تعلم التحكم الإلكترونى المبرمج من خلال دروس البرمجة بالرسومات

[F.Abdelaziz]

تعلم التحكم الإلكترونى المبرمج من خلال دروس البرمجة بالرسومات :

تمهيد :
فى البداية ، عليك تحميل واستعراض البرنامج الذى سوف نستخدمه خلال هذه الدروس ، اسم البرنامج هو LDmicro ، وهو مجرد 455 كيلوبايت ، وهو ملف تنفيذى يعمل مباشرة بمجرد النقر المزدوج على الرمز الخاص به ، وفيما يلى رابط البرنامج :

http://cq.cx/ladder.pl

يستخدم هذا البرنامج فى برمجة بعض أعضاء سلسلة الميكروكونترولر PIC و الميكروكونترولر AVR بلغة الرسومات والتى تعرف باسم منطق السلم . لا تنزعج فسوف نبدأ من البداية ، ولن نحتاج إلى معلومات خاصة مسبقة ، فقط المعلومات الأساسية فى الإلكرونيات .
بعد التحميل واستعراض البرنامج واستعراض محتويات موقع البرنامج ، نبدأ الدروس .

[نعيم البديري]

بانتظار هذه الدروس استاذ فتح الله صيام مقبول وكل عام ورمضان كريم على الجميع .

[F.Abdelaziz]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة نعيم البديري

بانتظار هذه الدروس استاذ فتح الله صيام مقبول وكل عام ورمضان كريم على الجميع .

أخى الكريم شكرا جزيلا لك
تقبل الله منا ومنك ومن سائر المسلمين اللهم آمين .

وكل عام وأنت بخير

مع تمنياتى بدوام التوفيق

[F.Abdelaziz]

فى أقل من ساعة تعلم لغة السلم Ladder والميكروكونترولر PIC و AVR ثم انطلق إلى التطبيقات الصناعية !!!:
لغة السلم Ladder :
التعريف :
لغة السلم هى لغة برمجة رسومية سهلة فى شكل مخطط يشبه الدائرة الكهربائية ، وعن طريقها يتم بسهولة إنشاء وتفسير وتمثيل التوصيلات الطبيعية بين المكونات الإلكترونية والكهربائية ( حساسات الدخل منفذات الخرج ) ، وهذه اللغة شائعة الاستخدام فى بيئة الصناعة .

العناصر الأساسية :
فى مخطط  السلم Ladder البسيط ، يمكننا أن نجد ثلاثة أنواع من العناصر الأساسية :
1- التلامس Contact : وهو العنصر الذى يمثل الحساس أو إشارة الدخل إلى وحدة التحكم المنطقى . فقد يكون مفتاح ، أو حساس ، أو حتى تلامس لريلاى مساعد وغير ذلك .
2- الملف Coil : وهو عنصر التنفيذ ، أى العنصر الذى يتم توصيله أو فصله بواسطة وحدة التحكم المنطقى . فقد يكون كونتاكتور ، أو محرك ، أو مصباح ، أو سخان ، وغير ذلك .
3- الريلاى الداخلى أو عنصر الذاكرة (التذكر) : وهو يمثل حالة تذكر تلامس أو ملف ، ولا يوجد لهذا العنصر توصيل مباشر مع العناصر الخارجية .
يوجد عناصر إضافية أخرى والتى تمكنك من تنفيذ العمليات الأكثر تعقيدا ، مثل المؤقتات والعدادات ومعالجة البيانات . سوف يتم مناقشة هذه العناصر لاحقا .

مثال لمخطط لغة السلم :




• أقصى يمين كل سطر (يسمى درجة من درجات السلم)  يوجد ثلاثة عناصر تحكم فى الخرج وهى M1, MOT , SOL ،فى شكل القوسين ( ) . هذه العناصر يمكن أن تكون لملفات منفذات خارجية أو ملف لريلاى داخلى (تذكر) .
• فى اليسار توجد العناصر  S1, S2, BE, FC , S3 ، فى شكل القوسين ][  (تلامس مفتوح فى الوضع العادى) ، وهو تمثل المداخل .
• فى السطر (الدرجة) الأول : يمكن أن نلاحظ أن منطق (قاعدة) البرنامج يحدد " تفعيل الملف M1 فقط إذا تم توصيل كل من المفتاح S1 "و" المفتاح S2 كليهما على حد سواء"
( M1 = S1 AND S2 ) .
• فى السطر الثانى : يمكن أن نلاحظ أن منطق البرنامج هو أن مف الخرج MOT سوف يتم فصله إذا كان "التلامس BE ( الشرطة تعنى المعكوس أو المغلق فى الوضع العادى) " و "التلامس M1 أو التلامس MOT  ( وحد منهما على الأقل)"  تم تفعيلها
MOT = BEinv AND ( M1 OR MOT)    .
• فى السطر الثالث :  يمكن أن نلاحظ أن منطق البرنامج هو أن ملف المنفذ SEL سوف يتم تفعيله " إذا تم تفعيل كل من تلامس الحساس FC (المعكوس) و تلامس مفتاح الحساس " S3
(SOL = FCinv AND S3 )  .      
فيما يلى بعض القواعد الهامة حول البرمجة بلغة السلم :
1- لا يجوز لك ( أو على الأقل كوصاية) استخدام نفس الملف (الخرج) فى أكثر من سطر ، لأن القواعد سوف تتعارض . على سبيل المثال ، لا يمكننا إدخال ملف سبق تمثيله فى سطر سابق مثل الملف CIL1  .
2- يمكن استخدام ملف التحديد  SET وملف الإعادة  RESET ( أوامر التوصيل on والفصل off) لتحديد النقطة التى عندها يتم توصيل وفصل جهاز التنفيذ .
3- يوجد وحدات خاصة تسمح بتوفير الوقت ، وهى تختلف تبعا للبرنامج المستخدم .  
برنامج LDmicro لبرمجة الميكروكونترولر PIC بلغة السلم :
ولدت لغة السلم نتيجة الحاجة (الضرورة) لتسهيل البرمجة فى المواقع الصناعية ، فهى لغة سهلة الاستخدام بالنسبة للغات مرتفعة المستوى .
يوجد برنامج يسمى LDmicro  ( مجانى على الموقع http://cq.cx/ladder.pl ) وهو يتيح برمجة الميكروكونترولر PIC و AVR بلغة السلم بغرض الدراسة وتنفيذ التحكم الصناعى بتكلفة منخفضة للغاية .
هذا البرنامج متعدد الاستخدامات بشكل كبير ، ولا يتطلب تثبيت ( فقط تشغيل ملف البرنامج التنفيذى  ldmicro.exe فى بيئة النوافذ ) ، وهو مجانى كما هو موضح بالشكل التالى :
   




الخطوات الأساسية لاستخدام البرنامج LDmicro :

1- ابدأ تشغيل الملف التنفيذى ldmicro.exe .





سوف تظهر لك الشاشة التالية  :




هذه هى البيئة التى سوف تمكنك من توليد برنامج السلم للميكروكونترولر .


2- لإدراج ملف : إضغط على المفتاح (L) .  
سوف تلاحظ أن ذلك سوف يؤدى إلى إدراج رمز الملف ( ) فى نهاية السطر الذى يتم تحريره . يمكن إدخال أكثر من ملف واحد فى نفس السطر .






3- تحديد خواص الملف بالنقر المزدوج على رمز الملف :
سوف يؤدى ذلك إلى فتح نافذة خواص الملف Coil :  




• إذا تم تحديد (تعريف) الملف ( فى نطاق المصدر Source ) على أنه ريلاى داخلى Internal Relay ، فإن اسم الملف فى مخطط السلم سوف يكون مسبوقل بالحرف "R" .  على سبيل المثال ، إذا كان اسم الملف هو new (كما فى الشكل أعلاه) ، وتم تعريفه على أنه ملف داخلى ، فإنه يظهر بالشكل Rnew .
• إذا تم تحديد (تعريف) الملف ليكون طرف من أطراف الميكروكونترولر ، فإن اسم المسف سوف يكون مسبوقا بالحرف "Y" ويكون بالشكل Ynew .
ملحوظة :
لاحظ أنه عند إدراج تلامس أو ملف ، يكون ذلك بالنسبة لمكان المؤشر ( الشرطة الوامضة) الذى يحدد مكان الإدراج ، أى لإدراج "أسفل" آخر ، يتم أولا توجيه المؤشر ليكون "أفقيا" ..  إما بالنقر بالماوس عند الموقع أو باستخدام مفاتيح الأسهم (يمين – يسار – أعلى – أسفل ) .





4- إضافة تلامس :
وجه المؤشر إلى مكان الموضع المطلوب ، ثم اضغط على المفتاح "C"  




لاحظ تولد منطقة معرفة بالأقواس   --][-- وتسمى Xnew . انقر نقرا مزدوجا على هذا الرمز لفتح نافذة خواص التلامس .  




• فى مجال المصدر Source ، يمكنك تحديد ما إذا كان التلامس لريلاى داخلى ( ذاكرة) . فى هذه الحالة ، لاحظ أن اسم التلامس سوف يكون مسبوقا بالحرف "R" ويكون بالشكل Rnew .
• وإذا تم تحديد التلامس كطرف دخل للميكروكونترولر ( وهو الوضع الافتراضى) ، يكون التلامس لحساس ، كمدخل رقمى . فى هذه الحالة ، فإن اسم التلامس سوف يكون مسبوقا بالحرف "X" ويكون بالشكل Xnew .
• إذا أردت استخدام الملف كتلامس ، فهذا ممكن فى لغة السلم ، ببساطة يتم تحديد الخيار
Output Pin  . فى هذه الحالة فإن اسم العنصر المدرج  سوف يكون مسبوقا بالحرف "Y" .
• الخيار |/| يحدد أن الدخل يعمل كتلامس معكوس (مغلق فى الوضع العادى) ، أى تفعيله يفتح التلامس (أى يكون خرجه المنطق 0 ) ، ويؤدى إلى قطع منطق الاتصال بالخرج .
تدريب :
حاول إنشاء مخطط السلم بالشكل التالى باستخدام المصادر المذكورة أعلاه .





5- الحفظ  Saving :
بعد كتابة البرنامج الخاص بك ،نبواسطة النقر على FILE -> SAVE AS… ، لحفظ الملف بالامتداد (.ld) .



6- المحاكاة Simulation :
بعد حفظ البرنامج يتم محاكاة البرنامج ، بالنقرعلى Simulate >>Simulation Mode  ( أو بالضغط على المفاتيح Ctrl+M) ، ثم النقر على  Simulate>>Start Real-Time Simulation ( أو أو بالضغط على المفاتيح Ctrl+R ) .





الآن انظر إلى أسفل شاشة البرنامج تجد نافذة لوحة حالة التلامسات والملفات ، حيث يمكن تغيير حالة العنصر  بمجرد النقر المزدوج عليه . اختبر ذلك عن طريق النقر النقر المزدوج على الحساسات (المداخل) لتغيير حالتها (التوصيل –  الفصل) ولاحظ البرنامج وهو يعمل فى نظام المحاكاة .  




7- الترجمة Compiling :
لتوليد الملف السداسى عشر Hex لهذا البرنامج ، فقط اتبع الخطوات التالية :
• انقر على Settings>>Microcontroller  وحدد الميكروكونترولر الذى ترغب فى استخدامه . ومن أجل الحصول على أفضل أداء ، انقر على Settings>>MCU Parameters وعين (حدد) قيمة تردد كريستال الساعة المستخدمة ، القيمة الافتراضية هى 4MHz   .




• الآن انقر نقرا مزدوجا على كل عنصر دخل وخرج (تلامس – ملف ) لطرف دخل أو خرج من أطراف الميكروكونترولر والموجود بنافذة لوحة الحالة السفلية ، وحدد طرف الميكروكونترولر المرتبط به تبعا للنظام الخاص بك .




• الآن انقر على Compile>>Compile As..  وأدخل اسم ومسار الملف الذى يتم توليده .
ملحوظة : لا تنسى أن وضع الامتداد Hex . على سبيل المثال project1.hex . إذا لم تضع الامتداد فقد يصبح من الصعب إيجاد الملف من بعض برامج أجهزة البرمجة .    





فى انتظار الاستفسارات