Speaker A
إذا كنت قد بدأت للتو في الأنظمة المدمجة، فمن المحتمل أنك بدأت باستخدام أردوينو، أليس كذلك؟ لكن إذا ظللت متمسكاً به، فأنت تضيع وقتك بكل صراحة.
خارطة طريق مهندس الأنظمة المدمجة: من أردوينو إلى مهارات متقدمة في الدوائر، البرمجة، التحكم، والتطبيقات الصناعية.
Key Takeaways
- التمسك بأردوينو فقط يحد من فرص التطور في مجال الأنظمة المدمجة.
- فهم النظام ككل والتكامل بين العتاد والبرمجيات هو الأساس.
- المهارات العملية والتطبيقية أهم من المعرفة النظرية فقط.
- لغة C لا تزال اللغة الرئيسية في برمجة الأنظمة المدمجة.
- المشاريع المتكاملة والتدريب العملي يميزان المهندس في سوق العمل.
What the video covers
- البدء باستخدام أردوينو شائع لكنه غير كافٍ لتطوير مهندس أنظمة مدمجة محترف.
- العقلية المطلوبة هي فهم النظام ككل، حيث تعمل الدوائر، البرمجيات الثابتة، والتحكم كنظام واحد متكامل.
- تعلم نظرية الدوائر الكهربائية (RLC) والدوائر الإلكترونية والمنطق الرقمي مع التطبيق العملي في المختبرات.
- معالجة الإشارات وهندسة التحكم أساسية لفهم استقرار النظام والتحكم في المخرجات.
- لغة C هي اللغة الأساسية للبرمجة في الأنظمة المدمجة مع أهمية فهم التحكم في السجلات والمقاطعات.
- هندسة الحاسوب ضرورية لفهم كيفية عمل وحدة المعالجة المركزية والذاكرة والمدخلات والمخرجات معاً.
- التعلم العميق والذكاء الاصطناعي الطرفي مهارات متقدمة تزداد أهميتها في الأنظمة المدمجة الحديثة.
- إلكترونيات القوى والتحكم في المحركات تخصص متقدم يجمع بين الدوائر، التحكم، ومعالجة الإشارات.
- فهم الأجهزة الطرفية وبروتوكولات الاتصال مثل I2C وSPI وUART وCAN ضروري لتطوير الأنظمة.
- المشاريع المتكاملة من التصميم إلى التنفيذ تعزز فرص التوظيف وتثبت المهارات العملية.
Chapters
- 00:00مقدمة وأهمية تجاوز أردوينو
- 01:02العقلية المطلوبة في الأنظمة المدمجة
- 01:49توحيد الدوائر والبرمجيات والتحكم كنظام واحد
- 02:42نظرية الدوائر الكهربائية (RLC) وأهميتها
- 04:01التطبيق العملي في مختبر الدوائر الكهربائية
- 05:17معالجة الإشارات وهندسة التحكم
- 06:12لغة C وأساسيات البرمجة في الأنظمة المدمجة
- 07:14هندسة الحاسوب والتعلم العميق
- 08:33المتحكمات الدقيقة والأجهزة الطرفية
- 12:03بروتوكولات الاتصال وأدوات التطوير
Full Transcript — Download SRT & Markdown
Speaker A
عندما دخلت مجال الأنظمة المدمجة لأول مرة، لم تكن لدي أدنى فكرة من أين أبدأ، وأتذكر أنني واجهت وقتاً عصيباً حقاً. كل بحث كان يعطيني فقط مشاريع أردوينو لإضاءة مصباح LED، ولم يخبرني أحد بما يفعله مهندسو الأنظمة المدمجة فعلياً في
Speaker A
عملهم. لكن المشكلة الأكبر تأتي بعد ذلك. لنقل أنك درست بجد بطريقة ما. لقد حضرت الدروس، وشاهدت محاضرات يوتيوب، ولكن عندما تحاول بناء شيء بنفسك، تتجمد تماماً.
