مطالب تخصصی مهندسی برق _الکترونیک و (دکترای نانو _ میکرو الکترونیک)



سنسور چیست (تعریف کلی ؛ عملکرد و کاربرد سنسورهای الکترونیکی)

سنسورها دستگاه هایی هستند که هر متغیر محیطی مثل دما، رطوبت، شدت روشنایی و… را حس کرده و
آن را به متغیر الکترونیکی قابل اندازه گیری تبدیل می­کند.
به عنوان مثال سنسورهایی داریم که دما را به ولتاژ تبدیل می­کنند.

سنسور یا حسگر به ھر المانی که بتواند تغییری فیزیکی ، شیمیایی و یا نوری را به یک علامت فیزیکی / الکتریکی / الکترونیکی تبدیل کند میگویند پس یک کلید ساده که با حرکت یک اھرم تحریک و به واسطه آن حرکت یک مدار الکتریکی را وصل میکند میتواند یک حسگر باشد.حسگرها گونه ای مبدل ھستند. بعضی از آنها به تنھایی قابل استفاده اند و برای خواندن آنھا احتیاجی به وسایل جانبی دیگری نیست ،مانند دماسنج جیوه ای که حرارت را بوسیله انبساط جیوه در درون یک لوله شیشه ای که درجاتی بروی آن ثبت شده نمایش میدھد ،دسته دیگر برای استفاده باید با وسایل دیگری ھمراه باشند مثل ترموکوپل که حرارت را به خروجی ولتاژی تبدیل میکند ، این خروجی را میتوان بوسیله ولت متر خواند.

خروجی سنسور ها

بیشتر سنسور ها الکتریکی یا الکترونیکی ھستند که انواع الکتریکی از دقت پایین تری برخوردارند. حسگرھا در زندگی روزمره ما به صورت فراوان مورد استفاده قرار میگیرند، مواردی که شامل خودرو، ماشین ھای صنعتی ، تجھیزات فضائی و حتی دارویی میشود ، برای ایجاد دقت در تمامی حسگرها نیازبه تنظیماتی (calibration) برای استاندارد سازی میباشد.

یک سنسور ایده آل میبایستی دارای خروجی خطی باشد ویا اینکه دارای خروجی ریاضی ساده برای اندازه گیری باشد،به عبارت دیگر سیگنال خروجی حسگر میبایستی دارای ارزش خطی تناسبی ویا یک تابع ساده برای اندازه گیری تناسبی باشد.

انواع سنسور ها

  1. تماسی
  2. حرارتی
  3. مقاومتی
  4. ولتاژی
  5. جریانی
  6. خازنی
  7. فشار
  8. القایی
  9. نوری و لیزری
  10. شیمیایی
  11. مغناطیسی 

    در تصویر بالا نمونه یک سنسور LDR حساس به نور  را مشاهده میکنید.

    • نویسنده  : مهندس افشین رشید 
      کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران




مقاومت های صنعتیِ تابع و متغیر مغناطیسی(ولومی) کاربرد و عملکرد

مقاومت هایی که در اثر میدان مغناطیسی مقدار اهم آنها تغییر میکند مقاومت های تابع میدان مغناطیسی(MDR) نامیده می شوند.در ساخت مقاومت ها از نیمه هادی های با ضریب حرارتی منفی استفاده می شود.در صورت افزایش دما مقدار مقاومت آنها کاهش می یابد.

این گونه از مقاومت ها مقدر آن ثابت نیست و عوامل مختلف محیطی و فیزیکی باعث تغییر مقدار مقاومت آن میشود.انواع مقاومت های متغیر بسته به نوع استفاده آنها مورد استفاده قرار میگیرد.

این مقاومت ها یک ولووم به صورت دستی دارند که باعث افزایش یا کاهش مقاومت آن می شوند،که البته استفاده این گونه از مقاومت ها در برد های الکترونیکی جدید  منسوخ شده است ولی در برد های الکترونیک قدیمی که بنا به دلایلی ضرورت در تعمیر آنها وجود دارد نیاز به جایگزینی این قطعه لازم میباشد .  اما در دستگاه های هیدرولیکی  الکترونیکی مورد استفاده قرار میگیرد.


موارد استفاده  و کاربرد این قطعه: 

در سیستم آسانسورها ؛ جک های بالا بر ؛ درب های الکترونیکی پارکینگ ها و

نویسنده : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد  برق -الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم وتحقیقات تهران


عملکرد و آنتن سیستم های مخابراتی بر پایه آنتن (مهندسی برق_الکترونیک)

آنتن ها را می توان به دو رده کلی درون ساختمان (Indoor)و بیرون ساختمان (Outdoor) تقسیم بندی کرد.
 آنتنهای بیرونی عموماً دارای جنس, پوشش و اتصالاتی هستند که بتوانند در شرایط دشوار فضای آزاد مثل باد, طوفان, برف, باران و سرما و گرمای شدید دوام بیاورند. در حالی که آنتنهای درون ساختمان با ظاهر و پوشش ظریف و حتی الامکان زیبا ساخته می شوند تا باعث زشت شدن محیط داخلی ساختمان و دکوراسیون آن نشوند.
 آنتنهای درونی را نمی توان در بیرون ساختمان نصب کرد مگر آنکه در مشخصات آن به صراحت به ویژگی ( درونی/بیرونی) اشاره شده باشد. از دیدگاه روش نصب , آنتن ها را می توان به چند رده زیر تقسیم بندی کرد: 
سقف کوب up patch
قابل نصب بر روی پایه یا دکل (Mast Mount )
دیوار کوب (Wall Patch)
آنتن YAGI (قابل نصب بر روی پایه یا دکل )
آنتنهای بشقابی (قابل نصب بر روی پایه یا دکل ) ( Dish or Parabolic Antennas )

آنتن همه جهته سقف کوب ( کاربری درون ساختمان)

 

 آنتن های مخابراتی ساختمانی معمولی 

این نوع آنتن دارای برد متوسطی است و برای نصب در سقف داخلی ساختمان کاربرد دارد. زاویه تابش افقی این آنتن ۳۶۰ درجه کامل و زاویه تابش عمودی آن حدود ۸۰ درجه می باشد. این آنتن را می توان با کانکتور RP-TNC صرفاً به AP متصل کرد. شکل آنتن مستطیلی به ابعاد تقریبی 14x7x2 سانتی متر و دارای وزن سبکی حدود ۲۰۰ تا ۵۰۰ گرم است و براحتی می توان آن را در سقف کاذب آپارتمانها جا داد و رنگ خاکستری مایل به سفید آن ظاهر ساختمان را حفظ خواهد کرد. بهره این آنتن حدود ۲ dBi و برد حداکثر آن در سرعت ۱ Mbps حدود ۱۱۰ متر و در سرعت ۱۱ Mbps حدود ۴۵ متر است. حداکثر طول کابل کواکسیال بین آنتن و AP (بسته به نشان و نوع آن ) بین یک تا دو متر است.

آنتن های همه جهته مخابراتی

 این نوع آنتن دارای برد متوسطی است و برای نصب در داخل ساختمان کاربرد دارد. زاویه تابش افقی این آنت ۳۶۰ درجه (دایره کامل ) و زاویه تابش عمودی آن بین ۴۰ تا ۵۰ درجه است. شکل چنین آنتنی , استوانه ای (میله ای ) به طول تقریبی ۲۵ سانتی متر , قطر ۲.۵ سانتی متر و دارای وزن سبکی ( بین ۱۵۰ تا ۵۰۰ گرم ) است . از آنجایی که این نوع آنتن برای آویزان کردن از سقف پیش بینی شده , عموماً به همراه پایه و دیوارکوب مناسب عرضه می شود. حداکثر طول کابل کواکسیال بین آنتن دستگاه مخابراتی ( بسته به نوه و نشان آنتن ) بین یک تا دو متر است و با کانکتور RP-TNC ( یا مشابه آن ) به دستگاه وصل می شود. بهره این آنتن حدود ۵ dBi و حداکثر برد آن در سرعت ۱ Mbps حدود ۱۶۰ متر و در سرعت ۱۱ Mbps حدود ۵۰ متر و در سرعتهای بالاتر حدود ۱۵ متر است.

نویسنده : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد  برق -الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم وتحقیقات تهران


ترانزیستور دارلینگتون یا BJT (نحوه عملکرد و کاربرد)

این ترانزیستور ها اغلب برای سوییچ کردن (خاموش و روشن کردن) استفاده می شود.

این نوع ترانزیستور ها در ولتاژ های زیر 3 ولت کارایی خوبی ندارند ولی برای ولتاژ های بالای 3 ولت با جریان بسیار کم کاملا روشن شده و به فضای اشباع می روند.

قدرت : ترانزیستورهای دارلینگتون قدرت  معمولا برای اتصال یک مصرف کننده بزرگ مثل موتور به میکرو کنترلر یا یک خروجی ضعیف استفاده می شوند با hfe حداقل 750 با تحمل جریان مداوم 8 آمپر(باید توجه داشته باشید که ترانزیستور را خنک نگه دارید. حداقل از هیت سینک و خمیر یا کاغذ سیلی استفاده کنید).

عملکرد ترانزیستور دارلینگتون :
یک زوج دارلینگتون همانند یک ترانزیستور تکی با گین جریان بالا رفتار می‌کند. (تقریبا در حدود حاصل ضرب گین‌های دو ترانزیستور)

زوج دارلینگتون به صورت یک ترانزیستور:
زوج دارلینگتون را می‌توان به صورت یک ترانزیستور با β بزرگ در مدارهای امیتر فالوئر به کار برد. زوج‌های دارلینگتون با β حدود ۳۰۰۰۰ بر روی مدار مجتمع، به صورت تجاری در دسترس هستند. نمونه‌ای از این دست ترانزیستور MJ۱۰۰۰ می‌باشد. MJ۱۰۰۰ یک ترانزیستور قدرت دارلینگتون با β حدود ۱۰۰۰، قابلیت جریان دهی ۱۰ آمپر، ولتاژ کلکتور-امیتر قابل تحمل حداکثر ۸۰ ولت می‌باشد.

کاربرد ترانزیستور دارلینگتون

در بسیاری از کاربردهای الکترونیکی، مدارات کنترل کننده تنها کافی است که یک ولتاژ DC یا جریان روشن-خاموش را به طور مستقیم سوئیچ نمایند، زیرا قطعاتی که به خروجی آنها متصل هستند مانند LED ها و نمایشگرها برای کار کردن به چند میلی آمپر در ولتاژهای پایین DC نیاز دارند، بنابراین میتوانند مستقیما بوسیله ی خروجی گیت های منطقی استاندارد راه اندازی شوند.

 گاهی مواقع برای راه اندازی خروجی به توان بیشتری نیاز داریم، مانند زمانی که بخواهیم یک موتور DC را راه اندازی کنیم که می تواند توسط یک گیت منطقی عادی و یا میکرو کنترلر تغذیه شود.

اگر قطعات منطقی نتوانند جریان مورد نیاز را تامین کنند به مدارات اضافه تری برای راه اندازی خروجی مورد نظر نیاز خواهیم داشت.

نویسنده : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد  برق -الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم وتحقیقات تهران


نحوه تعمیر  بخش هایی از مادربرد (بخش های مهم در عیب یابی و تعمیر مادربرد ؛تعمیر مدار V core و تست فَت های مادربرد؛ مشکل استارت  مادربرد)


نحوه تعمیر  مادر برد کامپیوتر ؛ لپ تاپ؛ آسانسورها؛ و مادر برد های رباتیک؛ نویسنده : مهندس افشین رشید


ابتدا  تصاویر زیر را خوب با دقت نگاه کنیم 

مادربرد Gigabyte


مادربرد Asus



مادربرد Msi



ساختار و اجزای تشکیل دهنده برد مادر برد ها 


همانطور که در تصاویر بالا مشهاهده میشود ؛ معماری تمام مادربرد ها بر اساس یک ساختار مشترک میباشد . تمامی قطعات و ساختار مادربرد های (لپ تاپ و PC و . ) اما مثلا در لپ تاپ بر روی مادر برد چیپ ست های wifi و بلوتوث  به برد اضافه گردیده است .

عیب یابی قسمت های (استارت نشدن مادربرد؛ vcore ؛ تست فَت های مادربرد)


چگونه متوجه شویم مشکل مادربرد از بخش PWM است؟ 

بطور کلی مشکل در این بخش باعث ایجاد اتصالی در مادربرد میشه پس اگه این بخش مشکلی داشته باشه به احتمال خیلی زیاد وقتی قصد روشن کردن مادربرد رو دارید، یک لحظه روشن میشه و در عرض کمتر از یک ثانیه دوباره خاموش میشه ( یک لحظه فن میچرخه و بعد وایمیسه )، اما اگهاگه کابل ۴ پین (ATX12V) کنار CPU که برق رو به PWM میرسونه قطع کنید و فقط کابل 20 یای 24 پاور رو به مادربرد وصل کنید، مادربرد روشن میشه، این بارز ترین نشانه مشکل در PWM هست که البته بهتره قبل از دست به کار شدن برای تعمیر مادربرد، یا پاور دیگه هم امتحان کنید.


PWM چیست؟ PWM مخفف کلمه pulse width modulation به معنای مدولاسیون عرض پالس که در مدار های تغذیه سویچینگ بکار میره. در مادربرد مدار پی دبلیو ام شامل چند خازن، سلف و آسی کنترلر، ماسفت درایور ( که یک آی سی هست اما در برخی از مادبرد های ارزون بجای اون از یک فت استفاده می کنند) و در نهایت فت ها می شه که این مجموعه معمولا در اطراف CPU قرار می گیره و برق مورد نیاز پردازنده، رم و . رو فراهم میکنه. هر مدار PWM به چندین فاز یا بخش تقسیم میشه که همگی فاز ها شبیه به هم هستند و این کار برای برداشته شدن بار از روی قطعات این بخش انجام میشه. هر فاز شامل خازن ها، یک سلف و فت ها میشه، در این میون آی سی کنترلر هم به شیوه خاصی در مدت زمان مشخصی هر فاز رو روشن میکنه یعنی اگه یه مادربرد 4 تا فاز داشته باشه هر فاز تغریبا 25 درصد خروجی رو در برمیگیره چون کنترلر در هر لحظه فقط یکی از فاز ها رو فعال میکنه.


رفع عیب: مشکل در هر یک از فاز ها باعث میشه تا مادربرد به درستی کار نکنه، معمولا اگه خازن های فاز ها بسوزه، مادربرد روشن میشه اما تصویر نمیده اما اکه فت ها بسوزن، مادربرد اصلا روشن نمیشه (فن یه لحظه میچرخه و بعد وایمیسه).



بعد از خازن ها میریم سراغ فت ها که معمولا سوختن اون ها باعث میشه مادربرد استارت نخوره. خوب در اولین قدم CPU رو از برد جدا می کنیم بعدش با استفاده از یک مولتی متر دیجیتال شروع به تست فت ها می کنیم، برای تست دقیق و صحیح فت ها باید اون ها رو از برد خارج کرد اما چون این کار زمان بره، فت های مشکوک رو شناسایی می کنیم و بعد اون فت ها رو از برد خارج می کنیم و اون هایی که سوختن رو عوض می کنیم.


شیوه تست فت ها: ابتدا CPU رو از مادربرد جدا می کنیم بعد مولتی متر رو روی رنج تست دیود یا همون بازر (بوق) قرار بدید و بعدش پراب قرمز رو روی پایه فی فت که در قسمت بالای قت قرار داره قرار میدیم ( در اصل هر فت 3 پایه داره که پایه وسطی به قسمت فی بدنه ی بالای فت وصل شده به همین خاطر برای راحتی کار از این قسمت قطعه استفاده می کنیم) و بعد پراب مشکی رو روی پایه سمت راست و چپ فت قرار بدید در این صورت نباید صدای بوق شنیده بشه اگه شنیده شد احتمال اینکه اون قطعه سوخته باشه خیلی زیاده، تمام فت های اطراف اسلات CPU رو به این شیوه تست کنید

 و اون هایی که بوق زدن رو مشخص کنید در نهایت با استفاده از هویه هیتر هوای گرم (همان هیتر) شروع به درآوردن فت های مشکوک از برد می کنیم، قطعه هایی رو که از برد جدا می کنیم رو یه گوشه قرار میدیم تا خنک بشن. حالا برای تست کامل فت هایی که در آوردیم باید مولتی متر رو مثل حالت قبل روی تست دیود یا همون بوق قرار بدیم بعد پراب قرمز رو روی پایه وسطی (همون قسمت فی بالای فت) قرار میدیم حالا پراب مشکی رو روی پایه سمت راست قرار میدیم در این حالت باید عددی بین 350 تا 650 نشون داده بشه و البته صدای بوق هم نیاید اگه چنین عددی نشون داده شد و صدای بوق هم نیومد پایه مشکی رو این بار روی پایه سمت راست قرار بدید در این حالت نباید هیچ عددی نشون داده بشه و صدای بوق هم نیاید شنیده بشه در اینصورت میشه مطمئن بود که این فت سالمه در غیر اینصورت فت سوخته (یعنی اگه وقتی پراب مشکی رو روی پایه ی سمت راست گذاشتیم صدای بوق اومد و یا عددی نشون داده نشد و یا اینکه وقتی پراب رو روی پایه سمت چپ گذاشتیم صدای بوق بیاد و یا عددی نشون داده بشه)، فت هایی که سوخته بودن رو جدا می کنیم و چند تا فت سالم از یه مادربرد اسقاطی جدا می کنیم و جایگزین اون ها می کنیم با این کار اتصالی در مدار PWM برطرف میشه و مداربرد بدون هیچگونه مشکلی روشن میشه. این مشکل خیلی رایجه و بیشتر مادربرد های ارزون قیمت و ساده موجود در بازار با این مشکل روبرو میشن که با این شیوه می تونید براحتی هر چه تمام تر مشکل استارت نخوردن ( یک لحظه فن میچرخه و بعد می ایسته) رو برطرف کرد.

نویسنده : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد  برق -الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم وتحقیقات تهران


سیستم حفاظت پیشرفته برق قدرت ( حفاظت پیشرفته از سیستم شبکه برق قدرت) قسمت سوم
                
                                  (قسمت سوم )

۱۱-رله های اضافه-کاهش فرکانس

رله های حفاظت فرکانس قابلیت حفاظت مستمر بر مدار مورد حفاظت را فراهم می آورد . هنگامیکه فرکانس از حد تنظیم فراتر می رود ، رله با صادر کردن سیگنال آلارم یا تریپ حفاظت را به انجام می رساند . یک LED ، تحریک شدن رله را نمایش می دهد . از دیگر ویژگی های این دستگاه می توان به موارد زیر اشاره نمود : - قابل تنظیم بودن نقطه عملکرد - دیفرانسیل قابل تنظیم - دارای LED نشانگر حالت قطع - ریست اتوماتیک - دارای رله تاخیر زمانی داخلی


این دستگاه می تواند جهت حفاظت های زیر مورد استفاده قرار گیرد : - افت سرعت - افزایش سرعت - افت فرکانس - افزایش فرکانس - حفاظت از تجهیزات کامپیوتری - نظارت بر عملکرد صحیح , کنترل سرعت گاورنر - موتورهای سنکرون , استفاده از این رله ها , برای اطمینان از عملکرد در سرعت مناسب - در واحدها UPS , زمانی که ولتاژ از محدوده قابل قبول خارج گردد , رله می تواند با یک تغییر , منبع جایگزین را وارد مدار نماید .

۱۲- رله های حفاظت اضافه-کاهش ولتاژ

رله حرارتی (بی متال)  در تصویر بالا؛ نمونه یک رله کاهش و افزایش جریان در برق قدرت


حفاظت سیستم های الکتریکی ابعاد بسیار گسترده ای دارد از حفاظت یک خانه مسی گرفته تا حفاظت یک باس بار در یک
پست فشار قوی .بهتر است ابتدا به تقسیم بندی این موضوع بپردازیم .

الف:  ( تقسیم بندی حفاظت سیستم های الکتریکی در ابعاد مختلف :- حفاظت شبکه های فشار ضعیف شامل خطوط توزیع انرژی ترانسفورمرها موتورها خازنها و سایر مصرف کننده ها و ) تا 1
کیلو ولت 


ب : (حفاظت شبکه های فشار متوسط شامل خطوط توزیع و انتقال انرژی ژنراتورها و موتورهای فشار متوسط ترانسفورمرها و
خازنها باس بارهای پست و . ) 1 کیلو ولت تا 63 کیلوولت (حفاظت شبکه های فشار قوی شامل خطوط انتقال انرژی وخطوط و باس بارهای پست ها ) 63 کیلو ولت به بالا (ب( انواع حفاظت در سیستم های الکتریکی


ترانسفورمر ها شامل اضافه حرارت سیم پیچ و روغن و سطح روغن و بوخهلتس و حفاظت خازنها در برابر خطاهای اتصال کوتاه اضافه بار اضافه ولتاژ و – – …حفاظت باسبارهای پست ها در برابر انواع خطاهای ولتاژی دیفرانسیل سنکرون چک و … و سایر حفاظت ها که جنبه خاص – –
دارند
به طور کلی هر حالت غیر عادی که در عملکرد سیستم به وجود می آید، خطا نامیده می شود. از این حالت های غیر عادی می
توان به وقوع اتصال کوتاه، افزایش و یا کاهش بیش از حد ولتاژ، افزایش و یا کاهش بیش از حد فرکانس، افزایش حرارت تجهیزات
در اثر توان عبوری بیش از حد از آن ها یا اضافه بار،از سنکرون خارج شدن ژنراتورها و … اشاره کرد. اتصال کوتاه ها از مهمترین و
پراحتما ل ترین خطاهایی هستند که در یک شبکه به وجود می آید. این خطاها ممکن است بر اثر برخورد یک یا دو فاز با زمین،
اتصال دو یا سه فاز به یکدیگر و … به وجود آیند که در این حالت جریان زیادی در حدود 11 تا 111 برابر جریان عادی، از شبکه
عبور می کند. عبور این جریان می تواند اثرات مختلف و زیانباری روی شبکه داشته باشد که از مهم ترین آن ها می توان به اثرات
حرارتی روی تجهیزات اشاره کرد که باعث سوختن و آسیب دیدن عایق آن ها می شود. این امر ممکن است در زمانی در حدود
چند ثانیه صورت گیرد. از این رو رفع خطا در یک سیستم باید در کوتاهترین زمان ممکن صورت گیرد. برای تشخیص حالت های
غیرعادی در یک شبکه و ایزوله کردن بخش معیوب از سایر بخش ها از سیستم حفاظت استفاده می شود. در اغلب موارد خطاهای
به وجود آمده در سیستم قدرت، باعث تغییرات ناخواسته و شدید در اندازه ولتاژ یا جریان می شوند. از این رو تقریبا در تمامی
خطاها با اندازه گیری میزان جریان و ولتاژ، می توان وقوع خطا را تشخیص داد . در سیستم های حفاظت و در مرحله اول با
استفاده از ترانس های ولتاژ و جریان، اندازه ولتاژ و جریان کاهش پیدا کرده تا به میزان قابل استفاده برای تجهیزات سیستم
حفاظت برسد .از انواع رله ها میتوان به موارد زیر اشاره کرد :

• رله اضافه بار
• رله اضافه جریان
• رله های ولتاژی
• رله خطای زمین
• رله دیفرانسیل
• رله زمین محدود شده
• رله های فرکانسی
• رله بر گشت توان
• رله حفاظت در برابر بار نامتقارن
• رله حفاظتی در برابر زمان استارت طولانی
• رله حفاظتی در برابر تعداد استارت مکرر
• رله بوخ هلتس
رله اضافه بار
معمولا هر مصرف کننده الکتریکی دارای توان مشخص و نامی است که توسط سازنده تعیین می گردد. در صورتی که توان مصرفی
یک مصرف کننده بیشتر از توان نامی آن باشد، اصطلاحا دچار اضافه بار یا Overload می شود. در این حالت دستگاه جریانی
بیشتر از جریان نامی خود از شبکه میکشد که این امر Overload باعث گرم شدن بیش از حد آن می شود. به عنوان نمونه در
موتورهای آسنکرون که بیش از 01 درصد موتورهای موجود در صنایع را تشکیل می دهند، بر طبق منحنی جریان – سرعت آن
ها، چنانچه بر اثر اضافه بار مکانیکی دور موتور کاهش یابد، جریان استاتور افزایش یافته و حتی تا چند برابر جریان اسمی موتور نیز
می رسد. از این رو شرایط اضافه بار برای موتورها بسیار خطرناک بوده و میتواند موجب گرم شدن بیش از حد سیم پیچ استاتور و
روتور و در نتیجه سوختن آ نها شود .تجهیزات مختلف مانند ژنراتورها، ترانسفورماتورها و به ویژه الکتروموتورها را معمولا توسط رله های Overload که در استاندارد
ANSI با کد شماره 40 مشخص می شود، حفاظت می کنند. حرارت ایجاد شده در تجهیزات به میزان جریان بستگی دارد


۱۳-سیستم اندازه گیر فازور (PMU)

واحد اندازه گیر فازور (PMU)، ازجمله ادواتی است که نقش مهمی در حفظ امنیت و پایداری شبکه قدرت دارد، به طوری که بهره بردار شبکه به کمک آن می تواند تصمیمات لازم احتمالی را جهت حفظ عملکرد مناسب سیستم قدرت اتخاذ نماید.

