Surgical Danger Zone Indicator

نوع العمل، ميزاته، وطريقة تنفيذه

نوع العمل

هذا المشروع عبارة عن نظام إلكتروني تطبيقي يحاكي طريقة عمل أنظمة السلامة في غرفة العمليات، بحيث يقوم بتنبيه الجراح عندما يقترب الأداة الجراحية من منطقة حساسة أو "منطقة خطر".

يعتمد المشروع على مستشعر مسافة (Ultrasonic Sensor) مع دائرة مقارنة تعتمد على LM358 ودائرة ترانزستور وLED لإظهار حالة الخطر.

العمل يركز على إبراز الدور الأساسي لمكوّنات الدائرة الكهربائية مثل:

المقاومات، المقارن (Comparator)، المجسات، الترانزستور، والـLED، دون الاعتماد على أي متحكمات برمجية.

ميزات المشروع

1. كشف الخطر لحظياً

يقيس المستشعر المسافة بشكل مستمر، وعند الوصول إلى مسافة غير آمنة يقوم النظام بإطلاق تنبيه فوري.

2. إمكانية ضبط مستوى الخطر

باستخدام مقاومة متغيّرة (Potentiometer)، يمكن تحديد المسافة التي يبدأ عندها LED الخطر بالإضاءة.

هذا يعطي مرونة عالية أثناء التجربة.

3. تنبيه بصري واضح

يعتمد النظام على LED أحمر فقط ليشير فوراً إلى دخول الأداة الجراحية في منطقة الخطر، مما يشابه أنظمة التحذير الطبية.

4. دائرة إلكترونية بسيطة وواضحة

الدائرة تعتمد فقط على:

LM358 كمقارن

BC547 كمفتاح إلكتروني (Switch)

مستشعر موجات فوق صوتية

LED

دون أي عناصر إضافية معقدة.

5. مناسبة تعليمياً

المشروع يوضح مفاهيم مهمة في الإلكترونيات، مثل:

تقسيم الجهد

المقارنة الإلكترونية

تضخيم الإشارة

تشغيل الأحمال

تحويل الإشارات التناظرية إلى قرار منطقي

طريقة تنفيذ المشروع

الخطوة 1: توصيل مستشعر المسافة

يتم تركيب مستشعر Ultrasonic Sensor بحيث يقيس المسافة بين الجسم (أداة الجراح) والمنطقة الحساسة.

يتم تحويل الإشارة الخارجة منه إلى جهد مناسب يدخل إلى مدخل المقارن LM358.

الخطوة 2: ضبط مستوى التحذير

يتم استخدام مقاومة متغيّرة 10kΩ Potentiometer لتوليد جهد مرجعي ثابت يمثل "حد الخطر".

هذا الجهد يدخل إلى الطرف الآخر من المقارن.

الخطوة 3: عمل المقارن

يقارن LM358 بين:

الجهد القادم من المستشعر (يمثل المسافة الحقيقية)

الجهد المرجعي (يمثل الحد المسموح)

إذا أصبح جهد المستشعر أقل من الجهد المرجعي → فهذا يعني أن المسافة أصبحت حرجة → يرفع المقارن خرجه إلى HIGH.

الخطوة 4: تشغيل الترانزستور

يأخذ BC547 الإشارة الخارجة من المقارن.

عند وصول إشارة HIGH، يدخل الترانزستور في حالة التشغيل (Saturation).

يكتمل مسار التيار للـLED فيضيء.

الخطوة 5: إضاءة مؤشر الخطر

عند الوصول لمسافة خطيرة:

يضيء LED الأحمر مباشرة.

الخطوة 6: اختبار النظام

يتم استخدام مسطرة أو جسم للاختبار.

يتم تغيير المسافة ومراقبة استجابة الـLED.

يتم تعديل المقاومة المتغيرة للحصول على أفضل نقطة تشغيل.

الخلاصة

هذا المشروع يوفر نموذجاً عملياً لنظام تحذير طبي بسيط يعتمد بالكامل على الدوائر الكهربائية الأساسية.

يمثل مثالاً واقعياً على كيفية استخدام المستشعرات والمقارنات الإلكترونية والترانزستورات لتوليد قرارات لحظية تعتمد على قياسات فعلية.

كما يوضح كيف يمكن للدائرة الكهربائية وحدها—دون برمجة—أن تؤدي وظيفة تنبيه مهمة وحيوية.