|
بسم الله الرحمن الرحيم
بعد ان فهمنا دور منفذ الطابعة و دور الفجول بيسك في التحكم بالآلات عن طريق الكمبيوتر, بقي علينا ان نأخذ مثال لنتحكم به. لن أتطرق الى التحكم بتشغيل لمبة أو أمور أخرى قد نسمع عنها كثيراً و التي دائما ما تطرح على شكل مثال, رغم ان الجميع يتدرج تحت نفس المبدأ و نفس الطريقة, لكن حبذت ان اطرح مثالا نتعلم عليه بحيث يكون متقدم و سهل في نفس الوقت , كي يفتح آفاق التخيل و تأتي أفكار جديدة التي لا اعتقد أنها ستأتي عند اخذ مثال اللمبة مثلا.
ترددت كثيرا قبل طرح هذا المثال تخوفاً من ان يكون متقدماً ولا يفهمه الكثير, لكن ان شاء الله سيكون سهلا لان التحكم به لا يحتاج إلى أمور كثيرة و لكنها الفكرة هي التي ستكون جديدة و جميلة.
الregulator او ما يسمى بالمعدل ان صح التعبير, له أشكال و استخدامات عديدة , سواء الكترونيا عن طريق تعديل ( عندما اقول تعديل اقصد بالقدرة على التخفيف و الزيادة) قيمة الفولت أو كمية ضغط الهواء او ضغط الماء ...الخ في مثالنا سنتحدث عن المعدل المستخدم في تعديل ضغط الهواء و المسمى ب pressure regulator.
لمعرفة مدى اهمية هذا الجهاز , لنتخيل انابيب النفط مثلا, تمتد لمسافات طويلة , في الغالب ينتقل النفط في داخل الانابيب بسرعة عالية و ضغط عالي , ولكننا في بعض الاحيان نريد ان نخفف هذا الضغط الهائل للاسباب عديدة جدا. لم تفهموا بعد؟ حسناً مثال اخر سهل, حنفية الماء الموجودة و المعروفة لدى الجميع, عند فتحها بالكامل فان ضغط الماء و كمية الماء ستكون كبيرة جدا قد لا نحتاجها في كثير من الاحيان, لذلك لدينا الحنفية كي نحدد بانفسنا كمية اندفاع او ضغط الماء الذي نريده. هنالك استخدامات عديدة جدا في مختلف المجالات , و لكن في مثالنا سننظر الى معدل ضغط الهواء.
في البداية كما ذكرت كان التعديل يدويا , اي مثل مثال الحنفية, و الرسم التخطيطي للمعدل هو كما ترونه في الصورة.
المفتاح في الاعلى هو لتعديل ضغط الهواء فكلما كان المفتاح مغلقا للاسفل, يزيد الضغط على الزنبرك الموجود في المنطقة الصفراء, و بالتالي يزيد الضغط على الزنبرك الموجود في المنطقة الحمراء فتنفرج الفتحة و يسمح للهواء بالانتقال من المنطقة الحمراء الى المنطقة الزرقاء, و بقدر ما نغلق المفتاح للاسفل , يزيد الانفراج و يزيد الضغط الخارج الى المنطقة الزرقاء, و العكس صحيح.
مع تطور التكنلوجيا, ظهر جيل من المعدلات يستخدم الكهرباء في فتح و غلق المفتاح , بحيث يقوم محرك صغير بعملية فتح و غلق المفتاح كهربائياً, كما هو واضح في الصورة رقم 2 , الجزء العلوي هو للمحرك و المعدل هو في الجزء السفلي.
تسمى هذه الانواع من المعدلات باللغة الانجليزية ب ELTOP ، Electrical TO Pneumatic و Pneumatic تعني الهواء ان صح التعبير.
صورة.2
تشاهدون في الصورة .3 , منظراً اقرب للمنطقة العلوية من المعدل, الجزء العلوي هو المحرك و هو يدور بمعدل دورة واحدة في الدقيقة, في الحقيقة ان المحرك لم يأتي من المصنع و هو يدور بهذه السرعة بل ان سرعته تم تعديلها بواسطة ما ترونه في اسفل المحرك , الذي اخذ شكل المثلث, و هو الغيار. فالغيار هو من غير سرعة المحرك لتصبح بمعدل دورة واحدة في الدقيقة , و هي السرعة التي تناسب عملنا و تناسب طبيعة المعدل الذي لا يحتاج الى محركات سريعة.
العامود النحاسي الموجود أسفل الغيار هو الجزء الذي يدور ليفتح و يغلق المعدل.
صورة.3
الصورة .4 توضح اكثر الجزء المتعلق بالعامود النحاسي. كما ذكرت فان العامود يدور, و بدورانه فان العامود الافقي يرتفع و ينزل بحسب اتجاه الدوران, و بمجرد ارتفاعه مثلا فانه يستمر بالارتفاع الى ان يصل المسمار المثبت في نهايته اليسرى الى الlimit switch الذي يقوم بدوره بقطع الكهرباء عن الدائرة و يتوقف المحرك عن العمل. الفكرة بسيطة جدا و قوية جدا في نفس الوقت, اذا اردنا ضغطاً معينا للهواء فاننا نعدل مستوى المسمار الى المكان المطلوب ثم نشغل المحرك و نتركه الى ان يصل العامود الافقي الى مستوى الswitch فيقطع الكهرباء عن الدائرة , فيتوقف المحرك عن الدوران و عند فتح او غلق المعدل عند المستوى المطلوب. و عندما نريد ان نجعل المحرك يدور بالعكس ليغلق المعدل, فاننا نقوم بعكس الكهرباء ( الموجب نجعله مكان سالب و سالب نجعله مكان الموجب) و بهذا نكون قد حققنا مرادنا كهربائياً.
|
سبق و ان شرحنا كيفية البرمجة , و طريقة عمل المعدل و الان سندمج الشيئين ببعضهما لكي نحصل على التحكم. في البداية اود ان اخبركم, ان من اساس التحكم هو أمران, التحكم بالعملية و التحكم بالحماية , بعمنى اخر ان يتم التحكم بطريقة عمل الجهاز, و تحويله الى تحكم الكتروني , و الاخر التحكم بحماية الجهاز, بحيث تبقى انت و الذين حولك و الجهاز نفسه في أمان مما قد يحدث.
لكي تصبح عملية التحكم بسيطة يجب ان ندرس النظام المراد التحكم به, لاننا سنقوم بتحويل التحكم من ( تحكم يدوي او ميكانيكي او كهربائي) الى تحكم الكتروني ,, نحن فهمنا كيفية التحكم الكتروني ,, مجرد 5 فولت او صفر فولت. و ايضا فهمنا طريقة عمل المعدل ,, الان فهمنا النظام المراد التحكم به و تبقى فقط الخطوات. المثال هذا سهل و كل ما نريده هو فتح و غلق المعدل و عندما تزداد الامور تعقيداً بحيث نحتاج الى استخدام كل الابر في التحكم باتجاهات و سرعات معينة فان الموضوع سيتشعب قليلاُ.
المعدل الذي نريد التحكم به, يعمل بفرق جهد مقداره 28 V DC يعني جهد مستمر قدره 28 فولت, و مقدار معين من التيار قد يصل الى 0.5 امبير تقريبا, بمجرد ان نضع المفتاح على وضع العمل ,, يمر التيار و يبدأ المحرك بالدوران و يعمل المعدل كما شرحنا في الدرس السابق. الان , ما نود عمل هو ان نتحكم بهذا المفتاح, كيف لنا ان نضع المفتاح على وضع العمل و نفصله عن طريق الكمبيوتر؟
كما هو معلوم, المحرك يعمل فقط اذا كانت الدائرة كاملة , اي ان التيار يمر من مصدر الطاقة الذي يستمد منه القوة الى مصدر الطاقة نفسه و هكذا, يعني في حالة وجود سلك مقطوع في النصف, فان الدائرة لن تكون كاملة و بالتالي لن يعمل المحرك,
هناك قطعة يعرفها اهل الالكترونيات تسمى بالSolid State Relay , توضع في منتصف احد اسلاك الدائرة و في الغالب قبل مفتاح التشغيل, وظيفتها اكمال الدائرة في حال تمر تمرير تيار بسيط جدا لها. بمعنى ان الدائرة بالاساس كاملة و المفاتيح التشغيل على وضع التشغيل, و لكن لوجود الSSR الدائرة لن تكمل الا في حالة تمرير تيار بسيط لها وهو التيار الخارج من منفذ الطابعة.
اختيار الSSR المناسب يعتمد اولا و اخيرا على العملية و على ماذا تريد ان تتحكم به,و اهم نقطة هي ما مقدار الجهد الذي تملك انت ( يعني من الكمبيوتر - في حالتنا نملك 5 فولت مستمر و مقدار ضئيل جدا من التيار) و ايضا يجب ان تعرف ماهو مقدار الجهد و التيار للجهاز المراد التحكم به, في مثالنا ,, نحن نحتاج الى SSR يعمل و يكمل الدائرة عند تمرير 5 فولت مستمر مع تيار منخفص ( هذا هو الinput) و ايضا يستحمل جهد 28 فولت مستمر بحوالي 0.5 امبير. نستطيع البحث في الانترنت عن هذه المعلومات لايجاد القطعة المناسبة او نذهب لمحلات بيع القطع الالكترونية و نعطيهم هذه المعلومات لنحصل على القطعة المناسبة, من خلال بحثي في الانترنت وجدت ان هذه القطة مناسبة لهذه العملية:
http://www.dge.com.au/om/g3cn.pdf
القطعة تحمل 4 ابر, 2 للinput من الكمبيوتر تأخذ 5 فولت, و 2 للoutput للجهاز يمر من خلالها 28 فولت بعد التشغيل.
هذه الصورة ستبين ان شاء الله كيفية تركيب القطعة حتى يكون الامر واضح:
المحرك قبل التعديل:
المحرك بعد التعديل:
لن يعمل المحرك الا بعد ان تكتمل الوصلة في السلك الابيض و هذه الوصلة لن تكتمل الا بمرور 5 فولت من الكمبيوتر , بعد توصيل ابرة الى الارضي و الاخرى الى D1. الSSR يعمل هنا ك switch, بحيث يغلق الدائرة عند مرور فرق جهد معين خلاله.
كل ماعلينا الان ان نبرمج برنامج بسيط جدا نفس البرنامج الذي تم شرحه في الدروس السابقة بحيث انه بمجرد الضغط على الزر, يتم تشغيل الD1 و يرسل ال5 فولت بتكتمل الدائرة و يبدأ المحرك بالعمل , و عندما نضغط على زر اخر , تفتح الدائرة , و ينقطع الجهد عن المحرك فيتوقف.
هذا كل مافي الامر! قس ذلك على بقية الاشياء المراد التحكم بها, المسألة في الغالب مسألة switching.
اود ان اذكر ان كل جهاز تود التحكم به له منطقه و طريقة عمله و مستلزماته الخاصة, لن تحتاج الSSR في كل شي تريد ان تتحكم به , بل يعتمد اولا و اخيرا على الجهاز الذي تريد التحكم به.
هنا نصل الى ختام هذا الدرس و ختام دورتنا البسيطة, التي اردت من خلالها ان اضع الاعضاء في بداية الطريق و فهم ألية التحكم بالاجهزة عن طريق ابسط الامور من الكمبيوتر, بقدر مالدينا من خيال و تفكير عميق, بقدر ما نستطيع ان نتحكم بامور اخرى لا تخطر على بال احد. ان شاء الله اكون قد وفقت في شرح هذه الدورة و اتمنى ان تكون مفيدة للجميع حتى لو كانت مجرد معلومات عامة. ان شاء الله يوم غد سيكون يوماً مفتوحاً للاسئلة الخاصة بالمواد التي تم طرحها في الدورة فقط. ايضا كما ذكرت سيكون هناك امتحان يجب تسليمه. و للتذكير, الامتحان هو عبارة عن طرح فكرة للتحكم , بمعنى طرح الجهاز المراد التحكم به و كتابة البرنامج الخاص بهذا التحكم , العلامات ستوضع على مقدار الابر المستخدمة في التحكم, كلما زاد استخدام الابر في التحكم بجهاز واحد و كلما زادت ابداعية الفكرة و كان البرنامج صحيحاً و الفكرة المطروحة صحيحة ولا غبار عليها , سيحصل المشترك على الدرجة الكاملة ان شاء الله.
تحياتي ولا تنسونا من الدعاء.
| |
|
|
ساحة النقاش