اقرأ في هذا المقال
- أساسيات نظام اتصالات المحور الآلي والتحكم فيه
- مبدأ عمل نظام اتصالات المحور الآلي والتحكم فيه
- تطور عمل نظام اتصالات المحور الآلي والتحكم فيه
يشتمل محور الاتصالات على وحدة إدارة الطاقة مقترنة ببطارية قابلة لإعادة الشحن، حيث عندما تقترن الأجهزة غير القابلة للإزالة، والأجهزة القابلة للإزالة بمنافذ المصب تتطلب طاقة منخفضة وتوفر وحدة إدارة الطاقة الطاقة المطلوبة وشحن البطارية القابلة لإعادة الشحن مع الطاقة من كمبيوتر مضيف.
أساسيات نظام اتصالات المحور الآلي والتحكم فيه
عندما يتطلب جهاز في أحد منافذ المصب طاقة أعلى للتشغيل بمعدل نقل بيانات أعلى تكتشف وحدة إدارة الطاقة هذا المطلب، وتوفر الطاقة من البطارية القابلة لإعادة الشحن إلى منفذ المصب المقابل للجهاز، كما يوفر مركز الاتصالات بشكل مفيد طاقة أعلى لمنافذ المصب (115 أمبير) و(120 أمبير) و(125 أمبير) و(127 أمبير) عند الحاجة ودون الحاجة إلى مصدر طاقة خارجي.
الناقل التسلسلي العالمي (USB) هو معيار اتصالات تسلسلي معروف لربط أجهزة الكمبيوتر وملحقات الكمبيوتر والأجهزة المحمولة المختلفة، مثل المساعدين الرقميين الشخصيين والكاميرات الرقمية ومعدات الفيديو الرقمية، كما يوفر معيار (USB) لكليهما ارتباط بيانات بين كمبيوتر مضيف والأجهزة الأخرى المتوافقة مع (USB) وإمداد الطاقة من الكمبيوتر المضيف للأجهزة المتصلة به.
عادةً ما يحتوي الكمبيوتر المضيف على منفذ واحد أو اثنين على الأقل من منافذ المصب، حيث يتم تعريف المصب على أنّه اتجاه تدفق البيانات من المضيف أو بعيداً عن الكمبيوتر المضيف، حيث يمكن توصيل الأجهزة المتوافقة مع (USB) عبر موصلات (USB)، ومع تزايد شعبية أجهزة (USB) تطورت الحاجة إلى عدد أكبر من منافذ (USB) للتنزيل، وهذا لأنّه عند توصيل الأجهزة بمنفذ (USB) واحد أو منفذين متاحين على جهاز كمبيوتر مضيف ويتعذر على المستخدم توصيل أي أجهزة إضافية بالمضيف.
أحد الحلول المتاحة على نطاق واسع هو محور (USB)، بحيث يتكون هذا الجهاز من منفذ واحد للتيار الرئيسي، ويشتمل على موصل (USB) ذكر يقترن بموصل (USB) أنثى بمنفذ وصول التيار على الكمبيوتر المضيف، والعديد من منافذ المصب وعادةً ما تكون 2 أو أكثر ويتم توفير كل منها عبر موصل أنثى (USB).
- “USB” هي اختصار لـ “Universal Serial Bus”.
مبدأ عمل نظام اتصالات المحور الآلي والتحكم فيه
يدعم معيار (USB) اتصال البيانات ويوفر أيضاً الطاقة للأجهزة المقترنة بمنافذ المصب، كما يمكن لمحور (USB) المتصل بجهاز كمبيوتر مضيف سحب (500 مللي أمبير) كحد أقصى، أو أقل من الكمبيوتر المضيف ويمكن أن يوفر (100 مللي أمبير) أو أقل عبر كل منفذ من منافذ المصب، ويشار إلى الأجهزة التي تتطلب (100 مللي أمبير) أو أقل على أنّها أجهزة منخفضة الطاقة، ويشار إلى الأجهزة التي تتطلب أكثر من (100 مللي أمبير) بالأجهزة عالية الطاقة.
من أمثلة الأجهزة منخفضة الطاقة الفأرة ولوحات المفاتيح وأذرع التحكم ومن الأمثلة على الأجهزة عالية الطاقة الكاميرات الرقمية والمحاور، وبالإضافة إلى ذلك تتمتع الأجهزة المتوافقة مع الإصدار (1.1) من (USB) بمعدلات نقل بيانات تصل إلى (12 ميجابت في الثانية)، إلّا أنّ الأجهزة الأحدث المتوافقة مع (USB 2.0) قادرة على توفير معدلات بيانات أعلى تصل إلى (480 ميجابت في الثانية).
عادةً ما تكون الأجهزة المتوافقة مع (USB 2.0) متوافقة أيضاً مع (USB 1.1)، ومع ذلك عندما يعمل الجهاز بمعدل نقل بيانات أعلى من (USB 2.0)، فإنّه يتطلب مزيداً من الطاقة ويلزم مزيد من الطاقة عند نقل البيانات بمعدل أعلى وفي أوقات أخرى يعمل الجهاز بطاقة أقل، وعادةً عندما لا يتم تزويد جهاز (USB 2.0) بالطاقة الأعلى المطلوبة للتشغيل بمعدل بيانات أعلى يعمل الجهاز بمعدل بيانات أقل لـ (USB 1.1).