یک واحد اندازه گیری فازور (PMU) یک دستگاه است که امواج الکتریکی را در یک شبکه برق با استفاده از یک منبع زمان مشترک برای هماهنگ سازی اندازه گیری می کند. هماهنگ سازی زمان اجازه می دهد تا هم زمان زمان سنج اندازه گیری از نقاط اندازه گیری از راه دور در شبکه. اندازه گیری در نتیجه به عنوان synchrophasor شناخته شده است. PMU ها یکی از مهمترین ابزار اندازه گیری در آینده سیستم های قدرت هستند. [1] PMU می تواند یک دستگاه اختصاصی باشد، یا عملکرد PMU را می توان به یک رله حفاظتی یا دستگاه دیگر متصل کرد.


فازور یک عدد پیچیده است که نشان دهنده اندازه و زاویه فاز امواج سینوسی در برق است. اندازه گیری های فازور که در همان زمان اتفاق می افتد، synchrophasors” نامیده می شود. در حالی که اصطلاح PMU” و synchrophasor” به طور متناوب استفاده می شوند، در واقع دو معیار فنی جداگانه را نشان می دهند. Synchrophasor مقدار اندازه گیری شده است در حالی که PMU دستگاه اندازه گیری است. در برنامه های معمول، واحدهای اندازه گیری phasor از نقاط پراکنده در شبکه برق قدرت گرفته شده و از منبع زمان مشترک یک ساعت رادیویی سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) هماهنگ شده اند. تکنولوژی Synchrophasor ابزار برای اپراتورها و برنامه ریزان سیستم را برای اندازه گیری وضعیت سیستم الکتریکی و مدیریت کیفیت برق فراهم می کند.

PMU اندازه گیری ولتاژ و جریان در مکان های تقاطع اصلی (ایستگاه های انتقالی) بر روی یک شبکه برق و می تواند ولتاژ زمان دقیق و phasors فعلی را به سرعت تولید کند. از آنجا که این phasors واقعا هماهنگ هستند، مقایسه هماهنگ دو مقدار در زمان واقعی امکان پذیر است. این مقایسه ها می توانند برای ارزیابی شرایط سیستم استفاده شوند مانند: تغییرات فرکانس، MW، MVARs، kVolts، و غیره [نیاز به توضیح لازم است] نقاط نظارت شده از طریق مطالعات مختلف به منظور اندازه گیری زاویه بسیار دقیق فاز برای نشان دادن تغییر در ثبات سیستم (شبکه) پیش از انتخاب قرار می گیرند. داده های Phasor در محل یا در مکان های متمرکز با استفاده از تکنولوژی های فازدار Data Concentrator جمع آوری می شوند. سپس داده ها به یک سیستم نظارت منطقوی منتقل می شوند که توسط سیستم مستقل سیستم محلی (ISO) نگهداری می شود. این ایزو داده های Phasor را از PMU های مختلف یا از 150 واحد PMU نظارت می کند – این نظارت ابزار دقیق ایجاد کنترل برای جریان قدرت از منابع تولید انرژی چندگانه (هسته ای، زغال سنگ، باد و غیره) را فراهم می کند.

این تکنولوژی توانایی تغییر اقتصاد در تحویل قدرت با افزایش جریان برق بیش از خطوط موجود را دارد. 

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


دیود تریستور (کاربرد ؛ نحوه عملکرد)



دیود تریستور قطعه ای می باشد الکترونیکی که جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور می دهد دیود تریستور پیوندی می باشد از دو نیمه هادی نوع p و Nکه هر دو از یک عنصر هستند اما به انواع مختلفی باردار شده اند

نحوه تست دیود تریستور

تست سلامت دیود: برای آزمایش درست بودن دیود از خواص عبور جریان می توان استفاده کرد، بدین ترتیب که به وسیله اهم متر،سیم مثبت آنرا به آند دیود (قطب مثبت) و سیم منفی آنرا به کاتد دیود (قطب منفی) وصل شود . در این هنگام اهم متر مقاومت زیادی را نشان می دهد، زیرا در سیم مثبت اهم متر جریان منفی برقرار می شود و این جریان توان عبور از دیود را ندارد و اگر سیمها را جابه جا کنیم جریان از دیود عبور می کند و دستگاه مقاومت کمتری را گفته می شود.

ساختمان داخلی دیود تریستور

کاربرد دیود تریستور

کاربرد دیود: دیود تریستور در واقع پیوندی از دو نیمه هادی نوع N و P میباشد که نیمه هادی نوع N و Pهر دو از یک عنصر هستند ولی به نوع مختلفی باردار شده اند،در نیمه هادی N چگالی بار الکترون ها بیشتر است و در نیمه هادی Pچگالی بار حفره ها بیشتر میباشد . هرگاه دو کریستال نیمه هادی نوع N و P به هم اتصال یابند الکترونهای آزاد موجود در نیمه هادی نوع N که در نزدیکی محل اتصال P–N قرار دارند به سمت نیمه هادی P می روند

کاربرد دیود تریستور

کاربرد تریستور: جهت راه اندازی موتورهای الکتریکی (اینورتر) Motor Drive مورد استفاده در منبع تغذیه (Power Supply) مورد استفاده در دستگاه های پزشکی مورد استفاده در کوره های القایی مورد استفاده در Solar Energy (انرژی خورشیدی)

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


 منظور از اتصالیshort circuit در یک مدار یا اتصال کوتاه (اختلال در عملکرد مدار الکترونیکی)

هرگاه در یک مدار بسته جریان از مسیری بجز از مصرف کننده بگذرد و مقدار آن زیاد تر از حد مجاز باشد این وضعیت را اتصال کوتاه می گوئیم . در حالت اتصال کوتاه سیم کشی مدار و تولید کننده برق در معرض آسیب جدی قرار می گیرند زیرا جریان مدار بسیار زیاد شده و باعث داغ شدن سیم کشی و اضافه بار شدن منبع تولید کننده برق می گردند در نتیجه اتصال کوتاه باید سریعا و بصورت خودکار قطع شود که این وظیفه بعهده فیوز است.



اتصال کوتاه در الکترونیک به زبان ساده،هرگاه دو سیم مثبت یا منفی (در جریان برق AC فاز و نول) به هر طریقی باهم دیگر برخورد کنند، اتفاق می افتد . در ان لحظه نیروی الکتریکی زیادی به صورت حرارت از بین می رود (که البته باید فورا جریان برق ان مدار را قطع کرد)


نکته: اتصال کوتاه در ولتاژ ها بالا با صدا انفجار همراه می باشد.

  • نویسنده  : مهندس افشین رشید 
    کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



 





سیستم حفاظت پیشرفته برق قدرت ( حفاظت پیشرفته از سیستم شبکه برق قدرت) قسمت دوم

                           (  بخش  دوم )


۷-تزریق جریان

نمونه دستگاه سنکروسکوپ 

وصل ژنراتور به شبکه یا همان موازی کردن ژنراتور به شبکه شرایط و قواعد خاص خود را دارد که تک تک انها میبایست رعایت شود. اول اینکه ولتاژ و فرکانس  ژنراتور با ولتاژ و فرکانس شبکه باید برابر باشد. بعد ترتیب فازهایی که به هم متصل میشود یکی باشد و همچنین در لحظه اتصال ژنراتور به شبکه برق سراسری باید زاویه فازها برابر باشد که این امر توسط دستگاهی به نام سنکروسکوپ مشخص میشود.
بعد از رعایت کلیه پارامترها و قوانین که ژنراتور به شبکه متصل شد نه به شبکه بار میدهد و نه از آن بار میگیرد که در این حالت با افزایش سرعت ژنراتور میتوان به شبکه توان تزریق کرد و به آن کمک کرد البته چون ژنراتور به یک شبکه بزرگ متصل شده است و فرکانس و سرعت ژنراتور تابع فرکانس شبکه میباشد پس افزایش سرعت، منجر به بالا رفتن سرعت نمیشود بلکه توان تولیدی و تزریقی به شبکه بالا میرود.
 ژنراتورها از جمله مولدهای اضطراری با وقفه هستند یعنی از لحظه قطع برق تا در مدار قرار گرفتن آنها وقفه ای ایجاد میشود که این وقفه بستگی به ساختار مولد دارد که در چه زمانی بتواند استارت خورده و پارامترهای آن از جمله ولتاژ و فرکانس به مقدار نامی برسد و همچنین در برخی مناطق که قطعی برق شبکه بصورت قطع لحظهای زیاد است به صورت مناسب عمل میکند.

نمونه یک یونر در قدرت

۸- عبور جریان IEEE

تعریف IEEE از پایداری ولتاژ عبارتست از توانایی یک سیستم قدرت در نگهداری ولتاژ دائمی در همه باسهای سیستم بعد از بروز اغتشاش در شرایط مشخصی از بهره برداری. اغتشاش ممکن است خروج ناگهانی یکی از تجهیزات باشد یا افزایش تدیریجی بار.
هنگامی که توان الکتریکی انتقالی به بار رو به افزایش است تا بتواند بار اضافه شده را تامین کند (بار ممکن است مکانیکی، حرارتی یا روشنایی باشد )، و هر دو مؤلفه یعنی توان و ولتاژ قابل کنترل بمانند، سیستم قدرت پایداری ولتاژی خواهد بود و اگر سیستم بتواند بار الکتریکی را منتقل کند و ولتاژ از دست برود سیستم ناپایدار ولتاژ است. فروپاشی ولتاژ هنگامی رخ می دهد که افزایش بار باعث غیرقابل کنترل شدن ولتاژ در ناحیه مشخصی از سیستم قدرت گردد؛ بنابراین ناپایداری ولتاژ در طبیعت خود یک پدیده ناحیه‌ای است، که میتواند بصورت فروپاشی ولتاژ کلی بدل گردد بدون هیچ پاسخ سریعی.
  • آگاهی در مورد مشخصات بار که از شبکه‌های قدرت بزرگ قابل دسترسی هستند.
  •  روشهای کنترل ولتاژ در ژنراتور ها، دستگاههای کنترل توان راکتیو (مانند خازنهای موازی، راکتورها) در شبکه.
  • توانایی شبکه در انتقال قدرت، به خصوص توان راکتیو، از نظر تولید به نقاط مصرف
  • هماهنگی بین رله‌های حفاظتی و ادوات کنترل سیستم قدرت.

۹- خطهای دو مدارِ
خطوط فشار ضعیف: عبارت است از خطوط هوایی با ولتاژ ۴۰۰ ولت (سه فاز) و یا ۲۲۰ ولت (تکفاز)

خطوط فشار متوسط: عبارت است از خطوط هوایی با ولتاژهای KV۱۱، KV۲۰ و ۳۳KV بر حسب مورد.

۱۰- رله حفاظتی حرارتی (بی متال)

این قطعه ، برای حفاظت جریان حرارتی الکترو متور ها در مدارات قدرت طراحی شده است و بسیار پر کاربرد می باشد.
بی متال متشکل از دو ف با ضرایب انبساط طولی مختلف می باشد که روی هم پرس شده اند.

هنگامی که حرارت ایجاد شده در اثر عبور جریان، در مدار قدرت بالا می رود با عث گرم شدن و در نتیجه انبساط دو ف و در نتیجه خم شدن آنها و قطع مدار خواهد شد.

بی متال در صورت ایجاد بار اضافه، فرمان قطع به کنتاکتو می دهد، یعنی مستقیماً مدار قدرت را قطع نمی کند ( همیشه با کنتاکتور نصب می شود)
برای کار کافیست کنتاکت بسته بی متال (NC) را که با بوبین کنتاکتور سری کنیم تا در صورت بروز اضافه جریان مدار را قطع میکند.

نحوه نصب بی متال بسیار ساده است کافیست شاخک های بی متال را به خروجی کنتاکتور وصل کرده و مدار فرمان آن را ببندیم .
دارای درجه تنطیم جریان است که تنظیم آن برابر با جریان نامی موتور است
نکته: در صورت قرار داشتن بی متال در مدار حتماً باید از فیوز مینیاتوری هم در مدار استفاده کنیم تا آن را در مقابل جریان مغناطیسی محافظت کند زیرا بی متال فقط محافظ جریان حرارتی است.

  • نویسنده  : مهندس افشین رشید 
    کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


سیستم حفاظت پیشرفته برق قدرت ( حفاظت پیشرفته از سیستم شبکه برق قدرت) 
                
                                  (بخش  اول)
به وسیله رله محل وقوع عیب از شبکه جدا سازی شده باعث می‌شود که سایر قسمتهای سالم شبکه همچنان به کار خود  ادامه دهند و پایداری و ثبات شبکه به همان حالت قبلی محفوظ بماند.
 
تجهیزات و دستگاه‌ها در مقابل عیوب و اتصالی‌ها محافظت شده و میزان خسارات وارده به آن‌ها محدود گردد.


۱ - خطاهای اتصال کوتاه

۲- انواع رله های حفاظتی

۳-رله های حفاظت اتصال زمین

۴- حفاظت دیستانس

۵-تشخیص نوسان

۶- اصول حفاظت پشتیبان رله دیستانس

۷-تزریق جریان

۸-خروج جریان

۹-خطهای دو مداره

۱۰-رله های اضافه بار حرارتی

۱۱-رله های اضافه-کاهش فرکانس

۱۲-رله های حفاظت اضافه-کاهش ولتاژ

۱۳-سیستم اندازه گیر فازور (PMU)


۱- خطاهای اتصال کوتاه

1 _ جریان اتصال کوتاه در اکثر موارد از جریان نامی بزرگتر است. این جریان بالا سبب تنشهای مختلف می‌شود و ممکن است به تجهیزات الکتریکی خسارات جبران ناپذیری وارد کند این تنش‌ها عبارتند از:

-تنشهای حرارتی
-تنشهای دینامیکی

بنابراین حفاظت سیستم قدرت در مقابل این جریانهای بالا و وم اندازه گیری جریان اتصال کوتاه امری ضروری به نظر می‌رسد.

خطاهایی که موجب اتصال کوتاه می‌شوند به دو دسته تقسیم می‌گردند.

-خطاهای متقارن

-خطاهای نامتقارن

1- خطاهای متقارن:

اتصال کوتاه سه فاز جزء خطاهای متقارن است. ویژگیهای این نوع اتصال کوتاه عبارتند از:

شدت جریان بسیار زیاد

عدم وابستگی جریان اتصال کوتاه سه فاز، به زمین و یا هادی زمین

این نوع اتصال کوتاه‌ها در شبکه قدرت به ندرت اتفاق می‌افتد.

2- خطاهای نامتقارن:

اتصال کوتاه‌های زیر در دسته خطاهای نامتقارن قرار دارند. برای تحلیل این نوع خطا‌ها از روش مولفه‌های متقارن استفاده می‌شود.

-دو فاز

-دو فاز به زمین

-دوبل

-تکفاز به زمین
 

الف: اتصال کوتاه دو فاز بدون تماس به زمین
در اثر برخورد دو فاز به وجود می‌آید شدت این خطااز اتصال کوتاه سه فاز کمتر است.

ب: اتصال کوتاه دو فاز به زمین

مقدار جریان اولیه اتصال کوتاه بین جریان اتصال کوتاه سه فاز و تکفاز به زمین است.

ج: اتصال کوتاه زمین دوبل (Double Earth Fault)

این خطا در صورتیکه نقطه ستاره عایق شده باشد و یا از طریق امپدانس محدود کننده، زمین شده باشد از شدت در حالت دو فاز و دو فاز به زمین کمتر خواهد بود.

د: خطای تکفاز به زمین

این خطا به طور مکرر در سیستمهای ولتاژ پایین با نقطه ستاره زمین شده اتفاق می‌افتد و معمولا شدت آن از همه اتصال کوتاه‌ها کمتر است.

جریان اتصال کوتاه ممکن است توسط منابع مختلفی تغذیه گردد از جمله:


  • فیدر شبکه
  • ماشینهای سنکرون (ژنراتور، موتور، جبران کننده ها)
  • ماشینهای آسنکرون (ژنراتور، موتور)

۲- انواع رله های محافظتی برق قدرت
  • هدف اصلی توزیع انرژی الکتریکی تحویل برق به مصرف کننده منطقی و تامین خدمات با کیفیتی بالا براق مشترکین است به ویژه توزیع کننده باید تا حد امکان از بروز خطاها جلوگیری نموده، تعداد آنها را کاهش داده و با محدود کردن عوارض خطا، میزان زمان قطع را به حداقل برساند
لیست رله های محافظتی برق قدرت:
رله حرارتی ؛ رله کنترلی؛ رله RS؛ رله دیستانس؛ رله ارت فلت ؛ و رله های .

۳-رله های حفاظت اتصال زمین

 ۳- رله ارت فلت (حفاظت زمین): با قابلیت تنظیمات گسترده، امکان انتخاب جریان قطع دقیق را دارا می باشد که به وسیله میکروسوییچ های روی دستگاه، قابل تنظیم است . این رله با دو عدد کنتاکت changeover , برای حالت قطع و اعلام آلارم قابل استفاده است . همچنین این رله دارای سوییچ (Fail safe) بوده که برای حالت قطع و یا هشدار، قابل تنظیم و استفاده است.

۴- حافظت دیستانس
جهت حفاظت خطوط انتقال از این حفاظت امپدانسی بهره گرفته می شود، به طوریکه به کمک آن می توان حتی کیلومتری که در آن خطا رخ داده است را کشف نمود. این حفاظت Sprecon-E-EP DD6 به عنوان حفاظت اصلی خطوط هوایی مطرح است.

۵- تشخیص نوسان
هنگامیکـه نوسـان تـوان در یـک سیستم قدرت رخ می دهـد امپـدانس دیـده شـده توسـط رلـه دیستانس کاهش پیدا می کند که ممکن است این امپـدانس در ناحیه حفاظتی رله دیستانس قـرار گرفتـه و رلـه دیسـتانس را دچار عملکرد اشتباه نمای د . بنابراین لازم است تا نوسـان تـوان تشخیص داده شده و در این شـرایط عملکـرد رلـه دیسـتانس بلاک شود


۶-اصول حفاظت رله دیستانس

در عمل به علت خطا‌هایی از قبیل: تفاوت بین امپدانس محاسباتی و امپدانس واقعی خط خطای ترانسفورماتور‌های جریان و ولتاژ و همچنین عدم دقت رله‌ها محدوده اول حفاظت رله دیستانس در ۱۰۰ درصد طول خط تنظیم نشده بلکه محدوده تنظیمی ناحیه اول حدود ۸۰ تا ۸۵ درصد خط انتقال خواهد بود. زمان عملکرد رله در این ناحیه آنی بوده و هیچگونه تأخیری بر روی رله منظور نمی‌گردد.

به این ترتیب ۱۵ تا ۲۰ درصد انتهای خط توسط ناحیه دوم رله دیستانس حفاظت خواهد شد؛ که این حفاظت از نوع تأخیری می‌باشد. جهت حفاظت آنی کل طول خط و هماهنگی رله‌های وصل مجدد دو طرف خط از روش‌هایی همچون توسعه زون اول (zone extension) و یا ترکیب با سیگنال حامل استفاده می‌شود.

فرمان قطع ناحیه اول رله دیستانس به رله وصل مجدد ارسال می‌شود (در خطوط هوایی). در بسیاری از موارد رله وصل مجدد به عنوان یک واحد در داخل رله دیستانس تعبیه شده است. تنظیم ناحیه دوم رله دیستانس بایستی حداقل برابر ۱۲۰ درصد امپدانس خط مورد حفاظت باشد حد بالای تنظیم ناحیه دوم رله دیستانس برابر کل خط مورد حفاظت به علاوه ۵۰ درصد کوتاهتر ین خط بعدی می‌باشد از آنجا که عملکرد ناحیه دوم رله در واقع حفاظت پشتیبان می‌باشد. می‌بایستی با تأخیری در حدود ۳۰۰ تا ۴۰۰ میلی ثانیه همراه باشد.

  • نویسنده  : مهندس افشین رشید 
    کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



قطعات الکترونیکی SMD (نحوه عملکرد _کاربرد) مهندسی برق_الکترونیک

SMD مخفف SURFACE MOUNTDEVICE یعنی به عبارتی مونتاژ سطحی قطعات نصب شده روی سطح می باشد . قطعات نصب سطحی ، قطعات الکترونیکی هستند که به مدار چاپی به روش فناوری نصب سطحی متصل شده اند .

قطعه ای که بدون پایه است و روی برد مونتاژ سطحی لحیم شده است را SMD می گویند .

مزایای استفاده از تکنولوژی  نصب سطحی (قطعات smd)

استفاده از تکنولوژی SMD در پی تمایل بسیار زیاد مصرف کنندگان برای داشتن تکنولوژی کوچک تر ، سریع تر و بهتر است .نیاز شدید به افزایش قابلیت ها ، داشتن صفحاتی با سایز کوچکتر و اعتبار در بازار استفاده از این تکنولوژی را در پی داشته است .

