مواد السنة الثالثة في هندسة الاتصالات
كما لاحظت عزيزي طالب هندسة الاتصالات من توزيع المواد في السنة الثانية، أنّ المواد تندرج تحت عدة تصنيفات، وذلك لإعتبارات كثيرة ربما؛ لأنك طالب في الهندسة الكهربائية قسم هندسة الاتصالات فتوجب عليك الإلمام - على الأقل- النظري في باقي الاختصاصات.
في السنة الثالثة أيضاً ستجد تنوّع في المواد ما بين كهربائي أو إلكتروني أو برمجي بالإضافة إلى مواد هندسة الاتصالات.
الاتصالات السلكية
 |
| مواد السنة الثالثة في هندسة الاتصالات |
الوسط الحاضن للاتصال سيكون الأسلاك بمختلف أنواعها، فالمكالمات الهاتفية ما هي إلا أمواجاً صوتية يلتقطها المايكروفون، ثم يترجمها على شكل إشارات كهربائية بحيث تمر في مراحل فلترة لإزالة الضجيج أو الشوشرة(Noise) ليصار إلى إرسالها من الطرف المرسل.
في الطرف المستقبل، تتم العملية العكسية فلدينا إشارات كهربائية بترددات معينة.
يتم تمرير تلك الإشارات في مراحل فلترة أيضا حتى ينتهي بها المطاف إلى السماعة التى تتجاوب تلك المشارات ليتسنى للمستقبل فهم الرسالة الصوتية المرسلة.
نقل الإشارة يتم في هذه النوع من الاتصالات عبر وسط مادي يسمى خط النقل، وقد يكون عبارة عن: أسلاك الهاتف المعهودة أو أسلاك الستلايت أو الألياف البصرية.
دراسة خواص خط النقل ومعادلاته الرياضية، هي صلب هذا النوع من أنواع الاتصالات، فتلك المعادلات تساعد في تحسين أداء الإشارات المرسلة والمستقلية، وكذلك في الصيانة ، وعادة ما يتم تصميم أجهزة إلكترونية بسيطة وفقاً لتلك المعادلات كي تساعد العاملين في هذا المجال على تشخيص سريع للأعطال، تحديد مكان القطع في السلك مثلاً.
الاتصالات اللاسلكية
في أيامنا هذه، أصبح هذا المصطلح واضح وجليّ في شتى جوانب حياتنا التكنولوجية، فقد لا يكاد يخلو بيت من موبايل أو ربما تكاد لا تجد شخص ميسور الحال يمشي بدون ذلك الجهاز الذي يعتبر من أساسيات الحياة.
عميلة الإرسال والاستقبال ما بين المرسل وبرج الاتصالات القريب والمستقبل، كيان لا سلكي قائم بحد ذاتي ، يتم التركيز في هذا المقرر الجامعي على تهيئة الإشارة وطرق تعديلها لتصبح جاهزة للإرسال ويتم عكس تلك الخطوات في الاستقبال.
طرق التعديل تشمل عدة خصائص في الإشارة، فقد يكون التعديل على مستوى التردد أو على مستوى المطال أو عرض الموجة. تمثل تلك المفاهيم العمليات الأساسية التي تتم على الإشارة بغرض الحصول على أعلى مردود لمنظومة الاتصال بشكل عام.
تندرج تحت هذه النوع من الاتصالات اللاسلكية تقنيات أخرى لازال معمول بها حتى اليوم:
نمذجة ومحاكاة دارات الاتصالات
أول كلمة في هذا المصطلح تدل على سلسلة من الدراسات النظرية والمعادلات الرياضية بغية الحصول على نموذج معين لتوصيف مفهوم جديد على شكل صيغة واضحة، وعادة ما يتم الاستعانة ببعض البرامج لاختصار الوقت ودراسة جميع الاحتمال، برنامج ماتلاب.
المرحلة التالية للنمذجة هي المحاكاة، أي اسقاط المفاهيم العلمية النظرية إلى كيانات ومركبات مادية ملموسة، ويمكن تحميل برنامج ماتلاب من هنا.