Speaker A
لا يمكنك حتى اختيار موضوع لمشروع في معرض أعمالك. ثم تتخرج، ويحل موسم البحث عن عمل، وينتهي الأمر بكثير من الناس بالتساؤل: "ماذا فعلت طوال 4 سنوات؟" بكل صدق، كنت أنا أيضاً في ذلك الموقف. لذا في هذا الفيديو، لكل من يشعر
Speaker A
بالضياع مثلي، قمت بوضع خارطة طريق مفصلة. إنها تضم فقط الأشياء التي احتجتها فعلياً من الكلية مروراً بالدراسات العليا وصولاً إلى وظيفة في شركة كبرى. إذا اتبعت كل ذلك، يمكنك العمل في صناعات مثل السيارات، والدفاع، والروبوتات، والأجهزة المنزلية. سأقوم
Speaker A
بتلخيص ذلك في نهاية الفيديو، لذا ابقَ معنا حتى النهاية. قبل أن ندخل في الدورات التدريبية، لنبدأ بالعقلية المطلوبة.
Speaker A
هذا في الواقع هو الجزء الأكثر أهمية، لكن معظم الناس يتخطونه. أهم شيء في تطوير الأنظمة المدمجة هو القدرة على رؤية الصورة الكبيرة.
Speaker A
لنأخذ السيارة كمثال. عادة ما يتم تصميم السيارات من الأعلى إلى الأسفل (Top-down). قل أنك تبني سيارة خارقة.
Speaker A
أنت تقرر مقدار وزنها، وشكل النظام الكهربائي، ومدى سرعتها من 0 إلى 60. أنت ترسم الصورة الكبيرة قبل أن تبدأ. ثم تعمل نزولاً من هناك وتحول ذلك إلى متطلبات ملموسة. السيارة مليئة بوحدات التحكم الإلكترونية (ECUs)، والمستشعرات، والمشغلات. في النهاية
Speaker A
، لا تعمل كل هذه المكونات إلا عندما يعمل تصميم الدوائر، والبرمجيات الثابتة، وخوارزميات التحكم بسلاسة معاً كنظام واحد. يرجى تذكر هذا.
Speaker A
يجب أن تعمل الدوائر، والبرمجيات الثابتة، والتحكم كنظام واحد. سأعود إلى ذلك بمزيد من التفصيل لاحقاً.
Speaker A
نقطتان إضافيتان فقط. الأولى هي القدرة على تصحيح الأخطاء (Debug). في الأنظمة المدمجة، حتى لو كانت المحاكاة تعمل بشكل جيد وقمت بالتحقق منها، على اللوحة الحقيقية، قد يتوقف شيء كان يعمل بالأمس عن العمل اليوم. هذا يحدث كثيراً. لذا، تحتاج إلى أن تكون
Speaker A
قادراً على التعمق في كيفية تشغيل الكود الخاص بك وما يفعله المتحكم الدقيق (MCU) وأين. الثانية هي ورقة البيانات (Data sheet).
Speaker A
كمطور أنظمة مضمنة، أنت تعيش في هذا المجال بشكل أساسي. كتابة الكود دون قراءة وثائق القطع تشبه تفكيك جهاز دون النظر إلى دليله. حسناً، هذا كل ما يخص العقلية المطلوبة. الآن، لننتقل إلى الجزء الرئيسي، وهي المقررات الدراسية الأساسية في الجامعة.
Speaker A
لقد جمعت حوالي 10 منها، لكن مجرد سردها سيكون مملاً. لذا، سأقسمها إلى أربع مجموعات وأستعرضها سريعاً. أولاً، نظرية الدوائر الكهربائية.
