المتحكم الصغري.. كيف يمكن التحكم بالأجهزة الإلكترونية

عنب بلدي – عماد نفيسة

كثيرًا ما تحتاج الأجهزة الكهربائية والمنزلية إلى التحكم بخصائصها ووظائفها عن طريق أزرار أو جهاز تحكم عن بعد أو غيره.

قديمًا كان التحكم بهذه الأجهزة يتم عن طريق مفاتيح كهربائية– ميكانيكية، وكانت كثيرة المشاكل والأعطال وتسبب محدودية في التحكم بالجهاز، إضافة إلى كبر حجمها الذي ينتج عنه تصاميم غير جاذبة وسيئة للجهاز الإلكتروني.

التحكم عن بعد بالأجهزة الإلكترونية والتحكم بأزرار اللمس والشاشات الملونة لم يكن ممكنًا لولا استخدام “المايكروكونترولر”، والذي أحدث نقلة نوعية في مصطلح “التحكم” بكل الآلات التي تحتاج تحكمًا وإدارة من المستخدم.

ماهو الـMicrocontroller ؟

هو قطعة إلكترونية صغيرة تحتوي على معالج CPU  وذاكرة RAM وROM على شريحة واحدة، ومجموعة من الطرفيات التي تساعده في قيادة أي جهاز إلكتروني، وهو في الحقيقة كمبيوتر متكامل صغير بقدرات محدودة وسعر رخيص مناسب للأجهزة الصغيرة والتي تتطلب بعض الذكاء في قيادتها.

يقوم الـMicrocontroller بوظائف التحكم بعمليات الإدخال والإخراج في الدارة الإلكترونية للجهاز، ويتم ذلك عن طريق برنامج صغير مخزن في ذاكرة الـROM الخاصة به، والتي تبلغ سعتها من 2 – 500 كيلوبايت، كافية لتخزين برنامج صغير يتحكم بمجموعة من الأزرار وأجهزة التحكم عن بعد (أجهزة إدخال) والشاشات ولمبات الإضاءة الصغيرة الـLED (أجهزة إخراج).

بعض الأمثلة عن المهمات التي يقوم بها

التحكم في درجة حرارة سخان ماء، إذ يتم ضبط درجة الحرارة عن طريق أزرار وتظهر الحرارة على شاشة صغيرة، ويعمل السخان وفقًا لحساس حرارة موصول إلى الدارة الإلكترونية.

جميع تلك الطرفيات يتحكم فيها المايكروكونترولر بواسطة البرنامج المخزن فيه مسبقًا والمبرمج خصوصًا لعملية التحكم بالحرارة هذه.

في صناعة السيارات، والتي تعتبر المحرك الأساسي لتطوير صناعة المايكروكونترولر، تحتوي كل سيارة على العشرات من هذه الشرائح التي تتحكم بالأنظمة المختلفة داخلها كنظام التبريد وقياس الزيت وعوامل الأمان والصوت.

“التحكم بالتوقيت” في الساعات الرقمية وفي الأفران وفي أجهزة التنظيف وكل مايحتاج إلى العمل ضمن توقيت أو جدولة معينة، ففي جميع هذه المهام يستخدم المايكروكونترولر بواسطة برنامج معد لذلك.

صناعة المايكروكونترولر تدخل ضمن صناعات “الشرائح الإلكترونية” وهي صناعة معقدة جدًا، وتصنع فقط في الدول المتقدمة وتبيعها للدول الأخرى لاستخدامها في الأجهزة المختلفة.

تعتبر شركتا ” Microchip” و” Atmel” الأمريكيتان رائدتين على مستوى العالم في صناعة المايكروكونترولر، بالإضافة إلى عدد من الشركات الصينية والأوروبية.

بعض الأجهزة تتطلب تحكمًا أكثر تعقيدًا من مجموعة أزار، فقد تتطلب التحكم عن طريق الإنترنت، ولذا توجد بعض الأنواع من المايكروكونترولر تتيح الاتصال بالإنترنت وتكون بقدرات معالجة أكبر وتستخدم مع الأجهزة الحديثة كالغسالات المزودة بشاشات، أو أجهزة “إنترنت الأشياء” وتكون أغلى ثمنًا وبقدرات أعلى.