في حياتنا اليومية ، كثيرًا ما نستخدم العديد من الدوائر والأطقم الكهربائية والإلكترونية المصممة باستخدام تقنية الأنظمة المدمجة. مطلوب طلاب هندسة الكهرباء والإلكترونيات وطلاب هندسة الإلكترونيات والاتصالات للتصميم مشاريع الإلكترونيات العام الماضي لاكتساب خبرة عملية في الأنظمة المدمجة في الوقت الفعلي وأيضًا للوفاء بمعايير التخرج الهندسي. تم تصميم مشاريع الإلكترونيات في السنة النهائية الهندسية باستخدام الأنظمة والتطبيقات المدمجة. تم تصميم أجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأنظمة الإلكترونية الرقمية وغيرها من الأدوات الكهربائية والإلكترونية باستخدام أنظمة مدمجة. لذا ، دعنا نعرف ما هو نظام و تطبيقات الأنظمة المدمجة.
ما هو النظام المضمن؟
يُطلق على النظام الإلكتروني الذي يدمج دارات الأجهزة مع تقنيات برمجة البرامج لتوفير حلول المشروع اسم الأنظمة المدمجة. باستخدام هذا تكنولوجيا النظام المدمجة يمكن تقليل تعقيد الدوائر إلى حد كبير مما يقلل التكلفة والحجم. تم تطوير النظام المدمج بشكل أساسي بواسطة Charles Stark لتقليل حجم ووزن دوائر المشروع.
تصميم الأنظمة المدمجة
النظام المضمن هو في الأساس نظام إلكتروني يمكن برمجته أو عدم برمجته لتشغيل وتنظيم وتنفيذ مهام فردية أو متعددة بناءً على التطبيق. في الأنظمة المضمنة في الوقت الفعلي ، تعمل جميع الوحدات المجمعة معًا بناءً على البرنامج أو مجموعة القواعد أو التعليمات البرمجية المضمنة في المتحكم الدقيق. لكن باستخدام هذا تقنيات البرمجة الميكروكونترولر فقط مجموعة محدودة من المشاكل يمكن حلها.
أجهزة الأنظمة المدمجة
أجهزة النظام المضمنة
يتكون كل نظام إلكتروني من دوائر الأجهزة ، وبالمثل ، يتكون النظام المضمن من أجهزة مثل طقم امدادات الطاقة ووحدة المعالجة المركزية وأجهزة الذاكرة وأجهزة ضبط الوقت ودوائر الإخراج ومنافذ الاتصال التسلسلي ومكونات الدوائر والدوائر الخاصة بتطبيق النظام.
برامج الأنظمة المضمنة
برمجة برامج النظام المضمنة
النظام المضمن هو تكامل الأجهزة والبرامج ، والبرنامج المستخدم في النظام المضمن عبارة عن مجموعة من التعليمات التي يطلق عليها اسم برنامج. تتم برمجة المعالجات الدقيقة أو وحدات التحكم الدقيقة المستخدمة في دوائر الأجهزة للأنظمة المدمجة لأداء مهام محددة باتباع مجموعة التعليمات. تتم كتابة هذه البرامج بشكل أساسي باستخدام أي برنامج برمجة مثل Proteus أو Lab-view باستخدام أي لغات برمجة مثل C أو C ++ أو مضمنة C. ثم يتم تفريغ البرنامج في المعالجات الدقيقة أو وحدات التحكم الدقيقة المستخدمة في دوائر النظام المدمجة .
تصنيف النظام المضمن
تصنيف الأنظمة المدمجة
يتم تصنيف الأنظمة المضمنة في المقام الأول إلى أنواع مختلفة بناءً على مدى تعقيد الأجهزة والبرامج والمتحكم الدقيق (8 أو 16 أو 32 بت). وبالتالي ، بناءً على أداء وحدة التحكم الدقيقة ، يتم تصنيف الأنظمة المضمنة إلى ثلاثة أنواع مثل:
- الأنظمة المدمجة صغيرة الحجم
- الأنظمة المدمجة متوسطة الحجم
- أنظمة مدمجة متطورة
علاوة على ذلك ، بناءً على الأداء والمتطلبات الوظيفية للنظام المضمن مصنفًا إلى أربعة أنواع مثل:
- أنظمة الوقت الحقيقي المدمجة
- أنظمة مدمجة قائمة بذاتها
- الأنظمة المدمجة الشبكية
- أنظمة المحمول المدمجة
تطبيقات الأنظمة المدمجة
تجد الأنظمة المدمجة العديد من التطبيقات في مختلف المجالات مثل الإلكترونيات الرقمية ، والاتصالات السلكية واللاسلكية ، وشبكات الحوسبة ، والبطاقات الذكية ، وأنظمة الأقمار الصناعية ، ومعدات نظام الدفاع العسكري ، ومعدات نظام البحث ، وما إلى ذلك. دعونا نناقش القليل التطبيقات العملية للأنظمة المدمجة التي تستخدم في تصميم المشاريع المدمجة كجزء من مشاريع الإلكترونيات في السنة النهائية الهندسية.
