‫قـــــررت وزارة الـــتــعلـيــــم تــدريـــ�س‬
‫هـــذا الــكــتــاب وطــبــعــه عــلــى نفقـتـها‬
‫المملكة العربية السعودية‬
‫الهند�سة‬
‫التعليم الثانوي ‪ -‬نظام امل�سارات‬
‫ال�سنة الثانية‬
‫طبعة ‪2023-1445‬‬
‫ح وزارة التعليم‪ ١٤٤٤ ،‬هـ‬
‫فهرسة مكتبـة امللـك فهد الوطنيـة أثنـاء النـشـر‬
‫وزارة التعلـيـم‬
‫اهلندسة ‪ -‬التعليم الثانوي ‪ -‬نظام املسارات ‪ -‬السنة الثانية‪/ .‬‬
‫وزارة التعليم ‪ -.‬الرياض ‪ 1444 ،‬هـ‬
‫‪ 230‬ص ؛ ‪ 25.5 x 21‬سم‬
‫ردمـك ‪٩٧٨-٦٠٣-٥١١-٤٨٥-١ :‬‬
‫‪ - 1‬اهلندسة ‪ -‬تعليم ‪ -‬السعودية ‪ -2‬التعليم الثانوي ‪ -‬السعودية ‪-‬‬
‫كتب دراسية أ ‪ .‬العنوان‬
‫‪١٤٤٤/١٠٨٧٧‬‬
‫‪٦2٠.٠٠٧‬‬
‫‪٦2٠‬‬
‫ديـوي ‪٠٠٧‬‬
‫رقم اإلإيداع ‪١٤٤٤/١٠٨٧٧ :‬‬
‫ردمك ‪٩٧٨-٦٠٣-٥١١-٤٨٥-١ :‬‬
‫ش‬
‫النا�‪ :‬ش�كة تطوير للخدمات التعليمية‬
‫ب� ش�كة ‪ Binary Logic SA‬ش‬
‫تم ش‬
‫الن� بموجب اتفاقية خاصة ي ن‬
‫و�كة تطوير للخدمات التعليمية‬
‫ن‬
‫(عقد رقم ‪ )2022/0003‬لالستخدام ي� المملكة العربية السعودية‬
‫حقوق ش‬
‫الن� © ‪Binary Logic SA 2023‬‬
‫‪ .‬ال يجوز نسخ أي جزء من هذا المنشور أو تخزينه ن� أنظمة ت‬
‫اس�جاع البيانات أو‬
‫جميع الحقوق محفوظة‬
‫ي‬
‫ئ‬
‫ت‬
‫كتا�‬
‫نقله بأي شكل أو بأي وسيلة إلك�ونية أو ميكانيكية أو بالنسخ‬
‫الضو� أو التسجيل أو ي‬
‫غ� ذلك دون إذن ب ي‬
‫ي‬
‫من ش‬
‫النا�ين‪.‬‬
‫ُ‬
‫‪ :‬يحتوي هــذا الكتاب عىل روابــط إىل مواقع ت‬
‫إلك�ونية ال تــدار من قبل ش�كــة ‪Binary‬‬
‫ُيـ ب‬
‫ـر� مالحظة ما يـ يـىل‬
‫َّ‬
‫‪ .Logic‬ورغم أن ش�كة ‪ Binary Logic‬تبذل قصارى جهدها لضمان دقة هذه الروابط وحداثتها ومالءمتها‪،‬‬
‫إال أنها ال تتحمل المسؤولية عن محتوى أي مواقع ت‬
‫إلك�ونية خارجية‪.‬‬
‫إشعار بالعالمات التجارية‪ :‬أسماء المنتجات أو ش‬
‫ال�كات المذكورة هنا قد تكون عالمات تجارية أو عالمات‬
‫ُ‬
‫ن‬
‫ُ َّ‬
‫تن�‬
‫تـجــاريــة مسجلة وتستخدم فقط بـغــرض التعريف والتوضيح ولـيــس هـنــاك أي نية النـتـهــاك الـحـقــوق‪ .‬ي‬
‫ش‬
‫ين‬
‫المعني�‪.‬‬
‫ـ� الـعــالمــات الـتـجــاريــة‬
‫ُ�ك ــة ‪ Binary Logic‬وج ــود أي ارت ـبــاط أو رعــايــة أو تأييد مــن جــانــب مــالـ ُ ي‬
‫تعد ‪ Excel‬عالمة تجارية ُم َّ‬
‫سجلة لـ شـ�كــة ‪ .Microsoft Corporation‬تعد ‪ Tinkercad‬عالمة تجارية‬
‫ُ‬
‫ُم َّ‬
‫سجلة لـ شـ�كــة ‪ .Autodesk Inc‬تـعــد “‪ ”Python‬وش ـعــارات ‪ Python‬عــالمــات تـجــاريــة مسجلة ش‬
‫ل�كة‬
‫ُ‬
‫‪ُ .Python Software Foundation‬تعد ‪ Jupyter‬عالمة تجارية ُم َّ‬
‫سجلة ش‬
‫ل�كة ‪ .Project Jupyter‬تعد‬
‫ل�كة ‪ُ .JetBrains s.r.o‬تعد ‪ Multisim Live‬عالمة تجارية ُم َّ‬
‫‪ PyCharm‬عالمة تجارية ُم َّ‬
‫سجلة ش‬
‫سجلة‬
‫ُ‬
‫لـ شـ�كــة ‪ .National Instruments Corporation‬تـعــد ‪ CupCarbon‬عــالمــة تـجــاريــة ُمـسـ َّـجـلــة لـ شـ�كــة‬
‫ُ‬
‫‪ُ .CupCarbon‬تعد ‪ Arduino‬عالمة تجارية ُم َّ‬
‫سجلة ش‬
‫ل�كة ‪ .Arduino SA‬تعد ‪ Micro:bit‬عالمة تجارية‬
‫ُم َّ‬
‫سجلة ش‬
‫ل�كة ‪.Micro:bit Educational Foundation‬‬
‫وال ترىع ش‬
‫ال�كات أو المنظمات المذكورة أعاله هذا الكتاب أو ترصح به أو تصادق عليه‪.‬‬
‫النا� جاهدا تتبع مالك الحقوق الفكرية كافة‪ ،‬وإذا كان قد سقط اسم ٍّ‬
‫ً‬
‫حاول ش‬
‫سهوا فسيكون من‬
‫أي منهم‬
‫ن‬
‫دواىع �ور ش‬
‫التداب� الالزمة ي� أقرب فرصة‪.‬‬
‫النا� اتخاذ‬
‫ي‬
‫ي‬
‫مقدمة‬
‫اإن تق��دم ال��دول وتطوره��ا يقا���س مب��دى قدرته��ا عل��ى اال�ص��تثمار يف التعلي��م‪ ،‬وم��دى ا�ص��تجابة نظامه��ا التعليم��ي ملتطلب��ات الع�ص��ر‬
‫وحر�ص��ا م��ن وزارة التعلي��م عل��ى دميوم��ة تطوي��ر اأنظمته��ا التعليمية‪ ،‬وا�ص��تجابة لروؤية اململكة العربية ال�ص��عودية ‪ 2030‬فقد‬
‫ومتغريات��ه‪.‬‬
‫ً‬
‫بادرت الوزارة اإىل اعتماد نظام «م�ص��ارات التعليم الثانوي» بهدف اإحداث تغيري فاعل و�ص��امل يف املرحلة الثانوية‪.‬‬
‫أمنوذج��ا تعليم ًي��ا متمي�زًا وحدي ًث��ا للتعلي��م الثان��وي باململك��ة العربي��ة ال�ص��عودية ي�ص��هم‬
‫اإن نظ��ام م�ص��ارات التعلي��م الثان��وي يق��دم ا ً‬
‫بكف��اءة يف‪:‬‬
‫تعزي��ز قي��م االنتم��اء لوطنن��ا اململك��ة العربي��ة ال�ص��عودية‪ ،‬والوالء لقيادته الر�ص��يدة حفظه��م اهلل‪ ،‬انطال ًقا من عقيدة �صافية‬
‫م�صتندة على التعاليم االإ�صالمية ال�صمحة‪.‬‬
‫تعزيز قيم املواطنة من خالل الرتكيز عليها يف املواد الدرا�صية واالأن�صطة‪ ،‬ات�صا ًقا مع مطالب التنمية امل�صتدامة‪ ،‬واخلطط‬
‫التنموية يف اململكة العربية ال�صعودية التي توؤكد على تر�صيخ ثنائية القيم والهوية‪ ،‬والقائمة على تعاليم االإ�صالم والو�صطية‪.‬‬
‫تاأهي��ل الطلب��ة مب��ا يتواف��ق م��ع التخ�ص�ص��ات امل�ص��تقبلية يف اجلامعات والكليات اأو املهن املطلوبة؛ ل�صمان ات�ص��اق خمرجات‬
‫التعليم مع متطلبات �صوق العمل‪.‬‬
‫متكني الطلبة من متابعة التعليم يف امل�صار املف�صل لديهم يف مراحل مبكرة‪ ،‬وفق ميولهم وقدراتهم‪.‬‬
‫متكني الطلبة من االلتحاق بالتخ�ص�صات العلمية واالإدارية النوعية املرتبطة ب�صوق العمل‪ ،‬ووظائف امل�صتقبل‪.‬‬
‫دم��ج الطلب��ة يف بيئ��ة تعليمي��ة ممتع��ة وحمف��زة داخ��ل املدر�ص��ة قائم��ة عل��ى فل�ص��فة بنائية‪ ،‬وممار�ص��ات تطبيقي��ة �صمن مناخ‬
‫تعليمي ن�صط‪.‬‬
‫نق��ل الطلب��ة ع��ر رحل��ة تعليمي��ة متكامل��ة ب��د ًءا م��ن املرحل��ة االبتدائي��ة حت��ى نهاي��ة املرحل��ة الثانوية‪ ،‬وتُ�ص� ِّهل عملي��ة انتقالهم‬
‫اإىل مرحل��ة م��ا بعد التعليم العام‪.‬‬
‫تزويد الطلبة باملهارات التقنية وال�صخ�صية التي ت�صاعدهم على التعامل مع احلياة‪ ،‬والتجاوب مع متطلبات املرحلة‪.‬‬
‫تو�ص��يع الفر���س اأم��ام الطلب��ة اخلريج��ني ع��ر خي��ارات متنوع��ة اإ�صاف��ة اإىل اجلامعات مثل‪ :‬احل�صول على �ص��هادات مهنية‪،‬‬
‫وااللتحاق بالكليات التطبيقية‪ ،‬واحل�صول على دبلومات وظيفية‪.‬‬
‫ويتكون نظام امل�صارات من ت�صعة ف�صول درا�صية تُد ّر�س يف ثالث �صنوات‪ ،‬تت�صمن �صنة اأوىل م�صرتكة يتلقى فيها الطلبة الدرو�س‬
‫يف جماالت علمية واإن�صانية متنوعة‪ ،‬تليها �صنتان تخ�ص�صيتان‪ُ ،‬ي�ص ّكن الطلبة بها يف م�صار عام واأربعة م�صارات تخ�ص�صية تت�صق مع‬
‫ميولهم وقدراتهم‪ ،‬وهي‪ :‬امل�صار ال�صرعي‪ ،‬م�صار اإدارة االأعمال‪ ،‬م�صار علوم احلا�صب والهند�صة‪ ،‬م�صار ال�صحة واحلياة‪ ،‬وهو ما يجعل‬
‫هذا النظام هو االأف�صل للطلبة من حيث‪:‬‬
‫وج��ود م��واد درا�ص��ية جدي��دة تتواف��ق م��ع متطلب��ات الث��ورة ال�صناعي��ة الرابع��ة واخلط��ط التنموي��ة‪ ،‬وروؤي��ة اململك��ة ‪،2030‬‬
‫ته��دف لتنمي��ة مه��ارات التفك��ري العلي��ا وح��ل امل�ص��كالت‪ ،‬وامله��ارات البحثي��ة‪.‬‬
‫برام��ج املج��ال االختي��اري الت��ي تت�ص��ق م��ع احتياج��ات �ص��وق العم��ل ومي��ول الطالب‪ ،‬حي��ث ُمي ّكن الطلبة م��ن االلتحاق مبجال‬
‫اختي��اري حم��دد وفق م�صفوفة مهارات وظيفية حمددة‪.‬‬
‫مقيا���س مي��ول ي�صم��ن حتقي��ق كف��اءة الطلب��ة وفاعليته��م‪ ،‬وي�ص��اعدهم يف حتديد اجتاهاتهم وميولهم‪ ،‬وك�ص��ف مكامن القوة‬
‫لديهم‪ ،‬مما يعزز من فر�س جناحهم يف امل�صتقبل‪.‬‬
‫خ�صي�ص��ا مب��ا يت�ص��ق م��ع فل�ص��فة الن�ص��اط يف املدار���س‪ ،‬ويع��د اأح��د متطلب��ات التخرج؛ مما‬
‫العم��ل التطوع��ي امل�صم��م للطلب��ة‬
‫ً‬
‫ي�ص��اعد على تعزيز القيم االإن�ص��انية‪ ،‬وبناء املجتمع وتنميته ومتا�ص��كه‪.‬‬
‫التج�صري الذي ميكن الطلبة من االنتقال من م�صار اإىل اآخر وفق اآليات حمددة‪.‬‬
‫ح�ص���س االإتق��ان الت��ي يت��م م��ن خالله��ا تطوي��ر امله��ارات وحت�ص��ني امل�ص��توى التح�صيل��ي‪ ،‬م��ن خ��الل تق��دمي ح�ص���س اإتق��ان‬
‫اإثرائي��ة وعالجية‪.‬‬
‫‪4‬‬
‫خي��ارات التعلي��م املدم��ج‪ ،‬والتعل��م ع��ن بع��د‪ ،‬وال��ذي ُبن��ي يف نظ��ام امل�ص��ارات عل��ى اأ�ص���س م��ن املرون��ة‪ ،‬واملالءم��ة والتفاع��ل‬
‫والفعالي��ة‪.‬‬
‫م�صروع التخرج الذي ي�صاعد الطلبة على دمج اخلرات النظرية مع املمار�صات التطبيقية‪.‬‬
‫مهام حمددة‪ ،‬واختبارات معينة بال�صراكة مع جهات تخ�ص�صية‪.‬‬
‫�صهادات مهنية ومهارية متنح للطلبة بعد اإجنازهم َّ‬
‫وبالت��ايل ف�اإن م�ص � ��ار عل � ��وم احلا�ص � ��ب والهند�ص � ��ة كاأح��د امل�ص � ��ارات امل�ص � ��تحدثة ف � ��ي املرحل��ة الثانوي � ��ة ي�ص � ��هم ف � ��ي حتقي � ��ق‬
‫اأف�صل املمار�صات عر اال�صتثمار يف راأ�س املال الب�ص ��ري‪ ،‬وحتوي ��ل الطالب اإل ��ى فرد م�ص ��ارك ومنت ��ج للعل ��وم واملعارف‪ ،‬مع اإك�ص ��ابه‬
‫امله � ��ارات واخلرات الالزمة ال�صتكمال درا�ص � ��ته يف تخ�ص�ص � ��ات تتنا�ص � ��ب مع ميول � ��ه وقدراته اأو االلتحاق ب�ص � ��وق العم � ��ل‪.‬‬
‫وتعد مادة الهند�صة اإحدى املواد الرئي�صة يف م�صار علوم احلا�صب والهند�صة التي ت�صاعد الطلبة على معرفة اأ�صا�صيات الهند�صة‪،‬‬
‫من خالل االنخراط وامل�ص��اركة الكت�ص��اف مو�صوعات متنوعة ووا�ص��عة يف جمال الهند�ص��ة بدءا من تقدمي نبذة تاريخية عن الهند�ص��ة‬
‫والتعريف مبجاالت متنوعة من التخ�ص�صات الهند�صية التي ت�صاعد على تلبية االحتياجات الب�صرية وحت�صني جودة احلياة‪ ،‬كما تركز‬
‫امل��ادة عل��ى اإله��ام الطلب��ة ومتكينه��م م��ن خ��الل فه��م الهند�ص��ة والفر���س الوظيفية املرتبطة به��ا باالإ�صافة اإىل تكوين اجتاه��ات اإيجابية‬
‫نحو التخ�ص�صات الهند�ص��ية يف التعليم ما بعد الثانوي‪ .‬كما �ص��يتم ا�ص��تعرا�س خطوات التعلم املختلفة واالأفكار االإبداعية يف جماالت‬
‫الهند�ص��ة املختلف��ة م��ن خ��الل ا�ص��تعرا�س بع���س الدوائ��ر االإلكرتوني��ة وعنا�صره��ا االأ�صا�ص��ية وط��رق ت�صميمه��ا‪ ،‬وكذل��ك ت�صمي��م وبن��اء‬
‫املتح ّكم الدقيق با�ص��تخدام جمموعة متنوعة من التطبيقات احلا�ص��وبية الإيجاد احللول الهند�ص��ية للم�ص��اكل احلياتية‪ .‬يتكامل اجلانب‬
‫ِ‬
‫النظري يف هذه املادة مع املتطلبات التي ينبغي على الطلبة االطالع عليها حول امل�ص��اكل الواقعية املنا�ص��بة مل�ص��توياته املعرفية املتعلقة‬
‫باأهداف املادة باالإ�صافة اإىل اإيجاد احللول الهند�ص��ية بتوجيه واإ�ص��راف من املعلم‪.‬‬
‫ويتمي��ز كت��اب الهند�ص��ة مبحت��وى نظ��ري وعمل��ي متكام��ل ومتجان���س وحمف��ز لبيئ��ة تعليمي��ة تفاعلي��ة م��ن خ��الل تدريب��ات واأن�ص��طة‬
‫وم�ص��اريع تنعك���س م��ن ممار�ص��ات حياتي��ة ملمو�ص��ة‪ ،‬كم��ا يوؤك��د ه��ذا الكت��اب عل��ى جوان��ب مهم��ة يف تعليم الهند�ص��ة وتعلمه��ا‪ ،‬تتمثل يف‪:‬‬
‫ربط اجلانب العملي بتطبيقات حياتية خمتلفة‪.‬‬
‫االهتمام بتوظيف الهند�صة يف جماالت متنوعة‪.‬‬
‫�صال�صة عر�س املحتوى النظري وتطبيقاته العملية‪.‬‬
‫تنوع عر�س املحتوى ب�صورة جذابة وم�صوقة‪.‬‬
‫توظيف التطبيقات احلا�صوبية يف التدريبات واالأن�صطة وامل�صاريع‪.‬‬
‫وملواكب��ة التط��ورات العاملي��ة يف ه��ذا املج��ال‪ ،‬ف�اإن كت��اب م��ادة الهند�ص��ة يوف��ر جمموع��ة متكامل��ة م��ن امل��واد التعليمي��ة املتنوعة التي‬
‫تراعي الفروق الفردية بني الطالب‪ ،‬باالإ�صافة اإىل الرجميات‪ ،‬التي توفر للطالب فر�صة توظيف التقنيات احلديثة والتوا�صل املبني‬
‫على املمار�ص��ة مما يوؤكد دوره يف عملية التعليم والتعلم‪.‬‬
‫ونحن اإذ نقدم هذا الكتاب الأعزاءنا الطالب‪ ،‬ناأمل اأن ي�صتحوذ على اهتمامهم‪ ،‬و ُيلبي متطلباتهم‪ ،‬ويجعل تع ّلمهم لهذه املادة اأكرث متعة‪.‬‬
‫واهلل ويل التوفيق‬
‫‪5‬‬
‫الفهر�س‬
‫‪ .1‬اأ�سا�سيات الهند�سة ‪8 ..............‬‬
‫الدر�س األأول‬
‫مقدمة اإلى الهند�سة‪9 .....................................‬‬
‫تمرينات ‪20 ................................................‬‬
‫الم�سروع‪24 ................................................‬‬
‫‪ .2‬الهند�سة الكهربائية ‪26 ..........‬‬
‫الدر�س األأول‬
‫الدائرة الكهربائية ‪27 .....................................‬‬
‫تمرينات ‪39 ................................................‬‬
‫الدر�س الثاني‬
‫محاكاة الدوائر الكهربائية‪43 ............................‬‬
‫تمرينات ‪59 ................................................‬‬
‫الم�سروع‪62 ................................................‬‬
‫‪ .3‬الدوائر الرقمية ‪66 .............‬‬
‫الدر�س األأول‬
‫الدوائر الرقمية‪67 ........................................‬‬
‫تمرينات ‪76 ................................................‬‬
‫الدر�س الثاني‬
‫مخططات كارنوف‪80 .....................................‬‬
‫تمرينات ‪85 ................................................‬‬
‫الدر�س الثالث‬
‫ر�سم الدوائر الرقمية‪88 ..................................‬‬
‫تمرينات ‪102 ...............................................‬‬
‫الم�سروع‪105 ...............................................‬‬
‫‪ .4‬محاكاة الدوائر اإلإلكترونية‬
‫با�ستخدام دوائر تينكركاد‬
‫(‪108 ..........)Tinkercad Circuits‬‬
‫الدر�س األأول‬
‫ت�سميم ومحاكاة الدوائر األإلكترونية ‪109 ...............‬‬
‫تمرينات ‪130 ...............................................‬‬
‫الدر�س الثاني‬
‫اكت�ساف األأخطاء وت�سحيحها واإجراء القيا�سات ‪134 ....‬‬
‫تمرينات ‪165 ...............................................‬‬
‫الم�سروع‪170 ...............................................‬‬
‫‪ .5‬محاكاة نظام التحكم الدقيق‬
‫(‪172 . )Microcontroller Simulation‬‬
‫الدر�س األأول‬
‫برمجة اأجهزة التحكم الدقيقة ‪173 ......................‬‬
‫تمرينات ‪185 ...............................................‬‬
‫الدر�س الثاني‬
‫دائرة اإلكترونية بجهاز تحكم دقيق ‪187 ..................‬‬
‫تمرينات ‪202 ...............................................‬‬
‫الدر�س الثالث‬
‫تطبيقات وتجارب حياتية ‪205 ............................‬‬
‫تمرينات ‪223 ...............................................‬‬
‫الم�سروع‪227 ...............................................‬‬
‫‪7‬‬
‫‪ .1‬اأ�صا�صيات الهند�صة‬
‫‪‬يتعر‪ ‬الطال‪‬ب يف ه‪‬ذ‪ ‬الوحدة على علم الهند�ص‪‬ة‪.‬‬
‫�ص‪ّ ‬‬
‫وي�ص‪‬م‪ ‬ذل‪ ‬اأ�صا�ص‪‬يات الهند�ص‪‬ة وتاري‪‬ه‪‬ا وجماالتها‬
‫واأ‪‬را�صها امل‪‬تلفة‪.‬‬
‫�صيتعر‪ ‬الطالب على اأهمية علم الهند�صة‬
‫ويف اخلتا‪‬‬
‫ّ‬
‫وكيفي‪‬ة تو‪‬يف‪ ‬لتح�ص‪‬ني جودة احلي‪‬اة‪ ‬وكذل‪ ‬على‬
‫اأوج‪ ‬االخت‪‬ال‪ ‬ب‪‬ني مهند�‪‬ص احلا�ص‪‬ب ومهند�‪‬ص‬
‫الربجمي‪‬ات‪.‬‬
‫اأهدا‪ ‬التع ‪‬لم‬
‫بنهاية هذ‪ ‬الوحدة �صيكون الطالب قاد ‪‬را على اأن‪‬‬
‫يعر‪ ‬م�صطلح الهند�صة‪.‬‬
‫‪‬‬
‫ي�ص‪ ‬اأ�صا�صيات الهند�صة‪.‬‬
‫يتع ‪‬ر‪ ‬على تاري‪ ‬الهند�صة‪.‬‬
‫يدر‪ ‬جماالت العم‪ ‬امل‪‬تلفة للمهند�صني‪.‬‬
‫يحد‪ ‬د املجاالت املهنية للهند�صة‪.‬‬
‫يتع ‪‬ر‪ ‬على التحديات امل�صتقبلية التي تواج‪ ‬املهند�صني‪.‬‬
‫يذكر اأهدا‪ ‬الهند�صة‪.‬‬
‫يتع ‪‬ر‪ ‬على م�صاهمة الهند�صة يف حت�صني جودة احلياة‪.‬‬
‫يتع ‪‬ر‪ ‬على اأهمية املهن املتعلقة باحلو�صبة‪.‬‬
‫‪ّ ‬يز اأوج‪ ‬االإختال‪ ‬بني مها‪ ‬مهند�ص احلا�صب‪ ‬ومها‪ ‬مهند�ص الربجميات‪.‬‬
‫متطلب �لربجمة بلغة �لبايثون‬
‫يتطلب منهجا علم �لبيانات و�لهند�سة يف نظام �مل�سار�ت معرفة �أ�سا�سيات �لربجمة بلغة �لبايثون‪.‬‬
‫يرجى م�سح رمز �ال�ستجابة �ل�سريع �أدناه للو�سول ملحتوى تعريفي بالبايثون‪ .‬وملعرفة �ملو�سوعات‬
‫�ملتوفرة و�لو�سول �ل�سريع لكل وحدة‪ ،‬ميكنك �الطاع على �ل�سفحات ‪.230-229‬‬
‫‪8‬‬
‫الدر�ص االأول‬
‫مقدمة اإ‪ ‬الهند�صة‬
‫اأ�صا�صيات الهند�صة‬
‫‪The Fundamentals of Engineering‬‬
‫يعتم��د �ملب��د�أ �الأ�سا�س��ي للهند�س��ة عل��ى توظي��ف عل��م �لريا�سيات و�لعل��وم �الأخرى و�لتفك��ري �الإبد�عي من‬
‫قبل خرب�ء وخمت�سني يف �إيجاد حلول للم�سكات �ملعقدة متعددة �لتخ�س�سات خلدمة �ملجتمعات‪.‬‬
‫يج��ب �أن تتو�ف��ر ل��دى �ملهند�س��ني معرف��ة جي��دة بالريا�سي��ات و�لفيزي��اء‪ ،‬وكذل��ك يحت��اج �ملهند�س��ون �إىل‬
‫مزي��د م��ن �ملعرف��ة �ملتخ�س�س��ة يف عل��وم مث��ل‪� :‬لكيمي��اء و�الأحي��اء و�لط��ب و�لكهرب��اء و�ملغناطي�س��ية‪� ،‬أو‬
‫معرفة بعلم �حلا�سب وتقنية �ملعلومات‪ ،‬وذلك بالطبع ح�سب �ملجال �لهند�سي �ملطلوب‪.‬‬
‫و�إىل جانب �ملعرفة �لتقنية‪ ،‬يحتاج �ملهند�س��ون �إىل مهار�ت متقدمة يف �لكتابة و�لتو��سل‪ ،‬فاملهند�س��ون‬
‫يق�س��ون ق��د ًر� كب� ًري� م��ن �لوق��ت يف كتاب��ة �أفكاره��م وعر�سه��ا عل��ى زمائهم وروؤ�س��ائهم‪ .‬ويذك��ر �لتاريخ‬
‫بع�س �أعظم �ملهند�سني ممن برعو� يف قدر�تهم على �لتو��سل ومتيزو� يف عاقاتهم �الجتماعية‪.‬‬
‫الهند�سة‪:‬‬
‫ه��ي تطبيق جم��االت �لعلوم و�لريا�سيات‬
‫يف حل �مل�سكات‪.‬‬
‫تاري‪ ‬الهند�صة ‪The history of Engineering‬‬
‫ُتع� َّرف �لهند�س��ة باأنه��ا عملي��ة ��س��تخد�م �ل��ذكاء �لب�س��ري يف ح��ل �مل�س��كات يف �لبيئ��ة �ملحيط��ة‪ .‬لق��د كان��ت �لهند�س��ة ج��ز ًء� من حي��اة �الإن�س��ان منذ �خرت�ع‬
‫�لزر�ع��ة‪ ،‬حي��ث كان �لب�س��ر حينه��ا جم��رد قبائ��ل بد�ئي��ة تعي���س عل��ى �ل�سي��د‪ ،‬ولك��ن حياته��م تطلب��ت �بت��كار ط��رق جدي��دة لل�سي��د وللح�س��ول عل��ى �مللب���س‬
‫وحلماية �أنف�سهم من �الأخطار �ملحدقة بهم ومن �حلياة �لربية �ملوح�سة‪.‬‬
‫�نتق��ل �لب�س��ر �إىل زر�ع��ة �ملحا�سي��ل وجمعه��ا‪ ،‬ولك��ن بطبيع��ة �حلال و�جهتهم �لعديد من �مل�س��كات‪ ،‬حيث �أ�سبح هن��اك حاجة لتجهيز �لرتبة‪ ،‬وتوفري مياه‬
‫�ل��ري‪ ،‬و��س��تخد�م �حليو�ن��ات للقي��ام ببع���س �الأعم��ال �ملتعلق��ة بالزر�عة بكفاءة �أكرب‪ ،‬وبرزت � ً‬
‫أي�سا �حلاجة �إىل و�س��ائل ف ّعالة حل�ساد �ملحا�سيل �لزر�عية‬
‫وتخزينه��ا يف �أماك��ن ُجمه��زة حلمايته��ا م��ن �لطق���س و�لل�سو���س‪ .‬ونت��ج ع��ن ه��ذه �لتحدي��ات ُط��رق و�أبع��اد جدي��دة يف تفك��ري �لب�س��ر ويف كيفي��ة تعامله��م م��ع‬
‫�لبيئة �ملحيطة بهم‪ .‬ﻳﺴﺘﻌﺮض اﻟﺸﻜﻞ ‪ 1.1‬ﺗﺎرﻳﺦ وﻋﺼﻮر اﻟﻬﻨﺪﺳﺔ‪.‬‬
‫م�سخة �ملياه‬
‫�ل�ساعة �مليكانيكية‬
‫اأرخميد�س (‪)Archimedes‬‬
‫اإ�سماعيل اجلزري‬
‫‪ 300‬ق‪.‬م‬
‫الع�سر القدمي‬
‫‪500‬م‬
‫‪700‬م‬
‫الع�سور الو�سطى‬
‫�ملحرك �لبخاري‬
‫جيم�س واط‬
‫�آلة �لطري�ن‬
‫ليوناردو دافين�سي‬
‫(�‪)James Wa‬‬
‫(‪)Leonardo da Vinci‬‬
‫‪1450‬م‬
‫(‪)Henry Ford‬‬
‫‪1900‬م‬
‫‪1800‬م‬
‫ع�سر النه�سة‬
‫خط �لتجميع‬
‫ه‪‬ي فورد‬
‫الثورة ال�سناعية‬
‫�إىل �ليوم‬
‫الع�سر احلديث‬
‫الع�سر االإ�سالمي الذهبي‬
‫�سكل ‪ :1.1‬تاريخ �لهند�سة‬
‫‪9‬‬
‫الع�صر القد‪‬‬
‫‪The Ancient Era‬‬
‫ُيع ُّد ��س��تخد�م �للغة �ملكتوبة و�حل�س��اب من �أهم نقاط �لتحول �لكربى يف تاريخ �الإن�س��انية‪ُ .‬عر على بع�س‬
‫�لكتاب��ات �لب�س��رية عل��ى �س��ورة �س��جات‪ ،‬ودفات��ر لت�س��جيل �ملوؤون��ة و�حتياج��ات �لبل��د�ت و�مل��دن‪ .‬بع��د ذلك‪،‬‬
‫�سرع �ملهتمون بتطوير علم �لريا�سيات لو�سف �لكم �جلديد من �ملعلومات �ملوجودة ب�سكل �أف�سل ومعاجلته‪.‬‬
‫و�أر�د �ملهتم��ون بع��د ذل��ك متثي��ل �مل�س��كات �لتي و�جهوها و�حللول �لتي قام��و� بت�سميمها‪ ،‬ومن هنا ظهرت‬
‫�ملب��ادئ �الأوىل للهند�س��ة‪ ،‬ليب��د�أ معه��ا ع�س��ر ذهب��ي جدي��د م��ن �البت��كار‪ ،‬وذل��ك يف منطق��ة �لبح��ر �الأبي���س‬
‫�ملتو�س��ط و�ل�س��رق �الأو�س��ط‪ .‬لق��د و�س��ع اإقليد���س (‪ )Euclid‬كتاب��ه العنا�س��ر (‪ )Elements‬ع��ام ‪ 300‬قب��ل‬
‫�ملي��اد يف �ملنطق��ة �لت��ي ُتع��رف حدي ًث��ا با�س��م �ليون��ان‪ ،‬و ُيع� ُّد ه��ذ� �لكت��اب مرج ًع��ا علم ًي��ا موؤث� ًر� يف جم��ال‬
‫�حل�ساب و�لهند�سة على مر �لع�سور‪.‬‬
‫�سكل ‪ :1.2‬م�سخة �أو �سادوف �ملاء �أرخميد�س‬
‫الع�صور الو�صطى والع�صر الذهبي االإ�صالمي‬
‫‪The Middle Ages - Islamic Golden Age‬‬
‫�سكل ‪� :1.3‬ساعة �لفيل �ل�سهرية للجزري‬
‫ع�صر النه�صة‪ ‬ع�صر التنوير‬
‫َر�س��خت �لهند�س��ة كمنهجي��ة علمي��ة يف �أوروب��ا حت��ى �س��قوط �الإمرب�طوري��ة �لروماني��ة‪ ،‬حي��ث ُو ّظفت يف جميع‬
‫جماالت �حلياة بد ًء� من تخطيط �ملدن‪ ،‬وحتى يف �حلروب و�ملعارك‪.‬‬
‫وبينم��ا كان��ت معظ��م ق��ارة �أوروب��ا تغ��رق فيم��ا �أُطل��ق علي��ه ��س��م ع�س��ور �لظ��ام يف بد�ي��ة �لق��رون �لو�س��طى‪،‬‬
‫متاما‪ ،‬فقد كانت ت�سهد ثورة علمية وكان �لعلماء و�ملهند�سون �لعرب‬
‫كانت منطقة �ل�سرق �الأو�سط خمتلفة ً‬
‫و�مل�س��لمون يحقق��ون �إجن��از�ت كب��رية يف جماالت عدة �س��ملت �لريا�سيات‪ ،‬و�لفيزي��اء‪ ،‬و�لكيمياء‪ ،‬و�الأحياء‪.‬‬
‫ونتيج��ة لتل��ك �لري��ادة �لعلمي��ة �لت��ي حققه��ا �لعلم��اء و�ملهند�س��ون �مل�س��لمون �لع��رب‪ ،‬فق��د متكنو� م��ن �خرت�ع‬
‫ع��دد ال ُيح�س��ى م��ن �الآالت و�بتك��رو� حل� ً‬
‫�وال الأب��رز م�س��كات �لع�س��ر يف ذل��ك �لوقت‪ .‬و�أُطلق عل��ى �لفرتة بني‬
‫�لقرنني �لثامن و�لر�بع ع�سر �ملياديني ��سم �لع�سر �الإ�سامي �لذهبي‪ ،‬حيث �سهدت تلك �حلقبة �إجناز�ت‬
‫عظيمة يف �لهند�س��ة �ملعمارية و�لتخطيط �ملدين على يد �ملهند�س��ني �مل�س��لمني و�لعرب‪ ،‬و�لتي ال يز�ل �أثرها‬
‫موجودً� حتى يومنا هذ�‪.‬‬
‫ُيع ُّد �لعامل �إ�سماعيل �جلزري (‪1206-1136‬م‪ ‬من رو�د �لهند�سة و�لريا�سيات‪ ،‬وقد ��ستهر باأجهزته �مليكانيكية‬
‫حت��ى �أُطل��ق علي��ه حدي ًث��ا �أب��و �لروبوت��ات‪ .‬ق��ام �جلزري بت�سمي��م �الآالت وبنائها‪ ،‬و�ل�س��اعات �مليكانيكي��ة‪ ،‬و�آالت‬
‫رفع �ملياه‪ ،‬كما ��ستخدم ما ُي�سمى بعمود �حلدبات �أو عمود �لكامات (�‪ Camsha‬الأول مرة يف �لتاريخ‪.‬‬
‫‪The Renaissance - Enlightment Era‬‬
‫بينما كانت �ملناطق �الأوروبية و�الأ�سيوية تغرق يف ع�سور �لظام‪ ،‬وكان �ل�سرق ي�سهد �لتطور�ت �ملت�سارعة يف‬
‫جم��االت �لعل��م و�لهند�س��ة و�لفل��ك‪ ،‬كان �ملهند�س��ون يف باد �ل�س��رق �الأق�سى و�ل�سني يعمل��ون على �خرت�عات‬
‫خمتلف��ة �أخ��رى‪ ،‬مب��ا فيه��ا �الخرت�ع��ات �الأربع��ة �لك��ربى وه��ي �لبو�سل��ة‪ ،‬و�سناع��ة �ل��ورق‪ ،‬و�لطباع��ة‪ ،‬و�خ��رت�ع‬
‫�لبارود‪ .‬و�سلت هذه �الخرت�عات �إىل �لغرب تدريج ًيا عرب طريق �حلرير و�ساهمت يف تغيري �لتاريخ �إىل �الأبد‪.‬‬
‫�أدى �خرت�ع �لبارود �إىل تغيري معايري �حلروب ب�س��كل كامل‪ ،‬وز�د �خرت�ع �لبو�سلة و�لطباعة من قدرة �لب�س��ر‬
‫على �ل�سفر و�حلركة وكذلك على �لكتابة و�لن�سر للفكر و�ملوؤلفات‪ .‬كانت هذه �لتطور�ت �إيذ� ًنا ببدء ما ُي�سمى‬
‫بع�سر �لنه�سة‪ ،‬حيث ت�سدرت �لهند�سة و�لفن �هتمامات �لب�سرية‪ .‬ودفعت �حتياجات �لتجارة و�الحتياجات‬
‫�حلربية �ملهند�س��ني يف تلك �الآونة �إىل �بتكار �أ�س��لحة جديدة وت�سميم و�س��ائل حماية �أف�سل للمدن‪ ،‬مما �أدى‬
‫‪10‬‬
‫�سكل ‪� :1.4‬آلة د�فين�سي �لطائرة‬
‫مهند�سا‬
‫�إىل ظهور تقدم كبري يف �لعمارة و�لبناء‪ُ .‬يع ُّد ليوناردو د�فين�سي من �أبرز �ل�سخ�سيات �لتي ظهرت يف ذلك �لوقت‪ ،‬ورغم �سهرته كفنان؛ �إال �أنه كان‬
‫ً‬
‫منوذجا �أول ًيا للطائرة �ملروحية‪ ،‬وقد �أظهرت �لدر��سات �أنه باالإمكان لهذه �لطائرة‬
‫الم ًعا �سمم �لعديد من �الخرت�عات و�الآالت �ملعقدة‪ .‬ولقد �سنع د�فين�سي‬
‫ً‬
‫ٍّ‬
‫�أن حتل��ق بالفع��ل‪� ،‬إذ� ُ�سنع��ت م��ن م��و�د متط��ورة‪ .‬خ��ال ه��ذه �حلقب��ة �أدى غ��زو كل م��ن �الإمرب�طوري��ة �ملغولي��ة و �لتميوري��ة �إىل �إغ��اق طري��ق �حلري��ر‪ ،‬ومل يع��د‬
‫باالإمكان جلب �ل�سلع و�ملو�د �لتجارية من �لهند و�ل�سني‪.‬‬
‫الع�صر ال�صناعي‬
‫‪The Industrial Era‬‬
‫تعني على �ملهند�سني �الأوروبيني تطوير �ملاحة و�لنقل �لبحري للعثور على طرق بديلة للو�سول �إىل �لهند‬
‫و�ل�س��ني‪ ،‬وذل��ك حل��ل م�س��كلة �إغ��اق طري��ق �حلري��ر‪ .‬ولذل��ك �سن��ع �ملهند�س��ون �الأوروبي��ون �س��ف ًنا �سخم��ة‬
‫ق��ادرة عل��ى �ل�س��فر مل�س��افات وف��رت�ت طويلة‪ ،‬و�أُر�س��لت ِفرق ��س��تطاعية للبحث عن ط��رق جتارية جديدة‪.‬‬
‫جن��ح �مل�ستك�س��فون يف �كت�س��اف ق��ارة �أمري��كا عل��ى ي��د كري�س��توفر كوملب���س (‪)Christopher Columbus‬‬
‫يف عام ‪1492‬م‪ ،‬ولكن ذلك م َّهد �لطريق �أمام بدء ع�سر جديد من �ال�ستعمار و�الإمربيالية‪.‬‬
‫و�س��اهم �لذهب و�لف�سة �مل�س��تخرجان من �لقارة �الأمريكية �إىل مزيد من تقدم �الإجناز�ت �لهند�س��ية يف‬
‫�أوروب��ا‪ ،‬و�لت��ي م َّكن��ت مهند�س��يها م��ن �سن��ع �أ�س��لحة �أك��ر كف��اءة‪ ،‬مما منح �ل��دول �الأوروبي��ة يف ذلك �حلني‬
‫مي��زة تقني��ة عل��ى بقي��ة �لع��امل‪ ،‬و��س��تطاعت م��ن خالها ��س��تعمار معظم دول �لعامل‪ ،‬ولك��ن ذلك مهد لبدء‬
‫ثورة من نوع �آخر‪.‬‬
‫�خ��رتع جيم���س و�ط ع��ام ‪1776‬م �ملح��رك �لبخ��اري‪ ،‬ومتيز ذلك �ملحرك بق��درة كبرية على توليد �حلركة‬
‫م��ن خ��ال �لطاق��ة �حلر�ري��ة‪ .‬وكان ه��ذ� �الخ��رت�ع بد�ي��ة ما ي�س��مى �الآن بالثورة �ل�سناعي��ة‪ ،‬و�لتي متيزت‬
‫ببن��اء �مل�سان��ع عل��ى نط��اق و��س��ع‪ ،‬مم��ا �أوج��د �لكث��ري م��ن �مل�س��كات �لت��ي تطلبت حل� ً‬
‫�وال هند�س��ية خمتلفة‪.‬‬
‫و��س��تمرت �البتكار�ت يف جماالت �لهند�س��ة �مليكانيكية و�لهند�س��ة �لكيميائية و�لهند�س��ة �لطبية �حليوية‪.‬‬
‫و�قت�س��ر �حل�س��ول عل��ى �لب�سائ��ع �ملختلف��ة و�الأدوي��ة قب��ل ه��ذه �لث��ورة عل��ى �لطبق��ات �حلاكم��ة و�الأغني��اء‪،‬‬
‫ولكنه��ا �أ�سبح��ت يف متن��اول �أي��دي عام��ة �لنا���س بعد ظه��ور �لثورة �ل�سناعية‪ ،‬وهكذ� �أح��دث هذ� �لت�سنيع‬
‫�سل�سلة مت�سارعة من �لتغري�ت �لتقنية و�الجتماعية �أ�سرع من �أي وقت م�سى‪.‬‬
‫الع�صر احلديث‬
‫�سكل ‪ :1.5‬خمطط �ملحرك �لبخاري بو��سطة‬
‫بولتون وواط(‪)Boulton and Watt‬‬
‫‪The Modern Era‬‬
‫لق��د �س��هد �لق��رن �لع�س��رين �لكث��ري م��ن �حل��روب و�ل�سر�ع��ات �لعاملي��ة من��ذ بد�يت��ه‪ ،‬ورغ��م‬
‫ذل ��ك فق ��د تو�ل ��ت �الخرت�ع ��ات و�لتط ��ور�ت يف جم ��االت �لت�سني ��ع و�لكيمي ��اء و�لكهرب ��اء‪،‬‬
‫وكذل ��ك �لتط ��ور�ت �الأب ��رز يف �حلو�س ��بة و�لهند�س ��ة �لنووي ��ة‪ .‬وعل ��ى �لرغ ��م م ��ن �أن ه ��ري‬
‫ف ��ورد مل يخ ��رتع �ل�س ��يارة‪� ،‬إال �أن ��ه ق ��د غ � ّ�ري عملي ��ة �لت�سني ��ع �إىل � أالب ��د م ��ن خ ��ال �إدخ ��ال‬
‫مب��د�أ خ��ط �لتجمي��ع �ملتح��رك يف ع��ام ‪1913‬م‪ .‬وق��د دف��ع �ل�س��باق �إىل �لف�س��اء بع��د �نته��اء‬
‫�حل��رب �لعاملي��ة �لثاني��ة �لعلم��اء و�ملهند�س��ني الخ��رت�ع �الأ�س��لحة �لنووي��ة و�سو�ري��خ �لف�ساء‪.‬‬
‫وو�س��ع �ملهند�س��ون خ��ال تل��ك �ل�س��نو�ت �الأ�س���س لكث��ري م��ن �لتقني��ات �حلديث��ة �مل�س��تخدمة‬
‫يف ه��ذه � أالي��ام تقري ًب��ا‪ .‬يف �لت�س��عينات‪ ،‬ب��د�أ ع�س��ر �لعومل��ة و�ل��ذي متي��ز بحقب��ة جدي��دة م��ن‬
‫�لتع��اون �لعامل��ي ب��ني �ملهند�س��ني يف �إع��ادة ت�س��كيل جمي��ع جو�ن��ب �حلي��اة تقري ًب��ا‪ .‬ف��كل عق��د‬
‫�ل�سكل ‪ :1.6‬خط جتميع �سركة فورد موتور‬
‫ينق�س ��ي ن ��رى في ��ه تط ��و ًر� ‪�-‬س ��ري ًعا‪ -‬يف ج ��ودة �حلي ��اة يف معظ ��م �أنح ��اء �لع ��امل‪� .‬إن ��ك يف‬
‫ع�سر �ملعلومات‪� ،‬لع�سر �لذي ي�س��هد معاجلة �لذكاء �ال�سطناعي للبيانات �ل�سخمة لت�س��خريها يف خدمة �ملهند�س��ني يف جماالتهم �ملتنوعة‪ ،‬ولكن �س��يحتاج‬
‫�ملهند�س��ون �إىل �ملزي��د م��ن �لدع��م لت��د�رك �لتحدي��ات �لت��ي تو�جهه��ا �الأجي��ال �لقادم��ة وعل��ى ر�أ�س��ها تغ��ري �ملن��اخ و�الحتبا���س �حل��ر�ري و�أزم��ة �لطاق��ة �لناجم��ة‬
‫ع��ن ��س��تنفاد �مل��و�رد �لطبيعي��ة‪ .‬وكم��ا ه��و �حل��ال يف كل زم��ان‪ ،‬ت��ربز ه��ذه �لتحدي��ات �لت��ي ت�س��تدعي حل� ً�وال مبتك��رة ع��رب �ملر�ح��ل �ملتك��ررة م��ن �لتج��ارب �لت��ي‬
‫قدما‪.‬‬
‫يقودها �لعلماء و�ملهند�سون مبا�سرة مل�ساعدة �لب�سرية على �مل�سي ً‬
‫‪11‬‬
‫جماالت الهند�صة‬
‫‪Engineering Fields‬‬
‫الهند�صة الكيميائية‬
‫‪Chemical Engineering‬‬
‫‪ .1‬هند�صة الكيمياء احليوية‬
‫‪Biochemical Engineering‬‬
‫يعمل مهند�س��و �لكيمياء �حليوية يف �سناعات �الأدوية و�لطاقة و�الأغذية و�مل�س��روبات‪ ،‬حيث يعملون على تطوير عقاقري وعاجات جديدة ل�سالح �س��ركات‬
‫�الأدوية‪ ،‬كما يبتكرون طر ًقا جديدة الإنتاج �الأطعمة و�مل�سروبات وحفظها‪ ،‬وي�سممون طر ًقا جديدة لتكرير �لوقود �الأحفوري و��ستخر�ج وقود �أنظف و�أكر‬
