المساعد الشخصي الرقمي

مشاهدة النسخة كاملة : الساعات الرقمية



haci farid
12-09-2008, 10:32 PM
الساعات الرقمية

إن كل شخص منا لديه في غرفة نومه ساعة رقمية قرب السرير ،لكن هل نظر أحد منا إلى هذه الساعة و تساءل كيف تعمل هذه الساعة ،لذلك سوف نتعلم في هذه المقالة كيف تعمل الساعة الرقمية بشكل دقيق . في الواقع سوف نتعلم كيف نصنع ساعة رقمية خاصة بنا و حتى نستطيع صناعة الساعة علينا أن نعرف ما الذي يحدث داخل الساعة .
القواعد الأساسية :
إذا كنتم قد اطلعتم من قبل على كيفية عمل الساعات ذات النواسات عندها سوف ندرك أن كل الساعات مهما كان نوعها ( رقمية أو عادية ) تحتاج إلى العناصر التالية:
1- منبع قدرة لتشغيل الساعة :ففي الساعات ذات النواسات يشكل وزن النواس أو النوابض الموجودة في الساعة منبع القدرة .
2- قاعدة زمنية دقيقة تماثل في عملها دقات الساعة : في الساعة ذات النواس يشكل النواس مولد النبضات .
3-وسيلة ما لتحويل هذه النبضات إلى قيم زمنية أخرى (ساعات ، دقائق ،ثواني) : في الساعات ذات النواس تقوم المسننات بهذه المهمة .
4-طريقة لعرض الوقت .
إن الساعة الرقمية تحقق العناصر السابقة بطريقة إلكترونية أكثر منها ميكانيكية ،حيث يوجد في الساعة الرقمية منبع طاقة كهربائية والذي يمكن أن يكون بطارية أو منبع AC120فولت ، ويوجد في الساعة مولد نبضة إلكتروني و الذي يعطي نبضات إلكترونية خلال فترات زمنية دقيقة و معروفة كما و تستبدل المسننات الموجودة في الساعات القديمة بعداد إلكتروني و تحتوي الساعة الإلكترونية الرقمية على شاشة عرض للوقت هي عبارة عن شاشة LCD (LIQUID CRYSTAL DISPLAY) أو شاشات LED (LIGHT EMITTING Diode’s) .
معلومات عن العناصر الموجودة في الساعة الرقمية:
سوف نقدم الآن لمحة سريعة عن العناصر الموجودة في الساعة مع شرح مفصل . في قلب الساعة يوجد قطعة تستطيع أن تولد إشارة ذات تردد 60 هرتز حيث يوحد طريقتان لتوليد هذه الإشارة :
1 _ يمكن الحصول على هذه الإشارة من خط التغذية الأساسية الموجود في المنزل الذي يكون تردده 60 هرتز و العديد من الساعات تستمد تغذيتها من خط التغذية الرئيسي الموجود في المنزل حيث تتميز هذه الطريقة بالسهولة و رخص التكلفة و التردد ال60 هرتز الذي نحصل عليه من خط التغذية يكون دقيق بشكل معقول للاستعمال في الساعات .
2_ يمكن الحصول على هذه الإشارة باستخدام هزاز كريستالي . من الواضح أن جميع الساعات التي تعمل على البطاريات أو ساعات اليد تستخدم هذه التقنية و على الرغم أنها تضيف عناصر إلى الدارة إلا أنها أكثر دقة من الساعات التي تعتمد على خط التغذية الرئيسية .
إن الإشارة ذات التردد 60 هرتز يتم تقسيمها باستخدام عداد . عندما تقوم ببناء الساعة الرقمية الخاصة بك فعليك استخدام الدارة المتكاملة 7490 و هذه الدارة من عائلة TTL(TRANSISTOR-TRANSISTOR-LOGIC ) و التي تستخدم كعداد عشري . هذه الدارة يمكن أن تشكل لتقسيم أي عدد 2 و حتى 10 و يتولد في خرج هذه الدارة أعداد في النظام الثنائي ، لذلك عندما يكون لديك تردد 60 هرتز فإن تقسيمه على 10 يعطينا 6 هرتز و تقسيم هذه القمة على 6 يعطينا 1 هرتز . إن هذه الإشارة ذات التردد 1 هرتز هي التي تشكل الثواني في الساعة التي تريد صنعها والشكل التالي يوضح المخطط الصندوقي لتقسيم تردد الإشارة و الحصول على تردد 1 هرتز .



اصنع ساعتك الرقمية : إن فهم العناصر المختلفة الموجودة في الساعة الرقمية و كيف تعمل هذه العناصر مع بعضها البعض هي خطوة على طريق صناعة الساعة الرقمية الخاصة بك
سوف نصنع الآن قسم الثواني فقط من الساعة الرقمية لكنك تستطيع أن تضيف إلى ساعتك قيم الدقائق والساعات . لكي تفهم خطوات بناء الساعة الرقمية عليك أن تفهم كيفية عمل البوابات المنطقية والتي سوف تمهد لك الطريق لفهم عمل الدارات الرقمية TTL
إن أول ما سوف نحتاجه في بناء الساعة الرقمية هو منبع التغذية ، و يلزمنا في منبع التغذية ممحولة خافضة للجهد ( من 220 فولت متناوب إلى 10فولط متناوب مثلا ) ثم يتم تقويم هذا الجهد بواسطة جسر تقويم مؤلف من 4 ديودات و يتم تنظيم جهد الخرج إلى 5 فولت باستخدام منظم جهد 7805 و التردد في هذه الدارة هو 60 هرتز و هو تردد الشبكة .
بالنسبة لدارة منبع التغذية التي سنستخدمها في الساعة الرقمية فهي تتألف من :

1- محولة تيار متناوب 100 فولت 400 ميللي أمبير .
2- جسر تقويم مؤلف من 4 ديودات .
3- منظم جهد 7805 >
4- مكثفين كيميائيين 470 ميكرو فاراد
5- ديود زينر 5.1فولت .
6- مقاومة 1 كيلو أوم .

إن جسر التقويم المستخدم في دارة التغذية يقوم بتحويل الجهد المتناوب AC إلى جهد مستمر DC . إن أحد أقطاب جسر التقويم يكون مؤشرا ب + و الآخر مؤشرا ب- وهما الخرج المستمر أما الدخل المتناوب فلا أقطاب له لأن الجهد متناوب و إذا أردت قياس جهد خرج المحولة بدون جسر التقويم فيجب وضع مقياس الافو متر على المجال المتناوب حصرا أما المجال المستمر فسيعطيك قيمة غير صحيحة .
إن الديود هو صمام يسمح بمرور الإلكترونات باتجاه واحد أما ديود زينر فهو أيضا صمام لمرور الإلكترونات باتجاه واحد أما في الاتجاه الآخر فإن هذا الديود يحافظ على جهد ثابت من أجل جهد أعلى من جهد معين (وهو 5 فولت في دارتنا ) أي أن ديود زينر هو ديود منظم للجهد . إن منظم الجهد 7805 يحول الجهد 10فولت المقوم إلى 5 فولت و هو الجهد الناسب لعما الدارات المتكاملة من عائلة TTL أما المقاومة 1 كيلوأوم فهي تقوم بتحديد التيار المار في ديود زينر ودون هذه المقاومة فإن الديود سينهار (يتلف) . إن الديود يكون مؤشرا على أحد طرفيه بخط يمثل الكاثود أو القطب السالب .

مخطط الدارة :
من أجل بناء الساعة الرقمية يلزمنا العناصر التالية
1- دارات متكاملة من نوع 7490 أو 74LS90 .
2- دارات متكاملة من نوع7447 أو 74LS70.
3- شاشات عرض الأرقام DISPLAYS وهما من نوع المصعد المشترك .
4- مقاومات توصل مع شاشات عرض الأرقام ( كل قطب على الشاشة يوصل مع مقاومة ).
5- لوحة من أجل تنفيذ الدارة عليها , أسلاك ……
إن عدد العناصر المستخدمة من دارات متكامة و غيرها يتعلق بعدد الأرقام التي تود إظهارها و الدارة التي سننفذها تظهر الثواني فقط .

الدارة المتكاملة 7490
دعونا ننظر للدارة المتكاملة 7490 لنرى كيف تعمل هذه الدارة والشكل التالي يبين لنا مخارج هذه الدارة المتكاملة

إن الدارة المتكاملة 7490 هي عداد عشري و هذا يعني أن هذه الدارة قادرة على العد من 0 إلى 9 دوريا و بشكل طبيعي حيث أن QA QB ,QC, QD هي مخارج 4 بت تمثل الرقم في النظام الثنائي و هذه الأعداد وفق الجدول التالي

QD QC QB QA
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1

و يمكنك باستطاعتك أيضا أن نضبط هذه الدارة المتكاملة وذلك بأن تقوم بالعد حتى قيمة أعظمية ( غير العدد 9 ) ثم العودة إلى الصفر و ذلك بتغيير توصيل الأقطاب R01,R02,R91,R92 . إذا كان كل من R01 و R02 بدخل واحد منطقي (5 فولت ) و كان R91,R92 بدخل صفر منطقي فإن الدارة سوف تضبط مخارجها على الصفر و بالتالي
- يمكن تكوين عداد تقسيم على عشرة باتباع الخطوات التالية :
1-وصل القطب 5 إلى منبع التغذية +5 فولت
2-وصل القطب 10 إلى أرضي منبع التغذية
3-وصل القطب 12 إلى القطب 1
4-وصل إلى الأرضي الأقطاب التالية 2,3,6,7
5-وصل نبضات الساعة إلى القطب 14 و بالتالي يظهر الخرج على شكل أعداد 4 بت في الخرج (في النظام الثنائي )
يمكن تكوين عداد تقسيم على ستة باتباع الخطوات التالية :
1-وصل القطب 5 إلى منبع التغذية +5 فولت
2-وصل القطب 10 إلى أرضي منبع التغذية
3-وصل القطب 12 إلى القطب 1
4-وصل إلى الأرضي الأقطاب التالية,6,7
5-وصل القطب 12 إلى 9 و القطب 13 إلى القطب 8
6-وصل نبضات الساعة إلى القطب 14 عندها الخرج سوف يظهر مخارج الدارة المتكاملة QA QB ,QC, QD و عندها نستطيع أن نستخدم القطب 8 لوصله إلى مرحلة تالية .








تشكيل عداد الثواني
إن المعلومات السابقة تساعدنا على بناء عداد الثواني وفق الشكل التالي
في المخطط تقوم الدارتين المتكاملتين 7490 بتقسيم إشارة الدخل ذات التردد 60هرتز على 60 أما الدارة المتكاملة 7490 الثالثة فتأخذ 1 هرتز و تقسمه على عشرة و تظهره في خرجها كذلك الدارة المتكاملة 7490 الرابعة فإنها تأخذ الخرج من الدارة المتكاملة الثالثة و تقسمه على ستة و يمكن أن نصل في خرجي الدارتين المتكاملتين الثالثة و الرابعة ثنائيات ضوئية للدلالة على الخرج الذي يكون في النظام الثنائي والشكل التالي يوضح لنا الدارة موصلة على لوحة مخبرية أما
عرض الوقت كرقم عشري
إذا أردت إظهار الوقت كأرقام عشرية عندها سوف تحتاج إلى استخدام الدارة المتكاملة 7447 و هذه الدارة تقوم بعرض الرقم الثنائي (4بت) المطبق على دخلها على شاشة عرض سباعية القطع وهذا الرقم المعروض يكون في النظام العشري و حتى يتحقق ذلك الدارة المتكاملة 7447 مع الدارة المتكاملة 7490 وفق الشكل التالي

7490 7447
7 إلى QA
1 إلى QB
2 إلى QC
6 إلى AD

وصل المقاومات 330 أوم إلى الأقطاب التالية للدارة المتكاملة 7447 و هي 9,10,11,12,13,14,15 و بعدها وصل الطرف الآخر للمقاومات الأقطاب إلى a,b,c,d,e,f,g للوحة الإظهار سباعية القطع و بعدها وصل المصعد المشترك لهذه اللوحة (لوحة الإظهار) إلى جهد +5 فولت ، الشكل التالي يوضح وصل الدارة المتكاملة مع لوحة الإظهار .
ملاحظات هامة :




1- عند وصل أقطاب خرج الدارة المتكاملة 7447 إلى لوحة الإظهار يجب وصل القطب a للدارة المتكاملة مع القطب a للوحة الإظهار
و كذلك الأمر بالنسبة لبقية الأقطاب و ذلك حتى تظهر الأرقام بشكل صحيح
عند استعمال الدارة المتكاملة 7448 بدل الدارة المتكاملة 7447 عندها يجب أن نستخدم لوحة الإظهار ذات مهبط مشترك و عندها يجب وصل المهبط المشترك إلى الأرض . بعد أن تعرفنا على الية إظهار الأرقام على لوحات الإظهار عندها يمكن أن نربط عدة عدادات لتشكيل ساعة رقمية تعد دقائق و ساعات و ثواني .

إذا ألقيت نظرة على الساعة الرقمية الموجودة قرب سرير نومك فإنك لن تلاحظ 15 دارة متكاملة فيها ، في الواقع فإنه لا توجد فيها أي دارة متكاملة من الدارات المشروحة فيما سبق حيث أن كل هذه الدارات بالإضافة إلى الدارات التي تحقق ميزات ( الضبط- المنبه …..) يتم دمجها في رقاقة وهذه الرقاقة تكون مدمجة مباشرة مع لوحة الدارة و بالتالي يمكن إن ترى داخل الساعة كتلة مستديرة سوداء بلاستيكية تقوم بحماية هذه الرقاقة ، وكما قلنا فإن هذه الرقاقة تحتوي على كل العناصر السابقة التي شرحناها .
الآن يكون لديك فهما كاملا لكيفية عمل الساعة الرقمية .
وهذه هي دارة التغذية:













haci farid

أحمد شريف غانم
12-09-2008, 11:24 PM
جميل جدا

يعطيك العافيه أخي haci farid

على هذا المجهود

لكن صوره داره التغيه لم تظهر لدي


تحياتي

haci farid
12-10-2008, 10:45 AM
الا يوجد في هذا المنتدى الرائع ايقونة لرفع الملفات
المرجو الردود ولكم مني التميز

أحمد شريف غانم
12-10-2008, 01:37 PM
أخي لا يوجد مركز تحميل

لكن يمكنك اضافه الصوره الى اي مركز تحميل

واضافتها مباشره بالمنتدى

باضافه الرابط

haci farid
12-10-2008, 03:38 PM
مشكور اخي الكريم ساكون في المستوى في المرات القادمة انشاء الله

كليوباترا
12-16-2008, 09:35 PM
يعطيـــــــك العافية
...........................
شكرا