راسم الذبذبات

ستستكشف في هذه الوحدة عالم الدوائر الإلكترونية، وهو جانب مهم من الحياة اليومية والصناعات المختلفة. ستزود هذه الوحدة المهندسين الناشئين بالمهارات الأساسية في تقنيات اكتشاف الأعطال واختبارها وإن لم يكونوا خبراء في الإلكترونيات. سنركز على كشف التفاصيل الدقيقة لكيفية اختبار الدوائر الإلكترونية التناظرية والرقمية بأجهزة الاختبار، وسنقسم المفاهيم المعقدة إلى أجزاء مفهومة. ستتعلم تقنيات اكتشاف الأعطال العملية ووضع خطط اختبار عملية لتشخيص المشكلات، وذلك بدءًا من المكونات الأساسية ووصولًا إلى المكونات الأكثر تقدمًا. هذه ليست وحدة نظرية، إذ عليك قياس الدوائر الحقيقية واختبارها لتفهم جيدًا كيفية حدوث الأعطال وكيفية إصلاحها. ويمكن أيضًا نقل المهارات التي تطورها إلى مجالات مختلفة، مثل الطيران والسيارات والصوت والفيديو والاتصالات اللاسلكية وأجهزة التحكم الصناعية وأتمتة المصانع. تهدف هذه الوحدة إلى تأهيلك وتحضيرك لاغتنام الفرص المتميزة؛ سواء بالعمل فنيًا كهربائيًا أو إلكترونيًا، أو التعمق في التدريب أو التدريب المهني أو التقدم إلى مرحلة التعليم العالي.

ستُقيّم هذه الوحدة بسلسلة من المهام المقيمة داخليًا التي يحددها معلمك. في أثناء دراستك لهذه الوحدة، ستجد أنشطة عبارة عن تمارين تقييمية تساعدك على إنجاز تقييمك بنجاح. وإنجاز هذه الأنشطة لا يعني أنك قد حصلت على درجة معينة، بل يعني أنك قد نفذت بحثًا أو تدريبًا مفيدًا سيكون مناسبًا عند إنجاز واجبك النهائي. من أجل تنفيذ المهام المحددة في واجبك، من المهم التأكد من أنك قد استوفيت جميع معايير التقييم. ويمكنك تحقيق ذلك بالعمل على الواجبات التي تُكلّف بها. إذا كنت تهدف إلى تحقيق درجة التفوق أو الامتياز، فيجب عليك التأكد من تقديم المعلومات في واجبك بالأسلوب الذي يتطلبه معيار التقييم ذي الصلة. فعلى سبيل المثال، يتطلب معيار التفوق منك التحليل، بينما يتطلب معيار الامتياز منك التقييم. ستتألف الواجبات التي حددها معلمك من عدد من المهام المصممة لتلبية المعايير الواردة في الجدول، ومن المحتمل أن تأخذ شكل تقارير مكتوبة، ولكنها قد تشمل أيضًا أنشطة مثل:

• تجارب عملية تتناول مجموعة من تقنيات القياس الإلكتروني
• تطبيق النظريات في أعمال المشروع الواقعي، ويشمل ذلك تصميم الدوائر الإلكترونية وبناؤها واختبارها.
• حل المشكلات بتطبيق تقنيات اكتشاف الأعطال لتحديد المشكلات في الدوائر المعطلة وحلها.

يوضح لك هذا الجدول ما يجب عليك القيام به من أجل الحصول على درجة النجاح أو التفوق أو الامتياز، وأين يمكنك العثور على أنشطة لمساعدتك.

• أ. استكشاف الميزات التشغيلية لأجهزة الاختبار الإلكترونية الشائعة لقياس الإشارات واختبارها في الدوائر الإلكترونية.
• ب. دراسة تقنيات اكتشاف الأعطال وخطط الاختبار المستخدمة عند قياس الدوائر الإلكترونية واختبارها.
• ج. إجراء القياسات والاختبارات على الدوائر الإلكترونية التناظرية والرقمية لتحديد الأعطال بأمان.
• د. مراجعة قياس واختبار الدوائر الإلكترونية وتقييم الأداء الشخصي.

في مجال الإلكترونيات، من الضروري فهم كيفية عمل أجهزة الاختبار. فنحن لا نستخدمها إلا بعد تحديد ما نحتاج إلى قياسه، فمثلاً يكون للجهد شكلين رئيسين: جهد تيار مستمر ⁦(DC)⁩ وجهد تيار متناوب ⁦(AC)⁩. وكذلك التيار يمكن أن يكون إما تيارًا متناوبًا وإما تيارًا مستمرًا. تراعي أجهزة الاختبار عوامل مثل معاوقة الدخل والخرج لضمان الحصول على قراءات دقيقة دون التأثير في الدوائر. ويجب أن نتقن تفسير شاشات العرض التناظرية أو الرقمية، اعتمادًا على متطلبات المشروع. يجب أن نكون حذرين بشأن مشكلات اختلاف المنظر (الترينغ)، خاصةً مع شاشات العرض التناظرية، وذلك لأجل الحفاظ على الدقة. بصفتك مهندسًا، ستنظر في أجهزة الاختبار التناظرية أو الرقمية التي تناسب أكثر مشروعك أو مشكلتك المحددة. وعند اختيار أجهزة الاختبار المناسبة، ستقوم بموازنة السرعة والتحكم بالاختيار بين تحديد النطاق التلقائي أو الاختيار اليدوي، ما يضمن القياسات الدقيقة والتعامل الفعال مع المشروع.

