كيف تعمل أجهزة الكمبيوتر في السيارات
تزداد صناعة السيارات في العالم تعقيداً كل يوم عن سابقه. فالمتفحص للسيارات القديمة يلاحظ الفارق الكبير بينها وبين سيارات اليوم من حيث سهولة التعامل معها ومن حيث صيانتها أيضاً. ويرجع الفضل في ذلك إلى دخول الحاسب الآلي في هذه الصناعة، حيث بدأت الشركات الكبرى في صناعة السيارات بتجهيز مصنوعاتها بأجهزة الحاسب الآلي وذلك إما للقيام بكثير من المهام التي كان على قائد السيارة أن يتولاها مثل استخدام ناقل الحركة، وإما لإدخال مهام وتقنيات جديدة لم تكن موجودة من قبل في السيارة مثل الوسادة الهوائية. وسيارات اليوم مليئة بكثير من أجهزة الحاسب الآلي المصغرة والتي تهتم بمهام القيادة والرفاهية في السيارات.
والجدير بالذكر أن أهم سببين لإدخال هذه التقنية في السيارات هما السلامة والرفاهية.
البيئة تتحكم في الصناعة
كانت قوانين المحافظة على البيئة من العوامل التي شجعت على ابتكار مثل هذه الكمبيوترات. حيث بدأت الأنظار تتجه لابتكار أجهزة تتحكم في كمية اختلاط الهواء مع الوقود في السيارة وذلك من أجل التقليل من خطر انبعاث الغازات المضرة بالبيئة. ويعتبر جهاز الكمبيوتر المتحكم في محرك السيارة (ECU) أهم جهاز كمبيوتر في السيارة على الإطلاق. فالجهاز يتحكم في بقية الحاسبات المصغرة والموجودة في السيارة بحيث يتلقى منها المعلومات عن باقي أجزاء السيارة لكي يقوم بحساب كميات الوقود المطلوبة لإنتاج شرارة الاشتعال في المحرك مما لا يدع مجالاً لتسرب كمية من الوقود زائدة عن الحاجة، وبالتالي لا تنبعث الأدخنة المؤكسدة من السيارة حفاظاً على البيئة.
كمبيوتر للمكابح
في بعض أنواع السيارات يعمل جهاز الكمبيوتر على التحكم في سرعة السيارة وفي استخدام المكابح أيضاً. ولنأخذ مثالاً على بعض موديلات شركة مرسيدس الألمانية للسيارات (السيارة MayBach). تأتي هذه السيارة مزودة بستة مكابح بدلاً من أربعة كما في السيارات الأخرى حيث يثبت الاثنان الزائدان أمام العجلات الأمامية.
ويقوم جهاز الكمبيوتر بالتحكم في هذه المكابح الستة وعندما يريد قائد السيارة استعمال المكابح يقرر الكمبيوتر أي تلك المكابح يجب أن يشغل أولاً، ومن ثم يقوم بتفعيله مع تحديد مقدار الضغط الذي يجب أن يمارس على هذا المكبح دون غيره. فمثلاً إذا لمس قائد السيارة دواسات الفرامل في سيارته يقوم الجهاز المسؤول بافتراض أن قائد السيارة سوف يتوقف في أية لحظة قد تأتي فجائية ومن ثم يقوم بالاستعداد للتوقف وتنشيط باقي نظام المكابح في السيارة، حيث تتم هذه العملية في غضون عدة ثوانٍ فقط.
مكونات الكمبيوتر
يتكون الكمبيوتر في السيارات من لوحة رئيسية متعددة الطبقات بالإضافة إلى معالج متعدد المهام. ويتكون المعالج في الكمبيورت من:
جهاز لتحويل البيانات من عادية إلى رقمية: وهذه المعدات تقوم بقراءة الأوامر التي تأتي من أجهزة الاستشعار الموجودة في كل جزء من أجزاء السيارة، مثل مستشعر كمية الأوكسجين في المحرك والذي يقوم بتحويل كمية الشحنة الكهربائية إلى أعداد رقمية (Digital) بحيث يسهل للمعالج قراءتها.
جهاز لتحويل البيانات من رقمية إلى عادية: أحياناً يحتاج المعالج الإلكتروني لإرسال أوامر عادية إلى أحد أجزاء السيارة لتشغيلها، وبما أن المعالج يعتبر جهازاً إلكترونياً فإنه يحتاج إلى محول بيانات لترجمة الأوامر اللازمة لتشغيل السيارة.
منسق الإشارات: أحياناً تحتاج الأوامر والبيانات لتعديلها وضبطها قبل قراءتها. ففي حالة قراءة محول البيانات من عادية إلى رقمية لإشارات الشحنة الكهربائية يمكن أن يكون معدل الإشارات من صفر الى 5 فولت، بينما كمية الشحنة القادمة من مستشعر الأكسجين تتراوح ما بين صفر إلى 1.1 فقط. وهنا يقوم منسق الإشارات بضبط مستوى الإشارات القادمة أو المحولة إلى مستشعر الأكسجين.
رقائق الاتصال: وهذه الرقائق تقوم بتنفيذ مهام الاتصال الرئيسية والتي تتم بين أجزاء السيارة. وهناك العديد من هذه النوعية من الرقائق والتي يتم توظيفها في مجالات مختلفة. وتسمى الرقائق المستخدمة في مجال صناعة السيارات رقائق التحكم في الشبكات (CAN). وتصل سرعة نقل البيانات في هذه الرقائق إلى 500 كيلو بايت في الثانية، حيث تفوق سرعة هذه الرقائق سرعة الرقائق الأخرى.
الرقائق والتصنيع الأسهل
ويعني استخدام هذه الرقائق الحصول على طرق تصنيع وتصميمات أسهل للسيارات من ذي قبل. ولنأخذ مثالاً على ذلك جهاز حزم الآلات (instrument cluster). حيث يقوم هذا الجهاز بتجيمع وعرض كافة البيانات التي تأتي من كافة أجزاء السيارة وإرسالها عبر هذه الرقائق الرئيسية إلى الكمبيوتر الرئيسي في السيارة ليقوم بتوزيع المهام وإعطاء الأوامر.
من ناحية أخرى تتم عملية التصنيع بالنسبة لهذا الجهاز بسهولة حيث يقوم المصنِع بإرسال المواصفات المطلوبة للسيارة ومن ثم يقوم المصمم بتصميم الجهاز حسب المواصفات المطلوبة. وهذه الطريقة تعد أسهل بكثير من الطرق المستخدمة من قبل والتي كان يضطر المصمم فيها أن يقوم بتصميم كل آلة من آلات السيارة وأجهزتها على حدة دون أن تتصل هذه الآلات بمعالج واحد يتحكم فيها جميعاً.
المصدر مجلة الجزيرة .
البغدادي
موضوع: تـــــــــــــــــــ ـدروس عن هندسة السيارات ــــــــــــــــــــــــعلــــيـم3 
الأربعاء يناير 05, 2011 9:53 am