پایتون در مهندسی برق
پایتون در مهندسی برق: با توسعه علم کامپیوتر و پیشرفتی که این علم در عصر حاضر پیدا کرده‌است، زبان‌های برنامه‌نویسی متعددی جهت ساخت برنامه‌های کاربردی موردنیاز مردم طراحی شده‌اند. این زبان‌ها همه روزه ساده‌تر و قدرتمندتر می‌شوند و افراد نیز بسته به قابلیتی که این زبان‌ها دارند، در کارهای مختلف خود از آن‌ها استفاده می‌کنند. معمولاً هریک از زبان‌های برنامه‌نویسی برای کاربرد خاصی طراحی شده‌اند و زبان‌های کمی وجود دارند که همه منظوره باشند. از جمله زبان‌هایی که جهت آموزش برنامه نویسی به مبتدیان استفاده شده‌است، زبان بیسیک است.
زبان بیسیک ابتدا با استقبال خوبی در میان دانشجویان و مهندسان رو به رو شد اما طولی نکشید که زبان پاسکال، جایگزین زبان بیسیک شد. پاسکال قدرت خوبی داشت اما تا زمانی می‌توانست قدرت‌نمایی کند که پایتون هنوز پا به عرضه ظهور نگذاشته بود. نحوه نگارش مناسب، سادگی، قدرت و انعطاف‌پذیری فوق العاده پایتون به حدی است که علی‌رغم خصوصیات زبان پاسکال و حتی زبان قدرتمندی چون C روز به روز به محبوبیت آن افزوده می‌شود.
پایتون علاوه بر داشتن تمام خصوصیاتی که زبان‌هایی چون پاسکال و C دارند، یک خصوصیت بسیار مهم دیگر نیز دارد و آن هم شی گرا بودن پایتون است. به طوری که برنامه نویسان پایتون ادعا می‌کنند که تقریباً تمام برنامه‌هایی را که به زبان C++ نوشته می‌شود، می‌توان در پایتون با سادگی بیشتر و در مدت زمان کوتاه‌تر پیاده‌سازی کرد.
زبان برنامه نویسی پایتون
پایتون زبانی است که در اوایل سال ۱۹۹۰ در موسسه تحقیقات بین المللی ریاضیات و کامپیوتر هلند توسط Guido Van Rossum ساخته شد. او می‌خواست نامی کوتاه، منحصر به فرد و مرموز را بر روی زبان خود بگذارد و بنابراین اسم پایتون را که نام نوعی مار است، برای این زبان انتخاب کرد.
پایتون هم اکنون توسط هزاران مهندس در سراسر جهان به طور فزاینده‌ای و در نقش‌های مختلفی استفاده می‌شود. کمپانی‌ها امروزه از پایتون در محصولات تجاری برای انجام اعمالی چون آزمایش تراشه‌ها و بردها، توسعه واسط‌های گرافیکی کاربر(GUI)، جستجو در وب، کدنویسی بازی‌ها، سازگار کردن کتابخانه‌های کلاس C++ و موارد دیگر استفاده می‌کنند.
کاربرد پایتون در مهندسی برق چیست؟
طراحی و ویژگی‌های زبان برنامه‌نویسی پایتون آن را برای حل بسیاری از مشکلات، از جمله مشکلات موجود در تحقیق و توسعه مفید می‌سازد. پایتون به ویژه در عیب یابی سیستم‌های یکپارچه الکتریکی نقش درخشانی را ایفا می‌کند. برای درک دلیل آن، اجازه دهید که ویژگی‌های زبان برنامه‌نویسی پایتون که امکان نوشتن و تست بسیار سریع کد را فراهم می‌کند، با هم مرور کنیم:
پایتون یک زبان تفسیری است
پایتون یک زبان تفسیری است نه یک زبان تدوین شده. لایه انتزاعی اضافی که توسط مفسران پایتون فراهم شده‌است، توسعه‌دهندگان را از جزییات مدیریت حافظه سطح پایین مخصوص سیستم عامل و معماری CPU باز می‌دارد و در عوض آن، توسعه‌دهندگان می‌توانند روی تصاویر بزرگتر و منطق الگوریتم خود تمرکز کنند.
توانایی پایتون در کشف و حل مشکلات سیستم ها
زمانی که یک مشکل غیرمنتظره در سیستم های الکتریکی رخ دهد، پایتون بهتر از زبان‌های دیگر قادر به کشف و حل آن مشکل خواهد بود. چرا که پایتون در سیستم‌های پیچیده کاربردهای بیشتری دارد. بسیاری از محصولات سخت افزاری (از چاپگرهای موجود در ادارات گرفته تا سیستم‌های کنترل موتور خودرو) دارای لایه‌های بسیاری هستند.
لایه‌هایی مانند المان‌های الکترونیکی و تراشه‌ها، سیستم عامل، اتصالات (کابل کشی ها یا اتصالات بی‌سیم) و برنامه GUI. زبان‌های مختلف برنامه‌نویسی تنها می‌توانند در لایه آخر این سیستم‌ها کاربرد داشته باشند، اما زمانی که مشکلات سیستم مربوط به نرم افزارهای موجود در کامپیوتر باشد، اینجاست که پایتون به کمک برنامه نویس می‌آید. این پایتون است که به طور طبیعی قادر به نوشتن و تغییر سریع در برنامه‌های نرم افزاری است که به طور مستقیم با سخت افزار در ارتباط هستند.
حل مسائل دشوار به کمک پایتون
در معادلات مهندسی برق که تعداد متغیرها بالاست، پایتون باعث می‌شود که مسائل دشوار با کدهای مختصر و سرراست‌تری حل شوند. برنامه‌های یک بار مصرفی که قبلاٌ در زبان‌های دیگر نوشته می‌شدند، در زبان پایتون جای خود را به برنامه های ساده‌تر، کلی‌تر و جامع‌تری می‌دهند.
تبدیل فایل های مختلف به قالب های دیگر
مهندسان برق با برنامه نویسی سخت افزاری، عیب یابی و تشخیص، تست سخت افزار و نرم افزار پیش نمونه، کار روی کنترل کیفیت، گردآوری بی‌پایان داده‌ها و ارزیابی تحلیل آن‌ها سروکار دارند. با استفاده از پایتون، یک مهندس برق می‌تواند به راحتی فایل‌های متنی را به قالب‌های مختلفی تبدیل کند.
استفاده از پایتون در طراحی مدارها
در الکترونیک نیز می‌توان از ماژول‌های پایتون برای طراحی مدارها استفاده کرد. ماژول‌های الکترونیکی در پایتون وجود دارند که شماتیک‌ها را می‌سازند، مدارها را شبیه‌سازی می‌کنند و حل مسائل ریاضی را آسانتر می‌سازند.
استفاده از پایتون در عیب یابی
پایتون با پایگاه‌های داده خود می تواند کاربرد بسیاری برای مهندسان برق داشته باشد. به عنوان مثال در راه‌اندازی تست خودکار یک تجهیز، سیستم تست یک شماره سریال، مجموعه آمار، نتایج تست و موارد دیگر را ارائه می‌کند که همه این موارد را می‌توان در یک پایگاه داده ذخیره کرد و در صورت نیاز به آن، با استفاده از پایتون به راحتی سریال را مورد بررسی قرار داد.
کاربرد پایتون در عیب یابی مهم‌ترین دلیل استفاده از آن در مهندسی برق است. برای مثال، در یک مولتی متر دیجیتال، انتخاب پایتون و استفاده از آن نتایج بهتری را در پی خواهد داشت. در واقع برنامه‌های پایتون، مانند یک اسیلوسکوپ با حالت‌ها و آیتم‌های مختلف می‌توانند در مهندسی برق به عنوان یک ابزار تشخیصی همه کاره و سازگار با سیستم‌های مختلف به کار بیایند و مهندسان از این طریق تجهیزات تست را به صورت خودکار در اختیار داشته باشند.
امکان پردازش فایل های مختلف به کمک پایتون
یکی دیگر از کاربردهای پایتون در مهندسی برق، امکان پردازش فایل های بسیاری است که شما در یک قالب های مشخص دارید و برای تعداد زیادی از داده های لازم است که این فایل ها را به قالب و فرم دیگری تبدیل کنید. با استفاده از چند کتابخانه و چند کد ساده پایتون امکان تغییر فایل های متنی بین چندین قالب وجود دارد.
کنترل و اتوماسیون تجهیزات به کمک پایتون
برای یک مهندس برق، یکی از کاربردهای مهم استفاده از پایتون در کنترل و اتوماسیون تجهیزات تست است. یافتن تجهیزات آزمایشی کم هزینه مجهز به خروجی USB که بتواند داده ها را جمع آوری کرده و در قالب های رایج مانند CSV ذخیره کند ، روز به روز معمولتر می شود. پایتون در اصل برای تجزیه متن ایجاد شده است ، اما برای غربال کردن مقدار زیادی از داده های متنی برای استخراج اطلاعات مفید نیز به طرز حیرت انگیزی مفید است.
در پایان باید گفت که پایتون می تواند یک دنیای جدید را به روی شما مهندسین برق باز کند. پایه و اساس مهندسی برق در عصر حاضر طراحی الکترونیک است. اما طراحی الکترونیک کار ساده ای نیست. ما باید سیستم عامل بنویسیم، تست کنیم، داده ها را جمع آوری کنیم و محصولات برگشتی یا شکست خورده را آزمایش کنیم، پایتون می تواند به یک مهندس برق کمک کند تا مهارت های خود را از طراحی مدار گرفته تا عیب یابی آن تقویت کند.