Speaker A
الجهد، التيار، المقاومات، المكثفات، والمحاثات. عادة ما نطلق عليها اختصاراً RLC. بصراحة، عندما درست نظرية الدوائر لأول مرة، فهمت أن التيار يتدفق وأن المقاومة تخفض الجهد، لكنني كنت أتساءل دائماً: "حسناً، وماذا بعد؟" في البداية، لم يكن الأمر ممتعاً. لكنه أمر
Speaker A
أساسي. تبدو عناصر RLC هذه بسيطة، لكن مدى رسوخ أساسياتك فيها هو ما يفرق بين الأشخاص لاحقاً. تأكد من فهمها بالكامل قبل المضي قدماً. أوصي بتشغيل المحاكاة أثناء الدراسة والنظر إلى الأشكال الموجية. من الأدوات المجانية، هناك LT Spice، ويمكنك
Speaker A
أيضاً تنزيل PSpice من شركة TI مجاناً. سأغطي هذه الأدوات بمزيد من التفصيل لاحقاً. التالي هو الدوائر الإلكترونية. في الهندسة الكهربائية، أتذكر أن هذه المادة، إلى جانب الكهرومغناطيسية، كانت من أصعب المواد.
Speaker A
لكن مرة أخرى، يجب عليك دراستها بجدية كبيرة. الثنائيات، الترانزستورات، ومقاحل التأثير المجالي (MOSFETs). أنت تتعامل مع هذه القطع كل يوم تقريباً في عملك. الأساسيات التي تبنيها هنا تنتقل مباشرة إلى إلكترونيات القوى والتحكم في المحركات، وهو ما سنتطرق إليه
Speaker A
لاحقاً. التالي هو المنطق الرقمي. تتعلم البوابات المنطقية مثل بوابات AND و OR و NAND، وتستخدمها كثيراً في تصميم الدوائر. مثال كلاسيكي على ذلك هو سلسلة 74HC. تلك الدوائر المتكاملة لا تزال تستخدم بكثرة في الصناعة. هذا يغطي أهم ثلاث مواد في الدوائر
Speaker A
الكهربائية. لكن مجرد معرفة النظرية لا يعني الكثير. يجب أن يكون هناك مقرر منفصل حيث تتحقق من ذلك عملياً، وغالباً ستأخذ مختبراً لذلك. في مختبر الدوائر، تتحقق من النظرية التي تعلمتها باستخدام معدات مثل مزود الطاقة وجهاز راسم الإشارة
Speaker A
(الأوسيلوسكوب). بمجرد انضمامك لشركة، ستقوم بالكثير من عمليات تصحيح الأخطاء (Debugging). اعتبر المختبر تدريباً على ذلك.
Speaker A
سأستعرض المعدات الأكثر استخداماً لاحقاً. التالي، معالجة الإشارات وهندسة التحكم. لنبدأ بمعالجة الإشارات. معظم الإشارات في العالم الحقيقي مستمرة، ولكن في العالم الرقمي، تكون الإشارات متقطعة. يقوم المحول التناظري الرقمي (ADC) بأخذ عينات من الإشارة المستمرة وتحويلها إلى رقمية، والمحول الرقمي
Speaker A
التناظري (DAC) يقوم بالعكس. تعتبر هذه معايير أساسية في كل متحكم دقيق تقريبًا، لذا فإن معرفة نظرياتها تساعد كثيرًا. تتعلم أيضًا المرشحات الرقمية في هذه الدورة. عندما يلتقط المستشعر ضوضاء، يمكن لمرشح مصمم جيدًا تقليلها بفعالية كبيرة. التالي هو هندسة التحكم.
Speaker A
تتعلم دوال التحويل، والاستجابة الزمنية، والاستقرار، واستجابة التردد، ومخططات بود، ومعادلات الحالة. عندما تتعلم تحويل لابلاس لأول مرة، يظهر نطاق S فجأة، وقد تفكر "انتظر، هل هذه حصة رياضيات؟" أعتقد أنني شعرت بنفس الشيء في البداية. لكن الأمر مهم حقًا. في النهاية،
Speaker A
هدف النظام المدمج هو إنتاج المخرجات التي تريدها والحفاظ على استقرارها. لتحقيق ذلك، تحتاج إلى التحكم بالتغذية الراجعة.
