اللامعة تشغيل منزلك؟ إنه سؤال نراه كثيرًا هذه الأيام ، خاصة مع زيادة شعبية السيارات الكهربائية. من الناحية الفنية ، تمتلك معظم المركبات الكهربائية طاقة كافية في البطارية لتشغيل المنزل لعدة أيام ، لكن الأمور أكثر تعقيدًا من ذلك بقليل.

تخزن جميع المركبات الكهربائية على الطريق أطنانًا من الطاقة في البطارية ، لكنها تفتقر إلى الأجهزة والميزات المناسبة لنقل كل طاقة البطارية إلى مكان آخر. بالنسبة لمعظم مالكي المركبات الكهربائية ، الإجابة هي لا ، لا يمكنك تشغيل منزلك من EV. ومع ذلك ، فإن السيارات الجديدة مثل Chevy Silverado E و Ford F-150 Lightning تتميز بشحن ثنائي الاتجاه ويمكنها مشاركة طاقة البطارية هذه.

فيما يلي بعض التفاصيل الإضافية حول كيفية عمل هذه التقنية ، وكيف يمكنك تحويل السيارة الكهربائية إلى مولد كهربائي ، والمدة التي يمكن أن تعمل بها المركبة الكهربائية في منزلك.

ما هو الشحن ثنائي الاتجاه؟

لنفترض أنك تريد استخدام سيارتك الكهربائية كمولد وتزويد منزلك بالطاقة في حالة الطوارئ أو انقطاع التيار الكهربائي أو المواقف الأخرى مثل التي رأيناها في كاليفورنيا أو تكساس. في هذه الحالة ، تحتاج إلى EV أحدث يدعم الشحن ثنائي الاتجاه. وبينما نعم ، من الناحية الفنية ، كان لدى نيسان برنامج Leaf to-home الخاص بها ، بشكل عام ، ستحتاج إلى EV جديد.

من المحتمل أن تكون هذه واحدة من أكبر نقاط البيع للمركبات الكهربائية الجديدة في المستقبل القريب. إذن ماذا تعني هذه الكلمة؟ يعني الشحن ثنائي الاتجاه أن سيارتك أو شاحنتك الكهربائية يمكنها إرسال طاقة البطارية في كلا الاتجاهين. لذلك بدلاً من تلقي الطاقة من الحائط فقط ، يمكن أن يرسلها مرة أخرى إلى منزلك أو الشبكة.

قد ترى هذا أيضًا مدرجًا على أنه تقنية “V2H” أو “V2G” ، والتي تعني من مركبة إلى منزل ومن مركبة إلى شبكة. في كلتا الحالتين ، فإنهم جميعًا فكرة متشابهة ، وهي مشاركة طاقة البطارية من السيارات الكهربائية مع الأجهزة الأخرى.

في الواقع ، وقعت جي إم سي وشيفروليه للتو شراكة في كاليفورنيا لتشغيل برنامج تجريبي حيث يمكن للشاحنة الكهربائية سيلفرادو إي الجديدة تزويد المنازل أو حتى المساعدة في إعادة الطاقة إلى الشبكة خلال أوقات التحميل القصوى. يسميها بعض مصنعي السيارات سيارة لكل شيء ، مثل Hyundai IONIQ 5 .

كيف يعمل الشحن ثنائي الاتجاه؟

أول شاحنة كهربائية بشحن ثنائي الاتجاه هي Ford F-150 Lightning. تم دمج هذه التقنية في الشاحنة ، مما يسمح لها باستخدام البطارية المدمجة لتشغيل الأدوات في موقع العمل أو في منزلك في حالات الطوارئ.

ومع ذلك ، سوف تحتاج إلى أكثر من مجرد سيارة لتزويد منزلك بمركبة كهربائية. سيحتاج المالكون إلى نظام شحن مطور ، وهو صندوق طاقة يمكنه تحويل تيار التيار المستمر من السيارة إلى طاقة تيار متردد قابلة للاستخدام لمنافذ الحائط في المنزل ، ودفع للكهربائي لتوصيل كل شيء بأمان. إنه أغلى من شاحن EV التقليدي ، هذا أمر مؤكد.