يوجد على نطاق واسع نوعان من محاور (USB) ذات الأهمية كلوحات الوصل التي تعمل بالناقل والتي تعمل حصرياً على الطاقة التي يوفرها الكمبيوتر المضيف عبر منفذ المصب، والمحاور ذاتية التشغيل التي تحتوي على وحدات إمداد الطاقة الخاصة بها والتي تحتاج إلى توصيلها بنقطة إمداد الطاقة الرئيسية.
من عيوب المحاور التي تعمل بالناقل أن كل منفذ من منافذ المصب لا يمكنه توفير سوى (100 مللي أمبير) كحد أقصى وهو ما يكفي لتشغيل جهاز واحد منخفض الطاقة، وبالتالي لا يمكن استخدام لوحات الوصل التي تعمل بالناقل عندما يحتاج المستخدم إلى تشغيل جهاز عالي الطاقة، وحتى إذا احتاج المستخدم إلى استخدام جهاز عالي الطاقة لفترة قصيرة نسبياً، مثل عندما يحتاج جهاز (USB 2.0) إلى العمل في معدل البيانات الأعلى.
ومن ثم فإنّ المحور الذي يعمل بالناقل غير قادر على توفير الطاقة الأعلى المطلوبة وبالتالي لا يمكنه دعم معدل نقل البيانات الأعلى لأجهزة (USB 2.0)، كما يمكن للمحور الذي يعمل بالطاقة الذاتية أن يدعم متطلبات الطاقة الأعلى لأجهزة (USB 2.0)، ولكن عيب المحور الذاتي التشغيل هو أنّ وحدة إمداد الطاقة الخاصة به يجب أن تكون متاحة، وبالإضافة إلى ذلك يجب أن يكون هناك وصول إلى مصدر طاقة رئيسي نقطة الإمداد التي يتم توصيل وحدة إمداد الطاقة بها.
وبالتالي لا يمكن للمحور الذي يعمل بالطاقة الذاتية دعم تشغيل جهاز (USB 2.0) بمعدلات نقل أعلى للتاريخ بعيدًا عن نقطة إمداد الطاقة الرئيسية وبالتالي فهو غير محمول، وتشتمل أجهزة (USB) المركبة على محور (USB) يدعم الأجهزة القابلة للإزالة وغير القابلة للإزالة فيه، ويمكن أن تعمل بالناقل أو تعمل بالطاقة الذاتية.
تطور عمل نظام اتصالات المحور الآلي والتحكم فيه
إنّ جهاز (USB) المركب له نفس العيوب للمحاور التي تعمل بالناقلة والتي تعمل بالطاقة الذاتية وفيما يتعلق بدعم الطاقة العالية المطلوبة لأجهزة (USB 2.0) للعمل بمعدلات نقل بيانات أعلى، ويشتمل محور الاتصالات على وحدة إدارة طاقة مقترنة ببطارية قابلة لإعادة الشحن، وعندما تتطلب الأجهزة المقترنة بالمنافذ النهائية لمحور الاتصالات طاقة منخفضة، تقوم وحدة إدارة الطاقة بشحن البطارية القابلة لإعادة الشحن بالطاقة من كمبيوتر مضيف.
ومع ذلك عندما يتطلب جهاز في أحد منافذ المصب طاقة أعلى للتشغيل بمعدل نقل بيانات أعلى تكتشف وحدة إدارة الطاقة هذا المطلب، وتوفر الطاقة من البطارية القابلة لإعادة الشحن إلى المنفذ المقابل للجهاز، ويقوم مركز الاتصالات بتخزين الطاقة بشكل مفيد من الكمبيوتر المضيف عندما لا تكون هناك حاجة إلى طاقة عالية، ويوفر الطاقة المخزنة عندما يتطلب الجهاز المقترن بلوحة الاتصالات طاقة أعلى.
بالإضافة إلى ذلك يشتمل مركز الاتصالات على أجهزة غير قابلة للإزالة مثبتة بشكل متكامل فيه ومقرونة ببعض منافذ المصب، ويسمح هذا بشكل مفيد لمركز الاتصالات بإقران الأجهزة غير القابلة للإزالة المركبة بشكل متكامل بمنفذ في اتجاه التيار على الكمبيوتر المضيف، وتوفير منافذ المصب لربط أجهزة إضافية وتوفير طاقة أعلى لكل من الأجهزة غير القابلة للإزالة والأجهزة المقترنة بمنافذ المصب الأخرى.
تقترن وحدة إدارة الطاقة لتلقي الطاقة من الكمبيوتر المضيف عبر وحدة تحكم المحور، وتقترن أيضاً لتلقي الطاقة من مصدر طاقة خارجي عبر موصل مصدر طاقة خارجي، ووحدة إدارة الطاقة بحيث تشتمل على دائرة متكاملة مصنوعة خصيصاً.
كما تتطلب وحدة إمداد الطاقة الخارجية لمحور (USB) نقطة إمداد طاقة رئيسية لتلقي طاقة التيار المتردد منها، وتحتوي وحدة الإمداد بالطاقة الخارجية على موصل إنتاج يوفر الطاقة وبجهد تيار مستمر محدد مسبقاً وتصنيف تيار، ويقرن موصل النواتج بموصل مصدر الطاقة الخارجي أو منفذ الطاقة في محور الاتصالات.
