عالم القرن الواحد والعشرين عالم ديجيتال.. عالم رقمى.. ولأننا دائمًا سباقون, اكتب لكم هذا الموضوع الذى يتعامل مع محدثات العصر "الرقمية".
وأهم هذه المحدثات هى هذا الجهاز الصغير الذى عرفناه فى عالمنا العربى باسمه الذى جاء به إلينا من الغرب: الريسيفر.. هذا الجهاز صغير الحجم متعدد الوظائف.. أو هذا الريسيفر الذى جعل من العالم قرية صغيرة, فخطا به أولى الخطوات نحو العولمة والاندماج الثقافى.
قررنا أن نقتحم هذا الجهاز الساحر العجيب, ونكتشف معكم عالم الريسيفر الرقمى.. ونصل معًا إلى إجابات عن أسئلة شائعة تترد وتجول فى أذهان البعض.. ومنها على سبيل المثال وليس الحصر:
- كيف تعمل القطع الإليكترونية فى الدائرة الرئيسية لجهاز الريسيفر لتكون منظومة كاملة الوظائف.
- كيفية الربط بين قارئ البطاقات الذكية "Smart Card Reader" وعمل منظومة الريسيفر.. والتى يمكننا من خلالها فك تشفير القنوات الخاصة.
- المستلزمات التى تتطلبها عملية ترقية البرامج التشغيلية "Software Upgrade" وزيادة قدراتها البرامجية لفك القنوات المشفرة.
- الإضافات التى تدخلها الشركات المصنعة كل يوم على أجهزة الريسيفر لتزيد من إمكانياتها الخدمية.. وتزيد شكلها جمالاً للمستهلك والمستخدم العادى.. وكذا تزيد من تعقيد الدائرة السحرية للريسيفر "اللوحة الأم" أمام الهواة والمحترفين حتى تنفرد بميزات الخدمة والصيانة وتسويق الجديد.
- إضافة بعض المميزات لأجهزة الريسيفر مثل تركيب قرص صلب "Hard disk" يتيح للفيديو الرقمى التخزين أو الدخول على الانترنت عبر الأقمار الصناعية مباشرة.
كل هذه الخبايا والأسرار سوف نكشف عنها من أجل الوصول ـ معًا ـ إلى الطرق الصحيحة لتشغيل وصيانة الريسيفر وغيره من الأجهزة الرقمية، ولنبدأ بإلقاء نظرة عامة على الرسم التخطيطى "Block diagram" للريسيفر لنصل من خلاله إلى اكتشاف أجزاء الجهاز التى تتصل ببعضها البعض كما فى المخطط التالى:


وفي البداية يجب علينا أولا أن أعطيكم فكرة مبسطة توضح دور هذه الأجزاء وتركيبها الداخلى:



1- وحدة Power supply المسؤوله عن توفير الطاقة لعمل الوحدات الإلكترونية .


2- دائرة الواجهة الأمامية ووحدة العرض على شاشة الريسيفر Front panel display والتي من خلالها نستطيع معرفة رقم القناه الحاليه أو الساعة في حالة Standby واحيانا يكتب عليها كلمات مثل كلمة boot عند بدأ التشغيل . ويوجد بها ايضا مفاتيح للقنوات والصوت والباور .

3- وحد الذاكرة الدائمة Flash memory المخصصة لتخزين البرنامج التشغيلي للريسيفر وهي مجال أسئلة العديد من المبتدئين لأنها تسبب لهم العديد من المشاكل عند التحديث.. ولهذا السبب فهم دائمًا ما يتلهفون علي معرفتها.

4- وحدة الذاكرة المؤقتة SRAM أو DRAM والتي يتم نقل البرنامج التشغيلي اليها بواسطة البوت لودر " جزء من البرنامج التشغيلي الموجود في الفلاش ميموري" لتنفيذه من قبل البروسيسور .

5- وحدة الـ Tuner المسئولة عن تحليل الإشارة المستقبلة من وحدة LNB علي طبق الاستقبال وبدورها تقوم بنقل البيانات الي البروسيسور .