نظرًا لأن Ford F-150 Lightning هي واحدة من أولى المركبات ذات الشحن ثنائي الاتجاه ، فسنستخدمها كمثال. تبيع فورد بالفعل ما تسميه Ford Power Station Pro ، وتضيفه إلى منزلك 1300 دولار.

يتطلب توصيل F-150 Lightning بمنزلك محرك Ford Charge Station Pro بقدرة 19.2 كيلو وات ، والذي يأتي بشكل قياسي في الطرز ذات النطاق الواسع ويكلف إضافية على الطرز الأساسية.

ستكون جاهزًا تمامًا بمجرد توصيل الأسلاك بمنزلك للتعامل مع الشحن ثنائي الاتجاه. على الرغم من وجود إمكانات V2H الآن ، فإننا نتوقع الانتظار بعض الوقت قبل أن يبدأ في رؤية اعتماد واسع النطاق. ومن الجدير بالذكر أيضًا أن المنازل القديمة قد لا تحتوي على أسلاك قادرة على التعامل مع التيار العالي القادم من المركبات.

في الأساس ، لا تزال تقنية جديدة ومعقدة وليست سهلة مثل شراء سيارة كهربائية جديدة والحصول على جميع أجهزة الشحن المطلوبة. ومع ذلك ، هذا هو المستقبل ، ونتوقع أن تدعم معظم المركبات الكهربائية الجديدة هذه الميزة.

بالإضافة إلى ذلك ، تمتلك Tesla تقنية Powerwall الخاصة بها ، والتي تخزن الطاقة المسحوبة من الألواح الشمسية على السطح. هذه تقنية مختلفة تمامًا. يعد Tesla Powerwall نظامًا رائدًا لتخزين البطاريات الاحتياطية لمنزلك بالكامل ، لكنه لا ينفد من سيارة Tesla.

ما هي المدة التي يمكن للسيارة الكهربائية أن تزود بها المنزل؟

الآن بعد أن عرفت أن مركبتك الكهربائية القادمة يمكن أن تزود منزلك بالطاقة ، فمن المحتمل أنك تتساءل عن المدة. مرة أخرى ، هذه ليست إجابة مباشرة لعدة أسباب مختلفة. يعتمد هذا على حجم البطارية في سيارتك أو شاحنتك الكهربائية ، وحجم المنزل ، ومقدار الطاقة التي تستخدمها في يوم عادي.

على سبيل المثال ، يحتوي Chevy Silverado E على بطارية كبيرة بقدرة 200 كيلو وات في الساعة ، وهي أكبر من معظم السيارات الكهربائية الموجودة في السوق اليوم. وفقًا لوكالة حماية البيئة وإدارة معلومات الطاقة الأمريكية ، تستهلك الأسرة الأمريكية المتوسطة حوالي 893 كيلو وات في الساعة شهريًا ، أو 30 كيلو وات في الساعة يوميًا.

عند إجراء العمليات الحسابية ، عند 30 كيلو واط في الساعة في اليوم ، يمكن لبطارية سيلفرادو البالغة 200 كيلو واط في الساعة تشغيل متوسط ​​المنزل لمدة ستة أيام تقريبًا. ومع ذلك ، ستختلف أرقام العالم الحقيقي بسبب فقدان الطاقة من التيار المستمر إلى التيار المتردد ، وعوامل أخرى.

بعد ذلك ، تتمتع العديد من السيارات الكهربائية الأخرى بقدرات بطارية أصغر بكثير ، غالبًا ما تكون حوالي 70 كيلووات في الساعة ، مما يعني أنه يمكنك الحصول على طاقة لمدة يوم أو يومين ، طالما أنها تدعم الشحن ثنائي الاتجاه.

هل هناك قوة كافية للتجول؟

شيء واحد يجب أخذه في الاعتبار هو إجمالي الطلب على الطاقة. لقد رأينا انقطاع التيار الكهربائي في ولايات كاليفورنيا وتكساس ونيفادا خلال أشهر الصيف الحارة. على سبيل المثال ، في الصيف الماضي في لاس فيجاس ، قضينا عدة أيام حيث طلبت المدينة من السكان تجنب استخدام مكيف الهواء للمساعدة في استمرار تشغيل الشبكة.

