حساس لمستوى خزان المياه على سطح بناية في الكويت. عمل على طاولة العمل ثلاثة أسابيع بلا خطأ واحد، ثم مات في ستة أيام فوق السطح. الكود لم يتغير حرفا واحدا بين الحالتين، وكان صحيحا في الحالتين.
الدارة لا تعطي رسالة خطأ. لا سجل يقرأ ولا استثناء يلتقط، فالطريقة الوحيدة أن تقاس بدل أن يستنتج عنها، والأداة التي تفصل هي جهاز القياس لا محرر النصوص. هذا هو الفرق الأول والأكبر بين هذا الموضوع وكل ما فوقه في هذا العمود.
والفرق الثاني أن المشروع لا يفشل حيث يظن صاحبه. ثلاثة أسابيع من الاختبار الناجح على طاولة داخل غرفة مكيفة لا تقول شيئا عن صندوق مغلق تحت شمس الظهيرة، وما بينهما ليس عملا إلكترونيا بل عمل ميكانيكي وحراري.
أربع درجات، والعطل في أدناها لا يرى من أعلاها
الدرجة الأولى حفنة علاقات: قانون أوم، وحدود التيار، وما يفعله المدخل الطليق. أمسية واحدة لا فصل دراسي، وهي أكثر الدرجات تخطيا لأنها تبدو نظرية وهي أربعة أرقام تستعمل كل يوم.
قانون أوم: الفولت يساوي الأمبير في الأوم، وهو ما يحدد كل مقاومة توضع في أي دارة. ومخرج المتحكم يعطي عشرات الملي أمبير، والمحرك يريد أمبيرات، فوصل محرك بمخرج مباشرة يقتل المخرج أو اللوحة كلها، والوسيط ترانزستور أو مشغل. ومدخل طليق يقرأ ما حوله، فالطرف غير المستعمل يحتاج مقاومة رفع أو خفض، وبدونها يقرأ البرنامج قيما تتغير حين يقترب أحد من اللوحة، وهو أكثر الأعطال إرباكا لمن جاء من البرمجة.
والدرجة الثالثة هي التي ينضم عندها أغلب الناس، لأنها الوحيدة التي فيها لغة برمجة. ومن ينضم هناك يضع كودا صحيحا فوق طبقة فيزيائية لم تفحص، فيقضي أسابيع يصحح منطقا سليما.
على الطاولة، وفوق السطح
الدرجة الرابعة هي التي أسقطت هذا الحساس، وهي التي لا يخطط لها أحد. المسافة بين نموذج يعمل وشيء يعيش في الخارج تقاس بكم من العمل الباقي صار ماديا لا إلكترونيا، والإلكترونيات نفسها لا تكاد تتغير عبر هذه المسافة.
وهنا يفترق هذا السطح عن أي شرح مكتوب لمناخ معتدل. الشروح الأجنبية تجعل الرطوبة هي العدو، وعدو هذا المشروع الحرارة. صندوق بلاستيكي مغلق تحت شمس مباشرة في أغسطس يتجاوز داخله حرارة الهواء بفارق كبير، وعمر المكثف الكيميائي ينصف مع كل عشر درجات فوق تصنيفه، فمكثف مصنف لألفي ساعة عند 105 درجات يصير عمره أقصر بكثير مما حسب له صاحبه. وبطاريات الليثيوم لا تشحن بأمان إلا بين صفر و45 درجة، فمنظم الشحن يرفض الشحن ظهرا أو يشحن ويتلف الخلية، وكلا الاحتمالين ينهي المشروع في أيام.
والعلاج ليس إلكترونيا: صندوق فاتح اللون، وظل، وفتحة تنفس بغشاء يمنع الغبار ويمرر الهواء، وابتعاد بالبطارية عن الجدار المعرض للشمس. أربع خطوات لا تظهر في أي مخطط دارة، وهي التي تقرر إن كان المشروع سيعيش صيفا.
ثلاثة قياسات تسبق كل شيء
جهاز قياس متعدد بعشرين دولارا يكفي، والقياسات الثلاثة التي تحل أغلب ما يقع تتعلم في ساعة. الأول الاستمرارية: يصفر الجهاز حين يكون بين الطرفين طريق، وهو ما يفصل بين لحام سليم ولحام يبدو سليما، وأغلب أعطال المبتدئين وصلة لا تمر.
والثاني الجهد، ويقاس بالتوازي مع القطعة والدارة تعمل، فيقال إن الجهد وصل إلى هذه النقطة أو لم يصل. والثالث التيار، ويقاس بالتسلسل، أي أن الدارة تفتح ويوضع الجهاز داخلها. وهنا الخطأ الذي يحرق منصهر الجهاز في أول أسبوع: قياس التيار بالتوازي، أي وضع طريق شبه معدوم المقاومة عبر الدارة. القاعدة التي تحفظ: الجهد بالتوازي والتيار بالتسلسل، ولا استثناء لها.
الغبار والكهرباء، وهما محليان أيضا
ويأتي بعد الحرارة الغبار الناعم، وهو يدخل من كل فتحة ويجلس على اللوحة ويصير موصلا حين ترتفع الرطوبة ليلا فوق الساحل. طلاء عازل على اللوحة أرخص من إعادة صنعها، ويوضع قبل التركيب لا بعد أول عطل.
ثم الكهرباء نفسها. الشبكة هنا 220 فولتا و50 هرتزا، وأغلب الدروس المصورة مصنوعة لشبكة 110 فولتا و60 هرتزا، فمحول مأخوذ من درس أجنبي قد يكون مصنفا لجهد أقل. وهذا موضع يقرأ فيه أسس الإلكترونيات قبل الشراء لا بعده.
من الطاولة إلى السطح
كم يبعد نموذج يعمل عن شيء يعيش في الخارج
الترتيب بحسب كم من العمل الباقي صار ماديا لا إلكترونيا. حكم صادر هنا، من حساس خزان واحد.
مرتبة بحسب ما أوقف حساس الكويت وما يلزم تغييره في كل مرحلة. تقديرية لا مقيسة.
- يقرأ صحيحا على طاولةحيث يبدو المشروع منتهيا، وحيث قالت ثلاثة أسابيع من الاختبار إنه كذلك
- يعمل على بطاريتهتصل ميزانية الطاقة، ويصير كل استهلاك دائم موعدا نهائيا
- مغلق ومعزول عن الغبارالغبار الناعم، والوصلات التي كانت سليمة داخل الغرفة
- ينجو من أغسطس فوق السطحظل وصندوق فاتح وغشاء تنفس، وبطارية بعيدة عن الجدار المعرض للشمس
لا يقول شيئا عن صعوبة الإلكترونيات، فهي لا تكاد تتغير عبر الأربع. الذي يتغير أن الأسئلة تكف عن كونها كهربائية وتصير حرارية وميكانيكية.
القطعة تصل بالبريد، والخطأ يكلف ثلاثة أسابيع
وقيد لا يذكره أي شرح مكتوب في بلد فيه متجر قطع يفتح غدا: أغلب القطع هنا تطلب وتنتظر. أسبوعان إلى أربعة في أغلب البلدان العربية، ومرور بالجمارك أحيانا، فالخطأ في اختيار قطعة لا يكلف يوما بل يكلف دورة طلب كاملة.
وأثر ذلك على التصميم مباشر: تطلب القطع الحساسة باثنتين لا بواحدة، ويفضل ما هو شائع على ما هو أمثل، وتبنى الدارة على قطع لها بدائل متعددة. هذا ليس بخلا بل جدولة، ومن يصمم على قطعة واحدة نادرة يصمم مشروعا يتوقف ثلاثة أسابيع عند أول خطأ.
ما تفتحه في 2026
ESP32 لوحة ببضعة دولارات فيها اللاسلكي مدمج، وقد حلت محل لوحات سابقة كانت تحتاج وحدة منفصلة للاتصال. أدواتها البرمجية مجانية، وهي متوفرة من متاجر محلية في الخليج ومصر وبالطلب في غيرها، وهذا هو الفرق الذي يستحق الانتباه: السعر ليس القيد، الانتظار هو القيد.
Arduino مجاني ومفتوح في العتاد والبرمجية معا، وقد حل محل البدء بمتحكم عار مع مبرمجة وورقة مواصفات. وقيمته الحقيقية أنه يقصر المسافة إلى أول شيء يضيء أو يتحرك، وهي المسافة التي يتوقف عندها أغلب من يبدأ. والمتحكمات الدقيقة هو الموضع الذي يفصل بين اللوحات.
KiCad مجاني ومفتوح المصدر لرسم المخططات واللوحات المطبوعة، وقد حل محل الطبقات المجانية من البرامج التجارية التي كانت تحد مساحة اللوحة. ومصانع اللوحات ترسل إلى المنطقة، وكلفة الشحن والجمارك تتجاوز أحيانا كلفة اللوحات نفسها، وهو رقم يحسب قبل الطلب لا بعده.
أين يقف الناس
موضع التوقف أن القارئ يأتي من البرمجة ويتعامل مع الدارة كأنها كود ناقص. يقرأ ويعيد القراءة ويغير سطرا، والجهاز لا يقول شيئا لأنه لا يملك ما يقوله. والمخرج جهاز قياس رخيص وعادة واحدة: قس الجهد عند كل نقطة قبل أن تفترض شيئا عنها، وأول قياس يفعله معظم الناس يجدون فيه أن الجهد ليس ما ظنوه.
والترتيب أن تبني الدارات على الطاولة بعد الأسس مباشرة، لأنها المكان الذي تصير فيه العلاقات الأربع محسوسة، ثم المتحكم، ثم الخارج. ومن يريد أن ترسل لوحته ما تقرأه إلى مكان آخر يدخل إنترنت الأشياء، وهناك تعود أسئلة الشبكة والطاقة معا.
ومن خارج هذا الموضوع، اللوحة التي فيها نظام تشغيل كامل تصير موضوع الكمبيوتر بأعطاله وأدواته، والقراءات التي ترسل تحتاج مكانا يستقبلها ويحفظها وذلك الحوسبة السحابية، والطريق بينهما هو الشبكات.
ويبقى السؤال الذي يفتحه هذا الخزان: كم يستهلك المشروع فعلا في اليوم. القراءة الواحدة رخيصة، وما يقتل البطارية هو ما يبقى يعمل بين القراءتين، وحساب ذلك بالملي أمبير في الساعة يسبق اختيار البطارية ولا يتبعه.