کنترل الکتریکال و رفع اشکالات احتمالی بردهای مونتاژ شده

رعایت استانداردهای لازم در حین مونتاژ بردها ESD

امکان تهیه PCB و سایر قطعات الکترونیک با بهترین کیفیت در کمترین زمان

 مونتاژ بردهای الکترونیکی SMD-THT

تکرار عملیات که موجب بالا رفتن میزان کنترل کیفیت می گردد

افزایش سرعت تولید محصولات

کاهش مصرف قلع و صرفه جویی در ابعاد مدار چاپی

کاهش تولید گرما

کاهش مصرف برق

قابلیت عملکرد مناسب

ایجاد تحول و پیشرفت مداوم در روند تولید

 ارتباطات از راه دور

معایب استفاده از تکنولوژی  نصب سطحی (قطعات smd)

اختلاف ولتاژ دو سر قطعه
استفاده از قطعات با ابعاد کوچک در ولتاژهای بالا (۲۲۰ ولت)
باعث تولید جرقه الکتریکی (arc) درون قطعه میشود.

آسیب پذیر در برابر ضربه (حتی ضربه های سطحی و کوچک)

آسیب پذیری بالا در برابر رطوبت و محیط مرطوب 

موارد استفاده در بُرد های الکترونیکی: 

پرینتر ؛ تبلت؛ موبایل ؛ لپ تاپ؛ هارد دیسک های کامپیوتر ؛ هارد دیسک های اکسترنال؛ حافظه های usb ؛ GPS ها ؛ حتی دستگاه پخش خودروها ؛ برد های ECU خودرو ها 

  • نویسنده  : مهندس افشین رشید 
    کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


اجزای سیستم های مخابراتی مدارRX و مدار TX ( مهندسی برق _الکترونیک)

هر سیستم مخابراتی چند جز اصلی دارد , فرستنده , کانال مخابراتی و گیرنده 

  • فرستنده

سیگنال ورودی را پردازش می کند تا یک سیگنال مخابراتی مناسب با مشخصات کانال انتقال ایجاد کند . پردازش سیگنال برای انتقال تقریبا همیشه با مدولاسیون  همراه است و می تواند شامل کدگذاری هم بشود . 

  • کانال مخابراتی

محیطی الکتریکی است که پلی بین منبع و مقصد است . این کانال می تواند یک زوج سیم , یک  کابل هم محور , یک منبع رادیویی , یا پرتو لیزر  باشد . هر کانالی مقداری تلفات و تضعیفانتقال دارد , پس با افزایش فاصله توان سیگنال  به تدریج کم می شود. 

  • گیرنده

گیرنده روی سیگنال  خروجی کانال عمل کرده ,سیگنال مناسب را برای مبدل واقع در مقصد فراهم می کند . در عمل گیرنده شامل تقویت برای جبران تلفات انتقال و دمودلاسیون و کدگشایی برای مع کردن پردازش سیگنال  انجام شده در فرستنده می باشد .فیلتر کردن نیز عمل مهم دیکری است که در گیرنده انجام می شود . 

ارسال پیام

ارسال پیام به دو صورت دیجیتال  و آنالوگ صورت می پذیرد . 
پیام آنالوگ  کمیتی فیزیکی است که با زمان تغییر می کند و این تغییر معمولا به صورتی هموار و پیوسته صورت می گیرد .

 فشار دیجیتال حاصل از صحبت کردن , موقعیت زاویه ای ژیروسکوپ  هواپیما , یا شدت نور در نقطه ای از تصویر تلوزیونی  نمونه هایی از پیام های آنالوگ هستند . چون اطلاعات در شکل موج متغیر با زمان نهفته است . 
پیام دیجینتال  رشته ی مرتبی ار نمادهای برگزیده از یک مجموعه متناهی از عناصر گسسته است . فهرست تغییرات ساعت به ساعت دما , یا کلید هایی که از صفحه کلید فشرده می شوند نمونه هایی از پیام های دیجیتال  هستند . چون اطلاعات در نماد های گسسته نهفته است . 
در کامپیوتر ها از دو نماد صفر و یک استفاده می شود . 

انواع انتقال

  • انتقال یکطرفه در این نوع انتقال فقط یک فرستنده و یک گیرنده وجود دارد مانند رادیو یا تلویزیون که وسایل ما نقش گیرنده را ایفا می کنند
  • انتقال نیمه دو طرفهدر این انتقال هر طرف یک فرستنده و یک گیرنده دارند و انتقال در هر دو طرف امکان پذیر است ولی نه به طور هم زمان مانند بیسیم.
  • انتقال دو طرفه کاملاین انتقال نیز همانند نیمه دو طرفه است با این تفاوت که انتقال همزمان در دو جهت امکان پذیر است مانند تلفن 
  • نویسنده  : مهندس افشین رشید 
    کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



خازن اِلکترولیتی (ساختار و نحوه عملکرد ؛ تست در مدار)

همان گونه که از نام این خازن مشخص است، خازن های الکترولیتی از یک الکترولیت (یک مایع رسانای یونیزه) به عنوان یکی از صفحاتش استفاده می کند و بدین ترتیب ظرفیت خازنی در واحد حجم نسبت به سایر انواع خازن ها افزایش می یابد.

خازن ها به چند طریق می توانند ظرفیت خازنی را افزایش دهند : افزایش ثابت دی الکتریک؛ افزایش مساحت الکترودها؛ و کاهش فاصله ی بین الکترودها. خازن های الکترولیتی از یک لایه اکسید آلومینیوم که ضریب دی الکتریک بسیار بالا و به طور متوسط بین 7 و 8 دارد، روی صفحه ی خازن استفاده می کنند. این مقدار نسبت به سایر دی الکتریک ها بیشتر است، مانند مایلار که ثابت دی الکتریک آن 3 و میکا که حدود 6 تا 8 است.

علاوه بر آن مساحت موثر درون خازن با زبر کردن سطح ورقه ی آلومینیوم با خلوص بالا، تا 120 برابر افزایش داده می شود. این یکی از عوامل تولید خازن های با ظرفیت بالا است.

ساختار خازن الکترولیتی

صفحات خازن الکترولیتی از ورقه ی آلومینیومی رسانا ساخته شده اند، در نتیجه می توانند بسیار نازک ساخته شوند و انعطاف پذیر باشند به طوری که می توانند به آسانی در پایان فرایند تولید بسته بندی شوند.

این دو صفحه یا ورقه کمی با یکدگیر متفاوت هستند. یکی از آن ها با یک لایه اکسید پوشانده شده است، و یک کاغذ که در مایع الکترولیت خیس شده در فضای بین آن ها قرار می گیرد. ورقه ای که با لایه ی اکسید پوشانده شده است قطب مثبت است. ضخامت غشای نازک لایه ی اکسید به کار رفته در قطب مثبت خازن الکترولیتی بر مبنای ولتاژ کاری قابل تحمل مورد نیاز، انتخاب می شود. ورقه ی دوم به عنوان قطب منفی عمل می کند گرچه به طور طبیعی دارای یک لایه اکسید است که البته بسیار نازک تر می باشد.

نحوه تست خازن الکترولیتی

برای این تست مولتی متر را در رنج Rx1k قرار داده و سپس شارژ و دشارژ خازن را باتوجه به قطبین باطری داخل مولتی متر ( سیم مشکی مثبت و سیم قرمز منفی باطری است ) انجام می دهیم

برای تست این نوع خازن باید مولتی متر را در رنج Rx100 قرار دهیم.

شارژ و دشارژ خازن را ملاحظه نموده توجه به قطبین اامی است و نشتی در حد جزئی قابل قبول است؛ بنابراین بعد از شارژ، عقربه اهم زیادی را نشان می دهد.

اگر خازن موجب حرکت عقربه نگردد یعنی قطع و در صورتیکه صفر باشد یعنی خازن اتصال کوتاه است؛ و اگر اهم کمی نیز قرائت شود به معنی خراب بودن خازن است.                                    

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران




منظور از مقاومت در الکترونیک و واحد اندازه گیری مقاومت (مهندسی برق _الکترونیک)

الکترونها در هادی براحتی نمی توانند حرکت کنند زیرا در مسیر حرکت آنها موانعی وجود دارد که بطور ساده آنها را مقاومت هادی در برابر عبور جریان می گوییم .هرچه قدر این موانع کمتر باشد عبور جریان بهتر صورت میگیرد و می گوییم جسم هادی بهتری است . این موضوع نخستین بار توسط سیمون اهم یک فیزیکدان آلمانی مطرح شد . به همین دلیل واحد اندازه گیری مقاومت اهم است.


قانون اهم 


جریان موجود در یک بسترِ رسانا با اختلاف پتانسیل دو سر آن رابطه‌ای مستقیم دارد ؛ به ضریب ثابتی که جریان الکتریکی (I) و اختلاف پتانسیل (V) دو سر رسانا را به یکدیگر ارتباط می‌دهد، مقاومت الکتریکی (R) گفته می‌شود.


V=IR فرمول قانون اهم



نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



ولتاژ چیست؟ ( مهندسی برق _الکترونیک)



ولتاژ چیست ؟


 هرگاه الکترونها در یک هادی در مسیر مشخصی بحرکت در آیند جریان الکتریکی ایجاد می شود . اما الکترونها بدون دریافت نیرو و انرژی از مدار گردش بدور هسته خارج نمی شوند . بنا براین برای تولید جریان نیاز به یک نیرو داریم که آن را از منابع تولید نیرو مانند باتری می گیریم . بعبارت ساده تر نیروی لازم جهت ایجاد جریان ولتاژ نام دارد که واحد اندازه گیری آن ولت است.



● چگونه می توان ولتاژ تولید کرد ؟


این سوال پاسخ سوال دیگری نیز می تواند باشد که همان روشهای تولید الکتریسیته است . می دانیم که انرژی تولید نمی شود بلکه از صورتی به صورت دیگر تبدیل می گردد . از آنجاییکه الکتریسیته هم انرژی است پس باید تبدیل شده انرژی های دیگر باشد . انرژیهایی که بصورت متعارف برای تولید برق بکار می رود عبارتند از : انرژی شیمیایی در باتریها - انرژی مغناطیسی در ژنراتورها - انرژی نورانی در باتریهای خورشیدی - انرژی حرارتی در ترموکوپلها - انرژی ضربه ای در پیزو الکتریک و غیره.


  • نویسنده  : مهندس افشین رشید 
    کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



     



جریان الکتریکی چیست ؟


هرگاه حاملهای الکتریسیته ( الکترونها ) در یک هادی بحرکت درآیند جریان الکتریکی ایجاد می شوند . اما هر حرکت الکترونی جریان برق نیست . بلکه این حرکت باید در یک مسیر مشخص باشد .هر چقدر الکترونهای بیشتری در زمان کمتری در مسیر مشخص حرکت کنند مقدار جریان نیز بیشتر می شود


از رابطه اهم V=IR  می فهمیم که جریان با ولتاژ به صورت مستقیم با هم رابطه دارند.

  • نویسنده  : مهندس افشین رشید 
    کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



     



آمپر چیست ؟ (عملکرد و کارکرد)


● آمپر چیست ؟


برای دانستن میزان جریان باید بتوان آن را با عدد بیان کرد که به همین منظور از واحد سنجش جریان که همان آمپر است استفاده می شود


● مقدار یک آمپر جریان چقدر است ؟


هرگاه از یک هادی تعداد ۲۸/۶ ۱۰ بتوان ۱۸ الکترون در یک ثانیه بگذرد این میزان الکترون در زمان یک ثانیه معرف یک آمپر جریان الکتریکی است.


 مثال : ما باید در برق ساختمان به جریانی که یک مسیر ( سرخط ) مصرف می کند دقت داشته باشیم و به تناسب آن، از سیم و فیوز مناسب استفاده کنیم. مقررات برق ساختمان برای سرخط های

  • روشنایی ۱۰ آمپر
  • پریزها ۱۶  آمپر
  • کولر آبی ۱۶ آمپر
  • کولر گازی حدوداً ۲۰ آمپر و بالاتر
  • فیوز اصلی در جعبه فیوز را هم ۲۵ آمپر در نظر گرفته است.
  • نویسنده  : مهندس افشین رشید 
    کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



● نیروی الکتریکی چیست ؟



● چگونه می توان مواد را باردار کرد ؟

روشهای باردار کردن ماده همان روشهای تولید الکتریسیته است .بعبارت دیگر می توان با استفاده از این روشها الکتریسیته تولید کرد . ساده ترین این روشها مالش دو ماده بهم است که باعث می شود الکترونها از یک ماده به ماده دیگری بروند و در نتیجه اختلاف بار بین دو ماده ایجاد شود . مثلا مالش یک میله شیشه ای به یک پارچه پشمی سبب باردار شدن هر دو ماده می شود که یکی بار مثبت ( کمبود الکترون ) و دیگری بار منفی ( ازدیاد الکترون) می یابد.




● نیروی الکتریکی چیست ؟


بین بارهای الکتریکی اعم از مثبت یا منفی نیروی الکتریکی وجود دارد این نیرو به مقدار بار الکتریکی و فاصله آنها از هم بستگی دارد . مطابق قانون کولن مقدار نیرو از حاصل ضرب بارها در ضریب ثابتی که به جنس محیط بستگی دارد تقسیم بر مجذور فاصله بین دو بار بدست می آید . اما در تحلیل ساده تر هرچه مقدار بارها بیشتر باشد مقدار نیرو نیز بیشتر و هرچه فاصله آنها بیشتر شود مقدار نیرو نیز کمتر می شود .


● مواد در حالت عادی از نظر بار الکتریکی چگونه اند ؟


همه مواد در حالت عادی دارای مقدار الکترون و پروتون مساویند به همین دلیل از نظر برایند بارهای الکتریکی خنثی می باشند .


● چگونه می توان یک ماده خنثی را باردار کرد ؟


هرگاه تعادل بین بارهای مثبت و منفی در یک جسم خنثی بهم بخورد ماده بار دار شده است . بهمین منظور کلیه روشهای تولید الکتریسیته کاری نمی کنند جز برهم زدن تعادل بین بارهای الکتریکی مثبت و منفی . می دانیم که الکترون نسبت به پروتون قابلیت جابجایی و حرکت بیشتری دارد . بنابراین می توان با دادن یا گرفتن الکترون ماده را باردار نمود . اگر تعداد الکترونها بیشتر از تعداد پروتونها شود جسم بار منفی و در صورتی که عکس این حالت روی دهد جسم بار مثبت پیدا می کند .


● باردار کردن مواد چه ربطی به تولید الکتریسیته دارد ؟


اجازه دهید برای جواب به این سوال نخست مواد را دسته بندی کنیم
▪ مواد از نظر هدایت الکتریکی به چند دسته تقسیم می شوند ؟
همه مواد از نظر هدایت الکتریکی جز یک از سه دسته زیر می باشند
الف) هادی ها :
موادی که براحتی برق را از خود عبور می دهند
ب) عایقها :
موادی که برق را از خود عبور نمی دهند
ج) نیمه هادی ها :
این مواد در شرایط خاصی مانند هادی ها یا نیمه هادی ها عمل می کنند . اما در حالت عادی برق را به مقدار ناچیز از خود عبور می دهند


نویسنده :مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق —الکترونیک از دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات تهران



اجزای سیستم BMS ( برق هوشمند ساختمان)مهندسی برق _الکترونیک


نویسنده و طراح پروژه: مهندس افشین رشید



اجزای  سیستم BMS

منظور از اجزا، کلیه تجهیزات، سیستم­های ارتباطی و نرم­افزارهایی که جهت کنترل وسایل مختلف موجود در ساختمان مورد استفاده قرار می­گردد می­باشد.

با توجه به اینکه نیازها و خواسته­های هر کاربرد می­تواند بسیار متفاوت بوده ، تجهیزات و اجزا هر سیستم نیز می­تواند با سیستم­های دیگر بسیار متفاوت باشد و کاربر می­تواند به دلخواه خود آنها را انتخاب نماید. متداول­ترین اجراء BMS به شرح زیر می­باشند.





1-    سیستم کنترل مرکزی

این بخش مهمترین و بزرگترین جزء یک سیستم BMSبوده و هسته مرکزی آن می­باشد. گاهی اوقات از یک کامپیوتر نیز به جای این سیستم استفاده می­گردد ولی در اغلب موارد این بخش مستقل بوده و فقط از طریق کامپیوتر برنامه­ریزی و کنترل می­گردد. این بخش شامل واحد پردازنده ، کنترلرهای اصلی سیستم و کنتاکنتورها و رله­هایی که با کلیه اجزاء در ارتباط­اند می­باشد. همچنین در این بخش کلیدهایی وجود دارند که بطور دستی قابل تغییر هستند و با تغییر آنها می­تواند برنامه سیستم را تغییر داد. روش­های ارتباطی کنترل مرکزی با اجزاء مختلف می­تواند از طریق خطوط برق، سیم­های باس و یا خط تلفنی باشد.


2-    خطوط ارتباطی (BUS)

برای ارتباط اجزاء مختلف BMS با یکدیگر از خطوط ارتباطی استفاده می­گردد این خطوط از تمام اجزاءBMS عبور کرده و امکان ارسال اطلاعات را بین آنها میسر می­سازد. این خطوط می­تواند بصورت سیم­های برق ساختمان، چند رشته سیم مشترک و یا بصورت امواج بی سیم باشد.


3-   نقاط دسترسی و کنترل کننده (Access Point)

این بخش شامل یک نمایشگر و یک صفحه کلید و یا یک نمایشگر لمسی بوده و در نقاط مختلف ساختمان نصب شده و قابلیت کنترل و نمایش اطلاعات آن بخش ، مانند دما، وضعیت وسایل و غیره را دارا است. این بخش مانند واحد کنترل مرکزی است با این تفاوت که توانایی­های آن محدودتر است.

سنسورهای : اینفرارد ؛ مگنتیMDR؛ smoke sensor؛ سنسور فتو رزیستور

4 – سنسورها

سنسورهای گوناگونی با توجه به نیازهای مورد نظر و سطح هوشمند سازی می­تواند در نقاط مختلف نصب گردد. انواع متداول این سنسورها عبارتند از : سنسور حضور، سنسور دما، سنسور نور، سنسور دود و . که می­توانند مشخصات مورد نظر را تبدیل به سیگنال­ها و اطلاعات مورد نظر نموده و از طریق خطوط ارتباطی به کنترل مرکزی یا نقاط کنترلی ارسال می­نمایند. و کنترل مرکزی یا محلی فرمامین لازم را به انواع کلیدها، تایمرها و دیمرها ارسال می­نمایند.


5-دیمرهای روشنایی

دیمرها امکان تنظیم نور را با افزایش یا کاهش نور لامپ­ها بصورت الکترونیکی بوجود می­آورند. با این تجهیزات
می­توانند به همراه سنسور نور سطح نور محیط را با کم و زیاد شدن نور طبیعی تنظیم و یا حتی روشنایی را خاموش نمود و به این طریق صرفه­جویی انرژی می­نمایند.


کنترلر روشنایی wifi  چند کاناله (کاناله ۸) با قابلیت تایمر و کم و زیاد کردن هوشمند نور محیط

6 – تایمرها

تایمرها جهت یک سری اعمالی که بصورت تکراری و در زمانهای مشخص انجام می­شوند می­توانند مفید باشد البته کنترل مرکزی نیز قابلیت ارسال فرمان بصورت زمانی را دارند که می­تواند ارزان­تر از استفاده از تایمر مجزا باشد.

کلید برق لمسی و هوشمند بِرند MCowome هلندی مناسب و درجه یک (از کلید و پنل های لمسی متفرقه استفاده نکنید)

7 – پریزها

با استفاده از پریزهایی که قابلیت ارسال و دریافت اطلاعات از طریق خطوط ارتباطی را دارند می­توان مصرف کننده­های متصل به آنها را روشن و خاموش و یا از وضعیت آنها مطلع گردید.


8 – نرم افزار سیستم

استفاده از نرم افزار بوسیله یک کامپیوتر می­تواند یکی از ابزارهای مفید و با قابلیت انعطاف بالا برای سیستمBMS باشد. حتی در مواردی توانایی­هایی این نرم افزار به سیستم می­دهد که کنترل مرکزی فاقد آن میباشد از جمله گزارش­گیری و ثبت واقع و همچنین ارتباط بصری مناسب با سیستم.

اَپلیکیشن( اندروید _ios) برای کنترل  تمام نقاط خانه(روشنایی-برودتی- امنیتی- رفت و امد و دربها و پارکینگ - دوربین مداربسته هوشمند از روی گوشی موبایل و تبلت


9- Web Server

وسیله ای است که کاربر را قادر می­سازد تا در هر نقطه­ای از دنیا از طریق اینترنت به سیستم BMS دسترسی پیدا کرده و آن را کنترل نماید. این سیستم از طرفی با خطوط ارتباطی به کنترل مرکزی متصل و از طرف دیگر به تجهیزات مانند مودم به شبکه متصل می­گردد.

-فواید استفاده از سیستم BMS

مزایای اصلی استفاده از BMS را می­توان به 3 محور اصلی زیر تقسیم نمود:

1-      صرفه­جویی انرژی و کاهش هزینه­های نگهداری

2-      ایمنی

3-      افزایش سطح رفاه و آسایش


1-    صرفه­جویی مصرف انرژی و کاهش هزینه­های تعمیر و نگهداری

مطالعات نشان داده است که استفاده از سیستم هوشمند می­تواند بطور متوسط 20 درصد از مصرف انرژی و هزینه­های جاری ساختمان می­کاهد. این سیستم علاوه بر کاهش مصرف انرژی با خاموش نمودن و کنترل آنها موجب کاهش استهلاک و افزایش طول عمر دستگاه­ها و کاهش هزینه­های مربوطه می گردد.


2-    ایمنی

در شرایط بحرانی با ارسال سریع و به موقع اعلام خطر می­تواند در جلوگیری از حوادث و کاهش اثرات آن نقش مؤثری داشته و به طور خودکار پیامهای اضطراری را به افراد یا ارگانهای ذی­صلاح ارسال نماید. همچنین کنترل درب و مبادی ورودی و اتصال آن به دوربین­های مدار بسته و دستگاه­های ثبت ورود می­تواند ایمنی سیستم را بطور قابل ملاحظه­ای افزایش دهد.


3-   راحتی

این سیستم می­تواند بسیاری از کارهای تکراری و بازرسی­های مورد نیاز را بطور هوشمند انجام دهد.

بطور مثال با حضور افراد نسبت به روشن­ شدن روشنایی و فن­کوئل اقدام نماید و یا آبیاری فضای سبز و باغچه را بطور خودکار انجام دهد و یا با تنها فشار یک دکمه حالت­های از پیش تعریف شده­ای را اجرا نماید

  • نویسنده  : مهندس افشین رشید 
    کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



     



سیستم مانیتورینگ CMS  در مدار  (مهندسی برق_ الکترونیک)


سیستم مانیتورینگ مدار یا به اختصار CMS سیستمی چند کاناله، منحصر به فرد با ابعاد فوق کمپکت و با کارایی بالاست. سنسورهای موجود در این سیستم می‌توانند جریان برق متناوب (AC) و یا برق مستقیم (DC) و یا تلفیقی از دو حالت را تا ۱۶۰ آمپر اندازه گیری نمایند. هر یونیت کنترلی می‌تواند تا ۶۴ سنسور را کنترل نماید. همچنین اطلاعات از طریق ModBus و از طریق اینترفیس RS485 قابل ارسال خواهد بود.