عندما تفكر في ملايين المركبات الكهربائية التي ستصل إلى الطريق في الأسابيع والأشهر والسنوات المقبلة ، فقد يزيد هذا الوضع سوءًا. نتيجة لذلك ، نرى مستقبلًا حيث يمكن للسيارات استخدام الطاقة ومشاركتها أثناء التنقل ، حسب الحاجة ، لمنزل أو لشبكة مدينة بأكملها.

ما زلنا في المراحل الأولى من الشحن ثنائي الاتجاه والسيارات الكهربائية. ومع ذلك ، مع تطور الأشياء وتحسينها وزيادة قدرات البطارية ، يمكن أن تكون هذه التكنولوجيا حيوية لأي مشتر للمركبات الكهربائية.

إذا كنت تمتلك Raspberry Pi أو كمبيوتر هاوٍ آخر مشابه ، فربما تكون قد لاحظت أنه يحتوي على ميزة GPIO (إدخال-إخراج للأغراض العامة). لن يستخدم معظم المستخدمين GPIO مطلقًا ، ولكن إذا كنت ترغب في إنشاء أشياء ، فإن GPIO ضروري.

GPIO عبارة عن مجموعة من الدبابيس

في المستوى الأساسي ، يشير GPIO إلى مجموعة من المسامير على اللوحة الرئيسية للكمبيوتر أو البطاقة الإضافية. يمكن لهذه المسامير إرسال أو استقبال إشارات كهربائية ، لكنها ليست مصممة لأي غرض محدد. هذا هو سبب تسميتها “للأغراض العامة” IO.

هذا على عكس معايير المنافذ الشائعة مثل USB أو DVI . باستخدام هذه الكابلات ، يكون لكل دبوس سلكي داخل الوصلة غرض محدد ، والذي تحدده الهيئة الحاكمة التي أنشأت المعيار.

يجعلك GPIO مسؤولاً عما يفعله كل دبوس بالفعل. على الرغم من وجود أنواع مختلفة من المسامير في مجموعة GPIO.

باستخدام Raspberry Pi كمثال مرة أخرى ، ستجد بعض أنواع الدبوس:

• الدبابيس التي توفر الطاقة بجهد نموذجي مثل 3.3 فولت أو 5 فولت. هذا لتزويد الأجهزة المتصلة بالطاقة التي ليس لها مصدر طاقة خاص بها ، مثل مصباح LED بسيط .

• المسامير الأرضية التي لا تنتج الطاقة ، ولكنها ضرورية لإكمال بعض الدوائر.

• دبابيس GPIO ، والتي يمكن تهيئتها لإرسال أو استقبال الإشارات الكهربائية.

• دبابيس الأغراض الخاصة ، والتي تختلف بناءً على GPIO المحدد المعني.

يمكن أن تختلف تطبيقات GPIO في التفاصيل الدقيقة على أساس كل جهاز ، ولكن الفكرة دائمًا هي السماح للمستخدمين باستقبال أو إرسال إشارة كهربائية إلى أي شيء تقريبًا.

ما هو استخدام GPIO؟

الاستخدام الأكثر شيوعًا لـ GPIO هو تشغيل الإلكترونيات المخصصة. سواء كنت تقوم ببناء ذراع الروبوت الخاص بك أو محطة طقس DIY ، تتيح لك واجهة GPIO تخصيص الإشارات بحيث تعمل على جهازك بشكل صحيح.

مشروع Raspberry Pi يتميز بلوح التجارب. goodcat / Shutterstock.com

تُستخدم واجهات GPIO عادةً جنبًا إلى جنب مع “لوحة التجارب”. تعد ألواح التوصيل نوعًا من لوحات الدوائر المؤقتة. يمكنك عمل نموذج أولي للدوائر عن طريق إضافة أو إزالة أو نقل المكونات الإلكترونية. العديد من المشاريع التي تتضمن أجهزة مثل Raspberry Pi تجعلك تقوم بتجميع جهازك على لوحة توصيل ثم توصيله بدبابيس GPIO باستخدام الأسلاك.

تأتي بعض مجموعات Raspberry Pi المتقدمة مع لوحة توصيل متكاملة ، مثل الكمبيوتر المحمول CrowPi 2 ، والذي يتضمن كلاً من Raspberry Pi ومستشعرات أكثر مما يمكنك هز العصا بها.

أحد أبسط مشاريع GPIO لأجهزة كمبيوتر Raspberry Pi هو إضافة زر طاقة بسيط تفتقر إليه اللوحة القياسية.

جهاز شائع آخر يتميز بـ GPIO هو متحكم Arduino . هذا ليس كمبيوترًا كاملاً مثل Raspberry Pi ، ولكنه جهاز مصمم ليكون قابلاً للبرمجة خصيصًا للتحكم في المعدات الأخرى. على سبيل المثال ، يمكنك توصيل مستشعر الضوء بـ Arduino ثم برمجته لتشغيل أضواء حديقتك عندما تغرب الشمس. لقد لعبت Arduinos دورًا محوريًا في فتح عالم الروبوتات والاختراع للأشخاص الذين قد لا تكون لديهم الوسائل اللازمة للانخراط في الهندسة والبرمجة.

تمتلك مؤسسة Raspberry Pi منافسها الخاص من Arduino ، على شكل 4 دولارات Pico . يتميز Pico بـ 30 دبوسًا GPIO ، يمكن لبعضها التعامل مع الإشارات التناظرية ، بدلاً من النبضات الرقمية الأكثر شيوعًا.

كيفية استخدام GPIO

بصرف النظر عن توصيل دبابيس GPIO بالتوصيلات الصحيحة على لوحة أو أجهزتك الخارجية ، يحتاج الكمبيوتر أو المتحكم الدقيق الخاص بك إلى معرفة ما يجب إرساله عبر تلك الأسلاك أو كيفية فهم الإشارات التي تأتي إلى واجهة GPIO.

هذا يعني أنك بحاجة إلى برنامج ، وفي كثير من الأحيان يتعين عليك كتابته! في أنظمة Raspberry Pi ، من الشائع كتابة برنامج بلغة Python يمكنه إخبار وحدة تحكم GPIO بما يجب إرساله أو الاستماع إليه على الإشارات الواردة. بعد كل شيء ، يشير “باي” إلى بايثون !

تحتوي لغة Python على وجه الخصوص على وحدتين تعرفان باسم Rpi.GPIO و Gpiozero . من خلال استدعاء هذه الوحدات ، يمكنك التحكم في نظام GPIO وجعله يقوم بالمزايدة الخاصة بك.

المتحكمات الدقيقة Arduino لها لغة البرمجة الخاصة بها ، مما يجعل من السهل بشكل خاص تجميع المشاريع. ومع ذلك ، يمكنك استخدام إصدار خاص من Python يُعرف أيضًا باسم MicroPython  .

مخاطر GPIO

عندما تقوم بتوصيل جهاز USB بمنفذ USB ، باستخدام كبل USB معتمد ، فليس هناك أي فرصة تقريبًا لحدوث أي خطأ كارثي. هذا لأن معايير IO هذه قد تم تصميمها واختبارها بعناية ، ثم اختبار بعضها للتأكد من أنها آمنة.

عندما يتعلق الأمر بـ GPIO ، فإن المسؤولية تتوقف معك. أنت من يصمم واجهتك ودوائرك. إذا قمت بتوصيل دبابيس قصيرة أو توصيل الطاقة بأشياء لا يجب أن تحصل على طاقة ، أو إذا كنت تعمل بسرعة وفقدان مع داراتك ووصلاتك ، فقد يكون لديك كومة من المكونات الميتة (ولوحات GPIO) على يديك. هذا هو السبب في أنك قد ترغب في الاستثمار في مجموعة Raspberry Pi Kit جيدة ، لأنها غالبًا ما تأتي مع كل من الأجهزة التي تحتاجها وممارسة المشاريع  حتى تتمكن من تعلم الحبال بأمان.