הרצאה 1 — מה זה ארדואינו?

וי אני מתחיל את ההקלטה שזה יהיה מתועד. יש שאלות? תעצרו אותי, אנחנו סך הכל חמישה אנשים פה, עם רקעים טיפה שונים. המטרה היא שאם הייתי יכול לקחת USB להכניס לכם לאוזן ותקבלו את הידע שאתם רוצים, את שלי עשיתי.

כל מה שהתחלתי להגיד, שהסדנה הזאת נולדה ממועדון המייקרים שלנו, שהיה שם סבוטאז', היה שם בלאגן של המון אנשים שבאמת רצו לעשות קורסים וללמוד ולעשות הכל, ונכנסו למועדון שלנו עם רקעים שונים וידע שונה. ואז נוצר מצב שאנחנו מזמינים פרויקטים מ-AliExpress, כמו בית חכם או רכב על שלט, דברים כאלה, ושניים לא השתתפו ולא ידעו את החומר ולא ידעו כלום, כי הם לא היה להם את הבסיס שצריך כדי להתחיל לעשות פרויקטים. אז אמרנו, בוא נעשה סדנת יישור קו, כניסה למועדון. מי שירצה אחרי זה יצטרף למועדון, מוזמן ויותר ממוזמן. המועדון הוא פגישה שבועית, שעתיים, שאומרים לכל מי שמעצבן אותנו ומבזבז לנו זמן להתעסק בארדואינו שאנחנו בחוג, ופשוט עושים פרויקטים ביחד. זה דבר מקסים. פשוט מפנים את החיים שלנו, יש ביום שלישי ויש ביום ראשון, יש שתי קבוצות. מזמינים פרויקטים לפי מה שבחירת הקהל, ובונים אותם ביחד. וכל אחד נתקע במשהו אחר ופותרים את זה. לפעמים אנחנו נפגשים פיזית, לפעמים בזום, לפעמים מביאים הרצאות מעניינות ומתקדמים עם זה. מי שזה מעניין אותו, בסוף הסדנה מוזמן ומומלץ להצטרף.

## נושאי ההרצאות

יפה. מה אנחנו לומדים היום? אנחנו נעשה את זה קצת מהר כדי שנספיק ולא נתעכב. המטרה שלנו בהרצאה הנוכחית זה לעשות יישור קו על מה זה בכלל מעגל חשמלי, מה זה חשמל, סוגי מעגלים, סכמות חשמליות, רכיבים חשמליים, הגדרות יסוד בארדואינו. עכשיו, אני קורא לארדואינו, וארדואינו זה שם קוד כזה לכל בורד באשר הוא. ארדואינו הוא מאוד מאוד מאוד נפוץ, למעשה הבורד אומרים הכי נפוץ זה Arduino Uno, כי יש לו המון המון חיקויים סיניים. אבל מה שנכון לארדואינו, מבחינת הז'רגון המקצועי ומה שאנחנו הולכים לדבר עליו, מן הסתם נכון גם ל-Raspberry Pi Pico, וגם ל-ESP32, וגם ל-ESP, מי ש-old fashion, 8266, וכל הבורדים המקסים האלה. סתם ארדואינו זה פשוט השם הגנרי שנשתמש בו. מי שבכלל רוצה להיכנס לעולם ה-embedded,

## מבוא למעגלים חשמליים

אז ארדואינו הוא הסטארט הכי טוב שאתם יכולים לדמיין. כי בסוף כל עולם ה-embedded הוא ארדואינו עם דברים קצת יותר מתקדמים. מה הכוונה? שאנחנו נעבוד על CPU עם מהירות שעון קצת יותר גבוהה, עם קצת יותר תכונות מתקדמות שמדהימות בדברים שצריכים תגובה יותר מהירה נגיד. אבל גם שם, כל מהנדסי ה-embedded שעוסקים ב-R&D ומתחילים פיתוח, עובדים עם ארדואינו בהתחלה.

אז בוא נתחיל בדבר הבסיסי ביותר: מעגלים חשמליים. ובשביל לדבר בכלל במונחים של ארדואינו, אנחנו צריכים שנייה ליישר קו ולהבין ולהסכים שאנחנו יודעים מה זה זרם. בסדר? אז האלקטרונים שנעים לנו עכשיו ומאירים לנו את האור, זורמים בכיוון מסוים, נכון? הדוגמה שאני אוהב לתת זה לגבי חוזרים בשאלה וחוזרים בתשובה. אם יש לי 100 חוזרים בשאלה ו-100 חוזרים בתשובה, הזרם שלי הוא אפס. אז תמיד יש תנועה של אלקטרונים בתוך מוליך. אין באמת בטמפרטורה שאנחנו חיים בה מצב שאין תנועה. רק כשאנחנו יורדים מאוד קרוב לאפס המוחלט, אנחנו מתחילים לקבל כבר דברים שלא זזים, אבל תמיד יש תנועה. מתי יש לנו זרם? זה כאשר אנחנו מצליחים לגרום לאיזה שהם הפרשי פוטנציאלים שיגרמו לנו לתנועה בכיוון מסוים.

עוד משהו מעניין זה שאנחנו מסמנים זרם ב-Amperes. ובאופן כללי בפיזיקה, שיש לנו אות גדולה שמסמנת יחידת מידה, זה על שם בן אדם. אז היה איזשהו ממציא שקראו לו אמפר, שהגדיר את הזרם בצורה מתמטית ומצא את המשוואה שלו ואת היחידות מידה שלו, ואמרו בוא נקרא לזה אמפר, נעשה לו כבוד.

## מלחמת הזרמים

עוד משהו שחשוב, יכול להיות שחלקכם מכירים וחלקכם לא מכירים, אבל מי הדמויות שיש לנו פה? במלחמת הזרמים, מי נלחם מול מי?

טסלה מול מישהו?

טסלה, נכון, טסלה עכשיו זה הכי קל, כי כל הרכבים שיש על הכביש בארץ זה טסלה, כל הישראלים התנפלו על טסלה.

טסלה הפסיד, זה עם ה-AC וה-DC.

אז יש לנו את ניקולה טסלה, ונגד תומאס אדיסון. הנה, רון הצטרף אלינו. וזה מלחמת הזרמים. שחף, אגב... עליתי רק... סליחה שאני מפריע, אל תפסיק, תמשיך. הולך להצטרף אליך עוד רגע בחור בשם ידיד. אוקיי, מעולה. אוקיי. בסדר גמור. אז בסדר גמור. יפה, אז היינו במלחמת הזרמים. ויש לנו מהפינה השמאלית את תומאס אדיסון, ובפינה הימנית את ניקולה טסלה. והם נלחמו על איזה זרם עדיף לנו כאינושות להשתמש בו - האם זה DC או AC? וכדי בכלל להבין מה זה, אז אנחנו שנייה נעבור להגדרות. DC זה Direct Current, זה זרם ישר. לעומת Alternating Current, שזה זרם חילופין. בבית מה יש לנו?

חילופין.

סליחה?

חילופין.

חילופין, נכון. ובאלקטרוניקה, כשאנחנו מדברים על ארדואינו ועל בורדים שמתעסקים במיקרו-בקרים?

DC.

DC. יפה, ככה זה התפצל. בבית בגדול אנחנו משתמשים ב-AC כי הוא הרבה יותר יעיל כשמעבירים אותו למרחקים ארוכים, ואנחנו לא רוצים שיהיו לנו תחנות כוח מתחת לאף, אז יש איזושהי תחנת כוח שתקועה בחדרה, באשקלון, ברידינג. מייצרים שם באזור ה-10,000 וולט וללאט לאט מנחיתים את זה עד שזה מגיע ל-220 וולט לשקע שלנו, ומבחינתי יעילות אנרגטית יותר יעיל להעביר את זה בצורה של AC למרחקים ארוכים. למה זה זרם חילופין? אם שמתם לב, בתקע ובשקע בבית שלנו לא אכפת לנו אם אנחנו דוחפים את זה ככה או דוחפים את זה ככה, נכון? לעומת DC שאם אני אחליף את הפלוס והמינוס שנייה אני אסרוף אותו. זה בגלל שיש לנו איזושהי תדירות, זה גל סינוס, שיש לו תדירות שהפאזה פעם פה ופעם פה, ואז זה לא משנה לנו, זה סימטרי לחלוטין.

בעולם ה-DC שלנו, פאנל סולארי מייצר לנו גם כן DC, כל הבטריות שלנו, הטלפון שלנו, וכל מה שאנחנו טוענים אותו זה DC. ולכן כל השימוש במכשירים ניידים והכל זה DC.

בואו שנייה נראה את ההבדל. רגע, היה לי פה איזשהו יתוש, ואני אוהב להרוג אותם, סליחה על הפטיש הזה. Direct Current נראה בצורה כזאת, חד-חד ערכי. הוא תמיד נמצא בפלוס של ההפרש פוטנציאל שלו, לצורך הדוגמה פה נגיד 12 וולט. ואם אנחנו מסתכלים על ה-Alternating Current, אז יש לו גל סינוס שהפאזה שלו מחליפה בין פלוס 220 וולט למינוס 220 וולט. במועדון המייקרים יש הנדסאי חשמל שתקן אותי ואמר לי שחף, בישראל זה 230 וולט, למרות שכולם חושבים שזה 220 וולט. מי שיש טענה נגד זה, מוזמן להגיד לו את זה. אבל לא משנה לנו אם זה 220 או 230, כי אנחנו לא מתעסקים במתח גבוה.

## מתח - Voltage

בסדר. בואו נגדיר שנייה מה זה מתח, ואמרנו שאנחנו לא מתעסקים במתח גבוה, כי באופן כללי, כלל לחיים: מעל 24 וולט, אם אין לכם הסמכה לעשות את זה, תנסו להתרחק. זה מאוד מסוכן, זה עושה בעיות בקצב לב. כל הגוף שלנו עובד גם כן בצורה עצבית על הולכה חשמלית, ואם אנחנו נכניס לו מתח גבוה מדי, זה יהיה מאוד בעייתי, ולא מתעסקים בזה. אנחנו בעולם האלקטרוניקה, בעולם הארדואינו, ה-ESP32, המיקרו-בקרים, מתעסקים בעד 24 וולט. דיברתי איתך עילם שכשאנחנו עושים פרויקט לרפאל, כמאמר הדוד, נכון? בעולם התעופה, לא הצלחתי להבין למה, אבל עובדים עם 28 וולט. יש סטנדרט שמתחילים עם 28 וולט, משהו שהתקבע בעולם התעופה מי יודע, ממי שכנראה מהאחים רייט, אני לא יודע למה 28 וולט, אבל רוב עולם האלקטרוניקה אוהב להתחיל מ-24, 12, 5, 3.3, שזה די דברים סטנדרטיים. הם מתחילים ב-28 וולט, ואז דבר ראשון מה שעושים זה להוריד ל-24.

אז זה בגדול המתח שאנחנו מתעסקים בו. כל החיישנים, כל מה שניתעסק בו בעולם הזה, זה אך ורק מתח נמוך. שוב, לא לגעת במתח גבוה, לא הולכים לדחוף דברים לשקע בבית ולא להתעסק בזה.

בוא נגדיר שנייה מה זה מתח. אמרנו שזרם, אם יש לנו יותר חוזרים בתשובה מחוזרים בשאלה, יש לנו איזשהו זרם. אז אנחנו צריכים כדי שיהיה לנו זרם איזשהו הפרש פוטנציאל. האנלוגיה הכי טובה לזה זה באמת כמו זרימה של מים. אם יש לי איזושהי כוס ואני הולך לשפוך ממנה את המים, [לא ברור], המים יזרמו מלמעלה למטה, נכון? יש לנו גרביטציה, יש לנו איזושהי תאוצה, הופ, ירד לנו מלמעלה למטה. באופן דומה, אנחנו מתייחסים גם למתח. אנחנו צריכים איזשהו הבדל בין 0 לבין 12 וולט, זה הפרש הפוטנציאלים שלנו. הזרם יזרום מהמתח הגבוה למתח הנמוך. יש חוק בטבע, חוק פיזיקלי, שהוא תופס גם על בני אדם: אנחנו שואפים למינימום אנרגיה. בסדר? אנחנו לא רוצים לעשות משהו שהוא לא במינימום אנרגיה שלנו. אם ניקח כדור ונזרוק אותו הוא ירד למטה. אם יהיה לנו הפרש פוטנציאלים, הזרם יזרום כדי לרדת למקום האנרגטי הכי נמוך. זה חוק טבע.

אז אם אנחנו לוקחים פה הרבה מאוד נקודות, הם יזרמו לנו לאט-לאט לכיוון של B, וזה בעצם הזרם שלנו. אז הפרש הפוטנציאלים אנחנו מגדירים אותו כמתח, וזרם זה כמות המטענים ליחידת זמן שעוברת בתוך הצינור הזה. כאשר אנחנו מדברים, וזה מה שאמרתי לכם, כמות חוזרים בשאלה וכמות חוזרים בתשובה אותו דבר, אין לנו זרם, אין לנו הפרש פוטנציאלים, ולמעשה המעגל הוא סטטי. אם תכבו את האור, זה לא שאלקטרונים לא ינועו בתוך המוליכים שלכם, הם פשוט יהיו בשיווי משקל ויזוזו בצורה סימטרית אלוך וחזור, בלי שיהיה איזשהו הבדל פוטנציאלים כלשהו, והמעגל פתוח.

## PWM

בואו שנייה נגע גם בעוד תופעה מעניינת: PWM. PWM, אנחנו ניתעסק בזה שנחבר את הארדואינו. אתם יודעים מה זה? מכירים את המונח הזה? שמעתם PWM?

קראתי במצגת ששלחת לפני.

אה, יפה, מישהו עשה שיעורי בית. כן, מי ששם לב, המצגת תמיד בדראייב. הערה שאימצתי אותה בחום, מישהו שפעם היה בטאבלט אמר לי: "אם אתה יכול להעלות לפני, כי בטאבלט אני לא יכול לעשות כלום אם אתה עושה את זה בזמן אמת". אז כן, באופן כללי, תודה שאול שאתה שם לב לדברים האלה, ההרצאות נמצאות לפני כבר בדראייב לשימושכם. ואם אתם עוברים על זה, אז ללמוד כמה וכמה יותר טוב, כי יהיה לכם יותר קל לקלוט את החומר. אחד הפידבקים שאנחנו מקבלים זה שלוקח זמן לחומר לשקוע, וצריך לעבור עליו כמה פעמים. אם אתם מתחילים ורואים כבר פעם ראשונה בלעדיי, אז אני רק אחזק לכם את ההבנה. תודה, שאול.

יפה. PWM זה משהו מאוד שימושי, שהוא גם משחק פה על המתח שלנו. אם ראיתם פעם, היו מנורות ליבון בבית שהיה להן דימר, שהיה משחק עם ההתנגדות, ואז עברנו לעולם של מנורות לדים ואמרו לכם אסור להשתמש בדימר בלדים, נכון? כי בלדים לא משתמשים בדימר על בסיס התנגדות, אלא משתמשים בדימר שהוא יותר דיגיטלי, של PWM. מה זה אומר לנו? זה אומר לנו שכדי לשחק עם המתח עבור דיבייס, עבור איזשהו מוצר שצריך מתח כלשהו כדי לעבוד, בוא נדבר נגיד על 12 וולט, או בדוגמה פה 24 וולט, אני לא יכול לתת לו חצי מהמתח שלו ולצפות שהוא יעבוד, כי יש איזשהו מתח סף מסוים שצריך כדי להפעיל כל מוצר. אז אנשים חכמים המציאו מה שנציקרא Pulse Width Modulation, PWM, וזה משהו שאפשר ליישם אותו בארדואינו בעזרת הקוד, וגם המיקרו-בקר עצמו תומך בזה. ואז המניפולציה שאנחנו עושים זה ברמת הסייקלים של המעבד עצמו, המיתוג מאוד-מאוד מהיר, הוא מכבה ומדליק לנו את מה שאנחנו מחברים איתו, את ה-LED שלנו, בצורה מאוד-מאוד מהירה, ובממוצע, אם אנחנו מכבים את זה 50% מהזמן, ה-LED יהיה בחצי מהעוצמה שלו.