مثلا: بعد فهم آلية عمل نوع من أنواح المرشحات، تكون المرحلة التى تجسد المركبات الإلكترونية مع بعض لإنتاج الدارة النهائية مرحلة الانتقال من النمذجة إلى المحاكاة.
 |
| مواد السنة الثالثة في هندسة الاتصالات |
القياسات الإلكترونية
في المجال الطبي نجد سماعة الطبيب عادة ما تكون أول أداة تستخدم لإعطاء فكرة بسيطة عن الحالة المرضية.
أجهزة القياس في المجال الهندسي تلعب نفس الدور، قد تحتاج قبل تشخيص أيّ عطل إلى إجراء بعض القياسات حتى تبني عليها تشخيصاً دقيقاً قدر المستطاع.
يتم التركيز في هذه المادة على المعايير الأساسية الواجب توافرها في أجهزة القياس الإلكترونية، وطرق تصميمها وتصنيفها بناءاً على الوظيفة النهائية لهذا الجهاز.
- أجهزة قياس الجهد
- أجهزة قياس التيار
- أجهزة قياس الطاقة
- أجهزة قياس لأغراض عامة
تصميم الدارات الإلكترونية
كما هو الحال بالنسية لأي شخص عربي مكون اسمه من ثلاثة أجزاء(الاسم الثلاثي)، مهندس الاتصالات لابد أن تلازمه المفاهيم الكهربائية والإلكترونية طيلة مسيرته الهندسية، فهويته الهندسية من ثلاثة أجزاء( اتصالات-إلكترون-كهرباء) فلا وجود لمنظومة اتصالات بدون الدارات الإلكترونية ولا جدوى من دارة إلكترونية دون مصدر طاقة لتشغيلها.
في هذا المقرر تجد الخطوات المتبعة لتصميم الدارات الإلكترونية بدءاً من دارات بسيطة حتى الوصول إلى مستويات متقدمة.
دائماً وأبداً عندما تسمع كلمة تصميم، هذا يدل على سلسلة من الدراسات النظرية للوصول إلى التصميم الأمثل، والخطوة الأخيرة هي تنفيذ ذلك التصميم عبر المراحل التالية:
- استخدام برامج هندسية لرسم الدرات الإلكترونية ومنها برنامج Proteus
- استخراج الرسم النهائي على صيغة ملف خاصة.
- أخذ ذلك الملف لمحل متخصص؛ لتحويل الرسمة إلى بوردة.
- مرحلة التثقيب واسقاط العناصر وتلحيمها.
- المرحلة النهائية، تكون بإيجاد غلاف احترافي لتلك الدارة.
معالجات ومتحكمات مصغّرة
كل التطبيقات الإلكترونية الحديثة لدية القدرة على التجاوب مع طلبات المستخدم بسرعة كبيرة جداً، والفضل في ذلك يعود الى الدماغ الصناعي أو المعالج الذي يعمل على إدارة الكيانات الصلبة الأخرى في نفس المنظومة للوصول إلى إرضاء الزبون.
عادة ما يطلق تسمية معالج على الأجهزة ذات العمليات المعقّدة، والتي تتطلب سرعة وكفاءة عالية مثل:
- الكمبيوتر
- الهواتف المحمولة
- السيرفرات
أما مصطلح متحكم، هو أيضا معالج لكن بقدرات أقل بما يناسب والجهاز المصمم من أجله، وعاد ما تنتشر المتحكمات في الأجهزة المنزلية ذات الوظائف المحدودة مثل:
- البراد
- الغسالة
- المكيّف
- المايكرويف
كلا المتحكمات والمعالجات تحتوي على ذاكرة صغيرة (ROM) يتم تخزين البرنامج الخاص بالوظائف العامّة التي سيقوم المعالج أو المتحكم بتنفيذها، وتكون بأحجام مختلفة بحيث تناسب الوظيفة المصممة من أجلها.
في مقرر تصميم الدارات الإلكترونية تعلمت كيف تصمم وتنفّذ دائرة بسيطة، لكن بعد التعرف على المتحكمات، أصبح بإمكانك جعل ذلك التصميم أكثر إحترافية بإضافة متحكم يقود تلك المكونات عن طريق برنامج بسيط، مثلا تصميم دارة تراقب درجة الحراة في مكان معين ثم عند درجة حرارة أخرى نعطي أمر لتشغيل مروحة وهكذا.
نظم التشغيل
في شهر شباط من عام 2020 توقف الدعم عن(7 Windows)، فما هو ذلك الشيئ؟
كما أسلفنا في المعالجات، يوجد برنامج خاص يتولى قيادة المكونات الصلبة الموجودة في منظومة معينة للوصول إلى الوظيفة من ذلك الجهاز.