‫كفاءة للم�ساعدة يف تقليل �نبعاث �مللوثات يف �جلو‪.‬‬
‫‪ .2‬الهند�صة البيئية ‪Environmental Engineering‬‬
‫يف �لوق��ت �حلا�س��ر‪ُ ،‬يع � ُّد ه��ذ� �ملج��ال ذو �أهمي��ة خا�س��ة ب�س��بب �لتقلب��ات‬
‫�ملناخية �لتي بد�أ تاأثريها يظهر على �سكان �الأر�س‪ ،‬وكذلك لتد�رك م�سكلة‬
‫نفاد �ملو�رد �لطبيعية يف جميع �أنحاء �لكرة �الأر�سية‪.‬‬
‫يعم��ل مهند�س��و �لبيئ��ة يف �إيج��اد حل��ول مثالي��ة للم�س��كات �لبيئي��ة �ملختلف��ة‬
‫وخف���س تاأثريه��ا �ل�س��لبي عل��ى �لبيئ��ة‪ .‬حي��ث ب��د�أت �لعدي��د م��ن �ل�س��ركات‬
‫و�حلكوم��ات م�س��اريع جدي��دة‪ ،‬م��ع و�س��ع �لتنمي��ة �مل�س��تد�مة يف �العتب��ار‪،‬‬
‫وهنا يربز ب�سكل كبري دور مهند�سي �لبيئة‪.‬‬
‫‪ .4‬هند�صة العمليات‬
‫‪ .3‬الهند�صة النووية‬
‫‪Nuclear Engineering‬‬
‫ُيك ّلف مهند�سو �لطاقة �لنووية بتطوير و�سائل �آمنة وف ّعالة لتوليد �لكهرباء‬
‫م��ن خ��ال �لطاق��ة �لنووي��ة وذل��ك الرتف��اع تكلف��ة �لوق��ود �الأحف��وري‪ .‬ولك��ن‬
‫ه��ذه �لطاق��ة ق��د تتح��ول �إىل �أ�س��لحة دم��ار كارثي��ة يف ح��ال ��س��تخد�مها‬
‫الأغر����س ع�س��كرية‪ .‬و�لعم��ل قائ��م‪ -‬يف �لوق��ت �حلا�س��ر‪ -‬عل��ى بن��اء جي��ل‬
‫جدي��د م��ن حمط��ات �لطاقة �لنووية �الآمنة‪ ،‬و�لت��ي تُنتج نفايات �أقل خط ًر�‪.‬‬
‫وكذلك �لعمل قائم على �سمان عدم حتويل �لطاقة �لنووية �إىل �أ�سلحة‪.‬‬
‫‪Process Engineering‬‬
‫يعم��ل مهند�س��و �لعملي��ات عل��ى ت�سمي��م وحت�س��ني عملي��ات حتوي��ل �مل��و�د �الأولي��ة للطاق��ة (�خل��ام‪� ‬إىل م��و�د خمتلف��ه و�أن��و�ع �أخ��رى م��ن �لطاق��ة‪ُ .‬يع� ُّد حتويل‬
‫�ملو�د وم�سادر �لطاقة �إىل مو�د �أخرى قابلة لا�ستهاك �أحد �ملر�حل �الأ�سا�سية لكل حل هند�سي‪.‬‬
‫‪12‬‬
‫�سكل ‪ :1.7‬م�سنع �لبرتوكيماويات يف �ململكة �لعربية �ل�سعودية‬
‫الهند�صة املدنية‬
‫‪Civil Engineering‬‬
‫‪ .1‬هند�صة الت�صييد واالإن�صاءات ‪Construction Engineering‬‬
‫يدي��ر مهند�س��و �لت�س��ييد عملي��ة �إن�س��اء �ملب��اين و�ملن�س�اآت باأنو�عه��ا �ملختلف��ة‪� ،‬س��و�ء كان��ت �إن�س��اء م�س��تودع �سغ��ري �أو مط��ار دويل‪ .‬كما يدير مهند�س��و �لت�س��ييد‬
‫ِفر ًق��ا كب��رية م��ن مهند�س��ي �الإن�س��اء�ت �الآخري��ن ومهند�س��ي �لكهرب��اء ومهند�س��ي �مل��و�د‪ .‬ميتل��ك مهند�س��و �لت�س��ييد مهار�ت متط��ورة يف �إد�رة �مل�س��اريع‪ ،‬مما‬
‫مينكهم من �إد�رة عمليات �لتو��سل ونقل �ملعلومات مع روؤ�سائهم ومروؤ�سيهم للقيام بالعمل على �أف�سل وجه‪.‬‬
‫‪ .2‬الهند�صة ا‪‬يوتقنية ‪Geotechnical Engineering‬‬
‫‪ .3‬هند�صة البلديات‬
‫ُيع ُّد �ملهند�سون �جليوتقنيون �أو �جليولوجيون م�سوؤولني عن �لقيام بعمليات‬
‫�لتحلي��ل �ملختلف��ة و�لتاأك��د م��ن تطوي��ر م�س��روعات �لبن��اء باأم��ان‪ .‬وذل��ك من‬
‫خ��ال ر�س��د وحتلي��ل وجتهي��ز �أ�س��طح �لرتب��ة و�ل�سخ��ور حي��ث يت��م �إن�س��اء‬
‫�لهي��اكل �لرئي�س��ة لاأبني��ة و�ملن�س�اآت‪� .‬أح��د �الأمثل��ة عل��ى ذل��ك حتدي��د موقع‬
‫و�س��ع �الأعم��دة الأح��د �جل�س��ور ليك��ون م�س��تق ًر� يف حال حدوث زل��ز�ل‪ .‬يعمل‬
‫ه�وؤالء �ملهند�س��ون ع��ن ق��رب م��ع مهند�س��ي �لت�س��ييد للتاأك��د م��ن �أن جمي��ع‬
‫�لعمليات تتما�سي مع �خلطة �ملُعدة‪.‬‬
‫مهند�س��و �لبلدي��ة م�س �وؤولون ع��ن �لتخطي��ط �حل�س��ري و�مل��دين‪ ،‬ويحلل��ون‬
‫�ملو�قع �جلغر�فية و�حتياجات �ملو�طنني و�ل�س��ركات و�ملوؤ�س�س��ات ويحددون‬
‫مو�قع وجود �ملو�رد و�خلدمات �ل�سرورية للمدينة‪ً .‬‬
‫فمثا‪ ،‬يحتاج مهند�سو‬
‫�لبلدية �إىل �الطاع على �إمد�د�ت �لطاقة و�ملياه‪ ،‬و�لتخل�س من �لنفايات‪،‬‬
‫و�لتميي��ز ب��ني �ملناط��ق �ل�س��كنية و�لتجاري��ة و�ل�سناعي��ة وف��ق �ل�سو�ب��ط‬
‫و�ل�سيا�سات و�ملعايري �ملوجودة‪.‬‬
‫‪Municipal Engineering‬‬
‫‪ .4‬هند�صة النق‪Transportation Engineering ‬‬
‫يحر�س مهند�سو �لنقل على �لتاأكد من قدرة جميع مو�طني �ملدينة �أو �ملناطق �ل�سكنية من �لتنقل �إىل وجهاتهم ب�سرعة و�أمان‪ .‬وي�سمم هوؤالء �ملهند�سون‬
‫�سبكات �لطرق وخطوط �حلافات و�أنظمة قطار�ت �الأنفاق (�ملرتو‪ ‬حتت �الأر�س‪ ،‬كما يحللون بيانات حركة �ملرور يف �ل�سو�رع با�ستمر�ر بهدف حت�سينها‬
‫وخف���س �النبعاث��ات �حلر�ري��ة و�لتل��وث وبالطب��ع خف���س تكلف��ة �لوق��ود‪ .‬ويعم��ل مهند�س��و �لنقل ب�س��كل مبا�س��ر مع مهند�س��ي �لبلدية و�ملهند�س��ني �جليوتقنيني‬
‫لتن�سيق وماءمة �حللول �خلا�سة بالنقل �لتي يطورونها مع �لتخطيط �لعام للمدن و�لطرق و�لبنية �لتحتية و�الإن�ساء�ت �ملختلفة‪.‬‬
‫‪ .5‬الهند�صة املعمارية ‪Architectural Engineering‬‬
‫يطبق �ملهند�س��ون �ملعماريون مبادئ �لهند�س��ة و�لتفكري �الإبد�عي يف ت�سميم مبانٍ تت�س��م باجلمال‪ ،‬و�ملرونة‪ ،‬و�ال�س��تد�مة‪ ،‬و�الأمان‪ .‬يعمل هوؤالء �ملهند�س��ون‬
‫�إىل جانب �ملهند�سني �الآخرين �ملنخرطني يف عملية ت�سميم �ملباين و�إن�سائها كمهند�سي �الإن�ساء�ت و�لكهرباء‪.‬‬
‫�سكل ‪� :1.8‬إن�ساء قطار �الأنفاق (�ملرتو‪ ‬يف �لريا�س‬
‫‪13‬‬
‫هند�صة الكهرباء واحلا�صب‬
‫‪ .1‬هند�صة الطاقة‬
‫‪Electrical and Computer Engineering‬‬
‫‪Power Engineering‬‬
‫هند�سة �لطاقة جمال متخ�س�س للغاية ومهمته حت�سني طرق نقل �لطاقة من م�سادرها وتوزيعها‪ .‬ويحتاج مهند�سو �لطاقة �إىل �إيجاد طرق لتحويل جميع‬
‫�أن�و�ع �لطاق�ة �لت�ي يت�م توليده�ا �س�و�ء م�ن م�س�ادر متجددة �أو من �لوقود �الأحفوري �إىل كهرباء جاهزة لا�س�تخد�م من خال �س�بكات توزيع �لطاقة‪ .‬ويف‬
‫�لوقت �لر�هن تُ�ستخدم �ل�سبكات �لذكية للتوزيع‪ ،‬وهي تقنية و�عدة توفر �لكثري من �لطاقة و�ملال للم�ستهلكني يف �ملنازل ويف جماالت �ل�سناعة �ملختلفة‪.‬‬
‫‪ .2‬هند�صة االإلكرتونيات ‪Electronics Engineering‬‬
‫‪ .3‬هند�صة االآالت الدقيقة والتحكم‬
‫يهتم مهند�سو �الإلكرتونيات ببحث مكونات �الأنظمة �الإلكرتونية للتطبيقات‬
‫�لتجارية �أو �لعلمية وت�سميمها وتطويرها و�ختبارها‪.‬فهم ين�سئون �لدو�ئر‬
‫و�ملكونات �الإلكرتونية �خلا�سة باالت�ساالت �ل�سلكية و�لا�سلكية و�اللتقاط‬
‫�لف�سائي و�ل�سوتيات و�الأدو�ت و�ملتحكمات‪.‬‬
‫‪Instrumentation Engineering‬‬
‫‪ .4‬هند�صة االت�صاالت‬
‫لدى مهند�سي �الآالت �لدقيقة و�لتحكم و�حدة من �أهم �لوظائف يف عمليات‬
‫�لت�سني�ع‪ ،‬فه�م يقوم�ون بتخطي�ط �أنظمة �الأمتتة وت�سميمه�ا ومر�قبتها يف‬
‫بيئة �لت�سنيع‪ .‬وتت�سمن مهنة هند�سة �الآالت �لدقيقة و�لتحكم �لتعامل مع‬
‫�أجهزة �لقيا�س و�أنظمة �لتحكم وكذلك برجميات �إد�رة �لعمليات‪.‬‬
‫‪Telecommunications Engineering‬‬
‫‪ .5‬هند�صة احلا�صب‬
‫مع �لتطبيق �ملتز�يد لتقنيات �إنرتنت �الأ�سياء‪� ،‬أ�سحى مهند�سو �الت�ساالت‬
‫يف طليع��ة رو�د �لتقني��ة‪ ،‬وترك��ز مهنته��م عل��ى ت�سمي��م �حلل��ول �لت��ي ت�س��مح‬
‫لاأجه��زة و�الأنظم��ة بالتو��س��ل و�لعم��ل م ًع��ا‪ .‬يف �لوق��ت �حلا�س��ر وم��ع ظهور‬
‫�س��بكات �جلي��ل �خلام���س وتقني��ات اإي��دج لل��ذكاء اال�سطناع��ي (‪)Edge AI‬‬
‫والرقائق �لع�سبية و�لتقنيات �ملتقدمة �الأخرى‪ ،‬يو�جه مهند�سو �الت�ساالت‬
‫وحتديات كبرية لتغيري حياة �لب�سر لاأف�سل يف �ل�سنو�ت �لقادمة‪.‬‬
‫فر�سا‬
‫ٍ‬
‫ً‬
‫جتم�ع هند�س�ة �حلا�س�ب ب�ني �لهند�س�ة �لكهربائي�ة وهند�س�ة �الإلكرتوني�ات‬
‫وعلوم �حلا�س�ب‪ .‬ي�س�اهم مهند�س�و �حلا�سب يف تطوير جمموعة و��سعة من‬
‫تقنيات �حلا�س�ب ودعمها مثل �لرقائق �لدقيقة و�خلو�دم �أو حتى �الأجهزة‬
‫�خلا�سة ببع�س �لتقنيات �حلا�سوبية �حلديثة مثل اأجهزة احلو�سبة الكمية‬
‫(‪ .)Quantum computers‬ويعمل مهند�س�و �حلا�س�ب مع قطاعات و��سعة‬
‫من �الأعمال ت�سمل قطاع �لت�سنيع‪ ،‬وقطاع �لرعاية �ل�سحية‪ ،‬وقطاع �لنقل‪.‬‬
‫‪ .6‬هند�صة الربجميات‬
‫‪Computer Engineering‬‬
‫‪Software Engineering‬‬
‫يوفر مهند�س��و �لربجميات ً‬
‫حلوال برجمية للتحديات �لع�سرية �مل�س��تمرة من خال تطوير �لربجميات‪ ،‬ويكفي �أن تعلم �أن كل جهازٍ رقمي �أو �س��بكي‪ ،‬توجد‬
‫فيه بر�مج د�خلية هامة تعمل ب�سكل م�ستمر حلماية �جلهاز ومتكني �مل�ستخدم من �أد�ء �ملهام �ملطلوبة مما يجعل تطوير �لربجميات ً‬
‫جماال مه ًما للغاية‪.‬‬
‫‪14‬‬
‫�سكل ‪ :1.9‬مهند�س �الت�ساالت‬
‫الهند�صة امليكانيكية‬
‫‪ .1‬الهند�صة امليكانيكية‬
‫‪Mechanical Engineering‬‬
‫‪Mechanical Engineering‬‬
‫يطب��ق �ملهند�س��ون �مليكانيكي��ون �ملب��ادئ �لهند�س��ية وتقني��ات ح��ل �مل�س��كات‬
‫م��ن مرحل��ة �لت�سمي��م �إىل مرحل��ة �لت�سني��ع عل��ى �مل��و�د و�الآالت �ملختلف��ة‪،‬‬
‫حي��ث ي�س��تخدمون مب��ادئ �حلرك��ة و�لطاق��ة و�لق��وة الإيج��اد �حلل��ول �لتقنية‬
‫بتكلف��ة معقول��ة‪ ،‬م��ع �سم��ان فعالي��ة وموثوقي��ة �لت�ساميم �لتي ي�س��تحدثونها‬
‫يف نطاق �أعمالهم �ملختلفة‪.‬‬
‫‪ .3‬الهند�صة ال�صناعية ‪Industrial Engineering‬‬
‫ُيكلف �ملهند�سون �ل�سناعيون بت�سميم وحت�سني �لبيئات �ل�سناعية �ملعقدة‬
‫م��ع مر�ع��اة �سو�ب��ط بيئ��ة �لعم��ل و�لق��درة �لت�سنيعي��ة‪ .‬يج��ب �أن ي��و�زن‬
‫�ملهند�س��ون �ل�سناعي��ون ب��ني جمموع��ة و��س��عة م��ن �ملتغ��ري�ت �الجتماعي��ة‬
‫و�القت�سادية و�لت�سنيعية �ملرت�بطة لتحقيق �أف�سل �لنتائج‪.‬‬
‫‪ .2‬هند�صة الت�صنيع ‪Manufacturing Engineering‬‬
‫يركز مهند�سو �لت�سنيع على �لعمليات �خلا�سة باالإنتاج يف �مل�سانع‪ ،‬حيث‬
‫يهدف عملهم �إىل خف�س �لتكلفة وحت�سني جودة �الإنتاج و�لقدرة �الإنتاجية‬
‫للم�سانع على ت�سنيع منتجات م�ستد�مة بيئ ًيا ومناف�سة جتار ًيا‪.‬‬
‫‪ .4‬هند�صة املواد‬
‫‪Materials Engineering‬‬
‫ُتع� ٌّد هند�س��ة �مل��و�د و�ح��د ًة م��ن �أه��م �مله��ن يف �ملج��ال �لهند�س��ي‪ .‬يخت���س‬
‫مهند�س��و �مل��و�د بت�سمي��م م��و�د جدي��دة و�إنتاجه��ا بخ�سائ�س غ��ري موجودة‬
‫عادة يف �لطبيعة‪ ،‬و�كت�ساف مو�د جديدة يو ّلد بيئة حمفزة لعمل �لتجارب‬
‫�لتي قد ينتج عنها منتجات مل تكن ممكنة يف ظل ظروف �لتجارب �لعادية‪.‬‬
‫وتتعل��ق �أبحاثه��م بامل��و�د و�ملكون��ات �ملختلف��ة مث��ل‪� :‬ملع��ادن و�لبا�س��تيك‬
‫و�ل�سري�ميك و�ملو�د �لنانوية‪.‬‬
‫‪ .5‬هند�صة املركبات ‪Automotive Engineering‬‬
‫هند�سة �ملركبات جمال متخ�س�س يف ت�سميم �ملركبات و�إنتاجها‪ .‬يطور مهند�سو �ملركبات مركبات �أكر �أما ًنا وكفاءة وذلك من خال �الأبحاث �ملبتكرة‬
‫حول �لطرق �لذكية وتقنيات �لقيادة �لذ�تية‪ .‬ومع �زدياد ��ستخد�م �لطاقة �ملتجددة وظهور �ملدن �لذكية‪� ،‬أ�سحت و�سائل �لنقل جز ًء� ال يتجز�أ من �لبنية‬
‫�لتحتية للمدن‪ .‬ويعمل مهند�سو �ملركبات يف �لوقت �حلايل على ت�سميم و�سائل �لنقل �مل�ستقبلية و�لتي تتو�فق مع حاجات �ال�ستد�مة و�لبيئة‪.‬‬
‫‪ .6‬الهند�صة ال�صوتية‬
‫‪Acoustical Engineering‬‬
‫يعم��ل مهند�س��و �ل�س��وت ب�س��كل ع��ام يف �ل�سناع��ة �ملتعلق��ة‬
‫بالفن��ون‪ ،‬وه��م م�س �وؤولون ع��ن �لتعام��ل م��ع �ملع��د�ت �ل�سوتي��ة‬
‫وهند�س��ة �مل�س��ارح و�سب��ط �أنظم��ة �ل�س��وت وو�س��ائل �لتحك��م به‬
‫يف �الأماكن �ملفتوحة و�ملغلقة‪.‬‬
‫‪ .7‬هند�صة الطريان‬
‫‪Aerospace Engineering‬‬
‫ي�س��ارك مهند�س��و �لط��ري�ن يف ت�سمي��م و�سناع��ة �لطائ��ر�ت باأنو�عه��ا �ملختلف��ة وكذل��ك‬
‫�ملركب��ات �لف�سائي��ة‪ .‬وي��زد�د �لطل��ب عل��ى ه��ذه �ملهن��ة يف �لوقت �حلا�سر ب�س��بب �هتمام‬
‫�س��ركات �لط��ري�ن بتقني��ة �لطائ��ر�ت �لت��ي تف��وق �س��رعة �ل�س��وت و�لطائ��ر�ت ذ�ت‬
‫�ال�س��تهاك �ملنخف���س للوق��ود‪ ،‬وق��د ط��ر�أ �زدي��اد ملح��وظ يف �الآون��ة �الأخ��رية عل��ى متوي��ل‬
‫مهمات �لف�ساء ون�سر �الأقمار �ل�سناعية من قبل �لقطاع �خلا�س‪.‬‬
‫�ل�سكل ‪ :1.10‬مهند�س �لطائر�ت �مل�سرية بدون طيار‬
‫‪15‬‬
‫الفر�ص الو‪‬يفية يف الهند�صة‬
‫‪Engineering Career Opportunities‬‬
‫توفر �لهند�س��ة جمموعة كبرية من �لفر�س �لوظيفية‪ ،‬حيث ميكن للمهند�س��ني يف نف���س �ملجال و�لتخ�س�س �لعمل يف وظائف وجماالت خمتلفة‪ .‬كما ُي�س��ار‬
‫هنا �إىل �أهم �لفر�س �لوظيفية �ملتاحة للمهند�سني‪.‬‬
‫البحث والتطوير ‪Research and Development‬‬
‫�لعم��ل يف ق�س��م �لبح��ث و�لتطوي��ر ميكن��ك م��ن حتوي��ل �الأف��كار �إىل منتج��ات ملمو�س��ة‪ .‬ولتحقي��ق ذل��ك؛ يتع��ني علي��ك �لبح��ث عن م��و�د جدي��دة حمتملة ُميكن‬
‫��س��تخد�مها‪ ،‬ودر��س��ة �إمكاني��ات حت�س��ني �لعملي��ات �حلالي��ة‪ ،‬و�بت��كار عملي��ات جدي��دة‪ ،‬و�لتاأك��د من �أن �ملنتج ُي�سنع و ُيباع باأ�س��عار تناف�س��ية‪ ،‬ويجب �أن يكون‬
‫منتجك �لنهائي عمل ًيا ومنا�س ًبا لغر�سه‪.‬‬
‫الت�صميم‬
‫‪Design‬‬
‫مهند�س��ا‪ ،‬تك��ون مكل ًف��ا باأخ��ذ �ملعلوم��ات �مل�س��تمدة م��ن ق�س��م �لبحث و�لتطوير و�لعمل عل��ى ت�سميم منتج يخدم �لغر�س �ملح��دد له‪ ،‬ويجب �أن يكون‬
‫ب�سفت��ك‬
‫ً‬
‫ومناف�سا جتاري ًا‪� .‬ستنتج يف مرحلة �لت�سميم خمططات ومناذج �أولية م�سنوعة با�ستخد�م �أدو�ت الت�سميم مب�ساعدة احلا�سب‬
‫�ملنتج �ملحدد جمد ًيا مال ًيا‬
‫ً‬
‫(‪ )Computer Aided Design - CAD‬وطرق �ملحاكاة �الأخرى‪.‬‬
‫الت‪‬طي‪‬‬
‫‪Planning‬‬
‫ُيع ُّد �لتخطيط �خلطوة �الأخرية قبل �لبدء بت�سنيع �ملنتج‪ .‬و�س��تكون م�س�و ًؤوال عن مو�د �لت�سنيع �ملطلوبة ومعد�تها‪ ،‬و�س��ت�سع �خلطط �لازمة لتنفيذ جميع‬
‫�خلطو�ت �لازمة الإن�ساء منتج ذي موثوقية وتكلفة معقولة‪.‬‬
‫االإنتا‪‬‬
‫‪Production‬‬
‫ب�سفتك مهند���س �إنتاج‪� ،‬ست�س��تفيد من �أعمال زمائك يف �أق�س��ام �لبحث و�لتطوير و�لت�سميم و�لتخطيط‪ ،‬و�س��تكون م�س�وؤوليتك مبا�س��رة يف مرحلة �الإنتاج‬
‫�لفعل��ي بحي��ث حتت��اج �إىل �لتاأك��د م��ن‪ :‬تو�ف��ر �مل��و�د �ل�سحيح��ة‪ ،‬و�سح��ة �خلطط‪ ،‬ووج��ود �ملع��د�ت و�الأدو�ت �ملنا�س��بة‪ ،‬و�إمكانية ت�سنيع �ملنت��ج �سمن �لقيود‬
‫�ملالية و�لزمنية �ملحددة‪.‬‬
‫الرتكيب‬
‫‪Installation‬‬
‫يف حال��ة وج��ود �أنظم��ة �أو �أجه��زة معق��دة‪ ،‬يرتك��ز عم��ل مهند���س �لرتكيب��ات عل��ى‬
‫عملي��ات �لرتكي��ب و�لتثبي��ت و�الإعد�د‪ ،‬ب�سفتك مهند���س تركيبات �س��يكون عليك‬
‫�لقي��ام بعملي��ة تركي��ب �ملنت��ج و�لتاأك��د م��ن عمل��ه بالطريق��ة �ل�سحيح��ة باالإ�سافة‬
‫�إىل عمليات �ل�سيانة‪.‬‬
‫مراقبة ا‪‬ودة‬
‫‪Quality Control‬‬
‫ُتع� ُّد مر�قب��ة �جل��ودة �أو �سمانه��ا ج��ز ًء� مه ًم��ا م��ن دورة حي��اة �ملنت��ج �أو �لنظ��ام‪،‬‬
‫ويتم يف كل مرحلة من مر�حل تطوير �ملنتج �إجر�ء �لعديد من �لتجارب‪ .‬ب�سفتك‬
‫مهند���س مر�قبة �جلودة‪� ،‬س��تفح�س �ملو�د‪ ،‬وتتحقق من دقة �الأبعاد و�لقيا�س��ات‪،‬‬
‫وجت��ري �لتج��ارب �ملختلف��ة عل��ى �ملنتج يف ظروف خمتلفة و�أحيا ًنا قا�س��ية‪ ،‬وذلك‬
‫الختبار قدرته على �لتحمل ً‬
‫مثا‪.‬‬
‫�ست�ساعدك �ملر�قبة � ً‬
‫أي�سا على حتليل بيانات �ال�ستخد�م و�لتنبوؤ باالأخطاء حتى‬
‫بعد بيع �ملنتج‪ .‬وتُع ُّد مر�قبة �جلودة عملية مكلفة للغاية‪ ،‬كما وقد ت�س��تغرق وقتًا‬
‫طوي� ً�ا‪ ،‬ولك��ن م��ن ناحي��ة �أخ��رى فه��ي مفي��دة مال ًي��ا حي��ث �أن �ملوؤ�س�س��ة �لت��ي تويل‬
‫خا�س��ا مبر�قب��ة �جل��ودة توف��ر �مل��ال و�لوق��ت �ل��ازم الإج��ر�ء �لتعدي��ات‬
‫ً‬
‫�هتمام��ا ً‬
‫�أو �لت�سحيحات بعد بيع �ملنتج‪.‬‬
‫‪16‬‬
‫�ل�سكل ‪ :1.11‬من�سدة �لبحث و�لتطوير �خلا�سة باالإلكرتونيات‬
‫الت�صويق واملبيعات ‪Marketing and Sales‬‬
‫�س��و�ء كان يف �ملوؤ�س�س��ة ق�س��م للت�س��ويق �لد�خل��ي‪� ،‬أو مت��ت �ال�س��تعانة مب�س��ادر خارجي��ة‬
‫للت�س��ويق‪ ،‬ف�اإن �لتو��س��ل م��ع �الأق�س��ام �لهند�س��ية ُيع� ُّد �أم� ًر� بال��غ �الأهمي��ة للقي��ام بحم��ات‬
‫ت�سويق ومبيعات ناجحة‪� .‬ستُكلف ب�سرح �سفات �ملنتج و�ملز�يا �لتناف�سية ملخت�سي �لت�سويق‬
‫و�ملبيعات �لذين عليهم �سرح ذلك للم�ستهلكني‪.‬‬
‫الدعم الفني وخدمة العمالء ‪Customer Service and Support‬‬
‫ق��د يح��دث خل��ل مع��ني و�أعط��ال �أثن��اء ��س��تخد�م منت��ج �أو نظ��ام م��ا‪ ،‬كذل��ك توج��د �آالت‬
‫معق��دة حتت��اج �إىل عملي��ات �سيان��ة يف ف��رت�ت زمني��ة حم��ددة يف �لكث��ري م��ن �حل��االت‪.‬‬
‫مهند�س��ا لديه‬
‫�س��يحتاج �لعم��اء �إىل تو�ف��ر �لدع��م لت�س��خي�س �مل�س��كلة وحله��ا‪ .‬ب�سفت��ك‬
‫ً‬
‫معرف��ة عميق��ة باملنت��ج �أو بالنظ��ام نف�س��ه‪� ،‬س��تحتاج �إىل و�س��ع خط��ط الإج��ر�ء �ل�سيان��ة‬
‫�ملنا�س��بة و�لعم��ل مع �لفنيني �مل�س��رتكني يف ه��ذه �لعملية‪.‬‬
‫�سكل ‪ :1.12‬مهند�س كهربائي يعمل يف جمال �لطاقة �ملتجددة‬
‫التحديات امل�صتقبلية ‪Future Challenges‬‬
‫من �لتحديات �لرئي�س��ة �لتي �س��يتعر�س لها �ملهند�س��ون يف �ل�س��نو�ت �لقادمة وجود م�س��كات تتعلق بعدة جماالت‪ ،‬مما يتطلب �ملزيد من �لتفكري �الإبد�عي‬
‫و�لتعاون مع �الآخرين كما هو ّ‬
‫مو�سح يف �جلدول ‪� 1.1‬أدناه‪.‬‬
‫جدول ‪ :1.1‬التحديات امل�صتقبلية‬
‫التاأثري امللحوظ لتغريات‬
‫املناخ على الكرة االأر�صية‬
‫يف العقود االأخرية‪.‬‬
‫يهدد ارتفاع درجات احلرارة وت�ساعد م�ستويات �سطح البحر يف املدن ال�ساحلية باإعاقة �سبكات النقل‪� .‬سيحتاج املهند�سون‬
‫اإىل العم��ل عل��ى اإيج��اد احلل��ول الت��ي حت��د م��ن ارتف��اع درج��ات احل��رارة وتق �دِّم للمجتم��ع االأدوات الالزم��ة للتكي��ف م��ع‬
‫الظروف املتغرية‪.‬‬
‫املوارد الطبيعية لي�صت‬
‫دائمة‪.‬‬
‫لق��د اأثب��ت ا�س��تخدام م��وارد الطاق��ة املتج��ددة فعاليت��ه‪ ،‬وحقق��ت بع�س البلدان اإجنازات كبرية يف حتويل ا�س��تهالك الطاقة‬
‫اإىل م�سادر الطاقة املتجددة‪ .‬يحتاج املهند�سون اإىل ابتكار اأنظمة موفرة للطاقة وتو�سيع ال ُبنى التحتية للطاقة املتجددة‪.‬‬
‫توؤدي هذه احللول اإىل تقليل االنبعاثات‪ ،‬وت�ساهم يف احلد من اآثار تغري املناخ‪.‬‬
‫اأ�صبح املجتمع احلديث‬
‫عر�صة لالأوبئة التي توؤثر‬
‫على جميع جوانب احلياة‪.‬‬
‫يج��ب ن�س��ر وح��دات الرعاي��ة الطبي��ة املجه��زة للتعام��ل م��ع كاف��ة االحتم��االت‪ ،‬كم��ا يج��ب اأن ت�س��اعد االأجه��زة املختربي��ة يف‬
‫تطوير لقاحات جديدة‪ ،‬ويتعني على املهند�سني اإيجاد حلول ناجحة لكال االأمرين‪.‬‬
‫تاأمني الف�صاء ال�صيرباين‬
‫وحماية اخل�صو�صية‪.‬‬
‫ترتاب��ط جمي��ع التطبيق��ات احلديث��ة م ًع��ا و ُت�س��كل اأنظم��ة تب��ادل للبيان��ات الهام��ة وال�س��رية‪ .‬ويحت��اج مهند�س��و احلا�س��ب‬
‫وال�سبكات والربجميات اإىل التاأكد من اأن هذه االأنظمة اآمنة ولي�ست عر�سة لقرا�سنة االإنرتنت‪.‬‬
‫نق�ص الغذاء ب�صبب‬
‫الزيادة ال�صكانية‪.‬‬
‫يتزايد عدد �س��كان العامل ّ‬
‫باطراد‪ ،‬مما يُربز احلاجة اإىل توفري كميات اإ�سافية من املواد الغذائية بتكلفة معقولة‪ .‬يجب‬
‫اأن ي�س��اهم املهند�س��ون الكيميائي��ون يف حت�س��ني عملي��ات اإنت��اج االأغذي��ة ومعاجلته��ا و�سم��ان توف��ري اإم��دادات غذائي��ة كافي��ة‬
‫جلميع البلدان‪.‬‬
‫الرعاية ال�صحية وتوفرها‬
‫للجميع‪.‬‬
‫بينم��ا يرتف��ع متو�س��ط عم��ر الب�س��ر ت��زداد تكلف��ة ع��الج العدي��د م��ن االأمرا���س‪ ،‬مم��ا ي�وؤدي اإىل اإح��داث خل��ل يف الو�س��ول اإىل‬
‫الرعاي��ة ال�سحي��ة الالزم��ة يف الوق��ت املنا�س��ب‪ ،‬ولذل��ك يت��وىل املهند�س��ون اخ��رتاع املع��دات والعالج��ات الطبي��ة وتطويره��ا‬
‫لتوفري رعاية �سحية يف متناول جميع االأ�سخا�س بغ�س النظر عن اأو�ساعهم االجتماعية‪ ،‬وقدراتهم املالية‪.‬‬
‫‪17‬‬
‫اأهمية الهند�صة‬
‫‪The Importance of Engineering‬‬
‫اإيجاد حلول للم�صكالت من خالل الهند�صة‬
‫‪Problem Solving with Engineering‬‬
‫حتي��ط ب��ك �لتحدي��ات م��ن كل م��كان‪ ،‬فالتغ��ري�ت �لبيئي��ة و�الجتماعي��ة حت��دث ب�س��كل �أ�س��رع م��ن �أي وق��ت م�س��ى‪ .‬تغط��ي �مله��ن �ملختلف��ة يف جم��ال �لهند�س��ة‬
‫جمموع��ة و��س��عة م��ن �لتخ�س�س��ات‪ ،‬ويحت��اج �ملهند�س��ون �إىل �لعم��ل ب�س��ورة تعاوني��ة للو�س��ول �إىل حلول ُمثلى للم�س��كات �ملعقدة‪ .‬وعلى م��د�ر �لتاريخ‪� ،‬أدى‬
‫ظهور �مل�سكات و�لتحديات �لكربى �إىل حدوث تقدم يف �لعلوم و�لتقنية‪ ،‬فكانت �لهند�سة هي �لركيزة �لتي وفرت �حللول لتلك �مل�سكات‪.‬‬
‫تُع ُّد در��سة �لهند�سة و�لتخ�س�س بها �سب ًبا يف �إيجاد �أ�سخا�س قادرين على �لتاأثري ب�سكل �إيجابي على �ملجتمعات و�لدول و�ملجتمع �لعاملي‪.‬‬
‫حت�صني جودة احلياة من خالل الهند�صة‬
‫‪Improving Quality of Life with Engineering‬‬
‫حت�سنت جودة �حلياة منذ بدء �لب�سر يف ��ستخد�م �لهند�سة حلل �مل�سكات �لب�سيطة و�ملعقدة‪.‬‬
‫وم��ع ذل��ك‪ ،‬فق��د تباي��ن مع��دل �لتق��دم عل��ى مر �لع�س��ور‪� .‬أدى ظهور �الإنرتنت يف �ل�س��نو�ت �لثاثني �ملا�سية و�لتعاون �لعاملي بني �لعلماء و�ملهند�س��ني وتبادل‬
‫�ملعرفة �لو��سعة �إىل زيادة وترية �لبحث و�لتطوير وبالتايل ظهرت �ملزيد من �الخرت�عات �جلديدة‪.‬‬
‫ال ميكن ً‬
‫مثا ل�س��خ�س عا���س قبل ‪ 100‬عام من �الآن �أن يتخيل نوعية حياة �لب�س��ر �الآن‪� .‬س��محت و�س��ائل �لنقل �حلديثة للنا���س باحلركة بحرية و�س��رعة يف‬
‫جمي��ع �أنح��اء �لع��امل‪ ،‬فالرحل��ة �لت��ي كان��ت ت�س��تغرق �أ�س��ابي َع �أو �أ�س��ه ًر� تكتم��ل �الآن يف ب�س��ع �س��اعات‪ ،‬وكم��ا �أ�سح��ى باالإم��كان �أن يعي���س �لنا���س يف �لدول ذ�ت‬
‫�ل�ستاء �لقار�س �أو �ل�سيف �حلار مع ظروف كانت غري مو�تية يف �ملا�سي و�أ�سبح ممك ًنا �لتغلب على هذه �لظروف بو��سطة �أجهزة �لتدفئة و�لتكييف‪.‬‬
‫ميك��ن للب�س��ر �لتو��س��ل م��ع بع�سه��م م��ن �أي م��كان يف �لع��امل م��ن خ��ال تطبيقات �لدرد�س��ة �أو مكاملات �لفيدي��و‪ ،‬و�أ�سبح من �ملمكن �لعم��ل عن ُبعد من خال‬
‫تطبيقات موؤمتر�ت �لفيديو �ملتقدمة‪ ،‬مما �أحدث تطو ًر� ً‬
‫هائا يف بيئة �لعمل‪.‬‬
‫ميك��ن �لق��ول � ً‬
‫أي�س��ا �أن �لتقني��ات �حليوي��ة �لت��ي �س��اهمت يف �إنت��اج �ملزي��د من �حلبوب و�ملنتجات �لغذ�ئية �الأخرى �س��اهمت ب�س��كل ملحوظ يف �لق�ساء ب�س��كل‬
‫�س��به كام��ل عل��ى ظاه��رة �ملجاع��ات ح��ول �لع��امل‪ .‬و�س��اهمت �الأجه��زة �لطبية �حلديثة وتقنية �لط��ب �الإلكرتوين و�لطب عن ُبعد يف �إنق��اذ �ملزيد من �الأرو�ح‪.‬‬
‫�إن جودة �حلياة تتح�سن با�ستمر�ر مع �أحدث �لتطور�ت �لتقنية �ملوجودة و�مل�ستقبلية‪.‬‬
‫�سكل ‪ :1.13‬حافلة كهربائية �سغرية‬
‫‪18‬‬
‫اأهمية املهن املتعلقة باحلو�صبة ‪The Importance of Jobs Related to Computing‬‬
‫�أدت �لتطور�ت �لتقنية يف �حلو�س��بة �إىل ن�س��وء �لعديد من �ملهن �ملتعلقة بالهند�س��ة و�حلو��س��يب و�س��بكاتها‪ .‬وتنبع �أهمية هذه �ملهن لكرة ��س��تخد�م �أجهزة‬
‫�حلا�سب يف كل نو�حي �حلياة‪.‬‬
‫�سيوعا و�ملتعلقة باحلا�سب هي‪:‬‬
‫بع�س �ملهن �لهند�سية �الأكر ً‬
‫مهند�س �ت�ساالت‪.‬‬
‫مهند�س �لبرمجيات‪.‬‬
‫مهند�س �إنترنت �الأ�سياء‪.‬‬
‫مهند�س �الأمن �ل�سيبر�ني‪.‬‬
‫م�سمم �لنظم‪.‬‬
‫م�سوؤول قاعدة �لبيانات‪.‬‬
‫مهند�س �لنظم‪.‬‬
‫مهند�س �لدعم �لفني‪.‬‬
‫و ت�سري بع�س هذه �ملهن �إىل �لعمل مع �أجز�ء �أجهزة �حلا�سب‪ ،‬وي�سري �لبع�س �الآخر �إىل �لعمل مع �لربجميات‪ ،‬ولكن جميعها تتطلب توفر مهار�ت وعقلية‬
‫�ملهند�س‪.‬‬
‫الفرق بني مهند�ص احلا�صب ومهند�ص الربجميات ‪Computer Engineer versus Software Engineer‬‬
‫هن��اك �عتق��اد ب�اأن م�س��مى مهند���س �حلا�س��ب ومهند���س �لربجمي��ات مرت�دف��ان‪ ،‬وق��د يك��ون هن��اك �أ�سا���س ُم�س��رتك يف در��س��ة �أحد هذي��ن �لتخ�س�سني من‬
‫حيث �ملفاهيم �الأ�سا�سية لعلم �حلا�سب‪ ،‬ولكن �لدور �لذي يقوم به ك ٌّل منهما خمتلف عند �لتطبيق‪.‬‬
‫مهند�س احلا�سب‪:‬‬
‫يرك��ز ب�س��كل �أ�سا�س��ي عل��ى ت�سمي��م‬
‫�الأجه��زة‪ ،‬وتخطي��ط �لبني��ة �لتحتي��ة‬
‫للحا�سب وعمليات �الت�سال‪.‬‬
‫مهند�س الربجميات‪:‬‬
‫ُيكل��ف بتطوي��ر وتنفي��ذ من�س��ات �لعمل‬
‫و�لتطبيقات �لربجمية‪.‬‬
‫�ل�سكل ‪ :1.14‬مهند�سة برجميات‬
‫‪19‬‬
‫مترينات‬
‫‪1‬‬
‫حدد اجلملة ال�سحيحة واجلملة اخلاطئة فيما يلي‪:‬‬
‫‪� .1‬لهند�سة هي تطبيق �لعلم يف حل �مل�سكات‪.‬‬
‫‪ .2‬تعتمد �لهند�س��ة على مبد�أ ��س��تخد�م �لريا�سيات و�لعلوم و�لتفكري �الإبد�عي يف �إيجاد حلول للم�س��كات‬
‫�ملعقدة متعددة �لتخ�س�سات‪.‬‬
‫‪� .3‬عتُربت �لهند�سة جز ًء� من حياة �الإن�سان منذ �خرت�ع �لزر�عة‪.‬‬
‫‪ .4‬متثلت �الخرت�عات �الأربعة �لكربى يف �خرت�ع �لبو�سلة‪ ،‬و�سناعة �لورق‪ ،‬و�لطباعة‪ ،‬و�حلا�سب‪.‬‬
‫‪ .5‬تو�جه �الأجيال �لقادمة ً‬
‫بع�سا من �أهم �لتحديات مثل �لتغري �ملناخي و�أزمة �لطاقة و�لتعر�س لاأوبئة‪.‬‬
‫‪ .6‬هند�سة �ملو�د هي �أحد جماالت �لهند�سة �مليكانيكية‪.‬‬
‫‪ .7‬هند�سة �لطاقة هي �أحد جماالت �لهند�سة �لكهربائية‪.‬‬
‫‪ .8‬يتع��ني عل��ى �ملهند���س يف ق�س��م �لت�سمي��م �إنت��اج خمطط��ات ومن��اذج �أولي��ة م�سنوع��ة با�س��تخد�م �أدو�ت‬
‫�لت�سميم مب�ساعدة �حلا�سب و�ملحاكاة‪.‬‬
‫‪ُ .9‬تع� ُّد مر�قب��ة �جل��ودة عملي��ة مكلف��ة وت�س��تغرق وق ًت��ا طوي� ً�ا‪ ،‬لكنه��ا مفي��دة م��ن �لناحي��ة �ملالي��ة الأنه��ا توف��ر‬
‫�ملال و�لوقت �مل�ستغرق يف �إجر�ء �لتعديات و�الإ�ساحات بعد بيع �ملنتج‪.‬‬
‫‪ .10‬تُع ُّد وظيفة م�سوؤول قاعدة �لبيانات مهنة هند�سية مرتبطة باحلا�سوب‪.‬‬
‫‪20‬‬
‫�سحيحة‬
‫خاطئة‬
‫ِّ‬
‫و�سح املق�سود مب�سطلح الهند�سة‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫‪�ِ 3‬سف وقارن بني املجاالت املتعددة للهند�سة الكهربائية‪.‬‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫‪21‬‬
‫ً‬
‫جدوال بالتحديات الرئي�سة التي �سيواجهها املهند�سون يف ال�سنوات القادمة‪.‬‬
‫‪ 4‬اأن�سئ‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪ 5‬م��ا م��دى تاأث��ري الع�س��ر االإ�س��المي الذهب��ي عل��ى تط��ور عل��م الهند�س��ة؟ ابح��ث يف االإنرتن��ت ع��ن معلوم��ات ح��ول‬
‫اخرتاع طواحني الهواء االأفقية يف تلك ا ُ‬
‫حلقبة الزمنية‪.‬‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪ 6‬مم��ا تعلمت��ه �س��اب ًقا‪ ،‬اذك��ر ث��الث مه��ن معر�س��ة لالختف��اء يف ال�س��نوات القليل��ة القادم��ة‪ ،‬واذك��ر ث��الث مه��ن تعتق��د‬
‫باأنه��ا اأك��ر اأهمي��ة منه��ا‪.‬‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪22‬‬
‫‪ 7‬م��ا التحدي��ات امل�س��تقبلية املُلح��ة الت��ي �س��يواجهها الع��امل يف اعتق��ادك؟ وم��ا امله��ن الهند�س��ية الت��ي تعتقد باأنها قادرة‬
‫عل��ى التغل��ب عليه��ا؟ ابح��ث يف االإنرتن��ت ع��ن اجلامع��ات الت��ي توف��ر ه��ذا التخ�س���س يف جم��ال الهند�س��ة‪ ،‬وكذل��ك يف‬
‫جمال الدرا�سات العليا‪.‬‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪ 8‬ا�س��رح دور روؤي��ة اململك��ة العربي��ة ال�س��عودية ‪ 2030‬يف اإيج��اد حل��ول للتحدي��ات العاملي��ة؟ وكي��ف ميك��ن للمهند�س��ني‬
‫ال�سعوديني تقدمي روؤى اأف�سل للمجتمع؟‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪23‬‬
‫امل�صرو‪‬‬
‫‪24‬‬
‫‪1‬‬
‫افرت���س �أن��ك بحاج��ة �إىل �تخ��اذ ق��ر�ر ب�س�اأن �ختي��ار �أح��د تخ�س�س��ات �لهند�س��ة �ل��ذي ترغ��ب يف �اللتح��اق ب��ه‪.‬‬
‫باال�ستعانة مب�سادر �ملعلومات قم بالبحث حول تاريخ هذ� �لتخ�س�س ومدى �حلاجة �إليه يف �لوقت �حلا�سر‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫ب�سكل اأكر حتديدًا‪ ،‬عليك �الإجابة عن �أ�سئلة مثل‪:‬‬
‫ ما �حلدث �أو �البتكار �لذي �أثار ف�سولك الختيار هذ� �ملجال �لهند�سي‪‬‬‫‪ -‬كيف ميكن لهذ� �ملجال �لهند�سي �أن يتطور‪‬‬
‫‪3‬‬
‫اأن�س��ئ ً‬
‫عر�س��ا تقدمي ًي��ا با�س��تخد�م مايكرو�س��وفت باوربوين��ت (‪ُ )Microso� PowerPoint‬مدع ًم��ا باملعلوم��ات‬
‫�لتي ح�سلت عليها لعر�س �ملجال �لهند�سي �لذي �خرتته‪.‬‬
‫ماذا تع ّلمت‬
‫م�سطلح الهند�سة‪.‬‬
‫تاريخ الهند�سة املختلفة وجماالتها‪.‬‬
‫فر�س العمل واأغرا�س الهند�سة وحتدياتها‪.‬‬
‫حت�سني احلياة واأهمية الوظائف املتعلقة باحلا�سب‪.‬‬
‫الفرق بني مهند�س احلا�سب ومهند�س الربجميات‪.‬‬
‫الم�صطلحات الرئي�صة‬
‫هند�سة االآالت الدقيقة‬
‫والتحكم‬
‫هند�سة الت�سنيع‬
‫هند�سة املواد‬
‫الهند�سة امليكانيكية‬
‫‪Instrumentation‬‬
‫‪Engineering‬‬
‫‪Manufacturing Engineering‬‬
‫‪Materials Engineering‬‬
‫‪Mechanical Engineering‬‬
