הרצאה 1 — מה זה ארדואינו?

בסדר גמור, אז כיף שהצטרפתם לסדנת המייקרים של הקהילה שלנו.

ככה צעד אדמיניסטרציה: לכולכם יש גישה ל-Drive, שמה אתם תקבלו את המצגות שיהיו לנו. אנחנו נשתמש במעט מצגות, יהיה בשיעור הזה ובעוד איזה הרצאה קצת תיאוריה, ומעבר לזה זה קצת לעבוד בידיים, כי אין דרך אחרת מלחווט ולקודד טובה יותר מזה ללמוד. אם אתם מכירים דרך להכניס חומר מעשי ללא התנסות, אז אני אשמח שתלמדו אותי. אני מכיר שרק עובדים בידיים ומתעסקים ומקודדים ומתעצבנים ומקללים, ככה הפיתוח עובד יותר טוב.

אנחנו ב-Full house.

יפה. ואתם אחרי זה תקבלו לינק לצפייה בהקלטה הזאתי. ואני שחף מהעבר, מי שרואה אותי בעתיד. ואך ורק עם המייל שנרשמתם איתו תוכלו לגשת. אנחנו בכוונה שומרים על פרטיות, כדי שתשתמשו בחומר הזה ללמידה, אבל לא תפיצו אותו הלאה, גם כי חלקכם תדברו ואז יראו את הפרצוף שלכם, וגם שתתרגישו בנוח לשאול כל שאלה שאתם רוצים, קטנה כגדולה, מביכה כגאונית. וזה מה שנקרא safe water, והכול חוקי והכול מותר.

תרגישו חופשי באמת להגיד הכול. מי שרוצה בכל רגע נתון לשאול שאלה... באמת, אנחנו בכוונה ארבעה אנשים. זה סדנה שהיא מקצועית. אנחנו לא באוניברסיטה עם פרופסורים מפחידים, ואנחנו לא בקורס חדו"א, מי שבפוסט טראומה מזה. אנחנו באים ללמוד את החומר ולקבל אותו כמה שיותר טוב ובצורה יעילה לראש שלכם.

אם לא תשאלו, אני אומר לכם את זה מניסיון, אנחנו מעבירים... באמת, זה קהילה כבר לא מעט קורסים. אתם רואים, זה ArduinoJS Course שעוד מעט נפתח כבר המחזור השלישי. עשרות אנשים, חברים וחברות מהקהילה כבר היו איתנו. מי שלא שואל שאלות מגלה אחרי זה שיש לו פערים. אנחנו סך הכול חמישה אנשים מקצה לקצה. תרגישו באמת בנוח לשאול, אל תתביישו. אני חוזר ואומר את זה - באמת, עשיתי קורסים של 12 מפגשים, שבסוף המפגשים, במפגש האחרון מישהו אמר לי "לא הבנתי משהו מהמפגש הראשון", הוא לא שאל את זה, כאילו החזיק את זה בבטן. וזה משגע אותי. תשאלו הכול, באמת תשאלו הכול. אני לא שופט, ובאמת, אני מהנדס. בסדר?

אז מדהים. אז יש לנו פה את אדיר, את איל, את יהודה ומתנאל. אנחנו בעצם... זה ההרכב של הסדנה שלנו. אנחנו שומרים אותו מצומצם כדי שתהיה חניכה גבוהה מאוד. הגבלנו מראש את ההרשמה בשיטת "כל הקודם זוכה". זה המחזור השני, ואני שמח מאוד שאנשים מתעניינים בעולם ה-Arduino, בעולם החומרה ופיתוח תוכנה.

## מי אנחנו

אני אספר קצת על מי אנחנו. אתם הצטרפתם לקהילה של ArduinoJS. זה קהילה שרון ואני הקמנו מלפני גרוסו מודו תשעה חודשים. אפשר לראות יותר מדויק ב-description שם של הקהילה. אפילו שמונה חודשים, אני חושב באזור 8-9 חודשים. וזה נבע מתוך באמת ה-passion שלנו לכל עולם ה-Embedded. שומע את עצמי כפול...

אז רון הוא מהנדס חשמל ומחשבים. אתם תפגשו אותו בהרצאה האחרונה שנדבר על טרנזיסטורים. רון היה Chip Designer ו-Board Designer ב-Intel, עבד שם הרבה מאוד זמן, וגם היה שם מנהל צוות.

הרקע שלי הוא קצת שונה. יש לי תואר ראשון בהנדסת חומרים ותואר שני בהנדסת מכונות. ואיפה שהוא שיגע אותי שאני לא יודע לתכנת מספיק טוב, כי למדתי רק בתואר הראשון קצת C והתעסקתי קצת ב-MATLAB. אז בתזה שלי הלכתי לטכניון ללימודי המשך ולמדתי Full-Stack. Full-Stack למי שלא מכיר, זה פיתוח אתרים ואפליקציות, ב-JavaScript בעיקר, למרות שהתעסקנו שם גם ב-C# ובכל מיני טכניקות שונות ומשונות לפתח ולפתח שרתים ו-APIs. אבל עיקר המסה זה על JavaScript.

ותפקיד האחרון שעשיתי לפני שרון ואני פתחנו חברה שקוראים לה Interface R&D, כבר נסביר עליה, היה לפתח איזושהי מכונה של שלושה צירים עם Stepper Motors, שאנחנו בהמשך ההרצאה נדבר על מה זה. אז מי שלא יודע, stay tuned. ושיגע אותי שהמכונה הזאת צריכה להיות סמטוחה של מלא חוטים והכול, אז התחלתי לפתח אותה ב-JavaScript. והתלהבנו ממש מהרעיון רון ואני, אז המשכנו לפתח את הטכנולוגיה שקוראים לה ArduinoJS, שזה דרך ממש נחמדה לדבר עם Arduino. מי שזה מעניין אותו, נעשה על זה דאבל קליק שידבר איתי וניפתח את זה.

ובסדנה אנחנו נעסוק בעיקר ב-מה זה Arduino ונלמד לדבר איתו ב-C++, שזה השפה בסופו של דבר שגם ה-JavaScript יש לה נגיעה ב-C++, כי בכל עולם ה-Embedded, Embedded זה בעצם "הטמעה" בעברית, אנחנו כותבים קוד על המיקרו-בקר עצמו בשפה שקוראים לה Assembly, שהיא בעצם עוברת מ-C++ קומפילציה ל-Assembly הזה. אנחנו בעצם מעבירים איזשהו תהליך שגם ניגע בו לדעתי בהרצאה הבאה.

אם אני מדבר סינית, אני מבטיח לכם שהכול יהיה ברור, בסדר? ואם זה לא ברור, תשאלו שאלות!

שוב אני אומר את זה, אני מקדיש את זה ואני אחפור על זה: אל תבלעו את הלשון, אתם אנשים בוגרים, תשאלו שאלות! באמת תשאלו שאלות. מה שלא ברור לכם, פשוט תשאלו, דוגרי! אל תרשמו בצד, אל תזכרו לאחר כך, תשאלו.

בסדר. אז אנחנו עכשיו נלמד קצת מושגים בסיסיים במעגלים חשמליים. יש פה כמה מהנדסי חשמל שמוזמנים להיות חלק מהדיון. אנחנו עושים את זה בפוקוס של באמת כל סביבת Arduino. המטרה היא שתתעסקו ב-Arduino, שהוא לחלקכם חדש יותר ולחלקכם חדש פחות. אני יודע שיש פה חב'רה שקנו ESP32 וקצת הסתכלו עליו, חב'רה שפעם ראשונה פותחים Arduino.

האמונה שלנו בגדול של הסדנה הזאתי זה שאם אנחנו נפעל מתוך ידע, אנחנו נצליח לעשות פרויקטים יותר טובים ולהרוס פחות חומרה. ה-Arduino-יים יודעים להישרף ומאוד בקלות אפשר להרוס אותם. ו-אם אנחנו נדע מה נעשה, יהיו לנו כמה נורות אדומות לפני שנישרוף Arduino. זה לא כזה נורא לשרוף Arduino סיני שעולה כמה דולרים, במידה ויש לכם אחד רזרבי. אישית לי יצא לשרוף LCD, וההמתנה שבוע למשלוח ל-LCD חדש שיגעה אותי. זה היה מטפשות, שלא ידעתי מה אני עושה כמו שצריך והייתי צריך אחרי זה לחכות פאנל טי שבוע. מתוך ידע שאנחנו באים לצבור פה, הסיכוי שלנו לשרוף חומרה ולעשות שטויות יורדת.

וגם ברמת הקוד. אמרתי, אי שם בתואר הראשון בהתחלה שלו למדתי C, ויצא לי לשבת שלוש שעות על קוד כי החלפתי בין פסיק לנוקדה באיזושהי שורה, והקוד לא התנהג כמו שאני מצפה. הוא ממש לא התנהג כמו שציפיתי וזה שיגע אותי, וגם כן, אם הייתי באמת יודע מה אני עושה, אז זה היה פותר לי המון המון דברים.

## מבוא למעגלים חשמליים

אז קצת מבוא למעגלים חשמליים. אנחנו לא עושים פה תואר בהנדסת חשמל, בסדר? ואנחנו לאט לאט נבנה את זה ונגיע גם לרכיבים שיש לכם. אמורה להיות לכם חומרה שאנחנו לאט לאט נכיר אותה.

הדבר הפונדמנטלי ביותר והבסיסי ביותר שאחראי על היכולת שלנו להפעיל אלקטרוניקה, זה זרם חשמלי. אנחנו לוקחים אותו כמובן מאליו, יש לנו אותו בקיר. אבל מסתבר שזו המצאה לא כל כך טריוויאלית, וגם שני חב'רה רבו עליה. אתם יודעים מי רב על החשמל?

אז יש לנו בפינה הימנית את ניקולה טסלה, בסדר? שהוא הנציג, למרות שגם היה עוד אחד שפיתח באותו זמן, אבל טסלה ניקח אותו כנציג, גם כי מה לעשות, רכב טסלה זה מאוד מוכר לנו. שהוא בעצם המציא את ה-AC, בסדר? זרם חילופין. זה מה שיש לנו בקיר. אם תלכו עכשיו לכל שקע שיש לכם בבית, אנחנו נמצא שם 230 מה שנקרא VAC, Volts AC, Alternating Current.

זה זרם למעשה שיש שינוי כיוונים באופן מחזורי. מה זה המחזור הזה? נכון, יש לנו עוד נתון שאנחנו מדברים על הזרם בבית שלנו שזה התדירות שלו. תדירות זה כמה פעמים הפעולה קורית באופן מחזורי. אם אנחנו לוקחים את זה, זה 1 למעשה לחלק הזמן, בסדר? קוראים לזה Hertz. אז יש לנו או 50 או 60 Hz, תלוי אם אנחנו בארצות הברית או בארץ. וזה משמש בעיקר להעברת חשמל למרחקים ארוכים, בגלל שיש לו יתרונות באפליקציות האלה. ככה שכל הבית שלנו הוא ב-AC.

מה הצד השני? יש לנו את מר תומאס אדיסון, שהוא המציא לנו את ה-DC. ו-DC למעשה זה זרם בכיוון אחד בלבד. כלומר, Follow the leader. יש אלקטרונים שזורמים אך ורק בכיוון אחד, להבדיל תדירות מסוימת שהאלקטרונים נעים בה. כלומר המתח והכיוון של הזרם כפונקציה של הזמן, ככל שעובר הזמן, הם קבועים.

כל הסוללות שלנו, סוללות שיש לנו בפלאפונים, סוללות שיש לנו באוזניות שלנו האלחוטיות, לא משנה איזה אוזניות יש לכם, העכבר שלנו, כל הסוללות שלנו הן בהכרח DC. פאנלים סולאריים, מי שיש בבית פאנל סולארי כלשהו, או שמטעין איזושהי סוללה בבית מהגג שלו, זה נהיה מאוד אופנתי עכשיו ומאחסן אנרגיה, זה DC, אוקיי? DC זה העולם שמעניין אותנו. אנחנו מדברים ב-Arduino על Direct Current, על זרם ישיר. אוקיי, היתרונות שלו הם בעיקר במתח נמוך יותר ומכשירים ניידים ואלקטרוניקה, כמו שאנחנו נלמד בהרצאה הזאתי ובאופן כללי בסדנה, ושאחרי זה תמשיכו ותהיו מייקרים גדולים, תתעסקו ב-99% מהמקרים ב-DC.

אז איך מבחינה גרפית אפשר להציג את זה בצורה נוחה? אז פה יש לנו את ה-Voltage. Voltage זה יחידת המידה שמודדים איתה מתח, בסדר? ופה יש לנו כפונקציה של זמן. כלומר ככל שהזמן עובר, בסדר, חץ הזמן הוא תמיד בכיוון אחד, אנחנו לא יכולים לחזור אחורה בזמן. כשאנחנו מדברים על Direct Current, אז הוא קבוע. Alternating Current, AC, הוא כמו גל סינוס, בסדר? בין פלוס למינוס, כאשר אם אנחנו לוקחים פיק ופיק, זה מה שקורא לנו את התדירות. כל כמה זמן אנחנו נהיה בפיק מסוים.

סתם fun facts: כאשר אנחנו לוקחים יחידת מידה שקרויה על שם בן אדם או משהו בפיזיקה שקרוי על שם בן אדם, אנחנו מסמנים אותו באות גדולה, בסדר? אמפר (Ampere) זו יחידת המידה של זרם, זה על שם ממציא בשם אמפר שמצא את הנוסחה המתמטית לבטא את הזרם. וולט (Volt) זה גם כן בן אדם אמיתי, אז אנחנו מסמנים וולט גם כן ב-V גדולה.