مزایای مهم:

– مانیتور کردن هر شاخه از مدار قابلیت مشاهده اثرات مخرب پیش از آنکه سیستم دچار آسیب جدی شود.

– ارائه اطلاعات شفاف مبنی بر مصرف انرژی در هر مدار و جلوگیری از اتلاف انرژی.

– تعمیر و نگهداری ساده.

– سنسورهای یکسان با قابلیت کار در سیستم AC یا DC یا هر دوی آنها

مشخصات مهم:

– کمپکت و نیاز به فضای بسیار کم – به راحتی در کنار کلیدهای مینیاتوری و در روی ریل قرار می‌گیرد.

– رابط کاربری ساده و صفحه نمایش خوانا – کافیست صفحه را لمس کنید تا پس از روشن شدن صفحه اطلاعات را دیافت کنید.

– انعطاف پذیر، بگونه ای که کاربر را قادر می‌سازد هر تعداد نقطه مورد نیاز برای اندازه گیری را بصورت آزادانه انتخاب کند.

– نصب بسیار ساده و آسان – با استفاده از کابل مخصوص به سیستم الکتریکی متصل می‌گردد.



مزایای مهم:

– مانیتور کردن هر شاخه از مدار قابلیت مشاهده اثرات مخرب پیش از آنکه سیستم دچار آسیب جدی شود.

– ارائه اطلاعات شفاف مبنی بر مصرف انرژی در هر مدار و جلوگیری از اتلاف انرژی.

– تعمیر و نگهداری ساده.

– سنسورهای یکسان با قابلیت کار در سیستم AC یا DC یا هر دوی آنآنها



سنسور CMS

ابعاد کوچک، کارایی بالا

هیچ فضایی به هدر نمی‌رود. همه چیز در فضایی به ابعاد ۱۸ و یا ۲۵ میلیمتر قرار گرفته است. این بدان معنی است که سنسور CMS در بین کوچکترین و کاراترین سنسورهای موجود در بازار جهانی قرار دارد.

سنسور CMS تمامی مقادیر جریان AC یا DC و یا تلفیقی از این دو را تا ۱۶۰ آمپر (TRMS) اندازه‌گیری می‌کند. چنانچه مقدار اندازه‌گیری شده بالاتر از ۱۶۰ آمپر باشد، چراغ سیگنال روی دستگاه روشن می‌شود.

هر سنسور دارای میکروپروسسور سیگنال مخصوص به خود می‌باشد. بدین معنی که مقدار حاصل شده از اندازه‌گیری مستقیماً و از طریق رابط باس CMS به یونیت کنترلی ارسال می‌شود. این کار باعث کاهش مقدار و هزینه کابل‌کشی شده و علاوه بر آن چون اطلاعات در هر سنسور پردازش می‌شود، میزان خطای اطلاعات دریافت شده در یونیت کنترلی به صفر می‌رسد.

نویسنده :مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق -الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



برق ساختمان  (عملکرد و کاربرد 


اینورتر سینوسی)



اینورتر چیست؟ اگر شما به سادگی یک جریان DC را به حالت های روشن و خاموش تغییر دهید، یا با تلنگر آن را به جلو و عقب برانید به طوری که جهت آن دائما مع شود.

 آنچه که شما در پایان با آن مواجه خواهید شد، تغییرات بسیار ناگهانی جریان است:

همه در یک جهت، همه در جهت دیگر، و دوباره به حالت اولیه. یک نمودار جریان (ولتاژ) در برابر زمان رسم کنید و یک موج مربعی را دریافت خواهید کرد.

اگرچه الکتریسته مختلف در آن مد، از نظر فنی، یک جریان متناوب است، اصلا مانند جریان متناوب عرضه شده به خانه های ما نیست، که در یک موج سینوسی هموار موج دار خیلی بیشتر متفاوت است.

 

به طور کلی، لوازم سنگین در خانه های ما که از قدرت خام استفاده می کنند

(چیزهایی مانند بخاری برقی، لامپ های رشته ای، کتری، یا یخچال)

اهمیتی زیادی نمی دهند که چه شکل موجی دریافت می کنند: تمام چیزی که آنها می خواهند انرژی و مقدار زیادی از آن است

بنابراین امواج مربعی واقعا آنها را خسته نمی کنند. از سوی دیگر، دستگاه های الکترونیکی، بسیار ایرادگیر هستند و ترجیح می دهند ورودی روان تری را از یک موج سینوسی دریافت کنند

کار با اینورتر بسیار ساده می باشد و کافیست تا شما اینورتر را به باتری متصل کرده و از خروجی های آن برای برق وسایل الکتریکی خود استفاده کنید. اینورتر با استفاده از توان باتری های 12 ولت، 24 ولت و یا مجموعه ای از باتری ها که به صورت موازی به یکدیگر متصل شده ولتاژ12 ولت را به 220 ولت تقسیم می کند. با مصرف انرژی باتری ها به وسیله دستگاه های متصل به اینورتر می بایست مجدد آنه را شارژ نماییم. شارژ شدن باتری می تواند به وسیله دینام ماشین، موتور برق ، توربین بادی و یا اتصال باتری به یک شارژر اکتریکی انجام شود.


استفاده از اینورتر برای بکاپ برق ساختمان

یک راه بسیار ساده برای استفاده از اینورتر برای بکاپ برق ساختمان متصل کردن آن به باتری اتوموبیل (در هنگام روشن بودن خودرو) و استفاده از خروجی آن برای وسایل ضروری خانه می باشد.

 نویسنده :مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق -الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



برق و انرژی الکتریسیته (عملکرد و 


آشنایی)



آموزش برق به زبان ساده


بین الکترونها و پروتونها نیروی جاذبه و بین خودشان باهم نیروی دافعه وجود دارد که ماهیت این نیروها هنوز شناخته نشده است اما برای تحلیل ساده تر بارالکتریکی را مطرح کرده که برای الکترون با علامت منفی و برای پروتون با علامت مثبت مشخص شده است.

● الکترون چیست؟


الکترون معنای یونانی کهربا است کهربا ماده ای است که در مالش به پارچه پشمی باردار شده و خرده های کوچک کاه را جذب می کنداین ربایش بعلت نیرویی مرموز اتفاق می افتد که یونانیان آن را الکتریسیته نامیده اند
▪ اجزای ماده :
همه مواد از ملکولهای شکل میگیرند که آنها نیز خود از اتمها ساخته می شوند . اتمها از دو جز’ اصلی الکترون و هسته ساخته می شوند که الکترونها در مدارهای مشخص بدور هسته در گردش می باشند .
چه عاملی سبب ماندن الکترون در مدار مشخص خود می شود ؟
بین الکترون و هسته نیروی جاذبه الکتریکی وجود دارد که اندازه آن برابر نیروی دافعه گریز از مرکز ناشی از چرخش سریع الکترون بدور هسته می باشد


● درون هسته چیست ؟


هسته شامل ذرات بسیاری است که مهمتریت آنها از نظر جرم پروتون و نوترون است .


● بار الکتریکی چیست ؟


بین الکترونها و پروتونها نیروی جاذبه و بین خودشان باهم نیروی دافعه وجود دارد که ماهیت این نیروها هنوز شناخته نشده است اما برای تحلیل ساده تر بارالکتریکی را مطرح کرده که برای الکترون با علامت منفی و برای پروتون با علامت مثبت مشخص شده است.


نویسنده :مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق —الکترونیک از دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات تهران


اجزای سیستم فتوولتائیک (نحوه راه اندازی سیستم  برق خورشیدی) انرژی پاک(مهندسی برق_ الکترونیک)



نویسنده و محقق: مهندس افشین رشید

اجزای سیستم فتوولتائیک:
اجزا کلی یک سیستم فتوولتائیک عبارتند از: صفحه ها (پانل های) خورشیدی، باتری های ذخیره، مبدل برق مستقیم به متناوب، دستگاه کنترل کننده، سازه فی یا ساختمانی، کابل های ارتباط


پانل های خورشیدی:
عبارتند از تعدادی ماجول که به هم متصل شده اند و از اجتماع پانل ها آرایه ها به وجود می آیند. آرایه های فتوولتائیک به طور کلی به دو حالت سری یا موازی به هم متصل می شوند. این آرایه ها به حالت ثابت و یا ردیاب متحرک که بنابر فصل با زاویه تابش خورشید خود را تطبیق می دهند، نصب می شوند. ردیاب ها بر دو نوع هستند، ردیاب هایی که بر روی یک محور و یا بر روی دو محور دوران می کنند و ردیاب ها همواره پانل های خورشیدی را در جهت تابش خورشید نگاه داشته بنابراین موجب افزایش راندمان خروجی پانل ها تا ۲ برابر می شوند.



باتری ۱۲ ولت ۳۸ آمپر مخصوص پنل خورشیدی

باتری:
بانک باتری معمولا ۱۲ ولتی بوده و تعدادی باتری را شامل می شود و به صورت سری به هم متصل شده و ولتاژ مورد نیاز سیستم را تامین می نماید. در سیستم های منفصل از شبکه، انرژی ذخیره شده در باتری ها، در هنگام شب و یا مواقع ضروری دیگر به کار گرفته می شود. در سیستم های پشتیبانی در مواقع قطع برق شبکه سراسری از باتری استفاده می شود، سیستم های متصل به شبکه نیازی به باتری ندارند.

اینورتر AC به DC مناسب برای پنل خورشیدی برق پاک
مبدل:
برق تولیدی توسط پانل های خورشیدی به صورت DC بوده و با کمک مبدل ها به برق AC تبدیل می گردد. مبدل ها در انواع و سایزهای مختلفی ساخته می شوند و برخی از آنها بازده بسیاربالایی دارند.


انواع سامانه های فتوولتاییک:
دو نوع اصلی از سامانه های برق خورشیدی (PV)برای استفاده در ساختمان ها وجود دارد:منفرد و متصل به شبکه. 
هنگامی که اتصال به شبکه برق ممکن نبوده و یا مورد دلخواه نباشد نیاز به یک سامانه منفرد می باشد. در چنین مواردی برای تأمین برق به هنگام شب و یا در روزهای ابری و نیز هنگام نیاز به حداکثر مقدار برق نیاز به چند انباره می باشد. اندازه آرایه هایPVطوری تنظیم می شود که هم بارهای معمول روز هنگام و هم شارژ انباره ها را مهار کنند. در یک سامانه متصل به شبکه، برای تغییر جریان مستقیم از آرایه PV به جریان متناوب (AC)با ولتاژ مناسب شبکه نیاز به یک مبدل می باشد. باید توجه داشت که در این حالت نیازی به انباره وجود ندارد و بدین ترتیب صرفه جویی قابل توجهی هم در هزینه و هم در نگهداری سامانه، ایجاد خواهد شد. در سامانه های منفرد، الکتریسیته مازادی که در طول روز تولیده شده است برای استفاده در شب و یا روزهای تاریک و ابری در انباره ها ذخیره می گردد. از آنجا که قیمت مبدلها و سلول ها  و انباره گران می باشد، یک سامانه ترکیبی (هیبریدی) که از نیروی باد استفاده می کند اغلب مکمل ایده آل برای سامانه PV می باشد چرا که نه تنها در طول شب باد می وزد بلکه در هوای بد نیز معمولاً باد قابل توجهی وجود دارد. علاوه بر آن در زمستان، زمانی که انرژی خورشیدی کمی برای برداشت وجود دارد هوا معمولا باد خیزتر ازتابستان می باشد. با این حال تمام مناطق برای استفاده از نیروی باد مناسب نیستند

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

 



رله بوخ هِلتس در برق قدرت (نحوه عملکرد و کاربرد)

برق قدرت : رله بوخ هلتس به قدری دقیق است که به محض اتفاق افتادن کوچکترین خطائی عمل میکند. و مانع آن میشود که مجموع شبکه برق قدرت خسارت زیاد ببیند.


رله بوخ هـلــتـس:   یک رله حفاظتی برای دستگاهی است که توسط روغن خنک میشود و یا از روغن به عنوان ایزولاسیون در آن استفاده شده است و دارای ظف انبساط نیز می باشد . این رله با بوجود آمدن گاز یا هوا در داخل منبع روغن دستگاه و یا پائین رفتن سطح روغن از حد مجاز و یا در اثر جریان پیدا کردن شدید روغن بکار می افتد و سبب به صدا درآوردن سیگنال و دادن علامت می شود و یا اینکه مستقیماً دستگاه خسارت دیده را از برق قطع می کند .


رله بوخ هلتس به قدری دقیق است که به محض اتفاق افتادن کوچکترین خطائی عمل می کند و مانع آن می شود که دستگاه خسارت زیادی ببیند . اگر از این رله برای ترانسفورماتور روغنی استفاده شود . 

خطاهائی که سبب بکار انداختن رله بوخ هلتس می شوند عبارتند از :

  • جرقه بین قسمتهای زیر فشار و هسته ترانسفورماتور 
  • اتصال زمین
  • اتصال حلقه و کلاف
  • قطع شدن در یک فاز
  • سوختن آهن
  • چکه کردن روغن از ظرف روغن و یا از لوله های ارتباطی. 

در خطاهای کوچک ، هوا یا گازهای متصاعد شده از روغن ، وارد لوله رابط بین ترانسفورماتور و منبع ذخیره روغن (ظرف انبساط) شده و به داخل رله بوخ هلتس که در یک قسمت از این لوله قرار دارد راه یافته و به طرف فسمت بالای رله که به صورت مخزن گاز درست شده است صعود می کند و در آنجا جمع می شود .

گازهای راه یافته به داخل رله بوخ هلتس به سطح فوقانی روغن فشار می آورد و باعث پائین آوردن سطح روغن در رله بوخ هلتس میگردد . این فشار به شناور بالائی رله ، منتقل میشود و آن را به طرف پائین میراند . حرکت شناور باعث بستن و یا باز کردن کنتاکتهائی میشود که جهت دادن فرمان در یک محفظه جیوه ای تعبیه شده است .

در موقعی که خطا به صورت یک اتصالی شدید باشد ، گازهای متصاعد شده در اثر قوس الکتریکی  به قدری زیاد می گردد که موجب راندن موجی از روغن به داخل ظرف انبساط میشود . اگر سرعت موج روغن از مقدار معینی که قبلاً تنظیم شده است کند ، قبل از اینکه گازها به داخل رله بوخ هلتس راه یابند ، دریچه اطمینان رله به کار می افتد و باعث قطع ترانسفورماتور از برق می شود . اگر 

رله بوخ هلتسدارای دو گوی شناور باشد ، دریچه اطمینان طوری تنظیم می شود که در صورتیکه سرعت حرکت روغن مابین 50 تا 150 سانتیمتر بر ثانیه رسید ، رله قطع کند .

در رله هایی که شامل یک گوی شناور میباشد ، دریچه اطمینان با شناور لحیم شده است و در این رله ها وقتی سرعت روغن به 65 تا 90 سانتیمتر بر ثانیه رسید رله عمل می کند . 

 

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

 


میکرو کنتلر و چیپ های  قابل برنامه ریزی(روبوتیک_ مِکاترونیک_الکترونیک)




این ریز کنترلرگر ها از معماری RISC برخوردار اند و در استفاده از معماری پیشرفته و دستورات بهینه، حجم کد تولید شده را کم و سرعت اجرای برنامه را بالا ببرد. یکی از مشخصات این نوع ریزکنترل‌گرها دارا بودن 32 ثبات همه منظوره است. همچنین در این ریزکنترل‌گرها، از حافظه‌های کم مصرف و غیر فرار FLASH و EEPROM استفاده می‌شود.

زبان برنامه نویسی: 

کامپایلرهایی به زبان BASIC و c -که زبان‌هایی پرکاربرد در دنیا اند- برای این نوع ریزکنترل‌گرها طراحی شده است و علاوه بر این زبان اسمبلی را نیز همچنان می‌توان برای برنامه نویسی به کار برد.


به عنوان مثال کامپایلر این ریز پردازنده ها:

BASCOOME با زبان BASIC برای برنامه نویسی این نوع از ریزکنترل‌گرها می‌تواند به کار رود. همچنین نرم‌افزار Code Vision، برای برنامه نویسی به زبان C ( سازگار با این ریزکنترل‌گرها) بسیار رایج است.

ریزکنترل‌گرهای AVR به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

  • سری Tiny AVR (باحداقل امکانات ، تعداد پایه کمتر ، تعداد دستورات کمتر)
  • سری MEGA AVR (با حداکثر امکانات) مثل ATmega16
  • سری classic AVR (از نظر امکانات بین دو گروه بالا) مثل AT90S8535
  • سری Xmega (با امکانت و سرعت فوق العاده)مثل Xmega128A1
  • نویسنده  : مهندس افشین رشید 
    کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



     



آی سی P ROM (رباتیک _ مکاترونیک _الکترونیک) نحوه عملکرد و کاربرد ؛ ic برنامه ریزی غیر قابل نفوذ (هک) در سیستم های الکترونیکی حفاظتی و امنیتی

این ic یک آی سی برنامه ریزی برای یک بار بوده و با دستگاه پروگرامر مخصوص این چیپ میتوان روی آن برنامه ریزی نمود.

مزیت این ic در امنیت

یک بار مصرف بودن این آی سی مزیت آن محسوب میگردد ای ic امنیتی چون یک بار برنامه ریزی میگردد کا را برای افرادی که میخواهند سیستم های الکترونیکی حفاظتی را هک کنند و از آن عبور کنند دشوار میکند. در صورت عبور باید برد را جراحی و آی سی جدید به جای آی سی قدیمی جای گذاری کنند که کمی خنده دار به نظر میرسد. (این آی سی به وسیله ولتاژ بالا و یا اشعه ماورا بنفش برنامه ریزی میگردد به وسیله دستگاه پروگرامر)

نمونه دستگاه پروگرامر برای برنامه ریزی چیپ های p ROM چیپ ها در دستگاه جای گذاری میگردد. و برنامه ریزی میشود.

موارد استفاده این ic :

رباتیک ؛ سیستم های الکترونیکی حفاظتی و امنیتی پیشرفته و گاهی سیستم های نظامی؛ پهبادها ؛ برد های هواپیما های ترابری و مسافر بری ؛ در قسمت امنیتی سخت افزار مادر بورد BIOS و بوت لودر؛ در سخت افزار سیستم های توزیع شبکه اینترنت wifi

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



 


منظور از مدار الکتریکی short و open(توضیح و عملکرد)

نکته : اولین مبحث حرفه ای درباره ی دانش الکترونیک که نکته بسیار مهم اما متاسفانه کم توجه میباشد  در ( الکترونیک ؛ برق؛ رباتیک)

حال مدار الکتریکی را تعریف می کنیم : هر مدار الکتریکی یک مجموعه از (تولید کننده برق) - (مصرف کننده آن) و سیمهای ارتباطی بین ایندو است
_ چند نوع مدار الکتریکی داریم ؟
دو نوع مدار الکتریکی وجود دارد
۱) مدار الکتریکی باز open که در آن ارتباط بین تولید کننده در نقطه یا نقاطی قطع است و در نتیجه جریان در مدار وجود ندارد
۲) مدار الکتریکی بسته short که مسیر عبور جریان کامل است و مصرف کننده از تولید کننده انرژی دریافت کرده و آنرا به صورتهای دیگر تبدیل میکند مانند یک لامپ که برق را به نور تبدیل می کند.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



 


دیود تونل (نحوه عملکرد و کاربرد)

 

دیود تونل تحت تابش موج الکترومغناطیسی محاسبه و با نتایج حاصل وقتی تابش الکترومغناطیسی وجود ندارد مقایسه شده است. برای محاسبه مشخصه جریان - ولتاژ نیاز به محاسبه ضریب عبور الکترون ها از ساختارهای سد و چاه در این قطعه می باشد که برای محاسبه ضریب عبور الکترون ها در حضور تابش الکترومغناطیسی روش تفاضل متناهی حوزه زمانی (FDTD) و در حالتی که تابش الکترومغناطیسی وجود ندارد روش ماتریس انتقال (TMM) و روش تفاضل متناهی حوزه زمانی به کار برده شده است. نتایج حاصل نشان می دهند که حضور تابش الکترومغناطیسی باعث می شود تا حالت های تشدید فرعی دیگری روی منحنی ضریب عبور ظاهر شوند که به فاصله ħωاز حالت تشدید اصلی (بدون حضور تابش الکترومغناطیسی) و از یکدیگر قرار دارند. 

حضور تابش الکترومغناطیسی باعث می شود تا همچنین روی منحنی مشخصه جریان - ولتاژ این قطعه، علاوه بر قله اصلی قله های فرعی دیگری ظاهر شوند که به فاصله ħω از قله اصلی قرار دارند. تحت تابش الکترومغناطیسی تعداد قله های موجود روی منحنی مشخصه جریان - ولتاژ از تعداد قله های موجود روی منحنی ضریب عبور کمتر است که به دلیل این است که مشخصه جریان - ولتاژ، حاصل انتگرالگیری روی انرژی الکترون ها است، بنابراین قله های تیز و با ارتفاع کم روی منحنی ضریب عبور در مشخصه جریان - ولتاژ ظاهر نمی شوند.

کاربردهای مداری

مقاومت منفی دیود تونل را می‌توان برای کلید زنی  ، نوسان ، تقویت و سایر عملیات مداری مورد استفاده قرار داد. این حوزه وسیع کاربردی همراه با این واقعیت که فرایند تونل زنی تاخیر زمانی رانش و نفوذ را ندارد، دیود تونلی را یک انتخاب طبیعی برای مدارهای بسیار سریع ساخته است. 

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



 


آی سی BGY چیست ؟ (عملکرد و نحوه کاربرد ic مدار آنتن وپردازشگر باندهای مخابرات و راداری)

این نوع آی سی در مدارهای مخابراتی و ماژول  آنتن و سیستم های راداری مورد استفاده قرار میگیرد.

جالب است که این ic در خود چند باند مخابراتی را جای داده و چند منظوره میباشد؛ جاگذاری این مدل از آی سی ها بسیار سخت میباشد و نیاز به تجربه زیاد دارد؛ در هنگام تعویض این آی سی به صورت خام میباشد و نیاز به ریبال دارد .

نکته این آی سی چون در دسته باند های مخابراتی دسته بندی میشود ورژنی میباشد و فقط به شماره فنی نباید بسنده کرد.چون ممکن است از یک شماره فنی ic مثلا sdf235 در چند باند مخابراتی در بازار موجود باشد . در کل ic پیچیده ای میباشد. 

نوع هوشمندی از این ic در مدار RF دستگاه های مخابراتی و راداری مورد استفاده قرار میگیرد و حکم cpu یا مغز مدار را بر عهده داردارد. 

موارد استفاده: 

بی سیم ؛ رادار ؛ مودم های wifi؛ دستگاه های ارتباطی مخابراتی؛تلفن ماهواره ای؛ GPS ها ؛ مداریاب خودرو ها و .

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



 


برنامه نویسی رباتیک(CodeVisionAVR) کاربرد رباتیک در نوع نوین زندگی بشری : نویسنده مهندس افشین رشید 

توسعه فناوری های رباتیک راه را برای ارتباطات بین افراد و وسایل و تجهیزات از راه دور تسهیل نموده است بطوریکه مثلا یک کشاورز بتواند در خانه خود ، موتور مربوط به آبیاری زمین هایش را از فاصله چند کیلومتری خاموش و روشن نماید و یا یک ربات از فاصله بسیار دور پیام ها را دریافت کند و دستور مورد نظر را انجام دهد و بسیاری کاربردهای دیگر.

 برنامه نویسی میکرو کنتلر های AVR و  رباتیک (CodeVisionAVR)

ابتدا برنامه را نصب میکنیم بهتر است برای سازگاری با بیشتر میکروکنترلر ها ورژن 3.4 برنامه CodeVisionAVR را نصب کنیم:

در نسخه 3.12 و بالاتر از آن در نرم­افزار کدویژن ساخت فایل پروژه و سورس ساده تر شده است. به این صورت که در همان ابتدا از منوی File گزینهNew Project  را انتخاب می­کنیم و در حین ساختن فایل پروژه، از کاربر نوع میکرو مورد استفاده و نام فایل سورس پرسیده شده و این فایل به صورت خودکار به پروژه اضافه می­گردد و نیاز به طی کردن این مراحل طولانی نمی­باشد



(پروژه 1 )

در این پروژه یک LED به پایه شماره 1 (PB0)میکرو متصل بوده و می خواهیم برنامه ­ای بنویسیم که میکروکنترلر این LED را با فواصل زمانی معین(مثلا یک ثانیه) خاموش و روشن نماید.

نحوه ایجاد یک پروژه در کدویژن

ابتدا در نرم افزار کدویژن از منوی File گزینه New Source File را مانند شکل زیر انتخاب می­ کنیم:

ایجاد می­ شود. حال با استفاده از منوی فایل گزینه Save as  این فایل را با نام test.c در یک پوشه  به نام New ذخیره می­ نماییم.

حال از منوی File گزینه New Project یک فایل پروژه ایجاد می­ کنیم.


در پنجره باز شده بعدی کدویژن از ما می­ پرسد که آیا می­خواهیم از ابزار CodeWizard استفاده کنیم یا خیر. کدویزارد یک ابزار برای تولید اتوماتیک برنامه می­ باشد که موجب آسان­تر شدن کار برنامه نویسی می­شود. فعلا ما از این ابزار استفاده نمی ­کنیم. روی گزینهNO کلیک می­ کنیم.

 


در پنجره باز شده فایل پروژه خود را با نام Led.prj در همان پوشه New ذخیره می­ نماییم. با این کار یک پنجره برای پیکربندی پروژه باز می ­شود.

تا اینجای کار ما یک فایل سورس با پسوند c. و یک فایل پروژه با پسوند prj ساخته ایم. در برنامه نویسی میکروکنترلرها به زبان C همیشه باید یک یا چند فایل سورس به یک فایل پروژه متصل شوند. برای اینکه فایل test.c را به led.prj اضافه کنیم از پنجره پیکربندی پروژه (Configure Project) گزینه Add را انتخاب می­ کنیم:


از پنجره باز شده فایل test.c را از محل ذخیره شده پیدا کرده و انتخاب می­نماییم. با این کار فایل test.c به پروژه اضافه می­ کنیم.

در همین پنجره از لبه C Compiler نیز نوع میکروکنترلر به کار رفته را ATmega32 و نرخ پالس ساعت را 8 مگاهرتز انتخاب می­نماییم.

در نهایت روی OK کلیک می­ نماییم.

پس از انجام این مراحل قسمت Code Navigator در سمت چپ باید به صورت شکل زیر درآید که در آن فایل test.c به فایل پروژه به نام led اضافه شده باشد:


حال برنامه زیر را در داخل فایل test.c وارد می­ نماییم:

بعد از نوشتن این برنامه در فایل سورس نوبت به ساختن فایل با پسوند هگز(Hex) می­ رسد. در واقع این کار با کامپایل کردن پروژه مورد نظر انجام می­ شود.  با این کار کامپایلر برنامه نوشته شده به زبان C را به کدهای صفر و یک قابل فهم برای CPU تبدیل می­کند. برای این کار از منوی Project گزینه Build را مانند شکل زیر انتخاب می­ نماییم:



در این پنجره  اطلاعاتی در مورد برنامه نوشته شده وجود دارد: 

اگر برنامه خطایی داشته باشد کامپایلر به برنامه نویس اعلام می­کند. همچنین در قسمت پایین این پنجره میزان حافظه­ ای که توسط این برنامه از میکرو اشغال می ­شود نمایش داده می­ شود.

حال اگر برنامه بدون خطا کامپایل شده باشد در همان دایرکتوری که پروژه را ساخته ایم یک پوشه جدید با نام EXE ایجاد شده و در داخل آن پوشه یک فایل با نام led.hex به طور خودکار ایجاد شده است. این همان برنامه­ ای که نوشته­ ایم به زبان ماشین(صفر و یک) می ­باشد. حال اگر بخواهیم در واقعیت برنامه نوشته شده را آزمایش کنیم باید همین فایل را با استفاده از پروگرامر در داخل حافظه فلش میکرو پروگرام داخل ic حافظه بر روی برد ربات مورد نظر وارد کنیم (ic flash) نماییم. 

نویسنده : مهندس افشین رشید کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



 




سنسور اُلترا سونیک چیست ؟ (نحوه عملکرد و کاربرد)

سنسور آلتراسونیک برای اندازه گیری فاصله، از امواج مافوق صوت (فرا صوت) بهره می گیرد. طرز کار این نوع سنسورها به این صورت است که فاصله زمانی بین ارسال امواج تا دریافت سیگنال اکو را اندازه می گیرند و با توجه به سرعت صوت در آن محیط، فاصله تا مانع را برآورد می کنند.

طرز عملکرد این سنسور در شکل زیر نمایش داده شده است. امواج صوت به جسم مورد هدف فرستاده می شود و با برگشتن آن امواج، مقدار فاصله انداره گیری می شود. 
 


فرکانس مورد استفاده در سنسور آلتراسونیک معمولاً 60-40 کیلو هرتز است که خارج از بازه شنوایی انسان است. مزیت اصلی این سنسورها، تشخیص اجسام صرف نظر از رنگ، شکل و سطح آن ها به وسیله امواج مافوق صوت است. 
در حالتی که دو سنسور آلتراسونیک بسیار نزدیک هم قرار گیرد، ممکن است موج منعکس شده از جسم، به وسیله سنسور مجاور دریافت شود و موجب خطا شود، بنابراین باید فاصله سنسورها از هم برطبق اطلاعات موجود در دیتاشیت تنظیم گردد. 

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران





سنسور گاز چیست Gas Sensor (کاربرد و عملکرد)


از سنسور گاز برای اندازه گیری مقدار گاز موجود در محیط استفاده میشود. میزان گاز به صورت "قسمت در میلیون قسمت" یا "PPM" بیان می شود. 

سنسورهای گاز جزء سنسورهای شیمیایی محصوب میشوند.

سنسورهای شیمیایی سنسورهایی هستند که بر اساس تغییرات شیمیایی که در ساختار آنها ایجاد می شود عمل می کنند. به طور مثال در بعضی از سنسور ها  از اکسید روی  استفاده شده است که این ماده در هوای تمیز (بدون گاز) از هدایت الکتریکی پایینی برخوردار است. این مدل سنسورهای گاز از روش زیاد و کم شدن دما برای آشکار سازی استفاده میکند ، و گاز منواکسید کربن را در دمای پایین (ولتاژ گرمایش 1.5 ولت) آشکار سازی میکند.
نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران





سنسور دود چیست ؟؟ (نحوه کاربرد و کارکرد smoke detector)
این دسته از سنسورها شامل دتکتورها و  یک سلول نوری یا تله ی نوری (Cell) و یک منبع تولید کننده نور ،یک لنز (عدسی) جهت تنظیم تابش نور داخل محفظه ( بیم) و یک فتودیود (دیود حساس به نور) و یا دیگر سنسور های فتو الکتریک (عکس الکتریکی) هستند.

ساختمان داخلی یک دستگاه هشدار دهنده دود ؛ استفاده اصلی این سنسور smoke detector  در این دستگاه میباشد.
 این دتکتور به نحوی ساخته شده که در شرایط عادی کار، پرتوهای نور از جلوی دتکتور عبور کرده و در سلول های تعبیه شده گیر می افتند

. وقتی که ذرات دود نمایان گردید تعدادی نور بوسیله ذرات دود متفرق گشته در نتیجه توسط دیود حسگر دریافت می شوند و سپس سبب به کار افتادن دتکتور شده و با ارسال علایم به مرکز کنترل یا دستگاه مرکزی ، وقوع حریق را اعلام می کنند.

 

موقعیت هایی که در آن ها نباید کاشف های دودی نقطه ای نصب شوند :
 
- در مکان هایی که ارتفاع بیش از5 /10 متر باشد .
کاربرد های این سنسور: 
Smoke detector یا سنسور تشخیص دود ابزاری است برای تشخیص و آشکارسازی دود که در سیستم های اعلام و اطفا حریق استفاده می شود. دتکتور های دود معمولا در کارخانه ها یا ساختمان های تجاری نصب میشوند و در صورت آتش سوزی اعلام خطر میکند.
  • نویسنده  : مهندس افشین رشید 

    کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


 

سنسور اینفرارد Infrared Sensor (نحوه عملکرد و کاربرد)

Infrared Sensor ، به معنی سنسور مادون قرمز است. در اینجا منظور از مادون قرمز این است که سنسور از خود هیچگونه تابشی نداشته و فقط با جذب اشعه کار می کند. وظیفه این سنسور در اندازه گیری مقادیر اشعه مادون قرمز موجود در محیط است. همانطور که مستحضر هستید اشعه مادون قرمز با چشم غیر مسلح قابل دیدن نیست و تنها با تجهیزات خاصی قابل تشخیص است.


همه اجسام به دلیل انرژی جنبشی ذرات خود، از خود اشعه مادون قرمز ساتع می نمایند. همچنین بدن انسان نیز انرژی گرمایی خود را به صورت اشعه مادون قرمز منتشر می کند. سنسور مادون قرمز نسبت به این اشعه حساس بوده و زمانی که فردی وارد منطقه ای که این سنسور پوشش میدهد میشود نسبت به حضور آن واکنش میدهد.


نحوه عملکرد در یک مدار الکترونیکی


یک سنسور که نسبت به نور مادون قرمز دریافتی عکس‌العمل‌ نشان می‌دهد و آن را به میکرو ولت تبدیل می‌کند.
یک لنز که اطمینان می‌دهد نور مادون قرمز از مناطق مجزایی که از هم فاصله دارند و از بین آن‌ها نوری دریافت نمی‌شود گرفته می‌شود.
یک مدار الکترونیکی که تغییرات ولتاژ ناشی از انرژی مادون قرمز که به دلیل حرکت جسم در مقابل زون‌ها می‌باشد را در یک زمان معین اندازه می‌گیرد و نسبت به آن عکس‌العمل نشان می‌دهد.
سنسور مادون قرمز فقط به دمای ناشی از بدن انسان یا حیوان خونگرم که در محدوده 8-14mm است عکس‌العمل نشان می‌دهد.


کاربردها: 


بیشتر کاربرد این سنسور در دوربین های نظامی و ادوات نظامی و نوعی در دوربین مداربسته و رباتیک ؛ نوعی در موبایل و تبلت میباشد.

  • نویسنده  : مهندس افشین رشید 

    کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



آی سی های SMD یا پایه خرچنگی (عملکرد ؛ کاربرد؛)


این نوع ic در دو نوع آنالوگ و دیجیتال موجود میباشد و به خاطر ظاهرش به پایه خرچنگی معروف شده است.

دارای شماره فنی 5 تا ۸ رقمی میباشد.

مثال : stme2 شماره فنی ic 

عملکرد: 

[سرعت بالا تر در اجرای برنامه ها در مدل دیجیتال و کنترل بهتر مسیر های تغذیه در نوع آنالوگ ]

ساخته شدن آی سی های با توانایی های زیاد یعنی اینکه قبلا آی سی های لاجیک مثل and not or و بودند و در داخل آی سی پردازش های زیادی انجام نمی شد لذا از وقتی که آی سی های پیچیده وارد شدند مثل پروسسورها fpga ها پروسسورهای سرعت بالا ( dsp ها) لازم شد تعداد پایه ها افزایش یابد لذا بهترین انتخاب آی سی های smd بودند که به کمک آنها می توانستند تعداد پایه ها رو افزایش بدهند .

مزایای آی سی های SMD

محافظت از IC در مقابل عواملی مانند نور ، میدان مغناطیسی ، ضربه ، رطوبت ، گرد و غبار و . که مخربترین عواملند. 
در صورتیکه تراشه ی نیمه هادی به تنهایی مورد استفاده قرار گیرد، به علت کوچکی بیش از حد، امکان هیچ گونه اتصال الکتریکی با دنیای بیرون وجود نخواهد داشت .

موارد استفاده: 

اکثر بُرد های الکترونیکی سبک وزن  به دلیل نصب بسیار آسان و قابلیت تعویض بسیار ساده این قطعه مورد علاقه تمامی سازندگان دستگاه های الکترونیکی و در صنعت رباتیک نیز مورد استفاده قرار میگیرد.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



آی سی های BGA چیست ؟ (نحوه عملکرد و کاربردها)

عبارت BGA مخفف کلمه ball grid array  میباشد. این مدل  آیسی ها تقریبا مثل همان ایسی های CPU است ؛ آرایه شبکه توپیSMD، بسته‌های BGA اتصال‌های با تراکم بالا را برای ساخت آسان مدارهای مجتمع فراهم کرده‌اند، به این ترتیب که آنها اجازه می‌دهند قسمت زیرین یک بسته تراشه برای اتصال استفاده شود.

تکنولوژی شبکه توپی نوعی از فناوری نصب سطحی یا بستهSMT است ، به طوری که امروزه در بسیاری از مدارهای مجتمع مورد استفاده قرار می‌گیرد.

الگوی شبکه ای بردهای BGA تا حدودی  پین‌ها در یک الگوی شبکه‌ای در زیر سطح تراشه قرار گرفته‌اند (از این رو آرایه شبکه توپی نامیده می‌شود) ، همچنین بجای استفاده از پین‌ها برای اتصال، از پدها با توپی‌های مسی به عنوان روش اتصال استفاده می‌شود. در بُرد مدار چاپی،PCB، که بر روی آن دستگاه BGAبه طور مناسب نصب می‌شود، مجموعه‌ای هماهنگ از پدهای مسی برای فراهم کردن اتصال مورد نیاز وجود دارد.
بغیر از بهبود اتصال، BGAها مزایای دیگری نیز دارند. آنها مقاومت حرارتی کمتری در تراشه سیلیی نسبت به بسته تخت چهارگوش دارد. این امر باعث می‌شود حرارت تولید شده در داخل مدار مجتمع سریع‌تر و موثرتر از دستگاه به PCB انتقال یابد. به این ترتیب در BGAها امکان تولید حرارت بیشتر بدون نیاز به خنک‌کننده‌های خاص وجود دارد.

نکته : نحوه جاگذاری ic  های BGA به وسیله دستگاه هیتر و به دلیل وجود پایه های توپی در زیر  آی سی با حرارت کم و دقت زیاد انجام میگیرد.

این نوع ic بیشتر در مدارات هوشمند ؛ رباتیک و لپ تاپ مورد استفاده قرار میگیرد ولی در کل مصرف عمومی نیز دارد.

  • نویسنده  : مهندس افشین رشید 

    کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



آرمیچر DC چیست؟ (نحوه عملکرد و کاربرد آرمیچر DC )

بخش از موتور الکترونیکی است که به آن ولتاژ ورودی اعمال می شود یا آن بخش از ژنراتور است که در آن ولتاژ خروجی ایجاد می شود. 

هر چه تعداد حلقه های کلاف دینام (آرمیچر) بیشتر باشد و نیز هر چه خطوط قوای مغناطیسی آهنربای آن (یا بالشتک ها) قوی تر باشد و یا بالاخره هر چه سرعت گردش آرمیچر زیادتر باشد در نتیجه ولتاژ خروجی دینام بیشتر خواهد شد. 

ساختمان داخلی و نحوه عملکرد

تغییر تماس جاروبک از یک تیغه کموتاتور به تیغه دیگر کموتاسیون نام دارد در این جابجایی کلافی که تحت کموتاسیون قرار می گیرد چون توسط جاروبک اتصال شده باید در صفحه خنثی قرار گیرددر عین حال چون جریان در این کلاف در زمان کموتاسیون تغییر مقدار و جهت میدهد سبب بوجود آمدن ولتاژ خود القایی در این کلاف شده و از آنجا که این کلاف توسط جاربک و تیغه های کموتاتور اتصال کوتاه شده است جرقه نسبتاٌ شدید بین زغالها و کموتاتور بوجود می آید. قطبهای کمکی برای رفع این عیب موثر خواهد بود. اما در ماشینهای که قطب کمکی ندارند بهبود عمل کموتاسیون با تغییر محل جاروبکها (در جهت گردش در مولدها و در خلاف جهت گردش در موتورها) انجام گیرد. این جابجایی درست کاملا امکان پذیر و قابل مشاهده می باشد.

برای تبدیل کمیت چرخان (گردش آرمیچر) به کمیت مستقیم (ولتاژ و جریان) و ساکن نگه‌داشتن نیروی محرکهٔ مغناطیسی آرمیچر به کموتاتور نیاز است. مهترین کار کموتاتور همان طور که گقته شد یکسوکردن کمیت متناوب در پیچک آرمیچر به کمیت مستقیم در جاروبک‌های یک ژنراتور می‌باشد.

نیروی محرکهٔ تولید شده در آرمیچر

ولتاژ یکسوشده به وسیلهٔ جمع‌کردن عرض موج‌های تولیدشده از پیچک‌های سری به وجود می‌آید. هرچه تعداد پیچک‌های سری افزایش یابد مقدار ولتاژ DC افزایش و تضاریس موج کاهش می‌یابد، اما به طور کلی شکل موج ولتاژ یکسوشده توسط جاروبک نمی‌تواند به شکل موج ولتاژ مستقیم تولیدشده از یک باتری برسد.

کاربرد آرمیچرDC

.از نظر نوع جریان الکتریکی
 ماشینهای الکتریکی جریان مستقیم DCو کاربرد آرمیچر از ساده ترین دستگاه های الکترونیکی تا صنعت پیشرفته رباتیک را شامل میشود. 

  • نویسنده  : مهندس افشین رشید 

    کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران




برق قدرت ؛ سیستم فازور PMU جایابی بهینه بهره گرفته از الگوریتم زنبور عسل (مهندسی برق _الکترونیک)

زنبور عسل عصاره تلخی های دنیا را تبدیل به شیرینی میکند اما فقط این نیست در الگوریتم کلونی زنبور عسل رازهایی پنهان است.که در جایابی بهینه در سیستم برق قدرت از آن استفاده میگردد

واحد اندازه گیر فازور (PMU)، ازجمله ادواتی است که نقش مهمی در حفظ امنیت و پایداری شبکه قدرت دارد، به طوری که بهره بردار شبکه به کمک آن می تواند تصمیمات لازم احتمالی را جهت حفظ عملکرد مناسب سیستم قدرت اتخاذ نماید.

یک واحد اندازه گیری فازور (PMU) یک دستگاه است که امواج الکتریکی را در یک شبکه برق با استفاده از یک منبع زمان مشترک برای هماهنگ سازی اندازه گیری می کند. هماهنگ سازی زمان اجازه می دهد تا هم زمان زمان سنج اندازه گیری از نقاط اندازه گیری از راه دور در شبکه. اندازه گیری در نتیجه به عنوان synchrophasor شناخته شده است. 

PMU ها یکی از مهمترین ابزار اندازه گیری در آینده سیستم های قدرت هستند. [1] PMU می تواند یک دستگاه اختصاصی باشد، یا عملکرد PMU را می توان به یک رله حفاظتی یا دستگاه دیگر متصل کرد.

فازور یک عدد پیچیده است که نشان دهنده اندازه و زاویه فاز امواج سینوسی در برق است. اندازه گیری های فازور که در همان زمان اتفاق می افتد، synchrophasors” نامیده می شود. در حالی که اصطلاح PMU” و synchrophasor” به طور متناوب استفاده می شوند، در واقع دو معیار فنی جداگانه را نشان می دهند. 

Synchrophasor مقدار اندازه گیری شده است در حالی که PMU دستگاه اندازه گیری است. در برنامه های معمول، واحدهای اندازه گیری phasor از نقاط پراکنده در شبکه برق قدرت گرفته شده و از منبع زمان مشترک یک ساعت رادیویی سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) هماهنگ شده اند. تکنولوژی Synchrophasor ابزار برای اپراتورها و برنامه ریزان سیستم را برای اندازه گیری وضعیت سیستم الکتریکی و مدیریت کیفیت برق فراهم می کند.

PMU اندازه گیری ولتاژ و جریان در مکان های تقاطع اصلی (ایستگاه های انتقالی) بر روی یک شبکه برق و می تواند ولتاژ زمان دقیق و phasors فعلی را به سرعت تولید کند. از آنجا که این phasors واقعا هماهنگ هستند، مقایسه هماهنگ دو مقدار در زمان واقعی امکان پذیر است. این مقایسه ها می توانند برای ارزیابی شرایط سیستم استفاده شوند مانند: تغییرات فرکانس، MW، MVARs، kVolts، و غیره [نیاز به توضیح لازم است] نقاط نظارت شده از طریق مطالعات مختلف به منظور اندازه گیری زاویه بسیار دقیق فاز برای نشان دادن تغییر در ثبات سیستم (شبکه) پیش از انتخاب قرار می گیرند.

الگوریتم  و شماتیک سیستم RLC 

 داده های Phasor در محل یا در مکان های متمرکز با استفاده از تکنولوژی های فازدار Data Concentrator جمع آوری می شوند. سپس داده ها به یک سیستم نظارت منطقوی منتقل می شوند که توسط سیستم مستقل سیستم محلی (ISO) نگهداری می شود. این ایزو داده های Phasor را از PMU های مختلف یا از 150 واحد PMU نظارت می کند – این نظارت ابزار دقیق ایجاد کنترل برای جریان قدرت از منابع تولید انرژی چندگانه (هسته ای، زغال سنگ، باد و غیره) را فراهم می کند.

این تکنولوژی توانایی تغییر اقتصاد در تحویل قدرت با افزایش جریان برق بیش از خطوط موجود را دارد. 

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


سنسور خَمش bend sensor ؛ سنسور بازوهای رباتیک (نحوه عملکرد و کاربرد)

این مدل از حسگر ها سنسورهایی هستند که در اثر خم شدن قطعه مقدار مقاومت دوسرش عوض می­شود.

عملکرد 

با خم شدن سنسور مقاومت الکتریکی بین دو ترمینال آن متناسب با میزان خمیدگی افزایش می یابد. 



این حسگرنشان‌دهنده اندازه خمش است. سادگی عملکرد آن باعث رایج شدنش گردیده است. از این حسگر می‌توان جهت مشخص کردن لرزش، حرکت، برخورد، جریان هوا ، تغییرات زاویه و میزان خمش استفاده کرد. 
 در ساخت ربات برای اندازه گیری میزان خمش و کاربردهای فراوان دیگر که در ادامه اشاره میگردد. 
خصوصیات حسگر: 
حسگر خمشی از یک لایه تشکیل شده است که توسط لایه‌ای دیگر مانند پلاستیک پوشش داده شده است. رسانایی الکتریکی آن زمانیکه خم می‌شود تغییر می‌کند. این خصیصه امکان عملکرد غیرمکانیکی را در سنجش الکتریکی و فن‌آوری محرک فراهم می‌سازد. 
این حسگر شامل یک غشاءِ خاص پلاستیکی با یک نوع ماده حساس است، مقاومت الکتریکی این ماده به گونه‌ای است که مقاومتش در مقابل خم شدن بیشتر، کمتر می‌شود. شما می‌توانید از سنسور به عنوان یک نشان‌دهنده دقیق تغییرات استفاده کنید.حسگر خمشی کاملاً مستقل بوده و برای سنجش میزان خمش نیازی به هیچ اجزای مکانیکی دیگری ندارد. از این رو مستعد خرابی و نقصان مکانیکی خارجی نیست و به همین دلیل در مقابل حسگرهای رقیب دیگر با عملکرد مشابه از عمر طولانی‌تری برخوردار است. عمر طولانی به معنای از کار افتادگی‌های کمتر سیستم بعلت عیوب مکانیکی است که همین مسئله این حسگر را قابل اعتمادتر و ارزان‌ترمی‌کند. 

تغییر مقاومت در اثر خم کردن نسبت به مقاومت کل آن بسیار بالا می باشد، بنابراین با تبدیل تغییرات مقاومت به ولتاژ و به کارگیری یک مبدل آنالوگ به دیجیتال ساده میتوان تغییرات زاویه را با دقت بسیار بالایی بدست آورد.

کاربردهای حسگر: 
این حسگر در زمینه های مختلف رباتیک، پزشکی، خودروسازی، ورزشی، تجهیزات حضور در دنیای مجازی، تجهیزات ثبت حرکت (Motion Capture) و در نهایت ساخت بسیاری از صنایع پیشرفته کاربرد فراوان دارد. 

تجهیزات فیزیو تراپی 
دسته بازی های رایانه ای 
لباسهای هوشمند 
تختخواب های هوشمند 
ربات های کاوشگر 
کنترل کننده های سیالات 
عروسک های تعاملی و . 

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



سنسور رطوبت (عملکرد و کاربرد) مهندسی برق _ الکترونیک

این سنسور یا حسگر به دلیل مکانیزم داخلی اش براساس رطوبت محیط، مقدار مقاومت متغیری نشان می­دهد.
در حالت عادی ممکن است این مقاومت تا چندین مگا اهم بالا باشد ولی
در اثر رطوبت محیط تا حد چند کیلو اهم کاهش پیدا کند.

سنسور دما و رطوبت تغییرات و میزان دما و رطوبت اتاق را مشخص می کند.چنانچه این سنسور به دیگر وسایل هوشمند(سیستم تهویه ، سنسور درب و پنجره هوشمند ، سیستم آبیاری هوشمند ، پرده ی هوشمند ) در خانه متصل باشد،با گزارش دادن این تغییرات آب و هوایی و هماهنگی با دیگر اجزای خانه هوشمند می تواند از هدر رفت انرژی جلوگیری کند.سنسور دما و رطوبت برای فضاهای بسته و محیط داخلی طراحی شده استو برای نگهداری و مراقبت از آلات موسیقی، پارچه، وسایل برقی، لوازم خانگی، آثار هنری و دیگر اشیاء حساس به رطوبت بسیار مناسب است.این سنسور به Wi-Fi عادی محیط وصل شده و اطلاعات دما و رطوبت را در فواصل زمانی کوتاه ثبت می کند.شما می توانید این اطلاعات را در گوشی هوشمند، تبلت و یا کامپیوتر خود دریافت نمایید.

کاربرد سنسور دما و رطوبت 

کنترل رطوبت در تجهیزات تنفس، دستگاه های استرلیزه، ماشین های جوجه کشی، فرآیندهای دارویی، محصولات بیولوژیکی، تصفیه گازهای شیمیایی، خشکن ها، کوره ها، فرها، کاغذ سازی، منسوجات، صنعت غذا، کارگاه ها، وسایل نقلیه، خودروها، ماشین های سنگین، سیستم های تهویه مطبوع صنعتی، هواشناسی، خانه های هوشمند، دامپروری و کشاورزی، موزه ها، کتابخانه ها، آزمایشگاهها، تجهیزات نظامی، مراکز کامپیوتری، سایت ها، اتاق های سرور، سالن های پرورش قارچ، گلخانه ها، مراکز نگهداری غذا و هر جایی که رطوبت در آن دارای اهمیت می باشد کاربرد دارد.
 

نحوه عملکرد سنسور رطوبت و دما:
این سنسور، رطوبت نسبی موجود در هوا را اندازه گیری می کند و یک خروجی استاندارد 0,4-20ma و یا 0-10V به تجهیزات کنترلی به عنوان ورودی اعمال می کند.
 
از مهمترین مشخصه هایی که در هنگام تهیه یک سنسور رطوبت و دما به آن دقت کرد:
 
دقت اندازه گیری، رنج دما، رنج رطوبت، ولتاژ تغذیه سنسور رطوبت و دما، نوع خروجی، شکل ظاهری سنسور (داکتی، کابلی، دیواری) ،زمان پاسخ گویی سریع، اندازه گیری بهینه، تحمل شیمیایی خوب .
 
به همچنین باید به فاکتورهایی نظیر خطی بودن ، زمانی که بالای رنج کار می کند، هیسترسیس، تکرارپذیری، ثبات در یک دوره زمانی، وابستگی دما به سنسور دقت کرد.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



اساس کار فیوز چیست ؟ (برق ساختمان)

فیوز یک عنصر حفاظتی در مدار است که هرگونه اضافه جریانی را که بیشتر از مقدار نوشته شده روی فیوز باشد تشخیص داده و آنرا سریع قطع میکند . بدین صورت که جریان اضافه سبب تولید گرما در فیوز شده و یک سیم حساس به حرارت را که در مسیر عبور جریان و در داخل فیوز قرار دارد ذوب میکند و در نتیجه مسیر عبور جریان قطع شده و اتصال کوتاه بطور موقت برطرف می شود اما تا زمانی که عامل ایجاد کننده اتصال کوتاه مرتفع نگردد عوض کردن فیوز فایده ای ندارد.

فیوزها به انواع مختلف تقسیم میشوند و هر یک کاربردهای گوناگون دارند از برق ساختمان تا برق صنعتی و برق هوشمند تا الکترونیک نمونه هایی مختلفی دارند : 


انواع فیوز:

۱ -از نظر ولتاژ شبکه

۲ - از نظر مورد استعمال

۳ - از نظر محکم شدن کلاهک فیوز به پایه فیوز

۴ - از نظر منحنی ذوب المان فیوز

۵ - از نظر نحوه‌ی عملکرد

۶ - از نظر نحوه‌ی کاربرد

در کل نقش فیوزها در سیستم های برق و بُرد های الکترونیکی محافظتی میباشد.


نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران




 دکل مخابرات (عملکرد و کاربرد) مهندسی برق _ الکترونیک 

دکل های مخابراتی دکل ‌هایی هستند که برای مقاصد مخابراتی از قبیل نصب دیش‌های ماکروویو، آنتن‌های رادیو، آنتن‌های موبایل، آنتن‌های بیسیم و. استفاده می‌شود.


انواع  دکل ‌های مخابراتی

1) دکل های خودایستا
2) دکل ‌های خودایستا چهارپایه
3) دکل های خودایستا سه پایه
4) دکل ‌های مهاری
5) دکل ‌های تک‌پایه
6) دکل ‌های بازتابی

کاربرد دکل های مخابراتی

عموما با هدف ایجاد ارتباطات از طریق نصب انواع تجهیزات رادیویی، مایکروویو و آنتن های بیسیم مورد استفاده قرار می‌گیرند.

سیستم برقگیر دکل های مخابراتی 

سیستم برقگیر یا به عبارتی سیستم زمین به سیستم دریافت بار الکتریکی رعد و برق و انتقال آن به زمین می‌باشد تا از آسیب رساندن به آنتن ها و متعلقات دیگر جلوگیری به عمل آید. انواع مختلف برق گیر های معمولی و هوشمند در بالاترین نقطه دکل نصب می گردند و توسط کابل ارت دکل به چاه ارت مجزا برای دکل متصل می گردند.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


سِلف تِرانس ؛ ترانسفورماتور(نحوه عملکرد و کاربرد)

ترانسفورماتور یا در عموم بهش بیشتر سِلف تِرانس میگن یک المان یا قطعه ای هست که از دو سیم پیچ تشکیل شده که معمولا این سیم ها روی هسته فی که جنس های مختلفی داره پیچیده میشه


سلف ترانس سیم پیچیده در سیم پیچ با هسته یا همان ترانسفورماتور هسته داخل است

عمدتا ترانسفورماتور برای تبدیل ولتاژ که براساس قانون القای الکترومغناطیسی استفاده می شود. کویل الکترومغناطیسی به طور کلی در مدارهای الکترونیکی با توجه به لنز استفاده می شود. به طور کلی دو یا سه دستگاه بسته، با دستگاه بسته اولیه و ثانویه از دستگاه بسته شده است، برای ترانسفورماتور نیروگاهی اولیه سیم پیچ می شود چند خط قطر نوبت سیم پیچ ثانویه تعداد و قطر خط است خوب, درشت, است step-down است ترانسفورماتور مخالف، نوبت اولیه چند خط خوب نوبت دوم چند قطر خطوط ضخیم، به طور گسترده ای در دستگاه های مختلف الکتریکی استفاده تامین برق مورد استفاده است. 

کویل استقراء در مدارهای الکترونیکی برای دو هدف اولیه استفاده می شود:

1 با مقاومت خازن برای مدار تولید شکل موج یا فرکانس انتخاب مدار استفاده می شود

2, آن را به عنوان دستگاه موج تخت در مدار که کانکتور های بزرگ فعلی و بزرگ استفاده می شود. بسیاری از مواقع وقتی میزان فعلی تغییر بیش از حد سریع برای تولید بسیار بالا نیروی الکتروموتیو مع اصل ساخته شده است مانند لامپهای فلورسنت در بالاست مبتنی بر سیم پیچ الکترومغناطیسی در هر دو انتهای جریان جهش می تواند وجود دارد

کاربرد ترانسفورماتور ؛ سِلف تِرانس

 در خطوط انتقال ، ترانس تطبیق امپدانس در آمپلی فایر ها ، ترانس ایزوله در تعمیرات ، ترانس های کاهنده ولتاژ بعنوان منبع تغذیه برای مدارات الکترونیکی ،ترانسفورماتور های استفاده شده در منابع سوئیچینگ و…

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



تبدیل نور خورشید به برق ؛ انرژی خورشیدی وسیعترین و پایدارترین انرژی (مهندسی برق _ الکترونیک)

انرژی خورشیدی وسیعترین منبع انرژی در جهان است. انرژی نوری که از جانب خورشید در هر ساعت به زمین می تابد، بیش از کل انرژی است که ساکنان زمین طول یک سال مصرف می کنند. بی تردید یکی از مهمترین فعالیتهای کشورهای پیشرفته در کاهش مصرف انرژی های ناپاک، گسترش تکنولوژی هایی است که از منابع تجدیدپذیر و نامحدود انرژی استفاده می کنند. این موضوع تاثیر فراوانی را هم بر اقتصاد و هم بر محیط زیست در پی خواهد داشت. بدین معنی که با استفاده از منابع تجدید پذیر انرژی از پایان منابع فسیلی سوخت جلوگیری شده و مضرات زیست محیطی آنها نیز ایجاد نخواهد شد.


سیستمهای فتوولتائیک یکی از بهترین راههای تولید انرژی از خورشید خواهند بود .تبدیل نور خورشید به الکتریسیته از طریق یک سلول فتو ولتاتیک (pvs) می‌باشد، که بطور معمول یک سلول خورشیدی نامیده می‌شود.



سلول خورشیدی یک ابزار غیر مکانیکی است که معمولاً از آلیاژ سیلی می‏شود. زمانیکه صفحه های سیلی در معرض تابش نور خورشید قرار می گیرند، جریان الکتریکی مستقیم DC در آنها تولید می شود. پانلهای فتوولتاییک نسبت به تابش های مستقیم و پراکنده عکس العمل نشان می دهند. اما مقدار خروجی انرژی الکتریکی با افزایش مقدار تابش نور یا پرتو افکنی بیشتر، افزایش می یابد.


اجزای سیستمهای فتوولتائیک (برق خورشیدی)


سلول فتو ولتاتیک

این سلولها مربعهای نازک، دیسک ها یا فیلمهایی از جنس نیمه هادی هستند که ولتاژ و جریان کافی را در زمان قرار گرفتن در معرض تابش نور خورشید، تولید می کنند. به یک مجموعه از سلول‌های سری و موازی شده پنل (Panel) فتوولتاییک می‌گویند.


کنترل کننده شارژ

تجهیزاتی هستند که ولتاژ باتریها را تنظیم و کنترل می کنند و از آسیبهای احتمالی وارد بر باتریها جلوگیری می کنند.


ذخیره کننده باتری خورشیدی

وسیله ایست که انرژی الکتریکی تولیدی DC را در خود ذخیره می کند. بخاطر وجود تغییر در میزان شدت تابش پرتوهای خورشیدی در طول روز و در فصول مختلف، یک باطری به منظور ذخیره کردن انرژی الکتریکی تولیدی توسط آرایه‌های فتوولتائیک و به عنوان یک عامل واسط بین آرایه‌های خورشیدی و مصرف کننده انرژی الکتریکی برای بهره‌وری بیشتر مورد نیاز می‌باشد.


مبدل (اینورتر)

وسیله ایست که جریان DC را به جریان AC برای مصرف، تبدیل می کند.


مصارف و کاربردهای فتوولتائیک

- روشنایی خورشیدی

- سیستم تغذیه کننده برق واحد مسی

- سیستم پمپاژ خورشیدی

- سیستم تغذیه کننده ایستگاههای مخابراتی و زله نگاری

- نیروگاههای فتوولتائیک

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


سنسور لودسلLoad cell (نحوه عملکرد و کاربرد)

لودسل یک نوع حسگر (Sensor) الکترونیکی برای اندازه‌گیری وزن و نیرو است که در انواع کششی، خمشی، فشاری و پیچشی ساخته شده است.

موارد کاربرد لودسل چیست ؟            

این مدل حسگر ها سنسورهایی اند که در اثر تغییر وزن بار متصل شده ولتاژ (یا بعضا مقاومت)دوسرشان تغیر می­کند.


لودسل برای اندازه‌‌گیری نیرو در کارخانجات مختلف و نیز اندازه‌گیری کشش کابل‌‌ها و کشش نخ در کارخانجات نساجی و سایر صنایع استفاده می‌شود.                      

اندازه‌گیری وزن بطریقه دیجیتال در ترازوهای الکترونیکی نیز نیازمند لودسل می‌باشد. امروزه انواع مختلف لودسل با ظرفیت‌های متفاوت در ساخت ترازوها و باسکول‌های الکترونیکی کاربرد فراوان دارد.  سیستم‌های اتوماتیک بر اساس اندازه‌گیری وزن مواد در کارخانجات مواد غذایی - کارخانجات آسفالت - پلانت‌های مواد شیمیایی همه از لودسل استفاده می‌نمایند.

 

ساختار لودسل چگونه است ؟                                  

لودسل شامل یک هسته فی (از آلیاژ خاص) و تعدادی strain gauge مجموعه ای از مقاومت های الکتریکی می‌باشد که در اثر اعمال نیرو مانند تمام مواد تغییر شکل می‌یابد اما پس از برداشتن نیرو به حالت اولیه خود برمی‌گردد . میزان برگشت‌پذیری این ماده تعیین کننده کیفیت و دقت و دیرپایی لودسل است.                                
 

دقت لودسل یعنی چه و چگونه تعیین می‌شود؟     


دقت لودسل یعنی قدرت تفکیک آن نسبت به ظرفیت کل و نیز حد خطای مجموع آن .                                
عوامل دخیل در دقت و کیفیت لودسل نوع آلیاژ هسته و ساختار strain gauge می‌باشد .              

کلاس دقت توصیه شده برای لودسل‌های مورد استفاده برای توزین تجارتی تعیین شده است.
لودسل Load Cell ها کاربرد فراوان و روز افزونی در صنعت دارند، از اندازه‌‌گیری نیرو در کارخانجات مختلف و نیز اندازه‌گیری کشش کابل‌‌ها و نخ گرفته تا سنجش وزن بطریقه دیجیتال در ترازوهای الکترونیکی. امروزه انواع مختلف لودسل با ظرفیتهای متفاوت در ساخت ترازوها و باسکول‌های الکترونیکی به کار میرود.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


ترموسوئیچ (Thermo Switch) عملکرد و کاربرد (مهندسی برق _ الکترونیک)

ترموسوئیچ (Thermo Switch) یا سوئیچ حرارتی مکانیسم مورد استفاده برای اندازه گیری درجه حرارت می‌باشد. عملکرد ترموسوئیچ بر اساس تغییرات دمایی در یک محیط بسته و یا در فضای باز متغیر است. پس کنترل کننده‌ی الکتریکی خودکار برای تنظیم دما در فضای بسته است که معمولا آنرا به دستگا‌های گرم یا سرد ساز متصل می‌کنند، تا با قطع و وصل دستگاه آن فضا را دردمای تظیم شده ثابت نگه دارد. ترموسوئیچ بر اساس دمای تعریف شده باز و بسته می‌شود. برخی از آن‌ها مکانیکی و برخی دیگر الکتریکی هستند. این وسیله طوری طراحی شده است که هنگامی که دما از حد معینی بالاتر می‌رود دستگاه را خاموش و زمانی که دما از حد معینی پایین‌تر بیاید دستگاه را روشن می‌نماید.
 
تریچ قطعه‌ای از یک سیستم کنترلی می‌باشد که دمای سیستم را وقتی نزدیک نقطه‌ی تنظیم باشد حس میکند. تریچ میتواند میزان گرما یا سرمای سیستمی را تنظیم وکنترل کند. تریچ‌ها انواع گوناگونی دارند و با سنسور‌های مختلف دمایی ساخته می‌شوند. در نتیجه این سنسور‌ها می‌توانند کنترل گرما یا سرما باشند.
تریچ دما را در نقطه‌ی تنظیم نگه می‌دارد و از ضربه زدن و خسارت به وسایل الکتریکی جلوگیری می‌کند.

برخی از انواع ترموسوئیچ‌ها دارای دو نوار فی می‌باشند که از پشت به یکدیگر متصل می‌باشند. از آنجایی که ف‌ها و آلیاژ‌های مختلف به میزان متفاوتی به هنگام گرما و سرما منقبض و منبسط می‌شوند، انبساط یکی از این نوار‌های فی نوار دیگر را به شکل منحنی در می‌آورد. تغییر شکل در نوار فی میتواند برای تکمیل مدار، ارسال سیگنال الکتریکی و انجام طیف وسیعی از وظایف طراحی شده باشد یا اینکه یک اثر مکانیکی داشته باشد و باعث باز یا بسته شدن یک مدار شود.

انواع تریچ
۱-تریچ با راه انداز دستی
۲-تریچ نوع خاص ۳-تریچ با راه انداز خودکار
۴-تریچ ضد آب و ضد پاشش آب
۵-تریچ نوع نازک

انواع تریچ ها
 
۱- تریچ با راه انداز دستی

راه اندازی این نوع سنسور به صورت دستی است. یعنی اپراتور می‌تواند بسته به شرایط محیطی که سنسور قرار است در آن شروع به کار کند، آن را فعال کند.

۲-تریچ نوع خاص

این نوع سنسور برای فعالیت‌های خاص در شرایط خاص به کار میروند؛ و در کاتالوگ بعضی دستگاه‌ها ذکر شده است که حتما با تریچ نوع خاص راه اندازی شود.

۲-تریچ با راه انداز خودکار
این نوع سنسور به محض شروع به کار کردن مداری که سنسور در آن قرار دارد، شروع به فعالیت می‌کند.

۲-تریچ ضد آب و ضد پاشش آب

در بعضی از دستگاه‌ها برای جلوگیری از آسیب دیدن آن‌ها در دمای بالا، در دستگاه گردش آب وجو دارد که این گردش آب ممکن است به سنسور‌ها صدمه بزند؛ در این محیط‌ها از تریچ‌های ضدپاشش آب استفاده می‌شود. همچنین در محیط‌هایی مانند مخازن آب که باید از سنسور دما استفاده کنیم؛ بایستی از تریچ ضدآب استفاده کرد.

-۲-تریچ نوع نازک

با توجه به کوچکی بعضی از مدارات بایستی از تریچ‌های نوع نازک استفاده کرد تا از حجم مدار کاسته شود.
تریچ‌های سیمی: اغلب به دو صورت فی و پلاستیکی با خروجی دو رشته سیم در سانت‌های ۷ و ۱۷ و ۱۲ موجود میباشد که اغلب در در موتور‌ها و الکتروموتور‌ها مورد مصرف قرار میگیرند.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



استفاده از مدارات منطقی در رباتیک(مهندسی برق_الکترونیک)

در الکترونیک دیجیتال فقط دو حالت داریم:  ON یا OFF. با استفاده از این دو حالت دستگاه ها اطلاعات را کدگذاری، منتقل و کنترل می کنند. سطح منطقی به شکل گسترده ای هر حالت خاص و مجزایی که یک سیگنال می تواند داشته باشد را شرح می دهد. در الکترونیک دیجیتال ما عموما سطخ مطالعاتمان را در دو سطح منطقی 0 و 1 باینری نگه می داریم. 

به بیان ساده سطح منطقی یک ولتاژ مشخص است یا یک حالتی که سیگنال می تواند بوجود بیاید. ما اغلب از دو سطح در مدارات منطقی استفاده می کنیم ON یا OFF. در کدگذاری باینری حالت ON معادل 1 باینری است و حالت OFFمعادل 0 باینری است در آردوینو این سیگنال ها را با حالت های LOW و HIGH تعریف می کنند. LOW معادل 0منطقی و HIGH معادل 1منطقی است. تکنولوژی های مختلفی به کار گرفته شد تا سطوح منطقی ولتاژ را تعریف کنند.

آشنایی با Active Low و Active High

هنگامی که با IC ها و میکروکنترلرها کار می کنید احتمالا با پین هایی مواجه می شوید که Activ-low و یا Active-high مواجه می شوید.  که نشاندهنده وضعیت پین موجود می باشد.  اگر این پین active-low باشد ما باید این پین را به زمین وصل کنیم  و اگر این پین active-high باشد باید به ولتاژ 5 ولت و یا 3.3 ولت وصل شود.