‫هند�سة البلديات‬
‫‪Municipal Engineering‬‬
‫الهند�سة ال�سوتية‬
‫‪Acoustical Engineering‬‬
‫هند�سة الطريان‬
‫‪Aerospace Engineering‬‬
‫الهند�سة املعمارية‬
‫‪Architectural Engineering‬‬
‫هند�سة املركبات‬
‫‪Automotive Engineering‬‬
‫الهند�سة الكيميائية‬
‫‪Chemical Engineering‬‬
‫الهند�سة النووية‬
‫‪Nuclear Engineering‬‬
‫الهند�سة املدنية‬
‫‪Civil Engineering‬‬
‫هند�سة الطاقة‬
‫‪Power Engineering‬‬
‫هند�سة احلا�سب‬
‫‪Computer Engineering‬‬
‫هند�سة العمليات‬
‫‪Process Engineering‬‬
‫هند�سة الت�سييد والبناء‬
‫هند�سة الربجميات‬
‫‪Software Engineering‬‬
‫الهند�سة الكهربائية‬
‫هند�سة االت�ساالت‬
‫‪Telecommunications‬‬
‫‪Engineering‬‬
‫هند�سة االإلكرتونيات‬
‫هند�سة النقل‬
‫‪Transportation Engineering‬‬
‫الهند�سة البيئية‬
‫الهند�سة ال�سناعية‬
‫‪Construction Engineering‬‬
‫‪Electrical Engineering‬‬
‫‪Electronics Engineering‬‬
‫‪Environmental Engineering‬‬
‫‪Industrial Engineering‬‬
‫‪25‬‬
‫‪� .2‬له‪‬د�صة �لكهربائية‬
‫�ص‪‬يتعر‪� ‬لطال‪ ‬يف ‪� ‬لوح‪‬دة عل‪‬ى �أ�صا�ص‪‬يات �لدو�ئ‪‬ر‬
‫ّ‬
‫‪‬‬
‫‪‬يتعر‪� ‬أي‪‬ص‪‬ا عل‪‬ى �إلأن‪‬و�‪� ‬ملختل‪‬ة للدو�ئ‪‬ر‬
‫�لكهربائي‪‬ة‪ .‬و�ص‪ّ ‬‬
‫�لكهربائي‪‬ة‪ .‬وختا ‪‬م‪‬ا‪� ‬صي�ص‪‬تخدم �لطال‪� ‬أح‪‬د بر�م‪‬ج حم‪‬اكاة‬
‫�لدو�ئ‪‬ر �لكهربائي‪‬ة ل‪‬ه‪‬م �‪‬لي‪‬ة عم‪‬ل ‪� ‬لدو�ئ‪‬ر‪.‬‬
‫�أ‪‬د�‪� ‬لتع ‪‬لم‬
‫ب‪‬هاية ‪� ‬لوحدة �صيكون �لطال‪ ‬قاد ‪‬ر� على �أن‪‬‬
‫ي�صف �‪�‬صائ�س �إلأ�صا�صية للدو�ئر ووحد�ت �لقيا�س‬
‫�لكهربائية �ملختل‪‬ة‪.‬‬
‫‪ ‬يز بني �لتيار �لكهربائي �مل�صتمر و�ملرتدد‪.‬‬
‫يط ‪‬بق قانون �أوم على �لدو�ئر �لكهربائية‪.‬‬
‫يتعر‪ ‬على ‪‬رق تو�صيل �ملقاومات يف د�ئرة كهربائية‪.‬‬
‫ّ‬
‫ي�صمم �لدو�ئر �لكهربائية‪.‬‬
‫يحاكي �لدو�ئر �لكهربائية با�صتخد�م برنامج ملتي‬
‫�صيم إليف (‪.)Multisim Live‬‬
‫�إلأدو�ت‬
‫برنامج ملتي �صيم إليف (‪)Multisim Live‬‬
‫‪26‬‬
‫�لدر�س �إلأو‪‬‬
‫�لد�ئرة �لكهربائية‬
‫�أ�صا�صيات �لكهربا‪‬‬
‫‪The basics of Electricity‬‬
‫�ش��تتعرف يف ه��ذا الدر���ض عل��ى بع���ض املفاهي��م األأ�شا�ش��ية امل�ش��تخدمة‬
‫يف ت�شميم الدوائر الكهربائية‪ ،‬ودرا�شة و‪‬ائفها‪.‬‬
‫�لتيار �لكهربائي‬
‫‪Current‬‬
‫يتكون التيار الكهربائي يف املو�شالت املعدنية نتيجة �شريان �ألإلكرتون�ت‬
‫)‪ ،)electrons - e⁻‬وهي ج�شيمات �ش‪‬ة جدً ا حتمل �شحنة كهربائية‬
‫�شالبة ( ‪ ،) -‬ويتحر‪ ‬التيار الكهربائي ب�شرعة عالية جدً ا‪.‬‬
‫�إلأمب‪‬‬
‫‪Amperes‬‬
‫ابتك��ر �أندري��ه م���ري �أمب��ر (‪ )André-Marie Ampère‬ه��ذا املفه��وم ملعرف��ة‬
‫عدد األإلكرونات املارة عرب نقطة يف الدائرة يف وحدة زمنية واحدة‪ ،‬واأُطلق على‬
‫هذا املفهوم ا�شم التيار الكهربائي‪ ،‬اأو �سدة �لتي�ر (‪،Intensity of current - I‬‬
‫ويق����ض بوح��دة �ألأمب��ر (‪.)A‬‬
‫حي‪� 1 ‬أمبر = ‪ 1‬كولوم ‪ 1 ‬ث�نية‪.‬‬
‫‪1 coulomb‬‬
‫‪1 second‬‬
‫= ‪1Α‬‬
‫فرق �جلهد ‪Voltage‬‬
‫‪1 joule‬‬
‫= ‪1V‬‬
‫‪1 coulomb‬‬
‫لك��ي يتح��ر‪ ‬التي��ار الكهربائ��ي يف دائ��رة‪ ،‬يحت��ا‪ ‬اإىل وج��ود ف��رق مو�سع��ي ُيدع��ى ف��رق �جله��د‬
‫(‪ِّ .)voltage - V‬‬
‫يو�شح لنا فرق اجلهد مقدار الطاقة امل�ش��تخدمة لتحريك واحد كولوم من ال�ش��حنة‬
‫الكهربائي��ة داخ��ل الدائ��رة‪ .‬حي��‪ ‬اأن ‪ 1‬فول��ت = ‪ 1‬ج��ول ‪ 1 ‬كول��وم‪.‬‬
‫ملحة �صريعة‬
‫فرق اجلهد هو وحدة قيا�ض اجلهد الكهربائي‪ ،‬ويقا�ض بالفول‪ ،V ‬و ُي�شار اإىل ‪ 1‬فول‪‬‬
‫بالرمز ‪ 1V‬والذي ي�ش‪ ‬اإىل اأن تيا ًرا كهربائ ًيا قدره ‪ 1‬اأمب‪ )1A( ‬مير عرب مقاومة ‪ 1‬اأوم (‪.)Ω‬‬
‫‪27‬‬
‫‪‬دو‪� :2.1 ‬لكميات �لكهربائية‬
‫تُ�شنع مكونات الدائرة الكهربائية من مواد‬
‫جتعل من حركة األإلكرونات �شهلة‪ ،‬اأي اأنها‬
‫ت�شمح للتيار الكهربائي باملرور من خاللها‪،‬‬
‫و ُيطلق على هذه املواد ا�شم املو�شالت‪ ،‬ومن‬
‫اأم‪‬لتها‪ ،‬املعادن‪.‬‬
‫�لكمية �ل‪‬يزيائية‬
‫وحدة �لقيا�س‬
‫الطاقة الكهربائية‬
‫جول (‪)J‬‬
‫ال�شحنة الكهربائية‬
‫كولوم (‪)C‬‬
‫التيار الكهربائي‬
‫�أمبر (‪)A‬‬
‫اجلهد الكهربائي‬
‫فولت (‪)V‬‬
‫املقاومة الكهربائية‬
‫�أوم (‪)Ω‬‬
‫القدرة الكهربائية‬
‫و�ط (‪)W‬‬
‫�ملكونات �إلأ�صا�صية للد�ئرة �لكهربائية‬
‫‪Core Hardware Components of an Electrical Circuit‬‬
‫م�صدر �لطاقة ‪Power Source‬‬
‫ميكن حتقيق فرق اجلهد بن نقطتن يف الدائرة الكهربائية من خالل م�شدر الطاقة‪ .‬ويعمل امل�شدر‬
‫على نقل األإلكرونات من نقطة يف الدائرة اإىل اأخر‪ ،‬ثم ُين�ش‪ ‬قطبن اأحدهما موجب‪ +‬ي�شتقطب‬
‫األإلكرونات واألآخر �شالب ‪ُ ‬ي�شدرها ‪.‬‬
‫يج��ب حتقي��ق األت��زان يف كمي��ات األإلكرون��ات داخ��ل الدائ��رة‪ ،‬ويتحق��ق ذل��ك ب�ش��حب األإلكرون��ات م��ن‬
‫القط��ب ال�ش��الب ‪ ‬اإىل القط��ب املوج��ب ‪�� ،+‬ا يو ِّل��د الطاقة الكهربائية‪.‬‬
‫�لتيار �ملرتدد‬
‫و�لتيار �مل�صتمر )‪Direct Current (DC‬‬
‫)‪Alternating Current (AC‬‬
‫يف م�ش��در اجله��د يتح��ر‪� ‬لتي���ر �لكهرب�ئ��ي �مل�س��تمر (‪ )DC‬باجت��اه ثاب��‪ ‬م��ن القط��ب ال�ش��الب اإىل‬
‫القطب املوجب‪ ،‬واأما يف حالة �لتي�ر �لكهرب�ئي �ملرتدد (‪ )AC‬فيتحر‪ ‬التيار الكهربائي باجتاه متناوب‬
‫ذها ًبا واإيا ًبا بن القطبن‪.‬‬
‫ويتدف��ق �لتي���ر �مل�س��تمر ع��اد ًة بجه��د منخف���ض‪ ،‬وتتح��ر‪ ‬األإلكرون��ات م��ن القط��ب ال�ش��الب ‪ ‬اإىل‬
‫القط��ب املوج��ب ‪ ،+‬ولك��ن ا‪‬رك��ة التقليدي��ة للتي��ار تك��ون م��ن املوج��ب ‪ +‬اإىل ال�ش��الب ‪.‬‬
‫ت�ش��تخدم �ش��بكة توزي��ع الكهرب��ا‪ ‬يف املُ��دن تي��ا ًرا م��رددًا ع��ايل اجله��د يف اأعم��ال األإ�ش��ا‪‬ة وت�ش��‪‬يل‬
‫األأجه��زة املنزلي��ة‪ ،‬ولك��ن حتت��ا‪ ‬األأجه��زة الكهربائي��ة م‪��‬ل اأجه��زة ا‪‬ا�ش��ب والهواتف الذكي��ة اإىل تيار‬
‫م�ش��تمر منخف���ض اجله��د‪ ،‬ولذل��ك تُ�ش��تخدم م��زودات الطاق��ة لتحوي��ل التي��ار امل��ردد اإىل تي��ار م�ش��تمر‬
‫منخف���ض اجله��د‪.‬‬
‫مزود �لط�قة‬
‫‪28‬‬
‫ق‪‬د يك‪‬ون م�ص‪‬در �لطاق‪‬ة‬
‫بطاري‪‬ة �أو مول‪‬د‪ � ‬كهربائ ‪‬ي‪‬ا‪.‬‬
‫�ملقاومة �لكهربائية‬
‫‪Resistor‬‬
‫وكم��ا ‪ ��‬األإ�ش��ارة م�ش��ب ًقا‪ ،‬ف�اإن التي��ار الكهربائ��ي ه��و بب�ش��اطة عب��ارة‬
‫ع��ن حرك��ة األإلكرون��ات داخل مو�ش��ل كهربائي‪.‬‬
‫وكم��ا ي��دل ا�ش��مها‪ ،‬ف �اإن املقاوم��ة الكهربائي��ة (‪ )R‬تق��اوم حرك��ة‬
‫األإلكرونات‪ ،‬فهي أل توقف حركتها‪ ،‬ولكنها تُبطئها فق‪ .‬وكلما حترك‪‬‬
‫األإلكرون��ات ب�ش��كل اأ�ش��رع ازدادت كمي��ة التي��ار امل��ار يف الدائ��رة‪.‬‬
‫ج��ز‪ ‬م��ن الطاق��ة الت��ي حتمله��ا األإلكرون��ات يتح��ول اإىل طاق��ة حراري��ة‬
‫عن��د مروره��ا باملقاومة‪.‬‬
‫تُقا���ض املقاوم��ة الكهربائي��ة بوح��دة �ألأوم ويرم��ز له��ا بالرم��ز (‪)Ω‬‬
‫والتي ترتب‪ ‬بالتيار واجلهد‪ .‬لذلك فاإن ‪ 1‬اأوم مي‪‬ل قيمة مقاومة‬
‫الدائرة الكهربائية عند تطبيق ‪ 1‬فول‪ ‬على الدائرة بوا�شطة تيار‬
‫كهربائ��ي ق��دره ‪ 1‬اأمب��‪ .‬حي��‪ 1 ‬اأوم = ‪ 1‬فول��‪ 1  ‬اأمب��‪.‬‬
‫‪1V‬‬
‫‪1A‬‬
‫= ‪1Ω‬‬
‫�شكل ‪� :2.1‬شورة حقيقية للمقاومة‬
‫�إذ� ‪‬و‪‬دت مقاومت‪‬ان �أو �أك‪‬‬
‫يف �لد�ئ‪‬رة‪ ‬يت‪‬م ت�ص‪‬ميتها عل‪‬ى‬
‫�لرتتي‪ R1 ‬و ‪ R2‬و ‪.R3‬‬
‫�مل‪‬تا‪‬‬
‫‪Switch‬‬
‫ُي�ش��تخدم مفت��ا‪ ‬اأو قاط��ع كهربائ��ي يف كل‬
‫دائ��رة للتحك��م به��ا ب�ش��رف الن‪‬ر اإن كان بها‬
‫طاق��ة كهربائي��ة اأم أل‪.‬‬
‫ق�طع كهرب�ئي‬
‫�شكل ‪ :2.2‬اأنواع خمتلفة من املفاتيح وقواطع الدوائر‬
‫معلومة‬
‫ُي�شار اإىل املقاومة با‪‬رف اليوناين �أوميغ� (‪ ، )Ω‬وتقا�ض قيمتها‬
‫بوحدة األأوم‪ ،‬و كلما زادت قيمة األأوم‪ ،‬زادت قيمة املقاومة‪.‬‬
‫‪29‬‬
‫�أدو�ت قي��ض �لكمي�ت �لكهرب�ئية‬
‫ُ‬
‫اخرع��‪ ‬العدي��د م��ن األأدوات ا‪‬ا�ش��ة لقيا���ض الكمي��ات الكهربائي��ة‬
‫لت��زود‪ ‬بن‪��‬رة �ش��املة حول الدائ��رة الكهربائية‪ ،‬ومن هذه األأجهزة‪:‬‬
‫●‬
‫�لفولتمي��رت (‪: )Voltmeter‬جه��از قيا���ض ف��رق اجله��د ويت��م تو�شيله‬
‫بالتوازي مع املو�شل ليقي�ض فرق اجلهد عرب طرفيه‪.‬‬
‫●‬
‫�ألأمي��رت (‪ :)Ammeter‬جه��از قيا���ض �ش��دة التي��ار ويت��م تو�شيل��ه عل��ى‬
‫التوايل مع املو�شل ليقي�ض �شدة التيار املار خالله‪.‬‬
‫●‬
‫�ألأومي��رت (‪ :)Ohmmeter‬جه��از قيا���ض املقاوم��ة ويقي���ض مقاوم��ة‬
‫املو�شل‪.‬‬
‫●‬
‫�مللتمي��رت(‪ :)Mul�meter‬جه��از قيا���ض متع��دد امله��ام ميك��ن‬
‫ا�ش��تخدامه لقيا���ض ف��رق اجله��د والتي��ار واملقاوم��ة‪.‬‬
‫�شكل ‪ :2.3‬جهاز ملتمير حقيقي‬
‫�مللتمي‪‬رت ‪‬و ‪‬ه‪‬از ‪‬ك‪ ‬قيا�‪‬س قي‪‬م �لتي‪‬ار‬
‫وف‪‬رق �جله‪‬د و�ملقاوم‪‬ة يف �أ‪‬ز�‪ ‬تل‪‬ة م‪‬‬
‫�لد�ئ‪‬رة �لكهربائي‪‬ة‪ ‬و ‪‬ي�ص‪‬تخدم ب‪‬ص‪‬كل �أ�صا�ص‪‬ي‬
‫لت‪‬ص‪‬خي�س �إلأخط‪‬ا‪ ‬و�كت‪‬ص‪‬افها‪.‬‬
‫يُع ّد �لم�سب�ح‬
‫�لكهرب�ئي مق�ومة‪.‬‬
‫مكونات �لد�ئرة �لكهربائية‬
‫‪Electrical Circuit Components‬‬
‫قبل اإن�شائك اأول دائرة كهربائية‪� ،‬شتتعرف على املكونات األأ�شا�شية املطلوبة‪:‬‬
‫�ملكونات‬
‫�لكهربائية‬
‫م�سدر �لط�قة‬
‫�لرموز‬
‫�لكهربائية‬
‫‪30‬‬
‫�ملفت�ح‬
‫�ملق�ومة‬
‫�إلألو�ن �ملو‪‬ودة على �ملقاومة‬
‫‪What the Colors on a Resistor Mean‬‬
‫ت�ش��تخدم املقاوم��ات ال‪‬ابت��ة قواع��د ترمي��ز األأل��وان القيا�ش��ي يف نطاق��ات ب‪‬ر���ض ‪‬يي��ز‬
‫ا‪�‬شائ���ض األأ�شا�ش��ية للمقاوم��ة ب�شر ًي��ا‪ِّ ،‬‬
‫ويو�ش��ح ع��دد نطاق��ات األأل��وان املوج��ودة عل��ى املقاوم��ة‬
‫م��ا اإذا كان��‪ ‬املقاوم��ة قيا�ش��ية‪ ،‬اأو مقاوم��ة عالي��ة الدق��ة‪ .‬وي�ش��‪ ‬وج��ود خم�ش��ة نطاق��ات للمقاوم��ة‬
‫اإىل اأنه��ا عالي��ة الدق��ة‪ ،‬وله��ا اأربع��ة نطاق��ات للدق��ة ول��ون اإ�ش��ايف ي��دل عل��ى �ملع�م��ل �‪��‬ر�ري‬
‫(‪ ،)Temperature coefficient‬بينم��ا تعن��ي املقاوم��ة ذات ال�ش��‪ ‬نطاق��ات اأنه��ا ذات خم�ش��ة‬
‫نطاق��ات م��ع ل��ون اإ�ش��ايف ي��دل عل��ى املعام��ل ا‪��‬راري‪.‬‬
‫كيفية فك ترميز نط�ق�ت �ملق�ومة قي��سية �لدقة‪:‬‬
‫● ي�ش‪ ‬النطاق األأول وال‪‬اين وال‪‬ال‪ ‬والرابع اإىل قيمة املقاومة‪.‬‬
‫● ي�ش��‪ ‬النط��اق ا‪‬ام���ض اإىل ن�ش��بة �لتف���وت (‪ )Tolerance‬يف املقاوم��ة م��ع خط�اأ قيا���ض معياري‬
‫يف حدود ‪ 5%‬اإىل ‪ 10%‬من قيمة التفاوت ا‪‬قيقي للمقاومة‪.‬‬
‫ويف ال�شكل اأدناه ميكنك التعرف اأك‪ ‬على الرميز اللوين للمقاومة‪:‬‬
‫اللون‬
‫األأ�شود‬
‫البني‬
‫األأحمر‬
‫الربتقايل‬
‫األأ�شفر‬
‫األأخ�شر‬
‫األأزرق‬
‫البنف�شجي‬
‫الرمادي‬
‫األأبي�ض‬
‫الذهبي‬
‫الف�شي‬
‫الرقم‬
‫ال‪‬ال‪‬‬
‫املُ�شاعف‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1Ω‬‬
‫الرقم األأول الرقم ال‪‬اين‬
‫التفاوت‬
‫املعامل ا‪‬راري‬
‫‪250 ppm/K‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪10 Ω‬‬
‫‪± 1%‬‬
‫‪100 ppm/K‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪100 Ω‬‬
‫‪± 2%‬‬
‫‪50 ppm/K‬‬
‫‪3‬‬
‫‪3‬‬
‫‪3‬‬
‫‪1 kΩ‬‬
‫‪15 ppm/K‬‬
‫‪4‬‬
‫‪4‬‬
‫‪4‬‬
‫‪10 kΩ‬‬
‫‪25 ppm/K‬‬
‫‪5‬‬
‫‪5‬‬
‫‪5‬‬
‫‪100 kΩ‬‬
‫‪± 0.5%‬‬
‫‪20 ppm/K‬‬
‫‪6‬‬
‫‪6‬‬
‫‪6‬‬
‫‪1 MΩ‬‬
‫‪± 0.25%‬‬
‫‪10 ppm/K‬‬
‫‪7‬‬
‫‪7‬‬
‫‪7‬‬
‫‪± 0.1%‬‬
‫‪5 ppm/K‬‬
‫‪8‬‬
‫‪8‬‬
‫‪8‬‬
‫‪9‬‬
‫‪9‬‬
‫‪9‬‬
‫‪1 ppm/K‬‬
‫‪0.1 Ω‬‬
‫‪± 5%‬‬
‫‪0.01 Ω‬‬
‫‪± 10%‬‬
‫�شكل ‪ :2.4‬الرميز اللوين للمقاومات‬
‫معلومة‬
‫أل ‪‬لك جميع املقاومات املقدار نف�شه من املقاومة الكهربائية للتيار الكهربائي‪ ،‬فالقاعدة‬
‫الرئي�شة تن�ض على اأنه كلما زاد مقدار املقاومة ق ّل‪� ‬شدة التيار الكهربائي يف الدائرة‪.‬‬
‫‪31‬‬
‫مق�ومة رب�عية �لنط�ق‬
‫(‪)4-BAND‬‬
‫مق�ومة خم��سية �لنط�ق‬
‫مق�ومة �سد��سية �لنط�ق‬
‫(‪)5-BAND‬‬
‫(‪)6-BAND‬‬
‫‪1 2 x105 ±5%‬‬
‫‪1 0 0 x102 ±1%‬‬
‫‪2 7 4 x100 ±2% 250‬‬
‫�شكل ‪ :2.5‬م‪‬ال على ح�شاب قيمة املقاومة با�شتخدام الرميز اللوين‬
‫تو�صيل �ملقاومة يف �لدو�ئر �لكهربائية‬
‫‪Resistor Connections in Electrical Circuits‬‬
‫ُو�شل املقاومات يف الدائرة الكهربائية كما يلي‪:‬‬
‫ت ‪‬‬
‫تو�صيل �ملقاومة‬
‫على �لتو�يل (‪)series‬‬
‫‪R2‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪1kΩ‬‬
‫‪1kΩ‬‬
‫على �لتو�زي (‪)parallel‬‬
‫�كل م��ن املقاوم��ات ‪ R1‬و ‪ R2‬نهاي��ة م�ش��ركة واح��دة‪ ،‬مي��ر‬
‫ل� ٍ‬
‫التي��ار نف�ش��ه خاللهم��ا لي�شب��ح لدي��ك ف��رق جهدي��ن ‪ V1‬و ‪V2‬‬
‫ع��رب اأطرافهم��ا‪ ،‬و ُيح�ش��ب ف��رق اجله��د الكل��ي م��ن خ��الل‬
‫املعادل��ة‪:‬‬
‫‪.V1 + V2 = VT‬‬
‫‪RT = R 1 + R 2‬‬
‫ل��كل م��ن املقاوم��ات ‪ R1‬و ‪ R2‬نهايت��ان م�ش��ركتان‪ ،‬ويك��ون‬
‫ل��كل منهم��ا نف���ض ف��رق اجله��د ‪ V‬ع��رب اأطرافهم��ا‪ ،‬ومي��ر م��ن‬
‫خاللهم��ا تي��اران خمتلف��ان هم��ا ‪ I1‬و ‪ ،I2‬و ُيح�ش��ب التيار الكلي‬
‫من خ��الل املعادلة‪:‬‬
‫‪.I1 + I2 = IT‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪1kΩ‬‬
‫‪R2‬‬
‫‪1kΩ‬‬
‫‪‬دو‪ :2.2 ‬وحد�ت �لقيا�س‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫=‬
‫‪+‬‬
‫‪RT R 1 R 2‬‬
‫‪Prefixes of Units of Measurement‬‬
‫ن�نو‬
‫م�يكرو‬
‫ميلي‬
‫كيلو‬
‫ميج�‬
‫جيج�‬
‫(‪)Nano‬‬
‫(‪)Micro‬‬
‫(‪)Milli‬‬
‫(‪)Kilo‬‬
‫(‪)Mega‬‬
‫(‪)Giga‬‬
‫�لرمز‬
‫‪n‬‬
‫‪μ‬‬
‫‪m‬‬
‫‪k‬‬
‫‪M‬‬
‫‪G‬‬
‫�ملع�مل‬
‫‪10-9‬‬
‫‪10-6‬‬
‫‪10-3‬‬
‫‪103‬‬
‫‪106‬‬
‫‪109‬‬
‫�أل�سم‬
‫‪32‬‬
‫�لو�صف‬
‫�ملقاومة �لكلية‬
‫�ملقاوم‪‬ة �لكلي‪‬ة ‪‬ي ‪‬م‪‬و‪‬‬
‫�ملقاومات �ملو‪‬ودة يف �لد�ئرة‪.‬‬
‫م�سب�ح كهرب�ئي مغلق‬
‫تو�صيل �لد�ئرة �لكهربائية‬
‫‪Electrical Circuit Connections‬‬
‫توج��د جلمي��ع مكون��ات الدوائ��ر الكهربائي��ة بع���ض املقاوم��ة للتي��ار‬
‫الكهربائ��ي بح�ش��ب ا�ش��تخدامها‪.‬‬
‫يوجد يف الدائرة اأدناه‪:‬‬
‫● م�شبا‪ ‬يعمل بفرق جهد ‪ 12‬فول‪ُ ‬ي�شار اإليه بالرمز ‪.X‬‬
‫● مفتا‪ُ ‬يرمز اإليه بالرمز ‪.S‬‬
‫● م�شدر للطاقة بفرق جهد ‪ 12‬فول‪.)V( ‬‬
‫مفت�ح مفتوح‬
‫مث�ل‬
‫‪S‬‬
‫‪X‬‬
‫‪12V‬‬
‫‪V‬‬
‫‪12V‬‬
‫م�سب�ح كهرب�ئي يعمل‬
‫مفت�ح مغلق‬
‫�شكل ‪ :2.6‬رموز املكونات الكهربائية‬
‫‪X‬‬
‫يوجد لكل جهاز مقاومة كهربائية‪ ،‬فعلى �ش��بيل امل‪‬ال‪ :‬يقاوم ال�ش��لك‬
‫املوجود يف امل�شبا‪ ‬الكهربائي حركة مرور األإلكرونات‪ ،‬ا يحول‬
‫الطاق��ة الكهربائي��ة اإىل ح��رارة و�ش��و‪.‬‬
‫ُتع� ّد املقاوم��ة الداخلي��ة للمفاتي��ح وم�ش��ادر الطاق��ة �شئيل��ة وبالت��ايل‬
‫أل ُحتت�ش��ب �شم��ن املقاوم��ة الكلية للدائرة‪.‬‬
‫‪S‬‬
‫‪12 V‬‬
‫‪V‬‬
‫‪12 V‬‬
‫‪‬ي‪‬ص‪� ‬ملل�ص‪‬ق ‪ 12‬فول‪‬ت عل‪‬ى �مل�صب‪‬ا‪� ‬لكهربائ‪‬ي‬
‫�إ‪ ‬قيمة فرق �جلهد �ملطلو‪ ‬على �أ‪‬ر�ف‪ ‬ليعمل‬
‫ب‪‬صكل �صحي‪.‬‬
‫يرتب��‪ ‬ال�ش��و‪ ‬املنبع��‪ ‬م��ن امل�شب��ا‪ ‬الكهربائي و�ش��دة التيار خالله‬
‫بفرق اجلهد املتوفر من م�شدر الطاقة كالبطارية املت�شلة به‪ ،‬وينت‪‬‬
‫ع��ن ف��رق اجله��د املنخف���ض �ش��و‪ ‬خاف��‪ ‬وقد ميك��ن رو‪‬يت��ه ب�شعوبة‪،‬‬
‫بينما قد يو‪‬دي فرق اجلهد املرتفع جدً ا اإىل تلف امل�شبا‪.‬‬
‫معلومة‬
‫تُع ‪‬د م�شادر التيار امل�شتمر اأك‪ ‬اأما ًنا من م�شادر التيار املردد‪.‬‬
‫‪33‬‬
‫قانون �أوم ‪Ohm's Law‬‬
‫توج��د عالق��ة يف الدوائ��ر الكهربائي��ة ب��ن التي��ار‬
‫الكهربائي املار عرب املقاومة وفرق اجلهد عرب طرفيه‪.‬‬
‫اكت�ش��ف الفيزيائ��ي األأمل��اين ج��ورج �س��يمون �أوم‬
‫(‪ )Georg Simon Ohm‬ه��ذه العالق��ة ألأول م��رة يف‬
‫ع��ام ‪1827‬م‪ ،‬وح��دد اأن مو�ش� ً�ال ذا مقاوم��ة ثابت��ة‬
‫قيمته��ا ‪ R‬وف��رق جه��د قيمت��ه ‪ V‬يف طرفي��ه ي�ش��مح‬
‫لتيار كهربائي �شدته ‪ I‬باملرور عرب هذا املو�شل‪ .‬ولقد‬
‫ألحظ اأوم اأن التيار ‪ I‬يتناسب طرديًا مع فرق اجلهد‬
‫‪ ،V‬وتُكت��ب ه��ذه العالق��ة ريا�ش ًي��ا عل��ى النح��و األآت��ي‪:‬‬
‫‪V‬‬
‫‪R‬‬
‫=‪I‬‬
‫ميك��ن تطبي��ق ه��ذا القان��ون ا ً‬
‫أي�ش��ا على الدوائر الت��ي حتتوي على مقاومات‬
‫متعددة‪ ،‬و ُت َعد الدائرة الكهربائية املكتملة على اأنها مقاومة بذاتها‪ ،‬وذلك‬
‫من خالل ح�شاب قيمة املقاومة األإجمالية داخل الدائرة باأكملها‪.‬‬
‫و ُيط ّبق قانون اأوم لدرا�ش��ة الدوائر الكهربائية ومعرفة قيم ‪ V‬و ‪ I‬و ‪ R‬لكل‬
‫مك ِّون من مكونات الدائرة‪.‬‬
‫�لتو�صيل على �لتو�يل و�لتو�صيل على �لتو�زي‬
‫‪Series and Parallel Circuit Connections‬‬
‫اأدناه تو�شيح لطريقة تو�شيل املقاومات على التوايل وعلى التوازي‪.‬‬
‫‪34‬‬
‫ما �ملق�صود بالتو�صيل على �لتو�يل؟‬
‫ما �ملق�صود بالتو�صيل على �لتو�زي؟‬
‫تت�ش��ل جمي��ع املكون��ات يف الدائ��رة ب�ش��ورة متتالي��ة م��ن‬
‫ط��رف اإىل ط��رف لتُ�ش��كل م�ش��ا ًرا واح��دً ا ألجت��اه حرك��ة التي��ار‬
‫و أليوج��د تف��رع للتي��ار‪.‬‬
‫تت�شل جميع املكونات يف الدائرة ب�شورة متوازية ببع�شها لتُ�ش��كل‬
‫جمموعت��ن م��ن النق��اط الكهربائي��ة امل�ش��ركة بينهما ويوجد تفرع‬
‫للتيار الكهربائي‪.‬‬
‫�لتو�صيل على �لتو�يل‬
‫مث�ل‬
‫‪Series Connections‬‬
‫لتب��داأ بدائ��رة التو�شي��ل عل��ى الت��وايل م��ع جمموع��ة القي��م‬
‫التالي��ة‪:‬‬
‫●‬
‫‪ 30 = R1‬كيلو اأوم (‪.)kΩ‬‬
‫●‬
‫‪ 60 = R2‬كيلو اأوم (‪.)kΩ‬‬
‫●‬
‫امل�شدر ‪ 9 = V‬فول‪ )V( ‬وتوفره البطارية‪.‬‬
‫‪R2‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪60kΩ‬‬
‫‪30kΩ‬‬
‫‪V‬‬
‫‪9V‬‬
‫�لجهدين ي�س�وي مقد�ر فرق �لجهد‬
‫مجمو‪ ‬فرق ُ‬
‫عبر طرفي �لم�سدر و‪‬و في ‪‬ه �لح�لة �لبط�رية‪.‬‬
‫اح�شب ا ًأوأل املقاومة األإجمالية ‪ R‬للدئرة كما يلي‪:‬‬
‫ثم اح�شب التيار املار عرب الدائرة كما يلي‪:‬‬
‫واأخ ً‪‬ا‪ ،‬اح�شب فرق اجلهد ‪ V‬عند اأطراف كل مقاومة‪.‬‬
‫‪RT = R1 + R2 = 90kΩ‬‬
‫‪V‬‬
‫‪9‬‬
‫‪= 0.1mA‬‬
‫=‬
‫‪RT‬‬
‫‪90kΩ‬‬
‫=‪I‬‬
‫‪V1 = I × R1 ⇒ 0.1mA × 30kΩ = (0.1 × 10⁻³) × (30 × 10³) = 3V‬‬
‫‪V2 = I × R2 ⇒ 0.1mA × 60kΩ = (0.1 × 10⁻³) × (60 × 10³) = 6V‬‬
‫●‬
‫●‬
‫●‬
‫●‬
‫تعتمد املقاومة ‪ R‬لكل �شلك اأو مو�شل على العوامل األآتية‪:‬‬
‫طول �ملو�سل‪ :‬اأي اأن ال�شلك األأطول يعني مقاومة اأكرب‪.‬‬
‫ُ�سمك �ملو�سل‪ :‬ال�شلك ال�شميك يعني مقاومة اأقل‪.‬‬
‫�مل�دة �مل�سنو‪ ‬منه� �ملو�سل‪ :‬على �شبيل امل‪‬ال ‪‬تاز األأ�شال‪ ‬النحا�شية ‪‬قاومة قليلة جدً ا‪.‬‬
‫ملحة �صريعة‬
‫كلما انخف�ش‪ ‬مقاومة املو�شل‪ ،‬ازدادت �شدة التيار املار من خالله‪.‬‬
‫‪35‬‬
‫�لتو�صيل على �لتو�زي‬
‫‪R1‬‬
‫مث�ل‬
‫‪Parallel Connections‬‬
‫�شتالحظ األآن كيفية تو�شيل دائرة ذات مقاومات‬
‫‪ R1‬و ‪ R2‬على التوازي‪:‬‬
‫● ‪ 3 = R1‬كيلو اأوم (‪.)kΩ‬‬
‫● ‪ 6 = R2‬كيلو اأوم (‪.)kΩ‬‬
‫● امل�شدر ‪ 9 = V‬فول‪.)V( ‬‬
‫‪3kΩ‬‬
‫‪I1 + I2 = IT‬‬
‫‪R2‬‬
‫‪6kΩ‬‬
‫عُقدة‬
‫‪I1‬‬
‫‪I2‬‬
‫‪IT‬‬
‫‪V1‬‬
‫‪9V‬‬
‫مجمو‪� ‬لتي�رين ‪‬و �لتي�ر �لم�ر عبر‬
‫�لم�سدر‪ ،‬و‪‬و في ‪‬ه �لح�لة �لبط�رية‪.‬‬
‫اح�شب ا ًأوأل املقاومة األإجمالية‬
‫داخل الدائرة كما يلي‪:‬‬
‫ث��م اح�ش��ب التي��ار امل��ار باملقاوم��ة ‪R1‬‬
‫‪18kΩ‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪R1 × R 2‬‬
‫= ‪⇒ RT‬‬
‫=‬
‫‪+‬‬
‫= ‪⇒ RT‬‬
‫‪= 2kΩ‬‬
‫‪RT‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪R2‬‬
‫)‪(R1 + R2‬‬
‫‪9kΩ‬‬
‫‪V1‬‬
‫‪9V‬‬
‫‪9‬‬
‫=‬
‫= ‪⇒ I1‬‬
‫‪= 3 × 10-3 = 3mA‬‬
‫‪3‬‬
‫‪3kΩ 3 × 10‬‬
‫‪R1‬‬
‫كم��ا يل��ي‪:‬‬
‫وم��ن بع��د ذل��ك اح�ش��ب التي��ار امل��ار‬
‫باملقاوم��ة ‪ R2‬كم��ا يل��ي‪:‬‬
‫واأخ � ً‪‬ا اح�ش��ب التي��ار الكل��ي ‪ IT‬امل��ار‬
‫بالدائرة‪:‬‬
‫ميكنك ا‪�‬شول على نف�ض النتيجة‬
‫من خالل تطبيق قانون اأوم‪.‬‬
‫�ل ُعقدة ‪Node‬‬
‫�ل ُعق��دة ه��ي نقط��ة يف الدائ��رة يلتق��ي به��ا‬
‫مو�ش��الن عل��ى األأق��ل‪.‬‬
‫�‪‬لق��ة يف �لد�ئ��رة (‪ )Circuit loop‬ه��ي ج��ز ‪‬‬
‫منه��ا يب��داأ م��ن نقط��ة معين��ة وينته��ي عن��د نف���ض‬
‫النقط��ة متتب ًعا م�ش��ار م��رور التيار‪.‬‬
‫‪36‬‬
‫‪V2‬‬
‫‪9V‬‬
‫‪9‬‬
‫=‬
‫= ‪⇒ I2‬‬
‫‪= 1.5 × 10-3 = 1.5mA‬‬
‫‪3‬‬
‫‪6kΩ 6 × 10‬‬
‫‪R2‬‬
‫= ‪Ι1‬‬
‫= ‪Ι2‬‬
‫‪ΙT = I1 + I2 ⇒ IT = 3mA + 1.5mA = 4.5mA‬‬
‫‪V‬‬
‫‪9V‬‬
‫‪9‬‬
‫=‬
‫‪= 4.5 × 10-3 = 4.5mA‬‬
‫=‪⇒I‬‬
‫‪RT‬‬
‫‪2kΩ 2 × 103‬‬
‫‪I1‬‬
‫‪IT‬‬
‫‪I2‬‬
‫�ل ُعقدة‬
‫= ‪ΙT‬‬
‫أل ميك��ن تطبي��ق قان��ون اأوم عل��ى األأجه��زة‬
‫الت��ي أل تبق��ى فيه��ا املقاوم��ة األأومي��ة ثابت��ة‬
‫م‪��‬ل �ل�سم�م���ت �لثن�ئي��ة (‪)Diodes‬‬
‫و�لرت�نز�س��تور�ت (‪ )Transistors‬وم��ا‬
‫اإىل ذل��ك‪.‬‬
‫م‪‬ا‪ ‬على ��صتخد�م قانون �أوم‬
‫‪Ohm's Law: Example Problem‬‬
‫يف هذا امل‪‬ال يتعن عليك اإيجاد فرق اجلهد بن النقطة ‪ A‬والنقطة ‪.B‬‬
‫ميكنك اإيجاد املقاومة الكلية للدائرة بن النقطتن ‪ A‬و ‪:B‬‬
‫‪R3‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪4Ω‬‬
‫‪11Ω‬‬
‫‪A‬‬
‫‪R4‬‬
‫‪R2‬‬
‫‪8Ω‬‬
‫‪18Ω‬‬
‫‪V‬‬
‫‪B‬‬
‫‪R5‬‬
‫‪6Ω‬‬
‫يف البداي��ة �ش��تالحظ اأن املقاوم��ات ‪ R3‬و ‪ R4‬و ‪ R5‬تت�ش��ل عل��ى الت��وايل‪ ،‬لذل��ك ُحت�ش��ب املقاوم��ة‬
‫الكلية كما يلي‪R3,R4,R5=4+8+6=18Ω :‬‬
‫‪R3  R4  R5‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪11Ω‬‬
‫‪R3,4,5‬‬
‫‪R2‬‬
‫‪18Ω‬‬
‫‪18Ω‬‬
‫‪V‬‬
‫‪37‬‬
‫ميكنك اأن تالحظ يف الدائرة املكافئة اأن‪ R2:‬و ‪ R3,4,5‬تت�شالن على التوازي‪.‬‬
‫‪I1‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪11Ω‬‬
‫�لمق�وم�ت على �لتو�زي‬
‫‪I2‬‬
‫‪R3,4,5‬‬
‫‪R2‬‬
‫‪18Ω‬‬
‫‪18Ω‬‬
‫‪IT‬‬
‫‪V‬‬
‫‪IT‬‬
‫وﻋﻠ�ﻪ ﻓﺈن‪:‬‬
‫‪R3,4,5 × R2‬‬
‫‪= 9Ω‬‬
‫)‪(R3,4,5 + R2‬‬
‫= ‪R2⫽R3,4,5‬‬
‫ميكن��ك ح�ش��اب ف��رق اجله��د ب��ن النقطت��ن ‪ A‬و ‪ ،B‬اإذا كان التي��ار امل��ار‬
‫عرب ‪ R2‬هو ‪ I2‬وي�شاوي ‪.1A‬‬
‫لهذا يكون فرق اجلهد عرب طريف املقاومة ‪:R2‬‬
‫‪V2 = I2 × R2 = 1 × 18 = 18V‬‬
‫ون‪ً � ‬را ألأن املقاوم��ة ‪ R3,4,5‬تت�ش��ل عل��ى الت��وازي م��ع املقاوم��ة ‪،R2‬‬
‫وبالت��ايل ف �اإن ف��رق اجله��د ‪ V3,4,5‬ي�ش��اوي ‪.18V‬‬
‫لذلك‪:‬‬
‫‪V3,4,5‬‬
‫‪18‬‬
‫‪= 1A‬‬
‫=‬
‫‪18‬‬
‫‪R3,4,5‬‬
‫= ‪I3,4,5‬‬
‫والتيار املار عرب امل�شدر واملقاومة ‪ R1‬هو‪:‬‬
‫‪IT = I2 + I3,4,5= 1 + 1 = 2A‬‬
‫وهكذا يكون فرق اجلهد عرب ‪ A‬و ‪:B‬‬
‫‪VAB = IT × RT = 2 × 20 = 40V‬‬
‫باألأخذ باألعتبار الدائرة املكافئة‪:‬‬
‫‪R2⫽R3,4,5‬‬
‫‪R2,3,4,5‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪11Ω‬‬
‫‪V‬‬
‫‪9Ω‬‬
‫ميكن الو�شول اإىل املقاومة الكلية باملعادلة التالية‪:‬‬
‫‪RT = R1 + R2,3,4,5= 11 + 9 = 20Ω‬‬
‫‪RT‬‬
‫‪V‬‬
‫‪A‬‬
‫‪20Ω‬‬
‫‪40V‬‬
‫‪B‬‬
‫ﻓﺮق اﻟﺠﻬﺪ ﺑﻴﻦ اﻟﻨﻘﻄﺘﻴﻦ ‪ A‬و ‪.B‬‬
‫‪38‬‬
‫مترين�ت‬
‫‪1‬‬
‫حدِّد �جلملة �ل�سحيحة و�جلملة �خل�طئة فيم� يلي‪:‬‬
‫عند تو�سيل مق�ومة ب�أقط�ب مولد للط�قة ذي مق�ومة د�خلية �سئيلة‪ ،‬ف�إذ�‬
‫وصلت مق�ومة �أخرى متم�ثلة على �لتو�يل مع �ملق�ومة �ألأوىل‪ ،‬ف�إن �سدة �لتي�ر‪:‬‬
‫ِّ‬
‫�سحيحة‬
‫خ�طئة‬
‫‪� .1‬شوف تت�شاعف‪.‬‬
‫‪� .2‬شتبقى ثابتة‪.‬‬
‫‪� .3‬شتنخف�ض اإىل الن�شف‪.‬‬
‫‪� .4‬شتت�شاعف اأربع مرات‪.‬‬
‫‪ 2‬حدِّد �جلملة �ل�سحيحة و�جلملة �خل�طئة فيم� يلي‪:‬‬
‫عند وجود مق�ومتني ‪ R1‬و ‪ R2‬خمتلفتني يف �لقيم وتت�سالن على �لتو�زي‪:‬‬
‫�سحيحة‬
‫خ�طئة‬
‫‪� .1‬شتعر�شان نف�ض قيمة فرق اجلهد عند اأطرافهما‪.‬‬
‫كل منهما‪.‬‬
‫‪� .2‬شيمر تيار مت�شاوي ال�شدة يف ٍ‬
‫‪� .3‬شتُح�شب املقاومة املكافئة ‪ RT‬من املعادلة ‪.RT = R1 + R2‬‬
‫‪� .4‬شتمر تيارات �شدتها خمتلفة يف كل منهما‪.‬‬
‫‪39‬‬
‫‪3‬‬
‫حدد �جلملة �ل�سحيحة و�جلملة �خل�طئة فيم� يلي‪:‬‬
‫‪ .1‬يقي�ض جهاز األأمير فرق اجلهد‪.‬‬
‫‪ُ .2‬يو�شل جهاز الفولتمير على التوازي يف الدائرة‪.‬‬
‫‪ .3‬تتحول الطاقة التي ينقلها التيار الكهربائي عرب املقاومة اإىل طاقة حرارية ب�شكل كامل ‪.‬‬
‫‪ .4‬تكون للمقاومات املت�شلة على التوايل نف�ض �شدة التيار املار خاللها‪.‬‬
‫‪ُ .5‬يطبق القانون ‪ RT = R1 + R2 + R3 + … + Rn‬على املقاومات املت�شلة على التوايل‪.‬‬
‫‪ .6‬يكون للمقاومات املت�شلة على التوازي نف�ض قيمة فرق اجلهد عند اأطرافها‪.‬‬
‫‪ .7‬يقي�ض جهاز الفولتمير �شدة التيار‪.‬‬
‫‪ُ .8‬حت�شب املقاومة األإجمالية ملجموع املقاومات املت�شلة على التوازي من خالل القانون‪:‬‬
‫‪.RT = R1 + R2 + R3 + … + Rn‬‬
‫‪�ِ 4‬سل كل عن�سر موجود يف �لعمود �ألأول مب� ين��سبه يف �لعمود �لث�ين‪:‬‬
‫‪40‬‬
‫�لكمية‬
‫وحدة �لقيا�س‬
‫املقاومة‬
‫‪V‬‬
‫فرق اجلهد‬
‫‪W‬‬
‫الطاقة الكهربائية‬
‫‪J‬‬
‫القدرة الكهربائية‬
‫‪Ω‬‬
‫�سحيحة‬
‫خ�طئة‬
‫‪5‬‬
‫�ر�س��م ب��س��ت‪‬د�م �لورق��ة و�لقل��م د�ئ��رة كهرب�ئي��ة تتك��ون م��ن م�سب�ح��ني متط�بق��ني ‪ X1‬و ‪ ،X2‬وم�س��در‬
‫‪ V‬ومفت���ح ‪ S‬عل��ى �لت��و�يل‪ .‬عن��د �إغ��الق �ملفت���ح �س��يبد�أ �لتي���ر �لكهرب�ئ��ي ب�مل��رور ع��رب �لد�ئ��رة‪�� .‬ل �س��ي�سدر‬
‫�مل�سب�ح���ن ‪ X1‬و‪ X2‬نف���ض كمي��ة �ألإ�س���ءة؟ ِّ‬
‫و�س��ح �إج�بت��ك‪.‬‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫‪6‬‬
‫تت�س��ل ث��ال‪ ‬مق�وم���ت قيمه��� كم��� يل��ي‪ R1 = 20Ω :‬و ‪ R2 = 5Ω‬و ‪ R3 = 4Ω‬عل��ى �لت��و�زي م��ع م�س��در‪،V = 20V‬‬
‫وتت�س��ل �ملق�وم��ة ‪ R2‬بجه���ز �أمي��رت عل��ى �لت��و�يل يقي���ض �س��دة �لتي���ر ‪� I2‬مل���ر خالله���‪ .‬ك‪‬ل��ك ‪ ‬تو�سي��ل‬
‫�مل�س��در مبفت���ح ‪ S‬وبجه���ز �أمي��رت �آخ��ر لقي����ض �لتي���ر ‪ I‬عل��ى �لت��و�يل ليو�س��ح �س��دة �لتي���ر �لق���دم م��ن �مل�س��در‪.‬‬
‫و ُتع��د‪ ‬قيم��ة مق�وم��ة م�س��در �لط�ق��ة و�أجه��زة �لقي����ض �سئيل��ة ج�دً� ‪.‬‬
‫‪� .1‬ر�سم خمطط �لد�ئرة‪.‬‬
‫‪� .2‬أوجد �ملق�ومة �لكلية ‪.R‬‬
‫‪T‬‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫‪� .3‬أوجد قر�ءة جه�ز �ألأميرت عند �إغالق �ملفت�ح ‪.S‬‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫‪41‬‬
‫‪ 7‬يف �ل�س��كل �أدن���ه للم�س��در ف��رق جه��د ‪ ،V‬م��ع �فرت����ض �أن �ملق�وم���ت �لد�خلي��ة ل��كل م��ن م�س��در �لط�ق��ة وجه���زي‬
‫�لقي����ض �ألأمي��رت (‪ )A‬و�لفولتمي��رت (‪ )V‬غ��ر حمت�س��بة‪.‬‬
‫متتل��ك �ملق�وم���ت �لقي��م �لت�لي��ة‪ R = 100Ω:‬و ‪ R = 50Ω‬و ‪ ،R = 50Ω‬ويعر���ض جه���ز �ألأمي��رت �لق��ر�ءة ‪،0.8A‬‬
‫بن��� ًء عل��ى ذل��ك �ح�س��ب �ألآت��ي‪:‬‬
‫‪1‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪� .1‬ملق�ومة �لكلية للد�ئرة‪.‬‬
‫‪� .2‬سدة �لتي�ر �مل�ر عرب كل مق�ومة‪.‬‬
‫‪ .3‬قر�ءة جه�ز �لفولتميرت‪.‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪A‬‬
‫‪R3‬‬
‫‪R2‬‬
‫‪V‬‬
‫‪V‬‬
‫ً‬
‫ض‬
‫استعن بمعمل ي ض‬
‫عمليا ش‬
‫المح� ؟ ______________________________________‬
‫ًبإ�اف المعلم او‬
‫الف�ياء وحاول ان تطبقها‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫ت‬
‫ت‬
‫والفولتمي� بالدائره الكهربائيه ؟ _____________________________________________‬
‫االمي�‬
‫كيف يتم توصيل كال من‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫‪42‬‬
‫�لدر�س �ل‪‬ا‪‬‬
‫حماكاة �لدو�ئر �لكهربائية‬
‫‪��‬ل الدوائ��ر األإلكروني��ة مكو ًن��ا اأ�شا�ش� ًيا للعدي��د م��ن األأجه��زة املحيط��ة ب��ك‪ ،‬وق��د تواج��ه ه��ذه الدوائ��ر اأعط� ً�األ أل تتعل��ق‬
‫بت�شميمه��ا‪ ،‬ب��ل نتيج��ة التو�شي��ل ال�ش��ي‪ ‬اأو مل�ش��اكل تتعل��ق ‪�‬ش��ادر الطاق��ة و‪‬ه��ا‪.‬‬
‫أل ينب‪��‬ي الركي��ز عل��ى ت�شمي��م الدائ��رة فح�ش��ب‪ ،‬ب��ل م��ن امله��م ا�ش��تخدام اأح��د برام��‪�� ‬اكاة الدوائ��ر‪ ،‬وذل��ك لفائدته��ا‬
‫الكب��‪‬ة يف عملي��ات الت�شمي��م‪.‬‬
‫تتي��ح ه��ذه الربام��‪ ‬للمهند���ض ت�شمي��م اأي دائ��رة دون قي��ود عل��ى املواد واملكونات يف بيئة ميك��ن التحكم بها‪.‬وعند ا‪�‬شول‬
‫على الت�شميم املطلوب للدائرة‪ ،‬ي�شرع املهند�ض باإن�شائها على اأر�ض الواقع‪.‬‬
‫�شت�شتخدم يف هذا الدر�ض برنام‪ ‬ملتي �سيم ألي‪ Mul�sim Live ‬لت�شميم الدوائر الكهربائية و‪‬اكاتها‪.‬‬
‫ما برنامج ملتي �صيم إليف؟‬
‫?‪What is Multisim Live‬‬
‫ه��و برنام��‪ ‬يتي��ح ل��ك ‪��‬اكاة الدوائ��ر الكهربائي��ة واملخطط��ات املبني��ة عل��ى بني��ة ‪��‬اكاة �سب�ي���ض (‪ .)SPICE‬كم��ا‬