Speaker A
ربما سمعت عن التحكم بالتناسب والتكامل والتفاضل (PID). كل ذلك يبدأ من هندسة التحكم. إذا كنت لا تعرف هندسة التحكم، فقد يصبح نظامك غير مستقر، أو يخطئ قيمته المستهدفة، أو في حالات حادة، ينحرف ويتعطل. لهذا السبب يعتبر الاستقرار مفهومًا
Speaker A
مهمًا جدًا. خاصة إذا كنت تتجه نحو التحكم في المحركات، فهذا هو أساسك المباشر، لذا تأكد من إتقانه تمامًا. التالي هو لغة C. لا تزال الأنظمة المدمجة تستخدم لغة C بكثرة.
Speaker A
يحاول الناس إدخال لغة Rust، لكن بائعي المتحكمات الدقيقة لا يدعمونها بشكل مناسب حتى الآن. في الأنظمة المدمجة، الكود الذي تكتبه هو عادة الشيء الوحيد الذي يعمل على النظام. لا يوجد شيء آخر هناك. لذا، يمكنك التحكم بالكامل فيما تفعله وحدة المعالجة
Speaker A
المركزية في أي لحظة، بما في ذلك مقاطعات الأجهزة. في برمجيات النظام أو نظام التشغيل، يتم تجريد كل ذلك بعيدًا عنك.
Speaker A
الأساسيات هي نفسها. جمل If و else و switch و while، والدوال، والهياكل، والمؤشرات. يجب أن تعرف كل هذه الأمور.
Speaker A
تُستخدم العمليات على مستوى البتات (Bitwise) بشكل خاص طوال الوقت. التحكم في السجلات بتلو الآخر يحدث باستمرار في الأنظمة المدمجة، لذا يجب أن تعرفها حقًا. ثم، في هياكل البيانات، يجب عليك دراسة أشياء مثل المكدسات، والكومات، والطوابير، والمخازن المؤقتة الدائرية.
Speaker A
تُستخدم المخازن المؤقتة الدائرية بشكل خاص كثيرًا لاستقبال بيانات الاتصال، لذا من الرائع أن تقوم بتنفيذ واحدة بنفسك. التالي هو هندسة الحاسوب.
Speaker A
إنها الدورة التي تتعلم فيها كيفية اتصال وحدة المعالجة المركزية والذاكرة والمدخلات والمخرجات وعملها معًا. إليك الكلمات المفتاحية لهذا الموضوع. إذن، لماذا يعتبر هذا الأمر مهمًا؟ بالعودة إلى جزء العقلية، تحدثنا عن تصحيح الأخطاء. إذا كنت لا تعرف كيف ينمو
Speaker A
المكدس، فعند حدوث فيض في المكدس، سيكون من الصعب جدًا اكتشافه. وإذا كنت لا تعرف كيف تعمل المقاطعات، فلن يكون من السهل معرفة سبب تعطل الكود فجأة هنا. لذا، عندما تقوم بتصحيح الأخطاء، فإن هذه الأساسيات تهم كثيرًا، وتعد هندسة
Speaker A
الحاسوب واحدة من الدورات التي تلامسها بشكل مباشر. التالي هو التعلم العميق. بصراحة، ليس متطلبًا أساسيًا للأنظمة المدمجة، ولكنه إحدى المهارات التي تزداد أهمية باستمرار. في هذه الأيام، مع الذكاء الاصطناعي الطرفي (Edge AI)، هناك توجه كبير لتشغيل الاستدلال
Speaker A
مباشرة على الأجهزة الصغيرة مثل المتحكمات الدقيقة، وهناك جميع أنواع التطبيقات لذلك. اكتشاف الكلمات المفتاحية، معالجة الرؤية البسيطة، واكتشاف فشل المستشعرات، كل هذه أمثلة على الذكاء الاصطناعي الطرفي. لذا، هو ليس أولويتك الأولى، ولكن إذا كنت تتقن هذا المجال، فهي
Speaker A
مهارة يمكن أن تميزك حقًا. التالي هو إلكترونيات القوى والتحكم في المحركات. هذا هو تخصصي، لذا سأذكر النقاط الرئيسية هنا وسأتناولها بالتفصيل في المسار المتقدم لاحقًا. في جملة واحدة، إلكترونيات القوى هي تكنولوجيا تحويل الطاقة إلى الشكل الذي تريده. محولات التيار
Speaker A
المتردد إلى المستمر، ومحولات التيار المستمر، والعواكس التي تحول التيار المستمر إلى متردد لتشغيل المحرك. كل ذلك يندرج تحت إلكترونيات القوى. أما التحكم في المحركات فهو يتعلق بكيفية التحكم الدقيق في أشياء مثل محركات التيار المستمر والمحركات التزامنية.