قراءة عداد الطاقة المستندة إلى إنترنت الأشياء عبر الإنترنت
تعد قراءة عداد الطاقة المستندة إلى إنترنت الأشياء - IOT عبر الإنترنت تطبيقًا مبتكرًا للأنظمة المدمجة في الوقت الفعلي. باستخدام هذا المشروع ، يمكنك الاستفادة من تسهيلات عرض (في شكل مخطط وقياس) وحدات الطاقة المستهلكة وتكلفة الاستهلاك عبر الإنترنت.
قراءة عداد الطاقة المستندة إلى إنترنت الأشياء عبر الإنترنت بواسطة Edgefxkits.com
يستخدم عداد الطاقة الرقمي لتصميم المشاريع المدمجة المبتكرة ، وسيومض مؤشر الطاقة الرقمي الوامض هذا حوالي 3200 مرة لوحدة واحدة ، ويتم توصيل إشارة LED والمتحكم الدقيق باستخدام المقاوم المعتمد على الضوء (LDR). وبالتالي ، عندما يومض LED ، سيؤدي هذا الوميض إلى تنشيط مستشعر LDR ، الذي يرسل إشارة مقاطعة إلى وحدة التحكم الدقيقة لكل وميض LED. استنادًا إلى المقاطعات التي يتلقاها المتحكم الدقيق ، فإنه سيعرض قراءة عداد الطاقة على شاشة LCD التي يتم توصيلها بها.
قراءة عداد الطاقة المستندة إلى IOT من خلال مخطط كتلة الإنترنت بواسطة Edgefxkits.com
يتكون هذا المشروع من مودم GSM الذي يتم توصيله بوحدة تحكم دقيقة باستخدام رابط RS232 ومستوى ناقل الحركة IC. يمكن إرسال قراءة عداد الطاقة إلى مودم GSM ، ويتم تمكين بطاقة SIM المستخدمة في مودم GSM هذا مع مرفق الإنترنت. وبالتالي ، يمكن نقل عداد الطاقة مباشرة إلى صفحة ويب معينة لعرضها عبر الإنترنت وعرضها في شكل تمثيل رسومي من أي مكان في العالم.
طلاب الهندسة مفتونون بتصميم المزيد من المشاريع المدمجة المبتكرة كمشاريع إلكترونيات في السنة النهائية. وبالتالي ، نقدم هنا قائمة بالوقت الفعلي مشاريع الإلكترونيات على الأنظمة المضمنة.
- الإنترنت (IOT) للأشياء على أساس عرض مسافة خطأ كابل تحت الأرض باستخدام GSM
- نظام الجوازات الإلكتروني باستخدام البطاقة الذكية
- مراقبة درجة حرارة جسم المريض عن بعد باستخدام إنترنت الأشياء (IOT)
- موفر الطاقة لإضاءة الشوارع باستخدام LDR عالي الحساسية الذي يديره Arduino
- عداد الطاقة المدفوعة مسبقا على أساس GSM
- نظام قراءة العدادات الآلي باستخدام Zigbee
- نظام عرض لوحة إعلانات يستخدم أوامر صوتية باستخدام هاتف Android
- أتمتة المنزل باستخدام الأوامر الصوتية
- نظام سياج كهربائي يعمل بالطاقة الشمسية لردع الماشية
هل أنت طالب هندسة أو هاوٍ للإلكترونيات ، هل لديك أي أفكار مبتكرة تنفيذ المشاريع المدمجة عمليا ؟ بعد ذلك ، نقدر لك نشر أفكارك في قسم التعليقات أدناه. لذا ، فلنحاول نحن والقراء الآخرون تقديمه حلول المشروع لأفكارك.
