في مشاريع Arduino وmicro:bit ومشغلات المحركات والحساسات، اكثر الاخطاء شيوعا تنتج من توصيل الطاقة واستخدام البطاريات. القصر الكهربائي او عكس القطبية او الجهد الخاطئ يمكن ان يتلف اللوحة، ويسخن البطارية، بل قد يسبب حريقا. تشرح هذه المقالة خطوة بخطوة القواعد التي يجب اتباعها عند العمل بالكهرباء والبطاريات في ورشة المدرسة.
تذكير: افحص التوصيلات قبل اعطاء الطاقة للدائرة. اذا كان هناك شك فاسال معلمك - النظر مرة اخرى هو دائما اسرع طريق.
لماذا دليل كهرباء منفصل؟
في المقالة الاولى تحدثنا عن القواعد العامة للورشة. اما الكهرباء والبطاريات فتظهر في دروس الروبوت كل يوم:
- تغذية من الحاسوب عبر USB
- محول 9 V او علبة بطاريات
- ليثيوم بوليمر LiPo او حزم قابلة للشحن
- قطع تسحب تيارا عاليا مثل المحركات والسيرفو وشرائط LED
هذه القطع آمنة عند استخدامها بشكل صحيح؛ اما عند توصيلها خطأ فقد يحدث التلف خلال ثوان.
مفاهيم اساسية، قاموس قصير
| المفهوم | ماذا يعني؟ | مثال في الورشة |
|---|---|---|
| الجهد (V) | قوة دفع الكهرباء | Arduino UNO: منطق 5 V، ومحول خارجي 7-12 V |
| التيار (A / mA) | كمية الكهرباء المارة في الدائرة | LED: حوالي 20 mA؛ محرك: مئات mA |
| القطبية (+ / -) | طرف موجب وطرف سالب | البطارية: الاحمر = +، الاسود = - |
| قصر كهربائي | تماس مباشر بين + و - | وصل طرفي البطارية بسلك jumper |
قبل بدء العمل
- اقطع الطاقة: افصل كابل USB، انزع البطارية، او اغلق المفتاح الرئيسي.
- افحص الطاولة: لا توجد اسلاك jumper رخوة، ولا قطع معدنية، ولا سطح مبلل.
- اختر مصدر التغذية الصحيح: استخدم الملصق على اللوحة او القائمة التي اعطاها المعلم.
- لا تستخدم مواد تالفة: سلك مقشر، بطارية منتفخة، بلاستيك ذائب - اعزلها فورا وابلغ.
سلامة Arduino واللوحة التجريبية
ما يجب فعله
- اوصل دائما مقاومة على التوالي مع LED، غالبا حول 220 اوم؛ استخدم القيمة التي يقترحها المعلم.
- استخدم لوحة تشغيل منفصلة للمحرك والسيرفو مثل L298N او وحدة motor driver؛ لا توصل المحرك مباشرة برجل Arduino.
- اجعل خطوط GND مشتركة - وعند دمج مصادر تغذية مختلفة اعمل تحت اشراف المعلم.
- ارسم مخطط التوصيل اولا في Fritzing او Tinkercad او على الورق، ثم انقله الى اللوحة التجريبية.
لا تفعل ابدا
- لا تحاول تشغيل محرك من خرج 5 V - سيحترق الطرف.
- لا تلمس الدائرة بيد مبللة.
- لا توصل محولا مجهولا فقط لانه يناسب؛ افحص الجهد والتيار.
- لا تترك الطاقة مفتوحة اثناء فك وتركيب دائرة تعمل.
انواع البطاريات وقواعد ورشة المدرسة
بطاريات AA / AAA
هي الخيار الاكثر شيوعا والآمن نسبيا. انتبه للقطبية داخل علبة البطاريات؛ اذا وضعت بالعكس فلن تعمل الدائرة، وقد يحدث تسخين احيانا.
بطارية 9 V المكعبة
تستخدم كثيرا مع Arduino. في مشاريع المحركات التي تسحب تيارا عاليا لمدة طويلة تفرغ بسرعة وقد تسخن - اسال المعلم هل تناسب المشاريع المتحركة.
ليثيوم بوليمر LiPo والحزم القابلة للشحن
قوية لكنها خطرة. في ورشة المدرسة يجب استخدامها فقط بموافقة المعلم وفي محطة الشحن المحددة.
- لا تستخدم ابدا بطارية منتفخة او مثقوبة او لها رائحة.
- لا تترك البطارية بلا مراقبة اثناء الشحن؛ هناك خطر حريق.
- ابعد بطاريات LiPo عن المعدن الحاد والماء والسطوح الساخنة.
- اذا جاءت من البيت: صندوق حماية، ملصق سعة، وموافقة المعلم ضرورية.
ملاحظة للوالدين: اذا كان في حقيبة طفلك بطارية قابلة للشحن او power bank، اخبروا المعلم في يوم الورشة. البطاريات غير المناسبة لا يجب ادخالها الى الصف.
سلامة الشحن
- استخدم فقط الشاحن الذي يسمح به المعلم.
- اختر وضع الشحن المناسب لنوع البطارية؛ تحتاج LiPo الى شاحن balance.
- يجب ان تكون منطقة الشحن مهواة وتحت مراقبة؛ لا تشحن قرب مواد قابلة للاشتعال.
- افصل الجهاز من المقبس عند انتهاء الشحن؛ لا تنس البطارية على الشاحن.
- اذا رايت بطارية تسخن او خلية تنتفخ: لا تلمسها، ناد المعلم، واخل المنطقة اذا لزم.
علامات القصر الكهربائي والسخونة
اذا حدث واحد مما يلي، اقطع الطاقة فورا واخبر معلمك:
- السلك او البطارية يسخن فجاة
- رائحة بلاستيك محترق او مادة كيميائية
- دخان او شرر
- الشريحة على Arduino ساخنة جدا
- LED او المحرك يضيء او يتحرك بشكل غير متوقع
بعد قطع الطاقة، افحصوا الدائرة معا وسجلوا ملاحظة حتى لا يتكرر الخطأ نفسه.
طوارئ: حادث بطارية او كهرباء
- اقطع الطاقة - افصل القابس، اغلق المفتاح، او افصل البطارية اذا امكن.
- حريق صغير: استخدم الطفاية المناسبة بتوجيه المعلم؛ لا تستخدم الماء في حريق كهربائي.
- حرق: ماء بارد جار لمدة 10 دقائق على الاقل؛ لا كريم ولا ثلج.
- صدمة كهربائية: اقطع الطاقة، واتصل ب 112 اذا كان الشخص فاقد الوعي؛ لا تتدخل وحدك.
قائمة فحص سريعة
- هل اوصلت والطاقة مقطوعة؟
- هل الجهد والقطبية صحيحان؟
- هل يوجد مشغل للمحرك؟
- هل يوجد مقاوم مع LED؟
- هل البطارية والكابلات سليمة؟
- هل الشحن تحت اشراف؟
- هل توجد سخونة او رائحة - اذا نعم، هل توقفت؟
قراءة مرتبطة
للقواعد العامة للورشة واللحام وادوات القطع وسلامة اختبار الروبوت، اقرأوا ايضا مقالة سلامة الورشة: القواعد الاساسية في التصنيف. بناء دائرة آمنة هو الخطوة الاولى والاهم في المشروع.
التغذية الصحيحة تعني مشروعا اطول عمرا. عند الالتزام بالقواعد تحمون انفسكم والمواد. اسالوا المعلم عن كل توصيل غير واضح.
