هندسة الأنظمة المدمجة
صمّم الأنظمة الإلكترونية الذكية وبرمجها ودمجها وتحقق منها.
- النظري
- 36 ساعة
- العملي والمخبري
- 48 ساعة
- التقييم والمشروع الختامي
- 12 ساعة
- المدة
- 3 أشهر
- الساعات المخططة
- 96 ساعة
- الجدول الأسبوعي
- جلستان مدة كل منهما 4 ساعات أسبوعيًا
- المستوى
- تطبيقي متقدم
- تنفيذ
- حضوريًا أو عن بُعد أو بأسلوب مدمج
- الموقع
- الرياض
- موعد البدء القادم
- قيد التأكيد
نظرة عامة
يتدرج المشاركون من تجارب على مستوى المكونات إلى نموذج أولي متكامل لمنتج مدمج. ويجمع المخرج النهائي بين الإلكترونيات والبرنامج الثابت والمستشعرات أو المشغلات والاتصال وأدلة الاختبار وعرض تقني مباشر.
يطوّر هذا البرنامج المهني الممتد ثلاثة أشهر قدرات عملية في الربط الإلكتروني، وبرمجة المتحكمات الدقيقة، وتصميم البرامج الثابتة، وبروتوكولات الاتصال، ومفاهيم الزمن الحقيقي، والاتصال بإنترنت الأشياء، وتصحيح الأخطاء، وتكامل الأنظمة. ويتعلم المشاركون الانتقال من المتطلب ومفهوم الدائرة إلى برنامج ثابت يعمل، وعتاد تم اختباره، ونموذج أولي لنظام مدمج موثّق باحترافية.
توجد الأنظمة المدمجة داخل معدات الأتمتة والروبوتات والأجهزة الذكية وأنظمة المراقبة الصناعية والتنقّل وأنظمة الطاقة والإلكترونيات الاستهلاكية والبنية التحتية المتصلة. لذلك تربط الدورة الانضباط الهندسي الأساسي بتطبيقات الثورة الصناعية الرابعة وإنترنت الأشياء والروبوتات، دون ادعاء الجاهزية لاعتماد المنتجات ذات الأهمية الحرجة للسلامة.
من ينبغي أن يلتحق، وما يحتاج إليه.
من ينبغي أن يلتحق
- طلاب الهندسة وخريجوها وحملة المؤهلات الفنية في الإلكترونيات أو الكهرباء أو الأجهزة والقياس أو الميكاترونكس أو علوم الحاسب أو التخصصات ذات الصلة.
- المطورون والفنيون والصُّنّاع الساعون إلى اكتساب قدرة منظمة في البرامج الثابتة وتكامل العتاد.
- المهنيون العاملون في الأتمتة أو إنترنت الأشياء أو الروبوتات أو الصيانة أو تطوير المنتجات أو البحث والتطوير.
- أعضاء هيئة التدريس وفرق المؤسسات الساعون إلى تطوير مهاراتهم في الأنظمة المدمجة من خلال المشاريع.
يُوصى به قبل البدء
- معرفة أساسية بالبرمجة بلغة C أو الاستعداد لإكمال وحدة تمهيدية قبل الدورة.
- فهم أساسي للجهد والتيار والمقاومة والمنطق الرقمي.
- القدرة على استخدام الحاسوب واتباع تعليمات السلامة في المختبر.
- مواصفات الحاسوب المحمول وإتاحة لوحات التطوير وفق ما يُؤكَّد للدفعة.
في نهاية البرنامج، ستتمكن من:
- ترجمة متطلب منتج أو عملية إلى مخطط كتلي لنظام مدمج.
- تطبيق ممارسات آمنة في التوصيل على لوحات التجارب والتغذية والتأريض والتعامل مع المكونات.
- برمجة المتحكمات الدقيقة بلغة C/C++ المدمجة باستخدام بيئة تطوير معتمدة.
- ضبط GPIO وADC وPWM والمؤقتات والمقاطعات وواجهات الطرفيات الشائعة.
- توصيل المستشعرات والشاشات والمرحّلات ومشغلات المحركات ووحدات الاتصال والتحقق منها.
- استخدام UART وI2C وSPI، وشرح متى تكون كل واجهة مناسبة.
- تصميم برامج ثابتة غير حاجبة باستخدام آلات الحالة والجدولة ومشغلات برمجية معيارية.
- تطبيق المفاهيم التمهيدية لأنظمة التشغيل في الزمن الحقيقي (RTOS)، بما فيها المهام وقوائم الانتظار والتوقيت والتزامن.
- تطوير نموذج أولي متصل باستخدام Wi-Fi/بلوتوث أو وسيلة اتصال معتمدة أخرى.
- استخدام أجهزة القياس المتعددة والتسجيل التسلسلي وتحليل الإشارات المنطقية أو أساليب تصحيح الأخطاء لعزل الأعطال.
- توثيق المتطلبات وخرائط الأطراف والواجهات والاختبارات والمخاطر والقيود.
- تسليم مشروع ختامي متكامل يشمل عتادًا يعمل وشيفرة مصدرية ودفاعًا تقنيًا.
- المتطلب
- البنية
- تصميم الدائرة والواجهة
- البرامج الثابتة
- التكامل
- تصحيح الأخطاء
- التحقق
- التوثيق
- العرض العملي
تُعامل السلامة والموثوقية بوصفهما مسؤوليات هندسية. ويجب على المتعلمين العمل ضمن حدود الجهد والتيار والمعدات والإشراف المعتمدة.
اثنا عشر أسبوعًا، في ثلاثة أشهر.
أساسيات الإلكترونيات والمتحكمات الدقيقة والبرامج الثابتة
الأسابيع من 1 إلى 4
- بنية الأنظمة المدمجة، ومفاهيم MCU/SoC، والذاكرة، والساعة، والتغذية، والمدخلات والمخرجات
- المتطلبات والمخططات الكتلية وأوراق البيانات وتفسير مخططات الأطراف
- الوعي بالتفريغ الكهروستاتيكي (ESD)، ومستويات الجهد، والقطبية، وحدود التيار، والممارسات الآمنة على طاولة العمل
مختبر: ضبط سلسلة الأدوات والتحقق من أول تطبيق للمدخلات والمخرجات الرقمية.
- أنواع البيانات وعمليات البت والدوال والمؤشرات والهياكل واعتبارات الذاكرة
- تنظيم ملفات الترويسة والمصدر، والثوابت، والمعيارية، والبرمجة الدفاعية
- البناء والتحميل على الذاكرة والمراقب التسلسلي وتفسير الأخطاء
مختبر: كتابة مشغلات برمجية قابلة لإعادة الاستخدام للمدخلات والمخرجات الرقمية.
- المدخلات والمخرجات الرقمية، ومقاومات السحب، وإزالة الارتداد، ومعالجة الأحداث
- الاستشعار التناظري والتحويل والمعايرة والوعي بالضوضاء
- التحكم بـPWM والمؤقتات وإجراءات خدمة المقاطعات وقياسات التوقيت
مختبر: مشغل يتحكم فيه مستشعر بسلوك مستجيب غير حاجب.
- خصائص المستشعرات والمعايرة والخطأ وقرارات أخذ العينات
- الشاشات ومصابيح LED والطنانات والمرحّلات والترانزستورات ومفاهيم مشغلات المحركات
- فصل مصادر التغذية والحماية وقيود الواجهات
المشروع المصغّر 1: نظام تحكم مراقَب مع شاشة عرض ومخرج تنبيه.
ما ستعمل به، وما ستصنعه.
الأدوات
- لوحات تطوير معتمدة للمتحكمات الدقيقة: منصات متوافقة مع Arduino، أو من فئة ESP، و/أو قائمة على ARM Cortex-M.
- لوحات التجارب ومصادر تغذية منظمة ومكونات خاملة ومفاتيح ومصابيح LED ووحدات ربط.
- مستشعرات وشاشات ومرحّلات ومشغلات محركات ومشغلات تيار مستمر/سيرفو/خطوية ووحدات لاسلكية تُختار للدفعة.
- جهاز قياس متعدد ومصدر تغذية معملي وأدوات لحام وإتاحة محلل إشارات منطقية/راسم إشارات حيثما يُعتمد ذلك وتحت الإشراف.
- Arduino IDE و/أو PlatformIO؛ وESP-IDF أو بيئة تطوير/سلسلة أدوات من المورّد لأعمال متقدمة مختارة.
- مترجم C/C++ وطرفية تسلسلية وGit/التحكم في الإصدارات وبرمجيات المخططات ولوحات الدوائر المطبوعة وأدوات التوثيق.
- FreeRTOS أو بيئة RTOS معتمدة لتمارين الزمن الحقيقي.
تُعتمد المجموعة النهائية من الأدوات لكل دفعة.
أمثلة على المشاريع
- عقدة ذكية لمراقبة البيئة أو الطاقة
- نموذج أولي لمراقبة المعاملات الصناعية وإطلاق الإنذارات
- مفهوم للتحكم في الدخول أو الحضور أو تتبع الأصول
- نموذج توضيحي للتحكم في المحركات أو لنظام روبوتي فرعي
- حل متصل للزراعة أو سلسلة التبريد أو مراقبة المرافق
- نموذج أولي مساعد أو للسلامة أو للمدن الذكية باستخدام عتاد معتمد منخفض الجهد
المشروع الختامي: ما تسلّمه
- مواصفات المتطلبات والبنية والمخطط الكتلي للواجهات.
- مخطط الدائرة/التوصيلات وخريطة الأطراف وقائمة المواد.
- برنامج ثابت خاضع للتحكم في الإصدارات مع تعليمات البناء والتشغيل.
- نموذج أولي متكامل وأدلة التحقق.
- مذكرة بالمخاطر والسلامة والأمن والطاقة والقيود.
- تقرير تقني وعرض عملي وعرض تقديمي احترافي.
تقييم قائم على العمل الذي تنجزه.
- التمارين المختبرية30%إعداد آمن وتشغيل صحيح وسجلات
- مهام البرامج الثابتة20%جودة الشيفرات وهيكلتها وشرحها
- المشاريع المصغّرة20%التكامل وتصحيح الأخطاء والتحقق
- المشروع الختامي25%نظام يعمل وتوثيق تقني
- الممارسة المهنية5%السلامة والعمل الجماعي والدفاع التقني
طريقة التدريس
- مفاهيم هندسية يقدمها المدرب وعروض مباشرة على العتاد.
- مختبرات موجهة على طاولة العمل مع تحديات تكامل متدرجة.
- قراءة أوراق البيانات ومراجعة الشيفرات والتدرب على تصحيح الأخطاء بصورة منهجية.
- تمارين فردية ومشاريع مصغّرة جماعية ونقاط متابعة مع الموجّه.
- تحليل الأعطال ومراجعات التصميم والتحقق الموثّق.
- مشروع ختامي يركز على ملف الأعمال ودفاع تقني مباشر.
معايير الإتمام الموصى بها: الحضور المطلوب، والالتزام بالسلامة في المختبر، وتسليم الأعمال المقيَّمة، وتحقيق أداء إجمالي ناجح، والعرض الناجح للمشروع الختامي. وتتطلب الحدود الدقيقة وصياغة الشهادة اعتمادًا مسبقًا.
ستُحدَّد صيغة الشهادة وتفاصيل إصدارها بعد الموافقة النهائية من المؤسسة العامة للتدريب التقني والمهني (TVTC). ولا يُدّعى أي اعتماد قبل تلك الموافقة.
مواعيد البدء والرسوم، عند الطلب.
الرسوم
اطلب تفاصيل الرسوم
نرسل الرسوم، وأي خيارات متاحة للدفع، مع ردّنا على استفسارك.
أسئلة شائعة.
صُنِّف بوصفه تدريبًا تطبيقيًا متقدمًا. يوصى بمعرفة أساسية بالبرمجة بلغة C والإلكترونيات؛ وقد يُقدَّم تقييم تشخيصي عند الالتحاق أو وحدة تمهيدية.
يُعد العتاد وإتاحة المختبر جزءًا من خطة التنفيذ المعتمدة، لكن يجب تأكيد محتويات الحقيبة الفردية التي تؤخذ إلى المنزل لكل دفعة على حدة.
يدعم المنهج منصات متوافقة مع Arduino وفئة ESP و/أو ARM Cortex-M. وتُختار اللوحات النهائية وسلاسل الأدوات لكل دفعة.
نعم. يشمل ذلك مفاهيم الأجهزة المتصلة ونموذجًا أوليًا عمليًا لتبادل البيانات، مع الوعي بالأمن والموثوقية.
نعم. يقدم البرنامج المهام والتوقيت وقوائم الانتظار والتزامن عبر بيئة RTOS معتمدة.
نعم. يمكن لتكنوبرغ مناقشة دفعات خاصة بالقطاعات وتقديم المختبرات والإرشاد في المشاريع ضمن نطاق منفصل معتمد.
لا. إنه يطوّر قدرات عملية وأدلة في ملف الأعمال؛ وتعتمد نتائج التوظيف على عوامل كثيرة.
لا يجوز تنفيذ سوى الأنشطة المعتمدة تحديدًا عبر ضوابط المخاطر في المؤسسة والإشراف المؤهل وإجراءات المعدات.
من التعلّم إلى مسيرة مهنية في التقنية.
قد يفتح الأداء المتميز في المختبرات والمشاريع والمشاريع الختامية الباب أمام فرص أخرى مع تكنوبرغ. وهي فرص قائمة على الجدارة، وتخضع للتوافر والأهلية النظامية والاختيار الرسمي، ولا تكون مضمونة أبدًا. اطّلع على مسار المواهب