‫يتي��ح برنام��‪ ‬ملت��ي �ش��يم ألي��ف ‪��‬اكاة الدوائ��ر األإلكرونية من خالل املت�شفح األإلكروين على اأي جهاز حا�ش��ب‪.‬‬
‫�شكل ‪ :2.7‬برنام‪ ‬اكي الدوائر ملتي �شيم أليف‬
‫‪43‬‬
‫�إن‪‬صا‪ ‬ح�صا‪‬‬
‫‪Create an Account‬‬
‫اذهب اإىل املوقع األإلكروين‪ h�ps:��www.mul�sim.com :‬للو�شول اإىل برنام‪ ‬ملتي �شيم أليف‪.‬‬
‫يتعن عليك يف البداية اإن�شا‪ ‬ح�شاب يف املوقع األإلكروين لتتمكن من حفظ م�شاريعك‪.‬‬
‫ا�ش‪ ‬على ‪ Sign up‬اإن�شا‪ ‬ح�شاب‪ ‬وامالأ ا‪‬قول الالزمة‪.‬‬
‫بعد اإن�شا‪ ‬ح�شابك ارجع اإىل املوقع‪ h�ps:��www.mul�sim.com :‬ﺛﻢ اﺿﻐﻂ ﻋ� �ﺴﺠ�ﻞ اﻟﺪﺧﻮل )‪)Log in‬‬
‫بمجرد دخولك للح�س�ب‪� ،‬س ُيعر�ض‬
‫�أل�سم �ل‪‬ي �خترته ‪‬ن�‪.‬‬
‫��سغط ألإن�س�ء‬
‫د�ئرة جديدة‪.‬‬
‫عند ت�سجيل �لدخول لح�س�بك‪ ،‬يمكنك �لو�سول �إلى �لدو�ئر �لتي �سممته�‬
‫�س�بقً�‪ ،‬وللم�س�ريع �ل ُمف‪‬سلة �لتي �س�ركه� �أ�س‪��‬ض �آخرون �أو مجموع�ت مجتمع‬
‫�لم�سممين �لتي �ن‪‬سممت �إليه�‪.‬‬
‫�شكل ‪ :2.8‬اإن�شا‪ ‬ح�شاب‬
‫يمكنك �لو�سول �إلى ‪‬ه �ل‪‬ي�ر�ت دون ت�سجيل �لدخول‪ .‬من ‪‬ن�‬
‫يمكنك �لو�سول �إلى �لدو�ئر �لتي �سممه� �ألآخرون ومجموع�ت‬
‫مجتمع �لم�سممين �لتي �ن‪‬سممت �إليه�‪.‬‬
‫‪44‬‬
‫ت�صميم �لد�ئرة‬
‫‪Design a Circuit‬‬
‫لت�شاهد كيف ميكن ا�شتخدام برنام‪ ‬ملتي �شيم أليف ألإن�شا‪ ‬دائرتك األأوىل‪.‬‬
‫��سغط على ‪�( CREATE CIRCUIT‬إن�س�ء د�ئرة)‪.‬‬
‫ق�ئمة ت�سفح‬
‫�لملف�ت‬
‫�لو�سع �لتلق�ئي‬
‫لت‪‬طيط �لمح�ك�ة‬
‫لوحة �ألإعد�د�ت‬
‫يتيح لك ‪� �‬ل‪‬ي�ر عر�ض �لت‪‬طيط‬
‫و�لر�سوم ب�آن و�حد في �س��سة و�حدة‪.‬‬
‫تر�جع‪� ،‬إع�دة‪،‬‬
‫تكبير‪ ،‬ت�سغير‬
‫يمنحك و�سع �لعر�ض �لمتعدد �أد�ة متعددة‬
‫�ألأغر��ض تتيح لك عر�ض �لر�سوم �لبي�نية‬
‫و�لم‪‬طط�ت‪ ،‬وتعديله�‪ ،‬وحفظه�‪ ،‬وت�سدير‪.�‬‬
‫�إيق�‪‬‬
‫�لمح�ك�ة‬
‫ت�سغيل‬
‫�لمح�ك�ة‬
‫�لر�ص‪‬م �لتخطيط‪‬ي (‪ )Schema�c‬و �مل‪‬كان �ل‪‬ي‬
‫ت‪‬ص‪ ‬في‪� ‬ملكون‪‬ات وتو�صله‪‬ا م ‪‬ع‪‬ا‪ ‬وك‪‬ل‪‬ك ‪‬ي�ص‪‬تخدم‬
‫إلإ�صاف‪‬ة ‪�‬ص‪‬ات (‪� )probes‬ملح‪‬اكاة‬
‫�شكل ‪ :2.9‬واجهة املُ�شتخدم لربنام‪ ‬ملتي �شيم أليف‬
‫م�س�حة �لعمل‬
‫يقع �سريط �أدو�ت �لمكون�ت على‬
‫�لج�نب �ألأي�سر من �ل�س��سة ويتيح‬
‫لك �لو�سول �إلى ك�فة �لمكون�ت‪.‬‬
‫‪45‬‬
‫عن��د اإ�شاف��ة ُمك��ون اإىل م�ش��احة العم��ل‪ ،‬ميكن��ك‬
‫الو�شول اإىل ا‪�‬شائ�ض األآتية‪:‬‬
‫اﻟﺤﺬف‬
‫األ� ‪�‬ق ن‪��‬رة عل��ى �ش��ري‪ ‬اأدوات‬
‫املكون��ات‪ ،‬وب�ش��كل اأك��‪ ‬حتديدً ا‪،‬‬
‫عل��ى الفئ��ات الت��ي �شت�ش��تخدمها‬
‫يف هذا الدر�ض لت�شميم الدوائر‪.‬‬
‫�ألنعك��ض‬
‫�لتحليل و�لتعليق‬
‫�لتو�سيحي‬
‫�لم�س�در‬
‫مفت�ح �لت�سغيل‬
‫�لدور�ن‬
‫ن�س‪‬‬
‫طريقة ت‪‬ي‪ُ ‬مع ِّرف اأو قيمة ُمكون‪:‬‬
‫مكون�ت غير ف ّع�لة‬
‫مو‪�‬سر�ت‬
‫�لمف�تيح‬
‫تغيير قيمة �ل ُمكون‬
‫تغيير مُع ِّر‪‬‬
‫�ل ُمكون‬
‫معلومة‬
‫لت‪‬ي‪ ‬ت�شمية اأحد املكونات‪ ،‬ميكنك‬
‫ال�ش‪ ‬على ا�شم األأداة التي تريد ت‪‬ي‪‬ها‬
‫ثم ال�ش‪ ‬مرة اأخر‪ ‬لفتح نافذة املُع ِّرف‪.‬‬
‫لت‪‬ي‪ ‬قيمة اأحد املكونات‪ ،‬ميكنك ال�ش‪‬‬
‫على القيمة التي تريد ت‪‬ي‪‬ها لفتح نافذة‬
‫القيمة املقابلة لها‪.‬‬
‫�شكل ‪� :2.10‬شر‪ ‬اأدوات برنام‪ ‬ملتي �شيم أليف‬
‫‪46‬‬
‫�شت�شمم األآن دائرتك األأوىل يف برنام‪ ‬ملتي �شيم أليف‪ ،‬و�شتو�شل ا ًأوأل مقاومة بقيمة ‪.1kΩ‬‬
‫ﻟﺘﻮصﻴﻞ مق�ومة‪:‬‬
‫‪1‬‬
‫اذه��ب اإىل املوق��ع األإلك��روين �‪،h�ps:��www.mul�sim.com‬‬
‫ث��م ا�ش‪ ��‬عل��ى ‪( CREATE CIRCUIT‬اإن�ش��ا‪ ‬دائ��رة)‪1 .‬‬
‫م��ن ‪� Components toolbar‬ش��ري‪ ‬اأدوات املكون��ات‪ ،‬ا�ش‪��‬‬
‫عل��ى عالم��ة التبوي��ب ‪  Passive‬مكون��ات ‪ ��‬فعالة‪2 .‬‬
‫ّ‬
‫ا�شحب ‪ Resistor‬املقاومة‪ 3 ،‬واأفلتها يف م�س�حة �لعمل‪4 .‬‬
‫‪4‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫�شكل ‪ :2.11‬تو�شيل املقاومة‬
‫‪47‬‬
‫بعد ذلك �شتو�شل امل�شدر‪.‬‬
‫ﻟﺘﻮصﻴﻞ �مل�سدر‪:‬‬
‫م��ن ‪� Components toolbar‬ش��ري‪ ‬اأدوات املكون��ات‪ ،‬ا�ش‪ ��‬عل��ى عالم��ة التبوي��ب‬
‫‪( Sources‬امل�ش��ادر‪1 .‬‬
‫ا�شحب (‪( DC Voltage )VCC‬م�شدر جهد م�شتمر)‪ 2 ،‬واأفلته يف م�س�حة �لعمل‪3 .‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫�شكل ‪ :2.12‬تو�شيل امل�شدر‬
‫‪48‬‬
‫األآن بعد اأن و�شع‪ ‬املقاومة وامل�شدر يف م�شاحة عملك‪ ،‬عليك تو�شيلهما با�شتخدام األأ�شال‪.‬‬
‫�لتو�سيالت‪:‬‬
‫ا�ش‪ ��‬عل��ى �ل ُعق��دة العلي��ا املوجب��ة للم�س��در‪،‬‬
‫عل��ى �ل ُعق��دة الي�ش��ر‪ ‬للمق�وم��ة‪2 .‬‬
‫ا�ش‪ ��‬عل��ى ال ُعق��دة اليمن��ى للمق�وم��ة‪ 3 ،‬ث��م عل��ى‬
‫�ل ُعق��دة ال�ش��البة ال�ش��فلية للم�س��در‪4 .‬‬
‫‪1‬‬
‫ث��م‬
‫�ل‪‬ر‪ )branch( ‬م‪� ‬لد�ئ‪‬رة ‪‬و‬
‫‪‬ز‪ ‬م‪ ‬حلقة إل يو‪‬د بها �أي عقدة‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫عُقدة ‪1‬‬
‫يمكنك �ل‪‬سغط على‬
‫�ل�سلك وتحريكه لزي�دة‬
‫�متد�ده �أو تقلي�سه للو�سول‬
‫�إلى �أف‪‬سل نتيجة‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫�شكل ‪ :2.13‬التو�شيالت‬
‫‪49‬‬
‫وبذلك تكون قد انتهي‪ ‬تقري ًبا من الت�شميم‪ ،‬يتعن عليك اأخ ً‪‬ا اإ�شافة املج�شات يف الدائرة ملعاينة جميع القيم والقيا�شات داخلها‪.‬‬
‫ع‪‬د تو�صي‪‬ل ‪�‬س للتي‪‬ار ت‪‬ص‪‬‬
‫�أ�صهم‪ ‬م‪� ‬لطر‪� ‬ل�صال‪�  ‬إ‪‬‬
‫�لطر‪� ‬ملو‪  ‬مل�صدر �لطاقة‪‬‬
‫وحي‪‬ها �صتكون قيمة �لتيار �صالبة‪.‬‬
‫ألإ�س�فة ‪�‬ض �لتي�ر‪:‬‬
‫م��ن ‪� Components toolbar‬ش��ري‪ ‬اأدوات املكون��ات‪،‬‬
‫ا�ش‪ ��‬عل��ى عالم��ة التبوي��ب ‪Analysis and annota�on‬‬
‫‪‬التحلي��ل والتعلي��ق التو�شيح��ي‪1 .‬‬
‫ا�ش��حب ‪ Current probe‬جم���ض التي��ار‪ 2 ،‬واأفلت��ه عل��ى‬
‫�لت��و�يل مع املقاومة‪3 .‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫ع‪‬دما تر‪� ‬لقيم ت‪‬هر يف �أ‪‬هزة �لقيا�س �صالبة‪‬‬
‫فه‪ �‬يع‪‬ي �أن ‪� ‬إلأ‪‬ه‪‬زة مت�صل‪‬ة عك�‪‬س �‪‬ا‪‬‬
‫�ص‪‬ريان �لتيار‪ .‬يف ‪� ‬الة ‪‬ك‪‬ك ت‪‬ي‪� ‬ا‪‬‬
‫�صريان �لتيار ع‪ ‬ريق ‪‬ديد �ملج�س ‪‬م �إلنتقا‪‬‬
‫�إ‪ ‬لوح‪‬ة �لتكوي‪ ‬وبال‪‬ص‪ ‬عل‪‬ى خي‪‬ار عك�‪‬س‬
‫قيا�‪‬س �لتي‪‬ار (‪.)Flip current measurement‬‬
‫‪50‬‬
‫�شكل ‪ :2.14‬اإ�شافة جم�ض التيار‬
‫ميكنك ا ً‬
‫أي�شا اإ�شافة جم�شات اأخر‪ ‬لتتمكن من معاينة قيا�شات فرق اجلهد‪:‬‬
‫ألإ�س�فة ‪�‬ض فرق �جلهد‪:‬‬
‫م��ن ‪� Components toolbar‬ش��ري‪ ‬اأدوات املكون��ات‪ ،‬ا�ش‪ ��‬عل��ى عالم��ة التبوي��ب‬
‫‪ Analysis and annota�on‬التحليل والتعليق التو�شيحي‪1 .‬‬
‫ا�شحب ‪ Voltage probe‬جم�ض فرق اجلهد‪ 2 ،‬ثم اأفلته على اجلانب األأي�شر من �ملق�ومة‪3 .‬‬
‫ا�ش‪ ��‬عل��ى ‪ Add a reference probe‬اإ�شاف��ة جم���ض مرجع��ي‪ 4 ،‬واأفلت��ه اإىل اجلان��ب األأمي��ن‬
‫من �ملق�ومة‪5 .‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫ت�بع �ل�سفحة �لت�لية‬
‫‪51‬‬
‫‪5‬‬
‫�شكل ‪ :2.15‬اإ�شافة جم�ض فرق اجلهد‬
‫لت�سمية �ملكون�ت و�ملو‪�‬سر�ت‪:‬‬
‫ا�ش‪ ‬على �مل�سدر ‪ V1‬لتحديده‪.‬‬
‫ا�ش‪ ��‬م��ر ًة اأخ��ر‪ ‬عل��ى �مل�س��در ‪ V1‬لفت��ح‬
‫�شن��دوق ‪ ID:‬املُع��رف‪2 .‬‬
‫‪ ‬األ�شم اإىل ‪3 .V‬‬
‫ّ‬
‫‪1‬‬
‫م��ن امله��م ت�ش��مية املكون��ات واأجه��زة‬
‫القيا���ض املوج��ودة يف الدائ��رة‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫يُو�سل ‪� �‬لمج�ض على �لتو�زي مثل‬
‫جه�ز �لفولتميتر‪.‬‬
‫‪52‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫ويف النهاية �شت‪‬هر الدائرة بهذه ال�شورة‪.‬‬
‫�شكل ‪ :2.16‬ت�شمية املكونات واملو‪�‬شرات‬
‫‪  ‬و�ص‪� ‬لد�ئ‪‬رة يف بي‪‬ة به‪‬ا �ص‪‬و�ئل �أو ر‪‬وب‪‬ة �أو ‪‬بار‪‬‬
‫حي‪ ‬ك‪� ‬أن تت�صب‪�  ‬لعو�مل �لبي‪‬ية يف حدو‪ ‬ق�صور‬
‫�أو خل‪‬ل يف �لد�ئ‪‬رة‪ ‬وبالت‪‬ايل وق‪‬و‪� ‬و�د‪ ‬إل �ص‪‬م‪.� ‬‬
‫�شكل ‪ :2.17‬م‪‬ال على تو�شيل دائرة حقيقية‬
‫‪53‬‬
‫واألآن اأ�شبح‪ ‬الدائرة جاهزة لت�ش‪‬يل املحاكاة ومعاينة القيا�شات من املج�شات‪.‬‬
‫‪1‬‬
‫لت�سغيل �ملح�ك�ة‪:‬‬
‫ا�ش‪ ‬على ‪ Run simula�on‬ت�ش‪‬يل املحاكاة‪ ‬لبع�ض الوق‪.‬‬
‫ا�ش‪ ‬على ‪ stop/reset simula�on‬اإيقاف‪ ‬اإعادة �شب‪ ‬املحاكاة‪.‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫إل حا‪‬ة للتاأري‪‬س (‪ )Grounding‬ع‪‬د‬
‫ت�صمي‪‬م دو�ئ‪‬ر �لتي‪‬ار �مل�ص‪‬تمر �لب�ص‪‬يطة‪ ‬ل‪‬لك‬
‫‪‬ك‪‬ك �إ‪‬م‪‬ا‪ ‬ر�ص‪‬الة �لت‪‬بي‪� ‬لت‪‬ي ‪‬تعر�‪‬س‪.‬‬
‫�شكل ‪ :2.18‬ت�ش‪‬يل املحاكاة‬
‫األآن وقد �ش ‪‬مم‪ ‬الدائرة بقيم امل�شدر واملقاومة‪ ،‬ميكننا التحقق من قانون اأوم‪:‬‬
‫ونتيجة ل‪‬لك‬
‫‪5V‬‬
‫‪5‬‬
‫‪⇒ 5 × 10-3 = 3‬‬
‫‪10‬‬
‫‪1kΩ‬‬
‫= ‪5mA‬‬
‫‪ ‬التحقق من قانون اأوم من خالل القيم التي تعر�شها اأدوات القيا�ض‪.‬‬
‫‪54‬‬
‫ميكنك دائ ًما حفظ م�شروعك أل�شتخدامه ألح ًقا‪.‬‬
‫‪‬فظ �مل�سرو‪:‬‬
‫ا�ش‪ ‬على ‪ File naviga�on menu‬قائمة ت�شفح امللفات‪.‬‬
‫ا�ش‪ ‬على ‪ Save‬حفظ‪2 .‬‬
‫‪ ‬األ�شم اإىل ‪ Ohm’s Law‬قانون اأوم‪.‬‬
‫من نافذة ‪ Save Circuit‬حفظ الدائرة‪ّ ،‬‬
‫ا�ش‪ ‬على ‪ OK‬موافق‪4 .‬‬
‫‪1‬‬
‫‪3‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫�شكل ‪ :2.19‬حفظ امل�شروع‬
‫‪55‬‬
‫أل�شتعرا�ض الدوائر ال�شابقة التي �شممتها‪ ،‬ميكنك األنتقال اإىل خيار دو�ئري (‪.)My Circuits‬‬
‫لفتح م�سرو‪:‬‬
‫ا�ش‪ ��‬عل��ى‬
‫‪‬قائم��ة ت�شف��ح امللف��ات‪.‬‬
‫ا�ش‪ ‬على ‪ Go to‬الذهاب اإىل‪2 .‬‬
‫ا�ش‪ ‬على ‪ My Circuits‬دوائري‪3 .‬‬
‫‪File naviga�on menu‬‬
‫�سيتغير �أل�سم ‪‬ن� � ً‬
‫أي‪‬س�‬
‫بعد حفظك لم�سروعك‪.‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫��سغط على ‪New file‬‬
‫(مل‪ ‬جديد) لبدء م�سرو‪ ‬جديد‬
‫‪3‬‬
‫جميع �لم�س�ريع �لتي‬
‫�سبق حفظه� موجودة ‪‬ن�‪.‬‬
‫�شكل ‪ :2.20‬فتح م�شروع‬
‫‪56‬‬
‫‪2‬‬
‫م‪‬ا‪� 1 ‬لتو�صيل على �لتو�يل‬
‫‪Series Connection‬‬
‫يف الدوائر التي تكون تو�شيالتها على التوايل كما ي‪‬هر يف امل‪‬ال‪ ،‬ميكنك اأن تالحظ ما يلي‪:‬‬
‫مث�ل‬
‫مث�ل‬
‫القي��م الت��ي تعر�شه��ا اأدوات القيا���ض تو‪‬ك��د النتائ‪ ،‬و�ش��تالحظ ا ً‬
‫أي�شا اأن‬
‫جهازي األأمير يعر�شان �شدة التيار ذاتها‪:‬‬
‫‪I = 1mA‬‬
‫وينت‪ ‬عنها‪:‬‬
‫‪5V = 1V + 4V‬‬
‫‪VT = V1 + V2‬‬
‫‪57‬‬
‫م‪‬ا‪� 2 ‬لتو�صيل على �لتو�زي‬
‫‪Parallel Connection‬‬
‫يف الدوائر التي تكون تو�شيالتها على التوازي كما ي‪‬هر يف امل‪‬ال‪ ،‬ميكنك اأن تالحظ ما يلي‪:‬‬
‫مث�ل‬
‫مث�ل‬
‫‪58‬‬
‫‪IT = I1 + I2 = I3 ⇒ 9mA = 3mA + 6mA = 9mA‬‬
‫‪VT = V1 = V2 = 18V‬‬
‫مترين�ت‬
‫‪� 1‬سمم �لد�ئرة �لت�لية‪:‬‬
‫‪� .1‬س ِّغل و�سع �ملح�ك�ة‪ ،‬ثم �أغلق �ملفت�ح ‪ ،S‬و�كتب م� تالحظه‪.‬‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫‪�ِ .2‬سل �ألأميرت ب�لد�ئرة‪ ،‬و�كتب �لقيمة �لتي يعر�سه�‪.‬‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫غر قيمة �مل�سدر �إىل ‪ 5V‬ثم �إىل ‪ ،1V‬م�ذ� تالحظ يف كل ح�لة؟‬
‫‪ّ .3‬‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫غر قيمة �مل�سدر �إىل ‪ 15V‬ثم �إىل ‪ ،20V‬م�ذ� تالحظ يف كل ح�لة؟‬
‫‪ّ .4‬‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫‪59‬‬
‫‪� 2‬س ِّمم �لد�ئرة �ألآتية‪:‬‬
‫ر�قب ود ِّون �لقيم �لتي تعر�سه� �أجهزة �لقي��ض يف‬
‫�جلدول �أدن�ه‪.‬‬
‫اأجهزة القيا�ض‬
‫القيم‬
‫األأمير‬
‫الفولتمير‬
‫م�ذ� تالحظ حول فرق �جلهد �مل�ر عرب ‪R2‬؟‬
‫ِّ‬
‫و�سح �إج�بتك‪.‬‬
‫_______________________________________‬
‫_______________________________________‬
‫_______________________________________‬
‫_______________________________________‬
‫_______________________________________‬
‫_______________________________________‬
‫_______________________________________‬
‫_______________________________________‬
‫‪60‬‬
‫‪� 3‬سمم �لد�ئرة �ألآتية‪:‬‬
‫��سبط �مل�سب�حني ‪ X1‬و ‪ X2‬على جهد ت�سغيل ‪.10V‬‬
‫�س ِّغل عر�ض �ملح�ك�ة و�كتب م� تالحظه حول �مل�سب�حني‪�� .‬سرح مالحظتك‪.‬‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫�أغلق �ملفت�ح ‪ ،S‬م�ذ� تالحظ ب�س�أن �مل�سب�حني وجه�ز �ألأميرت؟ ��سرح مالحظتك‪.‬‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫_______________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫‪61‬‬
‫�مل‪‬صرو‪‬‬
‫�سمم الدائرة األآتية‪:‬‬
‫ِ�سل امل�شباحن ‪ X1‬و ‪ X2‬بهذه الدائرة بحي‪ ‬يعمالن ب�شكل طبيعي عند فرق جهد ‪ 12V‬فول‪ ،‬ويتعر�شان‬
‫للتلف عند فرق جهد اأكرب من ‪.15V‬‬
‫ِ�سل مقاومة واحدة على التوايل مع ‪ X1‬تكون قيمتها ‪ R‬م�شاوية ‪.10Ω‬‬
‫ِ�س��ل املفاتي��ح ال‪‬الث��ة ‪ S1‬و ‪ S2‬و ‪ S3‬ذات املقاوم��ة ال�شئيل��ة ج��دً ا يف الدائ��رة وقيمته��ا‬
‫‪ 10-7Ω‬عند اإ‪‬الق الدائرة وفق الربنام‪ ،‬وحي‪ ‬ميكن اعتبار تلك القيم مهملة‪.‬‬
‫ِ�سل اأجهزة األأمير ال‪‬ال‪ ‬لقيا�ض �شدة التيار يف كل فرع من فروع الدائرة‪.‬‬
‫‪62‬‬
‫ن ِّف‪ ‬األآتي‪:‬‬
‫�فتح �ملفت�ح ‪ .S3‬ماذا تالحظ‪ ‬ا�شر‪ ‬ما تالح‪‬ه‪.‬‬
‫م��ع �إغ��الق املفت��ا‪ S3 ‬وفت��ح املفت��ا‪ ،S2 ‬اأ‪‬ل��ق املفت��ا‪‬‬
‫‪ .S1‬م��اذا تالح��ظ‪ ‬ا�ش��ر‪ ‬م��ا تالح‪��‬ه‪.‬‬
‫م��ع �غ��الق املفتاح��ن ‪ S3‬و ‪ ،S1‬اأ‪‬ل��ق كذل��ك املفت��ا‪S2 ‬‬
‫ا ً‬
‫أي�شا‪ .‬ماذا تالحظ‪ ‬ا�شر‪ ‬ما تالح‪‬ه‪.‬‬
‫�أوجد العالقة بن قيم �شدة التيار ‪ IΤ‬و ‪ I1‬و ‪ I2‬من قرا‪‬ات اأجهزة القيا�ض‪.‬‬
‫�أوج��د قيم��ة املقاوم��ة ‪ R1‬م��ن قيم��ة ف��رق اجله��د ‪ V1‬و�ش��دة التي��ار ‪،I1‬‬
‫ث��م اأوج��د قيم��ة املقاوم��ة ‪ R2‬م��ن قيم��ة ف��رق اجله��د ‪ V2‬و�ش��دة التي��ار ‪.I2‬‬
‫حي‪ R1 :‬هي مقاومة امل�شبا‪ ،X1 ‬و ‪ R2‬هي مقاومة امل�شبا‪.X2 ‬‬
‫‪ ‬قيمة امل�شدر من ‪ 10V‬اإىل ‪،20V‬‬
‫بعد �إيق�‪ ‬املحاكاة‪ِّ ،‬‬
‫واأ‪‬ل��ق املفتاح��ن ‪ S1‬و‪.S2‬‬
‫ثم �أغلق املفتا‪ S3 ‬واكتب ما تالح‪‬ه حول امل�شباحن ‪X1‬‬
‫و‪ .X2‬د ّون ا ً‬
‫أي�ش��ا م��ا تالح‪��‬ه ح��ول قي��م �ش��دة التيار ا‪‬الية‬
‫‪ IΤ‬و ‪ I1‬و ‪.I2‬‬
‫�أغل��ق املفت��ا‪ S2 ‬م��ع األإبق��ا‪ ‬عل��ى املفتاح��ن ‪ S3‬و ‪ S1‬مفتوح��ن‪.‬‬
‫د ّون ما تالح‪‬ه حول امل�شباحن ‪ X1‬و‪ .X2‬ا�شر‪ ‬مالح‪‬اتك‪.‬‬
‫‪63‬‬
‫ماذ� تع ّلمت‬
‫�لتمييز بني �لتيار �لكهربائي �ملرتدد و�مل�صتمر‪.‬‬
‫خطو�ت عمل �لدو�ئر �لب�صيطة‪.‬‬
‫تطبيق قانون �أوم‪.‬‬
‫��صتخد�م برنامج ملتي �صيم إليف لت�صميم وحماكاة �لدو�ئر �إلإلكرتونية‪.‬‬
‫��صتخد�م �ملج�صات وذلك لقيا�س فرق �جلهد و�صدة �لتيار يف عر�س �ملحاكاة‪.‬‬
‫�لم�صطلحات �لرئي�صة‬
‫عُقدة‬
‫‪Node‬‬
‫تي�ر متردد‬
‫�أوم‬
‫‪Ohm‬‬
‫�أميتر‬
‫‪Ammeter‬‬
‫�أوميتر‬
‫‪Ohmmeter‬‬
‫�أمبير‬
‫‪Ampere‬‬
‫مق�ومة‬
‫‪Resistor‬‬
‫كولوم‬
‫‪Coulomb‬‬
‫م�سدر‬
‫‪Source‬‬
‫�لتي�ر‬
‫‪Current‬‬
‫فولت‬
‫فرق �لجهد‬
‫فولتميتر‬
‫و�ط‬
‫‪64‬‬
‫‪Volt‬‬
‫‪Voltage‬‬
‫‪Voltmeter‬‬
‫‪Watt‬‬
‫تي�ر م�ستمر‬
‫�إلكترون�ت‬
‫جول‬
‫ملتميتر‬
‫‪AC‬‬
‫‪DC‬‬
‫‪Electrons‬‬
‫‪Joule‬‬
‫‪Multimeter‬‬
65
‫‪ .3‬الدوائر الرقمية‬
‫�س��يتعرف الطال��‪ ��  ‬الوح��دة عل��ى اأ�س���ص اجل��رب املنطق��ي‬
‫ّ‬
‫�يتعرف ا ‪‬‬
‫أي‪‬س��ا عل��ى كي‪‬ي��ة ا�س��تخدام خُمطط��ات كارنوف‬
‫البولين��ي‪ ،‬و�س� ّ‬
‫(‪ ،(Karnaugh‬وختا ‪‬م��ا �سي�س��تخدم الطال��‪ ‬برنام��ج املح��اكاة لر�س��م‬
‫الدوائ��ر املختل‪��‬ة ‪.‬‬
‫اأ‪‬داف التع ‪‬لم‬
‫بنهاية ‪ ‬الوحدة �سيكون الطال‪ ‬قاد ‪‬را على اأن‪‬‬
‫يتعرف على اأ�سا�سيات الدوائر الرقمية‪.‬‬
‫ّ‬
‫يتعرف على قواعد اجلرب البوليني‪.‬‬
‫ّ‬
‫يط ‪‬ب‪ ‬اجلرب البوليني لتب�سيط الدوال‪.‬‬
‫مي ّي‪ ‬بن البوابات املنطقية‪.‬‬
‫ين‪‬س‪ ‬دوال منطقية من خ‪‬ل دمج ‪‬موعة من البوابات‬
‫املنطقية م ‪‬عا‪.‬‬
‫يط ‪‬ب‪ ‬خُمططات كارنوف لتب�سيط الت�ساميم املنطقية‪.‬‬
‫يتعرف على املكونات االأ�سا�سية للدوائر الرقمية‪.‬‬
‫ّ‬
‫يحد‪ ‬د ما‪‬ية الدوائر املتكاملة (‪.(Integrated Circuits-IC‬‬
‫يحاكي الدوائر الرقمية امل�سممة با�ستخدام برنامج ملتي �سيم‬
‫اليف (‪.(Multisim Live‬‬
‫االأدوات‬
‫برنامج ملتي �سيم اليف (‪(Multisim Live‬‬
‫‪66‬‬
‫الدر�ص االأول‬
‫الدوائر الرقمية‬
‫اأ�سا�سيات الدوائر الرقمية‬
‫‪Basics of the Digital Circuit‬‬
‫تُ�س��تخدم الدوائ��ر الرقمي��ة لتنفي��ذ العملي��ات واملنط��ق البولين��ي يف اآلأنظم��ة‪.‬‬
‫يكم��ن اآلخت��الف اآلأ�سا�س��ي ب��ن الدوائ��ر الرقمي��ة والدوائ��ر الكهربائي��ة يف اأن‬
‫اآلإ�س��ارات الكهربائي��ة تعم��ل باإ�س��ارات م�س��تمرة حي��ث يتدف��ق التي��ار الكهربائ��ي‬
‫ع��ر الدائ��رة‪ ،‬بينم��ا تك��ون ُم ْد َخ��الت اآلإ�س��ارات الرقمي��ة يف تل��ك الدوائر اإحدى‬
‫القيمت��ن ‪ 0‬و‪ .1‬تُ�س��تخدم الدوائ��ر الرقمي��ة يف الدوائ��ر املتكامل��ة ويف وح��دات‬
‫التحكم الدقيقة لتخزين املعلومات وتنفيذ الدوال املنطقية بالتزامن مع ربطها‬
‫بالدوائ��ر الكهربائي��ة‪ .‬يوج��د نوع��ان رئي�س��ان للدوائر الرقمية‪:‬‬
‫الدوائر التوافقية‬
‫‪Combinational Circuits‬‬
‫ت�س��تقبل ه��ذه الدوائ��ر ُم ْد َخ��الت وقي��م‪ ،‬وتنت��ج ُ ْ‬
‫خُم َرجاته��ا بن��ا ًء عل��ى الدال��ة‬
‫املنطقي��ة الت��ي �سمم��‪.‬‬
‫من اأنوا‪ ‬الدوائر التوافقية‪:‬‬
‫الدام��ج (‪ :(Multiplexer‬ي�س��تقبل ُم ْد َخ��الت متع��ددة م��ن م�س��در رقم��ي‬
‫و ُيخ��رج قيمة واحدة‪.‬‬
‫املُف �رِق (‪ :(Demultiplexer‬ي�س��تقبل قيم��ة ُم ْد َخل��ة واح��دة و ُيخ��رج قي ًم��ا‬
‫متع��ددة‪.‬‬
‫املُ�سفرات (‪ :(Encoders‬حتول اآلإ�سارة املُ ْد َخلة اإىل نتيجة ‪‬نائية ُم�سفرة‪.‬‬
‫دوائ��ر ف��ك الت�س��فري (‪ :(Decoders‬تعم��ل ب�س��كل معاك���س لل ُم�س��فرات‪ ،‬فه��ي‬
‫تعيد تكوين اآلإ�سارة اآلأ�سلية التي ينتجها املُ�سفر‪.‬‬
‫الدوائر املت�سل�سلة‬
‫اجلدول ‪ :3.1‬حاالت الدوائر الرقمية‬
‫ا‪‬الة‬
‫االأرقام ال‪‬نائية‬
‫�سوا‪‬‬
‫‪1‬‬
‫خطاأ‬
‫‪0‬‬
‫اجلدول ‪ :3.2‬امل�ستويات ال‪‬ولتية ال‪‬سائعة‬
‫امل�ستو‪ ‬املنطقي‬
‫‪ 5‬فول‪‬‬
‫‪ 3.3‬فول‪‬‬
‫الرقم ال‪‬نائي‬
‫اجلهد بال‪‬ولت‬
‫‪1‬‬
‫‪5‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪3.3‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪Sequential Circuits‬‬
‫ت�ستقبل هذه الدوائر املُ ْد َخالت واملُخْ َرجات التي اأُنتج‪ ‬بوا�سطة املُخْ َرجات ال�سابقة للدائرة‪ ،‬ومن اأمثلة الدوائر املت�سل�سلة ما يلي‪:‬‬
‫القالبات (‪ :(FlipFlops‬تُ�ستخدم لتخزين اآلإ�سارات الرقمية املت�سل�سلة‪.‬‬
‫العدادات (‪ :(Counters‬ت�ستخدم لعمليات العد والتن�سيق واملتابعة للمكونات اآلأخرى بالدوائر‪.‬‬
‫معلومة‬
‫ميكن العثور على األإ�سارات التماثلية (‪ (Analog signals‬يف كل مكان يف الطبيعة‪ ،‬اأما اآلإ�سارات‬
‫الرقمية فهي اإ�سارات من �سنع اآلإن�سان‪ .‬يكمن اآلختالف بن هذين النوعن من اآلإ�سارات يف اأن‬
‫اآلإ�سارات التما‪‬لية تتباين يف الرتدد وال�سعة املوجية‪ ،‬بينما تقت�سر اآلإ�سارات الرقمية على حالتي‬
‫الت�سغيل اأو اآلإيقاف‪ ،‬واللتان يتم متثيلهما بالقيم ‪ 0‬و ‪ُ .1‬يطلق على هذا التمثيل ا�سم النظام الثنائي‪.‬‬
‫‪67‬‬
‫اجلرب البوليني‬
‫‪Boolean Algebra‬‬
‫ُيع��رف اجل��ر البولين��ي بتكون��ه م��ن جمموع��ة تتاأل��ف م��ن عن�سري��ن‪ ،}1 ، 0{ :‬وب��ه تُ�س��تخدم العملي��ات املنطقي��ة‪ :‬عملي��ة ‪ AND‬و يت��م‬
‫متثيله��ا بالرم��ز (⋅)‪ ،‬وعملي��ة ‪ OR‬ويت��م متثيله��ا بالرم��ز (‪ ،)+‬وتتحق��ق هات��ان العمليت��ان م��ن القواعد اآلآتية‪:‬‬
‫اإذا كان العن�سران ‪ A‬و ‪ B‬ينتميان اإىل جمموعة {‪ }1، 0‬فاإن‪:‬‬
‫ينتم��ي املُخْ � َ�رج ‪ Y‬اخلا���ص بعملي��ات‬
‫(‪ )+‬و (⋅) اإىل املجموعة {‪.}1، 0‬‬
‫‪Α+Β=Β+Α=Y‬‬
‫‪Α⋅Β=Β⋅Α=Y‬‬
‫خ�سائ�س عملية ‪ OR‬يف اجلر‬
‫البوليني‪:‬‬
‫خ�سائ�س عملية ‪ AND‬يف اجلر‬
‫البوليني‪:‬‬
‫‪Α⋅1=A‬‬
‫)‪A + (B ⋅ C) = (A + B) ⋅ (A + C‬‬
‫‪Α+0=Α‬‬
‫‪Α⋅Α=A‬‬
‫قانون النفي املزدوج‪:‬‬
‫‪Α+Α=Α‬‬
‫‪Α⋅Α=0‬‬
‫مثال‪:‬‬
‫‪A ⋅ (B + C) = A ⋅ B + A ⋅ C‬‬
‫‪Α+1=1‬‬
‫‪Α⋅0=0‬‬
‫‪A=A‬‬
‫‪Α+Α=1‬‬
‫إذا كانت ‪ A = 0‬فإن ‪ ، A = 1‬بينما إذا كانت ‪ A = 1‬فإن ‪A = 0‬‬
‫تنطب��ق القواع��د املذك��ورة بنف���س‬
‫ال�س��كل عل��ى منط��ق العملي��ات‪.‬‬
‫العملية‬
‫التعبري‬
‫‪AND‬‬
‫‪A⋅B‬‬
‫‪OR‬‬
‫نظرية دميورجان‬
‫‪A+B‬‬
‫‪DeMorgan’s Theory‬‬
‫لتتمك��ن م��ن ح��ل بع���س العملي��ات املعق��دة‪ ،‬ميكن��ك ا�س��تبدال كل عن�س��ر‬
‫مبتمم��ه وتغي��ر كل عملي��ة ‪ AND‬اإىل ‪ OR‬اأو العك���س‪.‬‬
‫النظرية‬
‫‪(A ⋅ B ⋅ C) = A + B + C‬‬
‫‪(A + B + C) = A ⋅ B ⋅ C‬‬
‫‪68‬‬
‫قانون التوزيع يف اجلر البوليني‪:‬‬
‫ق��د حتت��وي البواب��ات املنطقية على‬
‫اأك��ر م��ن ُمدْ َخل��ن‪ ،‬ولك��ن له��ا ُ ْ‬
‫خُم� َ�رج‬
‫واح��د فقط‪.‬‬
‫مثال‪:‬‬
‫لتتع��رف عل��ى ‪‬ريق��ة ا�س��تخدام ج��دول احلقيق��ة (‪ (Truth table‬واجل��ر‬
‫البولين��ي آلإ‪‬ب��ات العالق��ة التالي��ة‪:‬‬
‫)‪Y = (A + B) ⋅ (A + C) = (A + B ⋅ C‬‬
‫يتطابق كال العمودين‪ ،‬مما‬
‫يعني اأنهما مت�ساويان‪.‬‬
‫�ستن�س��ئ ج��دول احلقيق��ة حي��ث متثل متغرات ال��دوال داخل ال�سفوف‪ُ ،‬ومتثل‬
‫اآلأعمدة املعادلة التي يج‪ ‬ح�سابها‪.‬‬
‫قيم األإدخال‬
‫‪A‬‬
‫‪0‬‬
‫‪B‬‬
‫‪0‬‬
‫‪C‬‬
‫‪0‬‬
‫)‪(A + B‬‬
‫‪0‬‬
‫)‪(A + C‬‬
‫‪0‬‬
‫)‪(B ⋅ C‬‬
‫‪0‬‬
‫)‪(A + B) ⋅ (A + C‬‬
‫‪0‬‬
‫)‪(A + B ⋅ C‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫لتثب‪ ‬اآلآن �سحة الدالة با�ستخدام قواعد اجلر البوليني التي تعلمتها‪.‬‬
‫)‪Y = (A + B) ⋅ (A + C) = (A + B ⋅ C‬‬
‫‪(1 + C + B) = 1‬‬
‫‪A⋅1=A‬‬
‫‪Y = (A + B) ⋅ (A + C) = A ⋅ A + A ⋅ C + B ⋅ A + B ⋅ C‬‬
‫‪=A+A⋅C+B⋅A+B⋅C‬‬
‫‪= A ⋅ (1 + C + B) + B ⋅ C‬‬
‫‪=A⋅1+B⋅C‬‬
‫)‪= (A + B ⋅ C‬‬
‫‪69‬‬
‫البوابات املنطقية‬
‫‪Logic Gates‬‬
‫تُع ُّد البوابات املنطقية مكونات اإلكرتونية �سغرة احلجم ت�ستقبل جمموعة حمددة من قيم املُ ْد َخالت‪ ،‬وتخرج قي ًما منطقية حمددة‬
‫وفق جمموعة القواعد اخلا�سة بالبوابات املنطقية‪ .‬تُط ّبق العمليات احل�سابية للمنطق البوليني آلإنتاج قيم املُخْ َرجات املطلوبة‪ ،‬وتتميز‬
‫كل بوابة منطقية مبجموعة فريدة من النتائج‪.‬‬
‫تُدمج البوابات املنطقية م ًعا لت�سميم دوال اأكرث تعقيدً ا ومكونات اأكرث تكاملية‪ .‬فيما يلي حتليل جليمع البوابات املنطقية‪:‬‬
‫البوابة املنطقية‬
‫‪NOT‬‬
‫‪Logic Gate NOT‬‬
‫ت�س��تقبل بواب��ة ‪ NOT‬قيم��ة اإدخ��ال واح��دة و ُتخ��رج قيم��ة واح��دة‪ .‬يق��وم‬
‫معام��ل ‪ NOT‬املنطق��ي بعك���س القيم��ة املُ ْد َخل��ة‪.‬‬
‫ُ ْ َ‬
‫المدخل‬
‫‪Y=A‬‬
‫البوابة املنطقية‬
‫‪AND‬‬
‫‪A‬‬
‫ُ ْ‬
‫المخ َرج‬
‫املُ ْد َخل ‪A‬‬
‫املُخْ َرج ‪NOT A‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪Logic Gate AND‬‬
‫ت�س��تقبل بواب��ة ‪ AND‬قيمت��ن ك ُم ْد َخ��الت‪ ،‬وحت��دد هات��ان القيمت��ان قيم��ة‬
‫املُخْ َرج‪.‬‬
‫ُ ْ َ‬
‫المدخل‬
‫‪Y=A⋅B‬‬
‫البوابة املنطقية‬
‫‪OR‬‬
‫‪ْ ُ A⋅B‬‬
‫المخ َرج‬
‫ُ ْ َ‬
‫المدخل‬
‫‪70‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪Logic Gate OR‬‬
‫ت�س��تقبل بواب��ة ‪ OR‬قيمت��ن ك ُم ْد َخ��الت‪ ،‬وحت��دد هات��ان القيمت��ان قيم��ة‬
‫املُخْ َرج‪.‬‬
‫‪Y=A+B‬‬
‫املُ ْد َخل ‪A‬‬
‫املُ ْد َخل ‪B‬‬
‫املُخْ َرج ‪A AND B‬‬
‫‪A+B‬‬
‫ُ ْ‬
‫المخ َرج‬
‫املُ ْد َخل ‪A‬‬
‫املُ ْد َخل ‪B‬‬
‫املُخْ َرج ‪A OR B‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫البوابة املنطقية‬
‫‪XOR‬‬
‫‪Logic Gate XOR‬‬
‫تنتج البوابة ‪( XOR‬والتي ُيرمز لها بالرمز (⊕( ويطلق عليها ت�سمية ‪ OR‬اآلإق�سائية‬
‫ا ً‬
‫أي�سا( القيمة ‪ 0‬اإذا كان كال املُ ْد َخلن متما‪‬لن‪ ،‬وتنتج القيمة ‪ 1‬اإذا كانا خُمتلفن‪.‬‬
‫املُ ْد َخل ‪A‬‬
‫املُ ْد َخل ‪B‬‬
‫املُخْ َرج ‪A XOR B‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪Y=A⊕B‬‬
‫ُ ْ َ‬
‫المدخل‬
‫ُ ْ‬
‫المخ َرج‬
‫لت�ساهد بع�س اآلأمثلة يف دائرة كهربائية مب�سبا‪ ‬كهربائي‪.‬‬
‫مثال‪:‬‬
‫‪A AND B‬‬
‫�س��ي�سيء امل�سب��ا‪ ‬عن��د اإ‪��‬ال‪ ‬كال املفتاح��ن املت�سل��ن‬
‫عل��ى الت��وا‪ ‬فقط‪.‬‬
‫امل�سبا‪A AND B ‬‬
‫املُ ْد َخل ‪B‬‬
‫املُ ْد َخل ‪A‬‬
‫اإيقاف‬
‫اإيقاف‬
‫اإيقاف‬
‫اإيقاف‬
‫ت�سغيل‬
‫اإيقاف‬
‫اإيقاف‬
‫اإيقاف‬
‫ت�سغيل‬
‫ت�سغيل‬
‫ت�سغيل‬
‫ت�سغيل‬
‫‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫‪Y‬‬
‫مثال‪:‬‬
‫‪A OR B‬‬
‫�س��ي�سيء امل�سب��ا‪ ‬عن��د اإ‪��‬ال‪ ‬ا ‪‬أ‪ ‬م��ن املفاتي��ح املت�سل��ة‬
‫على الت��واز‪.‬‬
‫امل�سبا‪A OR B ‬‬
‫املُ ْد َخل ‪B‬‬
‫املُ ْد َخل ‪A‬‬
‫اإيقاف‬
‫اإيقاف‬
‫اإيقاف‬
‫ت�سغيل‬
‫ت�سغيل‬
‫اإيقاف‬
‫ت�سغيل‬
‫اإيقاف‬
‫ت�سغيل‬
‫ت�سغيل‬
‫ت�سغيل‬
‫ت�سغيل‬
‫‪A‬‬
‫‪Y‬‬
‫‪B‬‬
‫‪71‬‬
‫مثال‪:‬‬
‫‪B‬‬
‫‪XOR‬‬
‫‪A‬‬
‫�س��ي�سيئ امل�سب��ا‪ ‬عندم��ا يك��ون ‪‬رف��ا اآلإدخ��ال ُمتعاك�س��ن‬
‫يف القيم��ة على امل�س��توى املنطقي‪.‬‬
‫‪0‬‬
‫املُ ْد َخل ‪A‬‬
‫املُ ْد َخل ‪B‬‬
‫امل�سبا‪A XOR B ‬‬
‫اإيقاف‬
‫اإيقاف‬
‫ت�سغيل‬
‫ت�سغيل‬
‫اإيقاف‬
‫ت�سغيل‬
‫اإيقاف‬
‫ت�سغيل‬
‫اإيقاف‬
‫ت�سغيل‬
‫ت�سغيل‬
‫اإيقاف‬
‫‪Y=A‬‬
‫املُد َْخل‬
‫‪A‬‬
‫املُخْ َرج‬
‫‪1‬‬
‫‪Β‬‬
‫‪Y‬‬
‫‪1‬‬
‫‪A‬‬
‫‪0‬‬
‫اإذا مت تو�سي��ل ُ ْ‬
‫خُم َرج��ات البواب��ات املنطقي��ة ‪ OR‬و‪ AND‬و‪ُ XOR‬مب ْد َخ��ل بواب��ة‬
‫النف��ي ‪ NOT‬املنطقي��ة‪ ،‬ف�س��تظهر بع���س البواب��ات املنطقي��ة اجلدي��دة‪ .‬هي��ا بن��ا‬
‫نتعرف على هذه البوابات اجلديدة‪.‬‬
‫البوابة املنطقية ‪Logic Gate NAND NAND‬‬
‫بعك�س ُ ْ‬
‫خُم َرج بوابة ‪ AND‬املنطقية‪.‬‬
‫تقوم بوابة ‪ NAND‬املنطقية ‪‬‬
‫املُخْ َرج‬
‫املُ ْد َخل ‪A‬‬
‫املُ ْد َخل ‪B‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫(‪NOT (A AND B‬‬
‫‪A⋅B‬‬
‫املُد َْخل‬
‫‪Y=A⋅B‬‬
‫املُد َْخل‬
‫‪A⋅B‬‬
‫‪NOT = NAND‬‬
‫‪A⋅B‬‬
‫ُت�س��مى ‪‬موع��ة دوال ‪ AND‬اأو ‪ OR‬املد‪��‬ة م ‪‬ع��ا والت��ي تليه��ا بواب��ات ‪ NOT‬با�س��م ‪ NAND‬اأو‬
‫‪ُ .NOR‬‬
‫و‪ ��‬دوال ‪ NAND‬و‪ NOR‬بع��دد اأق��‪ ‬م��ن ال‪‬ان‪�‬س��تورات ‪ ‬معظ��م االأنظم��ة املنطقي��ة‪.‬‬
‫‪72‬‬
‫‪AND‬‬
‫املُخْ َرج‬
‫املُخْ َرج‬
‫البوابة املنطقية‬
‫‪NOR‬‬
‫‪Logic Gate NOR‬‬
‫تقوم بوابة ‪ NOR‬املنطقية بعك�س ُ ْ‬
‫خُم َرج بوابة ‪.OR‬‬
‫املُ ْد َخل ‪A‬‬
‫املُ ْد َخل ‪B‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫البوابة املنطقية‬
‫‪XNOR‬‬
‫املُخْ َرج‬
‫‪A+B‬‬
‫املُد َْخل‬
‫(‪NOT (A OR B‬‬
‫‪Y=A+B‬‬
‫‪ A + B‬املُخْ َرج‬
‫‪NOT = NOR‬‬
‫‪A+B‬‬
‫املُد َْخل‬
‫‪OR‬‬
‫املُخْ َرج‬
‫‪Logic Gate XNOR‬‬
‫خُم َرج بوابة ‪ ، XOR‬حيث يكون ُ ْ‬
‫تقوم بوابة ‪ XNOR‬بعك�س ُ ْ‬
‫خُم َرج‬
‫ه��ذه البواب��ة ‪ 0‬اإذا كان كال املُ ْد َخل��ن خُمتلف��ن‪ ،‬و ‪ 1‬اإذا كان��ا‬
‫متطابقن‪.‬‬
‫املُ ْد َخل ‪A‬‬
‫املُ ْد َخل ‪B‬‬
‫املُخْ َرج (‪NOT (A XOR B‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪A⊕B‬‬
‫املُد َْخل‬
‫‪Y=A⊕B‬‬
‫‪A⊕B‬‬
‫‪NOT = XNOR‬‬
‫‪A⊕B‬‬
‫املُد َْخل‬
‫املُخْ َرج‬
‫‪XOR‬‬
‫املُخْ َرج‬
‫يو�سح جدول ‪ 3.3‬العمليات املنطقية والتعبرات لكل بوابة منطقية‪.‬‬
‫اجلدول ‪ :3.3‬العمليات املنطقية والتعبريات‬
‫العملية المنطقية‬
‫‪NOT‬‬
‫‪AND‬‬
‫‪OR‬‬
‫‪XOR‬‬
‫‪NAND‬‬
‫‪NOR‬‬
‫‪XNOR‬‬
‫التعب�‬
‫ي‬
‫‪A‬‬
‫‪A⋅B‬‬
‫‪A+B‬‬
‫‪A⊕B‬‬
‫‪A⋅B‬‬
‫‪A+B‬‬
‫‪A⊕B‬‬
‫‪73‬‬
‫لت�سهيل عملية ر�سم دائرة البوابات املنطقية عند وجود دالة‪ ،‬تُر�سم املُخْ َرجات ا ًأوآل ويليها ر�سم املُ ْد َخالت‪ .‬انظر املثال اآلآتي‪:‬‬
‫مثال‪:‬‬
‫اأن�سئ دائرة الدالة التالية‪:‬‬
‫‪Y=A⋅B+A⋅C‬‬
‫‪1‬‬
‫ا ًأوآل عليك البدء باإن�ساء البوابة املنطقية ‪.OR‬‬
‫‪2‬‬
‫بع��د ذل��ك علي��ك اآلنتق��ال آلإن�س��اء البواب��ات‬
‫املنطقي��ة ‪ AND2‬و ‪.AND1‬‬
‫‪OR‬‬
‫‪A⋅B‬‬
‫‪A⋅B+A⋅C‬‬
‫‪A⋅C‬‬
‫‪AND1‬‬
‫‪A‬‬
‫‪A⋅B‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A⋅C‬‬
‫‪C‬‬
‫يف اخلتام عليك اإن�ساء البوابات املنطقية ‪ NOT1‬و ‪ NOT2‬لكل من ‪ A‬و ‪.C‬‬
‫‪A‬‬
‫‪A‬‬
