Posted in متوسط, مشروع الأسبوع

نماذج خطرة

 

مشروع مفتوح المصدر كل شهر، هذا هو شعار هذا الموقع الخطير وبالفعل هذا مايقوم به. تعالوا نتجول داخل الموقع التالي

فكرة الموقع تعود لصاحبه Ian Lesnet وهو أحد أشهر كتاب موقع Hack A Day المعروف. تم دعم المشروع من قبل Seeedstudio ويمكننا باختصار تسمية هذا الموقع بأنه عمل تجاري رائد في مجال الإلكترونيات.

بغض النظر عن الناحية التجارية فإن الموقع باختصار من أفضل ما اطلعت عليه من ناحية المشاريع المطروحة والتفاصيل المذكورة.فهو غني بالأفكار العملية والأجمل من ذلك أنه يتبنى مبدأ المصادر المفتوحة، فكل ما ينشره مجاني للجميع. كما أنه يوفر خدمة بيع المشاريع على شكل Kits لمن أرد شراءها عن طريق الموقع لضمان نجاح تنفيذ المشروع وتوفر القطع المستخدمة. يتخصص صاحب الموقع في نشر مشاريع تدور في فلك الأنظمة المدمجة أو ما يعرف باسم Embedded Systems وأكاد أجزم أن طلاب هندسة الحاسب الآلي يتطلعون إلى هذا النوع من المواقع التي تناقش أدق التفاصيل لمشاريع متعلقة بتخصصهم. لن أطيل في مدح الموقع فلننتقل إلى الجانب العملي، وكمثال حي على مشاريع الموقع، سنتعرض اليوم لمشروع USB IR Toy

ماهو هذا المشروع؟

دارة بسيطة تعتمد على متحكم دقيق من شركة Microchip يتصل بها مرسل ومستقبل أشعة تحت حمراء. تقوم بمحاكاة عمل جهاز التحكم عن بعد Remote Control. ويتصل بالمتحكم كذلك منفذ USB لنتمكن من وصل الدارة بالحاسب، مايمكننا من التحكم بالحاسب عن طرق الأشعة تحت الحمراء. ببساطة شديدة، إنه وحدة تحكم كاملة متصلة بالحاسب تتخاطب مع العالم الخارجي من خلال الأشعة تحت الحمراء. أما عن المواصفات الفنية فهي كمايلي:

1. منفذ من نوع USB MINI-B

2. ثنائي مشع للضوء LED يستخدم كمؤشر لتوضيح حالة الاتصال أو إرسال البيانات

3. مرسل الأشعة تحت الحمراء

4. مستقبل الأشعة تحت الحمراء

5. كاشف ترددات الأشعة تحت الحمراء

6. رأس برمجة المتحكم الدقيق

7. منفذ تسلسلي من نوع UART ويمكن بالتالي استخدام الدارة كمحول بين منفذ الـUSB والبيانات التسلسلية

8. منطقة الوصول للموجات المرسلة والمستقبلة من الأشعة تحت الحمراء

9. المنافذ الغير مستخدمة للمتحكم وتشمل كذلك جهد الـ 5فولت والأرضي.

كما تمتاز هذه النسخة الجديدة من الدارة بأن قدرة إرسالها تم زيادتها بفضل المرسل ذي قوة 100 ميللي أمبير، وكما أنها تستطيع قياس الترددات للأشعة تحت الحمراء ما يمكنها من التعرف على نوعية البروتوكول المستخدم لمحاكاته فيما بعد، وأخيرا وجود المنافذ غير المستخدمة للمتحكم على طرف الدارة بالإضافة لإمكانية مشاهدة الموجات المرسلة والمستقبلة  بواسطة الـ Oscilloscope

لنتعرف على الدارة عن قرب:

أما المتحكم المستخدم فكما ذكرنا فهو من شركة Microchip ويحمل الرقم PIC18F2550 كما يظهر في الأسفل:

ويمكنكم الوصول لملف المواصفات الفنية للمتحكم من هنا. تعمل الدارة بشكل كامل من خلال جهد 5فولت والذي يتم الحصول عليه من خلال منفذ الـUSB دون الحاجة لوجود منظم جهد بل نكتفي فقط بوضع مكثف لتنعيم الجهد لا أكثر. يعمل المتحكم على تردد 20 ميجاهرتز والتي يحصل عليها بوساطة الكريستالة مع مكثفيها العدسيين.