אז מבחינת איך שאנחנו מגדירים את זה, כמה זמן שהוא באוויר - שאול נפל - זה Duty Cycle, אנחנו יכולים בעזרת זה לחשב את ה-Duration time שלנו, שזה הזמן מחזור של הגל הזה, והאמפליטודה היא תמיד במקסימום תהיה המתח שהמוצר שלנו צריך לקבל. בסדר? אנחנו נחזור לזה שנשחק בארדואינו עם ה-PWM הזה. צריך לזכור שאנחנו נותנים תמיד את המתח במקסימום, את המתח...

שהמוצר עצמו מצפה לקבל, שהצרכן צריך לקבל. בואו שנייה נשאל את שאול למה הוא הרס לנו. בסדר, ממתינים.

בואו ננצל את השנייה הזאתי עד ששאול חוזר. אם יש לכם איזה שהם שאלות, תעצרו אותי, כי אני יכול לדבר בשטף וזה יהיה כמו טסט. עד שאתם לא אומרים לי משהו, אני מבחינתי להמשיך ישר. הכל בסדר?

אתה יכול לרשום לעצמך בפנקס שהייתה לך תלמידה בשנתיים וחצי. היא החזיקה 15 דקות. אני מצטער ששיעממתי אותה. ילדה ראשונה שלך? אז היא בערך... הילדים של רון בני שלוש, יש לו תאומים בנים. שלי יש בת בת שלוש שקטנה מהם בחודשיים.

שניאל, איך אתה עכשיו? אתה בסדר? מרוכז? יש מבחן בסוף. אתה שומע אותנו בכלל? אתה איתנו? אני אקבל את זה כ-כן.

טוב חברים, אני אנצל את הדקה הזאת רק להגיד לכם שנעים מאוד, אנחנו ניפגש בהמשך הסדנה. שחף, אם יגיע לפה בחור בשם ידיד, זה הבחור שלך. בסדר גמור, תודה.

טוב, הוא מנסה להצטרף, ואנחנו נמשיך פה בינתיים ונחזור למשהו שסוגר לנו איזשהו closure. "אני שומע, אני פשוט ברכבת הקלה." אחלה, בסדר גמור. אם יש שאלות, אתה יכול לכתוב אותן בצ'אט. זה תופס לגמרי, חוקי, קביל.

## התנגדות וחוק אום

מה חסר לנו כדי להשלים את הפאזל של זרם ומתח? מה הצלע השלישית שלנו? מותר לכם להיעזר במצגת. התנגדות. אנחנו נשתמש המון במונח הזה. זה נגד, אנחנו מסמנים אותו במעגל, $\Omega$ זה אומיגה קטנה ביוונית. וחוק אום אומר לנו שיש יחס ישיר בין המתח להתנגדות ולזרם.

שאול, חזרת. התחלנו לדבר על התנגדות, בסדר? אתה איתי? שחר, שאול פוצל לשניים. בסדר.

## הספק חשמלי

מה זה אומר לנו? אנחנו באלקטרוניקה, כשאנחנו מחווטים מעגלים, צריכים להתייחס גם ל-V וגם ל-I. לכל צרכן יש את הנתונים שהוא צריך לקבל. נתנו את הדוגמה של LED שצריך 12V, וכדי לעבוד, לצורך הדוגמה, הוא צריך 50mA. מילי, מי שלא יודע, זה $10^{-3}$, זה שווה 0.001, זה אלפית ה-Ampere. ככה מסמנים את זה הפיזיקאים, במילי. יש עוד המון סימונים כאלו, יש מיקרו שזה $10^{-6}$, מגה זה $10^6$ שזה מיליון, גיגה זה $10^9$ שזה מיליארד, וכולי.

כל צרכן צריך את שני אלה. כדי לתת לו אותם, לא דווקא המעגל שלי תומך, אז כדי לגשר על זה אני משתמש בחוק אום, אני שם נגד. אם לא תשתמשו בנגדים בחכמה, יכול להיות שתשרפו לעצמכם את המעגל. כשאנחנו נגיע לחלק של החיווטים אנחנו ניגע בזה, זה סופר קריטי.

עוד מה שמעניין זה ה-power. מה זה power, אתם יודעים? מה זה power בעברית? הספק חשמלי, נכון. הספק באופן כללי שהוא לא חשמלי אפשר לסמן אותו גם ב-W.

הספק זה כמה אנרגיה ליחידת זמן יש לי. ההספק, המכפלה שלו זה $V \times I$. אני לוקח את המתח שלי, כופל אותו בזרם שלי, ואני מקבל כמה הספק יש לי.

אתם בבית משלמים קו״ט, נכון? שניר לא משלם, כנראה שהוא עדיין לא משלם חשמל. אבל כל השאר כנראה שמקבלים חשבון חשמל. אנחנו מאוד אוהבים לשלם חשבונות, ויש לנו kWh. ה-Watt זה יחידות של הספק. כופלים את זה בזמן, כדי לדעת כמה הספק כפול זמן בזבזתם לשקע ותקע כדי לייצר לכם את החשמל, ואתם צריכים לשלם על זה.

kWh (קו״ט) זה ההספק כפול זמן, זה בעצם האנרגיה. אם אתם לוקחים את היחידות מידה, ואמרתי לכם שזה אנרגיה ליחידת זמן, ואני כופל את זה בזמן, אז יש לכם כמה אנרגיה בזבזתם ועליה אתם צריכים לשלם.

אנרגיה זה גם כן מונח פיזיקלי שאפשר להמיר. יש מה שנקרא שימור אנרגיה והמרת אנרגיה. אם אנחנו לוקחים את הדוגמה של הכדור, ופה נגיד אנחנו נמצאים על הרצפה שלנו, יש פה איזושהי אנרגיה פוטנציאלית כי הכדור נמצא גבוה. כשהוא ייפול לנו למטה, האנרגיה הפוטנציאלית שלו תהפוך לאנרגיה קינטית, הוא יפתח מהירות.

אותו דבר אנחנו יכולים גם להמיר לחשמל. אם אנחנו עכשיו מדברים על הידרואלקטריקה, על מפלי הניאגרה בגבול קנדה וארצות הברית, שם מפעילות לנו טורבינות, אנחנו ממירים את הכוח של המים לגנרטור שמסתובב ומפיק לנו חשמל. אנחנו יכולים להמיר צורות אנרגיה.

בסוף האנרגיה הזאת עולה כסף לחברת חשמל לייצר אותה, כי היא שורפת דלק, היא ממירה אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית, ואנחנו ממירים חשמל לכסף בסוף. הם רוצים כסף על הדבר הזה.

אלה המונחים שחשובים לנו בחשמל ואנחנו ממשיכים הלאה, כי זה באמת הבסיס, וכנראה או שהכרתם את זה או שזה יושב לכם עכשיו טוב בראש כי אתם לא שואלים שאלות.

## מוליכים ומבודדים

בואו נמשיך. עוד משהו חשוב שנכיר זה מבודדים ומוליכים. מה שמוליך, זה חומר שהאלקטרונים יכולים לנוע בו. באופן כללי ההגדרה היא שכל המתכות מוליכות.

אם אנחנו הולכים לפינה השנייה, אנחנו מדברים על מבודד. מבודד, יש לזה הגדרה פיזיקלית, קוראים לזה מקדם דיאלקטרי. כמה קשה לאלקטרונים לנוע בתוך החומר הזה.

גם זה עניין של הגדרות. כי אתם יודעים מה זה ברק? האוויר, אם אני עכשיו לוקח פלוס ומינוס וסתם שם את זה באוויר, הם לא יוליכו, האוויר עצמו לא מוליך. אם אני לוקח עוצמה כל כך חזקה כמו מכת ברק, הוא גורם לאוויר להוליך. אז הכל עניין של כמה החומר שלי מתנגד להולכה של אלקטרונים. אם אני אתאמץ מספיק, אני יכול להוליך אפילו באוויר זרם. זה ברק.

מי שעובד בחברות שמתעסקות במתח גבוה, מה שאמרנו שאנחנו מעדיפים לא להתעסק בו אלא צריך בשביל זה ידע, יש להם מכשירים מיוחדים שבודקים כמה מבודד המבודד שלך, ויש לזה קלאסים. כדי לדעת שאם אני עכשיו הולך להתעסק בקו מתח של 10,000V, אני לא להתחשמל. זה הרציונל ובודקים את המקדם הזה של הדיאלקטריות.

## מוליכים למחצה

בין עולם המוליכים לעולם המבודדים, מה קיים לנו? יש לנו עולם שלם שנמצא איפשהו בתווך ביניהם: מוליכים למחצה. שזה מה ששינה לנו את האנושות. אנחנו חייבים המון למוליכים למחצה.

אנחנו חיים בעידן הסיליקון, לא בגלל הרמות חזה ודברים כאלה, אלא בגלל שאנחנו מבוססי סיליקון בכל מוצר אלקטרוני באשר הוא. מקור הסיליקון הוא בחול ים, הוא משאב טבע, אלמנט טבע שיש אותו כמעט בלי סוף. לוקחים חול ים, בדרך כלל מיפן, משם יש חול ים מאוד מאוד נקי, מגדלים אותו למה שנקרא single crystal, שזה גביש מאוד נקי של סיליקון, ברמת ניקיון של 99.999999% שהוא סיליקון. חותכים אותו לדיסקים, קוראים לזה wafers. ומי שהיה פעם בקו ייצור בקרית גת, על הוויפרים האלה יוצרים לנו את המעבדים שיש לנו בתוך המחשבים, ואת כל החיישנים, ואת כל מה שקשור לעולם האלקטרוניקה: טרנזיסטורים, כל מיני רגולטורים ודברים כאלה שמבוססי סיליקון.

מוליך למחצה, מה זה באמת אומר? יש חומרים, אם אנחנו הולכים לטבלה המחזורית, אנחנו יכולים לחלק את הטבלה המחזורית למתכות, גזים אצילים, מתכות אלקליות, יש כל מיני קטגוריות. אם אנחנו הולכים עכשיו לסיליקון או חומרים שאנחנו יכולים לערבב אותם, גרמניום, ארסניד וכל מיני דברים כאלה, זה אומר שהם מוליכים או לא מוליכים בהתאם לרצון שלי. אני יכול לשלוט אם הם יוליכו או לא יוליכו.

אם אתה עכשיו תיקח לגו, הוא כנראה יהיה מבודד. נכון שאמרתי שאם תיקח זרם של 10,000V יכול להיות שהוא יוליך, אבל המיקרו-אלקטרוניקה שלנו עובדת על מתחים מאוד נמוכים. אני לא אשים במחשב שלי 10,000V, נכון? אנחנו מסכימים על זה. כנראה היה הופך להיות טייזר ולא מחשב. היינו נוגעים במקלדת וכנראה מתקפלים ומשתינים על עצמנו.

ואנחנו עבור מתחים נמוכים יודעים לשלוט אם החומר יוליך או לא יוליך. איך אנחנו עושים את זה? לחומר מוליך למחצה יש בהגדרה פס ערכיות ופס הולכה. כל האלקטרונים במצב מסוים נמצאים בפס הערכיות. כאשר אני גורם לאלקטרון הזה לעלות לפס ההולכה, זה יוליך.

איזו דוגמה טובה יש לי של מוצר מבוסס סיליקון שאפשר לעשות את זה? פאנל פוטו-וולטאי, נכון? יש היום קטע שכולם שמים על הגגות שלהם קולטים פוטו-וולטאיים כדי להמיר את השמש לחשמל. נכון, אמרנו שימור אנרגיה, גילגול אנרגיה. אז פאנל פוטו-וולטאי מבוסס סיליקון, זה ממש באופן דומה למעבד, תאי סיליקון, שברגע שפוטון - פוטון זה חלקיק, זה אור שמש, השמש שלנו יורה עלינו פוטונים - ברגע שפוטון פוגע פה באלקטרון, הוא גורם לו לעלות מפס הערכיות לפס ההולכה. ובאופן הזה אנחנו גורמים לסיליקון פשוט להיות מוליך. אנחנו יוצרים מתח וגורמים להפרשי פוטנציאלים שגורמים לנו לזרם. אנחנו גורמים לעלייה ממקום שהוא לא מוליך, האלקטרון הזה פגע בו פוטון, הפוטון העביר אליו את האנרגיה והעלה אותו לכאן.

לזה קוראים energy gap. זה מאפיין של חומר. כמה קשה לי להעלות את האלקטרון מפה לפה. בסיליקון זה 1.16eV. ככל שאני אעלה לפה יותר אלקטרונים, אני אצליח לגרום ליותר הולכה מהמכפלות של הדברים האלו. בגלל זה בפאנל של בית יש לנו המון תאים שמחוברים יחד בטור כדי לגרום למתח גבוה, אבל כל אחד כזה מייצר ממש מעט.

מה עוד זה נותן לנו? שלום עפרי, מה שלומך? אנחנו כבר נעשה איזה אתנחתא ונכיר אותך.

מה עוד מאפשר לנו הסיליקון המדהים הזה? לקחת, ואנחנו נלמד על זה עוד מעט כנגיע לטרנזיסטורים, סיליקון, לשים פה איזשהו חומר שיש לו או יותר אלקטרונים מחומר שהוא במצב ניטרלי או פחות אלקטרונים מחומר שהוא במצב ניטרלי, ואז הסיליקון הזה מהווה מצע להולכה של האלקטרונים האלה בהתאם לשליטה שלי. יש לי פה למעשה כמו שסתום, זה טרנזיסטור. כשאני פותח את השסתום הזה יש לי זרימה, כשאני סוגר את השסתום הזה אין לי זרימה. מה זה נותן לי? כשהוא פתוח זה 1, כשהוא סגור זה 0. ואז ככה אני יכול לדבר עם מחשבים בצורה דיגיטלית, אנחנו ניגע בזה בהמשך.

עוד שאלות על הנושא הזה, על מוליכים למחצה, ועל למה סופר קריטי להכיר אותם? סתם, מי שמעניין אותו, סיליקון זה לא המוליך למחצה...

הכי יעיל שיש. יש בעולם המוליכים למחצה פער אנרגיה ישיר ופער אנרגיה לא ישיר. הוא לא נחשב הכי יעיל, אבל העולם שלנו גם אוהב זול. אז יש אותו בשפע והוא מאוד מאוד זול, אז פשוט שמים ממנו הרבה כדי לקבל את המתחים שרוצים. לעומת מוליכים למחצה שיותר קל לייצר בהם חשמל, אבל הם מאוד מאוד יקרים. בסדר? זה תמיד trade-off בין כמה קל לייצר אותו וכמה הוא נפוץ.

גרמניום, יש גליום ארסניד, יש כל מיני שילובים של חומרים שהיעילות שלהם הרבה יותר גבוהה, כי הפער אנרגיה שלהם הוא ישיר ולא עובר עוד המרה בדרך. פשוט הם מאוד יקרים. סיליקון זה משהו שמאוד קל לייצר אותו ולקחת אותו.

גם כן, לאותם שימושים. אתה יכול להשתמש בהם לטרנזיסטורים, לפאנלים פוטו-וולטאיים. יש תחרויות, כל שנה יוצא ספר עם השיא נצילות של פאנל פוטו-וולטאי.

התעסקתי בזה בתזה שלי, עשיתי את התזה שלי על פאנלים פוטו-וולטאיים, על אנרגיית שמש. למעשה בניתי מערכת גם כן מבוססת Arduino, כי אני ו-Arduino זה אהבה, אנחנו BFF-ים. ובניתי עוקב שמש, שיש שם כמה שימושים לפאנל פוטו-וולטאי. דבר ראשון, פאנל פוטו-וולטאי המיר לי את כמות השמש מכל אחד מהצדדים ותירגם אותה כדי לדעת אם אני צריך לזוז או לא לזוז כדי להיות מיושר לשמש. ובעזרת הפאנל הפוטו-וולטאי גם יצרתי אנרגיה. המרתי את זה לאנרגיה חשמלית ויצרנו אנרגיה.

הייתי יכול לקחת תיאורטית פאנל הרבה יותר יעיל, אבל הוא היה הרבה יותר יקר. וזה לא יישום שהיו מיישמים אותו בפועל בצורה הנדסית, לא היו משלמים על מערכת פי 10 כדי לייצר פי 3 חשמל, בסדר? אבל יש איזשהו ספר כזה שכל שנה מוציא לאיזושהי יעילות הגיעו בפאנלים פוטו-וולטאיים, מה היעילות המקסימלית שהצליחו להגיע, וזה מחולק לחומרים. אז יש כבר באמת פאנלים שלא מבוססי סיליקון עם 30% יעילות של המרת שמש לחשמל. שזה מאוד מאוד יפה, כי שמש יש בשפע, זה המון. כי שמש יש לנו כמו זבל, יש שמש מפה ועד הודעה חדשה.

סיליקון, היום הסינים הטובים מגיעים ל-20%-22%. אז מה אתה עושה? אתה שם יותר מהם. כלומר, צפיפות האנרגיה שלך יותר נמוכה. אתה לא מנצל את המקסימום שטח שיש לך כדי מקסימום אנרגיה. בכל מקרה לפאנל פוטו-וולטאי יש רוויה, יש איזה מקסימום מסוים שהוא יכול להגיע אליו ברמת הכמה אנרגיה הוא יכול, אז מנסים להגיע למקסימום הזה, בסדר? ברמה הפיזיקלית.

אתה יכול לרכז את השמש, יש עניין של ריכוז. מי שנסע להשלים, ראיתם בדרך לאילת יש גם כן איזה אפליקציה כזאת, שם הם מחממים מלח. זה לא פאנל פוטו-וולטאי, יש כל מיני דרכים להמיר שמש לחשמל. מה שהם עושים שם, הם שמים עדשות מרכזות על מגדל מרכזי שמעמירים שם אנרגיית חום למעשה לאנרגיית חשמל, ועל הדרך הם מחממים מלח. מלח זה צורה מאוד יעילה לאגור אנרגיה, כדי שבלילה שאין שמש הם ימשיכו לייצר חשמל על הפרשי טמפרטורות בין המלח שהתחמם לבין המלח שניה קריר. אפשר גם לחמם שמן, יש כל מיני דרכים, בסדר? איך להמיר את השמש בצורה יעילה.

אתה מראש לוקח מלח כי נקודת הרתיחה... אתה לא מערבב אותו עם מים, אתה לוקח מלח, נקודת הרתיחה שלו היא 400 מעלות. ואז אתה מנסה לשמור אותו ב-400 מעלות, ואז במהלך הלילה אתה מרתיח מים ויוצר קיטור כדי לסובב טורבינה. בסדר? זה כל מיני צורות איך אנחנו מנסים להמיר את השמש, אבל פאנלים פוטו-וולטאיים גם פה בבית ספר להנדסאים פורסים אותם ויש להם המון המון שימושים.

עופרי, מה שלומך?

זה ידיד, חשבון אחר פשוט.

אה, ידיד? סליחה סליחה סליחה, הוא אמר לי ידיד, ראיתי... אמרתי, "אני דפוק או משהו אחר?" הכל בסדר. עשיתי נקודת הנחה יפה. כיף שהצטרפת, ברוך הבא. לא פספסת הרבה, אנחנו ממש ממש עשינו משחקי היכרות כאלו, עשינו שירים, ריקודים, דברים כאלו. כל אחד אמר שם וחיות באות הראשונה של השם שלו. תשלים את זה בהקלטה. אתם מצטרפים אלינו לכל הסדנא? בסדר גמור, אז נעים להכיר.

## מעגל חשמלי וסכימה

יפה. מעגלים - גם כן, כאלקטרונאים זה מאוד מאוד חשוב. מי שפיתח פה קוד, כנראה שלא הכיר את זה, אבל מי שהתעסק בחשמל יודע כמה זה קריטי. אנחנו נחווט בשיעור... אולי נספיק בבא, אבל בטוח בבא בבא. בזה שאחריו נתחיל לחבר. יש משמעות אם אנחנו מחברים חיבורים בטור או במקביל, בסדר? זה משפיע על שלושת הדברים שלמדנו, זה משפיע על המתח, על הזרם, ובאופן אוטומטי גם על ההתנגדות, כי נכון שאמרנו $V = R \cdot I$? אז אם אני משנה את שניהם, השלישי גם כן חייב באופן ישיר להשתנות.

סוללות בשלט שלכם, אתם ראיתם איך הן מחוברות, נכון? מחוברות בצורה כזאת, שזה נגיד הפלוס, מינוס, מינוס, פלוס, נכון? מחוברות ככה מקוצרות, שפה יש איזה קפיץ ופה יש איזה קפיץ, ופה יוצא איזה מוליך ופה יוצא איזה מוליך. איך אנחנו יכולים להגדיר את החיבור הזה?

בטור.

נכון. ראש-זנב - זה טור. אם הפלוס מחובר למינוס, אוקיי? זה טור. בדוגמה שלנו פה, הצרכנים זה חשמל, יש לנו פה פלוס, מינוס, פלוס, מינוס. הם מחוברים בטור. מה המשמעות של זה?

כרגע פה יש לנו אותה נורה. זה אומר שההתנגדות שלהם זהה. זה אומר שאם אני אקח פה, נכון, הבטרייה הזאתי, בוא נניח ניקח אותה נגיד $9\text{V}$, כמובן DC, נכון? כי אנחנו מדברים על בטרייה, זה DC. אני לוקח את הבטרייה הזאתי, כמה מתח היפול על כל אחת מהן בהתאם למה שכתוב פה? משחק של באמת... לא יודע, חשבון של כיתה ו', בוא ננסה לעשות את החשבון הזה. אם ההתנגדות שלהם שווה, ה-$R_1 = R_2$, זה ההתנגדות של כל אחד מהרכיבים, נקרא לזה 1, נקרא לזה 2. כמה כל אחד מהם יראה? אם מתח המקור מחולק בין הרכיבים ביחס להתנגדות.

$9 / R_1$?

$9$ לחלק ל-2 במקרה הזה, כן. זה בגדול כן, אבל זה פשוט חצי. מסכימים איתי? אם ההתנגדות שלהם שווה, כל אחד מהם יפגוש $4.5\text{V}$.

מה הזרם? כן, אנחנו מסכימים על זה. פספסתי... אה לא, אני פספסתי פה משהו. הוא יתחלק... אה, כתבת שזה מתחלק בלי קשר לזרם, בלי קשר להתנגדות?

לא, אנחנו מפרידים את זה לשלושה דברים, זה חשוב. אנחנו מדברים על מתח ועל זרם בנפרד. כנגזרת מזה שאני משחק עם שניהם, לפי חוק אום גם משהו יקרה להתנגדות. נכון? זה אוטומטית אומר לי שמשהו יקרה להתנגדות אם אני משחק עם המתח והזרם, נכון?

אז אני נתתי פה דוגמה שאני עכשיו לוקח בטרייה של $9\text{V}$ עבור שני צרכנים, והם באמת בדיוק אותו צרכן של אנרגיה, שניהם נורות שההתנגדות שלהם, ה-$R$ שלהם, התנגדות אנחנו מסמנים אותה ב-$R$, שווה להתנגדות הזאתי. ואנחנו אומרים שמתח המקור, שזה ה-$9\text{V}$ שלי, שזה הסוללה שלי, מחולק בין שני הרכיבים לפי ההתנגדות שלהם. אז אם ההתנגדות שלהם שווה, המתח שיפול עליהם שווה, נכון?

אוקיי, כן.

התנגדות זה כמה הם צורכים כאילו?

התנגדות - לא, התנגדות זה כמה הם מפריעים לזרם לעבור בתוכם.

אה, הבנתי.

בוא ניקח מה זה התנגדות אינסופית והתנגדות אפס, שתי דוגמאות שיש לנו שאתם בטח מכירים מהבית שלכם, נכון? מה זה התנגדות אינסופית?

לגו?

נתק. נתק. נכון? אנחנו מכבים את האור, מבחינת המעגל החשמלי יש התנגדות אינסופית. הזרם לא יזרום.

זה בגלל ההתנגדות של האוויר כאילו?

זה בגלל שאין מגע בכלל, אז ההתנגדות כביכול אינסופית. אם אני לוקח עכשיו מתג ופותח את המעגל, ההתנגדות אינסופית.

הוא אבל צודק, זה התנגדות של האוויר.

בוא נגיד שאנחנו חיים בריק, בוואקום.

גם בריק לא יזרום?

גם בריק לא יהיה כלום. נכון? אנחנו הולכים לחלל, בחלל יש לנו כמעט ריק מושלם, ואנחנו מאוד מאוד קר שם, גם אם אנחנו ניקח איזשהו מעגל והמתג יהיה מנותק, על אחת כמה וכמה יהיה שם באמת התנגדות אינסופית, כי הזרם לא יעבור בכלל.

להבדיל, מה זה התנגדות אפס? באמת התנגדות אפס שסביר להניח שנפגשתם בה בבית אם עשיתם שטויות...

זיקוקים, קצר.

קצר. קצר זה אומר שההתנגדות שלי אפס. זה אומר שלקחתי את הפלוס ואת המינוס ולא שמתי איזשהו צרכן באמצע, וההתנגדות שלי אפס. וזה בדרך כלל לא טוב.

אבל יש את ההתנגדות של המוליך עצמו, או שהיא לא נחשבת כאילו?

נכון, נכון, היא נחשבת, אבל היא זניחה. ביחס לזרם... נכון בבית יש לך $16\text{A}$? אתה יכול לחשב את ההתנגדות הזאת, זה לפי הגודל שלו הפיזי. בגלל זה כשאנחנו מדברים בזרמים גדולים אנחנו לוקחים מוליך יותר גדול. כי תחשבו שבסוף האלקטרון הזה ממש כמו מים צריך לעבור באיזשהו מקום.

יש התנגדות פנימית לכל רכיב - גם לבטרייה יש התנגדות פנימית וגם לנורה יש התנגדות פנימית, לכל רכיב יש התנגדות פנימית. בזרמים גבוהים זה זניח. אם אני אקח פלוס ומינוס בבית שלי, ובאופן מאוד מטומטם יעשה ככה, המפסק פחת שלי במקרה הטוב היפול, כי הוא בא להגיד לי "רגע, אתה מטומטם, אני הולך להציל אותך מעצמך", במקרה הרע אני להתחשמל.

אגב, כמה מהר שהמפסק פחת הזה קופץ, זה מה שמונע מהזרם שלכם להגיע ללב, מהזרם שעשיתם להגיע ללב. הוא צריך לקפוץ יותר מהר ממה שלוקח לזרם להגיע מהאצבע ללב, בסדר? זה המבחן שלו. כי אם הזרם הגיע ללב, הלב יגיע לתל השומר. וזה הכלל. כשבודקים שמפסק פחת עובד, זה כדי לראות שהוא מהיר ומגיב טוב והכל בסדר, כי הוא אומר שההתנגדות שלכם אפס. בסדר? עניתי לך על המונח מה זה התנגדות?

בתור דוגמה בציור הזה, שאתה עושה קצר, אז הזרם מתחיל לעבור מהר? מה כאילו המהיר?

באיזה קצר?

כן, כאילו שמפסק פחת קופץ, מה מפסק פחת רואה? הוא רואה עלייה במתח, עלייה בזרם, בשניהם? מה הוא רואה?

עלייה בזרם. זרם, זרם. המתח הוא תמיד $220\text{V}$.

אה, אוקיי.

המתח לא יעלה, אתה מקבל $220\text{V}$, $230\text{V}_\text{AC}$ מי שמקפיד, זה מה שאתה מקבל בבית.

אבל הנה דוגמה שנתת פה, שתי נורות, אז אפשר לחלק את ה-220 אלה...

נכון. ואתה מרים לי להנחתה. אנחנו ניגע בזה בשקף הבא, של איך הבית שלנו מחווט. כי הבית שלנו לא מחווט בטור. כיוון שאחרת היית מחווט כמה נורות, והנורה האחרונה, אם הייתה לה התנגדות גבוהה, כבר לא היית מקבל את המתח.

כי עכשיו במשחק שעשינו פה עכשיו, נגיד שזאת נורה הרבה יותר גדולה, זה $2R_1 = R_2$. ההתנגדות שלו פי שתיים מזה. וזה עדיין $9\text{V}_\text{DC}$, בסדר? $9\text{V}$. כמה כל אחד מהם יהיה נראה עכשיו מבחינת המתח?

נשמע כמו שני שליש ושליש, אבל...

בדיוק. כי הוא מתחלק ביחס להתנגדות שלהם, נכון? אז אם זה ההתנגדות שלו פי שתיים מזה, אז זה יראה $3\text{V}$ וזה יראה $6\text{V}$, נכון? מסכימים על זה?

מה שאנחנו דיברנו עכשיו, זה הזרם הוא זהה על שניהם. כלומר, $I_1 = I_2$. כי אנחנו תמיד מדברים על מתח ועל זרם. תמיד צריך לציין את שניהם. אם יש לנו לפי חוק אום, מספיק לנו השניים האלו, אנחנו יודעים את השלישי, נכון?

כי הוא פרופורציונלי.

יפה. אז מה שנגעת זה סופר חשוב.

הטענה היא שכשמחברים בטור, הזרם הוא אותו דבר והמתח מתחלק, זה אקסיומה, כאילו את זה מקבלים משמיים?

זה פיזיקה, זה לא אקסיומה. זה חוק טבע.

לא, אני מבין, אני אומר ברמת האבסטרקציה שלנו...

כן. אני שמעתי פעם איזה פיזיקאי דתי, שניסה להסביר את הפיזיקה ואת כל המה שזז משמיים. אז הוא אמר, "תפקידי זה למצוא איך אלוהים בנה את העולם".

זה ביטוי, הכוונה "משמיים" זה ביטוי. לדעתי, כן. זה ביטוי.

בסדר גמור, לא, הכל בסדר, אפשר... יש הרבה unknown, כן? האנושות זה דבר שהוא מקסים, וחוקרים אותו, ואי אפשר להסביר הכל.

שאלתי ברמת האבסטרקציה שלנו, שאנחנו אומרים... לגבי ההתנגדות הכוללת, מה זה אומר כאילו?

ההתנגדות הכוללת של המעגל... מן הסתם זה יהיה ההתנגדות הפנימית מן הסתם של הסוללה אם אתה ממש רוצה להתקטנן וללקחת אותה בחשבון, זה ההתנגדות של כמה הנורה הזאת לוקחת, כמה הנורה הזאת לוקחת, וההתנגדות של המוליכים. כי אנחנו עכשיו מחוברים בטור, נסכום את כל ההתנגדויות של כל הרכיבים שלך.

זה אומר שפה יש לך התנגדות כלשהי, כמו לכל התנגדות כלשהי. אתה סוכם, אוקיי? קוראים לזה סיגמא. אתה עושה סיגמא, סכימה של כל ההתנגדויות שלהם, זה ההתנגדות הכללית שלך.

אז זהו, מה שאני יודע ושנראה לי תמיד לא היה לי ברור. אוקיי, אז אם אתה מוריד עכשיו נורה אחת, יש לך פחות התנגדות. האם זה משנה? זה משנה למשהו?

זה משנה...

קצר אמרנו שאסור לנו לעשות. אז אם אני אכתוך את הנורה לשתיים, כאילו ניקח נורה קטנה יותר, כאילו מתי זה בסדר למעגל חשמלי לחבר אותו, ומתי אני יוצר קצר? כאילו מספיק שיש נורה קטנטונת וזה כבר לא קצר? איך זה עובד?

אז יש סף מסוים, אוקיי? יכול להיות שהרכיב עצמו יישרף, כי יהיה עליו יותר מדי... אבל בוא ניקח את האנלוגיה הזאת, זה שאלה נחמדה. כי מה קורה בבית? אני עכשיו מחבר את הדוד חשמל שלי שהוא צרכן מאוד רציני של זרם, נכון? ואני אומר לו: יש לך 16A, תקח כמה שאתה רוצה מתוך ה-16A הזה. אבל כשהוא עובד ב-1A זה גם בסדר, וכשהוא עובד ב-16A זה גם בסדר. אם הוא ינסה לקחת 17A, אז הפקק עצמו יקפוץ, כי הוא לא יידע לתת לו את זה, אוקיי? אם הוא ינסה לקחת, כביכול הוא יישרף ויהיה קצר, אז המאז"ר קופץ פה. אז זה בין עומס יתר לקצר, בסדר? זה המשחק פה.

איפה הסף שאני אומר שזה קצר? אתה צריך איזה סף התנגדות מסוים, כביכול לבזבז, כדי שההתנגדות שלך תהיה כלשהי. אם אני במקרה הזה ייקח ויוריד נורה מסוימת, אז הזרם על הנורה הזאתי יהיה יותר גדול, נכון? כי הבטרייה שלי יודעת לספק זרם מסוים. ואם הנורה הזאתי יכולה לעמוד בזרם הזה, אז היא פשוט תילק יותר חזק.

אבל אמרנו, כתוב פה שהזרם שזורם דרך כל רכיב במעגל הוא זהה. אז זה לא משנה אם הורדתי נורה או לא הורדתי נורה.

סליחה, אתה צודק. המתח יותר גבוה, ואז אני יכול לשרוף אותה כתוצאה מהמתח. הזרם – נצטרך לעבור למעגל במקביל – הזרם לא ישנה פה. אז אם אני מוריד במקרה הזה נורה, המתח עליה יגדל, ואז היא יכולה להישרף כתוצאה ממתח גבוה מדי. הזרם יישאר אותו דבר ולא יקרה כלום. ובמקרה הזה הנורה יכולה להישרף.

מה ששורף דברים זה מתח, זרם, שניהם?

בדרך כלל זה המתח. כי המוצר עצמו יודע להגיד כמה זרם הוא צריך, הוא לא ייקח זרם שהוא לא צריך. אם המוצר עצמו צריך יותר זרם ממה שהבטרייה יודעת לספק, אז יכול להיות שהבטרייה עצמה תידפק.

איפה אנחנו נראה את זה בדוגמה טובה? אם נעבוד על מנועים ו-Arduino, בסדר? למנוע יש זרם תקיעה. ברגע שאני לוקח מנוע ועושה לו ככה, אני תוקע אותו, הוא מעלה את הזרם שלו בצורה דרסטית. במצב כזה, אם אני לא אעבוד נכון, אני יכול לשרוף את ה-Arduino שלי. כי הוא ינסה לקחת זרם ועוד זרם ועוד זרם ועוד זרם, והוא יתחמם ויהפוך להיות פחם.

מתח בדרך כלל הוא מה ששורף לי. אם אני עכשיו ייקח רכיב שיודע לעבוד ב-220V... או, דוגמה טובה: טוסו לארצות הברית, תקנו שם איזשהו רכיב שעובד ב-110V. תעשו משהו מאוד שטותי ותחברו אותו עם מתאם כזה של מקסטוק ב-5 שקלים לשקע בארץ, בלי שבדקתם שהוא יודע לעבוד ב-230V. מה יקרה לו?

אז הוא יישרף, זה תמיד יודעים שהוא יישרף.

הוא יישרף.

אבל למשל, אחת הדוגמאות שרציתי לשאול, זה אם לי יש במחשב הספק כוח של המחשב שלי, המחשב שלי עכשיו יש לי מחשב Dell שרוצה 135W. אם אני מחבר אותו עם 65W, אז דפקתי משהו או לא דפקתי משהו? כי לפי דעתי הוא יעבוד...

לא, אתה צריך לתת לו את אותו מתח. מה שיירד זה הזרם, כתוצאה מזה ההספק יירד. ואז הוא יעבוד פשוט בביצועים יותר נמוכים.

אמרת V או W?

W.

W, נכון?

כן, כן, W.

הוא יטען יותר לאט, הוא יטען לאט, הוא יוציא לך הודעה שזה [לא ברור].

ובאותה מידה אני יכול לקחת כזה מטען שהוא נגיד USB-C ולחבר אותו לטלפון שלי, וזה בסדר כאילו? כי הטלפון יחליט לקחת כמה שבא לו?

אם אתה נותן לטלפון ב-USB במחשב, שניהם 5V, הטלפון יטען בהתאם לכמות הזרם. אתה יכול לחשב כמה זמן ייקח לבטרייה. לבטרייה יש מה שנקרא Ah, אוקיי? כמה זרם לשעה היא יודעת... יש לה קיבולת אנרגיה מסוימת, כמה אנרגיה יודעת לשמור הבטרייה הזאתי, ואתה יכול לחשב את זה. לפי הזרם שהמחשב שלך יודע לתת, כמה זמן ייקח לה להיטען. בסדר?

אבל אם אתה תיתן מתח יותר גבוה, אתה תשרוף את הטלפון שלך. אם הטלפון שלך ישתגע ויחליט שהוא צורך יותר זרם ממה שהמחשב יודע לתת, יכול להיות שזה יעשה לך בעיות ב-USB וידפוק לך את ה-USB, למרות כיום שיש הגנות.

זה ה-trade-off ביניהם. אם אתה צורך יותר מדי זרם ממה שאתה יודע לתת, מי שנותן את הזרם יידפק. אם אתה נותן יותר מדי מתח, מי שצורך את המתח יישרף.

איך פיזיקלית כאילו צורכים יותר מדי זרם? מה אתה עושה כדי לצרוך יותר מדי זרם?

אז נתתי את הדוגמה של המנוע. קח עכשיו מנוע, שנגיד עובד נומינלית ב-1A, ותיתן לו ספק כוח של 1A. ויש בהגדרה של מנוע זרם תקיעה. מה קורה שאתה תוקע אותו? והוא מאוד מנסה להתגבר על זה ולהמשיך להסתובב. הוא מעלה את הזרם שלו. הזרם אוטומטית עולה. ואז נגיד הוא הגיע ל-1.5A. והספק כוח שלך לא יודע לתת 1.5A.

1.5A אתה מתכוון?

סליחה, 1.5A, אתה צודק. יפה, אתם מקשיבים. 1.5A. אם לספק כוח שלך אין הגנות, אז הוא יישרף. אם יש לו הגנות, הוא פשוט ייכנס לתוק ויפול. או שיישרף פיוז, בשביל זה שמים פיוזים. תשרוף את הפיוז במקום את הרכיב, ואז פיוז זה שקל תשעים להחליף.

הבנתי, כי זה בעצם אחד הדברים שכשלהתעסק תהיתי איך אני דופק או איך אני לא דופק כשאני עושה דברים באלקטרוניקה. זאת אומרת שבעיקר הדבר העיקרי זה לשים לב ל-V כרגע.

תלוי אם אתה רוצה לשרוף נורה או לשרוף את הארון חשמל שלך. מה אתה מעדיף? אני עכשיו יש לי אינדוקציה, יש לי תלת-פאזי, אוקיי? זה שלוש פאזות של 25A. אם הייתי מחבר את זה לפקק של 40A, הייתי שורף לעצמי את הארון חשמל. הוא היה צורך המון זרם, הוא היה מנסה לקחת המון זרם, שכמות הזרם הזאת לא יודעת לעבור אפילו במוליכים, למרות שהם לוקחים איזה יתירות מסוימת, יש לזה איזה טולרנס מסוים, אבל כנראה שהייתי שורף לעצמי את הארון חשמל.

אז זה מה שהראשי אמור לדעת לקפוץ? כאילו בניגוד לפחת? זה מה ש...

אם הייתי מגיע למצב שאני מדלג... לא, הפקק עצמו היה קופץ, לא הראשי. הראשי זה אם אתה ממש הכלת את כל הבית שלך ו...

הבנתי. הפקק, אוקיי, סבבה. פקק ולא פחת כאילו.

כן, מחלקים את זה להרבה מאוד, אתה רואה, מחלקים את זה להרבה מאוד דברים כדי שנמנע מאיתנו לעשות שטויות. אבל לי יש תלת-פאזי שזה שלוש פאזות של 25A, שגם שם מחלקים את זה...

## חיבור במקביל

כל פאזה תיתן 25A?

כל פאזה מקבלת 25A, כן. אוקיי, וגם החוטים בהתאם, המוליכים יודעים לתת תמיכה ב-25A ברמת העובי שלהם. כי אנחנו צריכים להעביר את האלקטרונים האלו בצורה נוחה. אם אני ייקח מוליך דק מדי ואני אנסה להעביר שמה 25A, הוא יתחמם מאוד מאוד מאוד ברמה של יכול ממש הבידוד שלו יירד והוא יתחיל להישרף. זה ממש מסוכן. בסדר?

בבית שלנו מה אנחנו עושים? נכון, הרי אם הייתי עכשיו אומר אנחנו מחברים בבית בטור, ואני לוקח את הדוד חשמל שלי ואת הקומקום שלי ואת התנור שלי ואת הנורה שלי ומחבר אותם בטור, ואני יוצא מנקודת הנחה שהדוד חשמל שלי הוא עם התנגדות הכי גדולה כי אני צריך לחמם המון מים, וכל המטרה שם זה להגדיל את ההתנגדות, נכון? אני בסך הכול ממיר אנרגיית חשמל לאנרגיית חום. איך אני עושה את זה? נגד הכי גדול שאפשר, גוף חימום. פשוט לבזבז אנרגיה, פשוט לחמם מים לשם חימום מים. ואז בסוף הוא היה מקבל מעט מאוד מתח, אז זה לא הגיוני, נכון? אני מחבר כל שקע בבית, אני מקבל 220V. איך עושים את זה? מחברים במקביל. בצורת החיבור השנייה, במקביל. תודה רבה.

אז מה קורה לנו פה? נגיד בוא ניקח את הדוגמה של ה-220V. אוקיי? למרות שזה DC ו-AC, אז אנחנו מדברים פה נגיד על AC, אז AC יש איזה כוכבית כזאת לגבי חוק אום. יש עוד איזה רכיב נוסף שמתלבש עליו, בסדר? בעולם, $V=RI$ הוא תופס ל-DC. אוקיי, ל-AC יש פה עוד איזה רכיב מסוים בגלל הפאזה, בגלל שהוא עובר פאזה, אז צריך להתייחס לזה. אבל בוא ניקח את זה ככה כמשחק. בסדר? יש לנו 220V, כמה כל אחת מהמנורות האלו תקבל?

220V.

220V. נכון? וזה ככה הבית שלנו עובד. גם הקומקום שלנו מקבל 220V, גם המחשב שלנו מקבל 220V. גם כשאנחנו לוקחים, נכון, יש לנו מפצל שאנחנו מפצלים הרבה מאוד לשקע ותקע כאלה, נכון?

כן.

הם מחוברים במקביל. כי כל אחד מהם רואה 220V. נכון? זה היה מוזר אם אחד מהם היה מביא לי 100V, אחד 100V ואחד 20V.

כן, אז בעצם כשאומרים שיש בעיה עם מפצלים כאלה, זה קשור למה שאמרת שמישהו מבקש הרבה זרם ואז הוא מעמיס על נקודת החיבור?

אתה צודק. אני חושב שיש הגבלה לכמה חורים כאלו אתה יכול למכור. אני חושב שמפצל של חמש נראה לי זה המקסימום. כי זה הגבלה מלאכותית שעשו כדי שלא יחברו יותר מדי צרכני זרם לאותו מפצל. ואז מה יקרה? הוא יצרוך המון זרם. ואתם ראיתם פעם שקע שמתחיל להישרף? אתם ראיתם שקעים כאלו שרופים? שעושים טעויות לפעמים בבית ומחברים תנור ספירלה לשקע של לא יודע, 5A, שפשוט צורך 10A, אז יישרף השקע. הוא צורך יותר זרם ממה שכל המערכת יודעת לתמוך, אז זה שורף אותה. זה חום מטורף.

בשקע יש הגדרה של כמות אמפרים שהוא יודע לתת?

שהוא יודע לתת כדי לא להישרף. עזוב ברמת המוליכים שלו, ברמת הפלסטיק, מה הוא יודע לבודד כדי לא להישרף. ידענו שגם אם אתה תעביר... כן, חד-משמעית, ברור. לכל מה שקשור לחשמל יש הגדרות. כל מה שקשור לחשמל יש לו ספק, יש לו סטנדרטים, יש תקנים, והוא עומד בהם.

איפה אני מחפש, אם לא ידעתי שיש כמות של אמפר, זה כתוב?

כן, הסטנדרט בבית זה 16A. כי יותר מ-16A אסור לך להתקין בלוח בלי חברת חשמל. אני הבאתי לפה בודק של חברת חשמל שלקח לי המון כסף כדי לאשר לי תלת-פאזי. ממש ההתקנה של חברת חשמל עשתה את זה, להחליף נתיך והכול. בואו רגע אני אראה לכם שקע, בסדר? ונחליף את המצלמה רגע.

תנתק את הפילטר או...

כן, הנה ננתק את הפילטר. ותראו מה כתוב על השקע שלי. Background effects... אוקיי, אתם רואים? אתם רואים את השקע, נכון?

לא, עדיין רואים את הרקע.

הוא פתח עוד user בצד.

פתחי עוד user, כן. תגדיל לך חלונות מימין, אתה תראה את התמונה.

כן, כן, אוקיי, עכשיו אני רואה. אוקיי, נו, אז איפה אתה מראה לי משהו?

אתם רואים כתוב פה? יש לו תו תקן. התו תקן הזה כדי לעמוד בו, הוא צריך להיות של 16A. אם אני אפרק אותו, אל תעשו את זה. אבל אתם תראו שמאחורה כתוב עליו המון דברים. בסדר? מאחורה, מאחוריו כתוב כמה הוא תומך וכמה דברים. וגם פה, אתם רואים, יש תו תקן. כל דבר שנוגע בחשמל, הנה, פה כתוב, אתם רואים? פה ממש בקטן, רגע, אני אצלם, אני אשלח לכם את זה בקבוצה, בסדר?

כן, תודה.

חייב, חייב, חייב.

תו תקן זה התו יצור, זה תקן ישראלי, תקינה ישראלית.

כן, למרות שזה ארגון פשע.

אוקיי, יש איזה תקן שזה עומד בו, רגע, ואז כתוב גם כמה אמפר הוא יודע לקחת. ככה נראה השקע. אני שולח לכם בקבוצה. אנחנו יכולים ללכת לתו תקן של מה זה שקע, ותראו ששקע ביתית צריך לעמוד ב... בדרך כלל 230V, 16A. מה זה אומר? שהעבירו אותו את הבדיקה הזאתי, מישהו במכון התקנים ישב בבית, לקח 16A. בסדר? אם אנחנו שנייה נעשה את זה, כי בגלל שזה מרתק, אז אני אוהב להיכנס לפינות האלו. סליחה אם אני חופר לכם.

לא, זה נחמד שיהיה פעם אחת סדר. כמו למשל, למה הפלסטיק הוא מה שנשרף? כי ה... אני כאילו חשבתי שהברזל מתחמם, נכון?

הברזל מאוד מאוד יתחמם, אבל ברזל כדי לשרוף... זה ברמת החומר, ברזל צריך טמפרטורה מאוד גבוהה, הוא יהפוך לנוזל לפני שהוא יישרף. פלסטיק, יש לך שני סוגי פלסטיק, אוקיי? שני סוגי פולימרים: תרמופלסטי ותרמוסטים, שני סוגי פלסטיקים. אוקיי? אם אתה נכנס להגדרות, אחד זה במידה שאתה מפעיל עליו חום הוא נשרף, והשני הוא הופך לנוזלי, יש לו $T_g$. אז אם אתה לוקח אותו, נגיד מדפסות תלת-ממד שמדפיסות פולימרים...

יש נקודה קוראים לזה $T_g$, $T_{\text{glass}}$, שרכיב הופך להיות נוזלי.

אנחנו לא היינו רוצים שהשקע שלנו בבית יהפוך להיות נוזלי ברגע שחם לו. אנחנו מעדיפים שהוא יישרף, נכון? כי אם היה נוזל לנו שקע, זה לא היה טוב, אז מעדיפים שהוא יישרף. זה מבחינת הטמפרטורות.

תו תקן לשקע חשמלי ביתי.

– אתה מעדיף להריח את השריפה ולא לראות שקע שנוזל על הרצפה.

אוקיי, אז יש תו תקן לשימוש ביתי. מה עושים איתו? אז הנה, תקן זה חל על תקעים לשקע אשר זרמם הנקוב לא גדול מ-16 A. אסור לך בבית שיהיה לך משהו בחשמל שהוא מעל 16 A, כי כל המוליכים בבית שלך לא יודעים לתמוך מעל 16 A. אתה צריך שכל המערכת תהיה מתוכננת לזה, ו-250 V, בסדר? כי 230 V זה מה שנותנים בדרך כלל, אז הגדירו את זה ל-250 V ול-16 A.

– אם יש לו תו תקן... סליחה, עוד פעם?

אני אומר, אם יש לו תו תקן, אז הוא חייב לעמוד בזה. גם כתוב בדרך כלל על שקעים, אתה תראה שכתוב עליהם. כן, סליחה, אם יש לך...

– אני אומר, תמיד כשאני מפעיל תנור חימום, אני יודע שהוא לוקח הרבה W, אני יודע שהוא מחובר ל-220 V, אבל בחיים אני לא יודע להגיד כמה אמפר הוא לוקח. אז איפה זה נכנס? זה כתוב עליו כאילו? אני אסתכל.

אתה יכול לחשב את זה. אם אתה יודע כמה W הוא, ואתה יודע 220 V...

– הבנתי. W זה אמרנו זרם כפול מתח, אוקיי.

Straightforward.

שוב, ב-DC זה מאוד פשוט. ב-AC יש עוד איזה אלמנטים בגלל שיש פאזה, זה גל סינוס, אז צריך להתחשב בזה. גם יש בחברת החשמל איזה מקדם מסוים. זה ממש כמו השקע שצילמתי לכם, בסדר? יש עוד איזה מקדם של כמה התנגדות בכלל יש עד שזה מגיע אליכם. יש עוד כמה קריטריונים. אז באופן כללי כן, זה די straightforward. DC יותר פשוט מ-AC מבחינת הפיזיקה איך לחשב את זה.

בסדר, הנה קלאסי. זה מה שקורה לשקע שצורכים יותר מדי. אגב, ב-DC יש חשמל פלוס ומינוס, פה הפאזה היא מימין והניטרלי הוא משמאל, אז מה שיישרף זה הימני.

– וזה קורה אם הלוח לא עובד, נכון? אם הלוח עובד הוא אמור לקפוץ.

זה אם אתה א' קנית, לא יודע איפה, את השקעים שלך, כי לא כולם מקפידים על זה, ויש שקעים מאוד זולים. למרות ששקע עולה 7 שקלים, יש שקעים גם ב-3 שקלים. שוב, אם אתה בונה בניין וסך הכול יש לך בערך 100,000 שקעים, אז זה חיסכון של כמה מאות אלפי שקלים. אבל באופן כללי, אם אתה מקפיד על הדברים, זה לא אמור לקפוץ.

– הבנתי. אבל נגיד כדוגמה פה, מה היה פה לא טוב? הזרם היה גבוה מדי?

הזרם היה גבוה מדי. זאת אומרת, השקע הזה יכול להיות סבבה, אבל השתמשת במשהו עם זרם גבוה מדי.

כן. אגב, הפולימרים זה תרמוסטטי ותרמופלסטי. לא תרמיוני, תרמיוני זה משהו אחר. תרמוסטטי ותרמופלסטי, אוקיי? אחד זה שכשמדליקים אותו הוא הופך לנוזל, זה תכונות שאיזק ניוטון נגע בהן הרבה, איך מחשבים את זה אם הוא נוזל. והשני, ברמת הכימיה שלו, הוא לא אמור לעשות את זה, השרשראות מחולקות, ופולימר זה שרשראות מאוד ארוכות, אז איך הן מחולקות ודברים כאלה. בסדר?

מי שראה את החלק האחורי של שקע ביתי, בואו נראה, מאחור... יכול להיות שיש לי אפילו שקע בבית, שנייה אני יכול להביא אותו. אתם תראו שגם כתוב עליו בדיוק כמה אמפר וכמה דברים צריך. חייב להיות כתוב עליהם. תנו לי שנייה, נראה אם יש לי איזה משהו בשלוף, ואם לא, נמשיך.

הנה, הבאתי מפצל, בסדר? מפצל של שלושה, מה שכתוב עליו... רגע, נעשה פוקוס... הוא יודע 16 A, 250 V. אם תחברו עכשיו לדבר הזה שלושה מפזרי חום, אתם תשרפו אותו.

– 16 מתחלק על כל השלושה, הכוונה?

כן.

– אוקיי. תזכיר עוד פעם, זה...

אתה לא יכול, הפקק בבית שלך הוא לא יותר מ-16 A, אז אתה לא יכול לתת יותר מ-16 A לשלושה. הפקק בבית, המקסימום הוא 16.

– יש גם פקקים שהם 10, אז צריך לשים לב.

יש גם פקקים של 10, נכון. 16 זה המקסימום. שוב, מעל 16...

– 10 זה בדרך כלל למעגל תאורה, 16 זה מה שנקרא שקע כוח.

נכון, תודה. אבל כדי לשים בבית משהו מעל 16 A, צריך אישור של חברת חשמל. הפקק הראשי שלך בבתים שהם בלי תלת-פאזי זה 40 A לכל הבית, אוקיי? זה המשחק.

אוקיי, בסדר. בסוף המטרה היא גם, אתה יודע, חברת חשמל עם ה-40 A זה גם הגבלת כמות החשמל שכל בית יכול לקחת. גם ככה עם הרכבים החשמליים היום יש בלאגן, לא יודעים לייצר את כמות החשמל שצריך.

נחזור למשחק הזה.

– הניטרלי והפאזה ו... מה זה הניטרלי? איך זה נקרא?

כן, neutral, אפס, ויש את הפאזה מימין, ויש את ההארקה.

– אבל אם זה AC, אז אין משמעות לפלוס ומינוס. אז מה...

אין משמעות בהיבט הזה של הצרכן. אין משמעות לחיבור בגדול, כי הוא עובד. אבל הפאזה מוגדרת מימין. תיאורטית, אם תדחוף יד לשמאלי, ואל תעשה את זה, אתה לא תתחשמל.

– הפאזה הולכת אלוך חזור אלוך חזור, והאפס הוא אפס.

נכון.

– אה, אוקיי.

בסדר. מי שלימד אותי כימיה באוניברסיטה היה מרצה כזה מאוד מבוגר, אז הוא אמר שמה שמוליך בלשון זה הרוק. אז אם נייבש מספיק טוב את הלשון שלנו ונדחוף לשקע, לא נתחשמל.

– אני יודע מי זה, אני לא אזכור את השם שלו, אבל... אתה למדת בבן גוריון. המרצה האגדי לכימיה.

מנזורולה? הוא היה פרסי, איראני.

– אה לא, אז אני מתקופה אחרת.

הוא לימד אותם תרמו-גרעין וברח.

בסדר, אז במשחק הזה, אם יש לנו פה אמרנו 220 V, אז זה 220 V ו-220 V, כלומר בין כל שתי צמתים יקבלו 220 V. מה שישתנה לי, בסדר? זה הזרם בהתאם להתנגדות. לזה כבר קוראים חוק קירכהוף, מי ששמע על הדבר הזה. הזרם יילך איפה שקל לו קודם כול. כלומר, אם ההתנגדות שלו יותר נמוכה, פה יהיה יותר זרם. הזרם קל לו, אוהב מינימום אנרגיה, יילך ל... הוא לא בא לריב, הוא בא איפה שקל לו קודם כול.

אגב, זו שיטה מאוד טובה למחלק מתחים, שאני יכול לשלוט אם אני רוצה שהזרם שלי יגיע לפה, הזרם יגיע לפה. אנחנו ניגע בזה ב-pull-up resistor, תזכרו את זה.

שוב, אם אני לוקח עכשיו את המפצל שלי ומחבר הרבה צרכנים במקביל, אז כל אחד מהם יקבל 220 V, הזרם יתחלק לפי ההתנגדויות שלהם, ואז אני יכול להפעיל את מה שאני רוצה בסדר, וזה חיבור במקביל. עוד שאלות על הנושא הזה?

– אז עוד פעם, יש לי פה שאלה אחרונה. אם אנחנו אומרים שהוא מקבל זרם לפי ההתנגדות שלו, אז אם אתה לוקח נורה של 1.5 V ועכשיו אתה תחבר, לא יודע, 70 נורות, אז אתה תדפוק את הסוללה? כאילו...

הם ינסו לקחת את זה, כן. הסוללה פשוט תיפרק מאוד מהר, היא תסתיים מאוד מהר.

– אוקיי, אז הוא ייתן את מה שיש לו? כאילו, כשהגדרת על הבית אמרת שהוא ינסה לתת יותר ממה שיש לו.

שמה? שאתה מגיע למצב של שריפה? שאתה מפיל את זה?

– לגבי, אמרת כאילו אם מישהו מבקש יותר זרם ממה ש...

בדרך כלל זה קורה במצב של שוק, של שוק חשמלי, כן? שבבת אחת אתה דורש זרם. עכשיו תיקח, לא יודע, כמו שהוא אמר שחר, אז הוא הסביר נכון על שקע כוח. אם אני איקח עכשיו את התלת-פאזי שלי ובבת אחת ישים אותו על שקע שלא יודע לתת את זה, אז יהיה לו שוק, הוא בבת אחת ינסה לתת את הזרם הזה. תיאורטית, אם אני אעשה את זה בצורה הדרגתית, אני אעלה, אני אעלה, אני אעלה, אני פשוט אחמם אותו מאוד עד שהוא יקרוס.

כדי למנוע את השוק הזה שמים במזגנים קבלים ודברים כאלה. אנחנו נדבר גם על קבל. קבל פשוט אוגר אנרגיה ופורק אותה, ואז אתה לא מקבל את זה מ... יש לך כאילו איזה רזרבה של אנרגיה שאתה אוגר בצורה מסוימת, ואז אתה מונע את הנפילות האלו. נכון, פעם כשהיינו מדליקים מזגן, זה היה שותה לנו את התאורה, היינו רואים שהתאורה נחלשת, הוא לוקח את הזרם. היום יש כבר קבלים ומנועים ליניאריים ודברים כאלה.

## רכיבים חשמליים חשובים

בסדר. אנחנו, נראה לי נמשיך ישר, כי אנחנו רוצים לסיים את החלק הזה. מי שרוצה לכוס מים שנייה, יכול ללכת להביא לעצמו מים. באופן כללי, אם אתם רוצים הפסקות תגידו לי, אם אתם לא אומרים אני ממשיך.

אנחנו עכשיו נדבר על הרכיבים הקריטיים שיש לנו במעגל, ונתחיל ב-LED, שבטוח אתם מכירים את זה. היום בבית אסור לשים נורות ליבון מעל 40 W. אז כל הנורות שלנו הן כבר נורות LED. LED זה פתרון מאוד אלגנטי לאור, להארה, שהוא לא בזבזן יותר מדי באנרגיה. הוא יותר יעיל מנורת ליבון.

ליבון זה למעשה, נכון, זוכרים מה זה נורות ליבון? אלה הנורות האלה. זה חוט טונגסטן. טונגסטן זה חומר שהנקודה שלו... נכון דיברנו על למה מתכת נשרפת ולא נשרפת? אז מתכות, יש לנו מצב מוצק, solid, liquid ו-gas. מתכות, נגיד אלומיניום, ב-600 מעלות כבר נהיה נוזלי, 660 מעלות נהיה נוזלי. הנחושת, המוליכים של הנחושת שלנו, אז גם כן צריך כמה מאות מעלות כדי שהם יהיו נוזליים. טונגסטן צריך 3,000 מעלות.

פשוט מה שעושים, מעבירים דרכו זרם, ואז הוא קורן בלי להישרף, כי הוא עומד מאוד יפה בטמפרטורה. גם הנורה הזאת, למה היא נשרפת בסוף? היא נמצאת בוואקום, וכדי להישרף צריך חמצן, ואם אין חמצן אין שריפה. מתישהי היא נשרפת כשהוואקום משתבש, נכנס חמצן ואז יש שריפה.

וזו צורה מאוד לא יעילה. מה זה למעשה עושה? אני לוקח חומר, מעביר בו זרם, מנצל את זה שהוא פולט פוטונים, הוא קורן כתוצאה מזה שעובר בו זרם. המשפט של "מצאתי 999 דרכים איך לא להמציא נורה" עד שהוא הגיע לטונגסטן. וזה צורה מאוד לא יעילה. LED זה צורה הרבה יותר יעילה. אז היום בבית אסור מעל 40 W של נורה שהיא ליבון, בסדר? כי זה פשוט בזבזן...

– הנורות פעם היו כמה? 70 W? ואז כזה...

100 W, 120 W, בטח.

– אגב, אגודתה קטנה בקשר לזה. אם אתה הולך לחנות, אנגדוטה קטנה לא בנושא, אם אתה הולך לחנות ואתה מוצא נורת ליבון כזאת, לא יהיה כתוב שם מנורה, יהיה כתוב שם גוף חימום או משהו כזה. כי זה מבזבז המון המון אנרגיה על חימום ולא על תאורה.

זה גוף חימום. תמיד ביסודי כשהיינו מביאים בלונים וזה היה הולך לנורה: "לא לא, זה יתפוצץ!" זה תמיד היה רותח, אי אפשר היה להחליף אותן, הן פשוט רותחות, זה גוף חימום.

– מה שאתה אומר אסור, באיזה מובן המושג הזה אסור? חוק מדינה?

חוק מדינה.

– אל תספרו לאף אחד.

חוק מדינה.

– וואלה, אוקיי, לא שמעתי עליו בחיי.

– פשוט אסור למכור.

– אה, אסור למכור, הבנתי.

– מה אכפת למדינה אם אני מבזבז חשמל? שלי כאילו.

– אם אתה מבזבז חשמל הם צריכים לבנות תחנת חשמל.

– אה, הבנתי, זה כאילו לוקח מהם.

לא, זה גם יש את הצהרת פריז וכל מיני כאלו, שאתה מתחייב ליעילות אנרגטית. יש איזה תפיסה שכדור הארץ מתחמם ואנחנו רוצים להילחם בזה כנושא, וכולנו תלויים אחד בשני. בסוף מי שנדפק מזה זה אפריקה, מהעולם התעשייתי שלנו. כי אין להם את המשאבים להתמודד עם כל הזיהום הזה ולהיות בבית עם מזגן, אז אצלם מתחמם והם נדפקים. אז ניסו לעשות איזה אמנת פריז כזאת, שכולם ילחצו ידיים ויגידו "אנחנו לא מזהמים יותר". ואז טראמפ דפק את זה. הוא לא מאמין בהתחממות כדור הארץ. עוד מעט הוא יחזור, בכלל יהיה כיף.

אבל בסוף עשרת החודשים האחרונים זה עשרת החודשים ברצף הכי חמים שנמדדו מאז שהאנושות מודדת טמפרטורה. בסדר? ומי שחושב שאם כולנו נדליק יחד מזגנים נקרר את כדור הארץ, אז זה לא יעבוד, זה רק יחמם יותר, בסדר?

אם אתם רוצים להיכנס לזה, זה כל מיני חידות. כשהייתי בתואר השני הייתי מדריך מעבדות לסטודנטים בתואר ראשון, מעבדת מעבר חום ומזגן, דחיסה.

בכלני יחידות. מה קורה שאתה פותח את הדלת של המקרר, החדר מתחמם או מתקרר?

שאלה מוכרת.

כן. תה תה אנגלי, תה תה קפה עם חלב, כל מיני שאלות כאלה.

בסדר. קיצור, אסור למכור את זה כי זה מאוד מבזבזני. אז אפשר להסביר את זה למה יש פרס נובל על LED?

## רכיבים חשמליים חשובים

מי שהמציא את ה-LED הכחול, מי שמצא את הדיודה פולטת אור באורך גל של הכחול, נכון? הכחול זה למטה.

נכון, האור, הספקטרום הנראה שלנו זה מ-400 ל-700 ננומטר. זה מה שהעיניים שלנו קולטות.

השמש מביאה לנו בין 280 ל-4000 ננומטר, שזה ה-UV, UV-A ו-UV-B, שזה מה שדופק לנו את ה-DNA.

אז בתמי4 זה טוב. בתמי4 אנחנו שמים נורת UV. כי אם יש חיידקים, אנחנו רוצים לדפוק להם את ה-DNA, להרוג אותם, הם פשוט לא יתרבו.

ואנחנו שומרים את זה גם בחשכה, כי חיידקים אוהבים לתרבות באור. הם צריכים אנרגיה בשביל זה.

אז לתמי4 למנוע תרבית של חיידקים זה בסדר, אבל העור שלנו לא אוהב UV, UV-A. כי זה פשוט שובר את השרשראות של ה-DNA.

כששברים הרבה שרשראות של DNA זה עושה סרטן. כי הקוד הגנטי שלנו פתאום מתבלבל ולא יודע מה לעשות ומתחיל לגדול על סטרואידים, אז זה עושה סרטן.

ובלמעלה יש לנו את ה-Infrared, שזה אנרגיה תרמית. שזה גם כן מה שמחמם אותנו, אבל לא מסרטן אותנו יותר מדי.

ומי שמצא את האור הכחול קיבל פרס נובל. כי לפני זה היה את ה-LED האדום, את ה-LED הירוק, וכשיש לנו R, G ו-B אנחנו יכולים לעשות אור לבן. ואם אנחנו אומרים שזה צורת תאורה הרבה יותר יעילה, הוא הצליח לגרום לזה שבאפריקה השתמשו באור בלי שהם יצטרכו הרבה מאוד אנרגיה.

החלק המרכזי, אם אני מבין נכון, זה זה שאנחנו בכלל יכולים פה לדבר עם מסך. עם זה שיש לנו מסכי LED. זה כאילו... אז זה החלק המרכזי, לא? כאילו מסכי מחשב... אתה אומר שהוא קיבל על זה שהוא הצליח להוריד את כמות האנרגיה משתמשים?

אם תלך...

אני לא זוכר כמה בדיוק שנים לקח בין ה-RG ל-B. לקח איזה עשור להמציא את הכחול. כולם רדפו אחרי זה וזה היה הפתיח לכל סוגיית הטלוויזיות, לכל סוגיית התאורה. בלי זה לא היה את כל מה שאתה יודע מסביב.

מי שיצא לו לטייל בדרום בלילה, ישים לב שכל הבזורות הבדואיות זה אור לבן.

בדואים כבר המון שנים משתמשים באור מאוד יעיל, כי הם עובדים על גנרטורים ועל בטריות שהם מטעינים מהשמש. יש כמה בדואים שגם מתחברים ל-grid, לרשת של החשמל, לא כל הבדואים שורדים כדי לספר את זה, אבל חלק מצליחים.

והרוב הבדואים, אתם תראו, זה אור לבן. מי שיצא לו לנווט בצבא בלילה בין בזורות בדואיות, כל הבזורות הבדואיות זה אור לבן, הם מאוד מאוד קמצנים באנרגיה.

והצריכת חשמל שלהם כבזורה היא בערך כמו בית מערבי ממוצע.

## דיודה

בסדר? למה אנחנו קוראים לזה LED? Light Emitting Diode. דיודה זה בעצם שסתום חד-כיווני לזרם.

נכון, אנחנו יודעים שזרם זורם בהבדלי פוטנציאלים מסוימים, אבל אם עכשיו בפנל פוטו-וולטאי יש לי צל על חלק מסוים ואור פה, אני לא רוצה שהזרם, כמו שאמרנו, נכון? יתחלק בצורה שאני לא שולט בה ואז כל המתח שלי ירד. אני לא רוצה שזה יקרה.

אני רוצה לשים איזה שהוא שסתום לזרם, להגיד לו: אל תלך אחורה, אל תלך רברס, אין לי reverse current עכשיו. מה שעובד עובד, מה שלא עובד - אל תתעסק, אל תשפיע לי על המעגל.

אז אני יכול לשים שסתום חד-כיווני של זרם שקוראים לזה דיודה.

דיודה גם כן יש עד איזה זרם היא יודעת לבלום, ואפשר לפרוץ דיודה. אם תתנו זרם גבוה מדי לדיודה שלא יודעת לעמוד בזה, אתם תפרצו אותה.

אבל זה שסתום חד-כיווני לזרם.

ל-LED, מי שיצא לו לראות, יש רגל קצרה ורגל ארוכה. יש את האנודה ויש את הקתודה. הזרם עובר מהאנודה לקתודה, מהפלוס למינוס. אם תחברו את זה הפוך - הזרם לא יעבור, וה-LED לא יעבוד.

זרם יכול לזרום הפוך שם? אם אני נותן כאילו ישירות הוא יכול לחזור?

אבל זה לפי ההבדל פוטנציאלים שלך. הזרם לא אכפת לו, הוא עובר במוליך.

אה, הבנתי.

אבל בנגיד בפנל פוטו-וולטאי, אוקיי, יש לי חצי פנל שיש עליו אור, שהשמש פוגעת בו, בוא נעשה את זה צהוב יפה כזה, שיש עליו שמש. וחצי פנל שיש עליו עכשיו חושך.

נכון, אם אנחנו עושים את החישוב שיש לנו חיבור בטור בין פנלים מסוימים, וחלק מהם גם יש לנו חיבור במקביל, נכון?

הרי אנחנו רוצים להגיע למתח שאנחנו יכולים להתחבר לרשת החשמלית שלנו. אנחנו צריכים מתח גבוה בשביל זה. יש איזה סטנדרט של כמה מתח צריך כדי להתחבר ל-grid, ואנחנו גם עושים המרה מ-DC ל-AC, בסדר? זה על הדרך, כי אנחנו צריכים להתחבר ל-AC.

אבל במשחק הזה, אם פה ופה המתח מתחבר, נכון? אם אני מחבר בטור שני פנלים פוטו-וולטאיים, ועל אחד מהם יש צל ועל השני לא, ואני אומר לכם עוד עובדה, שהשמש פרופורציונלית לזרם - ככל שיש יותר שמש יש יותר זרם.

ופה הורדתי את השמש שלי וההתנגדות שלי... נכון, ברגע שיש לי שמש יותר נמוכה, ההתנגדות שלי עלתה, נכון? כי הוא מייצר פחות מתח. אז הזרם ירצה ללכת בכיוון השני.

אז למעשה אני מוריד את המתח הכללי שלי, אני דופק פה את כל החישובים שעשיתי. ואז אני עושה את הממוצע של שני התאים האלו יחד. אני לא רוצה.

מה שאני עושה, אני עושה מעקף עם דיודה, שבמידה ויש לי זרם כזה, אני אומר לו: אל תזרום אחורה, תלך ותעקוף אותו.

כשהזרם ילך לאיפה שקל לו. ואם ההתנגדות פה גבוהה, אז אני אשים אותו פה, הוא ילך דרך פה בכיוון של הדיודה שיודעת לעבור לכאן, אבל הפוך הוא לא יכול לזרום לי.

ואז אני ככה שולט בזה. עכשיו שוב, יש trade-off של עלות-תועלת, לא שמים את זה על כל אחד, עושים את זה ממוצע מסוים, על שטח מסוים. על כל כמה X פנלים יש דיודות. זה גם כן, אם אתם תלכו ל-datasheet של פנלים, אתם תראו על כל כמה תאים יש לכם דיודה.

איזה עוד רכיבים חשובים יש לנו באלקטרוניקה שכדאי שנדבר עליהם?

נגד.

יפה. אז הרכיב האמצעי שלנו. שבגדול נגד בצורה שאנחנו מכירים אותו, זה פשוט חומר קרמי שאנחנו מחממים אותו.

זאת אומרת חומר קרמי מסוים, ולמי להמיר אנרגיה חשמלית לחום.

## קבל

עוד שני רכיבים שהם חשובים ומעניינים זה קבל.

שזה במזגן יש לנו גם במדחס וגם במאוורר. כל צרכן אנרגיה שצריך הרבה מאוד אנרגיה כדי למנוע נפילה של...

לצורך הדוגמה, מדחס של מזגן ישן היה צריך 20 אמפר. אבל שקע כוח יודע לתת 16 אמפר, מה עושים?

אז שמים בנפרד עם אחת יותר גבוהה.

אני שם לו קבל. אני שם לו איזה רזרבה מסוימת של זרם מסוים, שומר אותה בצד, וברגע שהוא נדלק - בום, הקבל נפרק, נותן לו את ה-boost שהוא צריך, ולאחר מכן ברגע שעברתי מחיכוך סטטי לחיכוך דינמי, והמנוע כבר נכנס לתנועה, הוא צורך פחות אנרגיה.

תמיד ההתחלה היא הכי בעייתית. יש בפיזיקה גם כן, חיכוך סטטי שזה תחילת התנועה וחיכוך דינמי. חיכוך סטטי תמיד יותר גבוה מחיכוך דינמי.

סליחה? זה ספייק חשמלי כזה, קפיצת מתח.

כן, זרם.

אגב, מצאתי את הנושא של הדיודות. כתוב ש-R ו-G המציאו עוד בשנות ה-60, ואת הכחול הגיעו רק בשנות ה-90.

30 שנה. זה המון.

שמתי סרטון למי שמעניין אותו, סרטון ממש נחמד שמספר את זה מ-Veritasium. אם מישהו מכיר את ה... העלה את זה ב-YouTube.

## מסכים וטכנולוגיות תצוגה

עכשיו דיברנו על מסכים של LED-ים, למה אנחנו רואים. יש גם מסכים שמבוססי LCD עוד לפני זה, ויש מסכי פלזמה.

LED-ים זה יחסית משהו חדש שנכנס אלינו, שהצליחו לגרום ל-LED-ים להיות קטנים. כך שההמצאה של ה-LED-ים שבשנות ה-90 לא היו לנו מסכי LED. היה לנו בכלל הקרנה אחורית, היה לנו מקרין כזה מאחורה, נכון? טלוויזיות גדולות, אנחנו עוד לא בכלל מדברים על הזמנים האלה.

המקרינים האלה הם נשמעים לי הרבה יותר מסובכים. זה שפופרת ואלקטרומגנטי, משהו מטורף.

נכון, זה מאיץ אלקטרונים. זה שפופרת יונים, מאיץ אלקטרונים.

אתה מאיץ אלקטרונים בשפופרת יונים ואתה...

כן, ובגלל זה הטלוויזיות היו נראות ככה. אנחנו מדברים עכשיו על טלוויזיות LED ומסכים דקים, זה כי הצליחו לגרום ל-LED-ים להיות קטנים. בגלל שיטות ייצור ודברים כאלו.

זה שמצאו את ה-LED הכחול זה עוד לפני בכלל לדעתי היו LCD-ים ופלזמות, שזה הדורות הראשונים של הטלוויזיות הדקות.

שפלזמה, אגב, פלזמה שברק פוגע באוויר וגורם לו להוליך - זה פלזמה. בסדר? זה אפשר לקרוא לזה מצב צבירה.

אז שאתה נותן בגז מסוים מתח מסוים אתה יוצר פלזמה, ולפי הגז כשאתה נותן לו מתח מסוים יש צבע אופייני לו. בסדר? כמו זיקוקים שאנחנו שורפים חומר כימי, יש לו צבע אופייני. אנחנו יכולים זיקוק צהוב, זיקוק ירוק.

אז גם כן יש גזים שאם אני מעביר בהם מתח יש להם צבע מסוים. זה טלוויזיות פלזמה הראשונות.

אחר כך היה LCD, זה Liquid Crystal Display. היו שמים פלורסנט, ו-Liquid Crystal זה קריסטל שיודע לשנות את הזווית שלו בהתאם לזווית מתח.

ואז יש עניין של קוטביות. אני יכול להעביר או לא להעביר אור גל מסוימים לפי זווית. זה ה-LCD.

ו-LED-ים זה הכי פשוט. כי LED-ים זה ארמון המון צבעים, פתאום אתה יכול לשים המון המון גוונים. נכון, יש לנו כבר HDR ויש לנו הרבה דברים כאלה.

גם אני יכול לדחוף הרבה מאוד LED-ים למסך, ובגלל זה יש לנו 4K.

גם זה מאוד יעיל אנרגטית, גם הקצב רענון שלהם מאוד מאוד מהיר. אז אנחנו כבר מדברים על 144 הרץ קצב רענון, שזה 144 פעמים בשנייה מתרענן. אפילו לדעתי יש כבר יותר לגיימרים.

יש גם כיבוי מלא, כי אין לך תאורה אחורית, יש לך...

נכון, זה כל ה... כל מי שעובד ב-Dark Mode. עובד ב-Dark Mode במחשבים ניידים ומכשירים ניידים, כי שחור זה LED מכובה.

וכש-LED מכובה הוא לא צורך חשמל.

אז שחור אמיתי זה פשוט במסכי LED, ה-LED לא עובד. זה שחור אמיתי ואז גם צריכת אנרגיה יותר נמוכה והסוללה מאריכה יותר חיים. בגלל זה מי שעובד הרבה עם מכשירים ניידים, חוץ מזה שזה יותר נוח בעין, Dark Mode חוסך בסוללה.

היה איזה שהם טלוויזיות שבהם אני זוכר שאמרו שתמיד מתאמץ ליצור שחור.

נכון, בכל מה שהוא לא LED. בכל מה שהוא לא כיבוי אמיתי. כי שחור זה לא צבע. מה זה שחור? שחור זה לא צבע. נכון, לבן זה כל הצבעים, זה כל האורכי גל. שחור זה לא צבע, זה בליעה מלאה.

אז זה קשה ליצור את זה.

פיזיקאלית, שחור זה לא צבע. אין דבר כזה שחור, שחור זה פשוט אין אור.

בטלוויזיות הישנות זה בגלל הטכנולוגיה. אם זה תאורה אחורית דרך מטריצה, אז אתה לא ממש יכול לכבות את התאורה האחורית. עושים תאורה אזורית ואז נגיד טלוויזיות שהם לא LED, אתה רואה איזושהי הילה ברקע שחור, אם אתה רואה איזשהו גוף, אז אתה רואה מסביב לגוף איזושהי הילה.

אז בעצם ההילה הזאת זו התאורה האחורית. הם לא יכולים לכבות את זה לגמרי. כמה שיותר תאורה אחורית יותר קטנה, ככה יהיה לך פחות הילה ויהיה לך יותר שחור עמוק, מה שהם קוראים לזה.

אוקיי.

אוקיי, בוא נעשה רגע בדיקת דופק. ניאל, אתה איתנו?

כן.

הכל ברור? אתה מעביר את ההרצאה הבאה?

כן, הכל ברור.

מצליח לעקוב ולהבין מה אנחנו מדברים?

כן, בערך. מדי פעם...

ראית את ההקלטה אחרי זה שוב? שאלת מהעבר?

ושאלות חופשי. גם בפרטי, גם בקבוצה של הסדנא.

באמת חשוב שתבין, בסדר? אנחנו עושים פה פיילוט אם ילד בן 14 יכול לעבור את הסדנא. אז אם זה יצליח, אנחנו נהיה מיליונרים.

רגע, אני ממש שאלות אין. אולי אם אני אראה את ההקלטה עוד פעם יהיה לי שאלה אני אכתוב.

סגור לגמרי.

ובסדר. מי שמעל גיל 18 באחריותו להגיד לבד אם הוא מבין או לא מבין. בסדר, מי שפחות מגיל 14 ועדיין אסור לו בירה, אני אקח את זה עליי.

אתה רק שנה מותר לך לעלות לבד במעלית.

נכון, 14? טוב, בסדר. נמשיך קדימה. גיל מטורף, אתה יכול להישאר מקדימה ולעלות לבד במעלית ובמדרגות נעות.

גם מדרגות נעות?

אני חושב שכן, מה... אתה יודע זה מפחיד עם ילדה בת 3 לעלות במדרגות נעות.

כן, יכול להיות.

גם עם כלבים זה מפחיד. טוב, בסדר, יאללה.

## סליל

רכיב אחרון שחשוב לנו ואנחנו עוד נגע בו בהיבט של המנועים, זה סליל, coil. שאנחנו לוקחים מוליך חשמלי...

בצורת הליבה המבודדת, מלפפים מלפפים מלפפים מלפפים מלפפים מלפפים, ובצורה העגולה הזאת במיוחד, ברגע שאנחנו מעבירים שם זרם, אנחנו יוצרים שדה חשמלי ושדה מגנטי. שדה חשמלי ושדה מגנטי בצורה וקטורית ב-90 מעלות אחד לשני, בסדר? וזה פוטטו פוטאטו, שדה חשמלי ושדה מגנטי הם תמיד באים ביחד. לפעמים זה מעצבן, לפעמים זה טוב. מתי זה טוב? כשאנחנו מייצרים חשמל.

איך אנחנו מייצרים חשמל? אנחנו לוקחים איזשהו מגנט, שמים אותו בתוך מגנט יותר גדול, ושדה מגנטי הופך את זה לשדה חשמלי. לחלופין מנוע – שדה חשמלי הופך לשדה מגנטי, ואנחנו מסובבים את השאפט, מסובבים את המנוע שלנו.

לפעמים אלקטרוניקה מאוד רגישה לשדות חשמליים. קוצב לב – לא טוב לו להיחשף לשדות חשמליים גבוהים, זה גם כן עושה לו בעיות, בגלל זה גם קוצב לב לא עובד עם מגנטומטרים ודברים כאלה, כי זה פשוט עושה הפרעות לקוצב. רכיבים אלקטרוניים מאוד מאוד רגישים, שווה לשים לב אם יש לידם שדות חשמליים או מגנטיים, כי זה יכול להשפיע עליהם, וצריך לדעת לבודד את זה.

## מנוע DC

בוא נדבר קצת על ההנעה. אמרנו שסליל זה דבר חשוב. אז שדה מגנטי שפועל עם שדה חשמלי, נכון? אם אני לוקח את הסליל הזה ויש לי שדה מגנטי ואני שים אותו ליד שני קטבים, אז כל פעם אני מעצבן את הקוטב הזה ואני גורם לדבר הזה להסתובב, ואני קורא לזה מנוע. ככה בעצם זה מנוע DC.

מי שיש לו מברגות של פעם, נכון? פעם היה brushes, היום זה כבר brushless. אז יש לו פחמים כאלו שהם בעצם סוגרים את המעגל והם נשחקים, ומדי פעם כדאי להחליף אותם. היום כבר עובדים בלי זה.

באלקטרוניקה, ב-Arduino, ESP32 וכל החברים, במנועי DC משתמשים המון. משתמשים בהם המון, ומי שנזכר בהגדרה מההרצאה הראשונה, PWM, אני יכול להוריד את המהירות של המנוע הזה בעזרת PWM.

אתם זוכרים שדיברנו על PWM? אי שם, אני חושב שמאז הצטרף אלינו מישהו, זה היה פה. נכון, ה-PWM. אז אם אני מכבה ומדליק PWM, אז אני מעלה ומוריד את המהירות.

רכב חשמלי, אוקיי, איך אני שולט במהירות שלו? אין לו גיר. כאילו, יכול להיות שיש לו גיר, אבל המטרה שלו זה לא מהירות. סליחה?

– הגירוש [לא ברור].

– PWM פה, על מה הוא? על השליטה על הזרם שעובר בתוך הסליל?

– המנוע הוא DC ברכב חשמלי, שיש לו שני דברים מעניינים שהוא עושה: דבר ראשון הוא נשלט ב-PWM. אנחנו נוסעים עם דוושה אחת, וברגע שאנחנו נותנים 100%, אז אנחנו ב-duty cycle של 100%, וברגע שאנחנו עם חצי דוושה, אז אנחנו ב-50%, נכון? אנחנו שולטים ב-PWM ברכב חשמלי. איך הוא שולט במהירות?

נכון, אם אנחנו עכשיו מדברים על לא רכב חשמלי, בוא נלקח את האופניים שלנו, כי אופניים זה משהו שיותר רואים אותו בעיניים, נכון? יש לנו כמה גלגלי שיניים, נכון? ויש לנו איזשהי... כזה דבר, נכון? ופדלים, נכון?

אז אם אנחנו מדברים על משהו מכני, אז אנחנו לוקחים גלגל גדול וגלגל קטן. בוא נגיד שהוא פי שניים יותר גדול ממנו. כל סיבוב אחד שלו, מסכימים איתי שזה שני סיבובים שלו? זה יחס ההמרה המכני.

מה עוד אני משחק פה? על המומנט. אתם יודעים מה זה מומנט? הדלת שלי בבית, איפה הידית שלי נמצאת? ליד הציר או רחוק מהציר? פה זה הצירים שלי. נכון? מי שהמציא דלתות לא שם את הידית קרוב לציר, הוא שם אותה רחוק מהציר, כי יש פה זרוע. ואז אני מגדיל את המומנט שלי. המומנט שלי זה זרוע כפול האורך. בוא נקרא לזה רגע $r$ קטן: $R \times F$. $F$ זה כוח, בסדר? Force. זה המומנט שלי.

אז גם אותו דבר יש על גלגלים, נכון? אם אני עכשיו לוקח פה, ותחשבו שזה ממש כמו הזרוע שלי, זה $R$. ככל שזה יותר גדול, יש לי יותר מומנט, נכון? יותר קל לי לסובב גלגל גדול. מאותה אנלוגיה של הדלת. אתה שומע אותי?

– שאתה אומר יש לי יותר מומנט, מה זה המילה הזאת אומרת? שיש לי יותר מה בדיוק?

– יותר מומנט זה הזרוע שלי כפול הכוח. אם אני מפעיל כוח, כוח זה תאוצה כפול מסה, זה ניוטון אמר, נכון? $F = m \cdot a$. $a$ זה תאוצה, $m$ זה מסה. בוא נגדיר את זה כוח, לא משנה. אני מפעיל פה איזשהו כוח מסוים. אם אני אפעיל את הכוח פה ואת אותו כוח פה, מה יותר קל לי להזיז? ביחס לציר, הציר הוא פה באמצע של הגלגל. את הגדול. נכון, זה אינטואיטיבי. האינטואיטיביות הזאת היא ההבדל, זה המומנט. האינטואיטיבי, מה שאתה אומר הגדול, בגלל המומנט. אוקיי, בעברית לדעתי זה מנוף, נכון?

– אינטואיטיבית אולי גם יהיה נוח לחשוב על זה כמו... יש לך גלגל שיניים גדול, יש לך גלגל שיניים קטן, אז המומנטים הם גם מתמסרים עם המהירויות. גלגל שיניים קטן שמסתובב מהר, הוא יעביר מומנט ויסובב את הגלגל שיניים הגדול יותר לאט. באותו סדר הפוך ניתנים המומנטים. מומנט גדול, סל"ד נמוך.

– מעולה, זה בסדר. זה וזה שני מקרים שונים, בסדר? כי פה אני אומר, יש לי מומנט, יותר קל לי להזיז גלגל שיניים גדול, הוא יסתובב יותר לאט, הוא יסתובב פי שניים יותר מהר, אבל כדי לסובב אותו אני צריך פה פי שניים כוח. אוקיי? במקרה של האופניים שלנו, אנחנו מעבירים את השרשרת שלנו מגלגל שיניים גדול... שאנחנו מתחילים נסיעה בגלגל שיניים גדול כדי לנצל את המומנט הגדול, וכאשר אנחנו כבר בתנועה – נכון, אמרנו שתמיד בתחילת תנועה יש חיכוך סטטי, תמיד תחילת תנועה יותר קשה, יותר קשה להניע את הפעולה מאשר להתמיד בפעולה, שיש כבר אינרציה יותר קל להתמיד בפעולה. נכון, תיאורטית בחלל, אם אין לנו חיכוך וניקח כדור גולף ונזרוק אותו, הוא לא ייעצר לעולם. נכון, יש את הרודסטר של אילון מאסק, שמנגנת את Man on the Moon, שכבר עושה הקפות סביב כדור הארץ. פעם אחת תכננו אותה על המסלול, נתנו לה את המהירות ההתחלתית ומאז היא שם, מסתובבת סביב השמש לדעתי.

– אני חושב סביב כדור הארץ.

– אתה יכול להגיד סביב השמש, כי היא נעה סביב כדור הארץ וכדור הארץ נע סביב השמש. היא לא יכולה להקיף את השמש, היא לא יכולה להגיע לשמש. אמנם אילון מאסק רוצה לחזור הביתה, אבל אי אפשר להתקרב יותר מדי לשמש. כדור נוגה, מאדים וכל אלו מאוד מאוד חמים. מאדים מאדים בגלל שהוא קרוב לשמש. הוא מסתובב סביב כדור הארץ, הוא מנסה לנצל את כוח המשיכה של כדור הארץ כדי להיכנס לאורביטל שלו, כמו לוויין, וכדור הארץ נע סביב השמש. אז אתה יכול להגיד בעקיפין שהיא נעה סביב השמש.

לא משנה, אז מה שיש לנו פה, אנחנו לאט לאט מתחילים את הפעולה של הגלגל שיניים הגדול ואז יורדים לגלגל שיניים קטן שהוא מסתובב יותר פעמים, אז יש לנו יותר מהירות אבל מומנט יותר נמוך, אבל כבר יש לנו התמדה, יש לנו אינרציה.

אז ברכב חשמלי אנחנו משחקים עם PWM כי אין לנו גיר, אין לנו... נכון? אנחנו לא הולכים לתקן את הגיר הידני שלנו, אין לנו קלאץ' ואין לנו את השטויות האלה ברכב חשמלי, אנחנו עובדים עם PWM.

איפה עוד יפה לראות את זה ברכב חשמלי? נכון, אנחנו רוצים לחסוך באנרגיה כמה שיותר, הנורות שלו, הנורות שלו גם כן עובדות ב-PWM. תחשבו ש-PWM של 50% חוסך לי 50% מהחשמל. אז אם תלקחו מצלמה שהקצב frame rate שלה מאוד נמוך, אתם תראו שהתאורה מרצדת. יש סטרובוסקופ, אפשר לראות את התדירות הזאת.

– ושנייה, למה זה יוצר מהירות קטנה יותר?

– כי בממוצע הוא פועל חצי מהזמן.

– הוא מדליק ומכבה, מדליק ומכבה. הוא דוחף ומפסיק, דוחף ומפסיק. ואז הוא כאילו... כאילו נותן מכות לפדלים. אם אתה לא לוחץ כל הזמן על הפדל, אז אתה מאבד מהכוח, נגיד ככה.

– תחשוב שיש לך את החבר המעצבן שנוסע עם פיקים, נכון? עושה גז ברקס, גז ברקס. תחשוב שזה עושה את זה פשוט בצורה אלגנטית בקצב של הסייקלים של המעבד עצמו. אז זה מאוד אלגנטי, מאוד חלק. אתה לא מרגיש את זה. ואז בממוצע המהירות יורדת.

## מנוע סרבו

אז בוא נחזור רגע למנועים, ואנחנו ממש קרובים לסיום. זה עוד כמה דקות מאמץ.

אם אני לוקח DC ומחבר אותו לגיר, אחרי שעברנו את ההסבר של הגיר, DC מסתובב לי מאוד מאוד מאוד מהר. אני יכול להאיט אותו עם PWM. פה למעשה אני מסובב את ה-DC במקסימום מהירות, ובעזרת גיר מכני אני מוריד לו את המהירות. שני רכיבים נוספים שמעניינים פה, זה שיש לי פוטנציומטר. פוטנציומטר זה נגד משתנה שאני יכול לשלוט בהתנגדות שלו לפי איפה אני נמצא. אם אני עכשיו נגיד מחובר לפלוס עם איזשהו מוליך, ואני נמצא כאן, ואני יודע שעד לפה יש לי $1\Omega$, ועד לפה יש לי $2\Omega$, ועד לפה יש לי $3\Omega$, ואני יודע ככל שאני התרחק ואני אסגור את המעגל, אני אעבור התנגדות יותר גדולה, כי הזרם יעבור מרחק יותר גדול על המוליך. זה נגד משתנה, זה כל הפטנט שלו. יש איזשהו נגד שאני יודע שההתנגדות שלו ליחידת אורך, וככל שאני סוגר את המעגל על יותר מהנגד, אז ההתנגדות שלי עולה.

יש פה עוד רכיב שיודע לקרוא את ההתנגדות הזאת ועושה לה mapping, נכון? מי שמתכנת פה יודע מה זה פונקציית mapping, המרה ליניארית, נכון? אז אני ממיר את ההתנגדות שלי לזווית. בסוף הסרבו יודע ללכת בין 0 רובם ל-180 מעלות. ובצורה הזאת אני יכול לתת לו פקודות בין 0 ל-180 מעלות ולנוע, והסרבו יודע להיות במנעד. בסדר?

– הגיזה לטי [לא ברור]. הוא לא נתקע כאילו כשהוא מגיע ל-180 מעלות? הוא לא ממשיך כאילו?

– אז יש שני סוגים של סרבואים. יש סרבו של 180 מעלות שיש לו פה פלסטיק שממש תוקע אותו, שהוא לא יכול להשלים יותר מזה. תיאורטית, אם תשבור את הפלסטיק הזה, הוא יוכל להשלים יותר מ-180 מעלות, אבל תוכנתית אתה תצטרך להתייחס אליו שונה. כי זה יהיה קצת חסר משמעות לקרוא איפה הוא נמצא. בסדר? שחר, ידידי, אנחנו בסדר? בטוב?

– כן כן, מצוין.

– שחר, אות חיים?

המנוע השלישי והאחרון זה Stepper Motor (מנוע צעד). Stepper Motor זה מנוע מאוד מאוד מעניין. יכול להיות שתשתמשו בו במדפסות תלת-ממד, CNC, דברים כאלה. זה מנוע שעובד על אותו עיקרון של מגנטיות. ויש לו פה ארבעה סלילים. וכל פעם שאני נותן פולס, אני בעצם נותן פולס לשני סלילים, אני נותן לו צעד אחד. 1.8 מעלות. כל פעם שאני נותן פולס, הוא הולך צעד.

– לרוטור יש כיטוב ואתה שולט בכיטוב החיצוני של הסטטור.

– נכון. נכון, יש לי פה סלילים מחוברים ואני שולט בכיטוב. נכון, הוא קצת דומה ל-DC, רק כשאני עושה את זה בצורה יותר מבוקרת. אני נותן לו פולס, 1.8 מעלות כפול 200 צעדים ייתן לי 360 מעלות, מעגל שלם. אלו מנועים מאוד מאוד מדויקים, קצת יותר יקרים. צריך בשבילם דרייבר חיצוני, הם לא יודעים להישלט ישירות מה-Arduino. להם יש ארבעה חוטים, לסרבו יש שלושה חוטים, ול-DC יש שני חוטים.

– מה זה דרייבר חיצוני?

– דרייבר חיצוני זה עוד איזשהו כרטיס שאותו אני מחבר לבקרה ב-Arduino, והוא מתחבר למנוע. Arduino עצמו לא יודע ישירות לשלוט בו. יש פה בדרך כלל שני MOSFET-ים, כשתלמדו על טרנזיסטורים נדבר על זה, שהם שולטים בזה.

אגב, אני יכול או לחבר שני מנועי DC לדרייבר כזה, או ארבעה חוטים של מנוע Stepper, מנוע צעד.

שאלה נוספת?

– כן. אתה יודע למה מנוע סרבו נקרא מנוע סרבו?

– למה סרבו נקרא סרבו? סרבו... שאלה מעניינת.

– כי המנוע הוא AC או DC, מה שתשים. אתה מחבר לזה גיר, ואתה מקבל מנוע סרבו. למה זה לא איזו תיבת סרבו, תיבת תנועה, לא יודע. אני אף פעם לא מצאתי את התשובה.

– למה המילה סרבו מעצבנת אותך?

– מנוע סרבו...

– למדתי הנדסת חומרים, בסדר? מישהו פעם באמצע החדר לימוד שלנו צעק: "אבל מה זה למלה?!" שלמלה יש לפעמים חומרים שהצורת התגבשות שלהם היא כזאת של נחשים. קוראים לזה למלות. אין לי מושג מה זה המילה למלה, אני לא יודע מה הפירוש של המילה למלה. החליטו שזה למלה. הגדרה מעניינת שמי שלמד איתי גם כן בתואר ראשון, הוא אמר: "כל מה שאתם לא יודעים להגיד מה זה, תקראו לזה איצ'וקלטס". אז בחגורה שאתם רוצים לחגור ואתם לא יודעים מה זה – איצ'וקלטס. הריבוע האחרון בנייר טואלט שלכם שנשאר לכם – איצ'וקלטס. לא יודע למה זה סרבו. אין לי מושג.

– מה הפוטנציומטר עושה פה בסרבו הזה?

– הוא מודד בצורה מכנית... תחשוב שיש לי פה עכשיו, בוא נשים פה פרופלור נגיד. בוא נעשה פרופלור של שניים, ככה יותר קל לראות את זה. בוא נגיד יש לי פה 0 מעלות ו-180 מעלות, ונשים פרופלור. הוא מודד איפה הוא נמצא. אם אני אזוז והפרופלור עכשיו יהיה ככה, הוא זז ל-90 מעלות, נכון? זה 90 מעלות. זה אומר שההתנגדות ב-90 מעלות היא 5... $5\Omega$.

של 5 אוהם.

אז הוא יודע למדוד את ה-5 אוהם ולהגיד לך: "אתה נמצא ב-90 מעלות".

הוא צריך להמיר את המידות למשהו שהוא יודע לחשב.

הבנתי.

וזה הפטנט.

ב... בפוטנציומטר עצמו יש מוליך

## אותות דיגיטליים ואותות אנלוגיים

ועל המוליך יש זחלן. וכמה שאתה מתרחק בתוך המוליך, ככה ההתנגדות גדלה. כי זה חומר שהוא עם התנגדות ידועה, ואז מרחק - אתה יכול לעשות המרה. אז בגלל שזה רדיוס, אז בהמרה של ההתנגדות אתה יודע באיזה זווית זה, כי זה כמו שאמרת, המרה ישירה.

כן.

אוקיי.

בסדר גמור. נראה לי ששעתיים פלוס זה מספיק להיום. שמח שהזמן עובר מהר שנהנים.

בואו תחשבו שנייה אם יש לכם שאלות. ואם לא, אז תחזרו על ההקלטה הזאת. אנחנו נפגשים בפעם הבאה ביום ראשון, ככה שיש לכם את הסופ"ש עם פופקורן, במקום לראות Netflix, לראות את ההרצאה הזאתי.

המטרה שלה, עוד לפני שאנחנו בכלל נוגעים ב-Arduino, להבין מה זה עולם האלקטרוניקה, מה זה החיישנים, מה זה ההנעה. ואנחנו נצלול לאט לאט ונדבר גם על מה זה מחשבים ועל אותות דיגיטליים ואותות אנלוגיים.

אנחנו אנשים אנלוגיים בעולם דיגיטלי. נכון, יש אנשים שהם אפסים, אבל זה עדיין לא עושה אותם אפס ואחד. אנחנו אנשים אנלוגיים. יש גם אנשים שהם חצי, אנשים שהם שלושה רבעים, במחשב יש אפס ואחד. לפחות במחשב שהוא לא קוונטי.

אי אפשר לקרוא לאנשים אפסים, אולי שואפים לאפס.

אנחנו ניגע בזה ש... אם אנחנו רוצים להיות יותר רגישים לרעשים, אז אנחנו צריכים להיות דיגיטליים, כי אז יש שם אפס מוחלט ואחד מוחלט. בעולם האנלוגי, אז זה יכול להיות כמעט אפס, ואז הוא יחשוב שזה אפס. בסדר? אז אם מישהו קרוב לאפס, והוא אנלוגי, אז אתה יכול בעולם דיגיטלי לחשוב שהוא אפס אמיתי.

כן.

בסדר. אני צריך דיסקליימר כזה: "אין בנאמר לפגוע".

בסדר, אנחנו עדיין לא בארצות הברית. עוד מעט אתה תצטרך דיסקליימר, אחרי זה תצטרך עורך דין, אחרי זה אתה כבר תדע לבד אולי, אבל עדיין אנחנו בישראל.

כן, שם תובעים אותך אם אתה מציל מישהו מרכב בוער על זה שהשתחררה האגודל.

בסדר, שאלות? תרגישו חופשי בקבוצה. יש לנו שלושה מרכזי תמיכה, נקרא לזה. חיוביים, לא...

הצעתי ייעול מסוימת. עברנו על הרבה חומר. חומר יחסית בסיסי, אבל זה עולמות שהם לא מוכרים לכולם. אולי באמת שווה להריץ איזה סט של סרטונים כאלה שיכול לעזור לאנשים להיכנס.

אז בואו תעזרו כמה שאתם יכולים, כל אחד מהרקע שלו. וכמו שעשיתם עד עכשיו, פשוט תפציצו את הקבוצת WhatsApp בהמון סרטונים מעניינים וטובים, ואני אקח את כל הלינקים האלו ואני אעלה אותם ל-Drive. ואם יש משהו מעניין שאני מכיר, אז אני גם אשתתף. בסדר? ואז יהיה לנו ב-Drive את ההקלטה הזאתי, יהיה לנו את המצגת, ויהיו לנו הרבה לינקים לרפרנסים של דברים שאפשר להרחיב איתם. ואם תעקבו על המצגת, על ההקלטה ועל הלינקים, תוכלו בזמן אמת גם לחזור על הכל.

יש גם Telegram?

Telegram? וואו, Discord? א...

אני אגיד לך למה Telegram, כי ל-Telegram יש זיכרון. וב-WhatsApp אם מישהו נכנס לקבוצה, אז הכל מ-0.

נכון, אבל זהו. אני, נראה לי...

ב-Telegram אתה נכנס לקבוצה ויש לך את כל ההיסטוריה אצלם.

אני צריך את המספר של הידיד, אני אצרף אותו, וזהו. אנשים לא אמורים להצטרף ל... כן? מישהו מפסיד מפגש אחד מתוך ה-5, הפסיד.

אני אשלח לך עכשיו בפרטי, ב-WhatsApp.

סליחה?

אני אשלח לך עכשיו בצ'אט את המספר.

כן, תשלח לי, אני אצרף אותך.

רון דיבר איתך על חומרה והכל, נכון?

מי? מי דיבר?

רון. על החומרה שצריך.

לא, אני אדבר איתו.

אז בוא, אנחנו צריכים קצת לדבר ב-WhatsApp בארבע עיניים.

אוקיי.

אנחנו צריכים חומרה כדי לחווט אותה. אנחנו נחווט בידיים שלנו כמה דברים כדי לראות שכל מה שאני אומר זה לא חארטה, ושהם דברים באמת חשובים. אם אתם רוצים, אפשר גם לשרוף Arduino ותראו שזה... צריך להקפיד על מתח. שלא ישרף לכם כמה.

אוקיי.

אז אני רגע, אני אשמור את המספר שלך, וזהו.

קיצור, התחלתי להגיד: שלושה מעגלי תמיכה. מעגל ראשון: יש לנו את הקבוצה של הקורס שתשתפו, תעשו שמש אסוציאציות, שכל מי שיש משהו מועיל להגיד שישלח שם. כמו שאילן אמר, סרטונים רלוונטיים. כאלו שזה עוזר להם, יש כאלו שזה מבלבל אותם, בואו נגיד שיהיה כמה שפותר אפשרויות, זה יהיה מדהים. תמשיכו לשלוח סרטונים, תשתפו, המטרה זה באמת הפרייה הדדית של ידע, שכל אחד יתרום את החצי סנט שלו, אנחנו נהיה באמת מאושרים.

מעגל שני: יש לנו קהילה של המון המון המון מהנדסים וחבר'ה שכבר נמצאים במקומות אחרים בקריירה שלהם, ואפשר לשאול אותם שאלות מרתקות. יש שם שאלות באמת שאני מאוד שמחתי. ואתמול העברתי את הקורס של Arduino JS והבאתי שם דוגמה: האם אפשר לעשות reverse engineering מקוד שנצרב ב-Arduino החוצה?

שאלות מעניינות. מה הצורת יישום הכי יעילה ממי שמפתח ב-C? אתם ראיתם את הדיון הזה? `a = 0`, `a &= 0`, כל מיני דברים כאלו, ואז הבנאדם הלך, פשוט עשה לזה קומפילציה, הלך ל-Assembly וראה כמה שורות וכמה רג'יסטרים מעורבים בתהליך. וככה אתה מוצא את התשובה הכי נכונה.

באמת המון המון ידע שתנצלו אותו ותיהנו ממנו. ותתרגשו חופשי גם לפנות אליי ולדבר איתי. מה שאני לא יודע, אז... נגיד למה קוראים ל-servo סרבו, אז אני אגיד לכם: "לא יודע".

ו... ChatGPT ו-Google, תחקרו. מחקר פיתוח, מייקרים - זה תמיד לשאול שאלות ולהסתקרן. לא יודע, מי? שחר שאל אותי על Embedded Linux, על קורס. אמרתי לו: "אתה עכשיו בסדנה, אתה כבר רוצה לעשות קורס Embedded Linux?" כאילו, סקרנות זה דבר מדהים, אם אתם יודעים לעמוד בזה ובכמות הדעת שאתם מקבלים - זה מדהים.

נו, עכשיו הם מנסים להתחיל בקהילה קורס של Embedded Linux.

ו... תלוי בזרימה.

בסדר גמור. שיהיה לכם לילה מקסים. אתם תקבלו מחר את ההקלטה הזאתי, המצגת כבר ב-Drive, ישלחו לינקים, תשאלו שאלות ואני ארכז את זה ב-Drive.

דבר אחרון, אני אשמח שתשלחו את הבא בתור כמה שיותר מהר, ואז יש לי את הזמן מתי שיש לי את הזמן.

אני מחר כשאני אעלה את ההקלטה של זה, אני גם אשלח את הבא בתור. חוץ מזה שעוד לא סיימנו את מה שיש שם.

סבבה. מעולה.

בסדר? אני תמיד אעלה לפני, פשוט לפעמים עושה ניואנסים של תיקוני דברים כאלו, אז... אני מחר אעלה את ההקלטה, אתם תקבלו, ואני אעלה את זה ל-YouTube. אתם תוכלו להירשם להיכנס רק עם המייל שנירשמתם איתו.

פניאל, אני חושב שזה המייל של אבא שלך.

אז אם אתה רוצה תן לי את המייל שלך... לא משנה, תן לי את המייל ואני אעשה... אה, בעצם יש לי את המייל שלך כי שיתפתי אותך ב-Drive, אז אני אעשה את זה למייל שלך, נכון? אז יהיה לך הרשאה ל-YouTube.

צנעת הפרט. בואו ננסה לא לשתף אף אחד, כי אנחנו פה מדברים פתוח, מסתלבטים, אומרים שיש אנשים אפסים ודברים כאלה. לא רוצים שיום אחד שמישהו מאיתנו יהיה, לא יודע, נשיא ארצות הברית, יוציאו לו שלדים מהעבר. אז בואו נשמור על זה פה, ונרגיש בנוח ומגן בטוחים לדבר חופשי ולא נשתף אף אחד בסרטונים אלה, לצורכי לימוד והשכלה אישית. בסדר?

כן, סבבה.

יאללה. לילה מקסים.

לילה טוב, תודה רבה.

ביי.

ביי.

ביי.