وهي وحدات مجهزة بحيث تستقبل أنواعا مختلفة من الإشارات القادمة من عناصر إدخال البيانات مثل الحساسات (Sensors)، وضواغط تشغيل الآلات وإيقافها، مفاتيح الحرارة، والمفاتيح الحدية (Limit Switches). وهذه الإشارات الداخلة إلى وحدات الدخل توفر معلومات عن الوضع الحالي للآلة أو العملية الصناعية. ويقوم المعالج بناءً على هذه الإشارات التي توفرها له وحدات الدخل وبناءً على البرنامج المخزن داخله بإعطاء إشارات الخرج المطلوبة من أجل التحكم بسير الآلة أو العملية الصناعية.

ويمكن تلخيص مهمات وحدات الدخل:

• استشعار وجود إشارات الدخل أو غيابها عند كل نهاية طرفية للمداخل.
• تحويل إشارة الدخل إلى جهد مناسب لعمل وحدة الدخل.
• العزل الكهربائي بين إشارة خرج وحدة الدخل المتصلة بوحدة المعالجة المركزية عن دارات أجهزة الدخل.
• إرسال (إخراج) إشارة رقمية (منطقية) لوحدة المعالجة المركزية عن وضع المجسات المختلفة. ويمكن تقسيم وحدات الدخل بشكل عام إلى:

1- وحدات الإدخال الرقمية: وهذه الوحدات مخصصة لاستقبال الإشارات الرقمية ON،  OFF أو 1.0، القادمة من عناصر الدخل التي لها حالتا تشغيل فقط، مثل الضواغط والمفاتيح الحدية، والمفاتيح التقاربية (Proximity Sensors)، والخلايا الضوئية والعوامات الكهربائية. وتقوم هذه الوحدات بنقل المعلومات عن عناصر الدخل إلى وحدة المعالجة المركزية. وتعمل وحدات الدخل بجهود مستمرة (dc) أو متغيرة (ac) وبقيم مختلفة ومتنوعة مثل، V110، 24V، 240V.

ويختلف عدد نقاط الدخل وبالتالي عدد عناصر الدخل (المجسات المختلفة) التي يمكن وصلها مع النهايات الطرفية للوحدة من وحدة إلى أخرى حيث يمكن أن يكون 12، 8، 6، 4، ..... طرفا مع طرف للمشترك أو أكثر.

ويبين الشكل (5) مخططا مبسطا لوحدة دخل رقمية لإدخال الإشارة من مجس واحد.

شكل (5)

تقوم المقاومات بتخفيض جهد الدخل. أما القنطرة فتقوم بتحويل جهد الدخل المتغير (في حالة كون الوحدة تعمل على جهد متغير) إلى جهد مستمر. ويتم الجهد الداخل بواسطة المرشح الذي يقوم أيضا بتأخير الإشارة الداخلة. ويعمل ثنائي زينر على تحديد الجهد الذي يقوم بتشغيل العازل الضوئي. أي أن الجهد الداخل لتشغيل العازل الضوئي يجب أن يتعدى قيمة معينة وأن يستمر وجوده لفترة معينة قبل أن تقوم وحدة الدخل بتحديد حالة عنصر الدخل ونقل المعلومات إلى وحدة المعالجة المركزية. وعندما يتم تشغيل الثنائي المشع للضوء الخاص بالعازل الضوئي يتم أيضا تشغيل ثنائي مشع للضوء خارجي ليعطي إشارة عن حالة إشارة الدخل مما يساعد في عمليات الصيانة. ويقوم العازل الضوئي بالعزل الكهربائي بين دارة الدخل عن وحدة المعالجة المركزية.

ويوجد وحدات دخل رقمية سريعة الاستجابة مخصصة لاستقبال إشارات دخل سريعة تسمى (وحدات العد السريعة) وتستعمل لإدخال الإشارات ذات التردد العالي مثل الإشارات الواردة من مجسات تقاربية تقوم بإعطاء عدة نبضات لكل دورة من جسم يدور بسرعة عالية. ويكون عمل وحدة الدخل من هذا النوع مشابها لوحدة الدخل العادية، ويختلف فقط في أن زمن التأخير في هذه الوحدة يكون أقل.

ولكل نقطة إدخال عنوان (Address) خاص. ويستخدم هذا العنوان من أجل مراقبة أو قراءة حالة المدخل من خلال برنامج التشغيل. ويتحدد هذا العنوان من الصانع، فمثلاً تبدأ المداخل في شركة سيمنز Siemens بالحرف I. فتكون المداخل الثمانية الأولى هي 0.7I ..... 0.0I بينما تأخذ عناوين المداخل في شركة LG الحرف P. ويوجد على الواجهة الأمامية لجهاز المتحكم المنطقي المبرمج وحدة إظهار مكونة من ثنائيات مشعة للضوء وذلك لبيان وصول إشارة دخل إلى كل نقطة في وحدة الدخل

2- وحدات الإدخال التماثلية: وهي تقوم باستقبال الإشارات التماثلية التي تتغير ضمن مجال معين والواردة من المجسات المختلفة. وهذه الإشارات لا تتخذ قيمتين فقط، بل يمكن أن تأخذ عدداً لا نهائي من القيم ضمن مجال خرج هذه المجسات. ويختلف خرج المجسات المختلفة من ناحية النوع والقيمة. فبعضها يعطي فرق جهد قليل بالميلي فولت مثل الازدواجات الحرارية، أو عدة فولتات مثل المحولات الخطية. وبعضها تتغير فيه المقاومة الكهربائية بشكل واسع مثل الثيرمستور أو بقيم صغيرة مثل مقياس الانفعال. ومجسات أخرى تعطي تياراً متغيراً على مخرجها. ولذلك تقوم الشركات الصانعة بتصميم وحدات إدخال متنوعة تختص بإدخال أنواع الإشارات المختلفة وضمن مجال قياسي محدد. وفيما يلي بعض الأمثلة على ذلك:

• وحدات إدخال فرق جهد ضمن المدى (mV100+) - (mV100-). V5 - 0. (V10+) - (V10-).
• وحدات إدخال تيار ضمن نطاق (-20mA) - (+20mA-) .4-20mA.
• وحدات إدخال إشارات في صورة مقاومة متغيرة للحساسات التي تعتمد على تغير مقاومتها عند قياس المتغيرات الفيزيائية مثل الوحدات التي تعمل مع المجس PT100 .PT1000، الثيرمستور ومقياس الانفعال.
• وحدات إدخال خاصة بالازدواجات الحرارية المختلفة R. S. J. K.

ويتم تصميم بعض وحدات الدخل التماثلية بحيث تستطيع إدخال أكثر من مدخل تماثلي. وتتميز جميع وحدات إدخال الإشارات التماثلية بمعاوقة دخل (Input Impedance) عالية تصل إلى عدة ميجا أوم.

ويبين الشكل (6) المخطط الصندوقي لتركيب وحدة إدخال تماثلية.

شكل (6)

مواضيع ذات صلة

الحساسات النانوية لرصد وتعقب حرائق الغابات

التكامل بين تكنولوجيا النانو وتكنولوجيا الاستشعار من بعد لرصد تلوث الهواء الجوي

الحساسات النانوية للحالة الصلبة

الحساسات النانوية لرصد ملوثات الهواء

تكنولوجيا النانو وصناعة الحساسات

الحساسات النانوية

تقنية النانو في الطباعة على الأسطح Nano–Lithography

تقنية الطباعة على الأسطح Lithography

التنافس العالمي في إنتاج الحاسبات المعتمدة على تكنولوجيا النانو

قانون مور

تركيب الترانزستور وكيفية عمله

ماهية الترانزستورات