يتم برمجة المتحكم من خلال مبرمجة خاصة باستخدام ما يعرف بـ  ICSP وهي طريقة خاصة لبرمجة متحكمات من نوع PIC. وينبغي التنبه إلى ان العنصرين: R1 و D1 يستخدمان لحماية المتحكم من جهد الـ 13 فولت الذي يكون متواجدا على أطراف المبرمجة.

الثنائي المشع للضوء LED1 يستخدم لتوضيح حالة المتحكم سواء كان في وضعية إرسال أم استقبال أو تخاطب مع منفذ الـ USB وينبغي التنبه أنه لابد من وضع R2 بقيمة 2كيلو اوم لحماية الثنائي من الجهد الزائد وتحديد قيمة التيار المار خلاله.

C4 بقيمة0.22 ميكرو فاراد هو لتنعيم الجهد الخاص بمنظم جهد 3.3 فولت الداخلي في المتحكم.

مستقبل الأشعة تحت الحمراء

ننتقل الآن لدارة المستقبل الظاهرة في الصورة أدناه:

يتكون من مستقبل للأشعة تحت الحمراء الذي يعمل على استقبال البيانات المحمولة على الموجة وتحويلها إلى سلسلة من الصفر والواحد “المنطقي”. يتكون هذا المستقبل من دارة تعمل وفقا للمخطط البياني التالي:

ولمزيد من الشرح عن كيفية عمل هذا المستقبل شاهدوا الرابط التالي. ويرتبط خرج هذا المستقبل بمدخل المتحكم (RB2/INT2)

كاشف الترددات

ننتقل إلى كاشف الترددات الموضح أدناه:

دور هذا الكاشف هو قياس التردد الخاص بالأشعة تحت الحمراء فهو يختلف عن عمل مستقبل الأشعة تحت الحمراء، فالأول يقوم باستخلاص البيانات من الأشعة تحت الحمراء أما هذا الكاشف هنا فهو يقوم بحساب التردد فقط.

مرسل الأشعة تحت الحمراء

يتكون المرسل من ثنائي مشع للأشعة تحت الحمراء يعمل ضمن نطاق تعديل عرض النبضة PWM المرتبط بمنفذ المتحكم. ومايميز هذه الدارة هو أن الثنائي متصل بمصدر تيار ثابت تبلغ قيمته 100 ميللي أمبير بالاعتماد على مصدر الجهد 5 فولت القادم من الUSB .

المنافذ الحرة للمتحكم

  تم وصل المنافذ الغير مستخدمة للمتحكم بالإضافة لإشارة مرسل ومستقبل الأشعة تحت الحمراء لهذه المنطقة لسهولة استخدام تلك المنافذ في مشاريع مستقبلية.

الشيفرة المستخدمة

أما عن البرنامج المستخدم فهو مكتوب بلغة C  وتم برمجته باستخدام Microchip C18 compile ويمكنكم تحميله من هنا

قائمة المواد

قائمة المواد المستخدمة في المشروع موضحة في الجدول أدناه:

 
رمز العنصر الكمية الوصف الحجم
C1 1 0.1uF C603
C2,C4,C7 3 0.22uF C603
C5,C6 2 27pF C603
C8 1 1.0uF C603
D1 1 BAS16J SOD2514X100N
D2,D3 2 BAS16J DO323
I 1 LED CHIP-LED0805
IC1 1 PIC18F2550_28W SO28W
J1 1 CON-USB-MINI-BUSB1 CONN_USB_MINI-B
Q1 1 20Mhz HC49UP
R1 1 10K R603
R2 1 2K7 R603
R3,R6 2 390R R603
R4 1 6R8 M1206
R5 1 3.6K R603
RX 1 TSOP34838 TSOP18XX
RX2 1 QSE159 QSE15X
S1 1 SMD_TACT_SMALL TACT_SWITCH_SMALL
T1 1 BC81840MTF SOT23-BEC
TX 1 100mA IR LED LED5MM

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *