خانه > الکترونیک ، برق > دوره ی تکمیلی

دوره ی تکمیلی


خوب به قول مرحوم سعدی «الکریم اذا وعد، وفا» … یعنی وقتی یک نفر جوانمرد – مثل ما – اقدام به دادن یک وعده مینماید بالاخره آن را به مرحله اجرا هم در می آورد! یعنی ممکن است بگوید می آیم بعد نیاید اما بالاخره کار را شروع میکند به چه قشنگی… اصولا ما چون خیلی به جناب شیخ اجل ارادت داریم خواستیم به ضمن نوشتن مطالب روبوتیک به برخی از نصایح ارزشمند ایشان هم به شکل زیرجولکی عمل کرده باشیم! حالا که از سعدی صحبت شد این را هم بگویم که اصولا دوره های روبوتیک تبیان دیر و زود دارند اما سوخت و سوز ندارند!
خوب بعد از این مقدمه بی مزه میخواهیم با هم اولین مطلب دوره تکمیلی رو شروع کنیم و از هفته دیگر هر شنبه هم قضیه رو ادامه بدهیم. منتها قبل از ادامه هم یک توضیح مختصری در مورد این دوره تکمیلی به عرض حضور انور همه شما برسونم تا بهتر بدونیم قراره اینجا چه اتفاقاتی بیفته.
نکته اول اینکه توی اسفند ماه مسابقات مهندسی خرد – حلی کاپ – برگزار میشه، دبیرستان علامه حلی بخشهای روبوتیک این مسابقه رو غالبا به مسابقه ایران اوپن منتقل کرده که توی اردیبهشته، پس از همینجا معلوم میشه که ما داریم واسه ایران اوپن این مطالبو مینویسیم تا گروهایی که میخوان تو مسابقات دانش آموزی اونجا شرکت کنن بتونن با ما همراه باشن. مسابقات حلی کاپ عملا فقط مسابقه آتش نشان رو حفظ کرده که خیلی سطح بالا است و جز مسابقات سخته توی این دوره تکمیلی قراره در ادامه مطالب الکترونیک دوره پیش حدود 10 جلسه دیگه باهم داشته باشیم و در آخر دوره هم یک کارسوق دیگه برگزار کنیم. مباحث اصلی این دوره بیشتر روی الکترونیک دیجیتال و آنالوگه و سر آخر به مباحث مدار منطقی ختم میشه، یک جورهایی فاصله بچه های دوره الکترونیک و مدارمنطقی تابستون گذشته قراره پر بشه و بعد هم سری درسهای موجود روی سایت به صورت یک پارچه در بیاد و همه بتونن از اونا برای کاراشون استفاده ببرن.
توی این دوره دیگه از کیت خبری نیست و شما باید خودتون مدار ها رو ببندین، ولی گیربکس و موتور و درایوری رو که از کیتهای آموزش روبوتیک براتون مونده رو میتونین استفاده کنین که حالا توی درسها جایگاه استفاده از اونا رو نشون میدیم. در ضمن از این به بعد من و بقیه همکاران هفته ای هشت روز توی اینترنتیم و هم به سوالهای شما جواب میدیم و هم توی بحث ها شرکت میکنیم، سعی کنید سوالاتتون رو بیشتر توی تالار های گفتگو بذارین که بقیه هم از جواب ها استفاده ببرن…
توی این دوره سعی میشه که مطالب کمی علمی تر گفته بشه و در هر درس چند تا مسئله نیز حل کنیم . همچنین سعی خواهیم کرد کارهای عملی شما را نیز بیشتر کنیم . در هر درس یک یا دو آزمایش برای شما مطرح می کنیم وسعس خواهیم کرد در پایان هر بخش شما یک وسیله بسازید و با آن چند آزمایش انجام بدهید . این درس شامل دو مسئله و یک آزمایش است . نظرات خودتون را در مرود این شیوه علمی و عملی تر جدید حتماً اعلام کنید نتایج آزمایشها را در تالارهای گفتگو اعلام کنید و یا برای ما بفرستید و سوالات آخر هر درس را در تالارهای گفتگو جواب بدهید خوب این یه توضیح مختصر، دیگه بریم سراغ اولین درس:
از قدیم الایم هرگاه بحث از الکترونیک و مدارات الکترونیکی می شود بحث را با جناب دیود و کاربدهای آن شروع می کنند دیود را فکر می کنم که یادتان باشد دیود یک وسیله یک طرف کننده جریان الکتریکی بود ( البته هنوز هم هست ) . دیود ها را به صورت یک فلش نشان می دهند جهت فلش جهتی است که جریان می تواند عبور کند چنانچه جریانی خلاف جهت به دیود اعمال شود دیود اجازه عبور جریان را نخواهد داد و جریان قطع می شود . در بازاز معمولا دیودها را به صورت یک میله باریک که یک سر آن یک نوار سیاه یا سفید قرار دارد . عرضه می کنند شکل زیر نشان دهنده نماد دیود در مدارات وشکل واقعی آن است.

دو پایه دیود را آند و کاتد می نامند . با توجه به شکل و توضیحاتی که داده شد بگویید که جریان می تواند از پایه آند به کاتد برود یا از پایه کاتد به آند . …………افرین بر شما جریان از آند به کاتد جاری میشود مسئله 1) در شکل زیر جریان دو مسیر 1 و 2 را برای عبور دارد به نظر شما جریان از کدام شاخه عبور خواهد کرد .

همانطور که از گذشته یادتان هست جریان از طرف مثبت منبع تغذیه ( باطری ) خارج شده و به سمت مدار حرکت می کند جریان از شاخه 1 که جهت دیود در راستای آن است عبور می کند اما از شاخه 2 عبور نخواهد کرد . البته این بدان معنی نیست که هیچ جریانی عبور نخواهد کرد جریان بسیار اندکی از شاخه 2 نیز عبور خواهد کرد که این جریان آنقدر کوچک است که از آن صرفه نظر می کنیم . مدار بالا توسط نرم افزارهای مهندسی برق تحلیل می کنیم تا جریان شاخه های 1و 2 را بدست بیاوریم .

همانطور که مشاهده می کنید جریانی معادل 3/4 میلی آمپر از شاخه یک عبور می کند (هر میلی آمپر معادل یک هزارم آمپر است ) اما از شاخه دوم جریانی معادل 1/6 نانو آمپر عبور می کند (هر نانو آمپر یک میلیاردیم آمپر است ) یعنی جریان شاخه دوم خیلی خیلی کوچک است . آزمایش : مواد مورد نیاز : دو عدد باطری قلمی 5/1 ولتی یا یک باطری کتابی 9 ولتی ، یک لامپ کوچک ، یک دیود
دیود را می تواند از بازار تهیه کنید می توانید دیودی با نام 4148 یکی از معروفترین دیود های موجود در بازار است . همچنین می توانید از لامپهای کوچک رنگی به نام LED ( بخوانید ال ای دی ) به عنوان دیود استفاده کنید LED ها هم یک نوعی از دیود ها هستند مدار زیر را ببندید و بررسی کنید که آیا لامپ روشن می شود یا نه ؟حال جهت دیود را بر عکس کنید این بار چه اتفاقی می افتد لامپ روشن می شود یا نه .

یکی از کاربردهای مهم دیود ها استفاده از آنها در منابع تغذیه است . اجازه بدهید کمی در مورد انواع ولتاژها صحبت کنیم . دو نوع ولتاژ در صنعت استفاده می شود :1) یک ولتاژ مستقیم : همان ولتاژی که از باطری ها می گیریم ولتاژی که همیشه یک عدد ثابت است مانند 3 ولت یا 9 ولت نمونه این ولتاژ ها مانند انواع باطری ها باطری ماشین ولتاژهای منبع تغذیه کامپیوتر ،ولتاژ اداپتور .2) ولتاژ متناوب : ولتاژی که در پریز برق وجود دارد .این ولتاژ یک ولتاژ ثابت نیست و همواره در حال تغییر می باشد یعنی مقدار آن از صفر کم کم زیاد شده و به یک مقدار ماکزیمم می رسد سپس دوباره کاهش پیدا کرده و به صفر می رسد و این بار مقدار آن منفی می شود و تا مقدار حداقلی کم شده و سپس روبه افزایش گذاشته و صفر می شود و این روند همیشه ادامه دارد.

در شکل خط قرمز بیانگر ولتاژ متناوب و خط آبی بیانگر ولتاژ مستقیم است . سوالی که اینجا مطرح می شود این است که چرا با اینکه ولتاژ منازل ولتاژ متناوب است اما نور لامپ های معمولی کم وزیاد نمی شود . علت این است که این کمو زاید شدن آنقدر سریع است که با چشم دیده نمی شود در واقع در هر ثانیه 50 بار این کم و زیاد شدن اتفاق می افتد به همین دلیل چشم ما قادر به دیدن آن نیست . خوبی این نوع ولتاژ این است که ولتاژهای متناوب را می توان توسط ترانسفور ماتورها به مقادیر مختلفی تبدیل کرد . ترانسفور ماتورها از دو سیم پیچ که به دور یک هسته آهنی پیچیده شده اند ساخته می شوند و معمولا ارزان هستند ( ترانسفورماتورهای که در مدارات الکترونیکی ساده بکار می روند 300 تا 500 تومان هستند ) تعداد دور هر یک از سیم پیچ ها در ترانسفورماتور متفاوت از دیگری است و معمولاً یک خیلی بیش از دیگری است چنانچه یک ولتاژ متناوب به یک از سرهای ترانس وصل کنیم در سر دیگر ولتاژ دیگری خواهیم داشت که مقدار آن از رابطه

که در آن U1 ولتاژی است که به سیم پیچ شماره 1 وصل کرده ایم و n1تعداد دور سیم پیچ اولیه ،n2 تعداد دور سیم پیچ ثانویه ( سیم پیچ دوم ) و U2 اندازه ولتاژی است در دو سر سیم پیچ دوم بدست می آید .

مسئله 2) در یک ترانس تعداد دور سیم پیچ اولیه 1000 دور و تعداد دور سیم پیچ ثانویه 50 دور است . چنانچه ولتاژ متناوبی با دامنه حداکثر 200 ولت به سیم پیچ اولیه وصل کنیم چه ولتاژی در دو سر سیمهای ثانویه مشاهده خواهد شد .
حل:

پس ولتاژ ثانویه 10 ولت خواهد بود حال اگر ولتاژ 200 را به دوسر ثانویه وصل کنیم در آن صورت ولتاژ اولیه برابر خواهد شد با :

وای چقدر زیاد شد 4000 ولت . پس مواظب باشید هنگام کار باترانس سرهای آنرا برعکس نزنید .
خوب حالا فرض کنید یک ترانس دارید که می توانید با آن برق شهر 220 ولتی را به یک ولتاژ 12 ولتی تبدیل کنید . این ولتاژ 12 ولتی برای کارهای ما بسیار مفید است اما مسئله اینجاست که این ولتاژ یک ولتاژ متناوب است و باید آنرا به یک جریان مستقیم تبدیل کنیم . فرض کنید این ولتاژ 12 ولتی را به یک موتور الکتریکی ( آرمیچر) وصل کنیم . همانطور که می دانید چنانچه ولتاژ دو سر موتور الکتریکی بر عکس شود جهت چرخش آن نیز برعکس می شود .در این مدار در لحظاتی که ولتاژ مثبت است موتور قصد دارد در(فرضاً) جهت عقربه های ساعت بچرخد ولی بلافاصله جهت ولتاژ و جریان عوض شده و موتور باید در جهت مخالف بچرخد .

در این حالت موتور نمی تواند بچرخد چون مرتب جهت ولتاژی که به آن وصل شده است عوض می شود . پس باید کاری کنیم که تنها جریان از یک طرف از موتور عبور کند. چی کار کنیم ………………………….

آفرین بر شما از یک دیود استفاده می کنیم ومدار زیر را می سازیم

در این حالت تنها زمانی که جریان موافق حرکت دیود باشد عبور خواهد کرد یعنی در حالتی که جریان مثبت است شاهد عبور جریان خواهیم بود ودر بقیه لحظات جریان صفر است یعنی شکل زیر

اما به نظر شما این یک ولتاژ مستقیم است به نظر من که نیست . این ولتاژ گر چه باعث حرکت موتور خواهد شد اما یک ولتاژ خوب نیست . این ولتاژ دقیقاً مانند فشار آب در روزهای گرم تابستان است که مرتب کم وزیاد می شود و یک فشار مشخص و ثابت ندارد پس باید یک فکر اساسی کرد . همانطور که در خانه شما برای حل معضل افت فشار آب از مخزن استفاده می کنید اینجا هم در الکترونیک برای حل مشکل افت ولتاژ از خازن استفاده می کنیم . در خانه هنگامی که فشار آب خوب است مخزن پر شده و در لحظاتی که فشار آب کم است مخزن فشار آب مورد نیاز را تامین می کند .

در این مدار هم در شرایطی که ولتاژ مثبت است خازن پرشده و هنگامی که فشار رو به کاهش می گذارد خازن ولتاژ مدار را تامین می کند گر چه این ولتاژ هم به تدریج کم می شود ولی قبل از اینکه این ولتاژ خیلی کم شود بار دیگر ولتاژ منبع مثبت شده و خازن دوباره پر می شود. شکل ولتاژ به شکل زیر خواهد بود.

با توجه به مطالب گفته شده ولتاژ نهایی به شکل زیر خواهد بود

شکل این ولتاژ با شکل ولتاژ مستقیم که در نمودار اول با رنگ آبی کشیده بودیم متفاوت است اما تا حدود زیادی به آن شبیه است گرچه می توانیم کارهای انجام دهیم تا این شکل را بهبود بخشیم و آنرا کاملاً مانند نمودار آبی کنیم اما در اکثر موارد همین ولتاژ با تغییرات کم برای ما قابل قبول است . در جلسات بعدی ترکیب دیگری از دیود ها را بیان خواهیم کرد که می توانیم با آن ولتاژهای مستقیم بهتری را بسازیم و کاری خواهیم کرد که ولتاژی کاملاً صاف بدست آید . قطعات مورد نیاز برای ساخت یک منبع تغذیه را معرفی می کنیم و شما قادر خواهید بود یک منبع تغذیه درست وحسابی برای خودتان با قیمت بسیار مناسب بسازید . از این منبع تغذیه تا آخر عمرتان می توانید برای کارهای متفاوت مانند ساخت ربات و ساخت شارژر باطری و چشمک زن و چراغ شبخواب یا در اسباب بازی هی های مختلف استفاده کنید .
سوالات آخر درس :1)به نظر شما در این مدار جریان از مقاومت عبور خواهد کرد یا نه

2) در یک ترانس سیم پیچ اولیه 2000 دور است و حداکثر ولتاژ اولیه که به آن متصل می کنیم 220 ولت است چنانچه بخواهیم حداکثر ولتاژ ثانویه 12 ولت باشد تعداد دور سیم پیچ ثانویه چقدر است ؟
3) همانطور که مقاومت ها در اندازه های مختلفی ساخته می شوند خازن ها نیز در اندازه ومقادیر مختلفی ساخته می شوند . فکر می کنید اگر در منبع تغذیه ای که ساختیم از خازن بزرگتری استفاده کنیم چه اتفاقی خواهد افتاد ؟

نویسنده :آرمین سنقری

pw by Ehsir soft

Ehsaan Ehsaanpour

  1. هنوز دیدگاهی داده نشده است.
  1. No trackbacks yet.

پاسخی بگذارید

در پایین مشخصات خود را پر کنید یا برای ورود روی شمایل‌ها کلیک نمایید:

نشان‌وارهٔ وردپرس.کام

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری WordPress.com خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

تصویر توییتر

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری Twitter خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

عکس فیسبوک

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری Facebook خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

عکس گوگل+

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری Google+ خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

درحال اتصال به %s

%d وب‌نوشت‌نویس این را دوست دارند: