المفاتيح الكهربية (Switches)

مقدمة

تعتبر المفاتيح الكهربية أحد المكونات الإلكترونية الأساسية في الدوائر الكهربية والتي لا يتم الالتفات إليها كثيراً.

لا تتطلب المفاتيح أية معادلات صعبة أو معقدة لتشغيلها. بل كل ما يجب فعله هو الاختيار ما بين فتح أو قفل الدائرة (أي جعلها دائرة مفتوحة أو دائرة قصر). أمر بسيط للغاية. لكننا في الواقع لا يمكن أن نعيش بدون تلك المفاتيح، فبدونها تكون الدوائر الكهربية مصمتة بدون قدرة للمستخدم على التحكم فيها. هل يمكنك تخيل ذلك؟ أو تخيل وجود آلة قاتلة لا يمكن التحكم فيها!

محتويات هذا الدرس

• المفاتيح اللحظية والمفاتيح المستمرة
• ما هي مفاتيح SPST، SPDT، DPDT… وماذا تعني مسمياتها؟
• الفرق بين المفاتيح المفتوحة عادة والمفاتيح المغلقة عادة
• العديد من الصور والأشكال الرائعة للمفاتيح
• تصنيف المفاتيح الكهربية
• تطبيقات المفاتيح الكهربية

مواضيع مقترحة للقراءة

قبل الخوض في هذا الدرس، تأكد من أنك لديك معرفة كافية بأساسيات الإلكترونيات. إذا لم تكن لديك معرفة كافية بالمفاهيم الآتية فعليك قراءة الدروس الخاصة بها أولاً، ثم عد إلى درسنا هذا.

• ما هي الدائرة الكهربية (Circuit)؟ خاصة الجزء الخاص بالفرق بين الدائرة المفتوحة والدائرة المغلقة.
• الجهد (Voltage)، التيار (Current)، المقاومة (Resistance)، وقانون أوم (Ohm’s Law)
• القدرة الكهربية (Power)
• كيفية استخدام المقياس المتعدد (الملتيميتر) (Multimeter) (قريباً)
• النظم الثنائية (Binary) (قريباً)

ما هو المفتاح الكهربي؟

المفتاح الكهربي هو مُكوِّن يقوم بالتحكم في انفتاح أو انغلاق الدائرة الكهربية. فهو يسمح بالتحكم في سريان التيار الكهربي خلال الدوائر (بدون الحاجة لأن تقوم بتوصيل أو فك الأسلاك يدوياً). وتُعد المفاتيح الكهربية مكونات هامة في أي دائرة كهربية تتطلب تفاعل أو تحكم المستخدم.

لا يمكن للمفتاح الكهربي أن يتواجد إلا على إحدى حالتين؛ إما مفتوح وإما مغلق. في حالة الإيقاف (off) يكون المفتاح مثل فجوة في الدائرة الكهربية، وبالتالي تكون الدائرة مفتوحة (open circuit) مما يمنع سريان الكهربي خلالها.

أما في حالة التشغيل (on) يكون المفتاح الكهربي مثل قطعة من السلك الموصل للكهرباء، وبالتالي تكون الدائرة مغلقة وتصبح دائرة قصر (short circuit)، وبالتالي يسمح بمرور التيار الكهربي خلال الدائرة بدون أي إعاقة إلى باقي النظام.

مخطط لدائرة كهربية تحتوي على ديود ضوئي (LED)، مقاوم (resistor)، ومفتاح. عندما يتم غلق المفتاح يسري التيار خلال الدائرة ويضيء الديود الضوئي. أما عندما يكون مفتوحاً لا يسري التيار، ولا تصل الطاقة إلى الديود الضوئي.

يوجد العديد والعديد من أنواع المفاتيح الكهربية المتنوعة مثل: المفتاح التقليدي (toggle switch)، المفتاح الدوار (rotary switch)، مفتاح DIP، المفتاح الضاغط (push-button switch)/IPفتاح حitchوار () مفاتيحلطاقة إلى الديود الضوئي.بدون أي إعاقة إلى باقي النظام. ()، المفتاح القلاب (rocker switch)، المفتاح الغشائي (membrane switch)… والقائمة تطول إلى ما لا نهاية. كل نوع من أنواع هذه المفاتيح له مجموعة من السمات الفريدة التي تميزه عن الأنواع الأخرى. هذه السمات تشمل أشياء مثل الإجراء المطلوب لتغيير حالة المفتاح (تفعيله)، أو عدد الدوائر الكهربية التي يمكن أن يتحكم بها المفتاح. في الجزء التالي سنذكر المزيد من السمات الأساسية للمفاتيح الكهربية.

السمات المُمَيِّزة:

طريقة التفعيل (actuation method)

لكي يتم التغيير من حالة إلى أخرى لا بد أن يتم تفعيل المفتاح الكهربي. يتم ذلك من خلال إجراء فيزيائي لتغيير حالة المفتاح. طريقة التفعيل الخاصة بالمفتاح الكهربي هي أحد أهم السمات المُمَيِّزة له.

بعض أنواع المفاتيح الكهربية. مفتاح مغناطيسي (magnetic switch)، مفتاح انزلاقي (slide switch)، مفتاح قلاب و مفتاح ضاغط

تفعيل المفاتيح الكهربية يمكن أن يتم من خلال الضغط أو الانزلاق أو التبديل أو التدوير أو السحب أو إدارة مفتاح أو التسخين أو المغنطة أو الجذب …. أو أي فعل فيزيائي آخر يتسبب في توصيل أو فصل الروابط الميكانيكية الموجودة بداخل المفتاح.

المفاتيح اللحظية (Momentary) والمفاتيح المستمرة (Maintained)

جميع المفاتيح الكهربية يتم تصنيفها إلى نوعين: لحظية أو مستمرة.

المفاتيح المستمرة (مثل مفاتيح الإنارة الموجودة على حوائط منزلك) تبقى على حالة واحدة حتى يتم تفعيلها لتغيير حالتها، ثم تبقى على الحالة الجديدة حتى يتم تفعيلها مرة أخرى. هذه المفاتيح يُطلق عليها أيضاً المفاتيح التقليدية (toggle switches) أو مفاتيح ON/OFF.

أما المفاتيح اللحظية فهي مفاتيح تكون نشطة بينما يتم تفعيلها باستمرار (مثل جرس الباب الذي يرن أثناء الضغط عليه فقط). بينما إذا لم يتم تفعيلها تبقى في وضع الإيقاف (off). يوجد أمامك الآن في لوحة مفاتيح الكمبيوتر الكثير من تلك المفاتيح اللحظية.

توضيح: معظم المفاتيح التي نشير إليها باللفظ “أزرار (buttons)” هي من النوع اللحظي. تفعيل أي زر يتطلب غالباً أن يتم الضغط عليه باستمرار، أي يتم التحكم فيه بشكل لحظي. هناك أيضاً أزرار مستمرة (maintained buttons)، ولكن في هذا الدرس عندما نتحدث عن الأزرار فنحن نعني بذلك المفاتيح الضاغطة اللحظية.

طرق التثبيت (Mounting)

مثل معظم المكونات الكهربية الأخرى تكون المفاتيح الكهربية إما سطحية (surface mount (SMD)) أو يتم تثبيتها عبر الثقوب (through hole (PTH)). وعادة ما تكون المفاتيح التي يتم تثبيتها عبر الثقوب أكبر في الحجم. وتوجد بعض المفاتيح يتم تصميمها لكي تتناسب مع ألواح التجارب (breadboards) من أجل عمل النماذج الأولية (prototyping) بسهولة.

هذه الأزرار اللمسية (tactile buttons) يتم تثبيتها عبر الثقوب وتتناسب بشكل كامل مع لوح التجارب. رائعة جداً لعمل النماذج الأولية!

عادة ما تكون المفاتيح الكهربية السطحية أصغر في الحجم من المفاتيح التي يتم تثبيتها عبر الثقوب. يتم وضع المفاتيح السطحية بشكل مستوٍ أعلى اللوحات الإلكترونية المطبوعة، وهي تطلب الضغط بشكل خفيف، لأنها ليست مصممة لكي تتحمل قوة ضغط كبيرة مثل المفاتيح المثبتة عبر الثقوب.