Speaker A
كل ما تعلمته في نظرية الدوائر، والدوائر الإلكترونية، وهندسة التحكم، ومعالجة الإشارات يجتمع هنا. هذا بالضبط ما كنت أعنيه سابقًا عندما كنت أكرر أن كل شيء مترابط. تلك كانت الدورات الأساسية التي تأخذها في الجامعة. ولكن سأ
Speaker A
بالنسبة للنظرية في هذا المستوى، هناك الكثير من المحاضرات المجانية الجيدة على يوتيوب. وهي كلها أشياء يمكنك تعلمها في المدرسة أيضًا. في الواقع، لقد وضعت دورة كاملة مجانية لمدة 3 ساعات حول STM32 على هذه القناة. تبدأ من سجلات المستوى الأدنى (Bare Metal
Speaker A
) وصولاً إلى منافذ GPIO، والمقاطعات، والمحول التناظري الرقمي (ADC)، والساعات، والمؤقتات، و UART. ذلك الفيديو وحده يغطي تقريبًا كل أساسيات STM32. لقد تركت الرابط في التعليق المثبت، لذا تحقق منه إذا كنت مهتمًا. ولكن هذا هو الجزء المهم حقًا. حتى بعد 100
Speaker A
محاضرة مجانية، يظل بناء شيء ما بنفسك أمرًا صعبًا. الأمر نفسه بعد 4 سنوات من الدراسة. لأن النظرية، وتشغيل ميزة بسيطة، وإكمال منتج كامل حتى النهاية هي أمور مختلفة تمامًا. ولهذا السبب فإن المعرفة العملية التي سأشاركها الآن مهمة حقًا. أرجو ألا تتخطى
Speaker A
هذا الجزء وابقَ معي حتى النهاية. الآن، المهارات التي تحتاجها في العمل. الرقم واحد هو لغة C.
Speaker A
لغة C التي تتعلمها في المدرسة ولغة C التي تستخدمها في العمل مختلفتان قليلاً. يجب أن تستخدم المؤشرات والهياكل (structs) حتى تصبح طبيعة ثانية لك، وستقوم بتعديل السجلات مباشرة باستخدام أقنعة البت ( bit masks) طوال الوقت.
Speaker A
بالطبع، تُستخدم التعريفات البرمجية مثل HAL بكثرة أيضًا. في كلتا الحالتين، أنت تتحكم في وحدة المعالجة المركزية بشكل مباشر. الخطوة التالية هي اختيار متحكم دقيق وفهم بنيته . هنا يفترق مسار أردوينو عن الأنظمة المدمجة الحقيقية.
Speaker A
بالتأكيد، يستخدم أردوينو متحكمًا دقيقًا أيضًا، وهو ATmega328P. لكن بصراحة، في هذه الأيام، لا تبدو كلمة أردوينو في السيرة الذاتية جيدة جدًا. إذا كان كل ما قمت به هو استخدام أردوينو، فأنصحك بإعادة صياغة ذلك.
Speaker A
بدلاً من أردوينو، اكتب شيئًا مثل: "لقد استخدمت ATmega328P وقمت بتهيئة سجلاته مباشرة لبناء هذا". في الصناعة ، تُستخدم هذه المتحكمات الدقيقة بكثرة. في قطاع السيارات، تُعد شركات مثل NXP و Infineon شائعة.
Speaker A
لذا، في العمل، تختار المتحكم الدقيق أولاً ، وتحدد بدقة الأجهزة الطرفية التي تحتاجها. عدد المؤقتات التي ستستخدمها، وعدد قنوات المحول التناظري الرقمي (ADC)، وما إذا كنت تحتاج إلى CAN أم لا. يجب أن تكون قادرًا على اختيار كل ذلك من ورقة البيانات.
Speaker A
هناك أسلوبان رئيسيان للتطوير: "الأنظمة المباشرة"(Bare metal) و " نظام التشغيل في الوقت الحقيقي"(RTOS). تعني الأنظمة المباشرة حلقة تكرار لا نهائية مع مقاطعات أو استطلاع للتحكم في الأمور. مع نظام RTOS، تقوم بتقسيم العمل إلى مهام، ويقوم مجدول بتشغيلها على
Speaker A
المتحكم الدقيق. كلاهما مستخدم بكثرة، لذا تأكد من دراسة كليهما. التالي هو الأجهزة الطرفية. هناك العديد من المتحكمات الدقيقة المختلفة، ولكن بالنسبة للأساسيات مثل GPIO، والمؤقتات، ومؤقت المراقبة (watchdog)، والمحول التناظري الرقمي، والمحول الرقمي التناظري، والمقاطعات، والاستطلاع، فإن المبادئ الأساسية
Speaker A
متطابقة تقريبًا. لذا، أنصح باختيار متحكم دقيق واحد وفهمه تمامًا. ولكي تفهمه حقًا، يجب أن تجيد استخدام ورقة البيانات وخريطة الذاكرة. التالي هو أساسيات الإلكترونيات . قانون أوم، V = IR، هو أبسط ما يمكن. لكن في العمل، أمور مثل
Speaker A
استخدام مقسم الجهد لضبط مستوى دخل المحول التناظري الرقمي، والمقاومات الرافعة والخافضة، ودوائر الحماية، كلها تبدأ من هذه الأساسيات الإلكترونية. القدرة على قراءة المخطط الهندسي بجانب ورقة البيانات هي الحد الأدنى للعمل الحقيقي.
Speaker A
التالي هو الذاكرة والأداء. في الأنظمة المدمجة، أعتقد أنه من الأفضل تجنب الذاكرة الحرة (heap)، أي التخصيص الديناميكي، كلما أمكنك ذلك. في نظام يعمل لفترة طويلة، يكون تجزؤ الذاكرة أمرًا صعب التعامل معه حقًا. لذا، نحن نصمم حول الذاكرة العشوائية (RAM)،
Speaker A
والمكدس (stack)، والتخصيص الثابت. الوصول المباشر للذاكرة (DMA) هو مفهوم آخر يجب معرفته. وبالنسبة للذاكرة، يجدر بك دراسة كيفية اختلاف SRAM و Flash و EEPROM.
Speaker A
الأخير هو بروتوكولات الاتصال. على اللوحة، تعد I2C و SPI و UART شائعة. بالنسبة لإنترنت الأشياء اللاسلكي، فهي البلوتوث والواي فاي. وفي صناعة السيارات، يُستخدم بروتوكول CAN في كل مكان . هناك مفهوم إضافي يجب عليك معرفته بالتأكيد ، وهو الإشارات
Speaker A
التفاضلية والضوضاء. بمجرد أن تفهم سبب إرسال بروتوكولي CAN و RS485 للإشارة عبر سلكين ، ولماذا يجعل ذلك اتصالاتهما مقاومة للضوضاء، ستصبح عملية تصحيح الأخطاء مختلفة تمامًا. لنفترض أنك استوعبت هذه المفاهيم الستة في ذهنك. هل يمكنك بناء منتج على
Speaker A
الفور؟ بصراحة، لا تزال بعيدًا عن ذلك. في البداية، عندما تحدثت عن العقلية، قلت إن الدوائر والبرمجيات الثابتة والتحكم يجب أن تعمل كنظام واحد. في مجال الأنظمة المدمجة ، هناك فجوة كبيرة بين شخص أدار مشروعًا متكاملاً يربط كل هذا
Speaker A
في منتج نهائي، وشخص يعرف النظرية فقط. بعد ذلك، دعني أستعرض بسرعة أدوات البرمجيات والمعدات التي يستحق تعلمها.
Speaker A
لمحاكاة الدوائر، يعتبر كل من PSpice و LTSpice مجانيين. أما لمحاكاة الأنظمة، فإن MATLAB و Simulink يُستخدمان بكثرة في الصناعة أيضًا. إذا كنت تستخدم STM32، يمكنك التدرب باستخدام STM32 Cube IDE. هناك أيضًا برامج مثل KiCad و EasyEDA، والتي يمكنك
Speaker A
استخدامها للتدرب على تصميم المخططات ولوحات الدوائر المطبوعة (PCB). تأكد من تجربة Git. برنامج Git ومنصة GitHub شيئان مختلفان. من المفيد حقًا على الأقل فهم كيفية صيانة الكود الخاص بك باستخدام Git.
Speaker A
بالنسبة للمعدات، ستستخدم هذه الثلاثة طوال الوقت: مصدر طاقة ، وجهاز راسم الإشارة ( Scope)، وجهاز متعدد القياسات (Multimeter).
Speaker A
تحتاج إلى إتقان التعامل معها. الأنظمة المدمجة في الواقع مجال واسع جدًا. بشكل عام، شركات الأنظمة المدمجة التي تصنع مستشعرات إنترنت الأشياء، أو الأجهزة الذكية، أو معدات الاختبار، كلها شركات أنظمة مدمجة. وكذلك أتمتة المصانع والهندسة الطبية الحيوية. كلاهما يبني
Speaker A
منتجاته على أساس الإلكترونيات. وتخصصي هو إلكترونيات القوى والتحكم في المحركات. تعلم إلكترونيات القوى، وستمتلك مهارات يمكنك استخدامها في السيارات الكهربائية والهجينة، والروبوتات ، والطائرات بدون طيار ، والسفن الكهربائية، وأي مكان يوجد فيه محرك تقريبًا. بعد ذلك ، دعونا نلقي نظرة على
Speaker A
القطاعات الصناعية. لقد اخترت أربعة قطاعات كبرى: السيارات ، والدفاع، والروبوتات، والأجهزة المنزلية. وسأشرحها من وجهة نظر إلكترونيات القوى. مجال الأنظمة المدمجة واسع جدًا لدرجة أن تغطية كل منطقة على حدة ليس أمرًا واقعيًا. أولاً، قطاع السيارات. تمر السيارات الكهربائية
Speaker A
بحالة من الركود قليلاً الآن، ولكن بالنسبة للسيارات الكهربائية والهجينة، يعد التحكم في المحركات تقنية أساسية. لذا، تقوم شركات تصنيع السيارات بتوظيف الكثير من مهندسي إلكترونيات القوى. التالي هو قطاع الدفاع. الموثوقية أمر بالغ الأهمية هناك، لذا فهم يوظفون الكثير
Speaker A
من الأشخاص الذين لديهم فهم عميق للأنظمة المدمجة، بما في ذلك التحكم في المحركات. كما أنهم يوظفون الكثير من المتخصصين في التحكم الدقيق في الموضع. في الروبوتات، جميع محركات المفاصل تقريبًا هي محركات متزامنة مغناطيسية دائمة (PMSMs). ثم هناك التحكم في المحركات
Speaker A
متعددة المحاور. ولهذا الغرض، يعد التحكم الموجه ميدانيًا (FOC)، والذي يسمى أيضًا التحكم المتجه، أمرًا ضروريًا. وكذلك تقنيات التحكم بدون مستشعرات.
