( پژوهشکده مهندسی پارآکس ( الکترونیک - روباتیک - مکاترونیک

بعد از سالها تلاش و تحقیق مستمر

 جمعی از دانشجویان و فارغ التحصیلان  دست به دست هم دادند و فضایی برای تحقیق و پژوهش فراهم آوردند تا  متخصصان این سرزمین دستهایشان را به هم برسانند و به خلق عظمت ها بیاندیشند

 و

 الان تولد یک پژوهشکده به آمار این سرزمین اضافه می شود و یک برگ از تاریخ این سرزمین این تولد را ثبت می کند

 و

 تاریخ  یادآور این روز خواهد بود

 اگر

من و تو متفاوت بیاندیشیم

---

رله نیو ماتیکی

در مبحث قبل بیان داشتیم که یکی از وسایل فرمان دهنده مدار های کنترل اتوماتیک ،تایمر ها یا رله های زمانی هستنند که وظیفه کنترل مدار را برای مدت زمان معینی بر عهده دارند

از میان رله های موجود به چند نمونه پرکاربرد آن که شامل:

1. 1-رله زمانی موتوری یا الکترو مکانیکی
2. 2-رله زمانی الکترونیکی
3. اشاره نمودیم
4. حال رله دیگری به نام 3- رله نیوماتیکی : در این رله خاصیت ذخیره سازی و فشردگی هوا استفاده می شود .به این ترتیب که رله هنگام رها شدن،خیلی راحت رها می شود.

وقتی که بوبین تحریک قسمت متحرک را جذب می کند، اهرم، قطعه ای را که به شکل دم آهنگری است فشار خواهد داد هوای دم از طیق سوپاپ یک طرفه خارج می شود وقتی که بوبین از تحریک خارج می شود، فنر دم را منبسط می کند دم از طریق سوپاپ تنظیم ،از هوا پر می شود سرعت انبساط دم در رابطه با پیچ تنظیم تفاوت می کند وقتی که دم به حالت عادی برگشت، کنتاکت ها عمل می کنند بنابراین به وسیله تنظیم کردن پیچ تنظیم ،عمل کردن کنتاکت ها را می توان تعقیر داد کار این زمان سنج شبیه تایمر موتوری است با این تفاوت که زمان سنج موتوری پس از تنظیم و وصل بوبین آن به ولتاژ شروع به کار می کند، ولی زمان سنج نیو ماتیکی پس از قطع بوبین آن از ولتاژ شروع به کار می کند.

4-رله زمانی بی متال یا حرارتی (تایمر حرارتی)

 

این نوع تایمر با استفاده از خاصیت بی متال کار می کند و در انواع رله ذوب شونده ، رله حرارتی بی متال و رله حرارتی منعکس کننده میله ای ساخته می شوند زمانی که جریان از بی متال عبور می کند گرم می شود و پس از مدتی در اثر تعقیر شکل عمل کرد مدار را قطع یا وصل می کند دقت این نوع تایمر زیاد نیست  و آب و هوای محیط بر روی آن اثر می گذارد به طور کلی می توان رله های زمانی را به دو دسته تقسیم کرد:

الف-رله های تاخیر در وصل(ON-DELAY) : به رله ای گفته می شود که باید به رله انرژی داده شود  و سپس رله عمل کرده کنتاکتی را باز یا بسته کند؛مثل رله زمانی موتوری.

ب-رله تاخیر در قطع(OFF-DELAY) : به رله ای گفته می شود که بعد از قطع شدن انرژی عمل کرده کنتاکتی را باز یا بسته کند؛ مثل رله نیو ماتیکی.

5-رله زمانی هیدرو لیکی

در این رله ها از سیستم هیدرو لیکی جهت تاخیر در مدار استفاده می شود طرز کار آن طوری است که وقتی جریان برق به رله وصل می شود ،مقداری روغن در داخل آن جابه جا می شود.

برای بازگشت روغن به مکان اولیه زمانی لازم است که این زمان را به عنوان زمان تایمر در نظر می گیرند این رله ها را در مدارهای مختلف به کار می برند.

ولتمتر ديجيتال

در اين مدار با ساخت يک ولتمتر ديجيتال dc آشنا مي شويد در اين مدار حتي نوع پلاريته را مي توانيد تعيين کنيد براي کسي که مي خواهند الکترونيک بياموزد ولتمتر يک وسيله غير قابل اجتناب است

قطعات مورد نياز

1. 1 عدد خازن 100 پيکو فاراد

2.  1عدد خازن 10 نانو فاراد

3. 1 عدد خازن 220 نانو فاراد

4. 2 عدد خازن 100 نانو فاراد

5. 1 عدد مقاومت 1 5 کيلو اهم

6. 1 عدد مقاومت 12 کيلو اهم

7. 1 عدد مقاومت 240 کيلو اهم

8. 2 عدد مقاومت 1 مگا اهم

9. 1 عدد مقاومت 100 کيلو اهم

10. 1 عدد مقاومت 1 8 مگا اهم

11. 1 عدد مقاومت 9 1 کيلو اهم

12. 1 عدد مقاومت 470 کيلو اهم

13. 1 عدد آي سي ICL7107

14. 4 عدد 7egment آند مشترک

15. برد بورد

16. سيم تلفني

نقشه مدار

پايه 1 اين آي سي تغذيه مثبت و پايه 26 تغذيه منفي است مدار تغذيه دوبل 5 ولت را جهت تغذيه اين آي سي ببنديد 

حال خروجي مثبت 5 ولت اين تغذيه دوبل را به پايه 1 آي سي ICL7017 و خروجي منفي 5 ولت را به پايه 26 اين آي سي وصل کنيد

پايه هاي 21،35،32،30 اين آي سي را به زمين متصل کنيد زمين در واقع نقطه اي از مدار است که داراي ولتاژ صفر است

پايه هاي 40 ،39 و 38 پايه هاي مربوط به اسيلاتور يا نوسان ساز اين آي سي است  پايه 40 را با يک مقاومت 100 کيلو اهم به پايه 39 و دو مرتبه از پايه 40 با يک خازن 100 پيکوفاراد به پايه 38 اين آي سي متصل نماييد 

پايه هاي 33 و 34 را با يک خازن 100 نانو فاراد به يکديگر متصل کنيد

پايه 29 را با يک مقاومت 1.5 کيلو اهم به يک خازن 100 نانو فاراد متصل کنيد از سر ديگر اين خازن با يک مقاومت 470 کيلواهم به پايه 28 آي سي و با يک خازن 220 نانو فاراد به پايه 27 آي سي متصل نماييد

پايه 36 را با يک مقاومت 12 کيلو اهم به مثبت 5 ولت و از همين پايه با يک مقاومت 240 کيلو اهم به زمين وصل کنيد 

حال از محلي که مي خواهيد ولتاژ را اندازه گيري کنيد با يک مقاومت 1.8 مگا اهم به يک سر کناري پتانسيومتر 2.2 کيلو اهم و سر ديگر پتانسيومتر را با يک مقاومت 9.1 کيلو اهم به زمين متصل نماييد حال سر وسط اين پتانسيومتر با يک مقاومت 1 مگا اهم به پايه 31 آي سي متصل کنيد 

براي حذف نويزي که از محيط بر روي مقاومت 1 مگا اهم و در نتيجه در پايه 31 ايجاد مي شود اين پايه را با يک خازن 10 نانو فاراد به زمين متصل کنيد تا نويزهاي موجود در محيط توسط اين خازن تخليه شود و مشکلي براي عملکرد صحيح مدار ايجاد نشود 

همانطور که در نقشه مي بينيد ولتاژ ورودي بين سر آزاد مقاومت 1.8 مگا اهم و زمين اندازه گيري مي شود در واقع هميشه ولتاژ يا اختلاف پتانسيل بين دو نقطه گرفته مي شود 

براي امتحان اين مدار ورودي مثبت و منفي يک باطري يا منبع تغذيه متغير را توسط دو سيم به اين دو سر اعمال کنيد 

در باطري ما ولتاژ متغير نداريم در اين حالت ولتمتر ولتاژ ثابتي را نشان مي دهد 

اما در مورد منبع تغذيه متغيير با کم و زياد کردن ولتاژ در منبع تغذيه شاهد تغييرات آن در 7segment ها مي شويد

نحوه اتصال 7segment ها به مدار

در ادامه مبحث معرفی ولت متر دیجیتال به شکل این آی سی در نقشه نگاه کنید متوجه می شوید این آی سی دارای پایه های A1 تا G1 برای اولین 7segment

A2 تا G2 برای دومین 7segment

A3 تا G3 برای سومین 7segment

پایه 20 این آی سی نیز تعیین کننده پلاریته ولتاژ ورودی است

در مورد پلاریته به طور مثال اگر از ورودی های مثبت و منفی تغذیه، ورودی مثبت را به سر آزاد مقاومت 1.8 مگا اهم متصل کنید و سر منفی آن را به زمین متصل کنید در این صورت پلاریته مثبت است حال اگر این کار رابرعکس انجام دهید به صورتی که ورودی منفی منبع تغذیه به سر آزاد مقاومت 1.8 مگا اهم و سر مثبت به زمین متصل باشد شما شاهد علامت منفی بر روی 7segment ای که جهت تعیین پلاریته در نظر گرفته اید خواهید بود 

پایه های a,b,c,d,e,f و g این قطعه الکترونیکی در کنار نقشه کاملا مشخص است 

برای جلوگیری از شلوغی در نقشه از کشیدن خروجی های پایه های مربوط به 7segment آی سی به 7segment خودداری کردیم این پایه های مربوط به آی سی و پایه های a تا g یک 7segment در نقشه کاملا مشخص شده است 

ما دراینجا از دو 7segment استفاده کردیم و با کم و زیاد کردن ولتاز منبع تغذیه تا رنج انتهایی آن، که در حدود 40 ولت dc بود به صورت دقیق ولتاژ را در این دو 7segment مشاهد کردیم 

اگر می خواهید پلاریته پتانسیل ورودی را نیز تعیین کنید  پایه 20 این آی سی را به پایه g یک 7segment که به پایه های دیگر این آی سی متصل نیست وصل کنید در این حالت اگر ولتاژ ورودی منفی یا دارای اختلاف پتانسیل منفی باشد علامت منفی در این 7segment قابل مشاهده است در واقع از این 7segment تنها، از پایه g استفاده کنید 

تنظیم کردن ولتمتر:

پتانسیومتر 2.2 کیلو اهم در این مدار جهت کالیبره کردن به کار می رود ولتاژ منبع تغذیه را یک بار با یک ولتمتر دیگر اندازه گیری کنید و این مقدار را به خاطر بسپارید و حال ولتاژ منبع تغذیه را با ولتمتری که ساخته اید اندازه بگیرید اگر مقدار دیده شده در 7segment کمتر یا بیشتر از ولتمتر دیگر بود این پتانسیومتر 2.2 کیلو اهم را با پیچ گوشتی ساعتی آنقدر به چپ و راست بچرخانید تا ولتاژ خوانده شده در ولتمتری که شما ساخته اید با ولتاژی که در ولتمتر دیگر نشان داده شد یکسان باشد 

مشاهده پالس مربعی شکل:

در پایه های مربوط به اسیلاتور این آی سی زمانی که تغذیه آن وصل باشد و اسیلسکوپ نیز در اختیار داشته باشید می توانید پالسی مربعی شکل را در پایه 38 این آی سی و مشتق این پالس را در پایه 40 مشاهده کنید

 

تغذیه 7segment ها:

نوع 7segment های استفاده شده در این مدار آند مشترک است در واقع می بایست پایه مشترک هر تعداد 7segment که استفاده می کنید با هم مشترک کنید آنگاه این پایه مشترک را با یک مقاومت به ولتاژ مثبت 5 ولت متصل کنید پایه مشترک در 7segment پایه وسط آن است هر 7segment دو پایه مشترک دارد همانطور که در نقشه می بینید یکی از پایه های مشترک 7segment به جایی وصل نیست چون این پایه مشترک به پایه مشترک دیگر ارتباط دارد بنابراین نیازی نیست به جایی متصل شود

بقیه پایه های a تا g با ورودی صفر تحریک می شوند یعنی زمانی هر کدام از 7segment ها عددی نشان می دهند که ولتاژ ورودی این پایه ها از سمت آی سی صفر باشند 

در این مدار تغذیه 7segment ها به طور مشترک از یک رگولاتور 7805 گرفته شده که این عمل باعث کشیدن جریان از این رگولاتور و داغ شدن آن می شود برای این منظور یا بایست از heat sink (خنک کننده) استفاده کنید یا از رگولاتور 7805 دیگری استفاده کنید و ورودی 9 ولت مثبت را به ورودی این رگولاتور نیز بدهید و خروجی 5 ولت آن را با یک مقاومت 100 اهم به پایه مشترک 7segment ها که با هم مشترک شده است متصل نمایید 

یا آنکه ولتاز مثبت 9 ولت ورودی را به صورت مستقیم با یک مقاومت 1 کیلو اهم به پایه مشترک 7segment ها متصل کنید

 

تنظیم برای تبیان: سیدخاموشی

چشم هاي الکتريکي

در ادامه مبحث آشنايي با مدار فرمان پس از بررسي

کنتاکتور

رله ها

رله مغناطيسي

و کليدهاي محدود کننده

حال به بررسي سنسورهاي مدار که چشمهاي الکتريکي هستند مي پردازيم اين کليد نوعي کليد فرمان دهنده است که بدون برخورد فيزيکي با دست يا هر وسيله ديگري توسط سيستم چشم الکتريکي از فاصله حداقل يک ميلي متر و حداکثر 8 متر واکنش نشان ميدهد و فرمان صادر مي کند همچنين به وسيله رله اي که در داخل آن به کار رفته ،کنتاکت هاي آن را باز مي کند يا مي بندد و در نتيجه به دستگاه هاي مورد نظر فرمان مي دهد از اين کليد در دستگاه هاي صنعتي و خطوط توليد استفاده فراوان مي شود.

رله زماني (تايمر) و انواع آن

يکي از وسايل فرمان دهنده مدار هاي کنترل اتوماتيک ،تايمر ها يا رله هاي زماني هستند که وظيفه کنترل مدار را براي مدت زمان معيني بر عهده دارند.

اصول کار رله ها همانند کنتاکتور ها است با اين تفاوت که در رله ها:

1-تمام کنتاکت ها از لحاظ فرم ظاهري شبيه هم هستنند و در مدار هاي فرمان شرکت مي کنند .

2-کنتاکت ها بنا به مقتضيات کار ممکن است به طور لحظه اي يا با تاخير زماني قطع و وصل شوند، در اين صورت نام رله، رله لحظه اي يا رله با تاخير زماني خواهد بود.

3-رله ها همچنين ممکن است داراي کنتاکت هاي لحظه اي يا با تاخير زماني باشند، البته منظور از تاخير زماني فاصله زماني است که بين عمل کنتاکت (اعم از باز شدن يا بسته شدن) از لحظه اتصال سيم پيچ رله به ولتاژ به وجود مي آيد.

تاکنون در صنعت برق رله هاي زيادي ساخته شده اند که مشخصات مختلفي داشته  و هر يک براي کار بخصوصي مورد استفاده قرار مي گيرند براي مثال در انتقال انرژي و حفاظت خطوط ،از يک رله خاص استفاده مي کنند يک جور رله ديگر که مشخصات بخصوص ديگري دارد در صنعت نساجي و رله ديگر در جاي ديگر....

بنده در اينجا چند رله را براي دوستان معرفي مي کنم که از مشهورترين و پر کاربرد ترين رله ها هستند

1-رله زماني موتوري يا الکترو مکانيکي

اين رله بر اساس ساعت کار مي کند که محرک چرخ دنده هاي آن موتور آسنکرون و سنکرون و بيشتر موتور با قطب چاکدار است اصول کار آن به اين صورت است که دور موتور توسط يک سيستم چرخ دنده کاهش مي يابد بطوري که در نهايت ،آخرين چرخ دنده کنتاکت را خيلي به آرامي بزا يا بسته مي کند. زمان شروع رله از لحظه راه اندازي موتور محسوب مي شود.

محل ديسک در لحظه شروع به کار ،قابل تنظيم است و پس از تنظيم زمان آن (توسط زايده خارجي) و تغذيه تايمر ،موتور با دور ثابت به حرکت در مي آيد  و با گردش موتور ،زمان تايمر شروع مي شود. پس از گردش ،به علت برخورد با زايده ديسک ،متوقف مي شود  و به ميکرو سوئيچ داخلي فرمان مي دهد و کنتاکت هاي تايمر عمل مي کنند و به طور اتوماتيک قطع مي شوند و موتور يا هر وسيله ديگر از کار مي افتد البته رله هاي جديدي است که هنگام عمل کنتاکت بازي، را بسته و کنتاکت بسته اي را باز مي کند و مي توان موتوري را خاموش يا روشن کرد يا نيرو را از مو توري به موتور ديگر انتقال داد .

2-رله زماني الکترونيکي

از تايمر هاي الکترونيکي براي تنظيم زمان هاي کمتر از ثانيه تا چندين ثانيه استفاده مي شود در ساختمان اين تايمر ها، از مدار ها و اجزاي الکترونيکي استفاده مي شود.

در دو نوعي از اين تايمر ها با شارژ و دشارژ شدن يک خازن بوبين يک رله کوچک تحريک مي شود. اصول ساختمان رله الکترونيکي بر مبناي مدار RC (خازن و مقاومت) و بر حسب تاخير زماني استوار است . تنظيم اين نوع تايمر ها بستگي به مقاومت سر راه  خازن دارد.

در ساده ترين نوع تايمر الکترونيکي در تايمر نوع خازني، رله هنگامي وصل مي شود که خازن شارژ بشود و ولتاژ دوسر آن برابر ولتاژ وصل رله گردد. پس از وصل رله، با ذخيره شدن در خازن روي مقاومتي که توسط کنتاکت باز رله به دو سر خازن وصل مي شود تخليه مي گردد. در اين نوع با تعيير ظرفيت خازن مي توان زمان تايمر را تنظيم کرد.

ادامه دارد...

 

 

تنظيم براي تبيان: سيدخاموشي

مدار تغذيه دوبل

در اين مقاله با يک مدار تغذيه دوبل 5 ولت آشنا مي شويد از اين مدار جهت تغذيه آي سي هاي آپ امپي و آي سي هاي که داراي تغذيه دوبل هستند مي توانيد استفاده کنيد حتي مي توانيد با استفاده از رگولاتور هاي مختلف ولتاژهاي دوبل مختلفي از 5 تا 24 ولت مثبت و منفي را در خروجي اين مدار داشته باشيد.

يکي از موارد استفاده اين مدار زماني است که ورودي يک آپ امپ داراي شکل موج ورودي AC باشد در اين حالت شما مي بايست براي آپ امپ دو تغذيه مثبت و منفي را در نظر بگيريد تا به طور مثال اگر ورودي آپ امپ يک شکل موج سينوسي باشد.(همانطور که مي دانيد شکل موج سينوسي يک شکل موج AC است.)

در اين حالت اگر آپ امپ شما مشتق گير باشد.، مشتق شکل موج سينوسي را که شکل موجي کسينوسي است در خروجي ايجاد مي کند و شما مي توانيد اين شکل موج ها را براحتي در اسيلسکوپ مشاهده کنيد اما اين کار در صورتي ميسر است که شما براي آپ امپ از تغذيه دوبل استفاده کنيد.

 

قطعات مورد نياز

1. ترانس دوبل 220 ولت به 9 ولت

2. ديود پل 1 آمپر

3. 1 عدد رگولاتور LM7805

4. 1 عدد رگولاتورL7905

5. 2 عدد خازن 470 ميکروفاراد 16 ولت

6. 2 عدد خازن 220 ميکروفاراد 16 ولت

به شکل مداري ترانس دوبل در شکل رو به رو توجه کنيد همانطور که در نقشه مي بينيد در يک طرف پايه هاي نامگذاري شده 1 و 4 را مي بينيد که در واقع ولتاژ 220 ولت از اين دو سر اعمال مي شود.

ولتاژهاي مثبت و منفي 9 ولت را در سرهاي 5 و 8 خواهيم داشت پايه 6 نيز به زمين متصل مي شود اين شماره گذاري ها صرفا جهت آموزش است و در روي ترانس دوبلي که تهيه مي کنيد اين شماره گذاري وجود ندارد در اين نوع ترانس يک طرف دو سيم و طرف ديگر سه سيم دارد.

محل ورود ولتاژ هاي ورودي 220 ولت و خروجي هاي 9 ولت بر روي ترانسي که تهيه مي کنيد کاملا مشخص است.

پايه 6 سر مشترک ترانس است که به زمين وصل مي شود زمين در واقع نقطه اي در مدار است که داراي ولتاژ يا اختلاف پتانسيل صفر است.

ديود پل در بازار داراي اشکال مختلف دايره اي شکل و مکعبي مي باشد بر روي اين قطعه الکترونيکي علامت مثبت(+) و منفي(-) به همرا دو علامت مدي شکل(~) وجود دارد ولتاژ هاي مثبت و منفي 9 ولت را به صورت مجزا به پايه هاي مربوط به اين علامات مدي شکل متصل کنيد.

حال پايه مربوط به علامت مثبت را با يک خازن 470 ميکروفاراد به زمين متصل نماييد خازن 470 ميکروفاراد،خازن الکتروليت است بنابراين داراي دو جهت مثبت و منفي مي باشد که علامت منفي بر روي اين خازن بيانگر جهت منفي است جهت مثبت را به مثبت ديود پل و جهت منفي اين خازن را زمين کنيد.

پايه مربوط به علامت منفي را نيز با يک خازن 470 ميکروفاراد زمين کنيد در اين حالت برعکس حالت قبل سمت مثبت خازن را زمين کنيد و سمت منفي آن را به پايه منفي ديود پل متصل نماييد چرا که خروجي منفي ديود پل در اين حالت داراي ولتاژ منفي است و زمين نسبت به اين ولتاژ منفي،مثبت تر است بنابران با اين کار شما مثبت و منفي مربوط به خازن الکتروليت را با اين کار رعايت کرده ايد.

البته اين مطلب را نيز اضافه کنم که در سرهاي مثبت و منفي ديود پل ولتاژ‌ موثر (RMS) داريم اين ولتاژ از حاصلضرب راديکال 2 در مقدار 9ولت بدست مي آيد.

ولتاژ مثبت 9 ولت را به پايه ورودي رگولاتور 7805 و ولتاژ منفي 9 ولت را به پايه ورودي رگولاتور 7905 متصل کنيد پايه Adjusment هر دو رگولاتور را زمين کنيد پايه خروجي هر دو رگولاتور را با خازن هاي 220 ميکروفاراد به زمين متصل نماييد

در رگولاتور 7805 پايه خروجي را به گونه اي به زمين متصل کنيد که سر مثبت خازن در پايه خروجي رگولاتور و سمت منفي آن در زمين باشد در واقع در اين حالت اگر کمي فکر کنيد مي بينيد پايه مثبت نسبت به پايه منفي خازن داراي اختلاف پتانسيل مثبت است.

در رگولاتور 7905 خروجي را به گونه اي با يک خازن زمين کنيد که سمت منفي خازن در پايه خروجي 7905 باشد و سمت مثبت خازن به زمين متصل باشد در واقع در اين حالت نيز اختلاف پتانسيل سر مثبت نسبت به سر منفي مثبت است چرا که خروجي اين رگولاتور ولتاژ منفي 5 ولت است اگر برعکس اين کار عمل کنيد خازن مي ترکد.

 

شکل واقعي ترانس دوپل،رگولاتور 7805 را در شکل ابتداي صفحه مشاهده مي کنيد

در اين شکل ابتداي صفحه سيم هاي سفيد رنگ محل ورود ولتاژ‌ 220 ولت،سيم هاي قرمز و مشکي داراي ولتاژ 9 ولت و سيم نارنجي زمين است البته اين رنگ سيم ها ممکن است در هر ترانسي متفاوت باشد. پايه 1 ورودي،پايه 2 زمين يا adjusment و پايه 3 خروجي اين رگولاتور مي باشد.

رگولاتور 7905 نيز داراي شکلي شبيه به رگولاتور 7805 است با اين تفاوت که پايه 1 آن زمين يا adjusment پايه 2 ورودي و پايه 3 خروجي است.

 

برگرفته از:  رشد و صبحدم

تنظيم برا يتبيان: سيدخاموشي

آشنایی با مدارات فرمان

بهره برداری مطمئن و بی وقفه از تاسیسات الکتریکی و مراکز تولید نیرو و تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز تجهیزات برقی کارخانه جات صنعتی و مراکز اقتصادی تا حدود زیادی به خصوصیات و ویژگی ها و طرز عمل کلیدها و وسایل کنترل مدارها بستگی دارد.

در مدارهای الکتریکی وسایل مختلفی به کار می رود که از مهمترین آنها کنتاکتور یا کلید مغناطیسی است . استفاده از این کنتاکتور در مدارهای کنترل تنوع طراحی های مختلف را به وجود می آورد.

برای طراحی مدارهای کنترل و کار با آنها باید وسایل تشکیل دهنده آن را به طور کامل شناخت و به اصول ساختمان و مورد استفاده این وسایل آشنا شد.

وسایلی که در مدارهای فرمان به کار می روند به این قرار است:

1_کنتاکتور(کلید مغناطیسی)

2_شستی استاپ استارت

3_رله الکتریکی

4_رله مغناطیسی

5_لامپ های سیگنال

6-فیوزها

7_لیمیت سویچ

8_کلیدهای تابع فشار

9_کلیدهای شناور

10_چشم های الکتریکی(سنسورها)

11_تایمر و انواع آن

12_ترموستات

13_کلیدهای تابع دور

در مورد کنتاکتور می توان گفت که یک کلید مغناطیس است که وقتی ولتاژ مورد نظر به آن اعمال می شود یک سری کنتاکت (یا کلید) باز را بسته و یک سری کنتاکت بسته را باز می کند. که با استفاده از این خاصیت مدارهای مختلفی می توان مدارهای زیادی را طراحی کرد.

ساختمان کنتاکتور:

این کلید از دو هسته به شکل E یا U که یکی ثابت و دیگری متحرک است و در میان هسته ثابت یک بوبین یا سیم پیچ قرار دارد، تشکیل شده است. وقتی بوبین به برق وصل می شود با استفاده از خاصیت مغناطیسی ،نیروی کششی فنر را خنثی می کند و هسته فوقانی را به هسته تحتانی متصل کرده باعث می شود که تعدادی کنتاکت عایق شده از یکدیگر به ترمینال های ورودی و خروجی  کلید متصل شود و یا باعث باز شدن کنتاکت های بسته کنتاکتور بسته کنتاکتور گردد.

در صورتی که مدار تغذیه بوبین  کنتاکتور قطع شود ، در اثر نیروی فنری که داخل کلید قرار دارد هسته متحرک دوباره به حالت اول باز می گردد.

مزایای استفاده از کنتاکتور:

 کنتاکتورها نسبت به کلیدهای دستی صنعتی مزایایی به شرح زیر دارند:

1_مصرف کننده می تواند از راه دور کنترل می شود.

2_مصرف کننده می تواند از چند محل کنترل شود.

3_امکان طراحی مدار فرمان اتوماتیک برای مراحل مختلف کار مصرف کننده وجود دارد.

4_سرعت قطع و وصل کلید زیاد و استهلاک آن کم است.

5_از نظر حفاظتی مطمئن ترند و حفاظت مطمئن تر و کامل تری دارند.

6_عمر موثرشان بیشتر است.

7_هنگام قطع برق،مدار مصرف کننده نیز قطع می شود و به استارت مجدد پیدا میکند؛در نتیجه از خطرات وصل ناگهانی دستگاه جلو گیری می کند.

 

ادامه دارد...

 

تنظیم برای تبیان: سیدخاموشی

مدار LED چشمک زن با ولتاژ 1.5 ولت

در این مدار با نحوه روشن وخاموش شدن یک LED با ولتاژ 1.5 تا 2 ولت و همچنین نحوه کار آیسی 74hc14 و نحوه درایئو شدن ترانزیسیتورها آشنا می شوید.

قطعات مورد نیاز

منبع تغذیه یا باطری 1.5 ولت

1 عدد آی سی 74HC14

1 عدد ترانزیستور 2N222

1 عدد ترانزیستور 2907

4 عدد مقاومت 2.2 کیلو اهم

1 عدد مقاومت 47 اهم

1 عدد مقاومت 10 کیلو اهم

1 عدد مقاومت 22 مگا اهم

2 عدد خازن 100 میکرو فاراد 6 ولت

1 عدد دیود 1N4148

1 عدد خازن 0.15 میکروفاراد

برد بورد

سیم تلفنی

1 عدد LED از هر نوع رنگی

 

نقشه مدار

در این مدار پایه 7 آی سی 74HC14 به منفی منبع تغذیه و پایه 14 را به مثبت منبع تغذیه وصل کنید.پایه 1 و 2 آی سی را توسط مقاومت 22 مگا اهم به یکدیگر وصل کنید.از پایه 1 با مقاومت 10 کیلو اهم به آند دیود 1N4148 وصل کنید.، و از کاتد آن به پایه 3 آی سی 74HC 14 وصل کنید.از پایه 2 آی سی 74HC14 به پایه 3 این آی سی وصل کنید.از پایه یک این آی سی نیز با یک خازن 0.15 میکروفاراد به منفی منبع تغذیه وصل کنید به طوری که طرف مثبت آن در پایه یک باشد و سمت منفی آن به منفی منبع تغذیه وصل شود

حال از پایه 4 آیسی با یک مقاومت 2.2 کیلو اهم به بیس ترانزیستور 2N2222 وصل کنید.و امیتر این ترانزیستور را به منفی منبع تغذیه وصل کنید.کلکتور این ترانزیستور را با یک سر مثبت خازن 100 میکروفاراد وصل کنید.و منفی آنرا به یر یک مقاومت 47 اهم وصل کنید.سر دیگر این مقاومت را با یک مقومت 2.2 کیلو اهم به زمین وصل کنید.از اشتراک سر مثبت خازن 100 میکروفاراد با کلکتور ترانزیستور 2N2222 به یک سر مقاومت 2.2 کیلو اهم وسر دیگر این مقاومت را به مثبت منبع تغذیه وصل کنید

پایه 2 آی سی 74HC14 را با یک مقاومت 2.2 کیلواهم به بیس ترانزیستور 2907 که یک ترانزیستور PNP است.،وصل کنید.امیتر این ترانزیستور را به مثبت ولتاژ و کلکتور آنرا به آند یا مثبت LED وصل کنید.و کاتد آنرا به اشتراک مقاومت 47 اهم با مقاومت 2.2 کیلو اهم وصل کنید

تمامی این موارد گفته شده در نقشه بالا کاملا مشخص است.

ادامه دارد...

تنظیم برای تبیان : سیدخاموشی

مدار ارسال اطلاعات از طريق کامپيوتر

 بر روي LCD

در اين مدار با نحوه ارسال اطلاعات از طريق کامپيوتر بر روي LCD که نوع آن 2 در 16 است، آشنا مي شويد.

 

در اين مدار شما با فشردن هر دکمه بر روي صفحه کليد يا کيبورد معادل آن را بر روي LCD که مجزا از کامپيوتر است، مشاهده خواهيد کرد در واقع شما در اين مدار با يک نمونه از مداري که در اصطلاح به آن pcinterface مي گويند آشنا مي شويد در ضمن براي کار با اين مدار بايستي با زبان برنامه نويسي C نيز تا حدودي آشنا باشيد

قطعات مورد نياز

1. 1 عدد آي سي MAX232

2. 1 عدد آي سي 74HC4060

3. 1 عدد آي سي CDP6402C

4. 1 عدد LCD 2*16

5. 1 عدد آي سي CD4069

6. 4 عدد خازن 10 ميکروفاراد

7. 2 عدد خازن 22 پيکو فاراد

8. 1 عدد کريستال 2.4576

9. 1 عدد مقاومت 10 مگااهم

10. يک رديف 16 تايي پين هدر مادگي

11. يک رديف 16 تايي پين هدر نري

12. برد بورد

13. 1 عدد کابل RS232 پين به پين

14. 1 عدد مقاومت 220 اهم

15. 1 عدد سوکت RS232

 

نقشه مدار

آي سي MAX232 که در بازار با نام HIN232 مي توانيد پيدا کنيد رابط بين پورت سريال کامپيوتر شما با ديگر سخت افزار موجود در مدار شما مي باشد آي سي CDP6402 در واقع وظيفه انتقال اطلاعات سريال و تبديل آن به صورت موازي جهت نمايش بر روي LCD را بر عهده دارد عمل انتقال اطلاعات بر روي LCD را پورت هاي RBR1 تا RBR8 بر عهده دارند هنگامي که شما کليدي را بر روي صفحه کليد فشار مي دهيد اطلاعات آن از طريق پورت سريال به پايه 20 آي سي منتقل مي شود در استاندارد RS232 پين هاي DTR و TXD است و پين RXD نيز وظيفه دريافت اطلاعات را در اين نقشه به عهده دارند.

آي سي CDP6402 براي کار با LCD نياز به يک کلاک داخلي نياز دارد که اين کلاک را مطابق نقشه از پايه هاي مشترک شده 40 و 17 که به پايه12 آي سي 74HC4060 متصل است انجام مي شود.

براي اين کار آي سي 74HC4060 از کريستال 2.4576 استفاده شده است با استفاده از اين فرکانس پالس توليد شده در پايه 7 اين آي سي 153.6 کيلو هرتز خواهد بود که با تقسيم آن بر عدد 16 9600BPS به دست مي آيد منظور از 9600 Baud rate يا نرخ ارسال اطلاعات در هر ثانيه است اگر به برنامه نوشته شده به زبان C نيز توجه کنيد نرخ ارسال اطلاعات معادل 9600BPS تعيين شده است نرخ ارسال اطلاعات در واقع سرعت انتقال اطلاعات نيز مي باشد به توضيحات مربوط به اين آي سي در ادامه صغحه توجه کنيد عدد 16 مشخصه داخلي آي سي CDP6402 است که از حاصل ضربش در Baud rate مقدار فرکانس کاري مورد نياز براي ارسال اطلاعات بر روي LCD مشخص مي شود.

در آي سي CDP6402 مواردي که شما مي بايست براي انتقال در نظر بگيريد لحاظ شده است که به اين موارد نيز اشاره خواهم کرد

شما در ارسال اطالاعات علاوه بر تنظيم سرعت اطلاعات نيازمند تنظيم موارد ديگري از قبيل مقدار بيت اتنقال داده شده در هر بار انتقال،STOP BIT و parity خواهيد بود parity شامل دو دسته odd parity به معني parity فرد و even parity به معناي parity ذوج است اين موارد نيز توسط آي سي CDP6402 تعيين مي شود.

پايه PI که پايه 35 است به عنوان پايه مربوط به parity پايه SBS که پايه 36 است مربوط به stob bit ،پايه هاي CLS1 و CLS2 مربوط به طول کاراکتر است پايه EPE نيز مربوط به parity از نوع ذوج است.

پايه 34 نيز register يا ثبات مربوط به نگهداري اين اطلاعات است در ادامه توضيحات به معرفي آي سي ها و LCD مي پردازيم

ادامه دارد...

 

برگرفته از: رشد ، صبحدم

تنظيم براي تبيان: سيدخاموشي

مدار تقويت کننده صوت

در اين قسمت با يک مدار تقويت کننده صوت، ساده آشنا مي شويد.

 

قطعات مورد نياز

1. 2 عدد خازن 100nf

2. 3 عدد خازن 0.1UF

3. 1 عدد خازن 220UF

4. 1 عدد پتانسيومتر 10K

5. منبع تغذيه 9 ولت

6. 1 عدد مقاومت 2.2 کيلو اهم

7. 1 عدد خازن 47nf

8. 1 عدد مقاومت12 اهم

9. 1 عدد  آي سي LM386

10. برد بورد

11. ميکروفن خازني يا کپسول دهني گوشي تلفن

12. بلندگو 8 اهم تا رنج 1 وات

نقشه مدار

همانطور که در شکل زير مشاهده مي کنيد پايه 6  آي سي تغذيه مثبت است ولتاژ مثبت 9 را بر روي اين پايه و منفي منبع تغذيه يا باطري را به پايه 4  آي سي اعمال کنيد.

بين پايه هاي  1و 8 خازن 0.1 ميکروفاراد را قرار دهيد اگر از خازن الکتروليت استفاده مي کنيد به اين خازن به دقت نگاه کنيد بر روي آن علامت منفي وجود دارد، پايه اي که در اين قسمت قرار دارد پايه منفي خازن الکتروليت است و پايه ديگر پايه مثبت است پايه منفي خازن را در پايه 8 و پايه مثبت آن را در در روي برد بورد به پايه 1 آي سي متصل کنيد پايه 2 ورودي منفي آي سي LM386 است براي عملکرد بهتر مدار اين پايه را با خازن عدسي 47nfبه منفي منبع تغذيه وصل کنيد مي توانيد اين پايه را به طور مستقيم نيز به منفي منبع تغذيه نيز وصل کنيد پايه 3  آي سي را با يک خازن 0.1ميکرو عدسي به سر وسط پتانسيومتر 10k وصل کنيد پتانسيومترها داراي 3 پايه هستند يکي از پايه هاي کناري را به منفي منبع تغذيه و پايه کناري ديگر را با يک خازن 100nf به مقاومت 2.2 کيلو اهم وصل کنيد سر ديگر مقاومت 2.2 کيلو اهم را به مثبت منبع تغذيه يا باطري وصل کنيد پايه 7  آي سي را با يک خازن 100nf به منفي منبع تغذيه وصل کنيد در واقع يک سر خازن بر روي برد بورد با پايه 7 وسر ديگر آن به منفي منبع تعذيه متصل باشد پايه 5 خروجي اين  آي سي است در واقع همان پايه اي است که سيگنال صوتي تقويت شده بر روي آن قرار دارد  برا ي حذف dc از روي اين سيگنال پس از عبور از مقاومت 47 اهم در سر راه آن يک خازن 0.1uf قرار مي دهيم اين خازن نيز مي تواند الکتروليت باشد در اين صورت پايه مثبت آن با اشتراک مقاومت 12 اهم به سر مثبت بلند گو مي رود و پايه منفي اين خازن را به همرا ه منفي بلندگو به منفي باطري يا منبع تغذيه متصل کنيد بين سرهاي مثبت و منفي منبع تغذيه بر روي برد يک خازن 220ميکرو فاراد قرار دهيد خازنها با اين رنج بالا الکتروليت هستند مراقب باشيد که سر مثبت اين خازن را به مثبت منبع تغذيه و سر منفي را به منفي منبع تغذيه بر روي برد بورد وصل کنيد تمامي مراحل بالا را نيز مي توانيد براحتي بر روي بردهاي سوراخدار مسي نيز پياده کنيد.

پايه 7 پايه باي پس(bypass) است در واقع يک مسير فرعي براي سيگنالهاي مزاحمي است که در پايه 5 سوار شده است اين پايه با يک خازن به منفي منبع تغذيه متصل شده است و باعث مي شود صداي مطلوبتري را در بلندگو بشنو يد.

اگر به جاي بلند گوي 1 وات از بلندگوهاي با وات بالاتر مثلا 3 وات استفاده کنيد آي سي LM386 داغ مي شود براحتي مي توانيد اين مطلب را خودتان تجربه کنيد.

آي سي LM386

در زير شکل يک  آي سي LM386 و شماتيک داخلي آن را مشاهده مي کنيد اين آي سي يک آي سي تقويت کننده صدا است عمل تقويت صدا در آن به صورت داخلي 20 برابر است اين در حالتي است که پايه هاي 1و 8 آزاد باشند با قرار دادن مقاومت و خازن بين پايه هاي 1 و 8 ميزان تقويت را تا 200 برابر مي توان زياد کرد همانطور که در نقشه بالا مشاهده مي کنيد جهت تقويت بين پايه هاي 1و 8 خازن 0.1uf قرار داده شده است اگر اسيلوسکوپ در اختيار داشته باشيد مي توانيد زماني که در کنار ميکروفون صحبت مي کنيد در سر مثبت بلندگو شکل موج صداي خود را مشاهده مي کنيد اين آي سي حاوي يک عدد آپ امپ است

 

برگرفته از: رشد، صبحدم

تنظيم براي تبيان:سيدخاموشي

سیم پیچی آرمیچر

ماشینهای جریان مستقیم

همانطور كه قبلا اشاره شد سیم پیچی آرمیچر مبتنی بر اصول فنی خاص می باشد كه در طراحی آن به نكات مهمی از قبیل استحكام مكانیكی، الكتریكی و حرارتی با عمر مفید و عادی حدود 20 سال حداكثر گشتاور و جریان و ولتاژ با حداقل نوسان، جرقه كم بین زغال و كلكتور و صرفه جویی در مواد اولیه باید توجه كرد.

بسته به نیاز كلافها می توانند بطور سری یا موازی یا تركیبی از این دو به همدیگر وصل می شوند.

در صورتیكه كلافها با هم سری شوند نیرومحركه كلافها با هم جمع می شوند و ولتاژ دهی آرمیچر افزایش می یابد. (سیم پیچی موجی)

در صورتیكه كلافها موازی شوند تعداد مسیرهای جریان موجود در آرمیچر افزایش یافته و قابلیت ولتاژ دهی آرمیچر افزایش می یابد. (سیم پیچی حلقوی)

توضیح كامل روشهای سیم پیچی آرمیچر در كتابهای سیم پیچی DC مطرح شده است و ما در این مقاله تنها به توضیح ساده و اجمالی می پردازیم که از حوصله خوانندگان خارج نشود

الف-سیم پیچی حلقوی شامل حلقوی ساده و حلقوی مركب

ب- سیم پیچی موجی شامل موجی ساده و موجی مركب

ج- سیم پیچی پای قورباغه ای

لازم است در اینجا تعداد مسیرهای جریان كه در هر نوع ایجاد می شود نیز معرفی شود. تعداد مسیرهای جریان را با 2a نشان میدهند كه بشرح زیر است:

پدیده كموتاسیون:

تغییر تماس جاروبك از یك تیغه كموتاتور به تیغه دیگر كموتاسیون نام دارد در این جابجایی كلافی كه تحت كموتاسیون قرار می گیرد چون توسط جاروبك متصل شده باید در صفحه خنثی قرار گیرد، و در عین حال چون جریان در این كلاف در زمان كموتاسیون تغییر مقدار و جهت می دهد سبب بوجود آمدن ولتاژ خود القایی در این كلاف شده و از آنجا كه این كلاف توسط جاربك و تیغه های كموتاتور اتصال كوتاه شده است جرقه نسبتاٌ شدید بین زغالها و كموتاتور بوجود می آید. قطبهای كمكی برای رفع این عیب موثر خواهد بود. اما در ماشینهای كه قطب كمكی ندارند بهبود عمل كموتاسیون با تغییر محل جاروبكها (در جهت گردش در مولدها و در خلاف جهت گردش در موتورها) انجام گیرد. این جابجایی درست،  كاملا امكان پذیر و قابل مشاهده می باشد

 

برگرفته از: سایت دانشگاه امیرکبیر و دانشجو

تنظیم برای تبیان: سیدخاموشی

 

حسگرهای صنعتی

در صنعت امروز بدون سنسورها و سوئیچها هیچ پروسه صنعتی قابل اجرا نیست در این نوشتار به بررسی یك سری از مهمترین سنسورها و سوئیچهای صنعتی میپردازیم.

 

اولین دسته Proximity Switches هستند كه كاربرد وسیعی نیز در صنعت دارند

از انواع این نوع سوئیچهای حسگر می توان به این موارد اشاره كرد.

