اﻷدوات اﻹلكترونية التعليمية وكورس اﻹلكترونيات

السلام عليكم

أهداني الأخ عبدالله المهيري قبل عامان Electronic kit وهي وسيلة تعليمية للإكترونيات والكهرباء من أجل أن اعلم بها أبنائي.
قمت بتشغيلها مرة لهم لكن رأيت أنها كبيرة قليلاً عليهم، فحفظتها عندي لمدة قرابة العامان، ثم احتجت لدراسة كورس الكترونيات لمشروع من المشروعات المحتمل أن اعمل عليها، فاصبحت استخدمها منذ ذلك الحين.
electronic-kit
كان الكورس عن برمجة المعالج Atmel وهو من نوع Microcontroller وقد استخدمنا لغة سي لبرمجته، حيث يتم كتابة برنامج يتحكم في منافذ كهربية يتم وصلها بأي مكونات إلكترونية أو كهربية مثل الـ LEDs والمقاومات أو أي دوائر اخرى. كذلك يمكن قراءة القيم الكهربية أو اﻹلكترونية من أي دائرة خارجية يتم وصلها بهذا المتحكم.
آخر كورس إلكترونيات وكهرباء درسته كان في الجامعة عام 1998 تقريباً، وكان قبله مادة الفيزياء في الصف الثاني والثالث ثانوي، حيث درسنا أساسيات الكهرباء وكيفية حساب الدوائر الكهربية، لكن للأسف في الثانوي لم يمكن هناك تطبيق عملي، أما في الجامعة فقد كان هُناك تطبيق عملي لكن كان النظري أكثر وكانت مادة صعبة جداً.

قمت بدعوة عدد من زملائنا من فريق البرمجة لحضور هذا الكورس، مع أننا لم نخطط بأن يعملوا معنا في هذا المشروع، لكن كان هذا لفائدتهم العامة وربما يستفيدوا منه لاحقاً أو يمكن أن تكون هواية يقضوا بها بعض الوقت في اﻷشياء المفيدة.

codevision

أداة التطوير

simulator

صورة من المحاكي

يوجد تداخل بين مفاهيم البرمجة العامة وبرمجة النظم اﻹلكترونية، لكن اﻹلكترونيات يغلبها الجانب الفيزيائي متمثلاً في الكهرباء والجانب اﻹلكتروني.
في الحقيقة كان الكورس شيق جداً وكان كل يوم سبت، وقد قام بتدريسنا له اﻷخ محمد جمال، وهو خريج هندسة إلكترونية، وكان يغلب على الكورس الجانب العملي، بل كان معظم الوقت هو الجانب العملي، لذلك كان الكورس ممتع جداً. وقد استفدنا منه أكثر من كورس الجامعة، حيث كان كورس الجامعة الهدف منه النجاح، لكن هذا الكورس كان الهدف منه التعلم.

كُنت أقوم بعمل بعض التجارب أثناء دراستي لهذا الكورس عندما ارجع للمنزل، وقد أثارت هذه التجارب الرغبة في أبنائي لتعلمه، فعملت عدد من التجارب الكهربية لهم وقد استوعبوها تماماً، حيث فهموا معنى مصدر الطاقة والمقاومات والدوائر الكهربية والتيار وفرق الجهد. وهذا أول عمل لي يحرك الرغبة لهم في تعلمه، حيث لم يستسيغوا تعلم البرمجة بعد، ولم يفهموا طبيعة عملي بوضوح، فقد وجدت أن تعلم لغة البرمجة للأطفال ليست بالشيء الشيق بالنسبة لهم، وربما يحتاجوا لوقت طويل حتى ينجزوا بها شيء يجعلهم يواصلون دراستها، لكن بالنسبة لتعلم الكهرباء فقد أثار انتباههم من البداية، فهي شيء ملموس، ويروا نتائج مبهرة أمامهم، مثل إضاءة لمبة أو تشغيل محرك صغير. وقد وعدتهم بأن يكون لكل واحد منهم في المستقبل لوح إلكتروني breadboard و multimeter
بعد هذا الكورس اصبحنا نقوم بقياس وحساب استهلاك اﻷجهزة الكهربائية المختلفة وذلك حتى نستفيد منها عملياً. وقد كان اول شيء عملي جعلتهم يقوموا بحسابه هو أننا اشترينا سخان للطبخ مكتوب عليه أن قدرته 3000 واط، ثم احترق المشترك المتصل بالوصلة، فقمت بشراء رأس جديد ذو 13 أمبير. فطلبت منهم حساب التيار الذي يحتاجه هذا السخان، واعطتيهم هذه المعلومة:
القدرة = فرق الجهد مضروبة في التيار
القدرة = 3000 واط
فرق الجهد = 220 فولت
أما التيار فهو مجهول
فقاموا بحسابه، وكان حوالي 13 أمبير.
لكن للأسف لم تكن قدرة السخان دقيقة، فهو من النوع الغير معروف الصناعة. فقمت بقياس استهلاكه من الكهرباء من عداد المنزل وقد كان حوالي 2000 واط فقط.
فعند استخدام هذه القدرة يكون التيار هو 9 أمبير فقط.

معلومة القدرة بالواط وفرق الجهد والتيار مهمة لكل من يستخدم اﻷدوات الكهربائية بكثرة، حتى يعرف كل جهاز كم يحتاج من التيار، وماهو احتمال الوصلات الكهربائية حتى لا يحدث حرق في هذه التوصيلات.

في نهاية الكورس قمت بعمل تجربة بجهاز الراسبري باي، حيث أن به منافذ كهربية تُسمى الـ GPIO و هو اختصار لـ General Purpose Input Output. قمت بعمل برنامج بالجافا لإضافة لمبة LED وإغلاقها ثم قمت بتحميل هذا البرنامج في الراسبري باي. وقد عملت التجارب بنجاح. ايضاً عملنا تجربة لقراءة منفذ لمعرفة هل هو On أم Off حيث وجدنا أن هذه المنافذ digital فقط بها حالتنا 0 أو 1. أما المعالج من نوع Atmel فبه منافذ digital ومنافذ analog. وفائدة المنافذ الـ analog هي امكانية قراءة مدى كبير من القيم، مثلاً يمكن توصيله بمقاومة ضوئية أو مقياس درجة حرارة، أو قياس فرق جهد في دائرة خارجية، وهذه من الفوائد الكبيرة للنوع من هذه المعالجات، وهو أن نجعله يتصل بالعالم الخارجي ثم يكون به برنامج يقرر ماذا يفعل بناءً على هذه القراءات للمنافذ.

rasp-gpio

Advertisements

فكرة واحدة على ”اﻷدوات اﻹلكترونية التعليمية وكورس اﻹلكترونيات

اترك رد

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

WordPress.com Logo

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   / تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   / تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   / تغيير )

Google+ photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google+. تسجيل خروج   / تغيير )

Connecting to %s