## מתח (Voltage)

בסדר. עוד קצת מונחים שרלוונטיים לנו. אני שנייה אגלוש ל-מתח קודם, כי דיברנו על מסוכן-לא מסוכן, ואמרנו שאנחנו רוב הזמן ניגע ב-DC, אוקיי?

Pay attention: אנחנו עושים קורס באלקטרוניקה של מייקרים, אנחנו לא עופרים להיות חשמלאים מוסמכים. כלומר, מתח גבוה, לרוב מעל 24V, יעשה לכם ריסטארט. מה זה אומר ריסטארט? תיגעו במתח גבוה, יהיה לכם במקרה הטוב איזה שוק כזה, במקרה הרע הלב שלכם לא יוהב את הזרם הזה ויעשה לכם הפרעות קצב לב. אל תתעסקו במתח גבוה. הסדנה הזאתי, המטרה שלה זה להיות מייקר ולקחת את זה אחרי זה ולמקומות מאוד יפים של אוטומציה בתעשייה. השתמשתי המון ב-Arduino בתעשייה, לא מתעסקים במתח גבוה. לא נהיים חשמלאים בבית, לא מתחילים לדחוף דברים לשקע בלי לדעת מה עושים. צריך הכשרה מיוחדת כדי לטפל במתח גבוה.

ציוד מיוחד, בסדר? אנחנו מדברים שמעל 24V מבחינתנו זה מתח גבוה. אנחנו לא ניגע אף פעם ב-Arduino מעל 24V. אוקיי? גם 24V בעולם של ה-Arduino והמיקרו-בקרים זה נחשב מתח, באמת, המקסימום. צריך למצוא הצדקה כדי להשתמש ב-24V.

ההגדרה הפורמלית של מתח, ככה רק כדי לעשות closure על הנושא הזה, זה הפרש פוטנציאלים בין שתי נקודות. מה זה אומר? אם אנחנו לוקחים את זה שוב לאנלוגיה, אז כאשר יש לי שני מכלי מים באותו גובה, למעשה המתח שלי יהיה אפס, נכון? אין לי פה זרימה בין שני המכלים. כאשר יש לי איזשהו הבדל בין גבהים של המים, יהיה לי זרם מהגבוה לנמוך, וההבדל ביניהם יקרא המתח שלי, זה הפרש הפוטנציאלים, והזרם זה כמה אלקטרונים יעברו לי פה בתוך הצינור. וזו האנלוגיה הכי טובה כדי להסביר מתח וזרם. נכון? שאלה? אוקיי.

## התנגדות וחוק Ohm

עוד איזו הגדרה חשובה, ועוד מעט אנחנו נבין איך זה עושה לנו closure, ואתם תשתמשו בזה המון. אתם מכירים את המונח הזה נגד, נכון? נגד בעצם מייצג את ההתנגדות, Resistance, שהיא ב-Ohms. גם Ohm זה בן אדם. אנחנו מסמנים את זה Ohm באומגה ($\Omega$). זה אותיות יווניות. בסדר, מי שרוצה ללמוד יוונית, אז פיזיקאים מסמנים הרבה מאוד מהדברים שלהם ביוונית, קבועים ויחידות מידה ביוונית. זה מסומן באומגה, אות יוונית קטנה.

ויש את חוק Ohm. חוק Ohm הוא בעצם הקשר בין המתח לבין הזרם, כאשר הפרופורציה, הקשר הוא ישיר. המתח שלי שווה להתנגדות כפול הזרם ($V = R \times I$). תזכרו את הנוסחה הזאתי. אוקיי, היא לא כזאת מסובכת. בעצם המתח שווה להתנגדות כפול הזרם שלי. אנחנו ניפגש איתה בהמשך. מתי אנחנו נצטרך אותה? כאשר נרצה להתאים את הנגד המתאים למעגל שלנו, נכון? קיבלתם כולכם, מי שקנה, קופסאות כאלו, קיטים, מקבלים כזה כמה נגדים, כזה כמו מחסנית, כמו כדורים של... לא יודע מה, נגב, מה באופנה עכשיו. אנחנו נדע את המתח שלנו ברוב המקרים, ואנחנו או נדע את הזרם שלנו ברוב המקרים, ונצטרך להתאים את הנגד המתאים. אוקיי, אנחנו לא מנחשים, החישוב הזה מאוד מאוד פשוט. בסדר?

יש לנו עוד קשר. אם אני לוקח את ה-$V \times I$, אתם יודעים למה זה שווה? מהנדס חשמל?

- זה כפול $I$ שווה אמפר?

- לא, אמפר זה של זרם.

- אמפר זה הזרם.

- אז זה זרם, זה Ohm. נכון, זה אמפר, זה Ohm, זה Volt.

- הספק, לא?

- הספק. נכון, ה-Power, הספק חשמלי. אם אני לוקח את ה-$V \times I$ זה הספק חשמלי.

עכשיו שוב, הנוסחאות האלה, גם של ההספק וגם חוק Ohm, נכונות עבור DC. כי ב-AC יש פה תוספת של זה שזה גל סינוס מחזורי. ככה שאנחנו מדברים רק בעולם ה-DC, בסדר? מה שקשור לאלקטרוניקה וקשור אלינו ל-Arduino.

## מוליך ומבודד

עד לפה אנחנו בסדר? ענני המונחים? זה ממש brief מהיר כדי שנַעשה יישור קו. יש פה רקעים שונים, וחשוב שנדבר שפה משותפת. סבבה. אנחנו ממשיכים.

מוליך – Conductor, ומבודד – Insulator. יכול להיות שזה נשמע טריוויאלי, אבל בוא נעשה על זה גם יישור קו. ההגדרה הפורמלית של מוליך זה חומר שמאפשר זרימת זרם חשמלי בקלות, להבדיל ממבודד שמונע או מקשה על זרימת זרם חשמלי. בסדר? מבודד, יש לנו מקדם דיאלקטרי שזה איזשהו ערך מסוים שמגדיר לנו כמה קשה לזרם לנוע בתוך החומר. ומוליך, בעצם הזרם עובר כמה שבא לו.

אם אתם תקחו חוט חשמל בבית, אז הוא עשוי מנחושת. נחושת זה מתכת שבהגדרה מתכות הן מוליכות, בסדר? זה אחת מהתכונות הפיזיקליות של מתכות. וספציפית נחושת היא גם מוליך מצוין ולא יקר, בסדר? זה הדוגמה שיש פה מאחורה. אז רוב החוטים הם יהיו מנחושת. גם אם תקחו את הג'מפרים, החוטים הקטנים שיש לכם בערכת ה-Arduino, סביר להניח שבתוכו אתם תמצאו או נחושת, או ששם לפעמים שמצמצמים מתכות אפילו יותר זולות, בגלל שלא צריך שם איזו יעילות מטורפת.

## חיבור בטור ובמקביל

אוקיי, עד לפה אנחנו בסדר, נכון? אני טיפה רץ, אבל זה מונחים שהמטרה שלהם ליישר קו. עוד מעט אנחנו נפתח קצת את החומרה שיש לכם ונתחיל לדבר על הרכיבים.

אבל עוד משהו שחשוב לפני שאנחנו עושים את זה, זה להגיד שיש שתי צורות, נכון? יש לנו מבחינה פורמלית, איך אנחנו קוראים לזה? זה חיבור בטור וחיבור במקביל. זה קריטי לנו, כי כשאנחנו נחווט, אתם תשתמשו במטריצת פיתוח שלכם, ואתם רוצים לדעת שמה שעשיתם לא ידפוק לכם את החיישנים. כלומר, יש באופן ישיר השפעה גם על הזרם וגם על המתח, אם חיברתי את הרכיבים שלי בטור או במקביל. איך זה משפיע עליי?

פה אנחנו רואים דבר ראשון את הסכמה החשמלית. זה סתם איזשהו ציור, אבל מבחינה, אם אתם רוצים לסמן את זה נכון, אז אנחנו מסמנים ככה את הסכמה החשמלית. זה בעצם הכא"מ שלנו, הפרשי הפוטנציאלים, הסוללה שלנו. הכא"מ זה כוח אלקטרו-מניע, שאנחנו נעים מהגבוה לנמוך, האלקטרונים שלנו זורמים. הפיזיקאים הגדירו את האלקטרון, שזה בעצם החלקיק שהוא הזורם, כשלילי. למה הוא שלילי? יש על זה הרבה דיונים. באופן כללי כל העולם עשה יישור קו סביב זה שאלקטרון הוא שלילי, המטען שלו שלילי.

ואנחנו בעצם זורמים איתו, עוברים דרך העומס שלנו, במקרה הזה איזושהי נורה. שלנורה הזאת יש איזושהי התנגדות כלשהי, עוברים בטור. כלומר, אם אנחנו נסמן פה פלוס, נכון? איך אנחנו יודעים שזה בטור? אנחנו ניקח פה פלוס, נכון? יש לנו פה פלוס, אתם רואים את זה? זורמים מהפלוס למינוס, לפלוס למינוס. כלומר, מינוס פוגש פלוס - זה חיבור בטור.

הסוללות שלנו לבית, שאם אנחנו עכשיו לוקחים איזשהו שלט, נכון? הן תמיד בראש-זנב כזה, נכון? והמכשירים שלנו, לצורך הדוגמה הבאתי שלט, הם בדרך כלל 3V. אנחנו לוקחים שתי בטריות של 1.5V, שמים אותן בראש-זנב בחיבור בטור. ואז, על הסוללות, כשמחברים אותן בטור, אז יהיה לנו את ה-1.5V ועוד 1.5V. בסדר?

לצורך העניין לקחתי שתי סוללות. זאת תגיד ספציפית 9V, אבל אם לקחתי 1.5V, מינוס פלוס, הייתי מקצר את זה אם אני מחבר מינוס לפלוס, נכון? בואו ניקח עכשיו סוללה של 1.5V. נכון? כמו השלט שלנו בבית. שזה הפלוס שלה וזה המינוס שלה. ועוד סוללה של 1.5V, שזה הפלוס שלה וזה המינוס שלה. בסדר? סך הכל יהיה לי פה 3V. אוקיי?

איך המתח יחולק פה על שני העומסים שלנו, על הנורות האלה? כל מקור המתח שלי, ה-3V, כל רכיב יקבל בעצם ביחס להתנגדות שלו. נכון? אתם זוכרים ש-$V = R \cdot I$? אז אם אני אומר המתח שלי קבוע, הוא 3V, אז הזרם החשמלי יהיה זהה על כל אחד מהם, וביחס להתנגדות שלו יקבע לי בעצם המתח שהוא יקבל. אתם מבינים את האנלוגיה? אם הזרם שלי על שני הרכיבים זהה, נכון? זה קבוע, את ה-$I$ אני לא משנה, אז מה שישתנה לי בהתאם להתנגדות זה המתח שכל אחד מהם ירגיש. אם הרכיבים בעלי התנגדות זהה, כלומר, כמו במקרה הזה שיש לי שתי נורות שהן לחלוטין זהות, אז המתח עליהן יהיה זהה. כלומר כל אחד מהם יקבל 1.5V ו-1.5V.

- אז בעצם המתח מושפע על ידי ההתנגדות ולא דווקא על ידי הזרם? הזרם הוא לא משתנה... אז אם אנחנו מדברים בשפה הפיזיקלית...

- נכון. אם אנחנו מדברים בשפה הפיזיקלית, אז עבור חיבור בטור, אוקיי? הזרם שלי הוא זהה בין שתי נקודות. בוא ניקח את שתי הנקודות האלו כנקודות, נכון? בין שתיהן, מסכימים איתי שיהיה פה 3V? בין הנקודה הזאתי לנקודה הזאתי יש 3V. כי גם מפה 3V, נכון? אז חיבור בטור אומר לי, כמו שאמרת מתנאל בצורה נכונה, הזרם יהיה זהה על כל אחד מהם. אז אם הזרם זה קבוע, הוא לא משתנה לי בין הרכיבים בטור, ופה יש לי סך הכל 3V, אני אחלק ביניהם את המתח לפי ההתנגדות שלהם. מה שיקבע לי זה ההתנגדות שלהם, בסדר?

- המתח לא קשור בהתנגדות, הוא תמיד יתחלק בין שניהם?

- המתח קשור להתנגדות.

- המתח קשור רק להתנגדות? אני ספציפית למדתי לאחרונה פיזיקה ב'.

- מתח קשור להתנגדות. אם ההתנגדות של זה 2X...

- המתח יתפצל בין שניהם בסוף.

- אם ההתנגדות של שניהם שווה, המתח של שניהם יהיה שווה. אם ההתנגדות פה היא 2X ופה 1X, אז המתח פה פי שניים יותר גבוה.

- לא, נכון, כי פה זה נראה כאילו אותו רכיב, אבל כאילו, אוקיי.

- פה ספציפית אותו רכיב. הבנתי את הדוגמה. אבל בוא נשים עכשיו מנורה כזאת עם הרבה ספייקים כאלה, ממש מגניבה שעושה מלא אור ומלא זה, והיא דורשת פי שניים X התנגדות, אוקיי? 2X. $R$ שווה פה 2X, סליחה אם אני גולש ככה לזה, ו-$R_2 = X$, נכון? אז פה יש לנו פי שניים, סך הכל יש לנו 3V. פה המתח יהיה 2V, ופה המתח יהיה 1V. מסכימים על זה?

- כן.

- בסדר גמור.

זה קריטי לנו כי אנחנו נחווט. כשתחווטו, יהיו לכם שתי אפשרויות לחווט: או בטור, אני אנקה את האנוטציה, או במקביל. והחוקים הם שונים. ואם אנחנו נתבלבל, במקרה הטוב יהיה לנו מעט מאוד מתח וזה לא יעבוד, במקרה הרע נשרוף הכל. ואז זה סתם באסה. כי הבאנו למעשה יותר מתח ממה שהרכיב הזה יודע לקבל, ויהיה לכם ריח של פלסטיק שרוף בבית.