برای مثال فرض کنید یک آی سی shift register داریم که پایه فعال ساز CE دارد چنانچه در هرکجای دیتاشیت یک خط روی آن بود( علامت بار) به معنای active-low می باشد. بنابراین پایه CE باید به زمین وصل شود تا این چیپ فعال شود و چنانچه روی CE خطی تبود و به صورت نرمال نوشته شده بود بدین معنی است که active-high است و باید به ولتاژ 5ولت یا 3.3 ولت وصل شود. پس در تمامی آی سی ها باید چک کنید


سطح منطق TTL

اکثر سیستم هایی که ما استفاده می کنیم دارای سطح منطق 5 ولت TTL هستند. منطق TTL به مداراتی که بر اساس ترانزیستورهای دوقطبی ساخته می شوند اطلاق می شود تا به سوییچینگ و نگهداشتن حالات منطقی دست پیدا کنیم. ترانزیستورها اساسا کار بزرگی در سوییچ های کنترلی به صورت الکتریکی به عهده دارند. برای هر خانواده سطح منطقی یک عدد به عنوان ولتاژ آستانه وجود دارد.

VOH: کمترین سطح ولتاژ خروجی که یک TTL می تواند برای سیگنال HIGH تعریف کند.

VIH : کمترین سطح ولتاژ ورودی که برای HIGH در نظر گرفته می شود.

VOL: بیشترین سطح ولتاژ خروجی که می توان برای سیگنال LOW تعریف کرد.

VIL: بیشترین سطح ولتاژ ورودی که می توان برای سیگنال LOW در نظر گرفت.

حداقل ولتاژ خروجی برای سیگنالHIGH عدد 2.7 ولت است. که اساسا بدین معنی است که سطح ولتاژ خروجی از دستگاه برای سیگنال HIGH همیشه 2.7 است. حداقل ورودی ولتاژ برای سیگنال HIGH عدد 2ولت است یا اساسا هر ولتاژی که حداقل 2 است به عنوان سطح منطق 1 یا همان HIGH در منطق TTL در نظر گرفته می شود.

همچنین حداکثر سطح خروجی ولتاژ LOW عدد0.4 است که بدین معنی است که دستگاه برای ولتاژهای زیر 0.4 منطق 0 را در نظر می گیرد.

همچنین بیشترین سطح ولتاژ ورودی سیگنال LOW عدد 0.8 است که دستگاه زیر این مقدار را به عنوان منطق 0 در نظر می گیرد

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


انواع سیستم های مخابراتی (عملکرد؛ کاربرد)مهندسی برق _ الکترونیک



به مجموعه ی وسایل و تجهیزاتی گفته می شود که برای انتقال سیگنال مورد استفاده قرار می گیرند .

 در سیستم های مخابراتی ، سیگنال های آنالوگ و سیگنال های دیجیتال به عنوان ورودی پیام در نظر گرفته می شوند .


یک سیستم مخابراتی از ۳ قسمت تشکیل شده است: 

۱_گیرنده

۲_فرستنده

۳_کانال


وظایف فرستنده:

در یک سیستم مخابراتی ، فرستنده بایستی سیگنال ارسالی را به سیگنال مناسب و قابل ارسال در کانال تبدیل نماید .

تبدیل سیگنال ارسالی به سیگنال قابل ارسال در کانال به دو حالت زیر صورت می گیرد :

۱_تقویت کننده

۲_مدولاسیون



وظایف گیرنده:

در یک سیستم مخابراتی  ، گیرنده بایستی سیگنال دریافتی را به پیام مورد نظر و مطلوب کاربر تبدیل نماید.

تبدیل سیگنال دریافتی به پیام مورد نظر کاربر به سه حالت زیر ممکن است :

  1. فیتلر کردن
  2. دمدولاسیون
  3. تقویت کردن

کانال در سیستم های مخابراتی:

در یک سیستم مخابراتی ، کانال به مسیر الکتریکی که برای انتقال سیگنال الکتریکی از مبدا به مقصد استفاده می شود ، گفته می شود.

انواع کانال :

در سیستم های مخابراتی ، انواع مختلفی کانال وجود دارد؛ چند نمونه از این کانال ها عبارت اند از:

  1. wireless فضای آزاد (بدون سیم)
  2. موج بر
  3. زوج سیم
  4. کابل کواکسیال (کابل هم محور)

نمونه یک سیستم wireless با سطح کاربری بالا
نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


کریستال  نوسان ساز اسیلاتور یا OSC نحوه عملکرد و کاربرد در مدار (مهندسی برق_الکترونیک)

قطعه ای الکترونیکی هست که کارش اینه که یه سیگنال الکتریکی با  فرکانس خاص و البته بسیار دقیق رو تولید کنه مثلا فرکانس 16MHz دلیل استفاده از 

این قطعات برمیگرده به این موضوع که اگه بخوایم در مدارمون یه فرکانس بالاتری رو تولید کنیم . در خیلی از این میکروهای avr کنار مدار یه کریستال هم(معمولا 16 مگاهرتز) میذارن تا فرکانس کار مدار رو ببرن بالا.


در میکروپروسسورها و میکروکنترلرها معمولا دو تا پایه وجود داره به نام های OSC1 و OSC2  یا XTAL1  و XTAL2مشخص شده که کریستال رو به اون دو تا پایه وصل میکنن و البته کنارش دو تا خازن (معمولا 30PF ) هم میذارن که در برگه دیتاشیت میکروکنترلر نحوه ی اتصال اون نشون داده شده است.

 در میکروکنترلر یا پردازنده به نام PLL وجود دارد که میاد فرکانس کاری ورودی رو چند برابر میکنه به عنوان مثال یه کریستال 18.432 به ورودی مدارش وصل میشه و PLL این فرکانس رو به فرکانس 60 مگاهرتز تبدیل میکنه.

جنس کریستال از چیست؟

جنس اون از یه ماده ای هست به اسم سیلیس” که این ماده در سطح زمین زیاد یافت میشه و به دو صورت کریستالی و غیر کریستالی وجود داره.

شماتیک کریستال در مدارات الکتریکی :

عموما در مدارات الکترونیکی به صورت X یا XTAL  یا Y با نماد زیر نمایش داده میشن.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


ترانسفورماتور های ۳ فاز (برق قدرت) نحوه عملکرد و کاربرد

ترانس های سه فاز عمدتا در نیروگاه ها و پست های فشار قوی حضور دارند و وظیفه آنها در نیروگاه ها افزایش سطح ولتاژ(هرچند که مدل های دیگری نیز مانند ترانس یونیت موجود است که وظیفه آن کاهش سطح ولتاژ می باشد) و در پست های فشار قوی کاهش سطح ولتاژ می باشد.

ژنراتورهای  سه فاز وظیفه تولید انرژی الکتریکی را به عهده دارند. همچنین خطوط انتقال انرژی از نیروگاه تا مراکز بار وظیفه انتقال انرژی الکتریکی را به دوش می کشند.لذا نیاز به ترانسفورماتورهای سه فاز برای افزایش یا کاهش ولتاژ در طول مسیر نیروگاه تا بار به شدت احساس می شود. ترانسفورماتور های سه فاز از نظر ساختمان ظاهری بر دونوع اند:

1- ترانسفور ماتور های سه فاز سه پارچه که از سه ترانسفورماتور تک فاز تشکیل شده اند.

2- ترانسفورماتور های سه فاز یک پارچه که حاوی یک هسته مشترک می باشد.

ترانسفورماتور های سه فاز سه پارچه

این گونه ترانسفورماتورها از سه ترانسفورماتور تک فاز که هریک حاوی دو سیم پیچ ویک هسته می باشد, تشکیل شده اند. لذا با سه سیم پیچ اولیه وسه سیم پیچ ثانویه روبه رو هستیم و می توان آنها را به طریق زیر به هم مرتبط ساخت:

الف: اتصال Υ_Υ که سه سیم پیچ اولیه به صورت ستاره وسه سیم پیچ ثانویه نیز به صورت ستاره به هم وصل اند. وبه این اتصال   لفظ اتصال ستاره _ ستاره نیز اطلاق می گردد.



ب: اتصال Δ – Δ یا اتصال مثلث – مثلث که سیم پیچ های اولیه به صورت مثلث و سیم پیچ های ثانویه نیز به صورت مثلث به هم وصل می شوند.

ج: اتصال Δ – Υ یا اتصال ستاره – مثلث در این اتصال سیم پیچ های اولیه به صورت ستاره و سیم پیچ های ثانویه به صورت مثلث به هم وصل می شوند.



د: اتصال Υ – Δ یا اتصال مثلث – ستاره در ان اتصال سیم پیچ های اولیه به صورت مثلث و سیم پیچ های ثانویه به صورت ستاره به هم وصل می شوند.

شکل (1 و 2-17) یک ترانسفورماتور سه فاز سه پارچه را با اتصال  Δ –Υ نشان می دهد و شکل (2 و 2-17) شمای بهتری از این وضعیت را بنمایش می گذارد. در شکل ( 2و 2-17) سیم پیچ های موازی در دو سمت اولیه و ثانویه مربوط به یک تانسفورماتور تک فاز است. در شکل (2 و 2-17) ولتاژها و جریان ها بخوبی نشان داده شده اند و باید گفت نسبت دورها یا نسبت   تبدیل (ɑ) برابر    می باشد. باید دانست N1 و N2 تعداد دور سیم پیچ های اولیه و ثانویه هر ترانسورماتور تک فاز است. شکل های Υ – Δ , Δ _ Δ ,Υ_ Υ را به نمایش می گذا رند. گفتنی است:

(توان ظاهری هرترانسفورماتور تک فاز)×3 =توان ظاهری ترانسفوماتور سه فاز سه پارچه

لازم به تذکراست که ولتاژ ها و جریان سیم پیچ های ترانسفورماتور سه فاز سه پارچه باتوجه به اتصالات Υ و Δ سیم پیچ ها تعیین می شود. نکته مهم این است که:

الف: ترانسفورماتور Δ _ Υ هنگام کاهش ولتاژ فشار قوی مورد استفاده قرار می گیرند.زیر نقطه خنثی در سمت فشار قوی (HV) را می توان زمین نمود که در اکثر مواقع نته مطلوبی است. علت این امر این است که اتصال ستاره (Y) به سمت فشار قوی وصل است.

ب: ترانسفورماتور Y_ Δ در نیروگاه ها جهت افزایش ولتاژ ژنراتور به ولتاژ فشار قوی نصب می شود زیرا دوباره سمت ستاره (Y) به ولتاژ قوی وصل است و امکان زمین کردن نقطه خنثی در سمت فشار قوی میسر است. همچنین در سیستم های توزیع فشارضعیف جهت مصارف خانگی , تجاری و صنعتی از ترانسفورماتور Υ_ Δ استفاده می شود. زیرا برخی از مشترکین به برق سه فاز و برخی دیگر به برق تک فاز نیاز دارند.

ج: مزیت اتصال Δ _ Δ آن است که یکی از ترانسفورماتور های تکفاز را می توان برای تعمیرات از مدار خارج کرد و دو ترانسفوماتورباقی مانده هنوز می توانند مشترکین سه فاز را تغذیه کنند. در صورت خارج شدن یک ترانسفورماتور تک فاز, اتصال حاصله را اتصال مثلث باز یا V _ V می نامند و درباره آن بعدا صحبت می شود.

د:اتصال Υ_ Υ بندرت مورد استفاده قرار می گیرد زیرا با مسائلی در رابطه با جریان تحریک و ولتاژ های القایی دست بگریبان خواهد بود.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران




مقاومت آرایه ای یا ARRAY ( کاربرد در pull up وpull downکردن )مهندسی برق _الکترونیک

مقاومت آرایه ای ، شامل چند عدد مقاومت است که با هم موازی شده اند و با یک پایه مشترک در قالب یک قطعه عرضه می شود. مانند مقاومت های عادی رنج بندی دارد . پایه مشترک معمولاً روی بدنه با علامتی مثل نقطه مشخص می شود. مثلاً یک مقاومت آرایه ای 10 کیلو اهم 7 پایه ، شامل 6 مقاومت 10 کیلو اهم می باشد

عملکرد: 

مقاومت آرایه ای یا Array یا شانه ای به پکیجی از مقاومت ها گفته می شوند که در آرایشی خاص مثل سری موازی و یا ترکیبی در کنار هم دیگر قرار می گیرند.

کاربرد ها 

از مقاومت آرایه ای در

1-مبدل آنالوگ به دیجیتال و بر عکس

2-مقسم ولتاژ برای کاربردهای قدرت

3-به عنوان ترمینال برای SDRAM  و DDRAM ها

4-کاربردهای کامپیوتری

5- برای پول آپ کردن یا پول دان کردن پایه های میکرو 

استفاده می شود.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



سِلف با هسته فریت (Ferrite) نحوه عملکرد و کاربرد 

سلف با هسته فریت، نوعی از سلف است که باعث کاهش هزینه ها و خسارت ها در فرکانس های بالا می شود. فریت یک سرامیک اکسید فی است که در اطراف مخلوطی از اکسید فریک Fe2O3 تشکیل شده است (فریک دارای ترکیبات آهن است). از فریت های نرم برای ساخت هسته به منظور کاهش تلفات هیسترزیس استفاده می شود.

دلیل اصلی که سرامیک و ferrites کلاس مواد اصلاً متعلق به;

سرامیک مغناطیسی هستند و فریت مواد مغناطیسی است.

مشکل فرکانس برنامه که SRF وجود دارد.

فرکانس رزونانس مواد سرامیکی بالاتر از فریت است اما القای سرامیک به بزرگی که ارائه شده است.

فریت به دلیل هزینه پایین و تلفات پایین هسته یک ماده مناسب برای ساخت ترانس و سلف در رنج فرکانسی ۲۰ کیلوهرتز تا ۳ مگاهرتز است. فریت ها در توان های پایین کمتر از ۵۰ وات و فرکانس کمتر از ۱۰ کیلوهرتز میتوانند در ناحیه اشباع کار کنند. همچنین به دلیل هزینه پایین و تحمل ولتاژ بالا، فریت ها میتوانند به عنوان ترانس فلایبک نیز به کار برده شوند. هسته های پودری (مانند MPP، High flux ، Kool Mu) به دلیل اشباع نرم تر، تحمل چگالی شار بالاتر و پایداری حرارتی بهتر، بهترین گزینه برای بعضی مبدل های فلایبک و سلف ها هستند.

کاربرد ها:

صاف کردن جریان (کاهش میزان ریپل یک موج)، می‌باشد. وقتی که ما به یک جریان خیلی صاف و پایدار برای یک قطعه مثل منبع تغذیه نیاز داریم، میدان مغناطیسی ذخیره شده در سلف به ما در تثبیت جریان کمک خواهد کرد.

از سلف‌ها در سیستم‌های انتقال قدرت نیز استفاده می‌شود. در اینگونه موارد، سلف‌ها مسئول ثابت نگه داشتن جریان الکتریکی بسیار بزرگ هستند تا مطمئن شوند که جریان در طول انتقال ثابت می‌ماند. در شکل زیر نمونه از یک سیستم انتقال برق به صورت وایرلس را مشاده می‌کنید که وظیفه سلف‌ها در اینجا این است که جریان الکتریکی ثابتی را انتقال دهند.
 

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران




تشریح ساختار سیستم سوئیچ دیجیتالی مخابرات (نحوه عملکرد و کاربرد )

۱ـ تشریح ساختار سیستم سوئیچ دیجیتالی

 زیر سیستم کاربردی سیستم مخابراتی: هدف یک سیستم مخابراتی انتقال خبر از نقطه ای به نقطه دیگر است یا به عبارتی دیگر یک سیستم مخابراتی بایستی پیام را به هر شکلی که در مبداء دارد در مقصد به صورت قابل قبولی بازسازی نماید. پیام ارسالی در مخابرات به دو صورت زیر می تواند باشد:

۱ـ پیام آنالوگ: پیام آنالوگ کمیتی است فیزیکی که معمولاً به صورت پیوسته و نامحدود با گذشت زمان تغییر می کند.

 ۲ـ پیام دیجیتال: پیام دیجیتال توالی منظم از نمادهائی است که در حوزه زمان بصورت گسسته و محدود تغییر می کند. یک سیستم مخابراتی را به صورت زیر می توان ترسیم کرد: 

فرستنده:

 سیگنال ورودی را به جریان می اندازد تا سیگنال ارسالی مناسبی با مشخصات مطلوب تولید کند و شامل تقویت کننده, فیلتر, مدولاتور, منبع تغذیه و… می باشد.

گیرنده:

سیگنال دریافتی از محیط انتقال را اخذ نموده و سیگنال مناسب برای مبدل خروجی را به وجود می آورد و معمولاً شامل تقویت کننده, فیلتر, دمولاتور, دیکدر و…. می باشد. محیط انتقال: همانند پلی بین مبدا و مقصد عمل می کند و می تواند از جنس خلا, سیم هادی و … باشد. اعوجاج: تغییر شکل سیگنال به خاطر پاسخ ناقص سیستم به سیگنال مورد نظر می باشد که هنگام قطع نمودن سیگنال ناپدید می شود. نویز: سیگنالهای الکتریکی تصادفی و غیرقابل پیش بینی است که توسط فرآیندهای طبیعی داخل یا خارج سیستم تولید می شود که با فیلتر کردن قسمتی از این نویز از بین می رود. مانند نویز خورشیدی , نویز حرارتی و یا نویز ناشی از منابع انسانی و…

تداخل:

 تاثیر ناخواسته سیگنالهای بیگانه از منابع مختلف است که با فیلتر کردن می توان مقداری از آنرا کاهش داد و یا آنرا حذف نمود. سیگنال: ولتاژ و یا جریانی است که حاوی اطلاعات باشد. طیف: نمودار سیگنال در حوزه فرکانس را طیف گویند.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران





 امنیت سیستم ها و مدارات مخابراتی (نحوه عملکرد و کاربرد)

 

نکته : آسیب پذیری RCE از بزرگترین معایب سیستم های مخابراتی که از نظر امنیت ضعیف میباشند 

امروزه بسیاری از این تهدید های امنیتی در سرتاسر  فضای ارتباطی بی سیم مخابراتی Wifi و portable پراکنده شده اند رایجترین آنها شامل موارد زیر می باشد :

  • ویروس ها , کرم ها , و اسب های تروجان
  • نرم افزارهای جاسوسی و ابزارهای تبلیغاتی مزاحم
  • حمله های صفر ساعت (به این معنی که توسعه دهندگان نرم افزار زمانی برای رفع حفره های امنیتی خود ندارند و در همین زمان کم قبل از پچ نرم افزار حمله ها رخ می دهد)
  • حمله هکرها
  • حمله رد سرویس ( حمله به یک سایت یا هاست یا سرویس به منظور از کارانداختن خدمات آن )
  • رهگیری داده ها و سرقت آنها
  • سرقت هویت

(امنیت مخابرات و سیستم ارتباطی)

هر فعالیتی که برای حفاظت از امنیت سیستم ها و مدارات مخابراتی شما طراحی شده است را امنیت شبکه گویند . به ویژه این فعالیت ها از قابلیت استفاده , قابلیت اطمینان , تمامیت و یکپارچگی و ایمن بودن شبکه و داده های شما حفاظت می کند . یک امنیت شبکه موثر انواع مختلف تهدیدها را هدف می گیرد و از ورود و گسترش آنها در شبکه جلوگیری به عمل می آورد .

این مدل از سیستم های تأمین امنیت مخابراتی ترکیبی از روش های رمزنگاری مرسوم و روش مدولاسیون آشوبی است. نتایج تحلیل های تئوریک و شبیه سازی با استفاده از سیگنال سینوسی و سیگنال صوتی و با وجود تاخیر انتشار ثابت نامشخص بین فرستنده و گیرنده است. همچنین مقاومت این طرح در برابر نویز گوسی کانال با واریانس 3-10 نیز بررسی شده و آنالیز امنیت این سیستم مخابراتی از نقطه نظر جستجوی بروت - فورس مورد ارزیابی قرار گرفته است. با استفاده از این سیستم مخابراتی طول کلید بسیار مناسبی حاصل شده است.

عناصر یک سیستم مخابراتی:
هر سیستم مخابراتی سه بخش اساسی دارد : فرستنده , کانال ارسال و گیرنده . هر قسمت نقش خاصی را در انتقال سیگنال بصورت زیر ایفا می کند :
فرستنده ” سیگنال ورودی را به جریان می اندازد تا سیگنال ارسالی مناسبی با مشخصات خط ارسال تولید کند . تولید سیگنال برای ارسال تقریبأ همواره ” مدولاسیون ” را در بردارد و ممکن است شامل ” کد گذاری ” نیز باشد.
کانال ارسال ” وسیله ای الکتریکی است که پلی میان مبدأ و مقصد بوجود می آورد .این پل ممکن است یک جفت سیم , یک کابل هم محور یا یک موج رادیویی یا پرتولیزری باشد . هر کانالی مقداری تلفات انتقال یا تضعیف” دارد . بنابراین قدرت سیگنال با افزوده شدن فاصله کاهش می یابد.
گیرنده ” روی سیگنال خروجی از کانال ارسال عمل می کند تا آنرا در مقصد به مبدل برساند . عملیات گیرنده شامل تقویت ” جهت جبران تلفات انتقال و دی مدولاسیون ” و دی کدینگ” برای مع کردن پردازش _ سیگنالی انجام شده در فرستنده می باشد .
تاثیرات مزاحم مختلفی در مسیر ارسال سیگنالی انباشته می شوند . تضعیف بدین جهت مزاحم است که قدرت” سیگنال در گیرنده را کاهش می دهد. بهرحال مسائل مهمتر عبارتند از : اعوجاج , تداخل و نویز که بصورت تغییر شکل سیگنال ظاهر می شود . اگر چه ممکن است که این مزاحم ها در هر نقطه ای بروز کنند , روش استاندارد آنست که آنها را در خط بطور کامل از بین ببریم تا فرستنده و گیرنده ایده آل باشد. )شکل این روش را نشان می دهد .(
اعوجاج تغییر شکل موج است که بخاطر پاسخ ناقص سیستم به سیگنال مورد نظر بوجود می آید . اعوجاج هنگام قطع سیگنال ناپدید میشود در حالی که نویز و تداخل چنین نیست . اگر کانال یک پاسخ خطی اما اعوجاجی داشته باشد , در این موقع می توان اعوجاج را تصحیح نمود یا حداقل به کمک فیلتر های مخصوص بنام ” اکوآلایزرها ” آنرا کاهش داد .
تداخل به معنی تاثیر ناخواسته ی سیگنالهای بیگانه از منابع انسانی , فرستنده های دیگر , خطوط نیرو و دستگاهها , مدارهای سوئچینگ و غیره می باشد . تداخل غالبأ در سیستم های رادیویی که آنتن های گیرنده اش معمولأ در یک زمان چندین سیگنال را متوقف می کنند بروز می کند . اگر سیم های انتقال یا ترتیب مدارها در گیرنده سیگنالهای تشعشع شده از منابع نزدیک را بگیرد , تداخل فرکانس رادیویی ( RFI ) هم در سیستم های خطی ظاهر می شود . فیلتر کردن مناسب , در از بین بردن سیگنالهای تداخلی در فرکانسهای غیر از فرکانس سیگنال مورد نظر موثر می باشد .