ذلك البرنامج يسمى نظام التشغيل: هو عبارة عن ألاف الأسطر من الأكواد البرمجية بلغة ما تتولى التجاوب مع أوامر المستخدم ومعالجتها بكفاءة وسرعة عالية.
السرعة في الثورة الرقمية أوجب على الشركات العملاقة التي تتبنى أنظمة تشغيل خاصة بها مواكبة تلك الأحدات كي تحافظ على مكانتها في السوق البرمجي، فتوقف الدعم عن نظام التشغيل (7 Windows) يعىي أن الشركة لم تعد ترسل تحديثات إلى زبائنها الذين يستخدمون هذا الإصدار، التحديثات عبارة عن اصلاح ثغرات وأخطاء في النظام وبالتالي اذا تم اكتشاف ثغرة في المستقيل سيكون من السهل اختراق الأجهزة التي تستخدم ذلك النظام.
لغات برمجة متقدمة
يتم التركيز في هذا المقرر على الاستعانة ببرنامج الماتلاب لاجراء العمليات على المصفوفات، يعتبر الماتلاب من البرامج العملاقة في تحليل النظم.
نظم القدرة الكهربائية
مقرر كهربائي صرف، يركّز على طرق توليد الطاقة الكهربائية وخطوط النقل، والضياعات في عملية النقل من محطة التوليد حتى الوصول إلى المستهلك.
في الشق الثاني من المقرر، تأخذ فكرة عن الحسابات الكهربائية للمنازل، ومعرفة الأسلاك اللازمة ومقطع كل سلك وفقاً للأحمال الكهربائية.
عملية اختيار مادة السلك المستخدم وكفاءته، والتعرف على أشهر التصميمات العالمية للمنازل و القيم المعيارية الموصى بها ، أيضا لها نصيب من جيد من هذا المقرر.
الكهرصوتيات وتطبيقاتها
المنظومة الصوتية محور الحديث في هذا المقرر، بدءاُ من دراسة الأمواج الصوتية من التوليد الى الانتشار ثم الاستقبال، ودراسة العوامل المؤثرة على تلك الأمواج.
يتم التركيز على أنواع المايكروفونات والسماعات والمواد المستخدمة في التصنيع ثم يتم نقلك إلى مفهوم الضجيج والتشويش (Noise) ودوره في التأثير على الإشارة المستقبلة.
المرحلة الأخيرة في هذا المقرر يتم تتويجها بتصميم(دراسة نظرية) صالة كبيرة تحتاج إلى نظام صوتي مثل:
- الجوامع
- المسارح
- قاعات المؤتمرات
- الملاعب
بحيث تحترم بعض القوانين الخاصة في توزيع السبيكرات في تلك الساحة الكبيرة.
الأمن الصناعي والاقتصاد الهندسي
قد تقودك الأيام في المستقبل إلى منشأة صناعية كبيرة، ففي تلك المرحلة يُعد التزام قواعد الأمن وإجراءات السلامة العامّة من أهم المعايير التى تُعطى على أساسها تلك المنشأة الترخيص أو الحق في العمل.
تختلق الاجراءات باختلاف المنشأة، لكن عموماً تتمحور التدابير حول اللباس المناسب وعدم الاستهتار قدر المستطاع.
المقصود بالاقتصاد الهندسي، هَبّ أنك توصلت إلى منتج ما( اختراع - اكتشاف - تطوير)، المرحلة اللاحقة هي عملية الانتاج ثم التسويق ثم البيع.
دراسة الجدوى الاقتصادية من ذلك المنتج، بمعنى هل الأرباح ستغطي تكاليف الإنتاج وتوفير دخل مناسب للأتعاب؟
دراسة العرض والطلب للمنتج وقراءة حركته في السوق، وما يترتب عليه من إنتاج ثم اتخاذ القرارات المناسبة للزيادة أو العكس، كل ذلك يندرج تحت مسمى الاقتصاد الهندسي.
الرياضيات
نعم كما قرأت، لكنها أخر مقرر ستواجه في مسيرتك الهندسية، وبهذا تكون قد أتممت خمسة مقررات رياضيات.
تعليقات
إرسال تعليق