‫‪NOT1‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪A‬‬
‫‪C‬‬
‫‪AND1‬‬
‫‪A⋅B‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪NOT2‬‬
‫‪74‬‬
‫‪A⋅B+A⋅C‬‬
‫‪AND2‬‬
‫‪A‬‬
‫‪3‬‬
‫‪OR‬‬
‫‪C‬‬
‫‪OR‬‬
‫‪A⋅B+A⋅C‬‬
‫‪AND2‬‬
‫‪A⋅C‬‬
‫انظ��ر ت�سمي��م الدال��ة (‪Y = (A + B) ⋅ (A + C‬‬
‫(‪ Y = (A + B ⋅ C‬؛ لتقليل عدد البوابات‪.‬‬
‫بالبواب��ات املنطقي��ة‪ ،‬وكي��ف مت تب�س��يطها با�س��تخدام خا�سي��ة التوزي��ع لت�سب��ح بال�س��كل‬
‫مثال‪:‬‬
‫دائرة ‪1‬‬
‫‪OR1‬‬
‫‪A‬‬
‫‪A+B‬‬
‫‪AND‬‬
‫‪B‬‬
‫)‪Y = (A + B) ⋅ (A + C‬‬
‫‪OR2‬‬
‫‪C‬‬
‫‪A+C‬‬
‫دائرة ‪2‬‬
‫‪A‬‬
‫‪OR‬‬
‫‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫)‪Y = (A + B ⋅ C‬‬
‫‪AND‬‬
‫‪C‬‬
‫‪B⋅C‬‬
‫�س��تالحظ اأن كلت��ا الدائرت��ن تعطي��ان نف���س الن��اجت وه��و ن��اجت الدائ��رة‬
‫اآلأوىل‪ ،‬ولكن الدائرة الثانية �ستكون اأقل ببوابة منطقية واحدة من اآلأوىل‪.‬‬
‫معلومة‬
‫تُ�ستخدم العديد من البوابات املنطقية‬
‫يف ت�سميم اآلأجهزة اآلإلكرتونية‪ .‬اإن‬
‫عملية تب�سيط البوابات املنطقية يقلل من‬
‫تكلفة املواد امل�ستخدمة يف تلك اآلأجهزة‪.‬‬
‫‪75‬‬
‫مترينات‬
‫‪ 1‬ما الفرق الرئي�س بني الدائرة الرقمية والدائرة الكهربائية؟‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫‪ 2‬ما البوابة املنطقية التي تنتج دائ ًما القيمة ‪ 1‬عند وجود ُمد َْخالت خمتلفة (مثل‪ A = 0 :‬و ‪)B = 1‬؟‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫‪�ِ 3‬سل نوع العملية يف العمود األأول بالتعبري املنطقي املنا�سب يف العمود الثاين‪.‬‬
‫العملية‬
‫التعبر املنطقي‬
‫‪NOT‬‬
‫‪A⋅B‬‬
‫‪AND‬‬
‫‪A+B‬‬
‫‪XOR‬‬
‫‪A⊕B‬‬
‫‪OR‬‬
‫‪NAND‬‬
‫‪A+B‬‬
‫‪XNOR‬‬
‫‪A‬‬
‫‪NOR‬‬
‫‪76‬‬
‫‪A⋅B‬‬
‫‪A⊕B‬‬
‫‪ 4‬ح�دِّد اأ�س��ماء البواب��ات املنطقي��ة اأدن��اه‪ ،‬وام�الأ ج��دول احلقيق��ة‪ ،‬ث��م اكت��ب التعب��ري البولين��ي ل��كلٍ م��ن ه��ذه البواب��ات‬
‫املنطقي��ة‪ ،‬والعالق��ة اجلربي��ة ب��ني املُد َْخ��الت (‪ A‬و ‪ )B‬وامل ُ ْخ � َرج ‪.Y‬‬
‫املُ ْد َخل ‪A‬‬
‫املُ ْد َخل ‪B‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫املُ ْد َخل ‪A‬‬
‫املُ ْد َخل ‪B‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫املُ ْد َخل ‪A‬‬
‫املُ ْد َخل ‪B‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫املُخْ َرج‬
‫=‪Y‬‬
‫املُخْ َرج‬
‫=‪Y‬‬
‫املُخْ َرج‬
‫=‪Y‬‬
‫‪77‬‬
‫ب�سط الدالة (‪ Y = A ⋅ (B + C‬ثم ار�سم جدول احلقيقة‪.‬‬
‫‪ِّ 5‬‬
‫‪ 6‬ا�ستخدم اجلرب البوليني لتب�سيط الدالة [(‪ Y = A ⋅ [B + C ⋅ (D + E‬اإىل اأب�سط دائرة ممكنة‪.‬‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫‪ 7‬ا�ستخدم الدالة ‪ Y = A ⋅ B + A ⋅ B‬لر�سم الدائرة من ُ ْ‬
‫خم َرجاتها اإىل ُمد َْخالتها‪.‬‬
‫‪OR‬‬
‫‪Y=A⋅B+A⋅B‬‬
‫‪78‬‬
‫‪ 8‬اكتب التعبري البوليني لكل بوابة منطقية مت متثيلها بال�سكل اأدناه با�ستخدام الرموز‪.‬‬
‫‪A‬‬
‫‪XOR‬‬
‫‪OR‬‬
‫‪B‬‬
‫‪AND‬‬
‫‪NOT‬‬
‫‪C‬‬
‫ما ناجت امل ُ ْخ َرج اإذا كان ُّ‬
‫كل من ‪ A‬و ‪ B‬و ‪� C‬سوا ًبا (‪)1‬؟‬
‫‪A‬‬
‫‪XOR‬‬
‫‪OR‬‬
‫‪B‬‬
‫‪AND‬‬
‫‪NOT‬‬
‫‪C‬‬
‫‪79‬‬
‫الدر�ص ال‪‬ا‪‬‬
‫خُمططات كارنوف‬
‫خُمططات كارنوف‬
‫‪Karnaugh Maps‬‬
‫ق��ام موري���س كارن��وف (‪ (Maurice Karnaugh‬بتطوي��ر ور�س��م جمموع��ة م��ن املخطط��ات ع��ام ‪1953‬م يف خمت��ربات بي��ل (‪ (Bell Labs‬ا�س �تُخدم‪‬‬
‫لت�سمي��م الدوائ��ر الرقمي��ة‪ ،‬حي��ث ميك��ن م��ن خالله��ا متثي��ل نتائ��ج ُ ْ‬
‫خُم َرج��ات الدوائ��ر الرقمية املُعق��دة بو�سو‪.‬‬
‫تكم��ن قيم��ة ه��ذه املخطط��ات عن��د وج��ود دائ��رة باأك��رث م��ن ُم ْد َخل��ن‪ ،‬وذل��ك ل�سعوب��ة ا�س��تخدام ج��دول احلقيقة يف مثل ه��ذه احلالة‪ ،‬حيث �سي�س��غل اجلدول‬
‫إحكاما لعر�سها‪.‬‬
‫م�س��احة كبرة و�س��يكون من ال�سع‪ ‬قراءته‪ ،‬وهكذا فاإن خُمططات كارنوف ت�س��تخدم املعلومات نف�س��ها‪ ،‬ولكنها بتن�س��يق اأكرث ا ً‬
‫لت�ساهد فيما يلي و�س ًفا جلدول احلقيقة وخُمطط كارنوف‪.‬‬
‫ميكن اأن تالحظ اأن ُ ْ‬
‫خُم َرج الدالة ‪ Y‬ذات املُ ْد َخلن ُو�سع يف املوا�سع ‪ 1‬و‪ 2‬و‪ 3‬و‪ 4‬يف جدول كارنوف‪.‬‬
‫‪A‬‬
‫‪A‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪4‬‬
‫‪3‬‬
‫املُخْ َرج ‪Y‬‬
‫املُ ْد َخل ‪B‬‬
‫املُ ْد َخل ‪A‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪B‬‬
‫‪B‬‬
‫تُ�ستخدم خُمططات كارنوف لتجميع التعبرات البولينية ً‬
‫عو�سا عن ح�سابات اجلر املنطقي آلأكرث من ُم ْد َخلن متغرين‪.‬‬
‫لت�ساهد ً‬
‫مثاآل على الدالة ‪ Y = A ⋅ B + A ⋅ B + A ⋅ B‬ملعرفة كيفية اإن�ساء جدول كارنوف‪.‬‬
‫مثال‪:‬‬
‫يف ج��دول كارن��وف تُ�س��تبدل املتغ��رات‬
‫بالرق��م ‪ 1‬ومتممته��ا بالرق��م ‪.0‬‬
‫‪A⋅B‬‬
‫‪A⋅B‬‬
‫‪80‬‬
‫‪A‬‬
‫‪A‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫‪B 0‬‬
‫‪B 1‬‬
‫‪A⋅B‬‬
‫ميكن��‪ ‬االختي��ار ب��ن‬
‫اإ‪‬ساف��ة املت‪��‬ريات ‪ A‬و‬
‫‪  B‬ج��دول كارن��وف‬
‫اأفق ‪‬ي��ا اأو عمود ‪‬ي��ا‪.‬‬
‫ميكنك اآل�ستعانة بجدول كارنوف لتب�سيط الدالة ‪ Y = A ⋅ B + A ⋅ B + A ⋅ B‬با�ستخدام عدد اأقل من احلدود ال�سغرى‪.‬‬
‫مثال‪:‬‬
‫‪A‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪Y=A+B‬‬
‫حدود الدالة‪:‬‬
‫ي�سار اإىل حدود الدالة با�سم احلدود ال�سغرى‪.‬‬
‫ُي�س��مى احل��د ‪ A ⋅ B‬باحل��د األأ�سغ��ر (‪،(minterm‬‬
‫و ُي�سمى احلد ‪ A  B‬باحلد األأكرب (‪.(maxterm‬‬
‫‪Β‬‬
‫يج��‪ ‬اأن تك��ون اال‪‬ح��اد املُد‪‬ة‬
‫عدد‪‬ا ‪‬وج ‪‬يا دائ ‪‬ما‪.‬‬
‫كتاب��ة ا‪��‬د االأ�س‪��‬ر م��ن ا‪��‬دود النا‪��‬ة ع��ن ‪‬ري��‪ ‬ح��‪‬ف ا‪‬دود‬
‫التي حتتوي على ا‪‬د ومتمم‪  ‬ا‪‬لقة‪  ،‬ا‪‬لقة العامودية ن‪‬ح‪‬‬
‫اأن ا‪‬د ‪ B‬يت‪‬ري وبالتا‪ ‬يح‪‬ف وت�سب‪ ‬النتيجة ا‪‬د ‪ A‬فقط‪.‬‬
‫عملية تب�سيط الدالة املنطقية اأعاله قد اكتمل‪ُ .‬ميكنك تلخي�س خطوات العملية ال�سابقة يف اآلآتي‪:‬‬
‫‪1‬‬
‫حتديد احلد اآلأ�سغر من حدود الدالة‪.‬‬
‫الدالة ‪A ⋅ B + A ⋅ B + A ⋅ B :‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫حتديد اآلآحاد (‪ )1‬وو�سعها يف جدول كارنوف‪.‬‬
‫اإن�ساء حلقات بن اآلآحاد املتجاورة (‪ )1‬يف عدد زوجي من مربعات اآلأعداد‬
‫(‪ 2‬اأو‪ 4‬اأو‪.)8‬‬
‫كتاب��ة احل��د اآلأ�سغ��ر م��ن احل��دود النا‪��‬ة ع��ن ‪‬ري��ق ح��ذف احل��دود الت��ي‬
‫حتت��و‪ ‬عل��ى احل��د ومتمم��ه يف احللقة‪.‬‬
‫احلدود املحذوفة‪A ⋅ B, A ⋅ B :‬‬
‫‪5‬‬
‫رب��ط احل��دود املتبقي��ة‪ ،‬وه��ي ح��د م��ن كل حلق��ة بعملي��ة ‪ )( OR‬يف ال�س��كل‬
‫النهائي من الدالة‪.‬‬
‫ال�سكل النهائي للدالة‪YAB :‬‬
‫‪1‬‬
‫‪Α⋅B‬‬
‫‪Α⋅B‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪Α⋅B‬‬
‫‪1‬‬
‫‪A‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪A‬‬
‫‪A‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪B‬‬
‫‪B‬‬
‫‪B‬‬
‫‪81‬‬
‫آلحظ كيف ُمتثل الدالة ‪ Y‬ببوابات منطقية اأقل بكثر بعد التب�سيط‪.‬‬
‫‪Y=A⋅B+A⋅B+A⋅B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪Β‬‬
‫‪AND1‬‬
‫‪A⋅B‬‬
‫‪NOT1‬‬
‫‪OR1‬‬
‫‪A‬‬
‫‪A⋅B+A⋅B‬‬
‫‪AND2‬‬
‫‪OR2‬‬
‫‪NOT2‬‬
‫‪A⋅B‬‬
‫‪Β‬‬
‫‪AND3‬‬
‫‪Y=A⋅B+A⋅B+A⋅B‬‬
‫‪A⋅B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫‪Β‬‬
‫‪OR‬‬
‫‪Y=A+B‬‬
‫معلومة‬
‫آل ُيع ُّد ا�ستخدام جدول كارنوف لبوابتن منطقتن �سائ ًعا آلأنه‬
‫ميكن تنفيذ عملية التب�سيط ب�سهولة با�ستخدام اجلر البوليني‪.‬‬
‫‪82‬‬
‫لي���س من ال�س��ائع ا�س��تخدام جدول كارنوف لدوال البوابة املنطقية ‪‬نائية املداخل‪ ،‬حيث يتم تب�س��يطها عاد ًة با�س��تخدام اجلر البوليني‪ ،‬وعند وجود دوال‬
‫ببوابات منطقية باأكرث من ُم ْد َخلن‪ ،‬ميكن اآل�ستعانة بجدول كارنوف يف تب�سيط الدائرة‪ .‬لت�ساهد ً‬
‫مثاآل على خُمطط كارنوف مع ‪ُ 3‬م ْد َخالت (‪ A‬و‪ B‬و‪.(C‬‬
‫مثال‪:‬‬
‫‪AB‬‬
‫‪10‬‬
‫‪AB‬‬
‫‪11‬‬
‫‪AB‬‬
‫‪01‬‬
‫‪AB‬‬
‫‪00‬‬
‫‪ΑΒ‬‬
‫ت�س��ع يف ال�س��ف اآلأفق��ي القيمت��ن ‪ 0‬و‪ 1‬للمتغري��ن ‪ A‬و‪ ،B‬بحي��ث تتغ��ر قيم��ة‬
‫متغر واحد فقط يف املربعات املتتالية‪.‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C0‬‬
‫‪C1‬‬
‫اختر ُمد َْخلين في ال�سف و ُمد َْخ ًال واحدًا في العمود‪.‬‬
‫لت�ساهد اأين �سيتم و�سع اآلآحاد (‪ )1‬يف جدول كارنوف للدالة اآلآتية‪:‬‬
‫‪10‬‬
‫‪11‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫افرت���س اأن احل��د‪ُ A ⋅ C .‬ذك��ر دون املتغر‪.Β‬لذل��ك وف ًق��ا للج��ر البولين��ي‬
‫يج��‪ ‬اإ�ساف��ة احل��د ‪ B‬ل��كال الطرف��ن‪.A ⋅ C = Α ⋅ B ⋅ C + Α ⋅ B ⋅ C :‬‬
‫‪B+Β=1‬‬
‫يفتق��ر احل��د ‪ B ⋅ C‬اإىل املتغ��ر ‪ .A‬لذل��ك وف ًق��ا للج��ر البولين��ي يك��ون‬
‫احل��د‪.B ⋅ C = Α ⋅ B ⋅ C + Α ⋅ B ⋅ C :‬‬
‫‪Α+Α=1‬‬
‫ميك��ن اأن تو�سل��‪ ‬ا‪‬دود‬
‫ال�س‪��‬ر‪ ‬اجلدي��دة اإىل‬
‫اخل‪‬يا التي حتتوي على‬
‫اال‪‬ح��اد بال‪‬ع‪.‬‬
‫‪01‬‬
‫‪00‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪Α⋅B⋅C‬‬
‫‪ΑΒ‬‬
‫‪C‬‬
‫‪1‬‬
‫‪Α⋅B⋅C‬‬
‫‪ΑΒ‬‬
‫‪10‬‬
‫‪11‬‬
‫‪01‬‬
‫‪00‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪Α⋅B⋅C‬‬
‫‪10‬‬
‫‪11‬‬
‫‪Α⋅B⋅C‬‬
‫‪01‬‬
‫‪1‬‬
‫‪Y=B⋅C+A⋅C‬‬
‫‪ΑΒ‬‬
‫‪C‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪A⋅C‬‬
‫‪00‬‬
‫‪C‬‬
‫‪1‬‬
‫‪B⋅C‬‬
‫‪83‬‬
‫ُب�سط الدالة اآلآتية با�ستخدام جدول كارنوف‪:‬‬
‫انظر اإىل مثال اآخر باأربعة متغرات (‪ A‬و‪ B‬و‪ C‬و‪.)D‬و�ست ّ‬
‫مثال‪:‬‬
‫‪10‬‬
‫‪11‬‬
‫‪01‬‬
‫‪00‬‬
‫‪ΑΒ‬‬
‫‪CD‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪00‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪01‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪11‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪10‬‬
‫‪Y=A⋅B⋅C⋅D+A⋅B⋅C⋅D+A⋅B⋅C⋅D+A⋅B⋅C⋅D‬‬
‫بع��د تب�س��يط الدال��ة با�س��تخدام ج��دول كارن��وف‪� ،‬س��تح�سل عل��ى‬
‫الدال��ة التالية‪:‬‬
‫‪Y=A⋅B‬‬
‫يف بع�س احلاآلت حيث تظهر اآلآحاد (‪ )1‬يف موا�سع احلدود اخلارجية جلدول كارنوف‪ ،‬ت�ستطيع الو�سول اإىل احلدود ال�سغرى منها‪.‬‬
‫لت�ساهد بع�س اآلأمثلة‪:‬‬
‫مثال‪:‬‬
‫مثال‪:‬‬
‫‪Y=A⋅B⋅C⋅D+A⋅B⋅C⋅D‬‬
‫‪10‬‬
‫‪11‬‬
‫‪01‬‬
‫‪00‬‬
‫‪ΑΒ‬‬
‫‪CD‬‬
‫‪10‬‬
‫‪11‬‬
‫‪01‬‬
‫‪00‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪00‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪00‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪01‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪01‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪11‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪11‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪10‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪10‬‬
‫بع��د تب�س��يط الدال��ة با�س��تخدام ج��دول‬
‫كارن��وف‪ ،‬حت�س��ل عل��ى املُخْ � َرج اآلآتي‪:‬‬
‫‪Y=B⋅C⋅D‬‬
‫‪84‬‬
‫‪Y=A⋅B⋅C⋅D+A⋅B⋅C⋅D+A⋅B⋅C⋅D+A⋅B⋅C⋅D+A⋅B⋅C⋅D‬‬
‫‪A⋅B⋅C‬‬
‫‪A⋅D‬‬
‫بعد تب�س��يط الدالة با�س��تخدام جدول كارنوف‪،‬‬
‫حت�سل على املُخْ َرج اآلآتي‪:‬‬
‫‪Y=A⋅D+A⋅B⋅C‬‬
‫‪ΑΒ‬‬
‫‪CD‬‬
‫مترينات‬
‫‪ 1‬ما �سبب ا�ستخدام جدول كارنوف يف الدوائر الرقمية؟‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪ 2‬ا�ستخدم اخلاليا املرقمة لل ُم ْخ َرج ‪ Y‬لتعبئة جدول كارنوف اأدناه‪.‬‬
‫املُخْ َرج ‪Y‬‬
‫املُ ْد َخل ‪A‬‬
‫املُ ْد َخل ‪B‬‬
‫املُ ْد َخل ‪C‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪3‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪4‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪5‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪6‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪7‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪8‬‬
‫‪10‬‬
‫‪01‬‬
‫‪11‬‬
‫‪00‬‬
‫‪1‬‬
‫‪ΑΒ‬‬
‫‪C‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪ 3‬ا�ستخدم الدالة املعطاة ألكت�ساف األأخطاء يف جدول كارنوف و�سع دائرة حولها‪.‬‬
‫‪Y=A⋅B⋅C+A⋅B⋅C+A⋅B⋅C‬‬
‫‪ΑΒ‬‬
‫‪10‬‬
‫‪11‬‬
‫‪01‬‬
‫‪00‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪C‬‬
‫‪85‬‬
‫‪ 4‬ا�ستخدم جدول كارنوف أل�ستخراج اأ�سغر دالة من ثالثة ُمد َْخالت‪.‬‬
‫‪ΑΒ‬‬
‫‪10‬‬
‫‪11‬‬
‫‪01‬‬
‫‪00‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫=‪Y‬‬
‫‪C‬‬
‫‪ 5‬ا�ستخدم جدول كارنوف أل�ستخراج اأ�سغر دالة من اأربعة ُمد َْخالت‪.‬‬
‫‪ΑΒ‬‬
‫‪10‬‬
‫‪11‬‬
‫‪01‬‬
‫‪00‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪00‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪01‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪11‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪10‬‬
‫=‪Y‬‬
‫‪CD‬‬
‫‪ 6‬عند اإدخال األأرقام الثنائية (‪ (000‬و(‪ (100‬و(‪ (110‬و(‪ (111‬ك ُمد َْخالت (‪ A‬و‪ B‬و‪ (C‬لدائرة‪ ،‬فاإن (‪ (1‬يظهر ك ُم ْخ َرج‪.‬‬
‫ا�ستخدم األأرقام الثنائية األأربع لو�سع األآحاد يف جدول كارنوف ثم اأوجد الدالة املب�سطة‪.‬‬
‫‪10‬‬
‫=‪Y‬‬
‫‪86‬‬
‫‪11‬‬
‫‪01‬‬
‫‪00‬‬
‫‪ΑΒ‬‬
‫‪C‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫ار�سم الدائرة الرقمية املقابلة بعد الو�سول اإىل الدالة املب�سطة‪.‬‬
‫‪87‬‬
‫الدر�ص ال‪‬ال‪‬‬
‫ر�سم الدوائر الرقمية‬
‫املكونات االأ�سا�سية للدوائر الرقمية‬
‫‪Core Hardware Components of a Digital Circuit‬‬
‫تُن�ساأ الدوائر الرقمية با�ستخدام املكونات اآلأ�سا�سية كما يلي‪:‬‬
‫تت�س��ل جمي��ع املكون��ات يف الدائ��رة باأ�س��ال‪ ‬تو�سي��ل ويت��م تتب��ع ا‪��‬اه التي��ار‬
‫با�س��تخدام ال�سمام��ات الثنائي��ة (‪.(Diodes‬‬
‫تُ�ستخدم الرتانز�ستورات لتغير اآلإ�سارات الرقمية بن القيمتن املنطقيتن ‪ 0‬و ‪.1‬‬
‫تتك��ون البواب��ات املنطقي��ة م��ن جمموع��ة م��ن الرتانز�س��تورات (‪ (Transistors‬التي‬
‫تنفذ املنطق البوليني داخل الدائرة‪.‬‬
‫تُدمج هذه البوابات آلإن�ساء مكونات تنفذ عمليات منطقية اأكرث تعقيدً ا وهي‪:‬‬
‫● املُجمع��ات (‪ :(Adders‬تُ�س��تخدم لتنفي��ذ العملي��ات احل�س��ابية اآلأ�سا�س��ية‪ :‬اجلم��ع‬
‫والط��ر‪ ‬وال�سر‪ ‬والق�س��مة‪.‬‬
‫●‬
‫القالب��ات (‪ :(Flip-flops‬والت��ي ُتع � ُّد املك��ون اآلأ�سا�س��ي لذاك��رة احلا�س��‪ ،‬ولديه��ا‬
‫القدرة على تخزين املُ ْد َخالت واملُخْ َرجات‪.‬‬
‫ال�سمامات ال‪‬نائية‬
‫‪Diodes‬‬
‫ال�سمامات الثنائية هي عنا�سر اإلكرتونية �سبه مو�سلة ت�سمح مبرور التيار الكهربائي‬
‫يف ا‪‬اه واحد‪ ،‬وتتكون من ‪‬رفن‪ :‬اأحدهما موج‪ ‬اأو مِ �سعد(‪ ،(Anode‬واآلآخر �سال‪‬‬
‫اأو مِ هب��ط (‪ ،(Cathode‬وتوج��د مقاوم��ة �س‪‬يل��ة يف اأح��د الطرف��ن ومقاوم��ة عالي��ة يف‬
‫اآل‪‬اه املعاك�س ‪‬ا ي�سمح للتيار باملرور با‪‬اه واحد عرها‪.‬‬
‫اأ‪‬راف ال�سمامات ال‪‬نائية‬
‫‪Terminals of Diodes‬‬
‫مهاب��ط ال�سمام��ات الثنائي��ة (‪ (Cathodes‬ه��ي اأقط��ا‪ ‬كهربائي��ة تعم��ل عل��ى حتوي��ل‬
‫التيار بعيدً ا عن املكون املت�سل بها‪.‬‬
‫تعم��ل م�ساع��د ال�سمام��ات الثنائي��ة (‪ (Anodes‬ب�س��ورة معاك�س��ة للمهاب��ط بتوجي��ه‬
‫التيار للمكون نف�سه‪.‬‬
‫ت�س��مح قطبي��ة هذي��ن الطرف��ن بتحوي��ل �س��ريان التي��ار الكهربائ��ي والتحك��م في��ه عن��د‬
‫نقط��ة معين��ة يف الدائ��رة‪ ،‬و ُيع� ُّد هذا �س��ب‪ ‬ا�س��تخدامها يف م�س��ادر الطاقة الكهربائية‬
‫وال�سمام��ات الثنائية‪.‬‬
‫�سكل ‪ :3.1‬املكونات اآلإلكرتونية‬
‫‪88‬‬
‫تُ�ستخدم ال�سمامات الثنائية ب�سكل وا�سع يف اآلأ‪‬را�س اآلآتية‪:‬‬
‫تُو�س��ع ال�سمام��ات الثنائي��ة يف املقوم��ات لتحوي��ل التي��ار‬
‫امل��رتدد (‪ (Alternating Current‬اإىل تي��ار م�س��تمر‬
‫(‪.(Direct Current‬‬
‫اإن�ساء بوابات منطقية ب�سيطة (‪ AND‬و‪ NOT‬و ‪.(OR‬‬
‫ا�ستعادة اإ�سارات الراديو اآلأ�سلية وفك ت�سفرها من خالل‬
‫عملي��ة ف��ك الت�سم��ني (‪ (Demodulation‬يف م�س��تقبالت‬
‫الراديو‪.‬‬
‫اأن��وا‪ ‬اآلإ�س��اءة املختلف��ة‪ ،‬حي��ث اأن الداي��ود امل�س��ع لل�س��وء‬
‫(‪ (Light Emi�ng Diodes-LED‬يبع��ث ال�س��وء عن��د‬
‫�س��ريان التي��ار ع��ره‪.‬‬
‫�سكل ‪ :3.2‬خُمطط التيار امل�ستمر‬
‫اأنواع ال�سمامات الثنائية‪:‬‬
‫دايود ح�سا�س لل�سوء‬
‫دايود زي‪‬‬
‫(‪(Photodiode‬‬
‫(‪(Zener diode‬‬
‫ال‪‬ان‪�‬ستورات‬
‫دايود �سوتكي‬
‫(‪(Scho�ky diode‬‬
‫دايود م�سع لل�سوء‬
‫دايود طاقة‬
‫دايود اإ�سارة‬
‫(‪(LED‬‬
‫(‪(Power diode‬‬
‫(‪(Signal diode‬‬
‫‪Transistors‬‬
‫تُع ُّد الرتانز�س��تورات من اأهم اآلخرتاعات التقنية يف الع�سر احلديث‪ .‬وت�سنع‬
‫الرتانز�ستورات من اأ�سباه مو�سالت ميكنها تبديل ُم ْد َخالت اآلإ�سارة وت�سخيمها‪.‬‬
‫ح ‪‬ل��‪ ‬الرتانز�س��تورات ب�س��رعة م��كان ال�سمام��ات املفر‪��‬ة (‪،(Vacuum tubes‬‬
‫وذل��ك نظ� ًرا مليزاته��ا العدي��دة‪ ،‬مثل �سغر حجمها مقارن ًة بال�سمامات املفر‪‬ة‪،‬‬
‫‪��‬ا �س��مح بدجمه��ا يف الدوائ��ر الرقمي��ة واملتكامل��ة‪ .‬وت�س��تهلك الرتانز�س��تورات‬
‫�س‪‬يال من الطاقة‪ ،‬ا جعلها ً‬
‫مقدا ًرا ً‬
‫ناجحا من حيث التكلفة والكفاءة‬
‫بديال ً‬
‫يف ا�س��تخدام الطاق��ة م��ن ال�سمام��ات املفر‪��‬ة‪ .‬و ُتع� ُّد الرتانز�س��تورات اللبن��ات‬
‫اآلأ�سا�س��ية للبوابات املنطقية املعقدة‪.‬‬
‫ال�سمامات املفر‪‬ة‬
‫الرتانز�ستورات‬
‫�سكل ‪ :3.3‬مقارنة بن ال�سمام املفر‪ ‬والرتانز�ستور‬
‫‪89‬‬
‫الدائرة املتكاملة‬
‫(‪Integrated Circuit )IC‬‬
‫اإذا فتح‪ ‬جها ًزا اإلكرتون ًيا اأو رقم ًيا فاإنك �ستالحظ مكونات اإلكرتونية �سغرة‬
‫اأو كبرة ذات اأ‪‬راف عديدة‪ُ .‬يطلق على هذه املكونات ا�سم الرقائق الدقيقة‬
‫(‪ ،(Microchips‬وتتكون من قطعة م�سطحة من مادة �سبه مو�سلة ُم�سنعة ‪‬ال ًبا‬
‫من ال�سيليكون ُمدمج بها جمموعة من الرتانز�ستورات واملقاومات واملكثفات‪.‬‬
‫ويتم تكوين البوابات املنطقية بدمج جمموعات من املقاومات والرتانز�ستورات‬
‫وال�سمامات الثنائية‪ ،‬وهكذا ميكن للدائرة اإجراء عمليات �سهلة اأو معقدة من‬
‫خالل املجموعة املتنوعة من البوابات املنطقية‪ .‬ويطلق على الدوائر الرقمية‬
‫ذات املكونات املتعددة ا�سم الدوائر املتكاملة‪.‬‬
‫�سكل ‪ :3.5‬دائرة التكامل الفائق (‪(VLSI‬‬
‫ُتع� ُّد الدائ��رة املتكامل��ة اأ�سا���س تكوين جميع اآلأجه��زة اآلإلكرتونية والرقمية‬
‫احلديث��ة‪ ،‬وتتمي��ز بكونه��ا اأ�سغ��ر حج ًم��ا واأكرث �س��رعة واأق��ل تكلفة من اأنوا‪‬‬
‫الدوائر اآلأخرى التي تتكون من مكونات اإلكرتونية منف�سلة‪.‬ور‪‬م التكلفة‬
‫املرتفع��ة لت�سمي��م الدائ��رة املتكامل��ة‪ ،‬ف�اإن اإنت��اج كميات كب��رة منها يو‪‬د‪‬‬
‫خلف�س تكلفة ال ُرقاقة على امل�س��تهلك‪.‬‬
‫�سكل ‪ :3.4‬دائرة متكاملة قيا�سية‬
‫بن��ا ًء عل��ى ت�سمي��م كل رقاق��ة وع��دد الرتانز�س��تورات به��ا‪ ،‬ميك��ن ت�سني��ف‬
‫الدوائ��ر املتكامل��ة اإىل‪:‬‬
‫الدوائ��ر املتكامل��ة �سغ��رية احلج��م (‪:(Small Scale Integration -SSI‬‬
‫تتك��ون م��ن ع�س��رات اإىل م‪‬ات الرتانز�س��تورات‪.‬‬
‫الدوائ��ر املتكامل��ة متو�س��طة احلج��م (‪Medium Scale Integration‬‬
‫‪ :(-MSI‬تتك��ون م��ن م‪��‬ات اإىل اآآلف الرتانز�س��تورات‪.‬‬
‫الدوائ��ر املتكامل��ة كب��رية احلج��م (‪:(Large Scale Integration -LSI‬‬
‫تتكون من اآآلف اإىل م‪‬ات اآلآآلف من الرتانز�س��تورات‪.‬‬
‫الدوائ��ر املتكامل��ة الفائق��ة (‪:(Very Large Scale Integration -VLSI‬‬
‫ت�س��ل مكوناته��ا اإىل ملي��ون ترانز�س��تور‪.‬‬
‫الدوائر املتكاملة هائلة احلجم‬
‫(‪ :(Ultra Large Scale Integration - ULSI‬تتكون من مالين‬
‫ومليارات الرتانز�ستورات‪.‬‬
‫جدول ‪ :3.4‬الدائرة املتكاملة‬
‫حجم الدائرة املتكاملة‬
‫عدد ال‪‬ان‪�‬ستورات‬
‫‪SSI‬‬
‫‪64 ≈ 2‬‬
‫‪MSI‬‬
‫‪2000 ≈ 64‬‬
‫‪LSI‬‬
‫‪64.000 - 2000‬‬
‫‪VLSI‬‬
‫‪2.000.000 - 64.000‬‬
‫وميكن ت�سنيف الدوائر املتكاملة اإىل رقمية اأو متا‪‬لية اأو مزيج من هذين النوعن‪ .‬وتهدف‬
‫الدائرة املتكاملة اإىل دمج اأكر عدد ‪‬كن من البوابات املنطقية ‪،‬وكذلك دوائر رقمية اأخرى‬
‫نوعا من‬
‫يف رقاق��ة واح��دة م��ن اأ�س��باه املو�س��الت‪ .‬و ُتع� ُّد وحدة املعاجلة املركزية يف احلا�س��‪ً ‬‬
‫الدوائر املتكاملة والتي قد حتتو‪ ‬على املليارات من الرتانز�ستورات‪.‬‬
‫‪90‬‬
‫‪ULSI‬‬
‫‪2.000.000‬‬
‫اإذا اأمعن��‪ ‬النظ��ر يف اإح��دى الدوائ��ر املتكامل��ة الب�س��يطة مث��ل‬
‫‪ ،74LS08‬ف�س��تالحظ اأن تكوينه��ا يحت��و‪ ‬عل��ى اأرب��ع بواب��ات ‪AND‬‬
‫منطقي��ة كم��ا ه��و مو�س��ح يف املخط��ط اأدن��اه‪.‬‬
‫ويك��ون التمثي��ل الفعل��ي للبواب��ات م��ن خ��الل الرتانز�س��تورات‬
‫وال�سمامات الثنائية واملقاومات‪ ،‬ولكن الو‪‬يفة اخلا�سة بالرقاقة‬
‫تتب��ع كيفي��ة متثيله��ا يف املخط��ط‪ ،‬فمث� ً�ال ُيظه��ر الر�س��م التخطيط��ي‬
‫الدائ��رة الفعلي��ة لبواب��ة ‪ AND‬واح��دة فق��ط‪.‬‬
‫‪Q3‬‬
‫‪B3‬‬
‫‪A3‬‬
‫‪Q4‬‬
‫‪B4‬‬
‫‪A4‬‬
‫‪VCC‬‬
‫‪8‬‬
‫‪9‬‬
‫‪10‬‬
‫‪11‬‬
‫‪12‬‬
‫‪13‬‬
‫‪14‬‬
‫‪7‬‬
‫‪6‬‬
‫‪5‬‬
‫‪4‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪GND‬‬
‫‪Q2‬‬
‫‪B2‬‬
‫‪A2‬‬
‫‪Q1‬‬
‫‪B1‬‬
‫‪A1‬‬
‫�سكل ‪ :3.6‬البوابات املنطقية للدائرة املتكاملة ‪74LS08‬‬
‫‪Copyright © 1988, Texas Instruments Incorporated‬‬
‫�سكل ‪ :3.7‬ر�سم تخطيطي لبوابة ‪ AND‬واحدة يف الدائرة املتكاملة ‪74LS08‬‬
‫تتكون وحدة املعاجلة املركزية من املليارات من البوابات املنطقية امل�ستخدمة آلإجراء العمليات احل�سابية واملنطقية‪ ،‬ولتخزين البيانات مو‪‬قتًا للمعاجلة‪.‬‬
‫�سكل ‪� :3.8‬سورة مكرة لوحدة معاجلة مركزية ‪‬وذجية‬
‫‪91‬‬
‫البوابات املنطقية ‪ ‬برنامج ملتي �سيم اليف‬
‫العملية‬
‫‪Logic Gates on Multisim Live‬‬
‫البوابة املنطقية‬
‫‪NOT‬‬
‫‪AND‬‬
‫‪OR‬‬
‫‪XOR‬‬
‫‪NAND‬‬
‫‪NOR‬‬
‫توجد جميع البوابات‬
‫المنطقية داخل عالمة‬
‫التبويب ‪( Digital‬رقمي) في‬
‫�سريط األأدوات‪.‬‬
‫‪XNOR‬‬
‫يمكن تبديل قيمة الثاب‪‬‬
‫الرقمي بين القيمتين ‪ 0‬و ‪1‬‬
‫�سكل ‪ :3.9‬برنامج حماكي الدوائر ملتي �سيم آليف‬
‫‪92‬‬
‫ر�سم الدوائر الرقمية‬
‫‪Drawing Digital Circuits‬‬
‫قم يزيارة املوقع اآلإلكرتو‪ www.multisim.com :‬وقم بت�سجيل الدخول اإىل ح�سابك من خالل املت�سفح‪ ،‬م اأن�سئ مل ًفا جديدً ا‪.‬‬
‫�ستن�سئ دائرة رقمية لبوابة ‪ AND‬املنطقية‪ ،‬واأول ما �ست�سيفه مفتا‪ (switch( ‬وتُ�سميه ‪.A‬‬
‫ألإ�سافة الثاب‪ ‬الرقمي ‪:A‬‬
‫م��ن ‪�( Components toolbar‬س��ريط اأدوات املكون��ات)‪ ،‬ا�سغ��ط عل��ى عالم��ة‬
‫التبوي��‪( Digital ‬رقم��ي)‪1 .‬‬
‫ا�سح‪( Digital Constant ‬الثاب‪ ‬الرقمي)‪ 2 ،‬واأفلته يف م�ساحة العمل‪3 .‬‬
‫‪‬ر ا�سم ‪) Digital Constant‬الثاب‪ ‬الرقمي( اإىل ‪4 .A‬‬
‫‪‬‬
‫ال‪‬اب��ت‬
‫الرقم��ي‬
‫(‪(Digital Constant‬‬
‫‪��‬و ‪‬اب��ت رقم��ي‬
‫ت‪‬اعلي ينتج عن‪ ‬حالة‬
‫رقمي��ة اإما ‪( 1‬ت‪‬س��‪‬ي‪)‬‬
‫اأو ‪( 0‬اإيق��اف)‪.‬‬
‫‪4‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫�سكل ‪ :3.10‬اإ�سافة الثاب‪ ‬الرقمي ‪A‬‬
‫ملحة �سريعة‬
‫يعمل الثاب‪ ‬الرقمي مثل املفتا‪ ‬وميكن تغير حالته من ‪1‬‬
‫(ت�سغيل) اإىل ‪( 0‬اإيقاف) مبجرد ال�سغط على زر الت�سغيل اأو‬
‫بال�سغط مبا�سر ًة على املفتا‪ ‬عند ت�سغيل عر�س املحاكاة‪.‬‬
‫‪93‬‬
‫مفتاحا ‪‬ان ًيا با�سم ‪.B‬‬
‫�ست�سيف اآلآن ً‬
‫ألإ�سافة الثاب‪ ‬الرقمي ‪:B‬‬
‫م��ن ‪�( Components toolbar‬س��ريط اأدوات املكون��ات)‪ ،‬ا�سغ��ط عل��ى عالم��ة‬
‫التبوي��‪( Digital ‬رقم��ي)‪1 .‬‬
‫ا�سح‪( Digital Constant ‬الثاب‪ ‬الرقمي)‪ 2 ،‬واأفلته يف م�ساحة العمل‪3 .‬‬
‫‪‬ر ا�سم ‪( Digital Constant‬الثاب‪ ‬الرقمي) اإىل ‪4 .B‬‬
‫‪‬‬
‫ال تن�� َ�ص اأن��‪ ‬ميكن��‪‬‬
‫دائ ‪‬م��ا ا�س��تخدام ‪‬ر‬
‫الن�س‪ ‬الإ‪‬سافة امل‪‬يد‬
‫م��ن املكونات ن‪�‬س��ها‪.‬‬
‫‪4‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫�سكل ‪ :3.11‬اإ�سافة الثاب‪ ‬الرقمي ‪B‬‬
‫‪94‬‬
‫‪1‬‬
‫واآلآن قم باإ�سافة بوابتك املنطقية اآلأوىل‪.‬‬
‫ألإ�سافة بوابة ‪ AND‬املنطقية‪:‬‬
‫م��ن ‪�( Components toolbar‬س��ريط اأدوات املكون��ات)‪ ،‬ا�سغ��ط عل��ى عالم��ة التبوي��‪‬‬
‫‪( Digital‬رقم��ي)‪1 .‬‬
‫ا�سغط على جملد ‪2 .AND‬‬
‫خلن(‪ 3 ،‬واأفلتها يف م�ساحة العمل‪4 .‬‬
‫ا�سح‪) 2-input AND ‬بوابة ‪ُ AND‬مب ْد َ‬
‫خلن( اإىل "‪5 ."AND‬‬
‫‪‬ر ا�سم البوابة ‪) 2-input AND‬بوابة ‪ُ AND‬مب ْد َ‬
‫‪‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪5‬‬
‫‪4‬‬
‫‪3‬‬
‫�سكل ‪ :3.12‬اإ�سافة بوابة ‪ AND‬املنطقية‬
‫‪95‬‬
‫تابع العمل بتو�سيل بوابة ‪ AND‬باملفتاحن ‪ A‬و ‪.B‬‬
‫التو�سيالت‪:‬‬
‫ا�سغ��ط عل��ى ‪) Digital Constant A‬الثاب��‪ ‬الرقم��ي ‪،(A‬‬
‫املُ ْد َخ��ل العل��و‪ ‬ل � � � ‪( 2-input AND‬بوابة ‪ُ AND‬مب ْد َخلن)‪.‬‬
‫ا�سغ��ط عل��ى ‪) Digital Constant B‬الثاب��‪ ‬الرقم��ي ‪�� 3 ،(B‬م عل��ى‬
‫خل��ن(‪4 .‬‬
‫املُ ْد َخ��ل ال�س��فلي ل� � � � ‪) 2-input AND‬بواب��ة ‪ُ AND‬مب ْد َ‬
‫‪1‬‬
‫‪��‬م عل��ى‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪4‬‬
‫‪3‬‬
‫�سكل ‪ :3.13‬التو�سيالت‬
‫‪96‬‬
‫قم اآلآن باإ�سافة الدايود امل�سع لل�سوء (‪ (LED‬ملعاينة النتيجة عندما تكون ‪( 1‬حالة مرتفعة) اأو ‪( 0‬حالة منخف�سة)‪.‬‬
‫ألإ�سافة الدايود امل�سع لل�سوء‪:‬‬
‫م��ن ‪�( Components toolbar‬س��ريط اأدوات املكون��ات)‪ ،‬ا�سغ��ط عل��ى عالم��ة‬
‫التبوي��‪( Diodes ‬ال�سمام��ات الثنائي��ة)‪1 .‬‬
‫ا�سح‪( LED ‬الدايود امل�سع لل�سوء)‪ 2 ،‬واأفلته يف م�ساحة العمل‪3 .‬‬
‫ا�سغ��ط عل��ى زر ‪) Rotation‬التدوي��ر( ‪ 4‬لتنفي��ذ ا�س��تدارة ‪( LED‬الداي��ود‬
‫امل�س��ع لل�س��وء) يف ه��ذا املو�س��ع‪5 .‬‬
‫الدايود امل�سع لل�سوء‪:‬‬
‫ه��و مك��ون اإلك��رتو‪ُ ‬ي�سن��ع م��ن اأ�س��باه املو�س��الت‬
‫يبع��ث ال�س��وء عن��د �س��ريان تي��ار كهربائ��ي خالل��ه‪.‬‬
‫‪5‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫حاالت الدايود امل‪‬س‪ ‬لل‪‬سو‪‬‬
‫‪4‬‬
‫ت‪‬س‪‬ي‪)1( ‬‬
‫اإيقاف (‪)0‬‬
‫�سكل ‪ :3.14‬اإ�سافة الدايود امل�سع لل�سوء‬
‫‪97‬‬
‫�ستو�سل بعد ذلك بوابة ‪ AND‬بالدايود امل�سع لل�سوء (‪.(LED1‬‬
‫التو�سيالت‪:‬‬
‫ا�سغ��ط عل��ى ُ ْ‬
‫خُم � َرج ‪) 2-input AND‬بواب��ة‬
‫مب ْد َخل��ن(‪�� 1 ،‬م عل��ى ُم ْد َخ��ل ‪LED1‬‬
‫‪ُ AND‬‬
‫(الداي��ود امل�س��ع لل�س��وء)‪2 .‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫�سكل ‪ :3.15‬التو�سيالت‬
‫‪‬لت ‪�ُ‬سف اآلآن املج�س الرقمي (‪.(Digital probe‬‬
‫ألإ�سافة املج�س الرقمي‪:‬‬
‫م��ن ‪�( Components toolbar‬س��ريط اأدوات املكون��ات)‪،‬‬
‫ا�سغ��ط عل��ى عالم��ة تبوي��‪Analysis and annotation ‬‬
‫(التحلي��ل والتعلي��ق التو�سيح��ي)‪1 .‬‬
‫ا�س��ح‪( Digital probe ‬املج���س الرقم��ي)‪ 2 ،‬واأفلت��ه‬
‫عل��ى الت��وا‪ ‬م��ع ‪( LED1‬الداي��ود امل�س��ع لل�س��وء)‪3 .‬‬
‫ميك��ن اإ‪‬ساف��ة ‪�‬س��ات رقمي��ة‬
‫اإىل الدائ��رة الرقمية لتعر‪‬ص‬
‫ما اإذا كانت القيمة ‪( 0‬اإيقاف)‬
‫اأو ‪( 1‬ت‪‬س��‪‬ي‪  )‬نقط��ة‬
‫حم��ددة عن��د مو‪‬س��‪ ‬وج��ود‬
‫املج���ص‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪3‬‬
‫�سكل ‪ :3.16‬اإ�سافة املج�س الرقمي‬
‫‪98‬‬
‫قم اآلآن باإ�سافة الطرف األأر�سي (‪ (Ground‬اإىل دائرتك الرقمية‪.‬‬
‫ألإ�سافة الطرف األأر�سي‪:‬‬
‫م��ن ‪�( Components toolbar‬س��ريط اأدوات املكون��ات)‪ ،‬ا�سغ��ط عل��ى عالم��ة‬
‫تبوي��‪( Schematic connectors ‬املو�س��الت التخطيطي��ة)‪1 .‬‬
‫ا�سح‪( Ground ‬الطرف اآلأر�سي)‪ 2 ،‬واأفلته يف م�ساحة العمل‪3 .‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪3‬‬
‫�سكل ‪ :3.17‬اإ�سافة الطرف اآلأر�سي‬
‫يف النهاية حتتاج اإىل تو�سيل الدايود امل�سع لل�سوء (‪ (LED1‬بالطرف األأر�سي‪.‬‬
‫التو�سيالت‪:‬‬
‫ا�سغط على ُ ْ‬
‫خُم َرج ‪( LED1‬الدايود امل�سع لل�سوء)‪،‬‬
‫‪1‬‬