Speaker A
وفي مكيفات الهواء العاكسة، والغسالات، والمكانس الكهربائية، والتحكم في الضواغط، يعد التحكم في المحركات أمراً ضرورياً. ولكن دعوني أكون صادقاً معكم بشأن أمر واحد. في هذه الشركات، المشاريع بالمستوى الذي يمكنك تعلمه على يوتيوب، مثل تشغيل وإطفاء مصباح LED أو توليد إشارة PWM
Speaker A
باستخدام مؤقت، لن تفتح أمامك الأبواب بسهولة. بالنسبة للمحاور، تبدو تلك السير الذاتية متشابهة إلى حد كبير.
Speaker A
لذا، من مصلحتك الكبيرة أن تقوم بمشروع متكامل يمر بعملية تطوير حقيقية من البداية إلى النهاية. صمم الدائرة، واكتب البرنامج الثابت، وقم بتنقيحه، وابنِ منتجاً واحداً يعمل بالفعل. سيمنحك المحاورون تقييماً أعلى بكثير من شخص يعرف النظرية فقط وقام بمشروع دراسي بسيط.
Speaker A
إذن، كيف تبني ذلك المشروع؟ هذا في الواقع ما أردت أن أختم به معكم في نهاية هذا الفيديو. كما قلت للتو، القاسم المشترك بين جميع الصناعات الأربع هو التحكم في المحركات وإلكترونيات القوى. في المسار المتقدم، ستتمكن من العمل على أشياء مثل
Speaker A
هذه. محرك BLDC والعاكس الذي يشغله، واستشعار التيار الذي له طرق عديدة خاصة به، ومحرك البوابة الذي يقوم بتشغيل وإيقاف أجهزة الطاقة. وللتحكم عالي الدقة، تُستخدم محركات PMSM بكثرة.
Speaker A
للتحكم في محرك PMSM، تحتاج بشكل أساسي إلى تقنية FOC. ثم هناك الخوارزميات عديمة الحساسات التي تشغل المحرك بدون مستشعر، وقضايا تصميم الأجهزة مثل التداخل الكهرومغناطيسي، والحرارة، والسلامة.
Speaker A
إذا حولت هذا إلى مشروع وأضفته إلى ملف أعمالك، فستحصل على ميزة هائلة. هناك دورات أخرى للتحكم في المحركات، ولكن بصراحة، معظمها يكتفي بإجراء محاكاة أو عرض ميزة أو ميزتين والتوقف عند هذا الحد.
Speaker A
لهذا السبب قمت ببناء دورة تدريبية تتمحور حول نهج المشروع المتكامل هذا بالضبط. أنت تأخذ وحدة تحكم في محرك BLDC بالكامل بدءاً من دائرة العاكس وتصميم لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) وصولاً إلى برمجيات STM32 والتحكم في المحرك.
Speaker A
الأجهزة، والبرامج الثابتة، والتحكم تعمل كنظام واحد متكامل. هذا هو الهدف الأساسي من خريطة الطريق هذه. جميع المواد تأتي معها.
Speaker A
أكثر من 500 صفحة من الملاحظات، والكود، والمخططات، وملفات Gerber، وقائمة المواد (BOM ). لقد نشرت للتو مقطع فيديو يستعرض الدورة التدريبية بأكملها.
Speaker A
الرابط موجود في التعليق المثبت. آمل أن تساعدك خريطة الطريق هذه أثناء دراستك. شكراً للمشاهدة.
Topics:الأنظمة المدمجةأردوينوهندسة التحكملغة Cمعالجة الإشاراتإلكترونيات القوىتصحيح الأخطاءبروتوكولات الاتصالالتعلم العميقمشاريع الأنظمة المدمجة