אוקיי, הצורה השנייה לחיווטים היא במקביל. איפה אנחנו משתמשים המון במקביל? בבית שלנו, נכון? בבית שלנו כל שקע, לא משנה איזה שקע בבית, מקבל 230V, נכון? תאורטית אם הייתי מחבר את כל הבית שלי בטור, לא תאורטית, אבל זה היה מאוד לא חכם לעשות את זה, אבל אם היינו מחברים את כל הבית שלנו בטור, אז המתח על כל רכיב היה כפונקציה של ההתנגדות שלו. עכשיו, גם כשאני לוקח את המקרר שלי, שהוא יחסית רכיב מאוד מאוד חסכוני כי הוא עובד 24/7, וגם כשאני לוקח את הדוד חשמל שלי, שהוא רכיב משתולל בטירוף כי זה גוף חימום שכל המטרה שלו זה פשוט להיות כמה שיותר חם ולחמם את המים שלנו כמה שיותר מהר, אתם מסכימים איתי שיש להם התנגדות מאוד מאוד שונה? שניהם מקבלים 230V, הם מחוברים במקביל, בסדר?

מה זה אומר לנו? זה אומר לנו שאם אנחנו עכשיו לוקחים פה, אמרנו יש לנו צומת אחת שאיזה מקבלת נגיד 3V, יש לנו פה עוד צומת, ויש לנו פה עוד צומת. אז אנחנו מתייחסים גם למתח וגם לזרם, וכתוצאה מזה לפי חוק Ohm נגזרת לנו ההתנגדות. כל הרכיבים במעגל המקביל חווים את אותו מתח. זה יקבל 3V, וזה יקבל 3V. גם אם אני אהפוך את זה למנורה מהדוגמה הראשונה שעושה מלא אורות וספייקים והכל, כל מה שהיא יכולה לקבל בצורה הזאתי של החיווט זה מקסימום 3V. היא לא יכולה לקבל, גם המקסימום וגם המינימום למעשה, אך ורק 3V בצורה הזאתי. בסדר? לא משנה כמה רכיבים אני עוד אוסיף פה, אם אני אוסיף פה עוד מנורה ועוד נגיד איזשהו נגד, סך הכל הם מקבלים 3V. ואז אני יכול לחבר פה בטור ובמקביל. אבל כל הרכיבים בין הנקודה הזאתי לנקודה הזאתי מקבלים 3V. אם הם מחוברים בטור, זה יתחלק לפי ההתנגדות שלהם. אבל בין כל שתי צמתים, שזה צומת, בסדר? יהיה לי 3V. זה החיבור השני.

מה זה אומר על הזרם? שהזרם הוא מה שיתחלק שונה בהתאם להתנגדות. הזרם הוא מה שישתנה לי. כלומר, אני יכול לחבר איזשהו מנוע, לדאוג שהמתח שלו יהיה בסדר, אבל כתוצאה מזה שחיברתי במקביל, הזרם עליו יהיה יותר נמוך. זה מה שישתנה לי בחיבור במקביל.

בסדר? מסתדר לכם? אתם רוצים שאני אחזור על משהו? אתם צריכים להיזכר בזה כשאנחנו נתחיל לדבר על חיווטים ועל המטריצה שלנו.

יש משמעות אמיתית פיזיקלית למה שאנחנו לומדים פה. בעולם האמיתי זה יבוא לידי ביטוי פשוט עם LED יהיה חזק, חלש או יישרף או לא יישרף.

המנוע שלנו יעבוד כמו שאנחנו מצפים, או לא יעבוד בכלל, או יישרף.

בסדר? המתח והזרם הם שני הפרמטרים הכי חשובים שיש לנו כדי לדעת האם אנחנו פועלים חכם או לא חכם. האם אנחנו עושים מה שמצפים מאיתנו הרכיבים שאנחנו משתמשים בהם, או שאנחנו לגמרי הולכים לדפוק אותם.

בסדר?

בזכות חוק אוהם, שאומר לנו יש לנו קשר V = IR, מספיק לנו לדעת רק שניים. אם אנחנו יודעים את ההתנגדות והזרם, אנחנו נדע את המתח. אם אנחנו יודעים את המתח וההתנגדות, אנחנו נדע את הזרם.

בסדר? זה מה שמעניין פה.

אם הכל מובן ובסדר, אז אני ברשותכם ממשיך. אם יש לכם שאלות, ואתם רוצים שאני אחזור על משהו, אז גם כן תרגישו חופשי.

יאללה, ממשיכים.

## רכיבים חשמליים חשובים

אוקיי, עכשיו אתם יכולים לקחת את החומרה שיש לכם. יש לכם כנראה לידכם כל מיני כאלו פלסטיקים עם מלא מלא חומרה. ונתחיל לעבור קצת על רכיבי חומרה, נכיר אותם, בסדר? נתנאל, אתה יכול לפתוח את השקית, את הקופסה, ובתוך השקית הקטנה שם יש לך חלק מהרכיבים שם.

רכיב אחד אנחנו לא ניגע בו, שזה סליל, אנחנו לא נדבר עליו. סליל אין לך, אני עושה לך ספוילר.

אבל בפינה השמאלית והסופר חשובה, יש לנו את החבר הכי טוב של המייקר, שזה LED. כולם אוהבים LED-ים, נכון? תוציאו רגע, תשופו LED, תראו שאתם יודעים לזהות LED.

בסדר? יש לנו פה איך הוא נראה.

מישהו יודע להגיד מה זה ראשי התיבות של LED?

- Light...

- משהו דיודה...

- Emitted, נכון.

דיודה בולטת אור. בסדר? זה ה-LED שלנו, זה Light Emitting Diode.

למה הוא כל כך חשוב לנו? כי למעשה, אנחנו יכולים להדליק אור, או אם אתם רוצים את השפה הפיזיקלית, אנחנו בעצם פולטים פוטונים באורכי גל שונים. אורך גל, אוקיי, קובע לנו את הצבע שהעיניים שלנו יראו את זה.

אנחנו עכשיו מדברים פה על LED אדום. מישהו יודע אורך גל של LED אדום?

נכון, האינפרא-רד ומעלה זה אזור ה-700 ננומטר. הספקטרום הספקטרום שלנו נע בין 400 ל-700 ננומטר.

- אדום זה הנמוך, לא?

- כן, נמוך, זה 400, נכון. נכון, החלפתי בין האולטרה-Violet לזה, נכון.

אז העיניים שלנו רואות מה שנקרא את האור הנראה. נכון, אנחנו מקבלים את כל האנרגיה שלנו מהשמש, יש לנו איזה כור היתוך ענק שקוראים לו שמש, שלמעשה כל האנרגיה שלנו בכדור הארץ מגיעה משם, וחלק מהדברים האלו אנחנו מביאים לידי ביטוי בצורה של אור נראה, בין 400 ל-700 ננומטר.

אז אור אדום זה 400 ננומטר, תודה על התיקון האדיר. אם אני אומר שטויות תרגישו חופשי גם לתקן אותי, ובסופו של דבר כל מה שאני אומר מוטל בספק, אתם מוזמנים לבדוק אותו ומומלץ לוודא את זה. זאת גם פרקטיקה טובה למחקר ופיתוח, לחשוב שכולם אידיוטים ורק אתם יודעים הכל.

בסדר? כי מחקר ופיתוח זה הרבה אנשים שיושבים בחדר וכולם חושבים שאינם יודעים, אבל הפתרון הוא עדיין לא ידוע וצריך לפתח אותו. אז לגמרי פרקטיקה טובה לוודא הכל.

בסדר?

מה יניב פרס נובל, ולמה? יש פרס נובל על LED, נכון, זה רכיב שאתם עכשיו מחזיקים אותו ביד, שלדעתי כמה הוא עולה, 10 אגורות אחרי עמלה של סיני? ולייצר אותו בטח עולה fraction של cent.

אז יש פרס נובל על LED כחול. LED כחול זה באמת החלק היותר גבוה בספקטרום שלנו, כי למעשה שלוקחים RGB, Red Green ו-Blue, אנחנו יוצרים יחד את האור הלבן.

בסדר?

מה זה נתן? LED צריכת זרם שלו מאוד מאוד נמוכה, ובזכות זה שהמציאו את ה-LED הכחול, היות וה-Red וה-Green כבר היו, ה-R וה-G כבר היו, למעשה הצליחו מקומות שאין להם תשתית חשמל טובה לתת להם אור. אור לנו נראה טריוויאלי, אבל באפריקה ללא LED-ים לא הייתה להם תאורה.

מי שהולך בדרום, יש פה מישהו שגר בדרום ורואה כל מיני פזורות בדואיות? הם כולם משתמשים ב-LED-ים, כי הם על גנרטורים ואנרגיית שמש, הם לא מבזבזים חשמל ויכולים לעשות מה שהם רוצים, כי בדרך כלל הם עובדים על גנרטורים, אלא אם כן היה שם איזה בן אמיץ או טיפש שטיפס על קו מתח גבוה ולא הקשיב לזה שאמרנו שלא מתעסקים במתח גבוה ויתחבר לשם, כי עמודי מתח שלנו יכולים גם להגיע ל-5,000 ו-10,000 וולט, שזה סכנת נפשות.

אז הם עובדים על גנרטורים ואז הם משתמשים ב-LED-ים. אתם תראו אור לבן, אור לבן אמיתי שמורכב מכל הספקטרום שלנו, גם מ-R, גם מ-G וגם מ-Blue, RGB, Red Green Blue. בסדר? אז יש באמת פרס נובל.

מאפיין נוסף של LED, יש לו אורך חיים מאוד מאוד ארוך. יש לפעמים LED-ים כאלו שאנחנו קונים לבית שלנו, נכון, נורות כאלו LED, שאומרים לנו "אחריות לכל החיים".

בסדר? בפועל אני לא מכיר מישהו שאשכרה החליף נורה כי נשרפה לו והלך לאחריות ואמר "תשמעו, נשרפה לי נורה". אבל האורך חיים שלהם מאוד מאוד ארוך, וזה נהיה חלק מחיינו - המקרר שלנו עם תאורת LED כי רוצים לחסוך בחשמל, רכבים חשמליים רוב התאורות שלהם זה LED-ים כי רוצים לחסוך בחשמל.

בסדר, אמרנו Light Emitting Diode. אוקיי, תשופו בבקשה את הרכיב הבא שקוראים לו דיודה. נתנאל, גם לך יש אותו בתוך השקית שם. רכיב קטן קטן קטן.

מה הייעוד שלו בעולם, אתם יודעים? מה הוא תורם לנו?

זה למעשה שסתום חד-כיווני של זרם.

- דיודה ממתגת.

- טרנזיסטור ממתג, דיודה זה שסתום חד-כיווני. הוא בעצם נותן לזרם לזרום רק בכיוון אחד.

אוקיי? כלומר, אם אני יודע שזרם יכול לנוע גם מפלוס למינוס, וגם במידה ויש לי איזושהי נסיגת... נגיד, אני אתן לכם דוגמה טובה: פאנל סולארי. פאנל סולארי ביום שמש מואר, הכל טוב ויפה, אבל במידה וחלק מהפאנל הסולארי שלי מוצל, יהיה לי מה שנקרא reverse current, הזרם שלי יכול לזרום בכיוון ההפוך, כי סך הכל מה שמניע אותי זה הפרשי פוטנציאלים, נכון? הוא יזרום בהכרח מגבוה לנמוך. לא אכפת לו שלי יש פאנל סולארי ואני רוצה להטעין סוללה. הזרם יודע, אם יש מתח גבוה, מתח נמוך, הוא ישאף למינימום אנרגיה, לעבור מגבוה לנמוך. הזרם יכול להיות ב-reverse current.

איך אני מונע את זה? היות והאלקטרונים האלו יכולים לעשות לי בלאגן, אני שם בחלק מהתאים של הפאנל הסולארי שלי, שם דיודות.

אוקיי? זה מה שנקרא שסתום חד-כיווני של זרם. כלומר, ברגע שיש לי דיודה, הזרם יודע לנוע רק בכיוון אחד.

אפשר להגדיר את זה כהגנה על רכיבים מזליגת זרם.

אוקיי, מי האנודה והקתודה? אנודה זה גם כן ההגדרה של הפלוס, קתודה זה המינוס. ואיפה זה בא לידי ביטוי? יש לכם את ה-LED הזה ביד, אתם רואים שיש לו רגל קצרה ורגל ארוכה?

אתה מזהה את זה, יהודה?

יש לו רגל קצרה ורגל ארוכה ל-LED, נכון? למה יש לו רגל קצרה ורגל ארוכה? כי הזרם שלי זורם בכיוון מסוים. היות והוא גם דיודה, נכון, הוא דיודה בעצמו. אם אני אהפוך אותו, הזרם לא יזרום לי. כלומר, אם אתם עכשיו תקחו LED, תחברו אותו בצורה כזאתי, עם הרגל הארוכה במינוס ולא כמו שמצופה אנודה, הוא לא יעבוד לכם. תהפכו אותו ב-180, הוא יעבוד.

בסדר? כי הוא דיודה. ספציפית LED-ים זה דיודה שפולטת אור. בסדר, זה הקסם שם.

יפה. מצאת נתנאל את הדיודה שלך?

- כן, מכיר כבר את הרכיבים האלה.

- אתה כבר מכיר את הרכיבים, יפה. אז בוא נרוץ.

נגד דיברנו עליו, נכון? זה הפקקטה של המחניות של נגב, הוא מגיע כזה ארוז. אז הוא מווסת את הזרם שלנו, דיברנו כבר על חוק אוהם. בדרך כלל עשוי מחומר קרמי, שהאדרה שלו זה חומר מבודד.