6- وحدة المعالجة الرئيسية Processor وهى بمثابة العقل المدبر والمنظم لعمل القطع الإلكترونية داخل الدائرة الرئيسية وهى تصنع فى عدة شركات.. ومن موديلاتها :
Sti5512 ? Sti5518 ? Sti5510 ? SC2000 ? IBM set top box ? LSI?.!


· تعتبر هذه الوحدة مثل الدائرة المجمعة ((Chipset فى أجهزة الكمبيوتر العادية.. وهى ليست فقط معالج مركزى لكنها تحمل بداخلها معالجًا مركزيًا Processor من نوع (ST20 )32 بت وبسرعة 81 ميجاهرتز يعمل على مذبذب(Crystal OSC) منخفض السرعة 27 ميجاهرتز كما تحتوى هذه ال chipset على دوائر عديدة اخري مثل:
- منفذ الكوم RS232
- mart Cards interface تقوم باستقبال البيانات وتتحكم فى عمل الكروت التى تتم قراءتها بواسطة وحدة قارئ البطاقة الذكية.
- Front End link interface وهى الوحدة المسئولة عن توصيل القرص الصلب (الهارد ديسك) أو الـ DVD مثل الـIDEالموجودة فى الكمبيوتر.. وهذا مستخدم فى الأجهزة التى تحتوى على هارد ديسك PVR.
- Shared SDRAM interface وهذا الجزء خاص بوحدة الذاكرة المؤقتة.. ويسع حوالى 32 ميجا بايت من الذاكرة.
- منفذ الفيديو الرقمى والتماثلى.
- منفذ الصوت.
- TAG debugging interface هذا الجزء لا يرغب الفنيون فى الحديث عنه.
- وحدة Mpeg decoder لمعالجة الصوت والفيديو الرقمى.

7- قارئ البطاقة الذكية أو الكامة المدمجة ووحدة الكامات الخارجية والتي عن طريقها يمكن تشغيل الكروت لفك الشفرات.
8- الهارديسك المستخدم لتسجيل الفيديو الرقمي Mpeg وهو يشبه الموجود في أجهزة الكمبيوتر ونظم تعديل الاجهزة حتي يصلح اضافة هاردسيك لها .
9- الانترنت عبر الساتلايت باستخدام اجهزة الاستقبال الرقمي مثل النيوشن بوكس ونوكيا وغيرها من الاجهزة

شاشة العرض والمفاتيح " الواجهة الأمامية "

تناولنا أحبائي الكرام في المحاضرة الأولى الجزء الأول من الريسيفر وهي دائرة الباور والآن نتناول سويا الجزء الثاني وهو " دائرة الواجهة الأمامية " .


تكمن أهمية هذا الجزء في إضفاء روح الوجود للريسيفر وبيان حالته من رقم القناة الحالية علي شاشة العرض وبيان لمبة " LED " خاصة بالإشارة إن وجدت وأخري لحالة الريسيفر " Standby mode " إن وجدت أيضا وأخري تبين وجود كارد أو لا إن وجدت أيضا ومفاتيح للتحكم منها للقنوات والصوت و .... وكلنا نري هذا بوضوح كما نعلم جميعا .
أولا : كاشف إشارة الريموت "IR remote detector " :-هذا الجزء يقوم بالتقاط إشارة الريموت وتقويتها ثم إرسالها مباشرة إلى البروسيسور.
وغالبا لا يحدث أي أعطال في هذه القطعة .


هذه الوحدة عبارة عن ترانزيستور ذو قاعدة "Base " تتأثر بالأشعة تحت الحمراء ذات الطول الموجي من 20 إلى 50 ك.هيرتز ويتم تكبيرها بواسطة ترانزيستور آخر في نفس الوحدة ترسم بالضبط الإشارة المطلوبة .
هذه الإشارات التي يتم التقاطها هي عبارة عن ترجمة لمفاتيح الريموت كنترول تصل إلى البروسيسور ويتم تحليلها لمعرفة وظيفة المفتاح الذي تم ضغطه وتنفيذ الأمر مباشرة بواسطة البروسيسور.
ثانيا : شاشة العرض والمفاتيح :-

ينقسم التحكم في شاشة العرض والمفاتيح في دائرة الواجهة الأمامية إلى نوعين هما :
النوع الأول : التحكم عن طريق معالج مايكرو خاص بدائرة الواجهة الأمامية "Front panel " .
النوع الثاني : التحكم عن طريق بروسيسور الريسيفر نفسه مع وجود بعض الأيسيهات الأخرى.
النوع الأول من التحكم موجود في ريسفرات أمثال : الهيوماكس OAK Model والنوكيا والهيومانس وغيرها ويوجد بها Micro Controller مثل Pic أو غيرها التولي التحكم في عمل دائرة الواجهة الأمامية.

والنوع الثاني يعتمد مباشرة علي البروسيسور ومنها أجهزة الأسترا وستارسات وترومان وغيرها.
وسوف نبدأ بالنوع الأول لانه يعتبر مستقل نسبيا عن الريسيفر.
(1) التحكم عن طريق Micro Controller
نعلم جميعا أن دائرة الواجهة الأمامية تحتوي علي مفاتيح وبعض لمبات البيان من نوع Led وأيضا تحتوي علي شاشة تعرض أربعة أرقام هي من نوع " 7 Segment display " كما هو مبين في الشكل التالي :


- تتكون كل وحدة 7Segment التي تعرض الرقم من سبعة شرائح" Segments " كل segment عبارة عن دايود مشع للضوء Led مرتبه بحيث تشكل الرقم 8 بالإنجليزية .
- ونعطي كل شريحة حرف بالترتيب حتى يسهل التعرف عليه وتمييزه من قبل المايكرو الذي يتحكم فيها.


- يوجد لكل شريحة طرفان موجب وسالب ويتم ربط الطرف الموجب لكل الشرائح في طرف واحد ويخرج سبعة أطراف سالبة للوحدة بأكملها وتسمي في هذه الحالة " Common Anode " أما إذا كان العكس فتسمي " Common cathode " .
- أي انه يخرج من كل وحدة عرض رقم واحد تسعة أطراف عبارة عن طرف موجب مشترك و8 أطراف سالبة سبعة لشرائح الرقم وواحدة للعلامة العشرية .
- في حالة دائرة الواجهة الأمامية يوجد وحدة أرقام مكونه من أربعة أرقام وهي علي الشكل التالي :



كما نري بالشكل (5) أن عدد الأطراف هو 12 يمثل أربعة أطراف منها الخطوط المشتركة لكل وحدة رقم والأخرى كما هو مبين يمثل الشرائح وكل الشرائح التي تحمل نف الحرف مربوطة مع بعضها " SA" هي عبارة عن الشريحة A في الأربعة أرقام .


- فمثلا إذا أردنا كتابة رقم معين مثل الرقم 3 مثلا علي خانة الآحاد يتم أولا توصيل الطرف LED3 بالموجب والأطراف a,b,c,d,g بالسالب فيتم كتابة الرقم 3 .
- في هذه الحالة إذا تركنا الأطراف الأخرى LED0-LED1-LED2 غير موصلة فلن تضيء ولن تكتب أي أرقام .


- إذا تم توصيل الأطراف الثلاثة بالموجب أيضا فوف تكتب نفس الرقم لأنها جميع الشرائح بها موصلها بمثيلاتها .

إذا : كيف يتم كتابة الأربعة أرقام بصورة مختلفة ؟
هذا ما سوف نجيب عليه الآن .
Multiplexing 7Segment display
· في هذه الطريقة يتم كتابة الرقم المطلوب " مثلا 2005 " بهذه الطريقة :
1- يتم كتابة الرقم 5 في خانة الآحاد أولا بنفس الطريقة السابقة والخانات الأخرى مطفأة .
2- بعد ذلك يتم فصل الآحاد LED3=0Volt ثم كتابة الرقم 0 علي خانة العشرات والباقي مطفأ?Led0, led1,led3 = 0 volt " .
3- يتم فصل خانة العشرات ثم كتابة الرقم 0 علي خانة المئات مثلما سبق.
4- يتم فصل خانة المئات ثم كتابة الرقم 2 في خانة الآلاف كما سبق أيضا .

ونلاحظ الآتي :
- يتم كتابة رقم واحد فقط من الأرقام الأربعة المطلوب كتابتها .
- أي 5 ثم 0 ثم 0 ثم 2 ولكن تكتب الأرقام بالتتالي ولكن بسرعة كبيرة لا تلاحظها العين المجردة والسرعة تصل إلى 50 مرة في الثانية للرقم الواحد أي بمعدل 200 مرة للأرقام الأربعة " 200Hz" وهذا يشبه إضاءة المصباح الكهربائي العادي لانه في حقيقة الامر يطفئ ويضيء 50 مر في الثانية الواحدة بسبب الجهد المتردد العادي لكن لا نلاحظ ذلك بالعين المجردة .
لذلك يتطلب الأمر ما يسمي بالمعالج الرقمي Micro Controller ليقوم بهذه المهمة بواسطة برنامج يتم كتابته وتحميله علي هذا المعالج ليقوم بدور العرض بهذه الطريقة.
واليكم مثالا لذلك :



- لنسهل الأمر علينا جميعا سوف نعتبر الأمثلة تجربة عمليه ونقوم بشرحها :
- لدينا الآن Led Module كما بالصورة من نوع common Cathode " الخط المشترك هو السالب " تم توصيل الأطراف الموجبة " الشرائح من A الي G " بالبورت B من المايكرو كنترولر وهو المسؤول عن كتابة الرقم المطلوب .
- أما الأطراف المشتركة فتم توصيلها بالبورت A لعمل Scanning لها " أي عمل مسح لها
- المقصود بكلمة " مسح " هو تشغيل رقم واحد فقط ثم التالي وهكذا بسرعة 200 مرة في الثانية للأرقام الأربعة.

بالطبع يمكن تنفيذ مثل هذه الدوائر بصورة صحيحة وسوف ارفق الدوائر والملفات بعد المحاضرة .
إلا أن المهم هو كيفية عمل هذه الدائرة .
ويمكن أيضا لهذا المايكرو تنفيذ مهمة المفاتيح الموجودة بدائرة الواجهة الأمامية Front panel مع القيام بعملية العرض علي شاشة الأرقام واليكم المثال علي ذلك :



في هذه الحالة تم وضع مفاتيح مع الأرقام ويتم أيضا عمل مسح لها بمعدل 50 مرة في الثانية في اللحظة الانتقالية بين الأرقام .

إذا نظرنا إلى الشكل السابق نجد انه يتم عملية المسح Scanning لشاشة الأرقام والمفاتيح معا بهذه الطريقة :
1- يتم عمل scan لشاشة الأرقام ويكون البورت A,B في حالة الخرج output ويتم كتابة الأرقام .
2- في لحظه انطفاء الشاشة يتم فصل البورت A نهائيا وينقسم البورت B إلى نصفين الأول في حالة الخرج Output والثاني في حالة الدخل Input .
3- كما نلاحظ أن المفاتيح علي هيئة مصفوفة 4×4 تعطي 16 مفتاح ويتم التعرف علي المفتاح المضغوط هكذا :
- يوضع الطرف RB4 في حالة الخرج ويكون الخرج Logic 1 أي Vcc أو 5 فولت مثلا وباقي الأطراف RB5,RB6,RB7 = 0 .
- كما ذكرنا يوضع النصف الآخر من البورت B وهو RB0,RB1,RB2,RB3 في حالة الدخل INPUT ويكون في حالة انتظار الضغط علي أي مفتاح.
- في حالة RB4=1 يتم وضع المفاتيح 0و1و2و3 في حالة استعداد فإذا تم الضغط علي 2 مثلا يكون الطرفان(RB1,RB4=1 ) والباقي RB0,RB2,RB3,RB5,RB6,RB7=0 فيتم التعرف علي المفتاح الذي تم ضغطه .
- ثم ينتقل المسح بوضع RB4=0 والانتقال إلى RB5=1 ويكون الصف الآخر من المفاتيح في حالة الاستعداد وهكذا .

وهذا ما يتم تنفيذه بالضبط من الواجهة الأمامية باستثناء أن عدد المفاتيح لا يزيد علي سبعة مفاتيح ولذلك تكون علي هيئة مصفوفة 2×4 فقط .
وبالتأكيد يمكن إضافة أشياء أخرى مثل ساعة رقمية مستقلة عن الريسيفر يتم تشغيلها أثناء وضع Standby للريسيفر والعديد من المهام أيضا.

ويمتاز هذا النوع من التحكم بالاستقلالية في عمله وتوفير أطراف البروسيسور لمهام أخرى والقيام بالعديد من المهام.
أيضا تمتاز هذه الطريقة بعدم انشغال البروسيسور بعرض البيانات علي شاشة العرض بصفة مستمرة ولكن يقوم فقط بإعطاء أوامر للمايكرو الموجود في البانل لتولي مهمة عرض البيانات مما يتيح الفرصة والوقت الأكبر للبروسيسور لعمل مهام اكبر بكثير من دور العرض أو الكشف عن حالة المفاتيح في الواجهة الأمامية .
وعند الضغط علي أي مفتاح " تغير حالة المفاتيح " يقوم المايكرو كونترولر بتنبيه البروسيسور للحالة الجديدة فقط ليقوم بتنفيذها .
ويتم الربط بين الواجهة الأمامية والبروسيسور غالبا بعدة أطراف هي SDA (serial data) و SCL (serial clock) و Gnd و Vcc و IR وهذا ما يساعد علي التقليل من الأطراف .
(2) التحكم عن طريق البروسيسور

في هذه الطريقة يتم العرض علي الشاشة وكشف حالة المفاتيح من البروسيسور مباشرة دون أي وسيط وكأنه تم استبدال المايكرو في الحالة الأولى بجزء من البروسيسور PORT Output .
وهنا يتم محاولة تخفيض عدد الأطراف أيضا وربما وظائف بعدد الأطراف لتعمل علي نظام الأوامر في بعض الأحيان .
ويتم استخدام ما يسمي Shift Register لتخزين الحالة الأخيرة لقيم البيانات للعرض وتعمل علي نظام نقل البيانات التسلسلي .



· يتم التعامل مع البانل بعدة أطراف تخرج من البروسيسور وهي : Key0-Key1-SDA-SCL-A-B-C-D-IR .
· يتم إرسال البيانات إلى الـregister تسلسليا عبر الطرف SDA ويجب توفر النبضات التسلسلية أيضا SCL إلى ايسي الـ Register حتى يستطيع تنفيذ مهمته .
· ويقوم الـ Register بتحويل البيانات من النظام التسلسلي Serial data الي النظام المتوازي Parallel data لتوصيلها إلى شاشة العرض مباشرة وهكذا بواسطة طرفين فقط تم نقل البيانات كاملة.
· بواسطة الأطراف A-B-C-D يتم المسح عن حالة المفاتيح وشاشة العرض.
· وعن طريق الطرفين Key0-Key1 يتم معرفة حالة المفتاح الذي تم الضغط عليه ونقلها إلى البروسيسور لتنفيذ الأمر

 

ماأجمل تلك المشاعر التي

خطها لنا قلمكِ الجميل هنا

لقد كتبتِ وابدعتِ

كم كانت كلماتكِ رائعه في معانيها

دائمآ في صعود للقمه

 

مشكور اخوي
ما قصرت بالطرح المميز

استمر في ابداعك

ابن الاردن