يحتوي أردوينو برو (Arduino Pro) على مفتاحين سطحيين: مفتاح انزلاقي للتحكم في الطاقة، ومفتاح ضاغط للتحكم في إعادة الضبط.

توجد أيضاً مفاتيح يتم تثبيتها على لوح (Panel mount switches) مصممة لكي تُثبت خارج صندوق أو حاوية، وهي طريقة تثبيت شائعة، لأنه من الصعب أن تقوم باستخدام مفتاح موضوع بداخل حاوية مختفياً بين العديد من المكونات الأخرى. تلك المفاتيح يمكن تثبيتها على الألواح بالعديد من الطرق: التثبيت السطحي أو التثبيت عبر الثقوب، أو يتم لحامها مع أسلاك باستخدام عروات (lugs) متينة.

مفتاح تقليدي مضيء مثبت على لوح

أحد الصفات الأساسية للمفاتيح التي تحتاج درساً مستقلاً لشرحها هي ترتيب الدوائر الداخلية للمفاتيح. سنتعرف على ذلك الآن.

نقاط التلامس (poles) والتحويلات (throws)، المفاتيح المفتوحة (open) والمفاتيح المغلقة (closed)

لا بد أن يحتوي المفتاح على طرفين على الأقل، أحدهما لكي يسري التيار بداخله والآخر لكي يخرج منه. لكن هذا يعبر عن أبسط أنواع المفاتيح. في أغلب الأحيان يحتوي المفتاح على أكثر من منفذين، ولكن كيف تتوافق هذه الأطراف مع طريقة العمل الداخلية للمفاتيح؟ هنا تأتي أهمية معرفة عدد نقاط التلامس والتحويلات الموجودة بالمفتاح.

عدد نقاط التلامس في المفتاح يحدد عدد الدوائر المنفصلة التي يمكن أن يتحكم بها المفتاح. فالمفتاح الذي يحتوي على نقطة تلامس واحدة يمكن أن يؤثر على دائرة واحدة، بينما المفتاح الذي يحتوي على أربع نقاط تلامس يمكن أن يتحكم في أربعة دوائر مختلفة بشكل منفرد.

أما عدد تحويلات المفتاح فيحدد عدد المواضع التي يمكن توصيل كل نقطة من نقاط تلامس المفتاح بها. على سبيل المثال، في المفتاح الذي يحتوي على تحويلتين يمكن توصيل كل نقطة تلامس بأحد طرفين اثنين.

يمكن تصنيف المفاتيح بمزيد من الدقة بمعرفة عدد نقاط التلامس والتحويلات التي تحتوي عليها. ستقابل باستمرار أثناء عملك في مجال الإلكترونيات مفاتيح تحتوي على “نقطة تلامس واحدة وتحويلة واحدة (single-pole, single-throw)”، “نقطة تلامس واحدة وتحويلتين (single-pole, double-throw)”، “نقطتي تلامس وتحويلتين (double-pole, double-throw)”، والتي غالباً ما يتم اختصارها إلى SPST، SPDT، DPDT على الترتيب.

مفتاح يحتوي على نقطة تلامس واحدة وتحويلة واحدة (SPST)

هذا النوع هو أبسط أنواع المفاتيح عموماً، فهو يحتوي على منفذ دخل (input) واحد ومنفذ خرج (output) واحد. هذا المفتاح إما أن يكون مغلق أو مفصول بشكل كامل. وهو مناسب جداً للتطبيقات التي تطلب إحدى الحالتين on-off فقط,، كما أنه أحد أكثر المفاتيح المستمرة شيوعاً، ولا يتم توصيله سوى بطرفين فقط.

الرمز المستخدم للدلالة على مفتاح SPST في الدوائر الكهربية في الوضع off، ومفتاح قلاب SPST مستمر يتم تثبيته عبر الثقوب.

مفتاح يحتوي على نقطة تلامس واحدة وتحويلتين (SPDT)

يعد مفتاح SPDT أحد أنواع المفاتيح الشائعة الأخرى. هذا المفتاح يحتوي على ثلاثة أطراف: منفذ مشترك ومنفذين آخرين يتبادلان التوصيل مع المنفذ المشترك. مفتاح SPDT مناسب للغاية للاختيار من بين مصدري طاقة أو مدخلات تبادلية أو أي تطبيق آخر يتطلب توصيل دائرة واحدة من بين دائرتين اثنين. أبسط المفاتيح الانزلاقية هي من النوع SPDT. وتحتوي مفاتيح SPDT غالباً على ثلاثة أطراف. (ملحوظة: يمكن تحويل مفتاح SPDT إلى مفتاح SPST من خلال ترك أحد تحويلات المفتاح غير موصل).

رمز مفتاح SPDT في الدوائر الكهربية، ومفتاح SPDT انزلاقي

مفتاح يحتوي على نقطتي تلامس وتحويلتين (DPDT)

بإضافة نقطة تلامس إلى مفتاح SPDT ينتج لدينا مفتاح كهربي يحتوي على نقطتي تلامس وتحويلتين (DPDT). هذا المفاتح يعادل مفتاحين SPDT، أي يمكنه التحكم في دائرتين كهربيتين، ولكن لا بد أن يتم تشغيلهما أو إيقافهما معاً. وتحتوي مفاتيح DPDT على ستة أطراف.

رمز مفتاح DPDT في الدوائر الكهربية، ومفتاح SPDT قلاب ذو ستة أطراف

مفتاح يحتوي على أي عدد من نقاط التلامس أو التحويلات (XPXT)

المفاتيح التي تحتوي على أكثر من نقطتي تلامس أو تحويلتين ليست شائعة الاستخدام، ولكنها موجودة (تتميز بشكلها الغريب وصعوبة توصيلها). عندما يحتوي المفتاح على أكثر من نقطتي تلامس أو تحويلتين نقوم بكتابة عدد نقاط التلامس مكان (x) وعدد التحويلات مكان (y) في الاختصار (XPXT). الشكل التالي يوضح مفتاح 4PDT (يحتوي على أربع نقاط تلامس وتحويلتين) يمكن من خلاله التحكم في أربع دوائر مختلفة مع وجود موضعين متاحين لكل دائرة.

رمز مفتاح 4PDT في الدوائر الكهربية، ومفتاح 4PDT تقليدي

المفاتيح المفتوحة عادة (Normally Open)، والمفاتيح المغلقة عادة (Normally Closed)

عندما لا يتم تفعيل مفتاح لحظي ما فإنه يكون في حالته المعتادة (normal state). المفتاح في هذه الحالة المعتادة يمكن أن يكون مفتوحاً أو مغلقاً بناءً على تركيبه الداخلي. إذا كان المفتاح مفتوحاً حتى يتم تفعيله يُطلق عليه مفتاح مفتوح عادة (وتُختصر NO). بتفعيل مفتاح NO تصبح الدائرة مغلقة، ولهذا يُطلق على تلك المفاتيح (اضغط للتوصيل (push-to-make)).

في المقابل إذا كان المفتاح يعمل كدائرة قصر (short circuit) حتى يتم تفعيله يُطلق عليه مفتاح مُغلق عادة (وتُختصر NC). بتفعيل مفاتيح NC تصبح الدائرة مفتوحة، ولهذا يطلق عليها مفاتيح (اضغط للإيقاف (push-to-break)).

أكثر ما ستقابله من بين هذين النوعين هي المفاتيح اللحظية المفتوحة عادة.

المفاتيح اللحظية (Momentary Switches)

المفاتيح اللحظية هي مفاتيح تبقى على حالة واحدة طالما لا يتم تفعيلها (سواء عن طريق الضغط عليها أو سحبها أو مغنطتها أو أي طريقة تفعيل أخرى بشرط أن يكون التفعيل مستمر). أكثر الاستخدامات شيوعاً للمفاتيح اللحظية هي الحالات التي تتطلب مدخلات على فترات متقطعة من المستخدم؛ مثل أزرار لوحة المفاتيح أو أزرار إعادة الضبط.

أمثلة على المفاتيح اللحظية

المفتاح الضاغط (push-button)

المفاتيح الضاغطة هي النوع التقليدي من المفاتيح اللحظية. هذه المفاتيح يكون لها استجابة انضغاطية عند الضغط عليها (أي تتحرك للداخل). ولها العديد من الأشكال: كبيرة، صغيرة، ملونة ، مضيئة (عندما يوجد ديود ضوئي بداخل الزر). هذه المفاتيح يمكن أن تكون سطحية أو يتم تثبيتها عبر الثقوب أو على لوح.

مجموعة متنوعة من المفاتيح الضاغطة. من أعلى اليسار مع عقارب الساعة: مفتاح أزرق، مفتاح وردي، مفتاح 12 مليمتر، مفتاح ذو غطاء أبيض، مفتاح برتقالي مضيء، مفتاح قائم الزاوية، مفتاح يتم تثبيته على لوح، مفتاح ضاغط مُصغر.

مصفوفات الأزرار (Button Matrices)

توجد مصفوفات كبيرة من الأزرار اللحظية، مثل لوحة المفاتيح الخاصة بالحاسوب أو لوحة الأرقام المصغرة مثل الموجودة في الآلات الحاسبة. في هذه الحالة يتم ترتيب المفاتيح في مصفوفة كبيرة، وكل زر على اللوحة يكون له صف وعمود محددان. بعد ذلك تتم معالجة الضغطات التي تحدث على تلك الأزرار من خلال متحكم دقيق (microcontroller).

أنواع أخرى

لا تطلب المفاتيح اللحظية أن يتم تفعيلها من خلال الضغط لأسفل؛ هناك أنواع أخرى تطلب الضغط بشكل جانبي، مثل طريقة التحكم في عصا التحكم (joystick).

عصا تحكم تستخدم أربعة مفاتيح دقيقة (microswitches) لاستشعار الحركات لليمين واليسار وأعلى وأسفل. المفتاح السطحي الصغير هو مفتاح SP5T اتجاهي (يستشعر الحركات لأعلى وأسفل ولليسار واليمين بالإضافة لضغطه لأسفل)

هناك أيضاً المفتاح المغناطيسي (reed switch) الذي ينفتح أو ينغلق عند تعريضه لمجال مغناطيسي. وهذا ملائم جداً لعمل مفاتيح تعمل بدون لمس.

زوج من المفاتيح المغناطيسية: أحدهما غير معزول (بالأسفل)، والآخر معزول.

المفاتيح المستمرة (Maintained Switches)

تبقى المفاتيح المستمرة على حالتها حتى يتم تفعيلها للانتقال لحالة أخرى، ثم تبقى على هذه الحالة الجديدة إلى أن يتم تفعيلها مجدداً وهكذا. أقرب مثال منك هو مفتاح تشغيل وإطفاء المصباح في المنزل. المفاتيح المستمرة مناسبة للاستعمال في التطبيقات التي تتطلب البقاء على حالة ثابتة لمدة طويلة (مثل إبقاء المصباح مضاء، فلا يصح مثلاً أن تستمر في الضغط على زر الإضاءة باستمرار لتجعل المصباح مضاء (هذا يحدث في حالة استخدام مفتاح لحظي)).

أمثلة على المفاتيح المستمرة

المفتاح الانزلاقي (Slide Switch):

هل تحتاج لمفتاح تشغيل وإيقاف (ON/OFF) بسيط بدون أي إضافات؟ أفضل ما يناسبك هو المفتاح الانزلاقي. هذه المفاتيح يوجد بها نتوء صغير يبرز من المفتاح وينزلق عبر جسم المفتاح إلى أحد موضعي أو ربما أكثر من موضعين.

في الغالب تجد المفاتيح الانزلاقية من نوعية SPDT أو DPDT. ويكون الطرف المشترك عادة في المنتصف والموضعين الاختياريين على الطرف.

أمثلة على المفاتيح الانزلاقية: مفتاح انزلاقي صغير يتم تثبيته عبر الثقوب، مفتاح انزلاقي سطحي قائم الزاوية. مفتاح DPDT انزلاقي سطحي مثبت على لوح LilyPad.

المفتاح التقليدي (Toggle Switch)

تحتوي المفاتيح التقليدية على ذراع طويلة تتحرك حركة متأرجحة (rocking motion). عندما يتم تحريك الذراع إلى الموضع الجديد تصدر صوتاً مميزاً يشبه الفرقعة.

مفتاح تقليدي ذو غطاء (مثل المفاتيح المستخدمة في إطلاق الصواريخ).

عادة ما تكون المفاتيح التقليدية من النوع SPST (ذات طرفين) أو من النوع SPDT (ثلاثة أطراف)، ويمكن أيضاً أن توجد بأنواع أخرى تختلف في عدد نقاط التلامس والتحويلات. كذلك تكون هذه المفاتيح سطحية أو يتم تثبيتها عبر الثقوب أو يتم تثبيتها على ألواح (وهذا هو الأكثر شيوعاً).

مفتاح DIP (مفتاح الحزمة الخطية الثنائية)

مفاتيح DIP هي مفاتيح يتم تثبيتها عبر الثقوب مصممة على شكل دائرة متكاملة DIP يتم تثبيتها عبر الثقوب. ويمكن أن يتم تثبيتها في ألواح التجارب بنفس الطريقة التي يتم بها تثبيت الدوائر المتكاملة (ICs) عن طريق تثبيتها على منطقة المنتصف.

مفتاح DIP ذو ثمانية مواضع، يُستخدم للتحكم في 8 أشياء.

هذه المفاتيح عادة ما تأتي على شكل مصفوفة تحتوي على ثمانية مفاتيح أو أكثر من نوع SPST مع أذرع انزلاقية صغيرة. تم استخدام هذه المفاتيح بشكل واسع في صناعة الحواسيب في الماضي، وما زالت مفيدة للتحكم في الأجهزة بشكل مادي.

أزرار الثبوت (Latching Buttons)

ليست جميع الأزرار الضاغطة لحظية، فهناك بعض الأزرار الضاغطة تثبت في مكانها وتحافظ على حالتها حتى يتم الضغط عليها مجدداً لتعود وتثبت في الموضع الجديد. هذه المفاتيح نراها على سبيل المثال في الأجهزة الصوتية لعمل التأثيرات الصوتية المختلفة.

أنواع أخرى

لقد بدأنا بالكاد في معرفة الأنواع المختلفة الكثيرة جداً من المفاتيح الكهربية الموجودة. هناك أيضاً مفاتيح سحب ذات سلاسل (Pull-chain switches) والتي يمكن أن تمنح مشروعك شكلاً مميزاً. أيضاً توجد مفاتيح كهربية ذات مفتاح (مثل مفتاح الأقفال) (Key-switches) تستخدم عندما لا تريد لأحد غيرك أن يقوم بتشغيل مشروعك. المفاتيح الدوارة (Rotary switches) (مثل المفاتيح الموجودة على المالتيميتر) والتي تٌعتبر جهاز إدخال فريد خاصة عندما تكون بحاجة لعدد كبير من التحويلات.

لا ننسى كذلك مفتاح السكين (Knife-switch).

تطبيقات المفاتيح

التحكم في التشغيل والإيقاف (On/Off control)

أحد أهم تطبيقات المفاتيح وأكثرها شيوعاً هو التحكم في التشغيل والإيقاف، مثل ما تفعله عندما تريد إضاءة مصباح أو إطفاؤه. يمكن ببساطة استخدام مفتاح للتشغيل والإيقاف من خلال إضافة مفتاح SPST على التوالي مع مصدر الطاقة خلال الدائرة. عادة ما تكون مفاتيح التحكم في التشغيل والإيقاف من النوع المستمر، مثل المفتاح التقليدي والمفتاح الانزلاقي، وتوجد أيضاً مفاتيح تحكم في التشغيل والإيقاف من النوع اللحظي تُستخدم لأغراض معينة.

في مزود الطاقة هذا الخاص بألواح التجارب (Breadboard Power Supply) نجد مفتاح SPDT يُستخدم لتشغيل وإيقاف الدائرة. ويوجد أيضاً مفتاح SPDT آخر يُستخدم لاختيار قيمة جهد الخرج الخارج من منظم الجهد (voltage regulator) من خلال ضبط مقسم الجهد (voltage divider).

عندما تستخدم مفتاح لهذا الغرض تذكر أن كل التيار الذي يستهلكه المشروع الخاص بك يسري خلال ذلك المفتاح. من الناحية المثالية يُعتبر المفتاح موصل مثالي (perfect conductor)، لكن من الناحية الواقعية توجد كمية ضئيلة من المقاومة (resistance) بين طرفي المفتاح. نتيجة لهذه المقاومة يتم تصنيف المفاتيح تبعاً لأقصى كمية تيار يمكن أن تتحملها. عند تجاوز أقصى قيمة للتيار يمكن أن يحدث انصهار أو احتراق المفتاح.

على سبيل المثال يُعتبر مفتاح SPDT الانزلاقي رائعاً للتحكم في سريان التيار خلال المشاريع الصغيرة، لكنه ليس مناسب للتحكم في المحركات الضخمة أو في سلسلة تحتوي على 100 ديود ضوئي. وعند الحاجة للتحكم في ذلك يجب استخدام مفاتيح مثل مفتاح 4 أمبير تقليدي أو مفتاح مصباح 6 أمبير.

مدخلات المستخدم (User Input)

تعتبر مدخلات المستخدم أحد التطبيقات الشائعة للمفاتيح. على سبيل المثال إذا أردت أن تقوم بتوصيل مفتاح بمنفذ دخل متحكم دقيق (microcontroller) فكل ما تحتاجه هو عمل دائرة بسيطة مثل الدائرة التالية:

عندما يكون المفتاح مفتوح يكون المتحكم الدقيق متصلاً بالجهد 5V عبر المقاوم. وعندما يكون المفتاح مغلقاً يصبح المنفذ متصلاً بشكل مباشر بالأرضي (GND). المقاوم المستخدم في هذه الدائرة هو مقاوم رفع (pull-up resistor) يُستخدم لجعل الدخل بقيمة عالية (high) ولمنع حدوث قصر للأرضي عندما يكون المفتاح مغلق.

المصادر والمضي قدماً

حسناً، بذلك نكون قد غطينا ما يتعلق بأساسيات المفاتيح. فيما يلي بعض الدروس النظرية الأخرى التي يمكنك استكشافها (ملاحظة: معظم هذه الدروس غير موجودة الآن وسيتم نشرها تباعاً على الموقع بإذن الله):

• مقاومات الرفع (Pull-up Resistors): مقاومات الرفع تُكمّل معظم دوائر المفاتيح اللحظية. فهي تضمن عدم حدوث قصر بين الأرضي ومصدر الطاقة، وتضمن كذلك أيضاً ألاّ تصبح خطوط الإدخال والإخراج عائمة (float).
• الترانزستورات (Transistors): يمكن أيضاً أن تستخدم كنوع من المفاتيح التي يتم التحكم فيها إلكترونياً.
• المرحّلات (Relays): نوع آخر من المفاتيح التي يتم التحكم فيها بشكل إلكتروني. مناسبة للغاية لتشغيل وإيقاف دوائر القدرة العالية.
• أساسيات المعجّلات (Accelerometer Basics): معجّلات استشعار الحركة (مثل تلك الموجودة في معظم الهواتف الذكية وأجهزة تحكم ألعاب الفيديو الحديثة) هي بديل سريع وعملي للمفاتيح المملة المستخدمة في أجهزة المدخلات المعتمدة على الإنسان.
• كيف تزود مشروعك بالطاقة (How to Power a Project): ما هو نوع مصدر الطاقة الذي سيقوم المفتاح الذي تستخدمه بتشغيله وإيقافه؟

تمّت ترجمة هذه المادّة من موقع sparkfun تحت تصريح كرييتف كومّونز 3 (Creative Commons 3.0)