Sonar Proximity Switches این دسته حسگرها بر اساس پالسهای مافوق صوت عمل می كنند به این صورت كه با ارسال یك پالس و سپس دریافت پژواك آن از وضعیت یك جسم یا سطح مطلع می شوند. مزیت این نوع حسگر این است كه در محیطهای صنعتی كثیف یا درون یك مایع یا جامد به خوبی كار می كند. این حسگرها می توانند در كاربردهای وسیعی همچون اندازه گیری یك فاصله، تعیین یك سطح، اندازه گیری یك ضخامت و اندازه گیری یك ارتفاع مورد استفاده قرار گیرند

  

 

 

 

 

 

 

 

Photoelectric Proximity Switches این حسگرها نوری هر شی را صرفنظر از جنسش آشكار میكنند.این حسگرها میبایست به گونه ای نصب شوند كه كمتر دچار آلودگی و گرد و خاك شوند.نوع خاصی از این نوع حسگر نیز هست كه تشخیص رنگ نیز می دهد.

از كاربردهای این نوع حسگر می توان به سنجش ارتفاع،عمل شمارش به صورت تك سنسوری(روش انعكاس) و دو سنسوری اشاره كرد.

 

Inductive Proximity Switches این نوع حسگرها كه بر اساس تغییر جریان القایی در یك سیم پیچ كار می كنند دارای كاربردهای گسترده ای مثل تشخیص وضعیت شیرهای صنعتی،تشخیص قطعات شكسته شده بر روی یك ماشین صنعتی مثل سر مته ها،تشخیص بسته شدن درست درب بسته های فلزی و تشخیص میزان سرعت بر روی محورهای فلزی گردان می باشند از مشخصه های خوب این حسگرها می توان به طول عمر زیاد،صحت سوئیچ بالا و پاسخ سریع اشاره كرد این سوئیچها فقط بر روی قطعات فلزی كار می كنند.

 

Capacitive Proximity Switches بر اساس تغییرات عایق بین دو ورقه یك خازن و تغییرات ظرفیت این خازن ساخته شده اند. این حسگرها بر روی هر نوع ماده اعم از جامد،پودر و مایع عمل می كنند مانند شیشه،سرامیك،چوب و غیره ، به دلیل عدم تماسشان با جسم مورد نظر دارای طول عمر زیادی هستند از جمله كاربردهای این حسگرها می توان به كنترل سطح ،كنترل وجود مایع در بسته ها و عمل شمارش اجسام عایق اشاره كرد.

برگرفته از دانشجو ، رشد

تنظیم برای تبیان: سیدخاموشی

انواع سنسورها

حسگر یك وسیله الكتریكی است كه تغییرات فیزیكی یا شیمیایی را اندازه گیری می كند و آن را به سیگنال الكتریكی تبدیل می نماید.حسگرها در واقع ابزار ارتباط ربات با دنیای خارج و كسب اطلاعات محیطی و نیز داخلی می باشند. انتخاب درست حسگرها تأثیر بسیار زیادی در میزان كارایی ربات دارد. بسته به نوع اطلاعاتی كه ربات نیاز دارد از حسگرهای مختلفی می توان استفاده نمود

- فاصله ، رنگ ، نور ، صدا ، حركت و لرزش ، دما ، دود  و...

اما چرا از حسگرها استفاده می كنیم ؟ حسگرها اطلاعات مورد نیاز ربات را در اختیار آن قرار می دهند و كمیتهای فیزیكی یا شیمیایی موردنظر را به سیگنالهای الكتریكی تبدیل می كنند مزایای سیگنالهای الكتریكی را می توان بصورت زیر دسته بندی كرد:

- پردازش راحتتر و ارزانتر ،  انتقال آسان ، دقت بالا ، سرعت بالا و . . .

حسگرهای مورد استفاده در رباتیك:

در یك دسته بندی كلی حسگرهای مورد استفاده در رباتها را می توان در یک دسته جای داد:

 –  حسگرهای تماسی ( Contact )

مهمترین كاربردهای این حسگرها به این شرح می باشد: 

 – آشكارسازی تماس دو جسم

 – اندازه گیری نیروها و گشتاورهایی كه حین حركت ربات بین اجزای مختلف آن ایجاد می شود.

در شكل یك میكرو سوئیچ یا حسگر تماسی نشان داده شده است. در صورت برخورد تیغه فلزی به مانع و فشرده شدن كلید زیر تیغه همانند قطع و وصل شدن یك كلید ولتاژ خروجی سوئیچ تغییر می كند.

      –  حسگرهای هم جواری (Proximity  )

آشكارسازی اشیا نزدیك به ربات مهمترین كاربرد این حسگرها می باشد.

انواع مختلفی از حسگرهای هم جواری در بازار موجود است از جمله می توان به موارد زیر اشاره نمود:

- القایی ، اثر هال ، خازنی ،  اولتراسونیك ، نوری و . . .

 –    حسگرهای دوربرد ( Far away)

كاربرد اصلی این حسگرها به شرح زیر می باشد:

 –  فاصله سنج (لیزو و اولتراسونیك) ، بینایی (دوربینCCD)

در شكل یك زوج گیرنده و فرستنده اولتراسونیك (ماورا صوت) نشان داده شده است. اساس كار این حسگرها بر مبنای پدیده داپلر می باشد.

-  حسگر نوری (گیرنده-فرستنده)

 یكی از پركاربردترین حسگرهای مورد استفاده در ساخت رباتها حسگرهای نوری هستند. حسگر نوری گیرنده- فرستنده از یك دیود نورانی (فرستنده) و یك ترانزیستور نوری (گیرنده) تشكیل شده است. خروجی این حسگر در صورتیكه مقابل سطح سفید قرار بگیرد 5 ولت و در صورتی كه در مقابل یك سطح تیره قرار گیرد صفر ولت می باشد. البته این وضعیت می تواند در مدلهای مختلف حسگر برعكس باشد. در هر حال این حسگر در مواجهه با دو سطح نوری مختلف ولتاژ متفاوتی تولید می كند.

 

در زیر یك نمونه مدار راه انداز زوج حسگر نوری گیرنده فرستنده نشان داده شده است. مقادیر مقاوتهای نشان داده شده در مدلهای متفاوت متغییر است و با مطالعه دیتا شیت آنها می توان مقدار بهینه مقاومت را بدست آورد.

منبع: صبحدم ، ایران مدار

تنظیم برای تبیان: سیدخاموشی

مدار ريموت ليزري

در اين مدار با کنترل از راه دور توسط نور ليزر آشنا مي شويد حتي مي توانيد از اين مدار به عنوان سيستم دزدگير و هشدار دهنده نيز استفاده کنيد در ضمن رنج ولتاژي که اين مدار با آن کار مي کند بين 2.5 تا 5 ولت است به اين ترتيب با سري کردن دو باطري 1.5 ولت معمولي نيز مي توانيد اين کار را انجام دهيد اگر بخواهيد ولتاژ را بيشتر از آنچه که گفته شد مثلا با يک باطري 6 ولت يا 9 ولت انجام دهيد نيز مشکلي نداريد براي اينکار بايست مقاومت هاي وارد شده به LED ها رابيشتر از آنچه که در نقشه مشخص مي شود قرار دهيد در ضمن به ميزان ولتاژ قابل تحمل خازن ها نيز توجه کنيد خازن هاي الکتروليت داراي مشخصه حداکثر ولتاژ قابل تحمل هستند همچنين حداکثر و حداقل ولتاژ را که آي سي 4011 در آن رنج ولتاژي کار مي کند را بايست مورد توجه قرار داد شما حتي از اين مدار به عنوان دزدگير نيز مي توانيد استفاده کنيد براي اين کار بايست منبع ساطع کننده نور ليزر را در جايي ثابت کنيد به طوري که نور آن به صورت مستقيم به فتوديود تابيده شود البته براي اين منظور به توضيحات مربوط به نقشه نيز بايست توجه کنيد مادامي که نور ليزر به فتو ديود تابيده مي شود صدايي از بيزر شنيده نمي شود به محض اينکه اين نور توسط موجود زنده يا هر شي ديگري قطع شود مدار شروع به چشمک و بوق زدن مي نمايد

قطعات مورد نياز

1. 1 عدد آي سي NAND ،4011

2. 1عدد مقاومت 22 کيلو اهم

3. 3 عدد مقاومت 220 اهم

4. 1 عدد مقاومت 1 مگا اهم

5. 2 عدد مقاومت 150 کيلو اهم

6. 1 عدد مقاومت 350 کيلو اهم

7. 1 عدد مقاومت 82 اهم

8. 1 عدد مقاومت 6.8 اهم

9. 4 عدد ترانزيستور C1815

10. 1 عدد خازن 103

11. 1 عدد خازن 2.2 ميکروفاراد

12. 1 عدد پتانسيومتر 50 کيلو اهم

13. 1 عدد فتوسنسور ديودي

14. 3 عدد LED

15. 1 عدد جاسوييچي ليزري

16. برد بورد يا برد مسي سوراخدار اگر بخواهيد قطعات را لحيم کنيد

17. سيم تک رشته جهت کار با برد بورد

18. 1 عدد بيزر

نقشه مدار گيرنده نور ليزر

به شکل فتو ديود در نقشه مربوط به گيرنده توجه کنيد همانطور که مي بينيد فلش هاي کشيده شده به سمت فتو ديود است اگر به LED ها توجه کنيد مي بينيد که اين فلش ها به سمت بيرون است در واقع LED ها ساطع کننده نور هستند و فتو ديودها دريافت کننده نور که اين خصوصيت نيز در نقشه به اين شکل مشخص مي شود 

به ترانزيستور Q2 که NPN است توجه کنيد مشاهده مي کنيد که همواره بيس آن با يک مقاومت 6.8 کيلو اهم و يک عدد پتانسيومتر 50 کيلو اهم به مثبت ولتاژ متصل است که شدت حساسيت فتوديود به نور ليزر نيز با اين پتانسيومتر تنظيم مي شود با وجود اتصال بيس ترانزيستور Q2 به مثبت ولتاژ اين ترانزيستور همواره روشن است و مقدار زمين را از اميتر به کلکتور انتقال مي دهد در اين حالت Q3 نيز خاموش است ولي Q4 به خاطر اتصال بيسش با يک مقاومت 6.8 کيلو نيز همواره روشن است و زمين را از اميتر بر روي کلکتورش مي اندازد و يکي از LED ها در صورت عدم وجود نور ليزر روشن مي ماند 

اگر نور ليزر که با يک جاسويچي ليزري يا ديود ليزري تابيده مي شود به سطح اين فتو ديود از هر سمتي تابيده شود باعث زمين شدن بيس ترانزيستور Q2 و روشن شدن ترانزيستور Q3 به خاطر باياسش با مقاومت 4.7 کيلو اهم به مثبت ولتاژ و زمين شدن کلکتور آن که به بيس ترانزيستور Q4 متصل است مي شود در اين حالت تنها Q3 روشن است و بقيه ترانزستورهاي Q2 و Q4 خاموش هستند بنابراين در اين حالت نيز تنها يک LED زمين سمت کاتدش تامين مي شود در واقع در هر دو حالت وجود نور ليزر و عدم وجود نور ليزر به خاطر اين نوع باياس مدار فقط يک LED از دو LED موجود در اين نقشه روشن مي ماند.

ادامه دارد...

 

منبع: رشد ، سالارکام

تنظيم براي تبيان: سيدخاموشي

 

موتور و گیربکس

در ادامه مبحث سازه های مکانیکی و ربات های کوچکی که بررسی نمودیم به بررسی نیرو محرکه ربات پرداختیم و در نهایت بررسی گیربوکس موتور را شرح خواهیم داد قبلا عنوان نمودیم که رایج ترین روش برای تنظیم قدرت و سرعت استفاده از تعدادی چرخ دنده است که به مجموع آنها گریبکس گفته می شود.

با کوچک و بزرگ کردن چرخ دنده ها نسبت ورودی به خروجی گریبکس تغییر می نماید اگر نیروی محرکه شما به یک چرخ دنده کوچک متصل باشد، و این چرخ دنده، چرخ دنده بزرگتری را به گردش درآورد به دلیل تفاوتی که در محیط این چرخ دنده ها وجود دارد، چرخ دنده بزرگتر چرخش کمتری خواهد داشت و در نتیجه سرعت آن کاهش یافته و با توجه به اینکه سرعت و قدرت با یکدیگر رابطه عکس دارند، قدرت افزایش خواهد یافت.

علاوه بر گریبکس روش های دیگری مانند استفاده از چرخ و زنجیر ( مانند دوچرخه ) و استفاده از تسمه ( مانند کولر آبی ) برای انتقال و تغییر نسبت انرژی مکانیکی متداول است.

 

برای تهیه گریبکس می توانید به وسایلی رجوع کنید که موتور و گریبکس به نحوی در آن وجود دارد و قیمت تهیه آنها نیز مناسب است. مثلاً در اسباب بازی های مختلف می توانید موتور و گریبکس در ابعاد گوناگون بیابید. البته اگر در بسیاری از موارد باید از موتور و گریبکس های مرغوب و با توان زیاد استفاده نمایید که می توانید آنها در بازار جستجو کنید.

گفتیم که موتور و گریبکس وظیفه تامین انرژی مکانیکی مورد نیاز جهت حرکت بخشهای مختلف ربات را بر عهده دارند. بنابراین اگر از موتور و گریبکس در قسمت محرکه ربات استفاده می نمایید، باید خروجی گریبکس که با سرعت مناسب و قدرت نسبتاً زیاد دروان می کند را به گونه ای به چرخ متصل نمایید در این صورت چرخ ربات نیز به گردش درآمده و ربات شما حرکت خواهد کرد. معمولاً برای ساخت ربات هایی از قبیل مسیریاب ، ماز ، پرتابگر ، امدادگر ، بولینگر ، دریبل زن و ... باید مکانیزیمی ایجاد نمایید که بتوان جهت حرکت ربات را به دقت کنترل نمود یکی از مکانیزم های متداول استفاده از دو موتور و گریبکس در دو طرف است

در صورتی که ربات شما قسمت های متحرک دیگری به غیر از چرخ دارد ( مثلاً بازو ) می توانید جهت اتصال آنها به ربات از لولا و بلبرینگ استفاده نمایید و برای حرکت دادن هر قسمت یک موتور و گریبکس نیاز دارید. نحوه اتصال موتور و گربکس در قسمتهای دیگر ممکن است با اتصال چرخ ها کمی متفاوت باشد که با کمی هوش و ابتکار می توانید بهترین روش اتصال را بیابید.

برگرفته از سایت دانشجویان اصفهان و دانشنامه رشد

تنظیم برای تبیان: سیدخاموشی

 

نیرو محرکه ربات

یکی از مهمترین اجزای یک ربات نیروی محرکه آن است. برای حرکت دادن سازه ای که ساخته اید نیاز به انرژی مکانیکی دارید.

این انرژی معمولا توسط یک موتور الکتریکی تامین می شود. موتور الکتریکی یا اصطلاحاً آرمیچر ها در واقع مبدل های انرژی هستند. موتورهای الکتریکی می توانند انرژی الکتریکی که از ترمینالهای آن وارد می شود را به انرژی مکانیکی تبدیل کنند. انرژی مکانیکی معمولاً به صورت دوران در شافت (محور) موتور ظاهر می شود. دوران این محور (شافت) دو مشخصه اساسی دارد : یکی سرعت دوارن آن و دیگری قدرت آن. از ضرب سرعت خطی (متر بر ثانیه) در نیروی موتور می توانید توان نهایی خروجی آن را محاسبه کنید با توجه به اینکه گفتیم موتور یک مبدل است، اگر موتور شما ایده آل باشد توان خروجی که بدست می آورید با توان ورودی یعنی انرژی الکتریکی مصرف شده برابر خواهد بود. موتورهای الکتریکی انوع مختلفی دارند از جمله استپ موتورها ، سرور موتورها ، موتورهای دی سی DC  ، موتورهای ACو ...

هر یک از موتورهای نام برده شده ویژگی خاصی دارد مثلا استپ موتورها دارای دقت بالایی هستند و با توجه به نوع موتور می توان دقت گردش موتور را در حد چند درجه کنترل نمود. به دلیل گستردگی مطلب، انواع موتور در مقوله ای جداگانه مورد بحث قرار خواهد گرفت. در حال حاضر موتور مورد استفاده ما در ربات های کوچک و ساده موتور DC  می باشد. از ویژگی های اساسی موتورهای DC  این است که جهت حرکت و سرعت حرکت آنها به راحتی قابل کنترل است. با تغییر متوسط ولتاژ ورودی می توانید سرعت موتور را تغییر دهید و با تغییر پلاریته ( جهت اتصال تغذیه به موتور ) جهت دوران شافت تغییر خواهد نمود.

همانگونه که گفتیم توان خروجی از ضرب سرعت در قدرت و با استفاده از فرمول W=f.d بدست می آید.

موتور های الکتریکی معمولاً به گونه ای ساخته می شوند که سرعت چرخش شافت آنها بسیار زیاد است ( بر خلاف قدرت خروجی که معمولاً کم است ) این سرعت به طور طبیعی بین 3 تا 10 هزار دور در دقیقه ( RPM ) است. شما می توانید با استفاده از مکانیزم هایی ( مانند چرخ دنده ها و یا تسمه ها ) این سرعت را پایین بیاورید و در عوض به قدرت بیافزایید. در اینحا در مورد انواع مکانیزم های تغییر نسبت سرعت و قدرت صحبت کنبم.

نمونه ای از چرخ و زنجیر

رایج ترین روش این کار استفاده از تعدادی چرخ دنده است که به مجموع آنها گریبکس گفته می شود. با استفاده از همین روش است که نسبت بین قدرت و سرعت در اتومبیل مشخص می شود. در این روش با کوچک و بزرگ کردن چرخ دنده ها نسبت ورودی به خروجی گریبکس تغییر می نماید. بحث گریبکس و طرز کار بخث گسترده ای است فقط این نکته را ذکر می کنم که اگر نیروی محرکه شما به یک چرخ دنده کوچک متصل باشد، و این چرخ دنده، چرخ دنده بزرگتری را به گردش درآورد به دلیل تفاوتی که در محیط این چرخ دنده ها وجود دارد، چرخ دنده بزرگتر چرخش کمتری خواهد داشت و در نتیجه سرعت آن کاهش یافته و با توجه به اینکه سرعت و قدرت با یکدیگر رابطه عکس دارند، قدرت افزایش خواهد یافت. اگر کمی فکر کنید و چند گریبکس را از نزدیک ببینید به خوبی طرز کار آن برای شما روشن خواهد شد. از انواع دیگر گریبکس ها می توان به گریبکس های حلزونی و گریبکس های مرکب اشاره نمود.

ادامه دارد...

برگرفته ازسایت دانشجویان شیراز

تنظیم برای تبیان: سیدخاموشی

سازه مکانیکی ربات

سازه مکانیکی معمولاً به گونه ای ساخته می شود که همه حالاتی که ربات در آن قرار خواهد گرفت را پشتیبانی نماید.

مثلاً اگر ربات شما قرار است یک وزنه 100 کیلوگرمی را جابجا نماید سازه مکانیکی ربات اولین قسمتی است که باید سازگاری کامل با این وزنه داشته باشد. وقتی می گوییم سازگاری کامل یعنی اولاً مقاومت کافی در برابر این وزن و ثانیاً شکل آن به گونه ای باشد که بتواند وزنه را به راحتی جابجا کند ممکن است در محیط محدودیتی برای ربات شما وجود داشته باشد ، مثلاً ارتفاع ربات یا وزن آن به دلیلی محدود باشد که این موارد نیز از جمله مواردی است که سازه ربات باید با آنها همخوانی داشته باشد. با توجه به نکات ذکر شده ، بهترین جنس را برای ساختن ربات انتخاب می کنند برای انتخاب مواد اولیه نکاتی مانند وزن ، مقاومت کششی و خمشی ، جنس ، قیمت ، قابلیت انعطاف پذیری و ... مورد توجه قرار می گیرد. در صورتی که می خواهید رباتی جهت پروژه های دانشجویی یا دانش آموزی خود بسازید، چوب – آلومینیوم – پلاستیک فشرده – تفلون و ... جزو گزینه های اساسی شما هستند که باید با توجه به شرایط خود یکی از آنها را انتخاب نمایید.

برای طراحی و ساخت ربات دقت کنید که ربات شما باید بیشترین پایداری ممکن را داشته باشد که رابطه مستقیم به شکل ربات و مرکز ثقل آن دارد، مثلاً رباتهای کوچک که ارتفاع زیادی دارند از پایداری خوبی برخوردار نخواهد بود و با کمترین نیرویی امکان واژگونی آنها وجود دارد.

آنچه که می خوانید تجربه دانش آموزان اصفهان است که در اختیار شما قرار می گیرد

اگر ربات شما دارای چرخ برای حرکت است جنس و اندازه چرخ یکی از اساسی ترین مسائلی است که می تواند میزان توانایی ربات را مشخص کند. چرخ ربات را با توجه به جنس مکانی که ربات باید در آن حرکت کند به گونه ای انتخاب کنید که بیشترین ضریب اصطکاک را داشته باشد. در واقع عامل انتقال انرژی چرخها به زمین و در نتیجه حرکت ربات، اصطکاک چرخها با زمین است. اگر شما نیروی محرکه بسیار قوی در اختیار داشته باشد ولی چرخ های ماشین دست سازتان بر روی زمین سر بخورد قطعاً نتیجه مناسبی نخواهید گرفت. اصولاً چرخ را می توانید از ماشین های اسباب بازی خراب جدا کرده و استفاده کنید یا از تفلون و یا چوب خراطی شده جهت ساخت چرخ استفاده کنید. با کمی جستجو ممکن است چرخ های مناسبی در بازار پیدا کنید. در صورتی که چرخ شما روکش مناسبی ندارد و ضریب اصطکاک آن کم است باید یه گونه ای این مشکل را حل کنید. اگر ربات بر سطح صاف و محکمی مانند چوب حرکت می کند، لاستیک های ژله ای بهترین گزینه هستند در صورتی که هیچ امکاناتی در اختیار ندارید می توانید از دستکشهای آشپزخانه استفاده کنید ! چند لایه دستکش یا چیزی شبیه به آن ( مانند بادکنک ) بر روی چرخ های ربات خود بکشید و محکم چسب بزنید خواهد دید که چسبندگی ربات شما بر روی زمین چقدر افزایش خواهد یافت.

چرخ ربات را باید در اندازه ای انتخاب کنید که در هنگام حرکت قدرت و سرعت مناسب را برای شما ایجاد کند. اصولاً هر چقدر قطر چرخ را افزایش دهید سرعت ربات زیاد شده و در عوض قدرت آن کاهش می یابد. برای بدست آوردن سرعت ربات خود محیط چرخ آن را بدست بیاورید و در سرعت چرخش آن ضرب کنید در این صورت میزان حرکت در واحد زمان شما بدست خواهد آمد.

ادامه دارد...

 

تهیه و تنظیم برای تبیان: سیدخاموشی

بسته های متفاوت سنسورنوری

در ابتدا بیان کردیم که "مقاومت های نوری از نیمه هادی های خاص ساخته می شوند...."

سپس گفتیم "متداول ترین نوع قطعات گیرنده نوری وسایلی هستند که بخش عمده آنها را یک تقاطع PN تشکیل داده است فوتوترانزیستور ها، فوتودیود ها و فوتودارلینگتون ها از این دسته اند..."

پس از آن در صدد برآمدیم"مقدار مناسب مقاومت RL را بیابیم..."

سپس به بررسی "مدارهای خاص در مورد فوتوترانزیستورها..." پرداختیم

حال بسته های متفاوت سنسور نوری

به طور کلی بسته های موجود را می توان به دو دسته تقسیم کرد؛ سنسورهایی که برای تشخیص وجود اجسام استفاده می شوند (proximity sensors) و سنسور هایی که برای تشخیص فاصله مورد استفاده قرار می گیرند .(distance sensors) سنسورهایی که برای تشخیص وجود اجسام مورد استفاده قرار می گیرند، معمولا از یک فرستنده مثل IR LED و یک گیرنده مثل فوتوترانزیستور استفاده می شود. نمونه این گونه سنسور  RS05 , یا سنسور های نوع OPB  است، که بررسی می شود .

چون خروجی این سنسورها باید دیجیتال باشد، معمولا از یک op-amp به صورت مقایسه گر استفاده می شود:

در سنسورهایی که برای تشخیص فاصله مورد استفاده قرار می گیرند خروجی دیگر به صورت یک بیت٠ یا ١نیست، بلکه یا به صورت یک عدد چند بیتی و یا به صورت ولتاژ آنالوگ است. نمونه ای از این سنسورها سنسور SHARP GP2D 12  است.

طرز کار این سنسور را با توجه به شکل زیر به طور خلاصه توضیح می دهیم:

فرستنده این سنسورها یک دسته پرتوی IR ارسال می کند که بعد از برخورد به مانع با توجه به زاویه بازتاب، فاصله مانع در فاصله cm 10-80 را تشخیص داده و به عددی 8 بیتی تبدیل می کند، سپس یک میکرو کنترولر این عدد را به ولتاژ تبدیل کرده و به خروجی می دهد.

 

تهیه و تنظیم : سیدخاموشی

درباره خازنها!

• آزمایش نشان می‌دهد که ظرفیت یک خازن به اندازه بار (q) و به اختلاف پتانسیل دو سر خازن (V) بستگی ندارد بلکه به نسبت q/v بستگی دارد.

• بار الکتریکی ذخیره شده در خازن با اختلاف پتانسیل دو سر خازن نسبت مستقیم دارد. یعنی: q a v

• ظرفیت خازن با فاصله بین دو صفحه نسبت عکس دارد. یعنی: C a 1/d

• ظرفیت خازن با مساحت هر یک از صفحات و جنس دی الکتریک (K )نسبت مستقیم دارد. یعنی: C a A و C a K

شارژ یا پر کردن یک خازن:

وقتی که یک خازن بی بار را به دو سر یک باتری وصل کنیم؛ الکترونها در مدار جاری می‌شوند. بدین ترتیب یکی ازصفحات بار (+)و صفحه دیگر بار (-) پیدا می‌کند. آن صفحه‌ای که به قطب مثبت باتری وصل شده ؛ بار مثبت و صفحه دیگر بار منفی پیدا می‌کند. خازن پس از ذخیره کردن مقدار معینی از بار الکتریکی پر می‌شود. یعنی با توجه به اینکه کلید همچنان بسته است؛ ولی جریانی از مدار عبور نمی‌کند و در واقع جریان به صفر می‌رسد. یعنی به محض اینکه یک خازن خالی بدون بار را در یک مدار به مولد متصل کردیم؛ پس از مدتی کوتاه عقربه گالوانومتر دوباره روی صفر بر می‌گردد. یعنی دیگر جریانی از مدار عبور نمی‌کند. در این حالت می‌گوییم خازن پرشده است. دشارژ یا تخلیه یک خازن ابتدا خازنی را که پر است در نظر می‌گیریم. دو سر خازن را توسط یک سیم به همدیگر وصل می‌کنیم. در این حالت برای مدت کوتاهی جریانی در مدار برقرار می‌شود و این جریان تا زمانی که بار روی صفحات خازن وجود دارد برقرار است. پس از مدت زمانی جریان صفر خواهد شد. یعنی دیگر باری بر روی صفحات خازن وجود ندارد و خازن تخلیه شده است. اگر خازن کاملاً پر شود دیگر جریانی برقرار نمی‌شود و اگر خازن کاملاً تخلیه شود باز هم جریانی برقرار نمی‌شود.

تأثیر ماده دی‌الکتریک در فضای بین دو صفحه موازی یک خازن:

وقتی که خازنی را به مولدی وصل می‌کنیم؛ یک میدان یکنواخت در داخل خازن بوجود می‌آید. این میدان الکتریکی بر توزیع بارهای الکتریکی اتمی عایقی که در درون صفحات قرار دارد اثر می‌گذارد و باعث می‌شود که دو قطبیهای موجود در عایق طوری شکل گیری کنند؛ که در یک سمت عایق بارهای مثبت و در سمت دیگر آن بارهای منفی تجمّع کنند. توزیع بارهایی که در لبه‌های عایق قرار دارند؛ بر بارهای روی صفحات خازن اثر می‌گذارد. یعنی بارهای منفی روی لبه‌های عایق؛ بارهای مثبت بیشتری را روی صفحات خازن جمع می‌کند؛ و همینطور بارهای مثبت روی لبه‌های عایق بارهای منفی بیشتری را روی صفحات خازن جمع می‌کند. بنابراین با افزایش ثابت دی الکتریک (K) می‌توان بارهای بیشتری را روی خازن جمع کرد و باعث افزایش ظرفیت یک خازن شد. با گذاشتن دی الکتریک در بین صفحات یک خازن ظرفیت آن افزایش می‌یابد. میدان الکتریکی درون خازن تخت در فضای بین صفحات خازن بار دار میدان الکتریکی یکنواختی برقرار می‌شود که جهت آن همواره از صفحه مثبت خازن به سمت صفحه منفی خازن است. اندازه میدان همواره یک عدد ثابت می‌باشد.

ادامه دارد...

 

برگرفته از : رشد ، صبحدم و Iranian From

تنظیم برای تبیان: سیدخاموشی

مدارهای خاص

فوتوترانزیستورها

همان طور که گفته شد، جریان در تاریکی و جریان در روشنایی یک فوتوترانزیستور با افزایش دما افزایش می یابند، مخصوصا جریان در تاریکی با افزایش دما به طور لگاریتمی افزایش می یابد، جریان تاریکی در حالت عادی در حد چند نانو آمپر است و می توان با استفاده از یک مقاومت بین پایه های base و emitter این جریان را بیشتر از این کم کرد. این کار علاوه بر کمتر شدن جریان های تاریکی و روشنایی باعث خطی تر شدن رابطه بین میزان روشنایی و جریان روشنایی می شود، مقدار مناسب برای RBE مقداری بیشتر از چند مگا اهم است:

شکل 1 : a  کاهش Id در اثر استفاده از RBE

 c و b) تغییر IL در اثر استفاده از RBE

حساسیت فوتوترانزیستور:

حساسیت فوتوترانزیستور از فوتودیود بیشتر است، چون دارای تقویت کننده داخلی است، اما این میزان حساسیت در اثر عوامل گوناگون تغییر می کند، لذا لازم است که از یک مقاومت متغیر (پتانسیومتر) برای تعیین میزان حساسیت استفاده شود:

شکل 2 : استفاده از پتانسیومتر برای تنظیم حساسیت فوتوترانزیستور

در شکل2 a مداری برای کنترل جریان یک ترانزیستور تقویت کننده می بینیم؛ جریان کلکتور فوتو ترانزیستور، بیس ترانزیستور تقویت کننده را کنترل می کند و تغییر در حساسیت فوتوترانزیستور توسط تغییر پتانسیومتر فیدبک متصل به امیتر انجام می شود.

در شکل2 b مداری برای کنترل ولتاژ ترانزیستور تقویت کننده می بینیم؛ جریان کلکتور فوتوترانزیستور ولتاژی برای کنترل بیس ترانزیستور بعدی ایجاد می کند و تغییر حساسیت فوتوترانزیستور توسط پتانسیومتر انجام می شود.

فوتودیود:

فوتو دیود معمولا به همراه IR LED به دو صورت مورد استفاده قرار می گیرد؛ به صورت دیجیتال و برای تشخیص وجود چیزی و به صورت آنالوگ و برای تشخیص مقدار نور محیط.

استفاده دیجیتال:

مهمترین مزیت فوتودیود سرعت پاسخ دهی مناسب آن است. به علت کوچک بودن جریان ایجاد شده در هنگام تابش نور معمولا ا ز FET(Field Effect Transistor) استفاده می شود (شکل 3-a ) , مدارهای تقویت کننده ی متداول دیگر در شکل های  3-b و 3-c نشان داده شده اند:

شکل 3 . مدارهای تقویت کننده متداول برای استفاده از فوتودیود.

استفاده ی آنالوگ:

با توجه به رابطه تقریبا خطی میان شدت نور تابشی و جریان در فوتودیود، این وسیله برای استفاده ی آنالوگ هم مناسب است. برای این منظور معمولا از تقویت کننده های متفاوت به شکل زیر استفاده می شود:

شکل 4. استفاده ی آنالوگ از فوتودیود.

ادامه دارد...

 

تهیه و تنظیم : سیدخاموشی

ماشینهای الکتریکی

وسایل تبدیل انرژی الكترومكانیكی گردان را ماشینهای الكتریكی می گویند

طبقه بندی ماشینهای الكتریكی

ماشینهای الكتریكی به دو طریق دسته بندی می شوند:

از نظر نوع جریان الكتریكی

الف - ماشینهای الكتریكی جریان مستقیم

ب - ماشینهای الكتریكی جریان متناوب

از نظر نوع تبدیل انرژی

الف - مولدهای الكتریكی كه انرژی مكانیكی را به انرژی الكتریكی تبدیل می كنند

ب - موتورهای الكتریكی كه انرژی الكتریكی را به انرژی مكانیكی تبدیل می كنند

به طور كلی ماشینهای الكتریكی جزء وسایل تبدیل انرژی غیر خطی هستند یعنی هر تغییر در ورودی همیشه به یك نسبت در خروجی ظاهر نمی شود.

مولد ساده جریان مستقیم:

یك مولد ساده جریان مستقیم از چهار قسمت اصلی زیر تشكیل شده است

1- قطبهای مغناطیسی: كه وظیفه ایجاد میدان مغناطیسی مولد را بعهده دارد و می تواند بصورت آهنربای دائم و یا آهنربای الكتریكی باشد

2- هادیها: برای ایجاد ولتاژ القایی به كار گرفته میشود

3- كموتاتور: در ساده ترین حالت از دو نیم استوانه مسی كه توسط میكا نسبت به یكدیگر عایق شده اند تشكیل می گردد، وظیفه یك طرفه كردن ولتاژ و جریان القایی را در خارج از مولد بعهده دارد.

4- جاروبك: جهت انتقال جریان الكتریكی از هادیها به مصرف كننده استفاده می شود

طرز كار مولد ساده جریان مستقیم:

با حركت هادیها در فضای ما بین قطبها باعث می شود میدان مغناطیسی توسط هادیها قطع شود بدین ترتیب مطابق پدیده القاء در هادیها ولتاژ القاء می شود. ابتدا و انتهای هر كلاف به یك نیم استوانه مسی یا یك تیغه كوموتاتور وصل می شود روی تیغه های كوموتاتور دو عدد جاروبك بطور ثابت قرار داشته و با حركت هادیها تیغه های كموتاتور زیر جاروبك می لغزند، بدین ترتیب در ژنراتورهای جریان مستقیم از طریق كوموتاتور ولتاژ القاء شده طوری به جاروبكها منتقل می شود كه همیشه یكی از جاروبكها دارای پلاریته مثبت و دیگری دارای پلاریته منفی است.

برای افزایش سطح ولتاژ القاء شده و بهبود یكسوسازی بمنظور داشتن ولتاژ با دامنه ثابت باید تعداد كلافها را افزایش داد و كلافها را به كمك تیغه های كوموتاتور سری كنیم.

ادامه دارد...

 

برگرفته از: سایت دانشگاه امیرکبیر و دانشجو

تنظیم برای تبیان: سیدخاموشی

خازنها و کاربرد آنها

خازن المان الکتریکی است که می‌تواند انرژی الکتریکی را توسط میدان الکترواستاتیکی (بار الکتریکی) در خود ذخیره کند خازنها در مدارهای الکتریکی بکار می‌روند. خازن را با حرف C که ابتدای کلمه capacitor است نمایش می‌دهند.

ساختمان داخلی خازن از دو قسمت اصلی تشکیل می‌شود:

الف – صفحات هادی

ب – عایق بین هادیها (دی الکتریک)

ساختمان خازن:

هرگاه دو هادی در مقابل هم قرار گرفته و در بین آنها عایقی قرار داده شود، تشکیل خازن می‌دهند. معمولاً صفحات هادی خازن از جنس آلومینیوم ، روی و نقره با سطح نسبتاً زیاد بوده و در بین آنها عایقی (دی الکتریک) از جنس هوا ، کاغذ ، میکا ، پلاستیک ، سرامیک ، اکسید آلومینیوم و اکسید تانتالیوم استفاده می‌شود. هر چه ضریب دی الکتریک یک ماده عایق بزرگ‌تر باشد آن دی الکتریک دارای خاصیت عایقی بهتر است. به عنوان مثال ، ضریب دی الکتریک هوا 1 و ضریب دی الکتریک اکسید آلومینیوم 7 می‌باشد. بنابراین خاصیت عایقی اکسید آلومینیوم 7 برابر خاصیت عایقی هوا است.

 انواع خازن:

الف- خازنهای ثابت • سرامیکی • خازنهای ورقه‌ای • خازنهای میکا • خازنهای الکترولیتی o آلومینیومی o تانتالیوم

ب- خازنهای متغیر • واریابل • تریمر انواع خازن بر اساس شکل ظاهری آنها 1. مسطح 2. کروی 3. استوانه‌ای انواع خازن بر اساس دی الکتریک آنها 1. خازن کاغذی 2. خازن الکترونیکی 3. خازن سرامیکی 4. خازن متغییر

ظرفیت

ظرفیت معیاری برای اندازه گیری توانایی نگهداری انرژی الکتریکی است. ظرفیت زیاد بدین معنی است که خازن قادر به نگهداری انرژی الکتریکی بیشتری است. واحد اندازه گیری ظرفیت فاراد است. 1 فاراد واحد بزرگی است و مشخص کننده ظرفیت بالا می‌‌باشد. باید گفت که ظرفیت خازن یک کمیت فیزیکی است و به ساختمان خازن وابسته است و به مدار و اختلاف پتانسیل بستگی ندارد

بنابراین استفاده از واحدهای کوچک‌تر نیز در خازنها مرسوم است. میکروفاراد µF، نانوفاراد nF و پیکوفاراد pF واحدهای کوچک‌تر فاراد هستند.

µ means 10-6 (millionth), so 1000000µF = 1F

n means 10-9 (thousand-millionth), so 1000nF = 1µF

p means 10-12 (million-millionth), so 1000pF = 1nF

خازن مسطح:

خازن مسطح (خازن تخت) دو صفحه فلزی موازی که بین آنها عایقی به نام دی الکتریک قرار دارد، مانند (هوا ، شیشه). با اتصال صفحات خازن به یک مولد می‌توان خازن را باردار کرد. اختلاف پتانسیل بین دو سر صفحات خازن برابر اختلاف پتانسیل دو سر مولد خواهد بود. ظرفیت خازن (C) نسبت مقدار باری که روی صفحات انباشته می‌شود بر اختلاف پتانسیل دو سر باتری را ظرفیت خازن گویند؛ که مقداری ثابت است.

C = kε0 A/d

C = ظرفیت خازن بر حسب فاراد

Q = بار ذخیره شده برحسب کولن

V = اختلاف پتانسیل دو سر مولد برحسب ولت

ε0 = قابلیت گذر دهی خلا است که برابر است با: 8.85 × 12-10 _ C2/N.m2

k (بدون یکا) = ثابت دی الکتریک است که برای هر ماده‌ای فرق دارد. تقریباً برای هوا و خلأ 1=K است و برای محیطهای دیگر مانند شیشه و روغن 1

A = سطح خازن بر حسب m2

d =فاصله بین دو صفه خازن بر حسب m

 

ادامه دارد...

 

منبع: صبحدم ، رشد

تنظیم برای تبیان: سیدخاموشی

مشخصه يک فوتوترانزيستور

در ادامه مبحث Photoresistor ها که در مورد مقاومت نوري و فوتو ترانزيستورها گفتگو شد اکنون مي خواهيم مقدار مناسب مقاومت RL را بيابيم. قبل از شروع محاسبات ابتدا چند مشخصه يک فوتوترانزيستور را که در datasheet موجود است بررسي مي کنيم:

1. جريان کلکتور در تاريکي : Id (Collector Dark Current) مقدار معمولي آن در حدود چند صد نانوآمپر است، در مورد RS-05FS که بعدا معرفي خواهد شد حداکثر uA 0.2 است.

2. جريان نشتي : Ill (Leakage Current) مقدار متداول آن نيز در حدّ جريان تاريکي است.

3. جريان روشنايي : Il (Light Current) معمولا مقدار آن بسيار بيشتر از Id و Ill است.

اکنون مي توانيم مقدار مناسب RL را بيابيم:

در محاسبه RL ابتدا به مقدار حداکثر ولتاژ منطقي که از سنسور مي خواهيم توجه مي کنيم، اگر اين ولتاژ را با VIH  نشان دهيم، با توجه به اين نکته که در حالت تاريکي جرياني که از کلکتور فوتوترانزيستور مي گذرد Ill + Id است، بيشينه پتانسيل خروجي از اين قسمت , VOH , برابر است با:

اکنون اين ولتاژ بايد در رابطه زير صدق کند:

اين کران بالايي براي RL را يافتيم. در مورد هر سنسور ديگر با مراجعه به datasheet و با توجه به خواسته هايمان مي توانيم مدار مورد نياز را طراحي کنيم.

اکنون تعدادي از اين مشخصات و وابستگي آن ها را به يکديگر و به شرايط محيط در مورد سنسور RS-05FS که ساختاري مشابه آن چه گفته شد دارد مي بينيم:

مدارهاي تقويت کننده ساده:

اين موضوع که سنسورها در برابر تغييرات محيط عکس العمل نشان مي دهند، در بسياري از مواقع فوق العاده مفيد است، اما در برخي اوقات اين عکس العمل چندان محسوس نيست، در اين گونه موارد براي استفاده مناسب، از تقويت کننده هايي استفاده مي کنيم در بيشتر موارد با توجه به نوع کاربرد، از تقويت کننده هاي خطي استفاده مي کنيم.

شايد ساده ترين نوع اين تقويت کننده ها همان چيزي باشد که تحت عنوان دارلينگتون ديديم در شکل زير دو نوع از اين پل را مي بينيم، در قسمت  a  يک پل را با استفاده از ترانزيستور NPN و در قسمت b يک پل را با استفاده از ترانزيستور PNP مي بينيم:

علاوه بر اين، در مدارهاي تقويت کننده بسياري از تقويت کننده هاي عملياتي (op-amp) استفاده مي شود که دو نوع متداول آن را مي بينيم:

ادامه دارد...

 

تهيه و تنظيم: سيدخاموشي

آشنایی با LCD

LCD ها ابزاری برای نمایش اطلاعاتی هستند که  شامل حروف و اعداد و همچنین برخی کاراکترهای گرافیکی می شود.

بطور معمول در تجربیات اولیه در نمایش اطلاعات دیجیتال از نمایشگرهای هفت قسمتی (seven segment) استفاده می شود که این نمایشگرها فقط ارقام (0 تا 9) و بعضی حروف مثل A b C را بصورت نه چندان زیبا نمایش می دهند. اما با بکارگیری LCD اطلاعات را بصورت زیبا و کاملتر می توان نمایش داد. البته استفاده از LCD برای مدارات ساده توصیه نمی شود و عموما آن را همراه با میکروکنترلر  یا CPU ها بکار می برند.

چیزی که از آن بعنوان LCD یاد می شود در واقع یک صفحه نمایشگر LCD مانند صفحه ماشین حساب است که همراه با آی سی کنترلر و مدارهای جانبی اش و عموما با لامپ پشت صفحه در یک بسته پیش ساخته عرضه می شود.

همانطور که گفته شد LCD دارای یک کنترلر است که با فرستادن اطلاعات به آن این اطلاعات را در صفحه ای که عموما به چند سطر و ستون تقسیم شده نمایش می دهد. مثلا برای نمایش حرف "M" کافیست کد اسکی این حرف را طبق یک پروتکل ساده به LCD ارسال کنیم. همچنین می توان دستوراتی از قبیل پاک کردن صفحه نمایش، جابجایی مکان نما، خاموش روشن کردن مکان نما و غیره را نیز به LCD ارسال کرد.

LCD ها از طریق مقدار اطلاعاتی که می توانند در صفحه نمایش بدهند انتخاب و خریداری می شوند. انواع معمول آن عبارتند از 16 ، 20 ، 32 و 40 کاراکتر در هر خط در 1 یا 2 یا 4 سطر. مثلا 2 در 16 یعنی صفحه دارای دو خط و هر خط 16 کاراکتر است. همچنین LCD مورد نظر می تواند همراه با لامپ پشت صفحه (back light) یا بدون آن انتخاب شود. LCD ها کاراکتر ها را در ماتریس های 5x7 pixel نمایش می دهند. در تصویر زیر یک نمونه 2 در 16 مشاهده می شود:

تقریبا همه LCD ها دارای 16 پایه هستند که 8 خط آن مربوط به فرستادن یا خواندن داده ها یا دستورالعمل ها می باشد.  پایه های دیگر خطوط کنترل و ولتاژهای تغذیه می باشند. لیست کامل خط ها بقرار زیر است:

شماره و نام خط  عملکرد

1- Vss زمین

2- Vcc ولتاژ 5 ولت برای کنترلر

3- Vee ولتاژ تنظیم درخشندگی(contrast)

4- RS  انتخابگر ثبات دستور / داده

5- RW  انتخابگر خواندن / نوشتن

6- Enable فعال کننده

7- 14 Bus 8 خط گذرگاه داده یا دستور

15- ولتاژ 5 ولت برای لامپ پشت صفحه

16- زمین برای لامپ پشت صفحه

ادامه دارد...

 

برگرفته از : صبحدم و دانشجو و رشد

تنظیم برای تبیان: سیدخاموشی

فوتو ترانزیستور، فوتودیود و فوتودارلینگتون

در مطلب قبل گفتیم که شاید متداول ترین نوع قطعات گیرنده نوری وسایلی هستند که بخش عمده آن ها را یک تقاطع PN تشکیل داده است فوتوترانزیستور ها، فوتودیود ها و فوتودارلینگتون ها از این دسته اند

این قطعات اگر به طور مستقیم بایاس شوند، در اثر تابش نور به آن ها افزایش جریان عبوری از آن ها نا چیز است اما اگر به طور معکوس بایاس شوند، قضیه کاملا متفاوت است؛ در این حالت در تاریکی جریانی که از آن می گذرد بسیار کم است اما با تابش نور به آن جریان زیادی از آن می گذرد.

این خاصیت را با افزودن  یک نیمه رسانای ذاتی بین نواحی N و P دیود افزایش داد. در این صورت به این قطعات PIN دیود می گویند.(مطابق شکل روبه رو)

یک فوتوترانزیستور نیز در حالت فعال به صورت معکوس بایاس می شود و توانایی تقویت جریان base  را دارد. به عبارت دیگر هنگامی که نور به فوتو ترانزیستور می تابد، جریانی از emitter به collector از آن می گذرد. شکل زیر ساختار فوتو ترانزیستور و نماد آن را نشان می دهد

با اضافه کردن یک ترانزیستور دیگر به یک پل دارلینگتون می رسیم که قابلیت تقویت آن از ترانزیستور معمولی بیشتر است.

اکنون به بررسی این گیرنده ها در مدار می پردازیم، این بررسی را با فوتوترانزیستور انجام می دهیم، ولی همه جا می توان به جای آن فوتودیود یا فوتودارلینگتون هم قرار دهیم.

متداول ترین مدار سنسورهای نوری مداری به شکل زیر است:

هنگامی که صفحه ای که می خواهیم وجود آن را تشخیص دهیم بین گیرنده و فرستنده قرار می گیردفوتو ترانزیستور خاموش می شود و Voutput  افزایش می یابد، از طرف دیگر هنگامی که مانعی وجود نداشته باشد فوتوترانزیستور روشن می شود و Voutput کاهش می یابد به این ترتیب می توانیم وجود مانع را تشخیص دهیم اکنون می خواهیم مقادیر مناسب RL و RE را بیابیم برای یافتن مقدار مناسب RE به دو خاصیت مهم LED فرستنده احتیاج داریم ؛ (forward voltage) Vf که میزان افت پتانسیل در آن است وقتی جریانی در حد متداول از آن می گذرد و مقدار متداول آن حدود 1.3V است و  (forward current)

If جریان متداول عبوری از LED که حدود 10MA است. با توجه به این مقادیر و با کمی محاسبه مقدار مناسب مقاومت های مجهول را  می یابیم؛ با توجه به شکل جریان If با:

باید توجه کرد که میان  If  و شدت نور تابشی رابطه ی مستقیم برقرار است، لذا در انتخاب مقدار RE مناسب باید دقت کرد.

ادامه دارد...

مقاومت نوری

مقاومت های نوری از نیمه هادی های خاص ساخته می شوند. همان طور که می دانیم مقاومت نیمه هادی ها به تعداد حاملان بار آزاد در آن ها بستگی دارد

می دانیم که تعداد حاملان آزاد بار در یک نیمه رسانا با افزایش دما زیاد می شود، اکنون باید توجه کنیم که علاوه بر افزایش دما تابش نور با بسامد مناسب هم باعث افزایش این حاملان می شود. برای فهمیدن مفهوم بسامد مناسب، مفهوم دیگری به نام band gap را مطرح می کنیم؛ که عبارت است از تفاوت انرژی بین نوار ظرفیت و نوار رسانش و به عبارت دیگر انرژی لازم برای ایجاد الکترون آزاد و حفره های جدید. در عمل band gap حد پایینی برای انرژی پرتوی تابشی مورد نیاز برای تغییر مقاومت است و پرتوی تابشی باید در رابطه hf > Eg صدق کند که در آن h ثابت پلانک و f بسامد پرتوی فرودی و Eg انرژی band gap است. جدول زیر Eg را برای چند نوع ماده ی معمول مقایسه می کند:

نام نیمه هادی	Eg بر حسب ev در 300 K
سولفید کادمیوم(Cds)	2.4
فسفید کادیوم(CdP)	2.2
سلنید کادمیوم(CdSe)	1.7
آرسنید گالیوم(GaAs)	1.4
سیلیسیوم(Si)	1.1
ژرمانیوم(Ge)	0.7
آرسنید ایندیم(InAs)	0.43
سولفید سرب(PbS)	0.37
تلرید سرب(PbTe)	0.29
سلنید سرب(PbSe)	0.26
آنتیمود ایندیم (InSb)	0.23

 

معمولا بیشینه حساسیت مقاومت های نوری در بسامدی کمی بیشتر از بسامدی است که از جدول بالا به دست می آید و به ازای بسامد های بیشتر و کمتر حساسیت به شدّت افت پیدا می کند. نمودار زیر حساسیت CdS ، CdTe ، CdSe  را بر حسب طول موج نشان می دهد:

در عمل بیشتر مقاومت های نوری از سولفید کادمیوم ساخته می شوند.

فوتو ترانزیستور، فوتودیود و فوتودارلینگتون:

شاید متداول ترین نوع قطعات گیرنده نوری وسایلی هستند که بخش عمده آن ها را یک تقاطع PN تشکیل داده است. فوتوترانزیستور ها، فوتودیود ها و فوتودارلینگتون ها از این دسته اند. در شکل زیر تعدادی از این قطعات را می بینیم

این قطعات اگر به طور مستقیم بایاس شوند در اثر تابش نور به آن ها افزایش جریان عبوری از آن ها نا چیز است اما اگر به طور معکوس بایاس شوند، قضیه کاملا متفاوت است؛ در این حالت در تاریکی جریانی که از آن می گذرد بسیار کم است اما با تابش نور به آن جریان زیادی از آن می گذرد.

این خاصیت را با افزودن با افزودن یک نیمه رسانای ذاتی بین نواحی N و P دیود افزایش داد. در این صورت به این قطعات PIN دیود می گویند.

ادامه دارد...

 

تهیه و تنظیم: سیدخاموشی

رگولاتور چیست؟

رگولاتور قطعه است که در ساخت مدارات الکترونیکی کاربردهای فراوانی دارد در حقیقت رگولاتورهای ولتاژ، نوعی از نیمه رساناها هستند که برای تنظیم ولتاژ طراحی شده اند

رگولاتورها در یک دسته بندی کلی به 3بخش زیر تقسیم می شوند:

 

1. رگولاتورهای ولتاژ خروجی ثابت مثبت:که خروجی انها یک عدد ثابت و غیر قابل تغییر + می باشد که نام گذاری آنها نیز به صورت 78XX یا L78XX یا M78XX می باشد.2 رقم سمت راست که به صورت XX نشان داده شده نشان دهنده ولتاژ خروجی است. مثلاً ولتاژ خروجی رگولاتور 7805 ، 5 ولت می باشد و همچنین L یا M هم نشان دهنده  حداکثر جریان دهی آن است

(L= تا 1 آمپر ،=M تا 1.5 آمپر)

2. رگولاتورهای ولتاژ خروجی ثابت منفی: که خروجی آنها یک عدد ثابت منفی و غیر قابل تغییر – می باشد که نامگذاری انها به صورت 79XX می باشد.

3. رگولاتورهای ولتاژ خروجی متغیر: به وسیله این رگولاتورها می توان ولتاژ خروجی را کنترل کرد. معروف ترین و پر کاربردترین نوع خروجی + آنها LM317 و LM138 وLM338 و خروجی – آنهاLM337 می باشد. این قطعه برای ره اندازی نیاز به یک مدار جانبی مختصر دارد.

این رگولاتورها 3 پایه دارند. مثبت + ، خروجی، زمین یا - ( قطب – منبع تغذیه را زمین نیز می گوییم(Gnd))

در رگولاتورهای سری 78XX ولتاژ ورودی باید حداقل دو یا سه ولت بیشتر از خروجی آنها باشد. حداقل ولتاژ ورودی و همچنین ولتاژ خروجی آنها در زیر به طور مختصر آمده است:

حداقل ولتاژ ورودی----------------------- ولتاژ خروجی -----------------------شماره مدل

7.3---------------------------------------------5------------------------------------7805

11.5-------------------------------------------9------------------------------------7809

14.6-------------------------------------------12-----------------------------------7812

21---------------------------------------------18-----------------------------------7818

27.1------------------------------------------21------------------------------------7824

امواج التراسونيک وکاربردهای وسیع آن:

انسان قادر است موج های صوتی با فرکانس 20 تا 20000 سيکل در ثانيه را بشنود موج های صوتی با فرکانس کمتر از 20 سيکل در ثانيه را اينفراسونيک ( فرو صوت ) و  به دسته ای از امواج مکانيکی  که فرکانس نوسانشان بيش از محدوده شنوايی انسان ( 20KHz ) باشد امواج اولتراسونيک ( فرا صوت ) گفته می شود . اين امواج بدليل خواصی که دارند کاربردهای متنوع وبعضاَ جالبی دارند . با محاسبه ای  ساده می توان دريافت که اگر نقطه ايی با فرکانس 25 کيلوهرتز و دامنه 10 ميکرومتر نوسان کند شتاب آن بالغ بر 25 هزار برابر شتاب ثقل می شود . اين شتاب و به طبع آن سرعت بالا در مايعات باعث ايجاد کاويتاسيون می شود و در هنگام انفجار حباب های ايجاد شده فشاری در حدود 200 بار ايجاد می گردد . از طرف ديگر  اگر حرکت  نسبی با مشخصات فوق ميان دو سطح جامد برقرار شود ازدياد دما باعث جوش خوردن دو سطح به يکديگر می شود که Ultrasonic Welding می باشد.

امواج صوتی که کاربرد صنعتی دارند  حداکثر 100,000 سيکل در ثانيه است .  موج اولتراسونيک با عبور يک جريان الکتريکی (  معمولاً 60 سيکل متناوب ) از يک ژنراتور مناسب که مبدل Transducer نام دارد ايجاد ميشود.

موج اولتراسونيک به وجود آمده معمولاً با همکاری يک مايع ( مثلاً در تميز کردن قطعات يا کاربردهای کنترل کيفيت )  کار انجام می دهد .

مجموعه های اولتراسونيک معمولا از سه بخش کلی تشکيل می شوند :

 1- مبدل                2- بوستر              3- تقويت کننده يا هورن

مبدل نقش توليد امواج مکانيکی و تبديل انرژی الکتريکی به مکانيکی را دارد .

بوستر و تقويت کننده نيز وظيفه انتقال و تقويت دامنه حرکت و رساندن آن به مصرف کننده را به عهده دارند . 

کاربرد اولتراسونیک در پزشکی:

۱. كاربرد تشخيصي (سونوگرافي)

۲. بيماريهاي زنان و زايمان (Gynocology) مانند بررسي قلب جنين ، اندازه ‌گيري قطر سر (سن جنين) ، بررسي جايگاه اتصال جفت و محل ناف ، تومورهاي پستان.

۳. بيماريهاي مغز و اعصاب (Neurology) مانند بررسي تومور مغزي ، خونريزي مغزي به صورت اكوگرام مغزي يا اكوانسفالوگرافي.

۴. بيماريهاي چشم (ophthalmalogy) مانند تشخيص اجسام خارجي در درون چشم ، تومور عصبي ، خونريزي شبكيه ، اندازه ‌گيري قطر چشم ، فاصله عدسي از شبكيه.

۵. بيماريهاي كبدي (Hepatic) مانند بررسي كيست و آبسه‌ كبدي.

۶. بيماري‌هاي قلبي (cardology) مانند بررسي اكوكار ديوگرافي.

۷. دندانپزشكي مانند اندازه‌گيري ضخامت بافت نرم در حفره‌هاي دهاني.

۸. اين امواج به علت اينكه مانند تشعشعات يونيزان عمل نمي‌كنند. بنابراين براي زنان و كودكان بي‌خطر مي‌باشند.

۹. كاربرد درماني (سونوتراپي)

کاربرد های ديگر اولتراسونيک :

1- يکی از کاربردهای اصلی اولتراسونيک تقويت اثر پاک کنندگی محلول های شيميايی است . هنگامی که موج اولتراسونيک  از محلول تميز کننده عبور می کند در آن حباب های ميکروسکوپی از بخار ايجاد می شود . اين حباب ها در هر ثانيه تقريباً 20,000 مرتبه تشکيل شده و از بين می روند . در اثر اين پديده ، فشار موضعی حدود 10,000psi و حرارت زياد توليد می شود .

حباب های توليد شده به سطح قطعه کار ضربه زده و کليه آلودگی های سطح ، روغن ، گريس و براده ها را پاک می کنند .

2- يکی از بهترين روش های غير مخرب ، آمون غير مخرب اولتراسونيک در خطوط توليد پيوسته و اتوماتيک  ، برای کنترل يکپارچگی ساختار قطعات است . با روش اولتراسونيک ، ترک هايی  به کوچکی 6.25 * 0.025 ميليمتر را می توان پيدا کرد .

3- امواج صوتی را برای جوش دادن فلزات به غير فلزات را نيز می توان به کار برد . به روش اولتراسونيک می توان عمليات جوشکاری  دقيق و محکم بين مواد غير مشابه را با موفقيت انجام داد .

4- اين امواج كاربردهاي وسيعي در توليدات صنعتي، پزشكي، كشاورزي، باستان شناسي، ژئولوژي، مخابرات و عيب يابي و تصويرسازي درون اشياء دارند.


-------------------------------------------

التراسونیک (ULTRASONIC) :
ضخامت سنج التراسونیک جهت اندازه گیری ضخامت پوشش بر روی پایه های غیر فلزی بدون تخریب پوشش استفاده می شود. پراب دستگاه شامل یک ایجاد کننده امواج التراسونیک (Transducer) میباشد که یک پالسی را در سرتاسر پوشش می فرستد. پالس فرستاده شده از پایه به طرف Transducer منعکس می شود و به یک سیگنال الکتریکی با فرکانس بالا تبدیل می شود. موج پژواک داده شده جهت تعیین ضخامت پوشش اندازه گیری و آنالیز میشود.
در این روش میزان ضخامت پوشش از رابطه زیر به دست می آید :
d= vt/2
d : فاصله سطح تا قسمت جدایش ( ضخامت پوشش )
V : سرعت امواج صوت در ماده
T : زمانی که این مسافت طی شده است .

 

     دستگاه Ultrasonic : دستگاهی است كه امواجی با فركانس خیلی بالا تولید می كند كه فركانسش بیشتر از آستانه شنوایی است .(In fra sound 20 -20 .000 Hz) و فركانس در ultrasonic test معادلMHz 0.5 - 10  می باشد .

 این دستگاه قادر است عیوب یا ناپیوستگی های ریز كه معادل نصف طول موجش است را نشان دهد .

 نصف طول موج = ناپیوستگی های قابل تشخیص در UT .

 در مقابل ترنس ویوسر دستگاه 3 ناحیه وجود دارد :

   1.
       Far field 
   2.
       Near field     
   3.
       Dead zone

  •  منطقه Near zone مكانی است كه اگر ناپیوستگی ها در این منطقه قرار گیرند بصورت واضح و دقیق توسط دستگاه قابل تشخیص نمی باشد ( و این یكی از معایب روشUT می باشد ) .


  •  منطقه Far field or Far zone منطقه ای است كه عیوب با دقت بالایی قابل تشخیص می باشند در این منطقه صوت حالت واگرایی دارد كه این زاویه واگرایی به عواملی چون طول موج و قطر كریستال پراب و فركانس وابسته می باشد كه با طول موج رابطه مستقیم و با فركانس و قطر كریستال پراب رابطه معكوس دارد . 




 توضیحاتی درباره پراب ها و دستگاههای ultrasonic

  دستگاههای آنالوگ و دیجیتال و پراب های Angle و Normal :

  دستگاههای به دوصورت تقسیم می شوند :

    *
      آنالوگ : در صنعت كاربرد چندانی ندارند بدلیل آنكه سرعت كاركردن با دستگاه كم است . ازاین دستگاه بیشتردرآموزشهای Ultrasonic testing و كارهای آزمایشگاهی استفاده می شود .
    *
      دیجیتال : بدلیل راحت و آسان بودن سیستم دستگاه و سرعت بالا برای كار, از این نوع دستگاه در صنعت استفاده می شود .

 

   انواع پراب ها




  1.
      Angle ( پراب های زاویه دار ) : اغلب استفاده این پراب در تست و بازرسی جوش است .
   2.
      Normal ( پراب های نرمال ) : اغلب استفاده این پراب ها برای تست و بازرسی سطوح است و برای تست جوش استفاده نمی شود .



Pulse - Echo ( برگشت صوت ) : در این روش تنها یك پراب استفاده می شود كه هم فرستنده و هم گیرنده صوت است .

 Through Transmissian ( انتقال صوت ) : در این روش 2 پراب استفاده می شود كه یكی فرستنده و دیگری گیرنده صوت است .

                    

 نوع انتقال صوت در پراب ها به دو صورت است :

    •  پالس كوتاه Short pulse     

    •  موج متوالی Continuous wave

 

 بلوكهای مرجع برای كالیبراسیون پراب های Normal و Angle

در روش ultrasonic testing

 

  بلوك های مرجع (Reference block)   

    *
       بلوك V1 یا ll W .                   
    *
      بلوك V2 یا Az .

 - از این بلوك ها در كالیبراسیون پراب های Angle , Normal استفاده می شود .

 - ضخامت های این بلوك ها متفاوت است مثلا بلوك V2 دارای ضخامت هایی چون 12mm , 20mm است و ضخامت بلوك V1 معادل 25mm است .

 - شعاع كرو در بلوك  25mm , 50 mm V2 است .

 كه 25mm شعاع كرو كوچك و 50mm شعاع كرو بزرگ است .

- شعاع كرو در بلوك V1 معادل 100mm است .





 

   روشهای test و بازرسی قطعات توسط دستگاههای ultrasonic

 

 روش تماسی  Contact testing

    *
      در روش تست تماسی ترنس دیوسر مستقیم روی نقطه تحت تست قرار می گیرد چون دانسیته هوا كم است یك نوع عایق صوتی به حساب می آید و بخاطر همین از موادی چون : گریس - روغن - آب و ... دربین اتصال ترنس دیوسر با قطعه استفاده می شود .

 روش غوطه وری Immersian testing

    *
       در روش غوطه وری قطعه تحت تست و ترنس دیوسرهردو در داخل یك تانك كه از آب پشده قرار می گیرد . در این روش سرعت تست بالا است و اغلب در جاهایی كه سرعت كار مهم است از این روش استفاده می كنیم .

 

 آیتم های مهم در ultrasonic

                         1 - كالیبراسیون فاصله پراب نرمال ( Normal )                                                     

                         2 - كالیبراسیون فاصله برای پراب زاویه دار (Angle )

                         3 - تعیین شاخص پراب

                         4 - تعیین زاویه پراب

                         5 - تعیین محل SDH روی بلوك مرجع

                          6 - قدرت تفكیك resolution

                          7 - Amplitud control lineritiy

                           8 - screen light lineritiy

                           9 - منحنی   DAC

                           10 - ضخامت مولد

                           11 - زاویه انحراف

                           12 - خطی بودن محور افقی

 

   استانداردهای مورد استفاده در Ultrasonic testing

 استانداردهای كاربردی در NDT و جوشكاری

   1.
       AWS A1.1 : راهنمای سیستم های اندازه گیری متریك در صنایع جوشكاری .
   2.
       AWS A2.4 :استاندارد علائم و نشانه هادر جوشكاری , لحیم كاری و تست های غیر مخرب .
   3.
       AWS A3.0 : استاندارد واژه ها و اصطلاحات جوشكاری .
   4.
       AWS B1.10 : راهنمای بازرسی غیر مخرب جوش .
   5.
       AWS B1.11 : راهنمای بازرسی چشمی جوش .
   6.
       ANSI Z49.1 : ایمنی در جوشكاری , برشكاری و فرآیندهای وابسته .
   7.
       AWS QC1 : استاندارد AWS برای تایید صلاحیت بازرسین جوش .
   8.
       AWS D1.1 : كد ساخت سازه های فولادی جوشكاری شده .
   9.
       AWS D1.5 : استاندارد ساخت پل های فلزی جوشكاری شده .
  10.
       AWS D15.1 : استاندارد جوشكاری راه آهن و لوكوموتیو .
  11.
       AWS B5.11 : استاندارد تایید صلاحیت مفسرین رادیوگرافی .
  12.
       SNT - TC - 1A : راهنمای تایید صلاحیت پرسنل NDT كه توسط انجمن آزمایشات غیر مخرب آمریكا تهیه شده است

http://www.iran-eng.com

http://www.robot-standards.org

http://www.innovations-report.com

http://www.roboticsworld.com

http://www.techno-sommer.com

http://msdn.microsoft.com/robotics

http://www.societyofrobots.com

http://www.euron.org

http://www.tam.co.ir/farsi/default.aspx

http://robotics.kavoshkadeh.ir

http://moji24.blogfa.com

http://www.isravision.com

http://www.robotsltd.co.uk

http://www.used-robots.com

http://www.easy-rob.de

http://www.parallax.com

http://www.zagrosrobotics.com

http://www.robot-electronics.co.uk

http://roboworld.com.sg

http://www.robots.net

http://www.roboticstrends.com

http://www.roboticsonline.com

http://www.robotbooks.com

http://www.cmu.edu

http://www.thetech.org/robotics

http://www.cc.gatech.edu/ai/robot-lab

http://www.ornl.gov/info/library/robotics.htm

http://www.jeffbots.com/realbots.html

http://www.robotics.com/resources.html

http://www.gorobotics.net

http://robots.epson.com

http://www.kuka.com

http://www.comau.com

http://www.abb.com/robotics

http://www.bara.org.uk

http://www.robotics.or.kr/english

http://www.robotics.org

http://www.ifr.org

http://www.jara.jp

www.irobot.com

www.cloob.com

Roboedukia.blogsky.com

creativerobots.blogfa.com

www.Iranika.ir

www.RoboEQ.com

www.AryaRobot.com

www.MyRobot.ir

www.IranMedar.com

www.robocup.org

www.wroboto.org

www.active-robots.com

www.iranopen2008.ir

PARTS AND MATERIALS

• Sensitive meter movement (Radio Shack catalog # 22-410)
• Selector switch, single-pole, multi-throw, break-before-make (Radio Shack catalog # 275-1386 is a 2-pole, 6-position unit that works well)
• Multi-turn potentiometers, PCB mount (Radio Shack catalog # 271-342 and 271-343 are 15-turn, 1 kΩ and 10 kΩ "trimmer" units, respectively)
• Assorted resistors, preferably high-precision metal film or wire-wound types (Radio Shack catalog # 271-309 is an assortment of metal-film resistors, +/- 1% tolerance)
• Plastic or metal mounting box
• Three "banana" jack style binding posts, or other terminal hardware, for connection to potentiometer circuit (Radio Shack catalog # 274-662 or equivalent)

The most important and expensive component in a meter is the movement: the actual needle-and-scale mechanism whose task it is to translate an electrical current into mechanical displacement where it may be visually interpreted. The ideal meter movement is physically large (for ease of viewing) and as sensitive as possible (requires minimal current to produce full-scale deflection of the needle). High-quality meter movements are expensive, but Radio Shack carries some of acceptable quality that are reasonably priced. The model recommended in the parts list is sold as a voltmeter with a 0-15 volt range, but is actually a milliammeter with a range ("multiplier") resistor included separately.

It may be cheaper to purchase an inexpensive analog meter and disassemble it for the meter movement alone. Although the thought of destroying a working multimeter in order to have parts to make your own may sound counter-productive, the goal here is learning, not meter function.

I cannot specify resistor values for this experiment, as these depend on the particular meter movement and measurement ranges chosen. Be sure to use high-precision fixed-value resistors rather than carbon-composition resistors. Even if you happen to find carbon-composition resistors of just the right value(s), those values will change or "drift" over time due to aging and temperature fluctuations. Of course, if you don't care about the long-term stability of this meter but are building it just for the learning experience, resistor precision matters little.

CROSS-REFERENCES

Lessons In Electric Circuits, Volume 1, chapter 8: "DC Metering Circuits"

LEARNING OBJECTIVES

• Voltmeter design and use
• Ammeter design and use
• Rheostat range limiting
• Calibration theory and practice
• Soldering practice

SCHEMATIC DIAGRAM

ILLUSTRATION

INSTRUCTIONS

First, you need to determine the characteristics of your meter movement. Most important is to know the full scale deflection in milliamps or microamps. To determine this, connect the meter movement, a potentiometer, battery, and digital ammeter in series. Adjust the potentiometer until the meter movement is deflected exactly to full-scale. Read the ammeter's display to find the full-scale current value:

Be very careful not to apply too much current to the meter movement, as movements are very sensitive devices and easily damaged by overcurrent. Most meter movements have full-scale deflection current ratings of 1 mA or less, so choose a potentiometer value high enough to limit current appropriately, and begin testing with the potentiometer turned to maximum resistance. The lower the full-scale current rating of a movement, the more sensitive it is.

After determining the full-scale current rating of your meter movement, you must accurately measure its internal resistance. To do this, disconnect all components from the previous testing circuit and connect your digital ohmmeter across the meter movement terminals. Record this resistance figure along with the full-scale current figure obtained in the last procedure.

Perhaps the most challenging portion of this project is determining the proper range resistance values and implementing those values in the form of rheostat networks. The calculations are outlined in chapter 8 of volume 1 ("Metering Circuits"), but an example is given here. Suppose your meter movement had a full-scale rating of 1 mA and an internal resistance of 400 Ω. If we wanted to determine the necessary range resistance ("R_multiplier") to give this movement a range of 0 to 15 volts, we would have to divide 15 volts (total applied voltage) by 1 mA (full-scale current) to obtain the total probe-to-probe resistance of the voltmeter (R=E/I). For this example, that total resistance is 15 kΩ. From this total resistance figure, we subtract the movement's internal resistance, leaving 14.6 kΩ for the range resistor value. A simple rheostat network to produce 14.6 kΩ (adjustable) would be a 10 kΩ potentiometer in parallel with a 10 kΩ fixed resistor, all in series with another 10 kΩ fixed resistor:

One position of the selector switch directly connects the meter movement between the black Common binding post and the red V/mA binding post. In this position, the meter is a sensitive ammeter with a range equal to the full-scale current rating of the meter movement. The far clockwise position of the switch disconnects the positive (+) terminal of the movement from either red binding post and shorts it directly to the negative (-) terminal. This protects the meter from electrical damage by isolating it from the red test probe, and it "dampens" the needle mechanism to further guard against mechanical shock.

The shunt resistor (R_shunt) necessary for a high-current ammeter function needs to be a low-resistance unit with a high power dissipation. You will definitely not be using any 1/4 watt resistors for this, unless you form a resistance network with several smaller resistors in parallel combination. If you plan on having an ammeter range in excess of 1 amp, I recommend using a thick piece of wire or even a skinny piece of sheet metal as the "resistor," suitably filed or notched to provide just the right amount of resistance.

To calibrate a home-made shunt resistor, you will need to connect the your multimeter assembly to a calibrated source of high current, or a high-current source in series with a digital ammeter for reference. Use a small metal file to shave off shunt wire thickness or to notch the sheet metal strip in small, careful amounts. The resistance of your shunt will increase with every stroke of the file, causing the meter movement to deflect more strongly. Remember that you can always approach the exact value in slower and slower steps (file strokes), but you cannot go "backward" and decrease the shunt resistance!

Build the multimeter circuit on a breadboard first while determining proper range resistance values, and perform all calibration adjustments there. For final construction, solder the components on to a printed-circuit board. Radio Shack sells printed circuit boards that have the same layout as a breadboard, for convenience (catalog # 276-170). Feel free to alter the component layout from what is shown.

I strongly recommend that you mount the circuit board and all components in a sturdy box, so that the meter is durably finished. Despite the limitations of this multimeter (no resistance function, inability to measure alternating current, and lower precision than most purchased analog multimeters), it is an excellent project to assist learning fundamental instrument principles and circuit function. A far more accurate and versatile multimeter may be constructed using many of the same parts if an amplifier circuit is added to it, so save the parts and pieces for a later experiment!