محولات الطاقة Transducer
 |
| محولات الطاقة Transducer |
هي عبارة عن المجسات (الحساسات) والمشغلات Sensors and Actuators ولتوضيح اكثر لمحولات الطاقة نفترض أن لدينا مثال بسيط لدينا مكبر صوتي ما هو المدخل والمخرج له ؟
 |
| دائرة لشرح المجسات والمشغلات |
المدخل يكون يكون عبارة عن موجة صوتية تأتي من صوتك أو أي مصدر أخر ولكن حتى تتعرف الدائرة على هذا الصوت لابد من وجود محول للطاقة الصوتية إلى كهربائية وهو هنا الميكروفون وهو هنا يكون (Sensor) مجس أو حساس يقوم بدور الوسيط بين البيئة والدائرة وبعد حصول الدائرة على الإشارة الكهربائية ومعالجتها يتم خروجها على هيئة موجة صوتية مرة أخرى والذي يقوم بعملية التحويل هنا يطلق عليه (Actuator) مشغل وهو هنا السماعة.
الحساسات (المجسات) Sensors
يوجد العديد من الحساسات (Sensors) أو المجسات على حسب الوظيفة المطلوبة فنجد منها من يقيس السرعة وأخرى تقيس المسافة والضوء والحرارة او تقيس نوع معين من القوى أو يقيس المجال المغناطيسي والزاوية ..الخ مما يعطيك معلومات عن البيئة المحيطة وماذا يحدث فيها.
هناك نوعان بصفة عامة من الحساسات Passive Sensors وهي عناصر لا تحتاج إلى تيار خارجي لتفعيل عملها ؛والنوع الاخر هو Active Sensors وهي عناصر تحتاج لتيار خارجي لتفعيل عملها .
أنواع الحساسات (المجسات) Types of Sensors
مجسات ذات خرج تماثلي مستمر مع الزمن Analogue Sensors
 |
| مجسات ذات خرج تماثلي مستمر مع الزمن Analogue Sensors |
مثل Thermocouple وهو عبارة عن حديدتين لو هناك حرارة ينتج جهد وعن طريق دائرة يقيس الجهد الصغير جدا ويترجمه إلى جهد يعبر عن الحرارة وهي عبارة عن إشارة تماثلية متغيرة القيمة.
حساسات (مجسات) ذات خرج رقمي متقطع مع الزمن
Digital Sensors
 |
| حساسات (مجسات) ذات خرج رقمي متقطع مع الزمن Digital Sensors |
وتكون الإشارة بها رقمية بقيم معينة مثل الصفر والواحد أو off و on.
حساسات (مجسات) لمعرفة زاوية دوران المحرك
 |
| حساسات (مجسات) لمعرفة زاوية دوران المحرك |
ومن أشهرها المقاومة المتغيرة التي تستخدم لمعرفة زاوية دوران المحرك مثلا 60 درجة أو 50 درجة ...وهكذا ويكون ذلك عن طريق ربط المقاومة المتغيرة على محور المحرك أو الموتور وزاوية التغير يتم الحصول عليها كجهد متغير، والمقاومة المتغيرة رخيصة الثمن وسهلة الاستخدام ولكنها ليست الحل الأمثل حيث أن مجال حركتها محدود وتحتاج إلى احتكاك ميكانيكي ودقتها منخفضة.
Inductive Position Sensors أو Linear Variable Differential Transformer
 |
| Inductive Position Sensors أو Linear Variable Differential Transformer |
يعتبر هذا المجس(حساس) مثل المحول بالضبط له ملف ابتدائي وأخر ثانوي وقلب حديدي لو تم إدخال هذا القلب يعطي إشارة وتتغير هذه الإشارة بخروج هذا القلب.
Inductive Proximity Sensors
 |
| Inductive Proximity Sensors |
وهو عبارة عن حساس (مجس) ينتج مجال مغناطيسي لو تم تقريبه من أشياء معدنية يتفاعل معها او يعطي إشارة.
Rotary Encoders
 |
| Rotary Encoders |
وهي عبارة عن حساس (مجس) يعطينا إشارة صفر و واحد ومن خلال تحريك الموتور يعطينا الإشارة أبيض أو اسود ولو وضعنا LED في مقابلة هذا المجس عند تحريكه إما ان يسمح بمرور الضوء أو لا، ومن خلال هذا المجس يمكن لنا معرفة مكان وسرعة الموتور والزاوية الت سار بها.
The Thermostat
 |
| The Thermostat |
مثل الموجود في المكواة أو الهيتر وهو عبارة عن معدنين لو عرضتهما للحرارة يتمددا.
The Thermistor
 |
| The Thermistor |
وهو حساس (مجس) يعطينا جهد متغير للحرارة كلما تم زيادة الحرارة يزيد الجهد.
The Light Dependent Resistor (LDR)
 |
| The Light Dependent Resistor (LDR) |
وهو عبارة عن حساس (مجس) يقيس الضوء ويحوله إلى جهد.
The Photodiode
 |
| The Photodiode |
هو عبار عن دايود لو تم تعريضه للضوء يمر به تيار ومن خلاله نقدر نقيس مقدار الضوء المار، وهو عبارة عن PN junction له غلاف شفاف يوصل دائما في الانحياز عكسي ؛أما في الانحياز الامامي يعمل كدايود عادي ؛وكل leds وDiode بها تيار صغير يمر بها و من الممكن ان يعملوا كحساسات للحرارة.
Phototransistor
 |
| Phototransistor |
وهو عبارة عن Photodiode ولكن مع مرحلة التكبير حتى يتم الحصول على الإشارة مكبرة.
Photovoltaic Cell
 |
| Photovoltaic Cell |
عبارة عن خلية شمسية كلما زاد الضوء زاد الجهد.
Piezoelectric
 |
| Piezoelectric |
وهو حساس (مجس) بمجرد الضغط عليه نحصل على الجهد ممكن أن يستعمل في الشحن او speaker أو هزاز.
Hall effect sensor
 |
| Hall effect sensor |
وهو عبارة عن قطعة صغيرة عند تقريب أو إبعاد المغناطيس منها تعطي إشارة وهي بذلك تتفاعل مع المجال المغناطيسي، ويوجد منه نوعان النوع الأول هو A3144E Threshold Hall effect Switch الذي يعطيك إشارة ON عندما يكون قريب من مجال مغناطيسي أوOFF عند إبعاده عن المجال المغناطيسي، أما النوع الثاني هو OH49E Linear Hall effect sensor وهذا النوع يعطيك إشارة متغيرة عند تقريب أو إبعاد مغناطيس منه.
الميكروفون Microphone
 |
| الميكروفون Microphone |
وهو عبارة عن حساس (مجس) يحول الصوت إلى إشارة كهربائية.
المشغلات Actuators
يوجد لدينا أيضا العديد من المشغلات Actuators وهي عبارة عن كيفية التحكم في البيئة المحيطة فمثلا لو أنك تريد التحكم في روبوت فإنك تريد أن تتحكم في موتور وهو المشغل ( Actuators) الذي يساعدك في تحريك الروبوت من مكان إلى أخر، ويمكن ان يكون الشغل عبارة عن مروحة حتى تطرد الحرارة ؛ أو أن يكون heater يزيد الحرارة ...الخ، سوف نستعرض مع بعض أهم المشغلات المتداولة في الأسواق.
أنواع المشغلات Types of Actuators
الريليه Electromechanical relay
 |
| الريليه Electromechanical relay |
The Solid State Relay
 |
| The Solid State Relay |
هي عبارة عن ريليه ولكن ليس ريليه ميكانيكي فهو يحتاج فقط إلى عناصر كهربائية أو ضوئية لتشغيله.
Optocoupler
 |
| Optocoupler |
هو عبارة عن عنصر صغير جدا له طرفان على الشمال عبارة عن LED وطرفين على اليمين عبارة عن Phototransistor؛ويستخدم Optocoupler لحماية الدائرة بعزلها ضوئيا من وصول إشارة إليها تعرضها للتلف أو خروج إشارة منها وذلك بخروج إشارة من الدائرة ليست كهربائية وإنما ضوئية حتى لا تتعرض الدائرة للتلف مثل Switch.
الملف اللولبي - Solenoid
 |
| الملف اللولبي - Solenoid |
وهو عبارة عن جزء ميكانيكي يتم إعطائه كهرباء فيتحرك هناك نوعان منه هما Liner Solenoid و Rotary Solenoid.
المحركات Motors
 |
| المحركات Motors |
DC Motors مثل Brushed ؛و Brushless الذي يستعمل في الطيارات بدون طيار؛و Servo الذي يستعمل في الروبوتات حيث يتحكم في الذراع الالي عن طريق إشارة تحكم PWM.
AC Motors مثل المحرك الحثي أو المحرك المتزامن
Stepper Motors وهو يستعمل في ماكينات CNC؛له أكثر من طرف من الممكن أن يكون له 4 أطراف أو 5 أطراف يتم توصيل هذه الأطراف بدائرة معينة ويتحكم ب ملفات حتى يتحرك خطوة خطوة
السماعة Speaker
 |
| السماعة Speaker |
وهو عبارة عن مشغل صوتي ؛وال Piezoelectric من الممكن أن يشغل صوت ويكون موجود في الألعاب التي تخرج صوت.
دورة الالكترونيات العملية: المجسات والمشغلات Sensors & Actuators
للذهاب إلى فهرس دروس دورة الالكترونيات العملية للمهندس وليد عيسي من هنا