אוקיי, ומה שאנחנו עושים, אנחנו לוקחים מה שנקרא אנרגיה חשמלית וממירים אותה ל... חום.

בסדר? אנחנו לוקחים אנרגיה, מחממים חומר שהוא לא מוליך, ואז מה שקורה זה שהנגד מאוד מאוד מתחמם והזרם בצד השני יורד.

בסדר, זה הפטנט.

אם אתם תסתכלו על הנגדים שלכם, אז כתוב לכם הערכים בדרך כלל בפקטה, כתוב את הערכים. אם לא, תכתבו color map של resistor בגוגל, אתם תראו שיש משמעות לצבעים האלה.

אוקיי, או שאתם בודקים עם מולטימטר. מולטימטר זה גם כן דבר כזה, אוקיי, שאפשר למדוד איתו התנגדות. הסוד פה זה שיש לי סוללה עם מתח ידוע, אני מעביר זרם ידוע ויכול למדוד התנגדות לפי חוק אוהם. אפשר לקנות את זה במקס סטוק, לדעתי זה בעשרות שקלים בודדים. אחלה מכשיר, מולטימטר, לרמות שלנו הדיוק שלו מספיק.

אם אתם לא יודעים איזה נגד יש לכם, הצבעים האלו יכולים לספר לכם את הערך של הנגד הזה. אתם רואים, נכון? יש לכם כמה סוגי נגדים, לכל אחד צבעים אחרים, זה לא שבילי...

- רגע, בשביל מה צריך את ה... את ה-זה?

- כנראה שככל שתתחיל להתעסק ביותר דברים, יהיה לך בלאגן של רכיבים. נכון? יהיה לך נגדים על נגדים על נגדים בכל מיני מעגלים.

- נכון.

- עכשיו אמרנו וסיכמנו ולדעת את ערך ההתנגדות זה סופר קריטי לנו. נכון, אנחנו מסכימים על זה. אתם לא יכולים לחבר התנגדות גדולה מדי והתנגדות קטנה מדי ולצפות שמה שאנחנו רוצים יקרה. אנחנו צריכים ערך מסוים, אנחנו גם למדנו מה אנחנו צריכים כדי לחשב אותו. אז אם יש לך בלאגן של נגדים ואתה כבר לא יודע את הערך שלו, איך תחבר אותו למעגל? אם הוא יהיה נמוך מדי אתה תכרוף, אם הוא יהיה גבוה מדי זה לא יעבוד, נכון?

אז יש שתי דרכים איך לדעת את ההתנגדות. דבר ראשון זה בעזרת מכשיר כזה שקוראים לו מולטימטר, ששוב, תקפצו למקס סטוק, אתם תראו אותו לדעתי בעשרות שקלים בודדות, אפשר לקנות אותו. ברמות דיוק שלנו זה לגמרי מספיק. יש כאלו שמוכרים ב-1,000 שקלים, אבל הם... נקודות אחרי הנקודה כדי לדייק את זה.

אם אתם לא רוצים את המכשיר הזה ויש לכם בלאגן של נגדים, קחו כמה דקות מהחיים שלכם, תכתבו עכשיו בגוגל, אוקיי? resistors color map legend, ואתם תראו שלצבעים האלו, לפסים האלה, יש משמעות. הם בעצם מספרים לנו מה הערך של הנגד הספציפי הזה. אפשר בעזרת הצבעים האלו בעצם לדעת את הערך של הנגד.

אם אתם מחברים למעגל נגד שאתם לא יודעים מה הערך שלו, אתם בגמבלינג, אתם מהמרים על מה יקרה. במקרה הטוב זה לא יעבוד, במקרה הרע אתם תשרפו את הרכיב שחיברתם אחרי הנגד.

בסדר? אתם מבינים את החשיבות של זה?

- כן.

- סבבה.

- יש חשיבות לצבע שלו? הצבע של ה... לא יודע, אצלי זה כחול כזה...

- לא, אין לזה משמעות. רק הקווים.

הקווים. עכשיו, שוב, תנסו כמה שאפשר, נכון? יש כאלו כל מיני תאים כאלו לארוז את זה, לנסות כמה שאפשר לשמור עליהם: 10 kΩ עם 10 kΩ, 220 עם 220. שימו לב, נכון, יש לכם חלק 10 kΩ, אתה רואה, יהודה, יש 10 kΩ?

kilo זה 1,000. נכון, kilo זה 1,000. קילוגרם זה 1,000 גרם. kilo זה כפול 1,000.

אוקיי, יש הבדל באמת בין לחבר נגד של 220 Ω ל-10,000 Ω. בסדר? עבור LED, אם תחבר לו LED של 10 kΩ, הוא כנראה לא יעבוד. אם עכשיו תקח טרנזיסטור ותחבר לו 220 Ω, כנראה שהוא יישרף. יש משמעות לערכים האלו, זה לא סתם מספרים שזרקו אותם איפה שהוא.

עוד שני רכיבים שחשוב שנדבר עליהם זה קבל, שאני חושב שיש גם את הצורה הזאתי, ויש לו עוד צורה. קבלים קצת יותר קטנים, כתומים כאלו, כמו אוזן, שהיחידות מידה שלו זה ב-Farad.

יש הרבה סוגים של קבלים. יש גם קבלים... אם אתם הולכים למזגנים, מישהו פעם נשרף לו קבל במזגן? שמעתם את המונח הזה? אז יש קבלים גם בגודל כזה. זה גם קבל, בסדר? אתם רואים? לעומת נגיד מה שיש לכם, זה קבלים קטנים חמודים.

היחידת מידה שלו זה Farad. בסדר? נגיד זה קבל של מדחס של מזגן שהוא 25 µF.

בסדר? micro זה 10⁻⁶, זה מיליונית.

למה הוא משמש לנו? למה אנחנו שמים אותו במזגן וברכיבים אלקטרוניים?

סליחה. מה הייעוד של קבל בחיים?

יש לו כמה ייעודים. קבל הוא גורם, יכול לאגור אנרגיה... אוקיי... והוא ממיר AC ל-DC.

נכון. אנחנו למעשה אנחנו ממלאים אותו. תחשבו שאנחנו עכשיו ממלאים איזושהי בריכה במים, ובבת אחת פורקים את כל המים האלה. זה מאוד נפוץ גם במייבש כביסה ובכל מיני מנועים שצורכים הרבה אנרגיה, שכדי להעביר אותם למצב עבודה, צריך לתת איזה בוסט. נכון? מי ש... אני לא יודע מה טווח הגילאים פה, אני רואה רק את יהודה. כנראה אתה באזור ה... יש לך 40?

38.

38. אתה זוכר שמזגנים של פעם היו לוקחים לנו את החשמל, והיה כזה עמעום בבית? היית מדליק מזגן וכל הלילה החשמל נשאב לשם?

כן.

אז טובי המוחות אמרו: רגע, זה מטומטם, למה אני צריך להפעיל מזגן ושכל הבית שלי יהבהב? והתחילו להתקין יותר קבלים. מה שקבל עושה, הוא אוגר אנרגיה, ובמצב שאתה פותח את המזגן הוא נותן את הבוסט. הוא פורק את הקבל הזה באמת במיקרו-סקנדס ונותן את הבוסט כדי להפעיל את המנוע, נכון? עכשיו כשאנחנו מדליקים מזגן, כבר אין לנו דיסקוטק בבית, לא נשאב לנו החשמל, נכון? זה כזה משהו מאוד מיושן שנשאב החשמל. מי שפה בטח באזור ה-20, יש כאן? לא מכיר את התופעה הזאת.

אני אני.

כן?

בן 28.

אתה מכיר את התופעה הזאת שפותחים מזגן בבית והופ, כל החשמל נשאב?

לא, האמת היא שלא.

לא. אז איפה שהוא ב-10 שנים כנראה בינך לבין יהודה השכילו ושמו קבלים. בסדר? וגם כן ההמרה של AC ל-DC, בסוף הוא פורק את זה ב-DC.

הרבה מכשירים יש קבלים. המון מכשירים. גם אתם אם תרצו להפעיל איזשהו מנוע, אנחנו שוב, באלקטרוניקה כרגע קבלים יחסית קטנים, הם לא יודעים לאגור המון אנרגיה, אבל אתם תדעו להתאים את הקבל כדי לא לקחת... בוא נגיד אם אתם מודדים הרבה חיישנים וצריכים להפעיל איזה משהו שדורש זרם גבוה, מומלץ לשים שם איזשהו קבל כדי שזה לא ישפיע על המדידות בזמן שהמנוע הזה נדלק, נכון? שלא יהיה לנו את השאיבת חשמל הזאת כמו בבית, איפה שהוא בשנות ה... לא יודע, 90.

למה יש 3 רגליים לקבל?

לקבל אין 3 רגליים. תראה לי על מה אתה מדבר. זה לא... זה טרנזיסטור.

טרנזיסטור, אוקיי.

כן. אז אנחנו לא...

קבלים קטנים.

כן, הערכה המצומצמת אין לה קבל, אנחנו גם לא ניתקע ונחווט קבל, אבל תדעו שזה קיים. יש קבלים קטנים שמתחברים למטריצה. בסדר? טרנזיסטור אנחנו כן ניגע, בגלל זה יש לך את זה יהודה. אבל קבל אנחנו לא נחווט אותו, באפליקציות שאנחנו נשתמש. שוב, תדעו, אתם תגדלו, תהיו מהנדסים, תהיו מפתחים, תתחילו למכור כל מיני פרויקטים מגניבים שתעשו. הרבה חבר'ה יצא לי לפתח להם עם Arduino מוצרים, בסדר? בכובע של InterFace, חברה של רון ושלי שהקמנו, שהמטרה שלה זה לתת ייעוץ הנדסי וגם שירותי הנדסה, אז פיתחנו אשכרה מכשירים שלקוחות משתמשים בהם עם Arduino, אמיתי. ו...

יש אפשרות לעוד סתם דוגמה?

לראות דוגמה של מה שעשינו?

כן.

אני יכול להראות, יש איזה סרטון. רק רגע, בוא נפתח אותו, נראה אם אני מוצא אותו זריז.

הניסיון היחידי שהיה לי עם Arduino היה לי 2. בניתי מכונית על שלט ואחר כך ניסיתי לבנות FPV שקרס. פשוט נשרף תוך כדי... כאילו נשרף כשהפעלתי את המאוורר... את הזה.

אז עכשיו אתה יכול לתאר לעצמך למה שרפת אותו?

אני יודע למה שרפת אותו. לא, אני יודע למה שרפת אותו. אם אני מבין נכון, זה כאילו לא השתמשתי בנגדים וזה ובקבלים נורמליים.

אוקיי. מוסר השכל חברים, זה בחשמל, אלקטרוניקה...

שרפתי... שרפתי שם ממש משהו שבאמת קשה לשרוף.

מה?

השתמשתי ב-Raspberry Pi.

שרפת Raspberry Pi? יש לו מלא הגנות.

אני יודע.

וואו.

שימשתי שם במתח מאוד מאוד גבוה.

אז רגע, בוא אני אשתף אתכם באיזה משהו תרצו... זה רון דרך אגב, הדוגמן הבית שלנו במקרה הזה. רגע, ניווכח שאתם גם שומעים את המוזיקה שיהיה כזה אינטראקטיבי. בוא נראה, Sound Share. Mono, Stereo, High Definition, Share Sound. מקווה שזה יהיה בסדר, אתם רואים את המסך, נכון?

אוקיי, זה במהירות פי 10 לדעתי. מה שהלקוח פה רצה...

זה מימי הקורונה זה?

זה... לא, לא בימי הקורונה, זה פוסט מלחמה, קצת המלחמה עצרה את זה.

חשבתי שזה להעביר משהו בלי שאנשים ייגעו בזה.

זה להעביר משהו בלי שאנשים ייגעו בזה, כאשר רון מדמה פה רחפן, והמטרה של זה להיות ויטרינה שמותקנת בבתים גבוהים וש-DHL או כל החברות משלוחים יבואו עם משאית, רחפן ייקח את זה וישים את זה לאנשים בבית, ובבעצם ב-Most sniper position זה יישב עד שהם יבואו וייפתח להם. ואתם רואים את האייקון שלו, Automated Deliveries, יש לו כזה הרבה עיגולים אדומים, אז הוא דמיין שיש המון המון בתים גבוהים, המון רבי קומות, וכולם יהיו עם... אתם רואים, יש פה פס LED. אז לכולם יהיה פס אדום LED כזה, וככה זה ייסמן שהוא... יש לו את המוצר המגניב הזה. וזה פרוטוטייפ למעשה, יצרנו את זה ממש מאפס, הכל, גם המכניקה, גם האלקטרוניקה. יש פה שני מנועים בסדר? עם גיר, שתי סוללות. ספציפית זה עובד גם עם Wi-Fi, פה זה מחובר למחשב כי קראנו לוגים, קראנו למעשה את ה-outputs. אבל גם בנינו לזה אפליקציה תומכת ממש מגניבה שאפשר מהטלפון להפעיל את זה. וזה ממש עם Arduino, אתם רואים, זו סביבת פיתוח של Arduino. C++. אמיתי, עובד. בסדר? פה יש שתי סוללות, כל אחת 12V. ו... נכון? אנחנו יודעים מה זה חיבור בטור ובמקביל. אז חיברתי את שתיהן במקביל. כאשר מנתקים אחת מהן, עדיין יש 12V, וזה מספיק זרם שזה יעבוד. מה המטרה? שאם אחת מהן נגמרת, אפשר ללכת להטעין רק סוללה אחת. בסדר? אם הייתי מחבר אותן במקביל, הייתי עושה 24V מתכנן, ושורף פה את כל המנועים. ושיש מצב שגם כאילו קורה לפעמים שגם ה-USB שמחובר, לפעמים המחשבים היום כבר יודעים להגן על זה, אבל אי שם לפני 7 שנים באיזה מקום עבודה שהתחלתי להתעסק עם Arduino, זה הקריס לי את המחשב. בסדר? אז צריך לדעת מה עושים. יש פה המון משמעויות לחיבור בטור ובמקביל.

## PWM

עוד פאן פאקט שנשמור על זה, אתה הראית לי יהודה טרנזיסטור, אתה רואה פה את ה-LED הזה ואני רוצה לשלוט לו בעוצמה. בסדר? אנחנו עוד מעט נחזור פה למשרן הזה, איך אני שולט בעוצמה שלו? ככה נעשה... ונלך למה שנקרא PWM, בסדר? אני ב... אם אתם... אני לא בטוח שתצליחו לראות את זה, אבל בואו תנסו שוב לראות את הסרטון. תראו שה-LED, אני שולט לו בעוצמה. בסדר? ה-LED פה באיזה עוצמה מסוימת. ראיתם שהוא קצת נכבה, עמעם את עצמו? פה יש איזה עמעום מסוים, הוא לא נכבה לחלוטין, הוא עדיין דולק, פשוט מאוד חלש. אז למעשה עמעמתי אותו. אז הוא ספציפית זה LED של 12V, אוקיי? ש-Arduino לא יודע להפעיל את זה, אבל את הלוגיקה של זה עשיתי דרך טרנזיסטור, אנחנו ניגע בזה. אבל איך אני מעמעם אותו? אז יש את הפעולה של PWM, זו פעולה סופר מעניינת, אוקיי? שגם כן חשוב שנדבר עליה. אני סתם בגלל שזרקנו את זה, אז כבר אני נוגע בזה, אני אחרי זה נחזור לסדר הטוב של ההרצאה. רק נוודא שאתם עדיין רואים את המסך, הכל בסדר.

אז רציתי לעמעם את ה-LED הזה.

שלום.

היי, מתוקצ'י.

אבא, שים לי עכשיו.

אני מיד איתכם, לא.

זה כמו של קורן.

נכון, זה כמו של יוניקורן. תכירו, זו הבת שלי. פופס. זאת הבת שלי, מייקרית מגיל אפס, נותן לה לשחק עם רובוטים. מקווה שהיא תדבר גם כן עברית, גם אנגלית, גם C++, גם JavaScript, שתהיה דוברת של כל השפות. אני לא חושב שיש משהו מוקדם מדי להתחיל איתו באלקטרוניקה.

אז בקיצור, לענייננו, PWM. נכון, אנחנו אמרנו שיש מתח כלשהו שרכיבים פועלים בו, נכון? שומעים? רואים? אני מדבר לעצמי? יפה. יש איזשהו מתח שרכיבים פועלים בו. כלומר, אם אני עכשיו רוצה להפעיל איזשהו רכיב, אני צריך לתת לו את המתח שהוא יודע לקבל. אם אני אתן לו מתח נמוך יותר, הוא לא יעבוד. אבל אני רוצה שיהיה לי יכולת לשלוט בו. כמו ב-LEDים שהראיתי לכם, שזה יהיה חצי עוצמה, או עוצמה מלאה. אבל נגיד ה-LED שם הוא 12V, אם הייתי נותן לו 6V, הוא לא בהכרח היה פועל חצי. כי יש איזשהו מתח שרק מעליו הוא מתחיל לעבוד. בגלל התנגדויות פנימיות ואיך שהמעגל שלו בנוי. בסדר? בדרך כלל גם ב-LEDים יש לפעמים איזשהו איזה מעגל מובנה כלשהו ש... שנותן איזה הגנה כלשהי וצריך איזשהו מתח שרק מעליו זה פועל. אז אני לא יכול ברכיב לקחת חצי מהוולט שלו ובהכרח שהוא יעבוד בחצי מהעוצמה. אז איך אני עושה את זה? אם אני רוצה שהוא יעבוד 50%, אז גם כן אנשים חכמים פתרו את זה בצורה שחצי מהזמן הוא יעבוד, חצי מהזמן הוא לא יעבוד, בסדר? אני אפעיל אותו במתח שהוא מצפה לקבל חצי מהזמן שלי, וחצי מהזמן שלי הוא לא יעבוד. בסדר? בזמן שהוא עובד קוראים לזה Duty cycle time. אם אני אפעיל את זה 50-50, אז הוא יעבוד חצי. האמפליטודה שלי פה זה המתח שלי, במקרה של ה-LED זה היה 12VDC, Voltage Direct Current.

אבל יש לי שאלה, ככה... בעיקרון, אבל קודם דיברנו על זה שמיישר הוא כמעט בלי פולסים.

נו.

אז איך אנחנו פה כאילו על פי זה?

יפה, הטריק פה, שאנחנו ניגע בזה בהמשך, זה שה... אני מכבה ומדליק אותו. אני מכבה ומדליק את המתח שלי מאוד מאוד מהר. בסדר?

זה בעצם מהבהב, זה בעצם מהבהב. זה מה שקורה שם.

נכון. נכון, הוא מהבהב פשוט בתדירות מאוד מאוד גדולה שהמוח שלנו מזהה את זה כאור רציף. איפה אתם יכולים לראות את זה מאוד מאוד יפה? נכון, ה... גורם פלורסנט הם מהבהבים בלי קשר ל-PWM, זה בגלל החומר שהפלורסנט עשוי ממנו, יש לו... אתה רואה למעשה את התדירות של החשמל בפלורסנט, ה-60Hz, בסדר? וזה בגלל שהחומר יש לו, נכון יש לו סטארטר מסוים, לוקח לו זמן כל פעם להדליק ולכבות. אז העיניים שלנו רגישות לתדירות. בסדר? אנחנו רואים את זה אמרנו ברכבים חשמליים של DC, נכון, הפנסים שלהם. קחו, תעשו ניסוי, תצלמו את הפנסים של האוטו שלכם. אם יש לכם רכב חשמלי. אז הם מאוד מאוד מאוד מנסים שם לחסוך כל... כל מה שהם יכולים כי התחרות על כמה שיותר קילומטר. אז האור פועל רק חצי מהזמן. בסדר? אם אני מפעיל אור חצי מהזמן, אני צורך חצי מהאנרגיה שלו. בסדר?

אוקיי. אתם צריכים איזשהי הפסקה או שאתם רוצים שנמשיך?

אני אשמח להפסקה. אני אחרי יום לימודים.

אז בואו ניקח עד 9:10. אני שתי דקות הולך להגיד לילה טוב לבת שלי ולשתות כי הגרון שלי קצת יבש. ומי שרוצה בעוד שתיים-שלוש דקות לחזור, מוזמן לבוא ולשאול שאלות, בסדר? אני בינתיים יעשה פאוז להקלטה, ונחזור ב-7:10 כולם. מי שרוצה שתיים-שלוש דקות לפני שאלות פרטי, off the record, מוזמן גם. בסדר?

כן, מעולה.

## סליל

פה אנחנו חוזרים בהקלטה מההפסקה. בסדר? אז הרכיב האחרון זה סליל. בסדר? אם האינטרנט שלי שוב עושה בעיות, אז תתנו לי כזה פינג, בסדר? כי האינטרנט שלי היום קשה לו. והרכיב הזה כמעט ולא תשתמשו בו. אם תפרקו מנועים אז אתם תראו את זה בתוכו, אבל מה שבעצם הרכיב הזה עושה, לוקחים מוליך, מסובבים אותו על ליבה כלשהי וכשעובר בו זרם, נכון, האלקטרונים אמרנו זה זרם, עובר בו זרם, הוא מייצר שדה מגנטי. זה משמש כפילטרים. התחלתי לספר על אוסטין, שזה לקוח שיש לנו שאנחנו עושים לו קשר פנים של קיאקיסטים. יש להם את הקיאקים האלו שמהם חותרים בארצות הברית, כל מיני מקצועות כאלו של קולג'ים, אז הוא רוצה שמהם יצליחו לדבר בתוך הקאיאק שלהם אחד עם השני. אז יש... יש בעצם רסיבר וטרנסמיטר, קולט ומשדר, מקלט ומשדר, שכדי שהם יעבדו בצורה טובה, אז אנחנו שמים שם הרבה סלילים כאלו שיורידו את הרעשים. בסדר? זה בעצם מסנן. אם תפרקו מנוע, אתם גם כן תראו כל מיני רכיבים כאלו, כי זה יוצר שדה מגנטי ש... מעבירים... בסליל כזה יש שדה מגנטי.

בפרויקטים קטנים. אבל תדעו שאם אתם צריכים להתעסק ב-RF, גם אם ראיתם... interFace... זה Radio Frequency, זה...

זה שוב האינטרנט עוד פעם, שחר.

כן, האינטרנט שוב. תנו לי רגע, אני אנסה לפתור את זה. אני אעבור למקום יותר קרוב לראוטר, שנייה.

יפה, אז חזרנו, יפה.

יפה, אז המשפט האחרון שלי היה על סליל. זהו, אני מצר על התקלה הזאתי, זהו, נמשיך.

הוא משמש, אמרנו משפט אחרון, כמסנן ל-RF. אמרנו interFace, נכון? Power by interFace, נכון? אתם קיבלתם שנרשמתם קבלה מ-interFace, אז interFace מעבר לזה שזה interFace שזה... מי שבעולם האינטרנט ובעולם הממשקים בין אדם למחשב, אז קוראים למה שאנחנו רואים בעיניים שלנו interFace, אז גם כן מתחבא פה RF, אתם רואים את ה-RF? Radio Frequency, אז זה משהו שאנחנו גם כן מאוד אוהבים להתעסק בו. זה כל מיני באמת משדרים, מקלטים, זה דברים כאלו.

אנטנות.

אנטנות, כן. אז מתחבא שם בתוכו. זה למי שאוהב את העולם הזה בינינו, זה RF.

## מנוע DC

אוקיי, יפה. אמרנו שנדבר על מנועים, נכון? משהו מאוד חשוב להיות מייקר זה כל מה שאנחנו קוראים motion. איך אנחנו גורמים לאוטו לנסוע? איך אנחנו גורמים למדפסת תלת ממד להדפיס? איך אנחנו גורמים לזרוע רובוטית לזוז ממקום א' למקום ב'? נכון? זה משהו שהוא מאוד מאוד אקוטי בלהיות מייקר.

יש לנו שלושה דברים עיקריים שאנחנו צריכים לדעת, שאנחנו נלמד אותם, ואת הדברים הפחות טריוויאליים אנחנו כרגע לא נתעסק בהם. מי שיש פה, יש לכם מברגה, נכון? אז כתוב עליה brushless? יש לכם מברגות כאלו חדשות?

כן.

אז יש כאלו מברגות שמתגאות שהם brushless. אז זה בעצם בלי שני המתכות האלה, בסדר? המתכות האלה במנוע DC, שזה מנוע של direct current, מנוע הפשוט ביותר...

זה הם עטופים באיזה משחה תרמית? מה שאני קיבלתי לפחות, שחר.

אה, אתה יש לך גם... יש לך איזה קבל ביניהם, נכון? שזה הגנה כלשהי על... כן, כדי לתת בוסט למנוע שהוא יפעל.

כן, זה נראה שיש לי כאילו איזה משחה תרמית עליו פשוט, מרוח...

יכול להיות. שוב, הקבל הזה המטרה שלו... נכון שדיברנו על המנועים של המזגן? שלא ייווצר עומס? אז זה הייעוד שלו בחיים. הקבל הזה בסוף אתה מטעין אותו, ואז כשבסוף אתה מפעיל את המנוע הוא פורק את זה. אז זה פשוט מולחם שם. האמת שזה פרקטיקה די טובה ליישם על מנוע. אם זה מציק לך אתה יכול להסיר את הקבל הזה. בסדר? אבל זה כדי לתת איזה בוסט קטן בהתחלה למנוע, בסדר?

אז ה-brushes זה שני פחמים שיש פה שהם חומר מוליך, אוקיי? שנעים... שבעצם גורמים ל-shaft להסתובב. אנחנו דיברנו פה שיש לנו את ה-coil הזה, נכון? את הסליל. שברגע שאני מעביר זרם בתוך סליל אני יוצר שדה מגנטי. ואם אני יוצר שדה מגנטי, נכון? באופן טבעי למגנט יש שני קטבים, יש לו את הצפון ואת הדרום שלו. נכון? אנחנו מדברים גם על כדור הארץ שיש לנו שני קטבים. ובעצם כל מגנט שתקחו, לא משנה כמה פעמים תפצלו אותו, יהיה לו את ה-North ואת ה-South שלו, יהיה לו את שני הקטבים באופן טבעי. זה גם כן תופעת טבע מאוד יפה.

ומה שבעצם אנחנו עושים פה, אנחנו... רואים פה את ה-GIF החמוד הזה? אנחנו מעבירים את הזרם החשמלי על הסליל הזה, אנחנו יוצרים שדה מגנטי, וכל פעם בעצם מציקים לו. איך אנחנו מציקים לו? על ידי זה שאנחנו לוקחים את השדה המגנטי ושמים צפון בצפון. מה קורה שאנחנו שמים מגנטים מאותו קוטב אחד ליד השני? הוא נדחה, נכון? יש דחייה. אז כל פעם שאנחנו מציקים לו הוא נדחה וככה הוא רוצה לזוז, כל פעם הוא מנסה לעוף מהקוטב שדוחה אותו. כשאנחנו עושים את זה הרבה פעמים, אז למעשה אנחנו מסובבים מנוע. זה כל הקסם.

בסדר? ה-brushes האלו הם נשחקים, אם תשתמשו בזה המון המון המון פעמים... בסוף זה פחמים, ופחם זה חומר שמוליך חשמל מצוין ויש לו חיכוך נמוך, והם למעשה סוגרים את המעגל. הם בעצם הקטבים שכל פעם נוגעים ומציקים להם, אז הם נשחקים. אם תקחו מקדחות שמפסיקות לפעמים לעבוד ואתם תפתחו אותן, אתם תראו כזה קפיץ. נכון? יש שם מנוע DC עם כזה קפיץ ופחם. אז יש כאלו שמביאים פחמים ספייר. יצא לכם להיתקל בזה?

שוב, יהודה קצת יותר מבוגר אז הוא מסמן, סליחה שאני עושה לך החפצה גילנית או איך קוראים לזה, aging. אבל יש פה כנראה חבר'ה שלא נתקלו בזה, יצא לי לפרק לא מעט מקדחות וזה ממש כיף. קופץ לכם קפיץ כזה עם פחם, ואז מביאים לכם פחם כזה ומחליפים אותו והמקדחה במקרה הטוב מתחילה לעבוד אם אתם מצליחים להחזיר את זה חזרה. זה ה-brushes.

מי שקצת יותר צעיר, כנראה שהיום ה-default זה brushless. זה גם באופניים חשמליים זה כבר brushless ודברים כאלו. בעולם הארדואינו והמייקרים והדברים האלו זה קצת פחות נפוץ להשתמש ב-brushless, בסדר? כי אנחנו לא שוחקים ולא משתמשים בעומסים כל כך גבוהים כמו במקדחה, שמקדחה אתה יכול ממש לגמור אותה. אז הפחמים האלה נשמרים לטווח יותר ארוך.

בסדר? PWM באופן דומה למה שנותן לנו להשתמש בלד, נותן לנו לשלוט במהירות של מנוע. בסדר? אנחנו זוכרים שדיברנו על PWM? יפה. נכון? שה-duty cycle, אם אני מדליק או לא מדליק אותו, ואמרנו שנעשה תרגיל שנלך לרכב חשמלי ונראה שהאורות שלנו מהבהבים. איך אפשר לראות את זה? אפשר לראות את זה עם מצלמה עם תדירות נמוכה של frame rate. תקחו רכב אחר עם מצלמת רוורס על האורות של הרכב החשמלי שלכם, אתם תראו את זה מהבהב. כי המצלמת רוורס של רכבים היא ב-frame rate מאוד איטי, אתם תראו פשוט את האורות מהבהבים. זה PWM. בסדר? למעשה גם המנוע של הרכב החשמלי הוא ב-PWM, נכון? אנחנו לוחצים על הדוושה, ככל שאנחנו לוחצים יותר אנחנו בעצם מגדילים את ה-duty cycle ומתקרבים לעוצמה של ה-100%. אם אנחנו לוחצים חצי אז אנחנו עושים PWM על המנוע. בסדר? זה גם כן יישום יפה של PWM.

אין לנו ברוב מוחלט של הרכבים החשמליים, אין גיר. אז איך אנחנו שולטים במהירות אם לא על ידי גיר מכני? נכון? גיר הרי נותן לנו יחסי העברה, כמו שיש לנו באופניים, ואז אנחנו שולטים בין המומנט, בין הכוח שאנחנו יכולים להפעיל על הגלגל, לבין המהירות, עם יחסי העברה. אבל ברכב חשמלי אין לנו את הגיר הזה, אז אנחנו שולטים ב-PWM. נכון? מסתדר לכם איפה זה עובד ולמה זה חשוב?

שחר, שאלה על המנוע, משהו שלא הבנתי. איך אתה... איך כל פעם זה משחק בשדה המגנטי? זאת אומרת, אם יש סליל ויש שדה מגנטי הוא אמור להיות קבוע, לא?

ב-direct current, כן, זה קבוע. אבל תחשוב שאני יוצר פה כל פעם קוטב שמגיע למגנט הזה ונדחה.

איך זה קורה שהוא יוצר כל פעם קוטב במקום אחר?

כי הוא נותן לו בוסט של פלוס... כל פעם יש אחד מהם שמתנגד. כל פעם הם מתנגדים. מתנגדים, מתנגדים, מתנגדים. נכון, עובר פה שדה קבוע, המגנטיות קבועה, אבל המגנטים האלו תמיד דוחים אותם.

רגע, בג'יף הזה, הכחול והאדום, זה לא הסליל עליו דיברת?

לא, הכחול והאדום זה המגנטים פה, אתה רואה? stator magnets. stator זה סטטי. זה המגנטים האלה, החיצוניים.

אז מה זה הירוקים שזזים?

מה שמדמה פה את הירוקים זה ה-brush. סליחה, לא brushless, פה יש brush. זה המברשות האלה.

ומה מסתובב מסביב? בתוך המגנט יש סליל, נכון?

כל זה מלא בסליל, כן.

אוקיי, ומה התפקיד של הסליל ביחד... כאילו מה...

הוא יוצר לי שדה מגנטי.

אז למה אני צריך גם מגנט וגם מה שהסליל יוצר שדה מגנטי?

אלקטרומגנטי, השדה הוא בקוטביות משתנה למעשה, כל פעם משנים את הקוטביות שלו.

לא, לא הבנתי, מצטער.

בוא ננסה מהתחלה.

כן.

יפה. DC, איך הוא עובד לנו? אנחנו מעבירים, נכון אמרנו שאם אנחנו מעבירים זרם בסליל, אנחנו יוצרים שדה מגנטי? אז אתה צודק, יש פה שדה מגנטי בקוטביות משתנה. כל פעם משנים את הקוטביות שלו ואז הוא כל פעם דוחה אותו. הזרם הוא למעשה DC, הזרם הוא קבוע. הקוטביות של הסליל משתנה. הקוטביות של... מה ה-south ומה ה-north, מה הקוטב הצפוני והקוטב הדרומי של המגנט שלי משתנה.

לא, לא מבין. אולי זה לא... כאילו לא צריך להבין.

אם אני לוקח עכשיו מגנט שהוא צפון ומגנט שהוא דרום, הם יימשכו, נכון?

כן.

אם אני לוקח מגנט שהוא צפון ומגנט שהוא צפון, הם יידחו, נכון?

כן.

על ידי הדחייה הזאתי, אני למעשה מסובב אותו.

נכון, אבל איך אתה מייצר... כשכל פעם הוא דוחה אותו מכיוון אחר?

הקוטביות פה משתנה. תראה את האופן שזה פועל פה, אתה רואה את הווקטור הירוק הזה? אתה רואה את הקוטביות?

ומה גורם לקוטביות להשתנות כל פעם?

מה גורם לקוטביות להשתנות? בעצם... יש תופעה של מגנט שתמיד יהיה לו קוטב צפוני וקוטב דרומי. בסדר? זו תופעה טבעית. שברגע שאני שם אותו ליד שדה מסוים, אז... הוא מתקרב. במנוע DC אין רכיב שמשנה את האלקטרומגנטיות שלו באופן אקטיבי, זה פשוט תופעה של שינוי קוטביות.

טוב, אני מודה שלא הבנתי, אבל אולי זה לא ממש...

בוא נעשה על זה דאבל קליק, בסדר? נעשה על זה... גם כן פרקטיקה טובה שכל מה שאני אומר מוטל בספק, תעשה גוגל, ואם אתה רוצה אחרי זה נישאר ונחקור את זה יחד יותר לעומק.

אפשר במשפט אולי לנסות קצת לעזור? בסליל שעובר בו זרם, או בכל זרם שעובר בחוט נוצר שדה מגנטי. וזה דוחף את המגנט. אתה שולט באיפה הזרם עובר וכל פעם הוא דוחה את המגנט ואז הוא מתחיל להסתובב 60 מעלות ואז הזרם עובר בפאזה הבאה שדוחפת עוד ועוד ועוד. תכניס סוללה... סליל נראה כמו נחש של חמישה מטר ותדחוף בו סוללה והיא תנוע בו. כי במרכז הסליל יש כוח מגנטי. זה תופעה של זרם ומגנטיות, כאילו... אתה תוכל לקרוא על זה בכל מקום, זה לא...

קוטביות של מגנט זה תופעה טבעית, כן. תמיד יהיו למגנט שני קטבים. ובכיוון של הזרם יש חוקים שמראים שבכיוון שהזרם נה יש שדה מגנטי שמתפתח.

הרקע שלי אגב הוא RF בעיקר. RF הארדקור.

בסדר, תודה. אני צריך ללמוד על זה איכשהו.

אפשר לעשות על זה דאבל קליק ובאמת להיכנס לזה, לתופעות של שדה מגנטי.

## מנוע סרבו

מה המנוע הבא שנדבר עליו? ניחושים?

מנוע AC?

לא, AC אנחנו לא משתמשים בארדואינו, שמע ישראל. איפה תביא AC בארדואינו? אתה צריך להפריד את המעגל עם ריליי, עם דברים כאלה. נו, בעולם ה-DC כרגע, טוב לנו שם. אם אני לוקח מנוע DC ואני רוצה קצת לשכלל אותו, מה יוצא לי? זה סרבו. בסדר? יש לכם סרבו? אתם יכולים להרים אותו רגע ביד?

דניאל, אתה מזהה את הסרבו? יהודה?

זה מגיע ב-ESP32 גם?

ESP32? סרבו? ESP32 זה לוח board עם מיקרו-בקר כלשהו. סרבו זה רכיב, אוקיי? שנע ממקום למקום. אני יכול להפעיל סרבו עם ESP32, אם זאת השאלה שלך.

כן.

אפשר. ESP32 וארדואינו...

התכוונתי עם הערכה, אם אתה יודע, כאילו...

אה, אני מעריך שכן, אני חושב שזה... תחפש סרבו כזה, או יכול להיות שהוא יהיה כחול, קוראים לו SG90 בדרך כלל. בסדר? אבל בוא רגע נעשה... כל מה שאנחנו מדברים עכשיו רלוונטי גם ל-ESP32 וגם לארדואינו, נכון? זה ברור לנו?

כן.

שניהם מיקרו-בקרים שיכולים להפעיל לי את כל מה שדיברנו עכשיו. יש הבדל בין ארדואינו Uno ל-ESP32, שארדואינו Uno עובד ב-5V ו-ESP32 ב-3.3V. אנחנו יודעים כבר מה זה וולט ולמה זה חשוב, נכון? אם אני אתן ל-ESP32 חמישה וולט, אני אעשה ממנו קבב שרוף. לא במתח הכניסה, צריך לשים לב מה מתח הכניסה שלו, אבל בשערים האנלוגיים שלו הוא לא יודע לקבל 5V, בסדר? במה שנקרא GPIO, General Purpose Input Output. אם תכניס שם 5V, ישרף. ארדואינו Uno יודע לקבל 5V. בסדר? אבל מה שדיברנו עד עכשיו, הוא נכון באופן גורף לכל המיקרו-בקרים. דיברנו באופן כללי על רכיבים, עוד לא נכנסנו דאבל קליק על הארדואינו. בסדר? זה ברור לנו?

כשאתה אומר "פה", אתה מתכוון לארדואינו Uno בעצם?

ארדואינו Uno זה ארדואינו... כן, אני...

## מנוע סרבו

הוא סוג של מנוע המשמש לשליטה מדויקת במיקום או במהירות של רכיב מכני. סרבו מסוגל להגיע למיקום מדויק ולשמור עליו, בניגוד למנוע DC המסתובב באופן רציף.

הוא כולל מאפשר שליטה מדויקת במהירות ובכיוון.

יישומים: נפוץ ביישומים רבים כולל רובוטיקה, כלי טיס בלתי מאוישים, תעשייה, ועוד.

יש 2 סוגים: 180° ו-360°.

תשימו לב מה יש פה. יש לי פה מעגל בתוך הרכיב הזה בעצמו. שהוא למעשה כבר עושה לי את ה-PWM ויש לו פוטנציומטר שלפיו השינוי של איפה שהפוטנציומטר נמצא, אני יכול להגיד את הכיוון שלו.

בסדר? ככה שיש לי פה כבר גם כן את ה-PWM עם ה-circuit הזה מובנה, יש פה control circuit מובנה בתוך הרכיב הזה. אם תפרקו אותו, יש לו ארבעה ברגים למטה, אתם תראו את זה. יש לו מעגל מובנה בתוכו.

שימו לב שאם אתם מפרקים את זה, יפלו לכם הגלגלי שיניים. בסדר? אז תנסו לפרק את זה בחכמה, ולדעת להחזיר את זה. וזה נוגע לנו ברכיב נוסף שקוראים לו פוטנציומטר. אתם יכולים לתאר לעצמכם מה זה פוטנציומטר?

- נגד משתנה.

נכון. איך הוא עובד? הוא עובד על עיקרון שיש לי איזשהו מתכת כלשהי שנע על חומר שההתנגדות שלו פר אורך ידועה, וככל שאני סוגר את המעגל על יותר מהחומר הזה, אז אני מעלה את ההתנגדות. אתם יכולים לתאר לעצמכם, תחשבו עכשיו יש לי איזה חומר, שאם אני לוקח נגיד את כל ה-20 סנטימטר שלו, יש לי התנגדות של 10kΩ, אבל אם אני סוגר את המעגל רק על חצי, אז הזרם יעבור רק בחצי ויהיה לי 5kΩ. מסכימים על זה?

בעצם נע על הרכיב הזה ואני סוגר את המעגל. ככל שאני עובר יותר מהחומר, ההתנגדות שלי תגדל. ככל שאני מתקרב יותר להתחלה שלו, יהיה לי פחות התנגדות. בסדר? זה פוטנציומטר. יש לי מחט שנע על חומר שההתנגדות שלו פר יחידת מרחק ידועה.

בסדר? וגם גיר. אם תקחו DC עכשיו ותחברו אותו ל-5V, הוא ינוע לכם כמו משוגע. הסל"ד שלו, הסיבובים לדקה שלו מאוד מאוד מהירים. וסרבו, אנחנו רוצים שהוא יהיה יותר איטי. אז מעבר ל-PWM שאני יכול לשלוט בו בצורה תוכנתית, אני שם לו גם גיר מכני שמוריד את המהירות. אתם תראו מלמעלה הרבה לבנים כאלה. זה הגיר שלו. הוא בעצם באופן מכני, כמו באופני ההרים שלכם, מוריד את היחס המרה. תחשבו שיש לי גלגל מאוד מאוד גדול שמסתובב במהירות קבועה, נכון? וגלגל קטן למטה.

הגלגל הגדול הזה ישלים סיבוב, הגלגל הקטן הזה ישלים הרבה יותר סיבובים עד שהגלגל הגדול ישלים סיבוב. מסכימים על זה? כל שן אחת שלו שהוא יעבור, הוא כבר יעבור הרבה מאוד שיניים. זה נקרא יחס המרה. יחס ההמרה זה שולט לי גם במומנט, מומנט זה הכוח שלי, וגם במהירות. יש תמיד trade-off בין כמה אני מהיר למומנט שלי. בסדר? ברכבים שלנו, הלא חשמליים, בשיעורי נהיגה שעשינו ברכבים ידניים... אני מעריך שגם היותר צעירים פה כבר למדו על ידני, למרות שהיום כבר לומדים על... ראיתי יש לי פה Ioniq 5 וטסלות שאנשים לומדים עליהם נהיגה. אני רק מתאר לעצמי איזה כיף זה לעשות חניה ברורס בעלייה עם טסלה. אני עברתי טסט רביעי ויהיה מאוד קשה לעשות זינוק בעלייה ברורס.

אז הגיר הראשון הוא הרבה יותר חזק, ואז ככל שאנחנו מעלים את המהירות, אנחנו מוותרים על כוח ומעלים את המהירות. זה בעצם היחסי המרה שלנו בגיר המכני. גם באופניים שלכם, אתם תראו, אנחנו מתחילים בגלגל מאוד גדול שנותן לנו מומנט מאוד גדול, וככל שאנחנו יותר מהירים אנחנו צריכים פחות מומנט, יותר מהירות, אנחנו לאט לאט יורדים בקוניוס הזה לגלגל שיניים קטן שמסתובב מאוד מאוד מהיר, ויש לו פחות מומנט אבל יותר מהירות, נכון?

איפה אנלוגיה טובה למומנט? דלת, נכון? דלת כניסה, הידית שלה נמצאת בקצה. אם היו שמים את הידית בקצה השני, כנראה שהיה יותר טיפשי לפתוח את הדלת. היינו צריכים להפעיל הרבה יותר כוח. מומנט זה הזרוע כפול הכוח שלנו. אם יש לנו זרוע שאנחנו ניקח את הרוחב של הדלת, נשים איזה כמה שיותר קרוב לקצה הזרוע, יהיה לנו מומנט יותר גדול. ככה גם אנחנו פועלים עם גלגלי שיניים. בסדר?

- למה צריך גיר אם יש פוטנציומטר?

הפוטנציומטר לא מוריד לנו מהירות. הפוטנציומטר מדווח לנו איפה המיקום של הסרבו. הם עשו במעגל הזה כיול. התנגדות של 10kΩ הוא ב-180 מעלות. התנגדות של, נקרא לזה, 1kΩ הוא ב-0 מעלות. ככה אני יודע למדוד איפה הוא נמצא. מבין? הם עשו המרה בין ההתנגדות למיקום שלו. הוא ממיר לנו בעזרת ערך התנגדות שהוא קורא, איפה הוא נמצא. בדרך מאוד חכמה.

ופה יש לנו שלושה חוטים. להבדיל מ-DC שיש לנו שני חוטים, יש לנו פה שלושה חוטים. אנחנו נותנים לו גם את הפלוס-מינוס שה-DC מקבל, נכון? DC יש לו שני חוטים. וגם יש לנו עוד חוט נוסף כדי לשלוט בו. כי אני בעצם מתחבר פה למעגל הזה ואני נותן לו את הפקודות שאני רוצה. בסדר?

משתמשים בזה המון. מטיסי טיסנים, רכבים על שלט, כל מה שזז ימינה-שמאלה, צעצועים של הילדים שלכם או צעצועים שאתם השתמשתם בעבר. משתמשים בזה המון.

מה המנוע השלישי והקריטי שנלמד?

משהו, מישהו? מדפסות תלת-ממד, באיזה מנוע משתמשים?

- Stepper motor.

נכון, stepper motor, מנוע צעד.

מנוע צעד, אין לכם אותו כרגע בערכה, אבל מנוע צעד, הגדולה שלו, מעבר לזה שהוא יחסית יקר לסרבו, אז הוא נותן לנו דיוק מאוד מאוד גבוה. בסדר? אם אתם רוצים... במחזור הקודם בשיעור האחרון השארנו זמן לזה והצלחנו לגעת ב-stepper. הוא נותן לנו פשוט, כמו שהוא נקרא, מנוע צעד, הוא כל פעם נע בצעד בדיד. על ידי זה שיש לו שני סלילים, ובעצם נותנים פולסים.

אם תחכו שנייה אני יכול לתת לכם את השקופית המתאימה לזה. רק שנייה ברשותכם, אני אראה לכם איך הוא נראה כי נראה לי סופר רלוונטי, ואני רואה שאנחנו יכולים להספיק את זה.

נפתח stepper motor ונדבר קצת עליו. אם נספיק בסוף בסוף בסוף, אז אנחנו גם נחווט אותו. בסדר? או אוריין נדבר עליו קצת יותר לעומק.

## מנוע צעד

ככה זה נראה stepper motor. אוקיי, זה בעצם המנוע הכי advanced שיש מבחינת השליטה שלו. היא מאוד מאוד מדויקת, בגלל זה משתמשים בזה במדפסות תלת-ממד. איך שהוא עובד, הוא עובד בעצם על שני סלילים. שכל פעם עובדים במקביל. יש לי פה... פה זה ארבעה, יש כאלו... הסטנדרטי הוא ארבעה סלילים.

תחשבו, נכון יהודה, לא הבנו איך מנוע מסתובב ב-DC? אז זה שאני כל פעם נותן פולס ומסובב אותו... תחשוב ששמו לו ארבעה ספוטים כאלה, וכל פעם שאני נותן פולס בסליל מסוים, הוא מתקדם לי צעד. בסדר?

מנוע stepper סטנדרטי הוא בדרך כלל 200 צעדים. כי זה 360 מעלות, וכל צעד הוא 1.8 מעלות. כל פעם שאני נותן לו פולס, הוא זז לי 1.8 מעלות. זה צעד אחד.

הוא מנוע מאוד יקר ביחס ל-DC וסרבו. הרמת דיוק שלו מאוד גבוהה. בגלל זה מיישמים את זה באפליקציות שצריך דיוק מאוד מאוד גבוה וחזרתיות. נגיד מדפסות תלת-ממד, מכונות CNC למיניהם שעושים כל מיני עיבוד של מתכות. מה שאני פיתחתי בזמנו זה מכונת לייזר עם מנועי DC שהזיזו דברים, ואיפה שהייתי צריך את הרמות דיוק המאוד גבוהות, שמתי שלושה צירים של steppers שנתנו לי בדיוק מאוד גבוה וחזרתיות מאוד גבוהה להצליח עם הלייזר לגזור איפה שאני רוצה.

בסדר? זה שלושת המנועים שהם בדרך כלל הכי נפוצים, וכנראה שתפגשו איתם, אם תרצו או לא תרצו, אתם תפגשו איתם.

עד לפה יש שאלות?

שאלות?

אנחנו ממשיכים.

אנחנו בעצם דיברנו עכשיו בגדול על קצת הגדרת מונחים, זרם, מתח. נכנסנו גם אחרי זה ל-motion, דיברנו על רכיבים חשובים. בסוף המטרה היא שתבינו את סל הכלים שיש לכם כחבר'ה שאוהבים אלקטרוניקה ורוצים לעשות פרויקטים, ותדעו מה כל דבר עושה.

## אותות דיגיטליים ואותות אנלוגיים

עכשיו נדבר קצת על מה זה...

- יש לי שאלה קטנה. עד כמה המנועים הם קריטיים בשלב ההתחלתי? כי אני חושב שלי בערכה אין מנועים בכלל.

אנחנו שוב, במחזור הקודם, ממש בדקה ה-99 הם רצו שנדבר על stepper, אז דיברנו עליו, ויותר ברמה של התיאוריה, הם לא הפעילו אותו. עכשיו אני הכנסתי את זה פה כי אני רואה שאנחנו נספיק, אבל אנחנו לא נחווט אותו, בסדר?

- לא, גם DC וסרבו אין לי.

סרבו אני חושב שכן כדאי שכאשר תשים עליו יד, כי בסרבו יש לו הרבה יישומים, זה ממש נחמד להפעיל אותו.

- אוקיי, סבבה.

מאיפה אתה בארץ, תזכיר לי?

- מהקריות.

מהקריות. יש לך טיסני חיפה שם, לא?

- יכול להיות, לא מכיר.

אז טיסנים, חנויות של גאדג'טים כאלו מוכרים סרבואים. כנראה שהם סרבואים קצת יותר יקרים, כי אתה יודע, טיסן קצת צריך רמת אמינות יותר גבוהה מ משהו על הרצפה. אבל בטוח תשלח בקהילה איפה אתה יכול למצוא בחיפה.

- אני מחפש בדיוק אם יש עוד מקומות כאילו חוץ מלקנות באליאקספרס דברים.

מי שבאזור המרכז מוזמן לקנות מאיתנו. או אם אתם רוצים לקנות ולעשות משלוח אז זה גם כן אפשר. סרבואים יש לנו בחנות. מי שרוצה את זה יותר מהיום למחר אז תקפצו לחנות ליד ביתכם. בסדר, אני מכיר פה במרכז יש בפתח תקווה את ליאון אלקטרוניקה וביהוד יש את 4Project. שוב, יש לנו איזה חנות קטנה כזאתי כי התחלנו בהתחלה עשינו פרויקט זרוע לכל הקהילה, עשינו כזה מיטאפ שאזמנו מראש זרועות, אז היה לנו כזה מלאי של הרבה חומרה אז פתחנו e-commerce כזה. ומי שרוצה ובמרכז מוזמן לקפוץ. מי שיש לו קצת סבלנות אז אפשר לשלוח לו את זה. בדרך כלל זה לוקח ארבעה-חמישה ימי עסקים עד שזה מגיע. עושים את זה ב...

- נראה לי קודם כל נתחיל עם מה שיש כרגע.

כן, לא, לך יש סרבו ו-DC, נכון? בערכה הגדולה, כן, אתה מסודר. וזה מספיק. שוב stepper motor זה גם דורש דרייבר מסוים, זה דורש עוד...

- לא, אני לאט לאט. בגלל שאני גם עכשיו בלימודים ומילואים, אז...

מעולה.

- העומס מרובה.

שוב, אנחנו מתחילים ממש פה, אם שמתם לב, מהבסיס, כדי ליישר קו ולדבר שפה משותפת, וללמוד גם את התיאוריה לפני שאנחנו לומדים את הפרקטיקה, בסדר? זה נמצא הכי ישימים ונוח לאנשים להתקדם אחרי זה לחיווטים.

בסדר? מה שלא נגעתי ב-stepper זה שיש לו ארבעה חוטים, והוא דורש עוד דרייבר. הוא דורש מעבר למנוע עצמו, הוא דורש עוד משהו שה-Arduino מדבר עם המשהו הזה כדי להפעיל אותו. בסדר? אז הוא קצת נשאיר אותו בצד. אבל DC וסרבו, לא יודע, כנראה בודדים הפרויקטים שלא תשתמשו ב-DC וסרבו.

מה אתם לא יכולים להשתמש ב-DC וסרבו? לא יודע, עכשיו אנחנו עושים במועדון בית חכם. אז הוא סטטי, אז אין לו DC וסרבו. אבל עשינו פרויקט של עוקב שמש עם שני סרבואים, וזרוע רובוטית עם ארבעה סרבואים. יש מכונית כזאתי חמודה שזזה עם ארבעה DC. מיישמים עם זה המון עם המנועים האלו, כדאי כן...

- אני עשיתי מכונית כאילו, בניתי עם ארבעה DC.

כן. אז מי שלא...

- איפה רואים פרויקט של הבית חכם?

זה במועדון של המייקרים, לקהילה.

- בוואטסאפ כאילו?

לא, יש לנו מפגש שבועי של מייקרים, שאומרים לכל מה שמשעמם אותנו "תחכו רגע", הולכים להתפנות למה שאנחנו אוהבים. פורקים את המייקריות שלנו וממשיכים בחיים המשעממים שלנו כרגע.

- הבנתי.

זה, נראה לי שמעתי לך את זה יהודה, אז מחלה ממכרת, בסדר? אתם, לא עשיתי דיסקליימר...

Makers זה מחלה ממכרת, קחו את זה בחשבון, שזה מאוד ממכר. הבית שלי התחיל לפני כמה שנים בכמה רכיבים בודדים, והיום יש לי ארגזים עם שתייה על החדר, מי ששם שם את הדברים. יש טיסנים, ויש רכבים, והמון המון דברים שבסוף אין מה לעשות, צריך להתעסק בהם, אי אפשר אחרת. יש לי כנראה איזה 50 Arduino בבית, ממיליון סוגים. יוצא Arduino חדש אז אני די חייב לקנות אותו כי זה ממש מסקרן אותי מה השינוי שם. ה-R4 כבר נגעתי בו.

## אותות דיגיטליים ואותות אנלוגיים

אבל בואו נעשה דאבל קליק שנייה על אותות אנלוגיים ודיגיטליים. זה קצת פרק אחר, זה איך מחשב עובד. סיימנו את החלק של האלקטרוניקה, נקרא לזה הנדסת חשמל, נעבור להנדסת מחשבים. מדעי המחשב, כן, יותר הנדסת מחשבים.

אנחנו בגדול די מתחברים, ואנחנו נראה את זה מאוד יפה בהרצאה הבאה, שאנחנו ניקח קוד שכתוב ב-C++, נעביר אותו compiler, ואנחנו נראה איך הוא נצרב בינארית על ה... עובר לאסמבלי ואז ממש בינארית. אתם יכולים לקרוא קובץ bin., ממש תראו 1 ו-0, זה כזה קסם. אבל אנחנו צריכים להבין דבר ראשון איך אנחנו מדברים, מה זה 1, מה זה 0, ומה זה בעצם דיגיטלי ומה זה אנלוגי, אוקיי?

אנחנו חיים, נרצה או לא נרצה, בעולם אנלוגי. נכון שאנחנו הרבה בטלפונים, אבל אנחנו יצורים אנלוגיים. איך זה בא לידי ביטוי? אנחנו רציפים. מה זאת אומרת רציפים? זאת אומרת שאנחנו לא בדידים. אנחנו לא או 1 או 0, או עובדים לפי מדרגות. אנחנו רציפים. האור שאנחנו רואים בעיניים שלנו רציף, הקול שאנחנו מדברים רציף, אלא אם כן האינטרנט גרוע ואז הוא בדיד. אבל אנחנו אנשים אנלוגיים.

אבל מחשבים הם יצורים דיגיטליים. הם לא יודעים מה אנחנו רוצים מהם. אנחנו מדברים איתם והם לא מבינים אותנו. אני אומר לו "בוקר טוב מחשב", הוא מסתכל עליי ממש מוזר. אז מה אני עושה? אני ממיר לו אות אנלוגי לאות דיגיטלי. הוא יודע ממש טוב 1 ו-0, ואני יודע ממש טוב לדבר בלי לחשוב על 1 ו-0. אני לא עובד ב-1 ו-0, אני בן אדם רציף.

כל המחשבים שלנו (נעשה כזה כוכבית קטנה: שנגיע לעולם של מחשבים קוונטיים שהוא קרב ובא, מה שאני אומר עכשיו יהיה פחות רלוונטי, כי מחשב קוונטי לא עובד על 1 ו-0), אנחנו מדברים על המחשב של ה-50–60 שנה האחרונות, מאז שהמציאו את הטרנזיסטור. מחשב קוונטי, יכול להיות שבסוף שנה IBM יציעו איזה משהו מרגש, אם אתם רוצים נעשה על זה הרצאה בקהילה, אבל אנחנו מדברים על מחשבים של 1 ו-0. זה מה שהם יודעים לקרוא.

איך אנחנו עושים את זה? אנחנו לוקחים אות דיגיטלי ויש לנו מה שנקרא ממיר מאנלוג לדיגיטל.

## המרה מאנלוג לדיגיטל

בטח שמעתם את השם הזה, נכון? A to D או ADC – Analog to Digital Converter. הוא לוקח אות אנלוגי, נגיד לצורך העניין עכשיו אני מדבר איתכם, אני מדבר באופן רציף, אתם מסכימים איתי שאני מדבר זה לא ב-1 ו-0? אני מדבר גל קול שעובר ונקלט איפשהו במיקרופון שלי. המיקרופון הזה מקבל אות אנלוגי, והאוזניות שלי ממירות את האות האנלוגי הזה לאות דיגיטלי. יש שם מה שנקרא A to D Converter. הוא לוקח את זה, ואיך הוא ממיר את זה?

יש למעשה מה שנקרא Bit. זה 1 או 0, ואני יכול לייצג אותו, את האות שאני מדבר עכשיו, בצורה של 1 ו-0 מאוד טוב. עד לכאן זה מסתדר לכם? נכון, אנחנו מסכימים על זה שמה שאני מדבר עכשיו עובר דרך מחשב, ואני מדבר רציף, וזה עובר דרך מחשב שממיר את זה לדיגיטלי, והוא ממיר את זה למעשה לביטים.

ממיר את זה ל, אתם רואים פה, רצף של $1 \cdot 2^1 + 0 \cdot 2^0$, וממש ככה אפשר לייצג הכול בצורה בינארית. יש לכל פעולה שאנחנו עושים ייצוג בינארי.

אגב, מה שעוד חשוב לציין פה, שאנחנו מעבירים ביט אחרי ביט, הכול באופן אחד אחרי השני, באופן טורי, וזה נקרא תקשורת סריאלית. למה Serial? כי זה בטור. כמו שלמדנו חיבור בטור, אז חיבור סריאלי, לא Parallel, לא מקבילי. אנחנו מתחילים לאט לאט לחשוב על מחשב.

## ייצוג נתונים ורזולוציה

בואו נמשיך קצת עם האנלוגיות. דוגמה מאוד נחמדה: איך אנחנו עושים את זה? אנחנו אומרים שיש לי מחשב של 8 Bit. מה המשמעות הזאת של 8 Bit? אנחנו לוקחים את הביטים. ביט זה 0 ו-1, אז יש שתי אפשרויות: או 0 או 1. אם יש לי רק שתי אפשרויות, אז כמות הביטים שיש לי זה כמות הקומבינציות שאני יכול לעשות של 0 ו-1. אז אם יש לי איזשהו מכשיר שהוא 8 Bit, אז יש לי $2^8$, שזה יצא לי 256.

איך זה עוזר לי? יש פה Most Significant Bit ו-Least Significant Bit. אני בעצם לוקח את ה-0 ו-1 הזה ופורס אותו על שמונה מקומות: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. אם אני עושה שמונה אפסים, זה מייצג לי 0. אם אני לוקח שבעה אפסים ו-1, זה מייצג לי 1. אם אני עושה שישה אפסים, 1 ו-0, זה מייצג לי 2. אם תמשיכו ככה ותעשו את האקסטראפולציה ותמשיכו, אתם תגיעו בסוף ל-1 1 1 1 1 1 1 1 (שמונה פעמים), שזה מייצג 255.

מסתדר לכם מה שאני עושה פה? כל מה שעשיתי פה זה לקחת ייצוג בינארי ולהציג לכם אותו במספרים בין 0 ל-255, שזה מייצג 8 Bit, שזה בעצם 256 אפשרויות.

למה זה קריטי לנו? בואו נמשיך שנייה עם הגל קול שלי. יש פה מישהו שהוא סאונדמן, שביום יום אוהב סאונד, וקנה איזה כרטיס אודיו במלא כסף? בדרך כלל מה שהם עושים, הם מחפשים כמה שיותר ביטים. למה? למה זה עוזר להם שיהיה להם כרטיס עם ממיר כמה שיותר ביטים?

[סטודנט: בטח איכות סאונד יותר גבוהה, כי יש יותר קונפיגורציות של סאונד.]

יש יותר מדרגות בעולם הדיגיטלי הזה. יש לי פה ב-8 Bit כ-256 מדרגות, כלומר אני לוקח את התדירות כלשהי של הקול שלי ואני ממיר אותה בין 0 ל-255. ואם היה לי פה 10 Bit, היו לי 1024 אפשרויות. ואם היה לי 12 Bit, אז תעשו $2^{12}$, זה כבר 4,000 ומשהו, נכון? יפה.

אז ככל שיש לי יותר ביטים, בעצם הרזולוציה שלי הרבה יותר גבוהה. אני לוקח אות אנלוגי וממיר אותו לאות דיגיטלי. וכמה שיש לי יותר מדרגות, יש לי יותר רזולוציה. אני יכול לקחת את אותו גל ולתרגם אותו לרמות דיוק יותר גבוהות.

עוד דוגמה שאני יכול לתת פה זה איך אנחנו מייצגים במסך שלנו פיקסלים. אם אנחנו עכשיו רוצים פיקסל אדום, אנחנו שמים לו 255 ב-RED, הוא יהיה אדום. אמרנו ש-RED, GREEN ו-BLUE, שלושתם ביחד נותנים לי אור לבן, אבל אם אני משחק ביניהם בעוצמה שלהם, אני יכול לשלוט בעצם בכל הספקטרום שאני רואה. אני יכול ליצור את כל הצבעים שאי רוצה, על ידי זה שאני לוקח ונותן לו את הערך בין 0 ל-255. וככה אני יוצר: אם נתתי פה 0, 0, 255, אז יהיה לי אדום. אם הייתי נותן לשלושתם 255, היה לי לבן.

## אוגרים – Registers

אנחנו מתחילים לבנות איך מחשב עובד. אם יש לכם איזושהי שאלה, תעצרו אותי, כי אנחנו לא חושבים בצורה של מחשב. אנחנו אנשים לא בינאריים.

איפה אני מאחסן את המידע הזה? המחשב הרי צריך איפשהו לאחסן את המידע הזה. אני אומר לו עכשיו "תילקח את הביט הזה, תשמור אותו איפשהו". איפה הוא מאחסן אותו? הוא מאחסן אותו ביחידה שקוראים לה Register. זה זיכרון מאוד מאוד מהיר שהוא בעצם שומר לי את הביטים האלה. ממש שומר לי את הביטים האלה ברמה של 0, 0, 0, 1. ה-Register הזה מייצג את ה-RGB האדום, את הלד האדום הזה. Register אחר, יחידה של זיכרון מאוד מאוד מהיר שיושבת ליד המעבד, מייצג את האור הירוק.

ככה המחשב יודע לקחת את האות האנלוגי שלי, לתרגם אותו לאות דיגיטלי, ולשמור אותו. ראיתם את התהליך? יפה. המילה Register היא מה שמחסן לי את הזיכרון הזה.

## סיכום ודברי סיום

דבר אחרון שנעשה לפני שאנחנו מסיימים את היום הזה... בואו נראה איפה אנחנו עומדים. נראה לי שנמשיך בהרצאה הבאה, כי נראה לי כבר התשתי אתכם. אבל כן חשוב לי שנסיים עם המחשבים, ונעשה על זה עוד פעם חזרה פעם הבאה, כי נראה לי כבר המוח שלכם קצת פירה. אני יכול לדבר שעות, אבל אני כבר רואה שאנשים רוצים סטייקים.

[סטודנט: אני מצטער.]

לא, חס וחלילה, אני גם מפה הולך לאכול, הכול בסדר.

[סטודנט: לי אין בעיה, אתה יכול להמשיך אם אתה רוצה.]

אני אחסוך לכם את זה.

[סטודנט: זה מעניין, פשוט לשבת ללמוד היום גם אלגברה ליניארית 2 וגם הנדסת חשמל 1, אמרתי לך כבר, נשרף.]

כן, לגמרי. אז בואו שוב, תנסו לעבור על זה. דחפנו פה המון חומר שהמטרה שלו זה לעבור ממה שקראנו האלקטרוניקה, הנדסת חשמל ואלקטרוניקה, ואנחנו מתחילים לדבר על הנדסת מחשבים. כי בסוף אנחנו לוקחים המון המון חיישנים, המון המון רכיבי חומרה, שאנחנו צריכים לדעת לעבוד איתם ולהפעיל אותם על ידי מחשב. Arduino בסוף זה מחשב, זה בקר.

אז אם אנחנו נדע איך ה-Arduino הזה עובד, איך הבקר הזה עובד, ואנחנו נדע מה החיישנים האלה, מה הרכיבים החומרתיים האלה צריכים לקבל, ונחבר ביניהם, אנחנו נדע להיות באמת מייקרים על, ולדעת לעשות פרויקטים מדהימים יחד. זו המטרה.

בהרצאה הבאה (לא נקרא לזה שיעור כי זה קונוטציה רעה כזאת), אנחנו נמשיך מאיפה שהפסקנו, שזה לדבר על מה זה Arduino. נעשה קצת סקירה על Arduino ספציפית, ונדבר גם על הדגמים שלו, על מה שונה בין בורד לבורד, ונתחיל לדבר על סביבת פיתוח של Arduino, על ה-IDE שלו, על כל הדרך שהקוד עובר בין C++ לאסמבלי על ידי קומפילציה, על ידי איזשהו תהליך שממיר אותו מקוד שלנו כבני אדם יותר קל לדבר עם המכונה למה שנקרא שפת מכונה. ובסוף אתם תראו את זה, זה הופך ומתחבר למה שלמדנו עכשיו, לבינארי.

נעשה לזה אבסטרקט, אתם תייצרו קוד בינארי ותראו שהמחשב בסוף יודע לקרוא 1 ו-0, שהמעבד יודע ניגשת ל-Registers, להוציא את ה-1 ו-0 הזה, ולעשות את מה שאנחנו כבני אדם מצפים ממנו לעשות.

מסתדר לכם? מתחיל לעשות לכם על זה closure כזה?

[סטודנטים: כן.]

בסדר גמור. אז אני מצטער על האיחור של לקחתי אתכם קצת אחרי 10:00, אני בטוח שאתם עייפים אחרי ימים ארוכים. ואנחנו ניפגש ביום ראשון ונמשיך מאיפה שהפסקנו. מי שרוצה בסופ"ש, למי שהגיע לכאן לראות אותי שוב – מומלץ. לוקח זמן לחומר לשקוע, ועברנו פה הרבה, אנחנו עושים איזה בוסטר כזה. תשתדלו לראות את זה שוב.

[סטודנטים: יאללה, שלום, צ'או, להתראות, ביי, לילה טוב.]

להתראות, ביי, לילה טוב.