كيف تسهم الميزات التشغيلية لأجهزة الاختبار الإلكترونية الشائعة في القياس الدقيق للإشارات واختبارها في الدوائر الإلكترونية؟ وكيف يمكن للمهندسين تحسين استخدام هذه الأجهزة للتعامل مع المشاريع بكفاءة؟

معاوقة الدخل والخرج - تشير معاوقة الدخل إلى المقاومة التي يتعرض لها مصدر الإشارة في أثناء إرسال إشارة إلى الجهاز، أما معاوقة الخرج فتشير إلى المقاومة التي تواجهها الإشارة عند الخروج من الجهاز. تحدد معاوقة الدخل سهولة قبول الإشارة، بينما تؤثر معاوقة الخرج في كفاءة توصيل الإشارة إلى المراحل اللاحقة. وهذه العوامل مهمة في بناء دوائر إلكترونية فعالة.

أجهزة القياس متعددة النطاقات من أهم الأجهزة التي نستخدمها في الإلكترونيات. فهي توفر المرونة لأنها أدوات شاملة لقياس مختلف المعلمات الكهربائية. ويستخدمها المهندسون والفنيون الإلكترونيون في الغالب في مراحل تصميم المشاريع واختبارها وحل مشكلاتها.

ابدأ دائمًا بقراءة دليل الشركة المصنعة لجهاز الاختبار المحدد الذي تستخدمه. وتعرّف ميزاته التشغيلية واحتياطات السلامة والإجراءات الموصى بها.

يستخدم المهندسون الملتيتر من أجل:

• قياس الجهد، وعرض قياسات دقيقة لفروق الجهد داخل الدوائر
• قياس التيار الكهربائي، ما يساعد على منع الأحمال الزائدة وضمان ظروف تشغيل الدائرة العادية
• قياس المقاومة وتحديد المكونات المعطلة والتحقق من أن قيم المقاوم تتوافق مع مواصفات تصميم الدوائر
• إجراء اختبار الاستمرارية وفحص اكتمال الدائرة وتحديد مشكلات مثل الدوائر المفتوحة.

تتمتع الموديلات الأحدث من أجهزة الملتيتر أيضًا بالقدرة على اختبار الصمام الثنائي (الدايود) لتقييم وظائفه، وتقدم النماذج المتطورة إمكانات اختبار الترانزستور. وتؤدي إمكانية التكيف بين النطاق التلقائي والاختيار اليدوي إلى تحسين دقة القياس، ما يجعل أجهزة الملتيتر أدوات لا غنى عنها للمحترفين المشاركين في تصميم الدوائر الإلكترونية واختبارها وصيانتها. ويؤكد تعدد استخداماتها وطبيعتها السهلة الاستخدام مكانتها كأجهزة أساسية في مجموعة أدوات المهندس.

احرص على استخدام جهاز الاختبار الصحيح للمهمة المكلف بها، فإن الأجهزة المختلفة قادرة على قياس المعلمات المختلفة مثل الجهد والتيار والمقاومة وما إلى ذلك. واستخدام الجهاز الخطأ يمكن أن يؤدي إلى قراءات غير دقيقة أو تلف الجهاز أو الدائرة.

تتوافر الملتيتر في إصدارات تناظرية ورقمية، ما يوفر للمستخدمين المرونة في اختيار نوع العرض الذي يناسب احتياجاتهم. تستخدم أجهزة الملتيتر التناظرية مؤشرات متحركة للإشارة إلى القياسات، وهذا يوفر تمثيلاً مرئيًا للمعلمات الكهربائية. وتعرض أجهزة الملتيتر الرقمية قيما عددية على شاشة رقمية، ما يوفر قراءات مضبوطة بدقة عالية. ويتيح تنوع النماذج بين التناظرية والرقمية للمهندسين والفنيين اختيار النموذج الأنسب، بناء على تفضيلاتهم والمتطلبات المحددة لمشاريعهم. تُظهر الصورة أدناه ملتيتر تناظري، ويعرض الشكل 21.1 ملتيتر رقمي.

الاختبار - تقييم أو تقدير أداء أو جودة أو وظيفة شيء ما. التحقق - تأكيد أو تقييم دقة أو حقيقة شيء ما. تناظري ورقمي - الإلكترونيات التناظرية والرقمية أساسية في الهندسة الإلكترونية. يتعامل التناظري مع الإشارات المستمرة عبر تغير الجهد أو التيار، بينما يعالج الرقمي الإشارات الثنائية المنفصلة (التشغيل أو الإيقاف). وكلاهما حيوي في التكنولوجيا الحديثة: التناظري للصوت وأجهزة الاستشعار والاتصالات؛ والرقمي لأجهزة الحاسوب والهواتف الذكية ومعالجات الإشارات.

لمزيد من المعلومات حول الأجهزة الرقمية والتناظرية، راجع الوحدة 23: الأنظمة الإلكترونية التناظرية والرقمية.