‫‪‬م ‪�‬س ْل ُه بالطرف األأر�سي‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫التاأري�س (‪:(Grounding‬‬
‫يف الدوائ��ر املتكامل��ة ه��و نقط��ة مرجعي��ة‬
‫(‪ )0‬لقيا���س الفولتي��ة‪ .‬و ُيع� ّد مبثاب��ة حماي��ة‬
‫للدائ��رة م��ن التل��ف يف حال حدو‪ ‬عطل ما‪.‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫�سكل ‪ :3.18‬التو�سيالت‬
‫‪99‬‬
‫ريا ‪‬تاج اأن تلقي نظرة على اآلية عمل الدائرة الرقمية يف و�سع املحاكاة‪.‬‬
‫اأخ ً‬
‫يف املثال اآلأول املُ ْد َخالت ‪ A‬و ‪ B‬يف حالة اإيقاف (‪ ،)0‬واملُخْ َرجات يف حالة اإيقاف (‪ )0‬ا ً‬
‫أي�سا‪.‬‬
‫يف املثال الثا‪ ،‬املُ ْد َخل ‪ A‬يف حالة ت�سغيل (‪ ،)1‬واملُ ْد َخل ‪ B‬يف حالة اإيقاف (‪ ،)0‬واملُخْ َرج يف حالة اإيقاف (‪.)0‬‬
‫يف املثال الثالث‪ ،‬املُ ْد َخالت ‪ A‬و ‪ B‬يف حالة ت�سغيل (‪ ،)1‬واملُخْ َرجات يف حالة ت�سغيل (‪.)1‬‬
‫مثال‪:‬‬
‫ال تن�� َ�ص اأن ت‪‬س‪��‬ط عل��ى ‪‬ر الت‪‬س��‪‬ي‪‬‬
‫وذل‪ ‬لت‪‬س��‪‬ي‪ ‬و‪‬س‪ ‬املحاكاة‪.‬‬
‫في و�سع المحاكاة‪ ،‬عند مرور التيار عبر المو�سل (‪ (1‬في حالة‬
‫الت�سغيل‪ ،‬يتغير لون‪ ‬من اللون األأزرق اإلى اللون األأزرق الفات‪.‬‬
‫الرقم ‪ 1‬يعني‬
‫حالة الت�سغيل‪.‬‬
‫الرقم ‪ 0‬يعني‬
‫حالة األإيقاف‪.‬‬
‫الدايود الم�سع لل�سوء (‪ (LED1‬في حالة‬
‫ت�سغيل‪ ،‬لذلك ينبع‪ ‬من‪� ‬سوء اأحمر‪.‬‬
‫تعر�س المج�سات الرقمية‬
‫حالة الت�سغيل (‪.(1‬‬
‫معلومة‬
‫عند ا�ستخدام املج�سات الرقمية فاإن (‪ d Lo  (0‬ترمز لالإيقاف‪ ،‬و (‪ d Hi  (1‬تعني الت�سغيل‪.‬‬
‫‪100‬‬
‫اجلام‪ ‬املنطقي الن�س‪‬ي‬
‫‪Half Adder‬‬
‫اجلام��ع املنطق��ي الن�سف��ي ه��و عب��ارة ع��ن دائرة رقمية مهمتها جمع اآلأرق��ام‪ .‬يجمع اجلامع املنطقي‬
‫الن�سف��ي رقم��ن ‪‬نائي��ن بخان��ة واح��دة‪ ،‬وينت��ج املُخْ َرج م��ن خانتن باآلإ�ساف��ة اإىل قيمة ‪‬حمل‪ .‬يحتو‪‬‬
‫اجلام��ع عل��ى ُم ْد َخل��ن ‪ A‬و ‪ْ ُ ،B‬‬
‫وخُم َرج��ن هم��ا‪ :‬املجم��وع (‪ ،(Sum‬واآلآخ��ر فائ���س اجلم��ع (‪،(Carry‬‬
‫و‪‬الب� ًا تُ�س ّم��م ه��ذه الدائ��رة با�س��تخدام بواب��ة ‪ XOR‬واح��دة وبواب��ة ‪ AND‬منطقي��ة اأخ��رى‪.‬‬
‫‪S‬‬
‫‪A‬‬
‫جام‪ ‬منطقي ن�س‪‬ي‬
‫ال ُمد َْخل‬
‫‪C‬‬
‫‪B‬‬
‫جامع منطقي ن�سفي من ‪ 1‬ب‪‬‬
‫(‪(1bit half adder‬‬
‫فائ�س الجمع‬
‫المجموع‬
‫(‪(Carry‬‬
‫(‪(Sum‬‬
‫اإذا ُدم��ج جامع��ان منطقي��ان‬
‫ن�س‪‬ي��ان م ‪‬ع��ا با�س��تخدام بواب��ة‬
‫‪ OR‬ي�سب��‪ ‬لدين��ا جام‪ ‬منطقي‬
‫كام��‪.)Full adder( ‬‬
‫‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫‪S‬‬
‫‪C‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫مثال‪:‬‬
‫خُمطط اجلام‪ ‬املنطقي الن�س‪‬ي‬
‫معلومة‬
‫ي�ستخدم ك ‪‬ل من اجلوامع املنطقية الن�سفية واجلوامع الن�سفية الكاملة دوائر رقمية لتمثيل البوابات املنطقية املدجمة‪ .‬و ُي�ستخدم‬
‫احلمل من العملية‬
‫ك ُّل منهما يف عمليات اجلمع‪ ،‬ولكن يتمثل اآلختالف الرئي�س بينهما يف اأن اأدوات اجلامع الكامل ت�ستخدم ‪‬‬
‫احل�سابية ال�سابقة ك ُم ْد َخل ‪‬الث يف احل�سابات ذات اخلانتن (‪ 2‬ب‪ ،)‬بينما يتجاهل اجلامع املنطقي الن�سفي اأ‪ ‬قيم �سابقة‬
‫احلمل‪ .‬تتكون اجلوامع الكاملة من دمج جامعن منطقين ن�سفين وبوابة ‪.OR‬‬
‫خلانة ‪‬‬
‫‪101‬‬
‫مترينات‬
‫‪ 1‬م��ا ن��وع البواب��ات املنطقي��ة الت��ي ميك��ن اإن�س��اوؤها عن��د اجلم��ع ب��ني البواب��ات املنطقي��ة‪ ،‬وكي��ف ميكن��ك ا�س��تخدام‬
‫كلٍ منه��ا؟‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫‪2‬‬
‫ما وظيفة ال�سمامات الثنائية؟ وماذا يطلق على طرفيها األثنني؟‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫‪ 3‬ما ميزات ا�ستخدام الرتانز�ستورات؟‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫‪102‬‬
‫‪ 4‬ما املق�سود بالدوائر املتكاملة؟‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫‪ 5‬افت��‪ ‬برنام��ج ملت��ي �س��يم ألي��ف وار�س��م الدائ��رة األأ�سا�س��ية لبواب��ة ‪ OR‬املنطقي��ة‪ ،‬وألح��‪ ‬اأن��ك �س��تحتاج اإىل‬
‫ا�س��تخدام املكون��ات املو�سح��ة اأدن��اه‪.‬‬
‫‪Ground‬‬
‫‪LED‬‬
‫‪2-input OR‬‬
‫‪Digital Constant‬‬
‫(الطرف اآلأر�سي)‬
‫(الدايود امل�سع لل�سوء)‬
‫(بوابة ‪ُ OR‬مب ْد َخلن)‬
‫(الثاب‪ ‬الرقمي)‬
‫‪ 6‬ار�سم الدائرة الرقمية املقابلة للدالة األآتية يف برنامج ملتي �سيم أليف‪.‬‬
‫)‪Y = (A + B) ⋅ (A ⋅ C‬‬
‫‪103‬‬
‫‪ 7‬اأن�سئ الدائرة الرقمية التالية يف برنامج ملتي �سيم أليف‪.‬‬
‫م��ا احل��األت الت��ي يك��ون فيه��ا املج���س (امل ُ ْخ� َرج) يف حال��ة اإيق��اف (‪(0‬؟ ويف اأي احل��األت يك��ون فيه��ا يف حال��ة ت�س��غيل‬
‫(‪(1‬؟ �س��غل املحاكاة وامالأ اجلدول اأدناه‪.‬‬
‫‪104‬‬
‫املُ ْد َخل ‪A‬‬
‫املُ ْد َخل ‪B‬‬
‫املُ ْد َخل ‪C‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫املُخْ َرج ‪Y‬‬
‫امل‪‬سرو‪‬‬
‫‪A‬‬
‫ميكن��ك اأن تالح��ظ يف ه��ذا امل�س��رو‪ ‬كي��ف‬
‫ُميك��ن تب�س��يط اجلام��ع املنطق��ي الكام��ل اإىل‬
‫جامع��ن ن�سفي��ن منطقي��ن‪.‬‬
‫‪CIN‬‬
‫‪A‬‬
‫‪A‬‬
‫‪S‬‬
‫جام‪ ‬منطقي ن�س‪‬ي‬
‫‪B‬‬
‫‪B‬‬
‫جام‪ ‬منطقي كام‪‬‬
‫‪B‬‬
‫‪CIN‬‬
‫‪A‬‬
‫‪COUT‬‬
‫‪S‬‬
‫‪S‬‬
‫املجموع‬
‫جام‪ ‬منطقي ن�س‪‬ي‬
‫‪B‬‬
‫‪COUT‬‬
‫‪COUT‬‬
‫‪C‬‬
‫‪COUT‬‬
‫قم بتنفيذ ما يلي‪:‬‬
‫ا�س��تخدم برنام��ج ملت��ي �س��يم ألي��ف لت�سمي��م جام��ع منطق��ي‬
‫كام��ل‪ ،‬وو�س��ل جمي��ع البواب��ات املنطقي��ة بطريق��ة �سحيح��ة‪.‬‬
‫بع��د األنته��اء م��ن اإن�س��اء الدائ��رة‪ ،‬ق��م باإن�س��اء ج��دول احلقيق��ة‬
‫وخمط��ط كارن��وف‪ ،‬‬
‫وو�س��ح م��ا اإذا كان باآلإم��كان تب�س��يطها‪.‬‬
‫‪105‬‬
‫ماذا تع ّلمت‬
‫ا�ستخدام قواعد اجلرب البوليني‪.‬‬
‫ا�ستخدام اجلرب البوليني لتب�سيط الدوال‪.‬‬
‫دمج البوابات املنطقية‪.‬‬
‫ا�ستخدم خُمططات كارنوف لتب�سيط الدوال‪.‬‬
‫ا�ستخدام برنامج ملتي �سيم اليف (‪ (Multisim Live‬لت�سميم وحماكاة الدوائر الرقمية‪.‬‬
‫الم�سطلحات الرئي�سة‬
‫الدائرة المتكاملة‬
‫مخطط كارنوف‬
‫الدايود الم�سع لل�سوء‬
‫بوابة منطقية‬
‫الدامج‬
‫ترانز�ستور‬
‫‪106‬‬
‫‪Integrated Circuit‬‬
‫‪Karnaugh Map‬‬
‫‪LED‬‬
‫‪Logic Gate‬‬
‫‪Multiplexer‬‬
‫‪Transistor‬‬
‫الجبر البوليني‬
‫دائرة فك الت�سفير‬
‫ال ُمفرِق‬
‫ال�سمام الثنائي‬
‫‪Boolean Algebra‬‬
‫‪Decoder‬‬
‫‪Demultiplexer‬‬
‫‪Diode‬‬
‫مُ�سفر‬
‫‪Encoder‬‬
‫القالبات‬
‫‪Flip-Flop‬‬
107
‫‪ .4‬حماكاة الدوائر األإلكرتونية‬
‫‪‬ا�ست‪‬دا‪ ‬دوائر تينكركاد‬
‫‪Tinkercad Circuits‬‬
‫�سيتعرف الطال‪ ‬يف ‪‬ذ‪ ‬الو‪‬دة ‪‬ل‪ ‬ا�ست‪‬دا‪ ‬رنام‪ ‬ا�سو‪‬‬
‫ّ‬
‫ملح‪‬اكاة الدوائ‪‬ر األإلكرتوني‪‬ة‪ .‬وا ‪‬‬
‫أي‪‬س‪‬ا‪� ‬س‪‬يتع ّلم كي‪‬ي‪‬ة اإن�س‪‬ا‪‬‬
‫الدوائ‪‬ر األإلكرتوني‪‬ة وتعديله‪‬ا وحماكاته‪‬ا ‪‬ا�س‪‬ت‪‬دا‪ ‬تطبي‪‬ق‬
‫دوائر تينكركاد‪ .‬وختا ‪‬ما �سي�ست‪‬د‪ ‬التطبيق ألإ‪‬را‪ ‬القيا�سات‬
‫امل‪‬تل‪‬ة داخ‪ ‬الدوائر‪.‬‬
‫اأ‪‬داف التع ‪‬لم‬
‫‪‬نهاية ‪‬ذ‪ ‬الو‪‬دة �سيكو‪ ‬الطال‪ ‬اد ‪‬را ‪‬ل‪ ‬اأ‪‬‬
‫< ُي�سمم دائرة اإلكرتونية ‪‬ا�ست‪‬دا‪ ‬تطبيق دوائر اأوتودي�سك تينكركاد‪.‬‬
‫< يطبق اأف‪‬س‪ ‬املمار�سات والطر‪ ‬لتو�سي‪ ‬املُكونات األإلكرتونية‪.‬‬
‫< ُيحاك‪ ‬الدائ‪‬رة األإلكرتوني‪‬ة ‪‬ا�س‪‬ت‪‬دا‪ ‬تطبي‪‬ق دوائ‪‬ر اأوتودي�س‪‬ك‬
‫تينك‪‬ركاد‪.‬‬
‫< ُي�سمم الدوائر الكهر‪‬ائية ‪‬ا�ست‪‬دا‪ ‬تطبيق دوائر اأوتودي�سك تينكركاد‪.‬‬
‫< يقي�‪ ‬التيار يف دائرة اإلكرتونية ‪‬ا�ست‪‬دا‪ ‬تقنيات ‪‬تل‪‬ة‪.‬‬
‫< يكت�س‪ ‬اأخطا‪ ‬الدائرة األإلكرتونية وي�سححها‪.‬‬
‫األأدوات‪‬‬
‫< تطبيق دوائر اأوتودي�سك تينكركاد‬
‫(‪)Autodesk Tinkercad Circuits‬‬
‫‪108‬‬
‫الدر�‪ ‬األأو‪‬‬
‫ت�سميم وحماكاة الدوائر األإلكرتونية‬
‫ما دوائر تينكركاد‪‬‬
‫‪What Tinkercad Circuits is‬‬
‫دوائر تينكركاد هو تطبيق اإلكرتو‪ ‬ا‪ ‬اأُن�ص��‪ ‬من قبل �ص��ركة اأوتودي�ض��ك (‪ )Autodesk‬ل ُي�ص��تخدم لالأ‪‬را�ض التعليمية‪ .‬يتيح هذا التطبيق‬
‫اإن�ص��اء ‪‬اذ‪ ‬اأولية رقمية (‪ )Digital‬ومتاثلية (‪ )Analog‬للدوائر اإلإلكرتونية من خالل �ص��بكة اإلإنرتنت‪ .‬ميكن على هذا التطبيق اإن�ص��اء دوائر‬
‫دعم��ة بداي��ودات م�ض��عة لل�ض��وء (‪ ،)LEDs‬وطنان��ات (‪ ،)Buzzers‬ومفاتي��ح (‪ ،)Switches‬وم�ضت�ض��عرات (‪.)Sensors‬‬
‫ب�ص��يطة واختباره��ا ُم ‪‬‬
‫باإلإ�صاف��ة ميك��ن ت�صم��ني متحكم��ات دقيق��ة (‪ ،)Microcontrollers‬والت��ي ُتع� ّد حا�ص��و ًبا بدائ ‪‬ي��ا قاب� ً�ال لل‪��‬ة‪ ،‬وذل��ك للتحك��م يف بع���ض عنا�صر‬
‫الدوائر مثل الدايودات امل�ص��عة لل�صوء واملحركات‪ .‬تُع ‪‬د دوائر تينكركاد اإحد‪ ‬اإلأدوات التي تت�صمن ت�صاميم و‪‬اذ‪ ‬ال‪‬ية اإلأبعاد‪ ،‬وتُ�ص��تخدم‬
‫ال‪‬ة يف اإن�صاء الت�صاميم ‪‬ال‪‬ية اإلأبعاد اأو دوائر اأجهزة التحكم الدقيقة‪.‬‬
‫�صكل ‪ :4.1‬واجهة دوائر اأوتودي�صك تينكركاد‬
‫ت�ص��تخدم دوائ��ر تينك��ركاد مفه��وم النم��اذ‪ ‬اإلأولي��ة وت�صمي��م ‪��‬وذ‪ ‬مبدئ��ي وبن��اءه ملنت��‪ ‬وذل��ك إلختب��اره وتقييم��ه‪ .‬وق��د يك��ون ه��ذا‬
‫النم��وذ‪ ‬اإلأويل تطبي ًق��ا لفح���ض املفاهي��م‪ ،‬وذل��ك للتاأك��د م��ن اأن اإلأن‪‬م��ة واإلأجه��زة تعم��ل ح�ص��‪ ‬م��ا هو متوقع‪ .‬واإىل جان‪ ‬ب�ص��اطة‬
‫هذا التطبيق‪ ،‬فاإنه ميتاز باإمكانات حماكاة قوية‪ ،‬فال توجد حاجة ل�صراء املُكونات اإلإلكرتونية كامل�صت�صعرات اأو لوحات األأردوينو‬
‫(‪ )Arduino‬اأو املح��ركات‪ ،‬وهك��ذا ميك��ن ‪‬ن��‪ ‬تعر���ض املُكون��ات للتل��‪ ‬يف حال��ة وج��ود م�ص��كلة يف الدائ��رة‪.‬‬
‫‪109‬‬
‫ميكن��ك الو�ص��ول اإىل دوائ��ر تينك��ركاد م��ن املوق��ع اإلإلك��رتو‪، https:��www.tinkercad.com ‬وال��ذي يتيح اإن�ص��اء ح�ص��ا‪� ‬ص��خ�صي ُحتف��‪ ‬فيه الدوائر‬
‫وتُ�ص��ارك م��ع اإلآخري��ن‪ .‬يحت��وي التطبي��ق عل��ى العدي��د م��ن ت�صامي��م امل�ص��اريع اجلاه��زة‪ ،‬والت��ي تُ�ص ّن��‪ ‬لث��ال‪ ‬فئ��ات‪ :‬الت�ضامي��م (‪ ،)Designs‬والدوائ��ر‬
‫(‪ ،)Circuits‬واللبن��ات الر‪‬ي��ة (‪.)Codeblocks‬‬
‫ميكنك اإعادة ا�صتخدام اأي دائرة عامة وتو�صيعها با�صتخدام زر الن�ض‪ ‬والتعديل (‪.)Copy and Tinker‬‬
‫�صكل ‪ :4.2‬ميزة ن�صخ وتعديل الدوائر يف تينكركاد‬
‫تعت‪ ‬الدوائر الكهربائية واإلإلكرتونية ح‪‬ر اإلأ�صا�ض جلميع اإلأجهزة‪ ،‬ويتعني على جميع من يعمل يف ‪‬ال اإلإلكرتونيات تعل‪‬م كيفية ت�صميمها وتنفيذها‪.‬‬
‫�ص��تتعلم يف هذه الوحدة اأ�صا�ص��يات اإن�ص��اء الدوائر اإلإلكرتونية من خالل تطبيق دوائر تينكركاد‪ ،‬و�صت�صتك�ص��‪ ‬حمرر الدائرة التفاعلية و�ص��تقوم ‪‬حاكاة‬
‫‪‬اذج��ك اإلأولي��ة يف بيئ��ة اآمن��ة‪.‬‬
‫�صكل ‪ :4.3‬ميزة ا�صتخدام معر�ض دوائر تينكركاد‬
‫‪110‬‬
‫قب��ل الب��دء بت�صمي��م الدائ��رة اإلإلكرتوني��ة يف تطبي��ق دوائ��ر تينك��ركاد‪ ،‬ي‪ ��‬اأن يك��ون هناك ت�صور تقريبي عما �ص��تبدو عليه الدائ��رة اإلإلكرتونية‪ ،‬وذلك من‬
‫خالل اإن�ص��اء ‪‬طط مر�ص��وم يدو ًيا‪ .‬عند اإلنتهاء من ر�ص��م ‪‬طط الدائرة اإلإلكرتونية‪ ،‬قم بزيارة موقع دوائر تينكركاد‪ ،‬حي‪� ‬صتُن�ص��‪ ‬يف هذا الدر���ض‬
‫اإح��د‪ ‬الدوائ��ر‪ ،‬و�صت�ص��تخدم ب��دء املح��اكاة (‪ )Start Simulation‬لت�ص��غيل الداي��ود امل�ص��ع لل�ص��وء واإيق��اف ت�ص��غيله‪.‬‬
‫ألإن�ضاء دائرة اإلكرتونية‪:‬‬
‫افتح مت�صفح املواقع اإلإلكرتونية وانتقل اإىل املوقع‪.https:��www.tinkercad.com :‬‬
‫ا�صغط على ‪( JOIN NOW‬اإلن�صمام اإلآن)‪2 .‬‬
‫اأن�ص‪ ‬ح�صا ًبا‪ 3 ،‬م ا�صغط على ‪�( Sign in‬ص‪‬ل دخولك)‪4 .‬‬
‫يف ال�صفحة الرئي�صة للتطبيق‪ ،‬ا�صغط على ‪( Circuits‬الدوائر)‪5 .‬‬
‫ا�صغط على ‪( Create new Circuit‬اإن�صاء دائرة جديدة)‪6 .‬‬
‫�ص ُين�صاأ م�صرو‪ ‬جديد للدائرة و ُيفتح‪7 .‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪4‬‬
‫‪3‬‬
‫‪111‬‬
‫‪6‬‬
‫‪5‬‬
‫تجربة الدوائر‬
‫الموجودة م�ضب ًقا‪.‬‬
‫يُتيح هذا الخيار اإن�ضاء دائرة‬
‫افترا�ضية وبرمجتها واختبارها في‬
‫الوقت الفعلي‪.‬‬
‫‪7‬‬
‫�صكل ‪ :4.4‬اإن�صاء دائرة اإلكرتونية‬
‫‪112‬‬
‫النافذة الرئي�سة لتطبيق دوائر تينكركاد‬
‫‪The Main Window of Tinkercad Circuits‬‬
‫األنتقال بين ‪ Circuit View‬عر�س الدائرة‪ ،‬و ‪Schematic View‬‬
‫‪‬العر�س التخطيطي‪ ،‬و ‪ Component List‬قائمة ال ُمكونات‪.‬‬
‫كتابة برنامجك‬
‫الخا�س‪.‬‬
‫تحرير ال ُمكونات با�ضتخدام‬
‫‪‬ضريط األأدوات الرئي�س‪.‬‬
‫ت�ضمية‬
‫الت�ضميم‪.‬‬
‫األنتقال اإل‪ ‬لوحة‬
‫تحكم تينكركاد‪.‬‬
‫تو�ضيط الت�ضميم وا�ضتخدام‬
‫عر�س ال�ضا‪‬ضة الكاملة‪.‬‬
‫بدء المحاكاة‪.‬‬
‫البحث عن مُكونات الت�ضميم‬
‫في مكتبة ال ُمكونات‪.‬‬
‫و�ضع جميع مُكونات‬
‫الدائرة في م�ضاحة العمل‪.‬‬
‫�صكل ‪ :4.5‬نافذة دوائر تينكركاد الرئي�صية‬
‫‪‬ر‪ ‬العر�‪‬‬
‫‪Views‬‬
‫اإن طريق��ة عر���س الدائ��رة (‪ )Circuit view‬ه��ي طريق��ة العر���ض اإلفرتا�صي��ة يف ال‪‬نام��‪ ،‬وتت�صم��ن طريق��ة العر���س التخطيط��ي (‪)Schematic view‬‬
‫ر�ص ًما تخطيط ًيا ُين�صاأ تلقائ ًيا لت�صميم الدائرة‪ ،‬وتتيح لك طريقة عر�ض قائمة املُكونات (‪ )Component List‬ت�صدير قائمة املواد (‪)Bill Of Materials‬‬
‫الت��ي ت�ص��رد جمي��ع املُكون��ات التي اأُ�صيف��ت اإىل الدائرة‪.‬‬
‫ملحة �سريعة‬
‫يحف‪ ‬تطبيق دوائر تينكركاد عملك ب�صورة تلقائية‬
‫حي‪ُ ‬يحدّ‪ ‬الن‪‬ام المل‪ ‬المحفو‪ ‬كل ب�صع دقائق‪.‬‬
‫‪113‬‬
‫التو�سيالت واملُكونات األأ�سا�سية‬
‫‪Core Components and Wiring‬‬
‫ت�صتمل املُكونات اإلإلكرتونية على دايودات م�صعة لل�صوء ومفاتيح ومقاومات وم�صادر الطاقة‪ .‬هذه املُكونات ُمتاحة يف اخليار األأ�ضا�ضي (‪.)Basic‬‬
‫مقاومة (‪)Resistor‬‬
‫الدايود امل�ضع لل�ضوء‬
‫(‪)LED‬‬
‫بطارية ‪ 1.5‬فولت‬
‫(‪)1.5V Battery‬‬
‫لوحة تو�ضيل الدوائر‬
‫ال�ضغرية‬
‫ترانز�ضتور ثنائي القطب‬
‫من نوع ‪NPN‬‬
‫((‪)NPN Transistor )BJT‬‬
‫دايود م�ضع لل�ضوء بثالث‬
‫األوان (‪)LED RGB‬‬
‫(‪)Breadboard Small‬‬
‫�ضمام ثنائي (‪)Diode‬‬
‫مفتاح �ضاغط‬
‫لوحة مايكروبت‬
‫(‪)Pushbutton‬‬
‫(‪)micro:bit‬‬
‫مقاومة متغرية‬
‫اأردوينو اأونو ‪R3‬‬
‫مقاومة �ضوئية‬
‫(‪)Photoresistor‬‬
‫م�ضت�ضعر رطوبة الرتبة‬
‫(‪)Potentiometer‬‬
‫(‪)Arduino Uno R3‬‬
‫مُكثف‬
‫حمرك اهتزاز‬
‫(‪)Capacitor‬‬
‫(‪)Vibration Motor‬‬
‫(‪)Ultrasonic Distance Sensor‬‬
‫مفتاح منزلق‬
‫حمرك تيار م�ضتمر‬
‫(‪)Slideswitch‬‬
‫(‪)DC Motor‬‬
‫م�ضت�ضعر موجات حتت‬
‫احلمراء (‪)PIR Sensor‬‬
‫بطارية ‪ 9‬فولت‬
‫حمرك �ضريفو م�ضغر‬
‫(‪)9V Battery‬‬
‫(‪)Micro Servo‬‬
‫بطارية دائرية ‪ 3‬فولت‬
‫حمرك ترو�س‬
‫(‪)Coin Cell 3V Battery‬‬
‫(‪)Hobby Gearmotor‬‬
‫(‪)Soil Moisture Sensor‬‬
‫م�ضت�ضعر موجات فوق‬
‫�ضوتية‬
‫م�ضت�ضعر �ضوتي‬
‫م�ضت�ضعر احلرارة‬
‫�صكل ‪ :4.6‬املُكونات اإلأ�صا�صية لتطبيق دوائر تينكركاد‬
‫‪114‬‬
‫(‪)Piezo‬‬
‫‪)Temperature Sensor‬‬
‫(]‪[TMP36‬‬
‫ملتميرت اأو جهاز قيا�س‬
‫متعدد (‪)Multimeter‬‬
‫ُت�ض��تخدم لوح��ة تو�ضي��ل الدوائ��ر (‪ )Breadboard‬لتو�صي��ل املُكون��ات‪ ،‬وه��ي قطع��ة م��ن البال�ص��تيك حتت��وي عل��ى ‪‬ق��و‪ ‬عدي��دة‪ ،‬وتُث ّب��ت املُكون��ات‬
‫املختلف��ة يف مكانه��ا من خالل هذه الثقو‪.‬‬
‫ألإ�ضافة مُكون يف ت�ضميم الدائرة‪:‬‬
‫ا�صغ��ط عل��ى املُك��ون اإلأ�صا�ص��ي ال��ذي‬
‫تريد اإ�صافته اإىل الت�صميم‪ ،‬على �صبيل‬
‫املث��ال‪( Breadboard Small :‬لوح��ة‬
‫تو�صي��ل الدوائ��ر ال�صغ��‪‬ة)‪1 .‬‬
‫�ص‪‬تبط املُكون موؤقتًا ‪‬وؤ�صر الفارة‪.‬‬
‫ا�صغط على اأي مكان يف م�ص��احة العمل‬
‫إلإ�صافة املُكون‪2 .‬‬
‫‪1‬‬
‫تتيح لك لوحة المعاينة تحرير‬
‫خ�ضائ�س مُكونات الدائرة‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫ا�ضغط عل‪ ‬زر‬
‫‪ Zoom to fit‬تكبير‬
‫للمالءمة‪ ‬لتو�ضيط‬
‫لوحة تو�ضيل الدوائر‬
‫وملء م�ضاحة العمل‪.‬‬
‫ا�ضغط عل‪ ‬زر ‪Delete‬‬
‫‪‬الحذ‪ ‬ألإزالة ال ُمكون‬
‫المحدد‪.‬‬
‫زر اإخفاء لوحة‬
‫ال ُمكونات‪.‬‬
‫�صكل ‪ :4.7‬اإ�صافة ُمكون يف الت�صميم‬
‫‪115‬‬
‫لوحة تو�ضيل الدوائر ‪The Breadboard‬‬
‫توج��د يف املنطق��ة الرئي�ص��ة للوح��ة تو�صي��ل الدوائ��ر �ص��بكة ُمكون��ة م��ن ‪ 10 × 30‬ق��‪ .‬تُر ّق��م اأعم��دة ال�ص��بكة و�صفوفه��ا‪ ،‬بحي��‪ ‬ترق��م اإلأعم��دة ب��د ًءا م��ن‬
‫‪ 1‬اإىل ‪ ،30‬وترق��م ال�صف��وف باحل��روف اإلأب‪‬دي��ة اإلإ‪‬ليزي��ة م��ن ‪ a‬اإىل ‪ ،j‬وتف�ص��ل قطع��ة م��ن البال�ص��تيك خالي��ة م��ن الثق��و‪ ‬ب��ني ال�صف��وف م��ن ‪ a‬اإىل ‪e‬‬
‫وال�صف��وف م��ن ‪ f‬اإىل ‪.j‬‬
‫�صكل ‪ :4.8‬اختيار لوحة تو�صيل‬
‫الدوائر‬
‫و�ضلة معدنية تحت البال�ضتيك تربط جميع‬
‫الثقو‪ ‬الموجودة في نف�س العمود كهربائ ًيا‪.‬‬
‫حتت��وي ح��واف لوح��ة تو�صي��ل الدوائ��ر عل��ى �صف��ني بنف���ض ع��دد اإلأعم��دة‪ .‬توج��د رم��وز �ص��البة وموجب��ة له��ذه ال�صف��وف‪ ،‬ومُتث��ل ه��ذه الرم��وز التو�صي��الت م��ن‬
‫البطاري��ة (م�ص��در الطاق��ة الرئي�ص��ي)‪ .‬لك��ي حت�ص��ل املُكون��ات عل��ى التي��ار الكهربائ��ي‪ ،‬يت��م اإدخاله��ا يف منت�ص��‪ ‬ال�صف��وف داخل لوحة تو�صي��ل الدوائر‪.‬‬
‫ال�ضف ال�ضالب ‪-‬‬
‫ال�ضف الموجب ‪+‬‬
‫عمود‬
‫‪116‬‬
‫ت�سميم دائرة م‪‬لقة ‪‬دايود م�س‪ ‬لل‪‬سو‪‬‬
‫‪Closed Circuit with an LED‬‬
‫�ص��نقوم بت�صمي��م دائ��رة مغلق��ة ب�ص��يطة با�ص��تخدام داي��ود م�ض��ع لل�ض��وء (‪ .)LED‬مي��ر التي��ار يف الداي��ود امل�ص��ع لل�ص��وء با‪��‬اه واح��د‪ ،‬وذلك بعك���ض‬
‫امل�صب��ا‪ ‬الع��ادي ال��ذي ي�ص��يء بغ��‪�‬ض الن‪��‬ر ع��ن ا‪��‬اه التي��ار‪ .‬يوج��د للداي��ود امل�ص��ع لل�ص��وء طرف��ان اأحدهم��ا للمهبط (�ص��ال‪ ،)‬واإلآخ��ر للم�صعد‬
‫(موج‪ .)‬ميكنك مالح‪‬ة اأن القط‪ ‬املوج‪ ‬للدايود امل�صع لل�صوء عادة اأطول من القط‪ ‬ال�صال‪ .‬ي�ص‪ ‬انحناء طرف الدايود امل�صع لل�صوء يف‬
‫برنام��‪ ‬دوائ��ر تينك��ركاد اإىل القط��‪ ‬املوج��‪ ‬الذي ي‪ ‬تو�صيله بالط��رف املوج‪ ‬للبطارية‪.‬‬
‫لو�ضع مُكون عل‪ ‬لوحة تو�ضيل الدوائر‪:‬‬
‫ا�صغط على املُكون‪ ،‬على �صبيل املثال‪( LED :‬الدايود امل�صع لل�صوء)‪1 .‬‬
‫ا�صغ��ط عل��ى لوح��ة تو�صي��ل الدوائ��ر إلإ�صافة الدايود امل�ض��ع لل�ضوء بحي‪‬‬
‫يتم اإدخال كل طرف من اأطرافه يف ‪‬ق‪ ‬داخل اللوحة‪2 .‬‬
‫يلغي زر التراجع اآخر اإجراء‬
‫تم تنفيذه عل‪ ‬الت�ضميم‪.‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫ي�ضير الجانب الم�ضطح من‬
‫الدايود الم�ضع لل�ضوء اإل‪ ‬القطب‬
‫ال�ضالب ‪‬المهبط‪ ‬للدايود الم�ضع‬
‫لل�ضوء‪.‬‬
‫قم بتحريك الت�ضميم عن طريق‬
‫ال�ضغط عل‪ ‬الم�ضاحة الفارغة‬
‫حوله و�ضحبها‪.‬‬
‫�صكل ‪ :4.9‬و�صع اأحد املُكونات على لوحة تو�صيل الدوائر‬
‫‪117‬‬
‫ألإ�ضافة م�ضدر طاقة يف الدائرة‪:‬‬
‫يف لوح��ة ‪( Components‬املُكون��ات)‪ ،‬ا�صغ��ط عل��ى م�ص��در الطاق��ة‪،‬‬
‫عل��ى �ص��بيل املث��ال‪( 1.5V Battery :‬بطاري��ة ‪ 1.5‬فول��ت)‪1 .‬‬
‫�صع البطارية ‪‬حاذاة اجلان‪ ‬اإلأي�صر من لوحة تو�صيل الدوائر‪2 .‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫�صكل ‪ :4.10‬اإ�صافة م�صدر طاقة للدائرة‬
‫ملحة �سريعة‬
‫يمكنك تكبير الت�صميم اأو ت�صغيره با�صتخدام ع‪‬لة الفارة‪ ،‬اأو ا�صتخدام‬
‫م‪‬موعة المفاتيح ‪ Ctrl + +‬للتكبير و ‪ Ctrl + -‬للت�صغير‪.‬‬
‫‪118‬‬
‫من اإلأف�صل اأن يكون قطبا البطارية واملو�صالت متقابلة يف الدوائر اإلإلكرتونية ل�صهولة التو�صيل‪.‬‬
‫لتدوير اأحد املُكونات‪:‬‬
‫ا�صغ��ط عل��ى اأح��د املُكون��ات لتحديده‪ ،‬على‬
‫�ص��بيل املث��ال‪( 1.5V Battery :‬بطاري��ة‬
‫‪ 1.5‬فول��ت)‪ .‬إلح��‪ ‬ظه��ور اإط��ار اأزر‪‬‬
‫ح��ول ذل��ك املُكون‪1 .‬‬
‫ا�صغ��ط عل��ى زر ‪( Rotate‬التدوي��ر)‬
‫م��ن �ص��ريط اإلأدوات الرئي���ض ‪��‬ال‪ ‬م��رات‬
‫لتدوي��ر املُكون ب�ص��كل جزئ��ي‪ ،‬وذلك بزوايا‬
‫�صغ��‪‬ة تبل��‪ ‬ح��وايل ‪ 30‬درج��ة يف كل‬
‫م��رة‪� .‬ص�تُد ّور البطاري��ة ‪ 90‬درج��ة با‪��‬اه‬
‫عق��ار‪ ‬ال�ص��اعة بحي��‪ ‬تواج��ه اإلأقط��ا‪‬‬
‫لوح��ة تو�صي��ل الدوائ��ر‪2 .‬‬
‫زر ‪ Mirror‬انعكا�س‪ ‬يعك�س اتجاهات‬
‫ال ُمكون المحدد ح�ضب الحاجة‪ .‬ي�ضمح‬
‫هذا األأمر بت�ضميم ال ُمكونات ب�ضورة‬
‫متنا‪‬رة وب�ضرعة‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫�صكل ‪ :4.11‬تدوير اأحد املُكونات‬
‫‪119‬‬
‫ُتع� ّد البطاري��ة امل�ص��در للداي��ود امل�ص��ع لل�ص��وء املوج��ود بالدائ��رة‪ .‬تُ�ص��تخدم اأ�ص��الك التو�صي��ل لرب��ط املُكون��ات الت��ي لي�ص��ت بال�ص‪ ‬نف�ص��ه‪ .‬تُغطى هذه‬
‫اإلأ�ص��الك بالبال�ص��تيك بنهايات مك�ص��وفة تُ�ص��تخدم لتو�صيل املُكونات‪ ،‬ولهذا ُيطلق عليها ا�ص��م اأ�ض��الك التو�ضيل (‪.)Jumper Wires‬‬
‫لتو�ضيل اأحد املُكونات‪:‬‬
‫ا�صغ��ط عل��ى الط��ر‪ ‬ال�ض��الب‬
‫لل ُمك��ون‪ ،‬كط��رف البطاري��ة ال�ص��ال‪‬‬
‫مث��ال‪1 .‬‬
‫ً‬
‫ا�صغ��ط عل��ى الثق��ب األأول يف العم��ود‬
‫ال�ضالب للتو�صيل‪2 .‬‬
‫ك��رر العملي��ة م��ع الط��ر‪ ‬املوج��ب‬
‫بو�صع �صلك التو�صيل يف الثق‪ ‬املوج‪‬‬
‫يف لوح��ة تو�صي��ل الدوائ��ر‪3 .‬‬
‫‪1‬‬
‫الت�ضمية الظاهرة ت�ضف‬
‫العن�ضر في ال ُمكون‬
‫المحدد‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫‪120‬‬
‫‪3‬‬
‫�صكل ‪ :4.12‬تو�صيل ُمكون‬
‫‪121‬‬
‫ت�صب��ح الدائ��رة معق��دة ب�ص��كل �ص��ريع عن��د تو�صي��ل ع��دة اأ�ص��الك بنف���ض الوق��ت‪ .‬تُ�ص��تخدم‬
‫اإلأ�صالك ذات اإلألوان املختلفة للتمييز بينها‪ .‬عاد ًة ت�صتخدم بع�ض اإلألوان لدإلإلت معينة‪،‬‬
‫في�ص‪ ‬اللون اإلأحمر يف التيار امل�صتمر ً‬
‫مثال اإىل تو�صيل القط‪ ‬املوج‪ ،‬وي�ص‪ ‬اللون اإلأ�صود‬
‫اإىل القط‪ ‬ال�صال‪ ،‬و ُي�صتخدم اللون اإلأخ�صر لعمليات التاأري�ض‪.‬‬
‫لتعديل خ�ضائ�س �ضلك التو�ضيل‪:‬‬
‫ا�صغط على الطر‪ ‬املوجب‪1 .‬‬
‫من �ص��ريط اإلأدوات الرئي���ض‪ ،‬ا�صغط على ‪Wire‬‬
‫‪( color‬ل��ون ال�ص��لك)‪2 .‬‬
‫ا�صغط على اللون ‪( Red‬اإلأحمر)‪3 .‬‬
‫ك��رر العملي��ة للط��ر‪ ‬ال�ض��الب و‪ �ّ �‬ل��ون ال�ض��لك‬
‫اإىل ‪( Black‬اإلأ�ص��ود)‪4 .‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪122‬‬
‫اإحد‪ ‬مزايا ا�صتخدام لوحة تو�صيل الدوائر هي اإمكانية نقل املُكونات ب�صهولة إلإجراء تو�صيالت جديدة‪ ،‬اأو اإف�صا‪ ‬امل‪‬ال إلإ�صافة ُمكونات اأخر‪.‬‬
‫‪4‬‬
‫�صكل ‪ :4.13‬تعديل خ�صائ�ض �صلك تو�صيل‬
‫في هذه الحالة عل‪� ‬ضبيل المثال‪،‬‬
‫ا�ضتخدم طريقة ال�ضحب واألإفالت لنقل‬
‫الدايود الم�ضع لل�ضوء اإل‪ ‬العمود ‪.f‬‬
‫ملحة �سريعة‬
‫عند تحديد �صلك تو�صيل‪ ،‬يمكنك تغيير لونه عن طريق كتابة اأي رقم‬
‫من لوحة المفاتيح‪ ،‬فكتابة الرقم ‪ 0‬تغير لون ال�صلك اإلى اللون اإلأ�صود‪.‬‬
‫‪123‬‬
‫م��ا زال��ت الدائ��رة امل�صمم��ة ‪ ��‬مكتمل��ة‪ ،‬وإلإكم��ال الدائ��رة‪ ،‬يل��زم وج��ود �ص��لكني للتو�صي��ل‪ ،‬اأحدهم��ا للطرف املوج‪ ‬واإلآخ��ر للطرف ال�ص��ال‪ .‬ي‪ ‬تو�صيل‬
‫الطرف املوج‪� ‬صعد الدايود امل�ص��ع لل�صوء‪.‬‬
‫ألإكمال الدائرة‪:‬‬
‫ا�صغط على ال�ضف رقم ‪ 4‬والعمود ‪ j‬لبدء �صلك التو�صيل‪1 .‬‬
‫و�صل الطرف اإلآخر من ال�صلك بالعمود الطريف املوجب‪2 .‬‬
‫ّ‬
‫و�صل �صلك اآخر من ال�ضف رقم ‪ 3‬والعمود ‪ j‬بالعمود الطريف ال�ضالب‪.‬‬
‫ّ‬
‫‪ ‬لون اإلأ�صالك لتتنا�ص‪ ‬مع اإلأقطا‪ ‬املحددة‪4 .‬‬
‫ّ‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫ملحة �سريعة‬
‫يمكن تغيير نو‪ ‬ال�صلك المحدد اإلى نو‪ ‬تقليدي اأو �ضلك ذي م�ضابك‬
‫طرفية (‪ )Alligator‬اأو �ضلك تو�ضيل خطافي (‪ )Hookup‬با�صتخدام‬
‫اأداة نوع ال�ضلك (‪ )Wire type‬الموجودة في �صريط اإلأدوات الرئي�ض‪.‬‬
‫‪124‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫�صكل ‪ :4.14‬اإكمال الدائرة‬
‫‪125‬‬
‫دون البدء يف عملية املحاكاة (�صغط زر املحاكاة)‪ ،‬لن تعمل الدائرة الكهربائية بال�صكل املطلو‪ .‬املحاكاة يف تطبيق دوائر تينكركاد ت�صهل عملية التعلم‪،‬‬
‫وميتاز التطبيق بكونه تطبي ًقا ‪‬ان ًيا‪ ،‬وميكن ا�صتخدامه على اأي حا�ص‪ ‬مت�صل باإلإنرتنت‪.‬‬
‫لت�ضغيل عر�س املحاكاة‪:‬‬
‫يف طريق��ة عر���ض الدائ��رة‪ ،‬ا�صغ��ط عل��ى ‪( Start Simulation‬ب��دء‬
‫املح��اكاة)‪1 .‬‬
‫�ص��يتغ‪ ‬ل��ون الداي��ود امل�ص��ع لل�ص��وء املوجود يف لوح��ة تو�صيل الدوائر اإىل‬
‫لون اأفتح ملحاكاة حالة ت�ضغيل الدايود‪2 .‬‬
‫‪‬ن‪‬ا‪ ‬د اأ‪�‬س‪ ‬ل‪‬ر‪ ‬ا‪‬ه‪‬د‬
‫ال‪‬ذ‪ ‬ك‪ ‬للداي‪‬ودات امل�س‪‬عة‬
‫لل‪‬س‪‬و‪ ‬مل‪ .‬اإذا ‪‬او‪ ‬ف‪‬ر‪‬‬
‫ا‪‬ه‪‬د ‪‬ذا ا‪‬د‪� ‬س‪ ‬ي ‪‬ت ‪‬ل ُ‪ ‬الدايود‬
‫امل�س‪ ‬لل‪‬س‪‬و‪ ‬ويتو‪  ‬العم‪.‬‬
‫يتي‪ ‬املحاك‪ ‬ر‪‬ة الدائرة دو‪‬‬
‫اإت‪‬الف املُكون‪‬ات املادي‪‬ة كالداي‪‬ود‬
‫امل�س‪ ‬لل‪‬س‪‬و‪ ‬يف تطبي‪‬ق ‪‬قيق‪.‬‬
‫‪1‬‬
‫زر اإيقا‪ ‬المحاكاة (‪ )Stop Simulation‬يُمكنك‬
‫من اإيقا‪ ‬المحاكاة للتعديل عل‪ ‬الدائرة‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫�صكل ‪ :4.15‬ت�صغيل عر�ض املحاكاة‬
‫‪126‬‬
‫أل يبدو الدايود الم�ضع لل�ضوء‬
‫مُ�ضي ًئا هنا‪ .‬أل يتعلق هذا األأمر‬
‫بالبرنام‪ ،‬ولكن ب‪‬كون قيمة‬
‫الجهد الذي توفره البطارية‬
‫للدايود الم�ضع لل�ضوء غير‬
‫كافية‪.‬‬
‫ميكنك تطوير الدائرة من خالل عر�ض املحاكاة‪ .‬يف هذه احلالة �ص ُتعد‪ ‬ل يف م�صدر الطاقة إلختبار الدائرة‪.‬‬
‫لتعديل واختبار الدائرة‪:‬‬
‫ا�صغط على ‪( battery‬البطارية) مرة واحدة لتحديدها‪1 .‬‬
‫انتقل اإىل لوحة املعاينة وا�صغط على ‪( Count‬العد)‪2 .‬‬
‫ا�صغط على ‪( 2batteries‬بطاريتني)‪3 .‬‬
‫ا�صغط على ‪( Start Simulation‬بدء املحاكاة)‪4 .‬‬
‫ت�ص‪ ‬النجمة املوجودة فو‪ ‬الدايود امل�صع لل�صوء اإىل اأن الدايود قد تل‪5 .‬‬
‫ا�صغ��ط عل��ى ‪( Stop Simulation‬اإيق��اف املح��اكاة)‪ 6 ،‬و‪ �ّ �‬ع��دد البطاري��ات اإىل‬
‫‪( 1battery‬بطارية واحدة)‪7 .‬‬
‫ا�صغ��ط عل��ى ‪( Start Simulation‬ب��دء املح��اكاة) م��رة اأخ��ر‪ 8 ،‬وحتق��ق م��ن اأن الدائ��رة‬
‫تعمل ب�صكل طبيعي‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫ملحة �سريعة‬
‫يمكنك تن�صيط اأمر بدء المحاكاة واأمر اإيقاف المحاكاة با�صتخدام المفتا‪‬‬
‫‪S‬‬
‫من لوحة المفاتيح‪.‬‬
‫‪127‬‬
‫‪4‬‬
‫‪3‬‬
‫‪6‬‬
‫‪5‬‬
‫يجب عليك اإ�ضافة مقاومة‬
‫عل‪ ‬التوالي لتقليل التيار‪.‬‬
‫�ضيتم ‪‬ضرح ذلك ألح ًقا‪.‬‬
‫‪128‬‬
‫‪8‬‬
‫‪7‬‬
‫�صكل ‪ :4.16‬تعديل واختبار الدائرة‬
‫‪129‬‬
‫مترينات‬
‫‪1‬‬
‫حدد اجلملة ال�صحيحة واجلملة اخلاطئة فيما يلي‪:‬‬
‫‪ .1‬تطبيق دوائر تينكركاد هو تطبيق ت�صميم وحماكاة على �صبكة اإلإنرتنت‪.‬‬
‫‪ .2‬ميكنك اإن�صاء الدوائر الكهربائية وحماكاتها با�صتخدام دوائر تينكركاد‪.‬‬
‫‪ .3‬ي�صتخدم املهند�صون دوائر تينكركاد إلإن�صاء ت�صاميم حا�صوبية متقدمة‪.‬‬
‫‪ .4‬تقت�صر املُكونات التي ميكن ا�صتخدامها يف دوائر تينكركاد على املقاومات وم�صادر الطاقة‬
‫والدايودات امل�صعة لل�صوء‪.‬‬
‫‪ .5‬تعر�ض قائمة املُكونات جميع ُمكونات الدائرة التي ُ�ص ّممت‪.‬‬
‫‪ .6‬من اإلأف�صل ا�صتخدام اللون نف�صه جلميع و�صالت اإلأ�صالك‪.‬‬
‫‪ .7‬اأطراف م�صدر الطاقة الكهربائية هي اأعمدة على اجلانبني اإلأي�صر واإلأمين من لوحة تو�صيل‬
‫الدوائر مميزة بعالمات ]‪ [+‬و ]‪.[-‬‬
‫‪ .8‬ينقل ال�صلك اإلأ�صود (ال�صلك اإلأر�صي) التيار الراجع اإىل م�صدر الطاقة‪.‬‬
‫‪ .9‬ينقل ال�صلك اإلأحمر (ال�صلك احلامل) التيار من م�صدر الطاقة‪.‬‬
‫‪130‬‬
‫�ضحيحة‬
‫خاطئة‬
‫ِّ‬
‫‪2‬‬
‫و�ضح باخت�ضار ما املق�ضود بالنموذج األأويل‪.‬‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫‪� 3‬ضم��م الدائ��رة األآتي��ة با�ض��تخدام دوائ��ر تينك��ركاد‪ ،‬وق��م بت�ض��غيل املح��اكاة الدائ��رة وألح��ظ هل تعمل ب�ض��كل �ضحيح؟‬
‫واإذا مل تك��ن كذل��ك‪ ،‬فم��ا التعدي��الت الت��ي يج��ب اإجراوؤه��ا‪ ،‬و ق��م باإ�ض��الح الدائ��رة يف التطبي��ق‪ .‬وم��ا املب��داأ األأ�ضا�ض��ي‬
‫ال��ذي متثل��ه هذه الدائرة؟‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪131‬‬
‫ملخ�ضا لهذه املقارنة‪.‬‬
‫‪ 4‬ابحث يف األإنرتنت عن تطبيقات م�ضابهة لتطبيق دوائر تينكركاد‪ ،‬ثم قارن بينها واكتب‬
‫ً‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪ 5‬ما مزايا ا�ضتخدام دوائر تينكركاد؟ ّ‬
‫و�ضح اإجابتك‪.‬‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪132‬‬
‫‪ 6‬اذكر جوانب الق�ضور التي ميكن مالحظاتها عند ا�ضتخدامك لدوائر تنكركاد‪.‬‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪133‬‬
‫الدر�‪ ‬ال‪‬ا‪‬‬
‫اكت�ساف األأخطا‪ ‬وت�سحيحها واإ‪‬را‪ ‬القيا�سات‬
‫يف هذا الدر�ض �صتن�ص‪ ‬دائرة ‪�‬صدر طاقة ودايود م�صع لل�صوء ومفتا‪� ‬صغط‪ ،‬و�صتتعرف على كيفية عمل مفتا‪ ‬ال�صغط‪.‬‬
‫م‪‬تا‪ ‬ال‪‬س‪‬‬
‫‪The Pushbutton‬‬
‫يعم��ل مفت��ا‪ ‬ال�صغ��ط كمو�ص��ل موؤق��ت ب��ني نقطت��ني يف‬
‫الدائ��رة‪ .‬يحت��وي املفت��ا‪ ‬عل��ى دائرة كب��‪‬ة يف املنت�ص‪‬‬
‫تُ�صتخدم إلإ‪‬ال‪ ‬الدائرة‪ ،‬وعلى اأربع مو�صالت توجد يف‬
‫الزواي��ا اإلأربع للمفتا‪.‬‬
‫عن��د الن‪��‬ر اإىل اجل��زء ال�ص��فلي للمفت��ا‪ ،‬ميكن��ك اأن‬
‫تالح��‪ ‬اأن املو�ص��الت عل��ى اجلانب��ني اإلأمي��ن واإلأي�ص��ر‬
‫عب��ارة ع��ن �ص��لكني‪ .‬يوج��د �ص��لك واح��د يف كل جان��‪ ‬م��ن‬
‫جوان��‪ ‬املفت��ا‪.‬‬
‫‪‬الح‪��‬ة مفت��ا‪ ‬ال�صغ��ط م��ن اإلأم��ام‪ ،‬ميكن��ك اأن‬
‫تالح��‪ ‬اأن��ه مثب��ت اأعل��ى ال�ص��لكني ب�صا‪��‬ط‪.‬‬
‫إل يب��دو ال�صا‪��‬ط ظاه� ًرا يف ر�ص��م املفت��ا‪ ‬التخطيط��ي‪.‬‬
‫إل ميكن للتيار الكهربائي املرور ع‪ ‬الدائرة عندما يكون‬
‫مفتا‪ ‬ال�صغط اأعلى اإلأ�صالك‪ .‬يف هذا الر�صم التو�صيحي‬
‫يتم مُتثيل التيار الكهربائي ب�صهم اأحمر متقطع‪.‬‬
‫تُغلق الدائرة ‪‬رد ال�صغط على مفتا‪ ‬ال�صغط‪ ،‬حي‪‬‬
‫مير التيار من جان‪ ‬املفتا‪ ‬اإىل اجلان‪ ‬اإلآخر‪.‬‬
‫عند الن‪‬ر اإىل املفتا‪ ‬من اجلان‪ ،‬فاإن تو�صيل الدائرة‬
‫اإىل نهاية �صلك واحد يف جان‪ ‬واحد من املفتا‪� ‬صي�صمح‬
‫لل�ص��لك املوج��ود داخ��ل املفتا‪�� ‬رور التيار حتى يف حالة‬
‫عدم ال�صغط على املفتا‪.‬‬
‫م��ن امله��م عن��د تو�صي��ل املُكون��ات اأن يكون ذل��ك التو�صيل‬
‫ب‪‬وان��‪ ‬متقابل��ة م��ن املفت��ا‪ ،‬وكما ميكن��ك املالح‪‬ة يف‬
‫الر�ص��م التو�صيح��ي املقاب��ل‪ ،‬ميك��ن اإج��راء التو�صي��ل عند‬
‫اإلأطراف املتعاك�ص��ة ُقطر ًيا ا ً‬
‫أي�صا‪.‬‬
‫ميك��ن ا ً‬
‫أي�ص��ا اإج��راء تو�صي��ل عن��د اإلأط��راف املتقابل��ة‬
‫امل‪��‬اورة كم��ا ه��و مو�ص��ح يف ال�ص��ورة عل��ى الي�ص��ار‪.‬‬
‫من اإلأهمية ‪‬كان تو�صيل اإلأطراف ال�صحيحة ملفتا‪ ‬ال�صغط ل�صمان عمل الدائرة ب�صكل �صحيح‪.‬‬
‫عاد ًة ما ُي�ص��تخدم مفتا‪ ‬ال�صغط املوجود يف الدائرة لفتحها واإ‪‬القها‪� .‬صت�ص��تخدم نف���ض الدائرة كما يف الدر���ض ال�ص��ابق ولكن هذه املرة �ص��ت�صي‪ ‬مفتا‪‬‬
‫�صغط‪ .‬يف ال�صكل املو�صح �صن�صتخدم نف�ض الدائرة اإلإلكرتونية التي ُ�ص ّممت بالدر�ض ال�صابق‪.‬‬
‫�صكل ‪ :4.17‬الدائرة مع البطارية والدايود امل�صع لل�صوء‬
‫‪134‬‬
‫ألإ�ضافة مفتاح �ضغط يف الدائرة‪:‬‬
‫م��ن لوح��ة ‪( Components‬املُكون��ات)‪ ،‬ا�صغ��ط عل��ى خي��ار‬
‫‪( Pushbutton‬مفت��ا‪ ‬ال�صغ��ط)‪1 .‬‬
‫اخ��رت مفت��ا‪ ‬ال�صغ��ط و�صع��ه عل��ى لوح��ة تو�صي��ل الدوائ��ر بحي‪‬‬
‫يكون اأحد طرفيه يف العمود ‪ ،f‬والطرف اإلآخر يف العمود ‪2 .e‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫�صكل ‪ :4.18‬اإ�صافة مفتا‪� ‬صغط يف الدائرة‬
‫مُتث��ل اإلأط��راف القطري��ة يف ه��ذا املفت��ا‪ ‬النهاي��ات املقابل��ة للمفت��ا‪ .‬ي�ص��‪ ‬ه��ذا اإىل اأن التي��ار �ص��يتدفق م��ن ‪ e5‬اإىل ‪� .f3‬ص� ُي�ص ّمن مفت��ا‪ ‬ال�صغ��ط داخ��ل‬
‫الدائ��رة املغلق��ة‪ ،‬بو�ص��ع مفت��ا‪ ‬ال�صغ��ط يف ‪ ،f3‬و�صي�ص��كل اأح��د اأط��راف التو�صي��ل ج��ز ًءا م��ن الدائ��رة املغلقة‪� .‬ص��ع يف اعتبارك اأن كل ُمك��ون يف العمود املرقم‬
‫يرتب��ط م��ع املُكون��ات اإلأخ��ر‪ ‬يف نف���ض العم��ود‪ .‬وه��ذا يعن��ي اأن مفت��ا‪ ‬ال�صغ��ط يت�ص��ل باأح��د اأط��راف الدايود امل�ص��ع لل�صوء‪ ،‬واأن �ص��لك التو�صي��ل املمتد من ‪j3‬‬
‫يت�ص��ل باجله��ة ال�ص��البة‪ .‬ي‪ ��‬علي��ك نق��ل �ص��لك التو�صي��ل م��ن الطرف املوج��‪ ‬اإىل اجلان‪ ‬اإلآخر من مفتا‪ ‬ال�صغ��ط إلإ‪‬ال‪ ‬الدائرة‪.‬‬
‫‪135‬‬
‫حلذ‪ ‬األأ�ضالك با�ضتخدام لوحة املفاتيح‪:‬‬
‫ا�صغط على �ضلك التو�ضيل املوجب لتحديده‪.‬‬
‫‪ Backspace‬من لوحة املفاتيح ل ُيحذف ال�صلك‪.‬‬
‫ا�صغط على زر ‪ Delete‬اأو‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫�صكل ‪ :4.19‬حذف اإلأ�صالك با�صتخدام لوحة املفاتيح‬
‫‪136‬‬
‫ي‪ ��‬تو�صي��ل الط��رف املوج��‪ ‬يف اجلان��‪ ‬اإلآخ��ر م��ن املفت��ا‪ .‬كال جانب��ي لوح��ة تو�صي��ل الدوائ��ر له��ا اأط��راف موجب��ة و�ص��البة‪� .‬ص��تو�صل الط��رف املوج��‪‬‬
‫للبطاري��ة باجلان��‪ ‬اإلآخ��ر م��ن لوح��ة تو�صي��ل الدوائر‪.‬‬
‫لنزع األأ�ضالك وحتريكها‪:‬‬
‫ا�صغ��ط عل��ى ال�ض��لك املوج��ب‬
‫‪1‬‬
‫لتحدي��ده‪.‬‬
‫ح��رك موؤ�ص��ر الف��ارة اإىل نهاي��ة‬
‫ال�صلك املت�صل بلوحة تو�صيل الدوائر‬
‫وعن��د ظه��ور نقط��ة بي�ض��اء‪ ،‬ا�صغ��ط‬
‫عليه��ا لف�ضله��ا‪2 .‬‬
‫ا�صغ��ط وا�ص��ح‪ ‬لو�ص��ع نهاي��ة‬
‫ال�ص��لك عل��ى اجلان��‪ ‬اإلآخ��ر م��ن‬
‫اللوح��ة وتو�صيل��ه بال�ص��لك املوج��‪3 .‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪137‬‬
‫‪3‬‬
‫يتع��ني علي��ك كذل��ك تو�صي��ل القط��‪ ‬املوج��‪ ‬للداي��ود امل�ص��ع لل�ص��وء بالط��رف املوج��‪ ‬مل�ص��در التي��ار الكهربائ��ي لت�ص��غيل‬
‫الداي��ود امل�ص��ع لل�صوء‪.‬‬
‫�صكل ‪ :4.20‬نز‪ ‬اإلأ�صالك وحتريكها‬
‫‪138‬‬
‫اكت�ساف األأخطا‪ ‬وت�سحيحها‬
‫‪Troubleshooting‬‬
‫حم��اكاة الدائ��رة ه��ي عملي��ة حتاك��ي فيه��ا عم��ل دائ��رة اإلكرتوني��ة واح��دة اأو ن‪��‬ام كام��ل يتك��ون من عدة دوائر وذلك با�ص��تخدام تطبي��ق اأو برنام‪‬‬
‫حا�صوبي‪ .‬ميكن اختبار الت�صاميم اجلديدة وتقييمها وت�صخي�صها دون احلاجة إلإن�صاء الدائرة على اأر�ض الواقع‪ .‬ميكنك ا ً‬
‫أي�صا من خالل املحاكاة‬
‫اكت�صاف اإلأخطاء وت�صحيحها وجمع البيانات وذلك قبل تطبيق الت�صميم با�صتخدام ُمكونات اإلكرتونية حقيقية‪ .‬ت�صمح هذه العملية للمهند�ض‬
‫بتحدي��د م��د‪� ‬صح��ة وكف��اءة الت�صمي��م ب�ص��كل م�ص��بق‪ ،‬وكذل��ك ميك��ن للمهند���ض من خ��الل هذه العملية ‪‬رب��ة ت�صاميم بديلة دون تكلفة وب�ص��كل‬
‫اأ�صر‪ .‬تتوفر يف برام‪ ‬املحاكاة كمية إل ح�صر لها من املُكونات املتاحة ملحاكاة اإن�صاء واختبار الت�صاميم البديلة‪.‬‬
‫كم��ا ه��و احل��ال يف كث��‪ ‬م��ن الدوائ��ر اإلإلكرتوني��ة‪ُ ،‬تع� ّد دوائ��ر الداي��ودات امل�ص��عة لل�ص��وء ذات طبيع��ة ح�صا�ص��ة ج��دً ا للتي��ار‪ .‬يتعر���ض الدايود امل�ص��ع‬
‫لل�صوء للتل‪ ‬اإذا كانت �صدة التيار اأك‪ ‬من الت�صني‪ ‬املحدد لتحمله مثل ‪ 20‬ميلي اأمب‪ .‬ي‪ ‬ا�صتخدام املقاومة املنا�صبة حلماية الدايودات‬
‫امل�صعة لل�صوء اأو الدائرة باأكملها من التل‪ .‬يعر�ض لك دوائر تينكركاد تدفق التيار ع‪ ‬عنا�صر الدائرة عند ت�صغيل املحاكاة‪ ،‬ويتم التنبيه من‬
‫خالل اإظهار ‪‬مة حمراء اللون اأعلى املُكون الذي فيه امل�صكلة‪.‬‬
‫مرر الفارة على الن‪‬مة احلمراء للح�صول على �صر‪ ‬للم�صكلة‪.‬‬
‫مي��ر تي��ار يف الداي��ود امل�ض��ع لل�ض��وء ‪‬ض��دته ‪915‬‬
‫ميل��ي اأمب��ري بينم��ا احل��د األأق�ض��‪ ‬امل�ض��موح ب��ه ‪20‬‬
‫مل��ي اأمب��ري‪.‬‬
‫�صكل ‪ :4.21‬حماكاة مع وجود م�صكلة يف‬
‫التيار يف الدائرة‬
‫‪139‬‬
‫بالع��ودة اإىل الدائ��رة اإلإلكرتوني��ة الت��ي اأن�ص�اأتها �ص��اب ًقا والت��ي حتت��وي عل��ى بطاري��ة وداي��ود م�ص��ع لل�ص��وء ومفت��ا‪ ‬ال�صغط‪ ،‬نري��د اختبار م��ا اإذا كانت الدائرة‬
‫تعمل ب�ص��كل �صحيح‪ .‬عند تنفيذ حماكاة الدائرة وال�صغط على مفتا‪ ‬ال�صغط‪� ،‬ص��تالح‪ ‬اأن الدايود امل�ص��ع لل�صوء إل ي�صيء‪.‬‬
‫�صكل ‪ :4.22‬دائرة بها ُمكون مت�صل ب�صورة ‪� ‬صحيحة‬
‫إل تعم��ل ه��ذه الدائ��رة ب�ص��كل �صحي��ح‪ ،‬ولذل��ك يتع��ني علي��ك تو�صي��ل ‪‬م�صع��د الداي��ود امل�ص��ع لل�ص��وء بالط��رف املوج��‪ ‬ل�ص��ريان التي��ار الكهربائ��ي‪ .‬من‬
‫امله��م اإلنتب��اه اإىل اأن��ه إل ميكن��ك نق��ل املُكون��ات اأ‪‬ن��اء ت�ص��غيل حم��اكاة الدائ��رة‪.‬‬
‫‪140‬‬
‫لتعديل الدائرة واختبار ت�ضغيلها‪:‬‬
‫ا�صغ��ط عل��ى ‪Stop Simulation‬‬
‫(اإيق��اف املح��اكاة)‪1 .‬‬
‫انق��ل الداي��ود امل�ض��ع لل�ض��وء اإىل‬
‫ال�ض��ف الث��ا‪2 .‬‬
‫ا�صغ��ط م��رة واح��دة عل��ى �ض��لك‬
‫التو�ضي��ل وح��رك اأح��د طرفي��ه بحي��‪‬‬
‫يت�صل باملهبط اخلا�ض بالدايود امل�ضع‬
‫لل�ض��وء‪3 .‬‬
‫ا�صغ��ط عل��ى ‪Start Simulation‬‬
‫(ب��دء املح��اكاة)‪4 .‬‬
‫ا�صغط على مفتاح ال�ضغط‪5 .‬‬
‫تاأك��د م��ن بق��اء الداي��ود امل�ض��ع لل�ض��وء‬
‫م�ض��ا ًء اأ‪‬ن��اء ال�صغ��ط عل��ى مفت��ا‪‬‬
‫ال�صغط‪6 .‬‬
‫ح��رر مفت��اح ال�ضغ��ط و�ض��ينطف‪‬‬
‫الداي��ود امل�ص��ع لل�ص��وء‪7 .‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪4‬‬
‫‪3‬‬
‫‪141‬‬
‫‪6‬‬
‫‪5‬‬
‫‪7‬‬
‫�صكل ‪ :4.23‬تعديل واختبار عمل الدائرة‬
‫‪142‬‬
‫الدوائر ذات املقاومات‬
‫‪Circuits with Resistors‬‬
‫يف هذا اجلزء من الدر�ض‪� ،‬صتن�ص‪ ‬دائرتني متطابقتني يف نف�ض م�صاحة العمل يف تطبيق دوائر تينكركاد‪.‬‬
‫�ص��تكون الدائرة اإلأوىل دون لوحة تو�صيل الدوائر‪ ،‬واإلأخر‪ ‬با�ص��تخدام لوحة تو�صيل الدوائر‪� .‬صتُ�ص��تخدم هذه الدوائر إلح ًقا يف الدر���ض لتعزيز‬
‫مفاهي��م التي��ار واملقاوم��ة وف��ر‪ ‬اجله��د ب�ص��كل اأف�ص��ل لدي��ك‪ .‬يف كلت��ا احلالت��ني‪� ،‬صتن�ص��‪ ‬دائرة لدايود م�ص��ع لل�صوء ب�ص��يطة ببطارية ودايود م�ص��ع‬
‫لل�صوء ومقاومة‪� .‬صت�صمم ا ًأوإل دائرة الدايود امل�صع لل�صوء دون ا�صتخدام لوحة تو�صيل الدوائر‪ .‬قم باإلنتقال اإىل لوحة حتكم تينكركاد بال�صغط‬
‫على �صعار تينكركاد واإن�صاء دائرة جديدة‪.‬‬
‫ألإن�ضاء دائرة جديدة‪:‬‬
‫من لوحة ‪( Components‬املُكونات)‪ ،‬ا�صغط على ‪( Resistor‬املقاومة)‪،‬‬
‫يف م�صاحة العمل‪2 .‬‬
‫من لوحة معاينة املقاومة‪ ،‬ا�صبط ‪( Resistance‬املقاومة) على ‪3 .47Ω‬‬
‫ا�صغط على ‪( LED‬الدايود امل�صع لل�صوء)‪ 4 ،‬و�صعه على م�صاحة العمل‪5 .‬‬
‫ا�صغط على ‪( 1.5V Battery‬بطارية ‪ 1.5‬فولت)‪ 6 ،‬و�صعها يف م�صاحة العمل‪7 .‬‬
‫م��ن لوح��ة املعاين��ة اخلا�ص��ة ب � ‪( 1.5V Battery‬بطاري��ة ‪ 1.5‬فول��ت)‪،‬‬
‫ا�صب��ط ‪( Count‬الع��د) عل��ى ‪( 2 batteries‬بطاريت��ني) لتزوي��د الدائ��رة‬
‫ب‪‬هد ‪ 3‬فولت‪8 .‬‬
‫و�صل الدائرة‪ 9 ،‬وابداأ املحاكاة‪.‬‬
‫‪‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫و�صعها‬
‫‪‬ت‪‬و‪ ‬الدائ‪‬رة ‪‬ل‪ ‬طاري‪‬ة ‪ 3‬فول‪‬ت‬
‫وداي‪‬ود م�س‪ ‬لل‪‬س‪‬و‪ ‬ر‪ ‬ه‪‬د ‪‬انحي‪‬ا‪‬‬
‫اأمام‪ ‬تبل‪ ‬يمت‪ 2.06 ‬فول‪‬ت تقري ‪‬ب‪‬ا‪.‬‬
‫التي‪‬ار األأمام‪ ‬امل‪‬ا‪ ‬للداي‪‬ود امل�س‪‬‬
‫لل‪‬س‪‬و‪ ‬و ‪ 20‬ميل‪ ‬اأمب‪� .‬س‪‬ا‪ ‬يم‪‬ة‬
‫املقاوم‪‬ة ‪‬و‪‬دة األأو‪ ‬ن�س‪‬ت‪‬د‪ ‬ال�سي‪‬ة‪‬‬
‫‪R  Vsource - Vdrop) � Iforward‬‬
‫‪‬ا يعن‪ ‬اأ‪ ‬املقاوم‪‬ة ي‪ ‬اأ‪ ‬تك‪‬و‪‬‬
‫‪.47Ω‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪143‬‬
5
7
4
6
144
‫‪8‬‬
‫‪9‬‬
‫�صكل ‪ :4.24‬اإن�صاء دائرة جديدة‬
‫‪145‬‬
‫وملتابع��ة العم��ل‪� ،‬ص��ت�صمم دائ��رة الداي��ود امل�ص��ع لل�ص��وء عل��ى لوح��ة تو�صي��ل الدوائ��ر‪ .‬انتق��ل اإىل لوح��ة حتك��م تينك��ركاد بال�صغط على �ص��عار تينكركاد واأن�ص��‪‬‬
‫دائرة جديدة‪.‬‬
‫ألإن�ضاء دائرة جديدة‪:‬‬
‫م��ن لوح��ة ‪( Components‬املُكون��ات)‪ ،‬ا�صغ��ط عل��ى ‪( Breadboard Small‬لوح��ة تو�صي��ل الدوائ��ر ال�صغ��‪‬ة)‪،‬‬
‫و�صعها يف م�صاحة العمل وقم بتدويرها‪2 .‬‬
‫ا�صغط على ‪( Resistor‬املقاومة)‪ 3 ،‬و�صعها يف م�صاحة العمل وقم بتدويرها‪4 .‬‬
‫من لوحة املعاينة‪ ،‬ا�صبط ‪( Resistance‬املقاومة) على ‪5 .47Ω‬‬
‫ا�صغط على ‪( LED‬الدايود امل�صع لل�صوء)‪ 6 ،‬و�صعه على لوحة تو�صيل الدوائر وقم بتدويره‪7 .‬‬
‫ا�صغ��ط عل��ى ‪( 1.5V Battery‬بطاري��ة ‪ 1.5‬فول��ت)‪ 8 ،‬و�صعه��ا يف م�ص��احة العم��ل‪ ،‬وق��م بتدويره��ا‪ ،‬وم��ن لوح��ة‬
‫املعاين��ة اخلا�ص��ة ب � ‪( 1.5V Battery‬بطاري��ة ‪ 1.5‬فول��ت)‪ ،‬ا�صب��ط ‪( Count‬الع��د) عل��ى ‪( 2batteries‬بطاريت��ني)‬
‫لتزويد الدائرة بفر‪ ‬جهد ‪ 3‬فولت‪9 .‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫م‪ ‬ال�سا‪‬سة اإ‪ ‬امل‪‬ت‪‬‬
‫‪‬ع‪‬د اإ‪‬را‪ ‬حم‪‬اكاة للدائ‪‬رة و اختب‪‬ار اأ‪ ‬مي‪ ‬املكون‪‬ات تعم‪ ‬كم‪‬ا ‪‬و متو‪ .‬كن‪‬ك تن‪‬يذ الدائرة‬
‫‪‬كونات ‪‬قيقية‪.‬‬
‫ُ‬
‫‪‬ك‪ ‬تن‪‬يذ دائرة ‪‬ملية ‪‬ل‪ ‬لو‪‬ة تو�سي‪ ‬الدوائر ألإن�سا‪ ‬وذ‪ ‬اأو‪ ‬للعر�‪.‬‬
‫اأ‪‬م مي‪‬ة ألإن�س‪‬ا‪ ‬الدائ‪‬رة ‪‬ل‪ ‬لو‪‬ة تو�سي‪ ‬الدوائ‪‬ر ‪ ‬اإمكاني‪‬ة اإ‪‬را‪ ‬التعدي‪‬الت ‪�‬س‪‬هولة ‪‬ل‪‬‬
‫الدائرة دو‪ ‬ا‪‬ا‪‬ة أل�ست‪‬دا‪ ‬اللحا‪ ‬ور‪‬م ذلك فاإ‪ ‬التو�سيالت ‪‬ل‪ ‬لو‪‬ة تو�سي‪ ‬الدوائر ‪‬كنها‬
‫األإف‪‬الت ‪�‬س‪‬هولة‪ ‬كم‪‬ا وي�سع‪ ‬الع‪‬ور ‪‬ل‪ ‬التو�سيالت ‪ ‬ال‪‬ا‪‬تة ‪‬ندما تكو‪ ‬الدائرة معقدة‪.‬‬
‫‪146‬‬
3
5
4
6
7
147
8
9
148
‫تابع العمل بتو�صيل ُمكونات الدائرة ‪‬م ابداأ املحاكاة‪.‬‬
‫�صكل ‪ :4.25‬اإن�صاء دائرة جديدة‬
‫‪149‬‬
‫ا�ست‪‬دا‪ ‬ها‪ ‬امللتميرت ‪Using a Multimeter‬‬
‫اإلآن وبع��د اأن اأ�صب��ح لدي��ك دائ��رة تعم��ل ب�ص��ورة �صحيح��ة‪ ،‬ميكن��ك اإج��راء بع���ض القيا�ص��ات با�ص��تخدام جه��از امللتمي��رت اإلفرتا�ص��ي داخ��ل دوائ��ر‬
‫تينكركاد‪ .‬إلح‪ ‬اأن جهاز امللتميرت يت�صمن ‪‬ال‪‬ة اأو�صا‪ ،‬حي‪ ‬يعمل ب�صكل افرتا�صي ك‪‬هاز فولتميرت ُي�صتخدم لقيا�ض فر‪ ‬اجلهد ع‪ ‬املُكونات‬
‫املختلفة يف الدائرة‪ .‬ميكن تغي‪ ‬و�صع جهاز امللتميرت ب�صهولة وذلك بال�صغط عليه لفتح لوحة املعاينة واختيار و�صع ‪‬تل‪ .‬ميكن تغي‪ ‬الو�صع‬
‫احلايل لل‪‬هاز ليعمل كمقيا�ض للتيار (اأميرت)‪ ،‬مما ي�صمح لنا بقراءة التيار املار ع‪ ‬نقا‪ ‬معينة يف الدائرة‪ .‬ولقيا�ض قيمة املقاومة‪ ،‬ف ُي�صتخدم‬
‫كاأومي��رت‪ ،‬مم��ا ي�ص��مح بق��راءة قي��م املقاوم��ة ب��ني نق��ا‪ ‬معين��ة يف الدائ��رة‪.‬‬
‫لقراءة فرق ا‪‬هد‪::‬‬
‫م��ن لوح��ة ‪( Components‬املُكون��ات)‪ ،‬ا�صغ��ط عل��ى‬
‫(بطاري��ة ‪ 1.5‬فول��ت)‪ 1 ،‬و�صعه��ا يف م�ص��احة العم��ل‪.‬‬
‫م��ن لوح��ة معاين��ة بطاري��ة ‪ 1.5‬فول��ت‪ ،‬ا�صب��ط ‪( Count‬الع��د) عل��ى‬
‫‪( 2batteries‬بطاريتني) لتزويد الدائرة ‪�‬صدر ‪ 3‬فولت‪3 .‬‬
‫م��ن لوح��ة ‪( Components‬املُكون��ات)‪� 4 ،‬ص��ع جه��از ‪Multimeter‬‬
‫(ملتمي��رت) يف م�ص��احة العم��ل‪5 .‬‬
‫و�صل الدائرة الكهربائية‪6 .‬‬
‫‪‬‬
‫ا�صغط على ‪( Start Simulation‬بدء املحاكاة)‪7 .‬‬
‫‪1.5V Battery‬‬
‫‪2‬‬
‫ا�س‪‬ت‪‬د‪ ‬اأداة املال‪‬ات (‪ )Notes‬م‪‬‬
‫‪‬س‪‬ري‪ ‬األأدوات الرئي�‪ ‬ألإ�سافة تعليقات‬
‫تو�سيحي‪‬ة اإ‪ ‬الت�سمي‪‬م‪� .‬س‪‬ت‪‬هر ن‪�‬‬
‫األأيقون‪‬ة يف الت�سمي‪‬م و‪‬كن‪‬ك �س‪‬حبها‬
‫واإفالته‪‬ا يف اأ‪ُ ‬مك‪‬و‪ ‬تري‪‬د اإ�ساف‪‬ة‬
‫تعلي‪‬ق ‪‬لي‪ .‬ن‪‬د ال‪‬س‪ ‬ل‪ ‬العن�س‪‬ر‬
‫يف الت�سمي‪‬م‪� ‬س‪‬ي‪‬هر التعلي‪‬ق التو�سيح‪‬‬
‫ويطل‪ ‬من‪‬ك كتا‪‬ة مال‪‬ت‪‬ك‪.‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪150‬‬
3
5
4
151
‫‪7‬‬
‫‪6‬‬
‫�صكل ‪ :4.26‬قراءة فر‪ ‬اجلهد‬
‫‪152‬‬
‫�صتقراأ قيمة فر‪ ‬اجلهد ع‪ ‬نقا‪ ‬تلفة يف الدائرة‪ .‬لتبداأ بقيا�ض فر‪ ‬اجلهد بني طريف املقاومة‪.‬‬
‫لقيا�س فرق ا‪‬هد عر اأطرا‪ ‬املقاومة‪:‬‬
‫م��ن لوح��ة ‪( Components‬املُكون��ات)‪ ،‬ا�صغ��ط عل��ى ‪( 1.5V Battery‬بطاري��ة ‪ 1.5‬فول��ت)‪ ،‬و�صعه��ا يف م�ص��احة‬
‫العم��ل‪1 .‬‬
‫م��ن لوح��ة معاين��ة بطاري��ة ‪ 1.5‬فولت‪،‬ا�صب��ط ‪( Count‬الع��د) عل��ى ‪( 2 batteries‬بطاريت��ني) لتزوي��د الدائ��رة ‪�‬ص��در‬
‫‪ 3‬فولت‪2 .‬‬
‫من لوحة ‪( Components‬املُكونات)‪� ،‬صع ‪( Multimeter‬ملتميرت) يف م�صاحة العمل‪ 3 ،‬وقم بتدويره‪4 .‬‬
‫من لوحة ‪( Components‬املُكونات)‪� ،‬صع ‪( Resistor‬مقاومة) يف م�صاحة العمل‪5 .‬‬
‫من لوحة معاينة املقاومة‪ ،‬ا�صبط قيمتها على ‪6 .47Ω‬‬
‫من لوحة ‪( Components‬املُكونات)‪� ،‬صع ‪( LED‬الدايود امل�صع لل�صوء) يف م�صاحة العمل‪7 .‬‬
‫و�صل الدائرة الكهربائية‪8 .‬‬
‫‪‬‬
‫ا�صغط على ‪( Start Simulation‬بدء املحاكاة)‪9 .‬‬
‫‪1‬‬
‫‪153‬‬
2
4
3
154
6
5
7
155
‫‪9‬‬
‫‪8‬‬
‫�صكل ‪ :4.27‬قيا�ض فر‪ ‬اجلهد ع‪ ‬اأطراف املقاومة‬
‫‪156‬‬
‫لقيا�س فرق ا‪‬هد عند م�ضعد ومهبط الدايود امل�ضع لل�ضوء‪:‬‬
‫حدد األأ�ضالك اخلا�صة بامللتميرت با�صتخدام مفتا‪ Shi� ‬وال�صغط عليها‪ 1 ،‬م ا�صغط على اأمر ‪( Delete‬حذف)‪.‬‬
‫ا�صغط على ‪( Multimeter‬ملتميرت) لتحديده‪ 3 ،‬م ا�صغط على اأداة ‪( Rotate‬التدوير) �صت مرات‪4 .‬‬
‫انقل ‪( Multimeter‬ملتميرت) با�صتخدام طريقة ال�صح‪ ‬واإلإفالت‪5 .‬‬
‫و�صل ‪( Multimeter‬ملتميرت) بالقط‪ ‬املوج‪ ‬وال�صال‪ ‬للدايود امل�صع لل�صوء‪6 .‬‬
‫ّ‬
‫ا�صغط على ‪( Start Simulation‬بدء املحاكاة)‪7 .‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪157‬‬
4
3
5
158
‫‪7‬‬
‫‪6‬‬
‫�صكل ‪ :4.28‬قيا�ض فر‪ ‬اجلهد ع‪ ‬م�صعد ومهبط الدايود امل�صع لل�صوء‬
‫‪159‬‬
‫لقيا�س فرق ا‪‬هد عر اأطرا‪ ‬البطارية‪:‬‬
‫حدد األأ�ض��الك اخلا�صة بامللتميرت با�ص��تخدام مفتا‪‬‬
‫اأم��ر ‪( Delete‬ح��ذف)‪2 .‬‬
‫ا�صغ��ط عل��ى ‪( Multimeter‬ملتمي��رت) لتحدي��ده‪�� 3 ،‬م ا�صغ��ط عل��ى اأداة ‪( Rotate‬التدوي��ر)‬
‫‪‬ال‪ ‬مرات‪4 .‬‬
‫حرك ‪( Multimeter‬ملتميرت) با�صتخدام طريقة ال�صح‪ ‬واإلإفالت‪5 .‬‬
‫و�صل ‪( Multimeter‬ملتميرت) باأطراف البطارية‪6 .‬‬
‫ّ‬
‫ا�صغط على ‪( Start Simulation‬بدء املحاكاة)‪7 .‬‬
‫�‪Shi‬‬
‫وال�صغط عليها‪،‬‬
‫‪1‬‬
‫‪‬م ا�صغط على‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪160‬‬
4
3
5
161
‫‪7‬‬
‫‪6‬‬
‫�صكل ‪ :4.29‬قيا�ض فر‪ ‬اجلهد ع‪ ‬اأطراف البطارية‬
‫‪162‬‬
‫يف اخلت��ام‪� ،‬صت�ص��تخدم امللتمي��رت لقيا���ض التي��ار الكل��ي داخ��ل الدائ��رة‪ .‬إلح��‪ ‬اأن الفولتمي��رت واإلأومي��رت ي‪ ‬اأن يو�صال بالتوازي مع املُكون الذي يتم قيا�ص��ه‪،‬‬
‫بينما ي‪ ‬تو�صيل اأجهزة امللتميرت على التوايل‪.‬‬
‫لقيا�س التيار‪:‬‬
‫ح��دد األأ�ض��الك اخلا�ص��ة بامللتمي��رت واإلأ�ص��الك م��ن مهب��ط الداي��ود امل�ص��ع لل�ص��وء اإىل القط��‪ ‬ال�ص��ال‪ ‬للبطاري��ة با�ص��تخدام‬
‫مفت��ا‪ Shi� ‬وال�صغ��ط عليه��ا‪�� 1 ،‬م ا�صغ��ط عل��ى اأم��ر ‪( Delete‬ح��ذف)‪2 .‬‬
‫‪( Mode ‬الو�صع) اإىل ‪( Amperage‬اأمب‪4 .)‬‬
‫ا�صغط على ‪( Multimeter‬ملتميرت)‪ 3 ،‬ومن لوحة املعاينة‪ ،‬‬
‫و�صل امللتميرت لقيا�ض التيار الكلي‪5 .‬‬
‫ّ‬
‫ا�صغط على ‪( Start Simulation‬بدء املحاكاة)‪6 .‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪163‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪6‬‬
‫‪5‬‬
‫�صكل ‪ :4.30‬قيا�ض التيار‬
‫‪164‬‬
‫مترينات‬
‫‪1‬‬
‫حدد اجلملة ال�صحيحة واجلملة اخلاطئة فيما يلي‪:‬‬
‫�ضحيحة‬
‫خاطئة‬
‫‪ .1‬تُ�ص��تخدم مفاتي��ح ال�صغ��ط ع��اد ًة يف اإلآإلت احلا�ص��بة واإلأجه��زة املنزلي��ة يف املطب��خ واإلأقف��ال‬
‫املغناطي�ص��ية‪ ،‬وم��ا اإىل ذل��ك‪.‬‬
‫‪ُ .2‬مُتكننا حماكاة الدائرة من اختبار وظائفها دون اإن�صائها فعل ًيا‪.‬‬
‫‪ .3‬ميكنك تعديل الدائرة يف دوائر تينكركاد دون احلاجة اإىل اإيقاف املحاكاة‪.‬‬
‫‪ .4‬بع��د اإلنته��اء م��ن حم��اكاة الدا ئ��رة‪ ،‬ميكن��ك اإن�ص��اوؤها عل��ى لو ح��ة دوا ئ��ر مطبو ع��ة‪.‬‬
‫‪ .5‬تُ�ص��تخدم املقاومات يف اأجهزة التدفئة واأجهزة حتمي�ض اخلبز‪ ،‬و�ص��خان املاء واملواقد الكهربائية‪،‬‬
‫والعديد من اإلأجهزة احلرارية‪.‬‬
‫‪ .6‬إل ميكن ا�صتخدام جهاز امللتميرت لقيا�ض كميات كهربائية مثل الرتدد وال�صحنة وما اإىل ذلك‪.‬‬
‫و�صل الفولتميرت واإلأوميرت على التوايل مع املُكون الذي يتم قيا�صه‪.‬‬
‫‪ُ .7‬ي ّ‬
‫‪ُ .8‬ي�صبه التعليق التو�صيحي يف الدائرة امل�صممة املالحظات الال�ضقة (‪.)Sticky Notes‬‬
‫‪ .9‬يتيح جهاز امللتميرت يف دوائر تينكركاد قيا�ض التيار بالفولت‪.‬‬
‫‪ .10‬تكم��ن الفائ��دة الرئي�ص��ية يف ا�ص��تخدام لوح��ة تو�صي��ل الدوائ��ر احلقيقي��ة يف اإمكاني��ة نق��ل املُكون��ات‬
‫ب�ص��هولة م��ن مو�ص��ع اإىل اآخ��ر يف اللوحة عند احلاجة‪.‬‬
‫‪165‬‬
‫‪ 2‬حتتوي دوائر تينكركاد عل‪ ‬خيارات خمتلفة لالأ�ض��الك التي ميكنك ا�ض��تخدامها لتو�ضيل ُمكونات الدائرة‪.‬‬
‫اأح��د ه��ذه األأن��واع ه��و ال�ض��لك اأدن��اه‪ ،‬وه��و األأك��‪ ‬ض��يو ًعا يف النم��اذج األأولي��ة‪.‬‬
‫م��ا ا�ض��م ه��ذا الن��وع م��ن األأ�ض��الك؟ وه��ل ميكن��ك حتدي��د املُكون��ات الت��ي ميك��ن تو�ضيله��ا به��ذا الن��وع من األأ�ض��الك؟‬
‫ما فوائد ا�ضتخدامه؟‬
‫______________________________________________________________________________________‬
‫______________________________________________________________________________________‬
‫______________________________________________________________________________________‬
‫______________________________________________________________________________________‬
‫______________________________________________________________________________________‬
‫______________________________________________________________________________________‬
‫‪166‬‬
‫ّ‬
‫‪3‬‬
‫‪‬ضخ�س امل�ضكلة يف هذه الدائرة واأ�ضلحها‪ ،‬مع ترير التغيري الذي اأجريته عل‪ ‬الدائرة‪.‬‬
‫________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________‬
‫‪ 4‬ا‪‬ضرح معن‪ ‬العالمات ا‪�‬ضراء عل‪ ‬لوحة تو�ضيل الدوائر اأدناه‪.‬‬
‫__________________________________________________________‬
‫__________________________________________________________‬
‫__________________________________________________________‬
‫__________________________________________________________‬
‫__________________________________________________________‬
‫__________________________________________________________‬
‫__________________________________________________________‬
‫‪167‬‬
‫‪� 5‬ضم��م الدائ��رة بال�ض �وؤال الثال��ث يف دوائ��ر تينك��ركاد با�ض��تخدام اأن��واع خمتلف��ة م��ن البطاري��ات‪ .‬توف��ر دوائ��ر‬
‫تينك��ركاد ثالث��ة اأن��واع م��ن البطاري��ات‪ 9 :‬فول��ت و‪ 3‬فول��ت و‪ 1.5‬فول��ت‪ .‬ق��م بتو�ضي��ل الدائ��رة كم��ا ه��و مو�ض��ح‬
‫واكت��ب مالحظات��ك بع��د حماكاته��ا‪.‬‬
‫_________________________________________________________________________________________‬
‫_________________________________________________________________________________________‬
‫_________________________________________________________________________________________‬
‫_________________________________________________________________________________________‬
‫_________________________________________________________________________________________‬
‫_________________________________________________________________________________________‬
‫‪168‬‬
‫‪� 6‬ضم��م دائ��رة باأرب��ع بطاري��ات ‪ 1.5‬فول��ت (‪ ،)AA 1.5V‬وداي��ود م�ض��ع لل�ض��وء‪ ،‬ومقاوم��ة ‪ 500‬اأوم‪ .‬ق��م بت�ض��غيل‬
‫املحاكاة وراقب كمية ال�ضوء املنبعثة‪ .‬هل ميكنك التنبوؤ مبا �ضيحدث اإذا قللت تدريج ًّيا من عدد البطاريات؟‬
‫قم بت�ضغيل املحاكاة بعدد اأقل من البطاريات وف�ضر ما يحدث وملاذا‪.‬‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫________________________________________________________________________________________‬
‫و�ضح��ح‬
‫‪ 7‬ق��م بت�ضمي��م الدوائ��ر األآتي��ة وحماكاته��ا با�ض��تخدام دوائ��ر تينك��ركاد‪ ،‬ث��م اخت��ر الدوائ��ر األإلكرتوني��ة ِّ‬
‫اأي م�ض��اكل ق��د تالحظه��ا‪ .‬ق��م بتغي��ري اجت��اه البطاري��ه م��اذا تالح��ظ ؟‬
‫‪169‬‬
‫امل�سرو‪‬‬
‫�ض��و‪ ‬تتعلم يف هذا امل�ص��رو‪ ‬كي‪ ‬تعمل الدائرة يف ظل ظروف جديدة‬
‫كتغي‪ ‬نو‪ ‬البطارية اأو قيمة املقاومة‪.‬‬
‫‪1‬‬
‫لقد تعلمت اأن النوعني اإلأ�صا�صيني من الدوائر هما الدوائر املو�صلة على التوايل والدوائر املو�صلة على التوازي‪.‬‬
‫لتنفيذ الدائرة املو�صلة على التوازي اإلآتية‪:‬‬
‫�ضتحتاج اإىل‪:‬‬
‫< جهاز ملتميرت لقيا�ض التيار‪.‬‬
‫< ‪ 4‬مقاومات ‪.120Ω‬‬
‫< ‪ 4‬دايودات م�صعة لل�صوء حمراء اللون‪.‬‬
‫< بطارية دائرية واحدة ‪ 3‬فولت‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫ل ّون اإلأ�صالك ب�صكل منا�ص‪ ‬للتمييز بني اإلأقطا‪ ‬املوجبة وال�صالبة‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫اأن�ض‪ ‬الدائرة باإ�صافة ‪‬موعة ُمكونة من مقاومة ودايود م�صع لل�صوء كل مرة‪ .‬وابداأ بهذه الدائرة‪.‬‬
‫‪4‬‬
‫<‬
‫‪‬ض ّغل املحاكاة و ‪‬ق�ض التيار با�صتخدام امللتميرت‪ .‬اكت‪ ‬قيمة التيار‪.‬‬
‫<‬
‫اأ�ض��ف ‪‬موع��ة اأخ��ر‪ ‬م��ن مقاوم��ة وداي��ود م�ص��ع لل�ص��وء وإلح��‪ ‬قيم��ة التيار‬
‫اجلديد‪ .‬كرر اإلأمر لبقية املقاومات والدايودات امل�ص��عة لل�صوء‪.‬‬
‫<‬
‫ألحظ التغ‪‬ات يف قيا�صاتك‪ .‬ا�صر‪ ‬ما يحد‪.‬‬
‫<‬
‫و‪ ‬ن��و‪ ‬البطارية اأو قيمة كل‬
‫اأ�ض��ف املقاوم��ات والداي��ودات امل�ص��عة لل�ص��وء‪ّ ،‬‬
‫مقاومة‪ .‬ما تاأ‪ ‬هذه التغي‪‬ات على الدائرة؟‬
‫ق��م بزي��ارة معم��ل الفيزي��اء بالتن�ص��يق م��ع املعل��م وح��اول اأن ت�ص��تخدم ق��راءة‬
‫جه��از الفولتمي��رت م��ع البطاريات‪.‬‬
‫<‬
‫‪170‬‬
‫ماذا تع ّلمت‬
‫ت�سميم الدوائر األإلكرتونية يف تطبيق دوائر اأوتودي�سك تينكركاد‪.‬‬
‫اإ�سافة املُكونات األإلكرتونية وتعديلها وتو�سيلها‪.‬‬
‫حماكاة الدوائر األإلكرتونية واأخذ القيا�سات‪.‬‬
‫اختبار الدوائر األإلكرتونية واكت�ساف اأخطائها‪.‬‬
‫الم�سطلحات الرئي�سة‬
‫اأوميتر‬
‫‪Ohmmeter‬‬
‫اأميتر‬
‫‪Ammeter‬‬
‫‪Power Source‬‬
‫لوحة تو�ضيل الدوائر‬
‫‪Breadboard‬‬
‫نموذج اأولي‬
‫‪Prototyping‬‬
‫طريقة عر�س الدائرة‬
‫‪Circuit View‬‬
‫مفتاح �ضغط‬
‫‪Pushbutton‬‬
‫دوائر‬
‫م�ضدر طاقة‬
‫مقاومة‬
‫طريقة عر�س المخطط‬
‫فولتمير‬
‫م�ضاحة العمل‬
‫‪Resistor‬‬
‫‪Schematic View‬‬
‫‪Voltmeter‬‬
‫‪Workplane‬‬
‫قائمة ال ُمكونات‬
‫التيار‬
‫الدايود الم�ضع لل�ضوء‬
‫ملتميتر‬
‫‪Circuits‬‬
‫‪Component List‬‬
‫‪Current‬‬
‫‪LED‬‬
‫‪Multimeter‬‬
‫‪171‬‬
‫‪ .5‬حماكاة>نظام>التحكم>الدقيق>‬
‫‪>Microcontroller Simula�on‬‬
‫�سيتعرف>الطال‪>‬يف>‪>‬الو‪‬دة>على>اأجهزة>التحكم>الدقيقة‪>‬وعلى>املزيد>م‪>‬املكونات>اإلإلكرتونية‪>.‬و�سيتع ّلم>‬
‫ّ‬
‫كيفية>برجمة>جهاز>التحكم>الدقيق>مايكروبت>)‪ (Micro:bit‬بلغة>البايثون>دا‪‬ل>>تطبيق>دوائر>اأوتودي�س‪>‬‬
‫تينك‪‬ركاد>>)‪>(Autodesk Tinkercad Circuits‬وذل‪>‬إلإن�س‪‬اء>دوائ‪‬ر>اإلكرتوني‪‬ة>ب�س‪‬يطة>ومعق‪‬دة‪>‬وذل‪>‬‬
‫باإل�ستعانة>‪‬موعة>م‪>‬املُ�ست�س ِعرات>‪>Sensors‬وامل�سغالت>امليكانيكية>>‪.Actuators‬‬
‫اأ‪‬داف>التع ‪‬لم‬
‫بنهاية>‪>‬الو‪‬دة>�سيكون>الطال‪>‬قاد ‪‬را>على>اأن‪‬‬
‫< يو‪‬س‪>‬كيفية>ا�ستخدام>جهاز>التحكم>الدقيق‪.‬‬
‫>يتعرف>على>املكونات>اخلارجية>جلهاز>التحكم>الدقيق‪.‬‬
‫<‬
‫ّ‬
‫< ي�س‪>‬تاأثري>العنا‪‬سر>املختلفة>على>الدائرة>املنطقية‪.‬‬
‫< ُي‪‬مج>جهاز>التحكم>املايكروبت>‪>Micro:bit‬با�ستخدام>لغة>البايثون‪.‬‬
‫< ي�ستخدم> ُم�ست�س ِعري>درجة>احلرارة>واإلإ‪‬ساءة>يف>املايكروبت‪.‬‬
‫< ي�س ِّمم>دوائر>جهاز>التحكم>الدقيق>ل ُي�ستخدم>يف>تطبيقات>‪‬ياتية‪.‬‬
‫< >>يو‪‬س‪>>‬كيفية>التحكم>يف>فرق>اجلهد>يف>الدائرة>اإلإلكرتونية>م‪>‬ال‪‬‬
‫املقاومة>املتغرية>)‪.(Potentiometer‬‬
‫< ي�س‪>‬ا�ستخدامات>الرتانز�ستور>‪.Transistor‬‬
‫ي�ستخدم>الرتانز�ستور>كم�سخم>يف>الدائرة>اإلإلكرتونية‪.‬‬
‫<‬
‫ُ‬
‫< ي�ستخدم>حمرك>التيار>امل�ستمر>‪>DC‬كم�سغل>للحركة‪.‬‬
‫اإلأدوات‬
‫< >تطبيق>دوائر>اأوتودي�س‪>‬تينكركاد‬
‫)‪(Autodesk Tinkercad Circuits‬‬
‫‪172‬‬
‫>اإلأو‬�‫الدر‬
‫برجمة> اأجهزة> التحكم> الدقيقة‬
Microcontrollers> ‫اأجهزة>التحكم>الدقيقة‬
 


 





  

 


 
 
 
:5.1
‫ار‬‫اإن‬
‫ُم�ست�س ِعر‬
:5.2
 

(Sensors) ‫املُ�شت�شعِرات‬ 
 (Actuators) ‫ املُ�ش� ِّغاًلت امليكانيكي��ة‬
  
 
 
 
 
    

‫ريق‬

  


 




   
 


‫معلومة‬
 

173
 
 

 
 
 
 
>‫اي‬‫ريي> ب‬‫از> رازب‬‫> اأن> جه‬�‫> البع‬‫ر‬‫ي‬
>‫ل‬‫ق>مث‬‫م>دقي‬‫ك‬>‫از‬‫و>جه‬>(Raspberry Pi)
>‫د>جهاز>رازبريي>باي‬‫>و ُيع‬(Arduino)>‫و‬‫اأردوين‬
>‫سيل‬‫>تو‬‫ك‬>‫م‬‫ري>احل‬‫سغ‬>‫و‬‫ا�س‬>‫ة‬‫ثاب‬
>‫>مثل‬‫ر‬‫سافية>اأ‬‫لحقات>>اإ‬‫سة>و‬‫سرة>ب�سا‬‫مبا‬
 ‫>ا‬‫ك‬‫>و‬‫اأرة‬‫>والف‬‫ة>املفاتي‬‫لو‬
>‫ل‬‫مي‬>‫ا‬‫أي�س‬
>‫>بطاقة>ذاكرة>حممولة‬‫نظام>ت�سغيل>كامل>ع‬
.‫از‬‫ا>اجله‬>‫(>يف‬MicroSD memory card)
Micro:bit ‫الما�ﻜروبﺖ‬
Arduino UNO ‫أردوينو أوﻧو‬
:5.3
(Autonomous IoT Devices) ‫اأجهزة اإنرتنت اإلأ�ش��ياء امل�ش��تقلة‬ 
(Micro:bit) ‫املايكروب��ت‬(Arduino) ‫اإلأردوين��و‬
 
 
 
R3 ‫ اأردوينو اأونو‬ 
   (Arduino Uno R3)

‫اأجهزة التحكم الدقيقة‬
‫العيوب‬


   
 

 
‫املزايا‬
•
•
•
•
 

    
  
   


128Bit‫ ب��ت‬4
Bit‫ب��ت‬
•
•
•
•
174
‫املكونات>امللحقة>بدائرة>جهاز>التحكم>الدقيق‬
External Components for Microcontroller Circuits
DC motor ‫حمرك>التيار>امل�ستمر‬
     
 (Sha�) ‫ر‬ ‫عمود‬

‫ دورة يف‬8000241.5 
 
 (Rota�ons Per Minute - RPM) ‫الدقيق��ة‬




:5.4
Piezo Buzzer ‫الطنان>الكهربائ‬

  
(Piezoelectric Effect) ‫اإلإن�شغاطية‬
   



:5.5
PIR sensor ‫ُم�ست�س ِعر>احلركة‬
  (Passive Infrared Sensor - PIR) ‫مُ�شت�ش�عِر احلرك��ة‬


   


 



 :5.6
175
(PIR sensor)
Potentiometer (Variable Resistor)
‫املقاومة>املتغرية‬

    
V = I x R×
 




:5.7
Servomotors> ‫ازر‬‫حمرك>�سريفو>اأو>حمرك>مو‬



 
 




:5.8
176
Micro:bit ‫املايكروبت‬
(Tinkercad Circuits)
‫جهاز>التحكم>الدقيق>مايكروبت>يف>تطبيق>دوائر>تينكركاد‬
 
(Python) ‫البايثون‬



  
 
   


‫اإل�شم‬
.1 ‫اإلفترا�شي‬
Micro:bit ‫ا�شم ال ُمكون‬
.(‫)مايكروبت‬
‫اللون اإلفترا�شي‬
.(‫ )اأحمر‬RED
.USB ‫تو�شيل‬
‫المايكروبت في‬
.‫م�شاحة العمل‬
.‫ دايود م�شع لل�شوء‬25
.A ‫الزر‬
.B ‫الزر‬
‫المو�شاًلت الطرفية‬
.‫إلإ�شافة الملحقات‬
:5.9
177
Python Programming> ‫جمة>بلغة>البايثون‬‫ال‬
  
   
‫اأوامر برمجة افترا�شية‬
.‫بلغة البايثون‬
‫تحميل‬
.‫البرنامج‬
‫محرر اإلأوامر‬
.‫البرمجية‬
.‫اختيار الجهاز‬
.‫حجم الخ‬
‫ اأوامر البايثون‬‫توثي‬
.‫البرمجية‬
.‫�شا�شة ت�شل�شلية‬
:5.10


 


basic.show_leds("""
..#..
.###.
#####
.....
.....
""")
‫�شتعمل م�شفوفة الدايودات‬
‫الم�شعة لل�شوء في المواقع‬
.# ‫التي توجد بها رموز‬
   
 
.‫انتظار ثانية واحدة‬
basic.pause(1000)


def on_forever():
# Your circuit logic here
basic.forever(on_forever)
‫�ش ُينفذ الكود الذي �شيح ّل‬
.‫ باًل توقف‬‫مح ّل التعلي‬
178
LED light matrix> ‫م�سفوفة>الدايودات>امل�سعة>لل�سوء‬
 
10


‫إلإ�شافة املايكروبت‬
Components Librarymicro:bit
2 ‫م�ش��احة العمل‬ 1 
4 Green
 3 ‫ القائمة املن�شدلة‬
3
4
1
2
:5.11
179

‫رر اإلأوامر الربجمية الن�شي‬ ‫لفتح‬
Blocks
2 Text
4  3 Con�nue
1
1
2
3
4
>‫ق‬‫م> دقي‬‫ك‬ >‫از‬‫رتت> اأي> جه‬‫د> ا‬‫> ق‬‫> تك‬ >‫اإذا‬
>‫ك‬‫الة>تخ‬‫(>ر�س‬Code)>‫ود‬‫>ك‬‫ة>التبوي‬‫>عالم‬‫تعر‬‫�س‬
‫رة‬‫>الدائ‬>‫ة>يف‬‫جم‬‫ة>لل‬‫ات>قابل‬‫ود>مكون‬‫دم>وج‬‫بع‬
.(No programmable components in this circuit)
:5.12
180

‫لكتابة اإلأوامر الربجمية‬
1
Text editor
2 Start Simula�on
2
1
>‫ة>اإلأوامر‬‫>كتاب‬‫اء>م‬‫د>اإلنته‬‫عن‬
>‫دء‬‫ى>زر>ب‬‫>عل‬‫سغ‬‫>ا‬‫ة‬‫جمي‬‫ال‬
(Start Simula�on) >‫اكاة‬‫املح‬
.‫دء>املحاكاة‬‫لب‬
:5.13

181
‫ُم�ست�س ِعرات>املايكروبت‬
.‫مُ�شت�شعِر ح�شا�شية اإلإ�شاءة‬
Micro:bit Sensors


  

‫مُ�شت�شعِر درجة‬
.‫الحرارة‬
.‫اأو�شاع الحركة‬
 :5.14
    plot_bar_graph  

255
50
def on_forever():
led.plot_bar_graph(input.temperature(), 50)
basic.forever(on_forever)
.‫ درجة مئوية‬50 ‫اأق�شى قيمة ل ُم�شت�شعِر درجة الحرارة‬
def on_forever():
led.plot_bar_graph(input.light_level(), 255)
basic.forever(on_forever)
.255 ‫اأق�شى قيمة ل ُم�شت�شعِر ح�شا�شية اإلإ�شاءة‬
‫موؤ�شرات درجة احلرارة‬

  

input.temperature()
‫اإدخال القيمة الحالية ل ُم�شت�شعِر‬
.‫درجة الحرارة‬
input.light_level()
‫اإدخال القيمة الحالية ل ُم�شت�شعِر‬
.‫ح�شا�شية ال�شوء‬
182
   
‫ﻣﺜﺎل‬
‫ درجة مئوية‬50 ‫درجة احلرارة عند‬
183
‫ درجة مئوية‬40 ‫درجة احلرارة عند‬
‫ درجة مئوية‬21 ‫درجة احلرارة عند‬

  
‫ﻣﺜﺎل‬
255 ‫ﻣﺴﺘﻮى اﻟﻀﻮء ﻋﻨﺪ‬
128 ‫ﻣﺴﺘﻮى اﻟﻀﻮء ﻋﻨﺪ‬
34 ‫ﻣﺴﺘﻮى اﻟﻀﻮء ﻋﻨﺪ‬
184
‫مترينات‬
‫‪ 1‬كيف ميكنك ا�شتخدام جهاز التحكم الدقي‪‬؟‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪ 2‬ما مزايا ا�شتخدام اأجهزة التحكم ال َدّقيقة؟‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪�ِ 3‬شل العنا�شر املوجودة يف ال�شف اإلأول مع ُم�شمياتها يف ال�شف الثا‪.‬‬
‫املكون يف املحاكي‬
‫ا�شم العن�شر‬
‫مُ�شت�شعِر احلركة‬
‫‪PIR‬‬
‫ُ‪ِّ ‬ر‪ ‬موؤازر‬
‫طنان كهربائي‬
‫مقاومة متغرة ‪‬ر‪ ‬تيار م�شتمر‬
‫‪185‬‬
‫‪ُ 4‬ق��م باإن�ش��اء برنام��ج يعر���ض ً‬
‫كاًل م��ن اإلأح��رف اإلإجنليزي��ة "‪ ،"A‬و"‪ ،"S‬و"‪ "K‬عل��ى م�شفوف��ة الداي��ودات امل�ش��عة‬
‫لل�ش��وء وذل��ك لثاني��ة واح��دة بالتن��اوب ودون توق��ف‪.‬‬
‫غ� ّ�ر الربنام��ج جلع��ل كل ح��رف يوم���ض مرت��ن ب�ش��رعة قب��ل عر���ض احل��رف اإلآت��ي‪ ،‬ث��م اأ�ش��ف اإيقا ًف��ا موؤق ًت��ا‬
‫م��ع م�شفوف��ة اإ�ش��اءة فارغ��ة يف نهاية حلقة التكرار‪.‬‬
‫‪ 5‬ملاذا ُت�شتخدم القيمة ‪ 50‬كقيمة ق�شوى لدرجة احلرارة عند ا�شتخدام دالة ‪led.plot_bar_graph‬؟‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫ماذا �شيحدث اإذا ُ‬
‫ا�شتخدمت قيمة اأخرى؟‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫قم بت�شغيل املحاكي ِّ‬
‫وو�شح ما تاًلحظه‪.‬‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫برناجم��ا يف املايكروب��ت يعر���ض �ش��ه ًما نح��و اإلأعل��ى اإذا جت��اوزت درج��ة احل��رارة ‪ 21‬درج��ة مئوي��ة‪ ،‬ويعر���ض‬
‫‪ 6‬اأن�ش��ئ‬
‫ً‬
‫�ش��ه ًما نح��و اإلأ�ش��فل اإذا كان��ت درج��ة احل��رارة اأق��ل م��ن ‪ 21‬درجة‪.‬م��ا ال��ذي يج��ب التاأك��د من��ه؟‬
‫قم بتعدِ يل الربنامج ليعمل ب�شكل �شحيح يف جميع ظروف درجات احلرارة‪.‬‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪186‬‬
‫> الثا‬�‫الدر‬
‫كم>دقيق‬>‫هاز‬‫دائرة> اإلكرتونية>ب‬
Building a Simple Traffic Light System> ‫سارات>املرور‬‫>إلإ‬‫اإن�ساء>نظام>ب�سي‬

  

(LED) ‫دايودات م�شعة لل�شوء‬
300 
P2P1P0
 
 <-- P0 •
<-- P1 •
<-- P2 •
3001 

 
 

� ‫اﻟﻤﻜﻮﻧﺎت اﻟﻤﺴﺘﺨﺪﻣﺔ �� ﻫﺬا‬
‫اﻟﻤ�وع‬
�
‫معلومة‬
   
 
187

‫إلإ�شافة املايكروبت‬
1
Components Library micro:bit
2 ‫م�شاحة العمل‬
4 Green 3 
3
4
1
2
:5.15
188

‫إلإ�شافة لوحة تو�شيل الدوائر‬
Components LibraryBreadboard Small
2
‫م�شاحة العمل‬ 1 
3  (‫ )اﻟﺘﺪو�ﺮ‬rota�on ‫زر‬
3
1
2
:5.16
189
   

 
1kΩ‫ كيل��و اأوم‬1
‫إلإ�شافة الدايودات امل�شعة لل�شوء واملقاومات‬
1
 Components Library LED
‫م�ش��احة العمل‬
‫الداي��ود امل�ش��ع‬YellowRed‫الداي��ود امل�ش��ع لل�ش��وء الث��ا‬ 
3 GreenRed‫لل�ش��وء الثال��ث‬
 4 Components LibraryResistor
5 ‫م�ش��احة العمل‬ 
6 ‫م�شاحة العمل‬‫املقاومات‬‫لل�شوء‬
‫بتدوير الدايودات امل�شعة‬

2
>‫ة‬‫> اأن>القيم‬�‫إل>تن‬

>‫سية>للمقاومة‬‫اإلفرتا‬
>‫ركاد‬‫ر>تينك‬‫يف>دوائ‬
.‫و> اأوم‬‫>كيل‬1 >
3
4
1
2
5
6
:5.17
190

‫لتو�شيل املكونات على لوحة تو�شيل الدوائر‬
 LEDs and Resistors 
1 ، Breadboard  
‫مقاوم��ة‬‫داي��ود م�ش��ع لل�ش��وء‬
2 ‫لوح��ة تو�شي��ل الدوائ��ر‬
1
2
:5.18
191
Ground pin‫الطرف اإلأر�شي‬Cathode‫املِهب‬
‫ مع الطرف اإلأر�شي للمايكروبت‬‫لتو�شيل املهاب‬
Nega�ve Column GND
1 ‫للوحة تو�شيل الدوائر‬
Nega�ve Column LED Cathodes
2 ‫للوح��ة تو�شي��ل الدوائ��ر‬
3 ‫ال�شالبة‬Black

3
1
2
2
:5.19
192
P2P1P0
‫لتو�شيل اإلأطراف‬
‫لوحة تو�شيل الدوائر‬a2P0
2 ‫لوحة تو�شيل الدوائر‬a5P1
3 ‫لوحة تو�شيل الدوائر‬a8P2
1
>‫الت> يف‬‫سي‬‫الك> التو‬‫> اأ�س‬‫> ثن‬‫كن‬
>‫>ويتم>ذل‬‫ا‬‫ا>وتنظيمه‬‫سيحه‬‫رة>لتو‬‫الدائ‬
>‫د‬‫>باأ‬‫ل‬‫>ال�س‬‫ى>نقطة>ات�سا‬‫>عل‬‫بال�سغ‬
>‫>ثن‬‫ك‬‫>و‬‫ل‬‫ة>العم‬‫ا‬‫ات>يف>م�س‬‫املكون‬
ُ ‫>ا‬‫ل‬‫ال�س‬
>‫ى>اأي‬‫>عل‬‫زدو‬‫>امل‬‫ا>بال�سغ‬‫أي�س‬
.‫ل‬‫داد>ال�س‬‫ى>امت‬‫ة>عل‬‫نقط‬
1
2
3
:5.20
193

  




 P2P1 ‫ أو‬P0
pins.analog_set_pitch_pin(AnalogPin.P0)

P0
pins.analog_read_pin(AnalogPin.P0)
  


  
 
   
   
 P0
P2
 
p0_value = pins.analog_read_pin(AnalogPin.P0)
pins.analog_write_pin(AnalogPin.P2, p0_value)
 
  digital analog 
  
10   
pins.digital_write_pin(DigitalPin.P1, 0)
pins.digital_write_pin(DigitalPin.P1, 1)
194

:5.21
300
pins.digital_write_pin(DigitalPin.P0, 1)
pins.digital_write_pin(DigitalPin.P0, 0)
pins.digital_write_pin(DigitalPin.P1, 1)
pins.digital_write_pin(DigitalPin.P1, 0)
pins.digital_write_pin(DigitalPin.P2, 1)
pins.digital_write_pin(DigitalPin.P2, 0)
195
‫ار>اإل‬‫اإن�ساء>نظام>اإلإن‬
Build a Detection Alarm System
 :5.22
‫إلإ�شافة املايكروبت‬
  micro:bit  
1 Components Library
2 ‫م�ش��احة العم��ل‬
 3 ‫القائم��ة املن�ش��دلة‬
4 Green

   
   

  

 P2
 


  
 


 
   
  

  P2
 
      
1
    

     
100

3V
     
P0

3
4
1
2
:5.23
196
     
 P2 


‫نان الكهربائي‬ ‫لتو�شيل الط‬
‫ ط��رف الطن��ان الكهربائ��ي‬ 
2 ‫املايكروب��ت‬ 2 ‫الط��رف‬ 1 ‫املوج��ب‬
‫ الط��رف ال�ش��الب للطن��ان‬ 
GND 3 ‫الكهربائي‬
4 ‫املايكروبت‬

‫إلإ�شافة الط َّنان الكهربائي‬
Components LibraryPiezo
‫م�ش��احة العمل‬ 1 
‫اأطرافه‬Piezo ‫ بتدوي��ر‬
3 ‫املايكروبت‬
2
4
2
1
2
3
1
:5.25
197
‫غ ّير لون‬
‫ال�شلك اإلى‬
‫اإلأ�شود لاًلإ�شارة‬
‫اإلى اأنه يت�شل‬
.‫باإلأر�شي‬
3
:5.24
    
‫إلإ�شافة مُ�شت�شعِر احلركة‬
Components   PIR Sensor 
‫م�ش��احة‬
.‫اإلإ�شارة‬
.‫الت�شغيل‬
.‫ال�شالب‬ ‫اإلأر�شي‬
Library
2 ‫العمل‬
  
 PIR Sensor ‫بتدوي��ر‬
3 ‫املايكروب��ت‬‫اأطراف��ه‬
1
 :5.26
2
1
3
   :5.27
198
 

‫لتو�شيل مُ�شت�شعِر احلركة‬
‫ الط��رف‬ 
PIR Sensor   ‫اإلأر�ش��ي‬
1    
 GND    
2 ‫للمايكروب��ت‬
2
1
>‫ل‬‫> لل�س‬‫س‬‫ون> اإلفرتا‬‫الل‬
>‫ل‬‫ون>ال�س‬‫>ل‬�‫و>نف‬>‫د‬‫اجلدي‬
.‫قا‬ ‫اب‬‫تخدم>�س‬‫املُ�س‬
 :5.28
    ‫ ط��رف ت�ش��غيل‬  
3V 

‫لتو�شيل مُ�شت�شعِر احلركة‬
2
PIR‫طرف الت�شغيل‬
  Sensor
 3V  
2 ‫ املايكروب��ت‬ 
Red‫ال�ش��لك‬ 
3 
1
1
3
 :5.29
199
 P0 
  1
‫لتو�شيل مُ�شت�شعِر احلركة‬
1
   PIR Sensor ‫ط��رف اإلإ�ش��ارة‬
2 ‫املايكروب��ت‬0 ‫بالط��رف‬
3 Green‫ال�شلك‬

2
1
3
 :5.30
200
‫‪‬‬
‫‪:5.31‬‬
‫يُ�شدِّر الطنان كهربائي �شو ًتا‬
‫مرتين‪ ،‬بتردد مقداره ‪500‬‬
‫هيرتز‪ ،‬بفارق ‪ 100‬مللي ثانيه‬
‫‪ 0.1‬ثانية‪.‬‬
‫يعر�ض مُ�شت�شعِر الحركة عاًلمة‬
‫ت َع ُّجب‪ ‬عند اكت�شافه كائن‪.‬‬
‫عن‪‬د>ا�س‪‬تخدام‪>‬الطن‪‬ان>الكهربائ‪>‬يف>‬
‫اأ‪‬د>امل�س‪‬اري‪>‬ي‪>‬اأن>تتحق‪‬ق>م‪>‬ك‪‬ون>‬
‫‪‬م>ال�س‪‬وت>ال�سادر>م‪>‬ا�س‪‬ب‪>‬مرتف ‪‬عا>‬
‫‪‬ا>يكف‪>‬لال�س‪‬تما‪>‬اإ‪>‬ال�س‪‬وت>ال‪‬ي>‬
‫ي�س‪‬در‪>‬الطن‪‬ان>الكهربائ‪>.‬‬
‫لم يدخل اأي كائن مجال الروؤية ل ُم�شت�شعِر الحركة‪.‬‬
‫دخول كائن اإلى مجال الروؤية ل ُم�شت�شعِر الحركة‪.‬‬
‫إل يُ�شدِّر الط َّنان الكهربائي‬
‫اأي �شوت‪.‬‬
‫يُ�شدِّر الط َّنان الكهربائي‬
‫�شو ًتا‪.‬‬
‫‪:5.32‬‬
‫‪:5.33‬‬
‫‪201‬‬
‫مترينات‬
‫‪ 1‬ما املكون الذي يتيح اإ�شافة املزيد من املكونات اإلإلكرتونية للدائرة ب�شهولة؟‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪202‬‬
‫‪ 2‬هل ميكنك حتديد اخلطاأ يف هذه‬
‫التو�شياًلت؟ وما الذي يتعن عليك فعله‬
‫لت�شحيحه؟‬
‫‪ 3‬م��ا الغر���ض م��ن ا�ش��تخدام املقاوم��ات يف‬
‫الدائ��رة اإلإلكرتوني��ة اأدن��اه؟‬
‫__________________________________________‬
‫__________________________________________‬
‫__________________________________________‬
‫__________________________________________‬
‫__________________________________________‬
‫__________________________________________‬
‫__________________________________________‬
‫__________________________________________‬
‫‪ 4‬يف م�شروع الدر�ض اخلا�ض بدائرة اإ�شارات املرور مل ُي�شتخدم الطرف ‪ 3V‬من لوحة املايكروبت‪ ،‬ح�شب معلوماتك‪،‬‬
‫كيف ُت�ش ّغل الدايودات امل�شعة لل�شوء؟‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪ 5‬ما الفرق الرئي���ض بن ُم�شت�ش�عِر امل�ش��افة و ُم�شت�ش�عِر احلركة؟ ثم ابحث يف اإلإنرتنت عن تطبيقات على ا�ش��تخدام‬
‫هذه املكونات اإلإلكرتونية‪.‬‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪ 6‬كم عدد املكونات اإلإلكرتونية التي ميكنك تو�شيلها بالطرف اإلأر�شي يف لوحة املايكروبت؟‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪ 7‬يف جميع م�شاريع املايكروبت ُتع ّرف دالة با�شم ‪ ،on_forever‬فما وظيفة هذه الدالة وما اأهميتها؟‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪203‬‬
‫‪ 8‬افح���ض بعناي��ة ت�شمي��م الدائ��رة اإلآتي��ة وبرجمته��ا وح��دد امل�ش��كلة املوج��ودة فيه��ا‪ ،‬ث��م ح�دِّد م��ا يتع��ن علي��ك فعل��ه‬
‫لت�شحيحه��ا؟‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪204‬‬
‫الدرس الﺜالﺚ‬
‫ﺗﻄﺒيقات وﺗجارب ﺣياﺗية‬
(Rotary Poten�ometer) ‫ املقاومة املتغرة الدَورانِية‬
َ ‫تغرة ا‬
(Linear Poten�ometer) ‫خل ِّطية‬
ِّ ُ ‫باملقاومة امل‬

 
  
>‫>تتحكم>املقاومة>املتغرية>يف>فرق>اجلهد>الكهربائ‬‫كي‬
How a Potentiometer Varies the Voltage
:5.34
>‫تور‬‫تخدام>الرتانز�س‬‫>ا�س‬‫كن‬
>‫ر‬‫كونات>اأ‬>‫كم‬>‫رة‬‫يف>دائ‬
>‫>فرق‬‫>تتطل‬‫مثل>املحركات>الت‬
.‫جهد>اأعلى>للعمل‬
205
 
  

 
 


 •
 •
15 •
� ‫اﻟﻤﻜﻮﻧﺎت اﻟﻤﺴﺘﺨﺪﻣﺔ �� ﻫﺬا‬
‫اﻟﻤ�وع‬
�
1.5
‫إلإ�شافة املكونات‬
Components Librarymicro:bit  
1 Green‫ م�ش��احة العم��ل‬
 Components Library    1.5  1.5V Ba�ery  
2 ‫ م�ش��احة العم��ل‬
Components LibraryLED
3 ‫املايكروبت‬‫بتدويره‬‫م�شاحة العمل‬
 Components Library     Poten�ometer  
5 ‫املايكروبت‬‫بتدويرها‬‫م�شاحة العمل‬ 4 
‫محور‬
.‫اإلنزإلق‬
.2 ‫طرف‬
.1 ‫طرف‬
:5.35
1
4
5
3
2
:5.36
206

(GND) ‫الطرف اإلأر�شي‬ 2  •
. P0 ‫( اإ‬Poten�ometer Wiper) ‫ور انزإلق املقاومة املتغرة‬ •
.  3V  1  •
‫لتو�شيل املقاومة املتغرة باملايكروبت‬
GND ‫ للمقاوم��ة املتغ��رة‬2 ‫الط��رف‬
1 Black‫للمايكروب��ت‬

Poten�ometer Wiper
2  Green‫ للمايكروب��ت‬P0 ‫الط��رف‬

‫م�ش��در الطاق��ة‬ 3V ‫ للمقاوم��ة املتغ��رة بالط��رف‬1 ‫الط��رف‬
3 Red‫للمايكروب��ت‬

>‫الك>لتحاف‬‫>اإلأ�س‬‫>ثن‬ �‫إل>تن‬
.‫سحة‬‫ة>ووا‬‫>منظم‬‫ى>دائرت‬‫عل‬
2
1
3
:5.37
207
1.5
‫ فولت ودايود م�شع لل�شوء‬1.5 ‫لتو�شيل بطارية‬
 GND ‫ فول��ت ال�ش��الب‬1.5 ‫بطاري��ة‬
1 Black‫للمايكروبت‬

‫ فول��ت املوج��ب بالط��رف ال�ش��الب للداي��ود‬1.5 ‫ ط��رف بطاري��ة‬
2 Red ‫امل�ش��ع لل�ش��وء‬

‫ للمايكروب��ت‬P2 ‫الط��رف املوج��ب للداي��ود امل�ش��ع لل�ش��وء بالط��رف‬
3 Green

1
3
2
1.5:5.38
208

:5.39
 
.‫مقاومة عالية‬
209
.‫�شطوع منخف�ض للدايود‬
.‫مقاومة منخف�شة‬
.‫�شطوع مرتفع للدايود‬
‫>الدائرة>املنطقية‬‫>ي�ساعد>الرتانز�ستور>يف>تنفي‬‫كي‬
How a Transistor Helps Implement Circuit Logic


 Emiter ‫الباعِ ث‬Base‫والقاع��دة‬Collector‫جم��ع‬
ِّ ُ ‫امل‬NPN
َّ 
    
 
 Terminal 1 1 ‫الط��رف‬







BJT-NPN •


 •
 •
1.5 •
 •
� ‫اﻟ� ﺳ�ﺴﺘﺨﺪﻣﻬﺎ �� ﻫﺬا‬
�
‫اﻟﻤ�وع‬
�
� ‫اﻟﻤﻜﻮﻧﺎت‬
210
1.5
1b
.1b ‫الطرف‬
‫ ال�شغ‬‫ فولت ومفتا‬1.5 ‫إلإ�شافة وتو�شيل بطارية‬
.2b ‫الطرف‬
Components Library 1.5 1.5V Ba�ery  
‫م�ش��احة العم��ل‬
Components LibraryPushbu�on
3 ‫م�شاحة العمل‬ 2 
 ��‫ ال�شغ‬‫مفت��ا‬1b ‫الط��رف‬‫الط��رف املوج��ب‬
4 Red
1
.1a ‫الطرف‬
.2a ‫الطرف‬
:5.40
4
3
2
1
1.5:5.41
211

2b

‫ واإجراء التو�شياًلت‬‫إلإ�شافة املقاومة اإلأو‬
Components LibraryResistor

1 

‫ اﻟﻤﻘﺎوﻣﺔ‬ ‫الطرف ال�شالب للدايود‬
2 Green

‫إلإ�شافة الدايود امل�شع لل�شوء واإجراء التو�شياًلت‬
Components LibraryLED  
‫م�ش��احة العم��ل‬
2b ‫الط��رف املوج��ب للداي��ود بالط��رف‬
2 ��‫ ال�شغ‬‫مفت��ا‬
1
2
1
2
1
:5.42
:5.43
>�‫ات> خلف‬‫تخدم> املقاوم‬‫ُت�س‬
.‫رة‬‫>الدائ‬‫ار>ع‬‫ار>امل‬‫التي‬
212


‫إلإ�شافة الرتانز�شتور واإجراء التو�شياًلت‬
.‫ال ُمجمع‬
1 ‫الطرف‬
.‫القاعدة‬
NPN NPN Transistor 
 1 Components Library
2 ‫يف م�ش��احة العمل‬
‫ بالط��رف‬NPN ‫جمم��ع الرتانز�ش��تور م��ن ن��وع‬
ُ 
3 ‫ للمقاوم��ة‬‫الث��ا‬
.‫الباعث‬
:5.44
2
3
1
:5.45
213
‫باعَث‬
1

 (Transistor Emi�er) ‫الرتانز�ش��تور‬

‫إلإ�شافة املقاومة الثانية واإجراء التو�شياًلت‬
Components LibraryResistor
1 ‫م�ش��احة العمل‬
 ‫ للمقاوم��ة‬‫ م��ن الرتانز�ش��تور بالط��رف الث��ا‬1 ‫الط��رف‬
2 Red 
3 ‫املقاومة‬‫ فولت بالطرف اإلأول‬1.5 ‫الطرف املوجب لبطارية‬
‫ فول��ت بباع��ث الرتانز�ش��تور م��ن ن��وع‬1.5 ‫الط��رف ال�ش��الب لبطاري��ة‬
4 Black  
 NPN
3
1
2
4
:5.46
214

:5.47
‫ �شغ‬‫مفتا‬
.‫تم تحريره‬
.‫دايود مُطفاأ‬
:5.48
215
‫ �شغ‬‫مفتا‬
.‫تم �شغطه‬
.‫دايود مُ�شيء‬
Build a DC Motor – Resistor Circuit> ‫حرك>تيار>م�ستمر>ومقاومة‬>‫اإن�ساء>دائرة‬

P0 
P2
AAA

 
200100 

 •
BJT-NPN •
 •
1.5 •
DC •
>‫تور>يف‬‫تخدام>الرتانز�س‬‫>ا�س‬‫كن‬
>‫توي>على>مكونات‬>‫م‬‫ك‬>‫ر‬‫دوائ‬
>‫>تتطل‬‫ركات>الت‬‫>كاملح‬‫ر‬‫اأ‬
>‫ى>لك‬‫>اأعل‬‫ة‬‫فولتي‬>‫د‬‫رق>جه‬‫ف‬
.‫ل>بكفاءة‬‫تعم‬
� ‫اﻟﻤﻜﻮﻧﺎت اﻟﻤﺴﺘﺨﺪﻣﺔ �� ﻫﺬا‬
‫اﻟﻤ�وع‬
�
216
.‫ م�شاحة العمل‬‫ابداأ باإ�شافة املكونات اإ‬
Wiper‫��ور اإلنزإلق‬1 
2
‫إلإ�شافة املقاومة املتغرة واإجراء التو�شياًلت‬
‫م�ش��احة‬Components Librarymicro:bit
1 Green‫�ر لون��ه‬
ّ �‫ث��م غ‬‫العم��ل‬
 2 Components Library Poten�ometer
3 ‫املايكروب��ت‬‫بتدويره��ا‬‫م�ش��احة العم��ل‬
4 Black‫باملايكروبت‬
GND‫ للمقاومة املتغرة‬2 ‫الطرف‬

5 Green‫باملايكروبت‬
P0 ‫ور اإلنزإلق للمقاومة املتغرة بالطرف‬ ‫طرف‬

6 Red‫باملايكروبت‬
3V ‫ للمقاومة املتغرة بامل�شدر‬1 ‫الطرف‬

1
2
5
6
4
3
:5.49
217
‫لوح��ة املعاين��ة‬
Inspector Panel
‫إلإن�شاء علبة بطاريتن‬
  1.5  1.5V Ba�ery  
 Components Library
1 ‫م�شاحة العمل‬
   Inspector Panel 
2 
3 2ba�eriescount
4 AAAType

  Built-in switch 
5  yes
1
2
3
4
5
. ‫ ال ُمدمَج‬‫المفتا‬
:5.50
218
‫ يف م�شاحة العمل‬NPN ‫اإ�شافة الرتانز�شتور من نوع‬
   
1  Collector‫املجم��ع‬    
‫باع��ث الرتانز�ش��تور‬P0   P2
Transistor Emi�er
‫إلإ�شافة الرتانز�شتور واملقاومة‬
 Components LibraryNPNNPN Transistor
1 ‫املايكروبت‬‫بتدويره‬‫م�شاحة العمل‬
 Components Library‫املقاوم��ة‬Resistor  
2 ‫ للرتانز�ش��تور‬1 ‫بالط��رف‬‫م�ش��احة العم��ل‬
3 Green‫املايكروبت‬
P2 ‫ للمقاومة بطرف‬‫الطرف املفتو‬

3
2
1
:5.51
219
GND‫الطرف اإلأر�شي‬12
‫ التيار امل�شتمر واإجراء التو�شياًلت‬‫ر‬ ‫إلإ�شافة‬
.1 ‫طرف‬
   DC Motor  
 1 Components library
‫بتدويره‬‫م�ش��احة العمل‬
2 ‫ الرتانز�ش��تور‬
GND  ‫ التي��ار امل�ش��تمر‬‫ ملح��ر‬1 ‫ الط��رف‬
Black ‫للمايكروب��ت‬
3 
‫ التي��ار امل�ش��تمر بباع��ث‬‫��ر‬2 ‫الط��رف‬
4 Green ‫الرتانز�ش��تور‬

.2 ‫طرف‬
:5.52
1
3
4
2
DC:5.53
220
GND‫ بالطرف اإلأر�شي‬12
‫التو�شياًلت‬
GND   ‫ غ��اًلف البطاري��ات‬‫ الط��رف ال�ش��الب‬
1 Black‫للمايكروب��ت‬

‫ ط��رف املُجم��ع‬ ‫ غ��اًلف البطاري��ات‬ ‫الط��رف املوج��ب‬
2 Red   ‫للرتانز�ش��تور‬

2
1
:5.54
221

:5.55
‫املقاومة املتغرة‬‫فرق اجلهد‬‫ التيار امل�شتمر‬‫ر‬
:5.56
222
‫مترينات‬
‫غرة ا َ‬
‫غرة الدَورانِية؟‬
‫‪ 1‬ما املق�شود باملقاومة امل ُ َت ِّ‬
‫خل ِّطية؟ وما الفرق الرئي�ض بينها وبن املقاومة امل ُ َت ِّ‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪ 2‬ابح��ث ع��ن املث��ال اإلأك��ر �ش��يو ًعا جله��از ي�ش��تخدم املقاوم��ات اخلطي��ة املتغ��رة‪ ،‬ث��م ب��ن �ش��بب ا�ش��تخدام ه��ذا الن��وع‬
‫من املقاومات يف هذا اجلهاز؟‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪223‬‬
‫‪3‬‬
‫افح���ض الدائ��رة اإلآتي��ة وبرناجمه��ا بعناي��ة للو�ش��ول اإ‪ ‬امل�ش��كلة املوج��ودة فيه��ا‪ ،‬ث��م و�ش��ح اخلط��وات الاًلزم��ة‬
‫لت�شحيحه��ا‪.‬‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪224‬‬
‫‪ 4‬مل��اذا ا�ش� ُتخدمت ال��دوال ‪ pins.analog_write_pin‬و‪ pins.analog_read_pin‬يف الدائ��رة ال�ش��ابقة عِ ً‬
‫و�ش��ا ع��ن ال��دوال‬
‫‪ pins.digital_write_pin‬و ‪pins.digital_read_pin‬؟‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪ 5‬ما الغر�ض من ا�شتخدام ترانز�شتورات من نوع ‪ NPN‬يف الدائرة اإلإلكرتونية؟ ثم ِ�شف طريقة عملها‪.‬‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪225‬‬
‫‪6‬‬
‫يف امل�ش��روع اإلأخ��ر م��ن الدر���ض‪ ،‬غ� ّ�ر قيم��ة املقاوم��ة اإ‪ 100 ‬كيل��و اأوم ث��م اإ‪ 200 ‬كيل��و اأوم‪ .‬م��ا م��دى‬
‫تاأث��ر ه��ذا التغي��ر عل��ى ‪��‬ر‪ ‬التي��ار امل�ش��تمر؟‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫___________________________________________________________________________________________‬
‫‪226‬‬
‫امل�سرو‬
227
  ‫ُت�ش��تخدم اأجه��زة التحك��م الدقيق��ة‬


1
‫�شم��م‬


2

 ‫باإلإ�شاف��ة‬


3
‫قم بتعديل‬
  

4
‫ح��اكاة‬ ‫ق��م‬




5
‫ماذا>تع ّلمت‬
‫>املكونات>اخلارجية>لدائرة>جهاز>التحكم>الدقيق‪.‬‬
‫>كيفية>تاأثري>املكونات>املختلفة>على>الدائرة>املنطقية‪.‬‬
‫>كيفية>برجمة>جهاز>التحكم>الدقيق>مايكروبت>با�ستخدام>لغة>البايثون‪>.‬‬
‫>ا�ستخدام> ُم�ست�س ِعري>درجة>احلرارة>وال�سوء>يف>املايكروبت‪.‬‬
‫>ت�سميم>دوائر>تدمج>جهاز>التحكم>الدقيق>لال�ستخدام>يف>>التطبيقات>احلياتية‪.‬‬
‫>تنظيم>فرق>اجلهد>يف>دائرة>اإلكرتونية>با�ستخدام>املقاومة>املتغرية‪.‬‬
‫>التعرف>على>الرتانز�ستور‪.‬‬
‫>كيفية>ا�ستخدام>الرتانز�ستور>لت�سخيم>فرق>اجلهد>يف>الدائرة>اإلإلكرتونية‪.‬‬
‫كيفية>ا�ستخدام>حمرك>تيار>م�ستمر>كم�س ِّغل>للحركة‪.‬‬
‫>‬
‫ُ‬
‫الم�سطلحات>الرئي�سة‬
‫طنان كهربائي‬
‫ستشعر الحركة‬
‫ُم‬
‫ِ‬
‫مقاومة متغيرة‬
‫محرك مؤازر أو محرك سيرفو‬
‫‪228‬‬
‫‪Piezo Buzzer‬‬
‫‪PIR Sensor‬‬
‫‪Potentiometer‬‬
‫‪Servomotor‬‬
‫محرك التيار المستمر‬
‫مجال الرؤية‬
‫مصفوفة الدايودات المشعة للضوء‬
‫جهاز التحكم الدقيق‬
‫‪DC Motor‬‬
‫)‪Field Of View (FOV‬‬
‫‪LED Matrix‬‬
‫‪Microcontroller‬‬
‫متطلب البرمجة بلغة بايثون‬
‫تع��د الربجم��ة اأح��د اأه��م امله��ارات الت��ي ينبغ��ي اكت�س��ابها م��ن قب��ل الط��اب امللتحقني مب�س��ار علوم احلا�س��ب والهند�س��ة حيث تع��د متطل ًبا‬
‫لعدد من املناهج يف هذا امل�سار ومنها منهجا الهند�سة وعلم البيانات‪ .‬لت�سهيل اكت�ساب الطالب ألأ�سا�سيات الربجمة بلغة البايثون‪ ،‬فقد‬
‫ُ�س ّمم املحتوى األآتي الذي ميكن الو�سول اإليه مب�س��ح رمز األ�س��تجابة ال�س��ريع اخلا�ص بكل مو�سوع‪ .‬وين�سح الطالب بو�سع خطة زمنية‬
‫ألإمت��ام األط��اع عل��ى ه��ذه الوح��دات وميك��ن األ�سرت�س��اد بامل��دة الزمني��ة املقرتح��ة ل��كل وح��دة كم��ا ميكن للطال��ب و�سع عام��ة (√) لتعليم‬
‫الوحدات التي اأمتها‪.‬‬
‫الوحدة‬
‫‪ . 1‬مقدمة يف البايثون‬
‫‪Introduction to Python‬‬
‫‪.2‬املدخات واملخرجات والعمليات احل�سابية‬
‫‪Input-Output and Mathematical Operations‬‬
‫‪ . 3‬اجلمل ال�سرطية‬
‫‪Conditional Statements‬‬
‫املدة الزمنية‬
‫املقرتحة‬
‫رمز اال�ستجابة‬
‫ال�سريع‬
‫هل اأمتمت‬
‫الوحدة؟‬
‫يوم واحد‬
‫يوم واحد‬
‫يومان‬
‫‪229‬‬
‫الوحدة‬
‫‪ .4‬التكرارات والدوال‬
‫‪Loops and Functions‬‬
‫‪ . 5‬القوائم و�سفوف البيانات واملكتبات الربجمية‬
‫‪Lists, Tuples and Python Libraries‬‬
‫‪ .6‬القوامي�ص والقوائم املتداخلة وملفات البيانات‬
‫‪Dictionary, Nested Lists and Data Files‬‬
‫‪ . 7‬هياكل البيانات املتقدمة ودوال األ�ستدعاء‬
‫الذاتي‬
‫‪Advanced Data Structures and Recursion‬‬
‫‪ . 8‬مقدمة يف الربجمة الكائنية‬
‫‪Introduction to Object Oriented‬‬
‫‪Programming‬‬
‫‪230‬‬
‫املدة الزمنية‬
‫املقرتحة‬
‫يومان‬
‫اأ�سبوع‬
‫اأ�سبوع‬
‫اأ�سبوعان‬
‫اأ�سبوعان‬
‫رمز اال�ستجابة‬
‫ال�سريع‬
‫هل اأمتمت‬
‫الوحدة؟‬