نویز به سیگنال های الکتریکی تصادفی و غیر قابل پیش بینی اطلاق می شود که توسط فرایندهای طبیعی چه در داخل سیستم و چه در خارج آن تولید می شود . هنگامی که چنین متغیر های تصادفی روی یک سیگنال حاوی اطلاعات تحمیل می شود ممکن است که قسمتی از پیام مختل شود یا اینکه پیام از بین برود . فیلتر کردن نویز مزاحم را از بین می برد . اما مقداری نویز بصورت اجتناب ناپذیر باقی می ماند که نمی توان آنرا از بین برد.
این نویز یکی از محدودیت های اساسی سیستم را تشکیل می دهد .

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران




مبدل DC به AC نحوه عملکرد و کاربرد (مهندسی برق _ الکترونیک)

جریان برق متناوب ((AC بدون شک موثرترین راه برای عبور جریان برق است. به هر حال با این وجود بیشترین و محبوب ترین دستگاه های خانگی به جریان مستقیم (DC) نیازمندند و باید جریان تبدیل گردد؛ بدین منظور این مبدل های جریانی یا درون دستگاه قرار دارند یا هنگامی که به جریان متناوب (AC) متصل می گردند از درون کابل برق این انرژی تبدیل می شود.

اینورتر یا مبدل مدار الکترونیکی است که جریان الکتریکی مستقیم (DC) را به جریان متناوب (AC) با فرکانس و ولتاژ دلخواه تبدیل می‌کند. در این مقاله به برسی انواع اینورتر‌ها می‌پردازیم. انواع اینورتر‌ها در دو گروه کلی طبقه‌بندی می‌شوند:

مبدل منبع ولتاژ (VSI): مبدلی است که منبع ولتاژ DC ورودی آن، امپدانس محدود یا نزدیک به صفری در ورودی مبدل ایجاد می‌کند.

مبدل منبع جریان (CSI): مبدلی است که تغذیه ورودی آن جریان متغیری از یک منبع DC است که امپدانس بالایی در ورودی مبدل ایجاد می‌کند. در نتیجه بار متصل به مبدل تاثیری بر روی جریان نخواهد گذاشت.

اینورتر‌های تک‌فاز خود به دو دسته تمام پل و نیم‌پل تقسیم می‌شوند.

اینورتر نیم پل

اینورتر نیم‌پل در واقع یک بلوک تشکیل دهنده از اینورتر تمام‌پل است. ساختمان آن شامل دو سوییچ است که ولتاژ دو سر خازن هر کدام از سوییچ‌ها Vdc /۲ است. اما نکته‌ای که وجود دارد این است که این سوییچ‌ها به صورت مکمل عمل می‌کنند. یعنی با خاموش شدن یکی، دیگری روشن می‌شود و برعکس.
اینورتر تمام پل

این مدار اینورتر، DC را به AC تبدیل می‌کند. این عملکرد نتیجه‌ی شیوه و ترتیب به خصوصی از خاموش و روشن شدن سوییچ‌هاست. بسته به خاموش و روشن بودن هر یک از سوییچ‌ها، این نوع اینورتر چهار حالت عملکردی دارد

کاربرد مبدل یا اینورتر DC به AC
در اصل از اینورتر در صنعت برای تولید توان های بالا و کنترل دور موتور و … از اینورترهای سوئینگ استفاده می کنند.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



نحوه جذب نور در تولید برق خورشیدی در صفحات خورشیدی (سلول های فتوئولیک)

اکسید روی یک ماده نیمه هادی است که قابلیت جذب انرژی خورشید را دارد. در فرآیند فتوولتائیک، ذرات نور که فوتون نام دارند به داخل سلول‌ها نفوذ کرده و با آزاد کردن الکترون از اتم‌های ماده‌ی نیمه هادی، جریان الکتریکی تولید می کنند. تا زمانی که تابش نور به داخل سلول جریان داشته باشد، الکتریسیته تولید می شود. این سلول‌ها الکترون‌های خود را مانند باتری‌ها تمام نمی کنند، بلکه آنها مبدل‌هایی هستند که یک نوع انرژی (خورشیدی) را به نوعی دیگر (جریان الکترون‌ها) تبدیل میکنند.
اثر فتوولتائیک  بر اساس این پدیده وقتی که یک کوانتوم انرژی نوری یعنی یک فوتون در یک ماده نیمه هادی نفوذ می‌کند، این احتمال وجود دارد که بوسیله الکترون جذب شود و الکترون انتقال پیدا کند.
میزان انرژی لازم برای انتقال الکترون به فاصله انرژی دو نوار ظرفیت رسانش بستگی دارد که به این فاصله باند گپ یا گاف انرژی گفته می شود.

سلول های فوتوولتائیک (Photovoltaics) هستند. این سلول ها در واقع گروهی از سلول های الکتریکی متصل به هم هستند و طبق قاعده ای خاص به هم متصل می شوند. فوتوولتاها درست مانند پیغامی ضمنی هستند (فوتو = نور؛ ولتا = الکتریسیته). در این سلول ها نور خورشید مستقیماً به برق تبدیل می شود

ساختار سلول های صفحات خورشیدی سیلیی Silicon 

یک اتم سیلی، ۱۴ الکترون دارد که در سه پوسته مختلف روی هم قرار گرفته اند. دو لایه اول نزدیک تر به مرکز، کاملاً پُر شده اند، ولی لایه بیرونی با داشتن ۴ الکترون در حالت نیمه پُر است. اتم سیلی با این ویژگی، همیشه در جستجوی راهی برای پُر کردن لایه آخر خود است تا ۸ الکترون را کامل بگیرد. برای انجام این کار، این الکترون ها را با ۴ تا از اتم های سیلی همسایه اش شریک می کند.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



معرفی اجزای تشکیل دهنده بُرد های PCB رباتیک (مهندسی برق _ الکترونیک)


Annular ring ( رینگ حلقوی) : به دایره ای مسی که دور سوراخ مخصوص لیحم پایه ها قرار گرفته است Annular ring گفته میشود. 

DRC ( مخفف عبارت design rule check ) : DRC بخشی از نرم افزار هست که طراحی های شما رو چک میکنه تا از بابت نبودن خطا اطمینان حاصل پیدا کنیم. خطاهایی مثل کوچک بودن محل های سوراخ PCB ، باریک بودن بیش از حد مسیرهای سیمی و این که مسیرها به درستی به هم نرسیده باشن. در شکل بالا بخش DRC رو در نرم افزار altium مشاهده میکنید .

Drill hit( محل اصابت مته) : بخش هایی از PCB که قراره دریل بشه رو میگن Drill hit. وجود Drill hit های اشتباه در PCB ، در میان تولیدکنندگان PCB یه مشکل کاملا معمولی هست.

 

Finger : اصطلاح Finger ( گاهی اوقات Gold Finger ) در PCB در واقع مربوط به کانکتورهای کناری PCB شما هستند که این قابلیت رو به PCB شما میدن که به یک برد دیگه هم وصل بشه. کارت های گرافیکی و RAM هایی که درون کیس ها قرار میگیرن از این نوع هستند. شکل زیر نشان دهنده این موضوع هست.

Pad : روی سطح PCB یک بخش هایی هست برای لحیم کردن قطعات. به اون بخش Pad گفته میشود. 

به همین سادگی که بر روی یک PCB قرار گرفته و دیگه نیازی نباشه که این قطعات پایه هاشون از سطح PCB عبور کنه و و در پشت برد لحیم شود. 

این روش ، روش غالبی هست که در اسمبل کردن بردهای امروزی مشاهده میشود و به بردها اجازه میدهد تا که جمع و جورتر طراحی صورت بگیرد.

Trace : مسیرهای ممتد بر روی یک PCB رو Trace میگن. در یک PCB یک Trace میتونه پهناهای مختلفی داشته باشه. مثلا اگه بر روی خیلی از  PCB ها نگاه کنید بعضی مسیرها که پهن تر از سایر مسیرها هستند. مسیرهای پهن تر معمولا مربوط به تغذیه هستند در حالی که مسیرهایی باریک تر برای موارد مثل ریست به کار میروند؛

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



PCB یا فیبر مدار چاپی چیست؟؟ (نحوه عملکرد و کاربرد)مهندسی برق_الکترونیک 

فیبر مدار چاپی چیست ( PCB چیست ؟ ):

فیبر مدار چاپی  و یا همان PCB، فیبری است به ضخامت حدود 1.6 میلیمتر، از جنس مقوای فشرده (فیبر فنلی) که قهوه ای و کرم رنگ بوده و یا از جنس الیاف پشم شیشه (فایبرگلاس)، در طرف دیگر این فیبرها یک لایه مس به صورت ورقه نازک به ضخامت 0.25 میلیمتر وجود دارد که به کمک چسب و فشار پوشانده شده است. برد مدار چاپی شامل مجموعه ای از مدارهای الکتریکی است که به شکل یک لایه، دو لایه و یا حتی چند لایه طراحی و تولید می گردند.

در همه محصولات الکترونیکی حتی ساده ترین آنها استفاده می‌شوند. استاندارد جهانی تولید بردهای مدار چاپی، براساس استاندارد UL و IPC می باشد؛ 

فیبر فنلیک چیست؟

این فیبر به رنگ زرد پررنگ و یا قهوه ای بوده و به راحتی سوراخ می شود و لایه مس روی آن بر اثر حرارت زیاد هویه، به راحتی جدا می شود، قیمت این نوع فیبر ارزان بوده و به همین جهت در اکثر کیت ها و مدارات رادیو، ضبط و تلویزیون و. از این فیبر استفاده می شود.

فیبر فایبرگلاس:

فیبر فایبرگلاس سبز رنگ بوده و نسبت به فیبر فنلی(از جنس مقوای فشرده) محکم تر بوده و به سختی سوراخ می شود، در مقابل حرارت مقاومت خوبی دارد و بیشتر در مدارات ماشین حساب، ویدئو، کامپیوتر و. به کار می روند.

فیبر دو رو:

این فیبر هم از نوع فنلیک می تواند باشد و هم از نوع فایبر گلاس، اختلاف آنها در این است که در هر دو طرف این فیبر یک لایه نازک از مس پوشیده شده است در نتیجه می توان از مدار حداکثر استفاده را برد.

فیبر مدار چاپی آماده (PCB آماده):

به فیبرهایی گفته می شود که بر روی آن مدارهای مختلف و یا جای پایه های آی سی و قطعات مختلف قرار دارد که قطعات را در آن قرار داده و توسط مس بقیه ارتباطات را به هم وصل می نمائیم.

کاربرد مدار چاپی چیست؟

به عنوان مثال اگر بخواهیم یک لامپ و یک باطری را به هم وصل کنیم حداقل احتیاج به دو سیم مسی داریم، حال اگر 20 باطری و 20 لامپ داشته باشیم به همان نسبت به سیمهای بیشتری نیاز داریم، به همین نحو در یک رادیو که بایستی قطعات زیادی به همدیگر وصل شوند، چنانچه خواسته باشیم این قطعات را با سیم به هم وصل نمائیم، سیم بسیاری مصرف شده و شلوغ خواهد شد، بنابراین به جای استفاده از سیم، از خطوط ایجاد شده بر روی فیبر مسی استفاده می نمایند و برای اینکار ابتدا بایستی، نقشه مدار مورد نظر را بر روی فیبر مدار چاپی (بر روی قسمت مسی فیبر) طراحی و رسم نمود.

طریقه عایق نمودن قسمت مسی فیبر مدار چاپی(pcb):

برای آنکه خطوط مسی پس از مدتی اکسیده و خراب نشوند، بهتر است که لایه اسپری عایق روی آن پخش شود که بهترین نوع اسپری، اسپری پلاستیک 70 می باشد و در صورت نبودن آن می توان فیبر مسی را توسط یک قلم مو آغشته به روغن جلا نیز عایق کاری نمود.

تمیز نمودن فیبرهای مسی:

به کمک قلم مو و بنزین می توان فیبرها را تمیز نمود.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران




سِلف با هسته فریت (Ferrite) نحوه عملکرد و کاربرد 

سلف با هسته فریت، نوعی از سلف است که باعث کاهش هزینه ها و خسارت ها در فرکانس های بالا می شود. فریت یک سرامیک اکسید فی است که در اطراف مخلوطی از اکسید فریک Fe2O3 تشکیل شده است (فریک دارای ترکیبات آهن است). از فریت های نرم برای ساخت هسته به منظور کاهش تلفات هیسترزیس استفاده می شود.

دلیل اصلی که سرامیک و ferrites کلاس مواد اصلاً متعلق به;

سرامیک مغناطیسی هستند و فریت مواد مغناطیسی است.

مشکل فرکانس برنامه که SRF وجود دارد.

فرکانس رزونانس مواد سرامیکی بالاتر از فریت است اما القای سرامیک به بزرگی که ارائه شده است.

فریت به دلیل هزینه پایین و تلفات پایین هسته یک ماده مناسب برای ساخت ترانس و سلف در رنج فرکانسی ۲۰ کیلوهرتز تا ۳ مگاهرتز است. فریت ها در توان های پایین کمتر از ۵۰ وات و فرکانس کمتر از ۱۰ کیلوهرتز میتوانند در ناحیه اشباع کار کنند. همچنین به دلیل هزینه پایین و تحمل ولتاژ بالا، فریت ها میتوانند به عنوان ترانس فلایبک نیز به کار برده شوند. هسته های پودری (مانند MPP، High flux ، Kool Mu) به دلیل اشباع نرم تر، تحمل چگالی شار بالاتر و پایداری حرارتی بهتر، بهترین گزینه برای بعضی مبدل های فلایبک و سلف ها هستند.

کاربرد ها:

صاف کردن جریان (کاهش میزان ریپل یک موج)، می‌باشد. وقتی که ما به یک جریان خیلی صاف و پایدار برای یک قطعه مثل منبع تغذیه نیاز داریم، میدان مغناطیسی ذخیره شده در سلف به ما در تثبیت جریان کمک خواهد کرد.

از سلف‌ها در سیستم‌های انتقال قدرت نیز استفاده می‌شود. در اینگونه موارد، سلف‌ها مسئول ثابت نگه داشتن جریان الکتریکی بسیار بزرگ هستند تا مطمئن شوند که جریان در طول انتقال ثابت می‌ماند. در شکل زیر نمونه از یک سیستم انتقال برق به صورت وایرلس را مشاده می‌کنید که وظیفه سلف‌ها در اینجا این است که جریان الکتریکی ثابتی را انتقال دهند.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران




کانکتورهای برق صنعتی Connector(نحوه عملکرد و کاربرد)

کانکتور‌های صنعتی و ویژه، به منظور تامین برق و در دسترس قرار دادن پریز‌ها در محیط‌های کاری و کارگاه‌های آموزشی مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگر تامین برق با خطوط تغذیه باندل انجام شود، انتخاب مسیر کوتاه برای هدایت سیم‌ها سخت می‌شود و گاهی بعضی از مسیر‌ها از دست می‌رود و ریسک در محیط‌های کاری افزایش می‌یابد. در نتیجه استفاده از پاورکیوب‌ها که نوعی چند راهی برق می‌باشند، بسیار مفید است.

کانکتور (به انگلیسی Connector) قطعاتی هستند که معمولا برای اتصال بخش‌های مختلف مدارات به کار میروند. ریشه این واژه کلمه Connect به معنای اتصال هست و خود کانکتور یعنی اتصال دهنده. 
این قطعات معمولا در جا‌هایی که احتمال قطعی وجود داره و یا متمایلیم که به صورتی باشه که بعدا بتونیم اگه یه بخش خراب شد اون رو تعویض کنیم، استفاده میشه. ورودی‌های تغذیه، اتصالات قطعات جانبی و برد‌هایی که نیاز به تعویض دارن از این دست هستند.
در این قسمت میخوایم در مورد یه سری واژگان که در کانکتور‌ها بهش برخورد میکنیم صحبت کنیم:

Gender (جنسیت)

کانکتور‌ها ها هم مثل اکثر موجودات زنده دارای جنسیت هستند. این قطعات به دو دسته نرگی و مادگی تقسیم میشن. منظور از دسته‌ها هم فکر میکنم خیلی واضح باشه. کانکتور مادگی کانکتوری هست که معمولا روی برد لحیم میشه و کانکتور نرگی هم کانکتوری هست که در کانکتور مادگی قرار میگیره.

پلاریته

اکثر کانکتور‌ها فقط در یک جهت قابلیت اتصال دارند و شما نمیتونید هر طرفی که دلتون خواست کانکتور نرگی رو به مادگی متصل کنید. به این ویژگی میگن پلاریته و قطعات دارای این ویژگی رو قطعات پلاریته دار میگن. معمولا برای این که سازندگان کانکتور‌ها شما رو مجبور کنن که فقط در یک جهت بتونید کانکتور‌ها رو به هم متصل کنید یه زاییدگی کنار کانکتور قرار میدن تا شما نتونید به اشتباه از جهتی غیر از جهت اصلی اتصال اون کانکتور‌ها به همدیگه برای اتصال استفاده کنید.
موارد کاربرد کانکتور های صنعتی
 چند راهی‌های جعبه‌ای و فشرده می‌توانند از سقف توسط زنجیره آویزان شوند و در منطقه مورد نظر اتاق نصب گردند. کانکتور‌های صنعتی و ویژه، در دو نوع VH و VHF تولید می‌شوند. پاورکیوب VH تحت شرایط کاری نرمال برای محیط‌های خودروسازی و ماشینکاری استفاده می‌شوند و در مدل‌های مختلف دارای ۴ سوکت و یا ۸ سوکت می‌باشند. پاورکیوب VHF برای محیط‌های کاری همچون نانوایی، آشپزخانه‌های صنعتی، کشتارگاه‌ها و آزمایشگاه‌ها مناسب است. این پاورکیوب ها، مناسب برای محیط‌های مرطوب و خیس با درجه حفاظتی IP۴۴ اند.

انواع کانکتور های صنعتی
تجهیزات دسته کانکتور‌های صنعتی و ویژه، شامل موارد زیر می‌باشد: - ۴ راهه‌های VH - ۸ راهه‌ای VH - لوازم جانبی پاورکیوب VH و پاورکیوب VHF - سوکت‌های VH و VHF

نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



مدار های RLC نحوه عملکرد و کاربرد (مهندسی برق _ الکترونیک)

در الکترونیک (خازن ؛ سلف یا القاگر ؛ مقاومت )؛ که به ترتیب با نمادهای C , L , R نشان داده می‌شوند، سه عنصر غیرفعال الکترونیکی (چون نیروی محرکه‌ای در درون خود ندارند) هستند که معمولا در مدارهای الکترونیکی به اشکال مختلف به یکدیگر وصل می‌شوند. کلی‌ترین حالت زمانی است که هر سه عنصر در یک مدار وجود داشته باشند. این حالترا اصطلاحا مدار RLC  می‌گویند


در الکترونیک برای تحلیل مدار RLC ابتدا مدار را با شرایط اولیه عناصر ذخیره‌کننده انرژی در نظر می‌گیریم. اگرچه ممکن است این مدارها شامل منابع وابسته باشند، اما  بدون منابع مستقل هستند. مدارهای بدون منبع، دارای پاسخ طبیعی هستند. عموماً مدار RLC موازی را با حضور منابع مستقل بررسی می‌کنیم که در این صورت، هم پاسخ گذرا و هم ماندگار خواهد داشت. مدارهای RLC موازی، در بسیاری از کاربردها عملی مانند شبکه‌های مخابراتی و طراحی فیلتر به‌کار می‌روند. 

خازن‌ها و سلف‌ها، نوع دیگری از مقاومت را در مدارهای AC نشان می‌دهند که راکتانس (Reactance) نامیده می‌شود از این عناصر با عنوان XL و XC نامیده میشود . اما از آنجایی که راکتانس این 

XLXCXCرا راکتانس نیز در برابر عبور جریان مقاومت می‌کند، اما مقدار راکتانس یک سلف یا خازن، مانند یک مقاومت ثابت نیست و به فرکانس منبع و مقدار آن در حالت DC بستگی دارد.

عناصری که در ادامه معرفی می‌شوند، اجزای پسیو متداولی هستند که در مدارهای AC به‌کار می‌روند. لازم به ذکر است که از نظر تئوری، یک سلف یا خازن کامل (خالص)، هیچ مقاومتی ندارد. هرچند، این عناصر در دنیای واقعی مقداری مقاومت دارند.

همه سه عنصر پسیو در مدارهای AC، را می‌توان به یکدیگر متصل کرده و مدارهای RLC سری و موازی را تشکیل داد. 

نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


میکروکنتلر های MCU (رباتیک) نحوه عملکرد و کاربرد

میکروکنتلر های رباتیک AVR دارای یک واحد مرکزی به نام MCU هستند. MCU مخفف عبارت Master Control Unit و به معنای واحد کنترل اصلی است. این واحد وظایف مهمی از قبیل مدیریت تمام فعالیت های میکروکنترلر و انجام تمام عملیات های لازم بر روی داده ها را بر عهده دارد.

با توجه به این که میکروکنترلر AVR از معماری هاروارد استفاده می کند، حافظه ی آن شامل دو قسمت حافظه ی برنامه» (FLASH) و حافظه ی داده» (SRAM و EEPROM) می باشد. لازم به ذکر است که ارتباط با این حافظه ها از طریق گذرگاه های مجزا صورت می گیرد.

میکروکنتلر MCU شامل 4 بخش میباشد. 

IR  _ ALU _ ID _ cpu 


قسمت ALU

میکروکنترلر AVR دارای ۳۲ رجیستر عمومی است که به صورت R0 تا R31 نامگذاری شده اند. این رجیسترها که هشت بیتی هم هستند به طور مستقیم با واحد 

ALU در ارتباط اند.

 موضوعی که در این جا نیاز به تأکید دارد در ارتباط با رجیستر های R26 تا R31 است. این رجیسترها که دو به دو با نام های Y ،X و Z نیز شناخته می شوند (یعنی R26 و R27 تشکیل یک بیت ۱۶ بیتی به نام X می دهند و به همین صورت برای Y و Z) رجیسترهای اشاره گر نام دارند. این رجیسترها علاوه بر کاربردهای عمومی برای آدرس دهی های غیرمستقیم کاربرد دارند. 

قسمت IR : 

رجیستر دستور یا Instruction Register، برای نگهداری کد دستور العمل استفاده می شود.  کد دستورالعمل که در حافظه ی برنامه یا همان حافظه ی FLASH ذخیره شده است، قبل از اجرا به این رجیستر  (IR) منتقل شده و سپس اجرا می شود.

قسمت ID

این واحد (ID) کد دستورالعمل را از رجیستر دستور گرفته و تشخیص می دهد که این کد مربوط به چه دستورالعملی است، سپس سیگنال های کنترلی مورد نیاز جهت اجرای آن دستورالعمل را تولید می نماید.

در این رجیستر آدرس دستورالعمل بعدی که باید اجرا شود، ذخیره می شود. با اجرای هر دستورالعمل این مقدار ذخیره شده افزایش پیدا کرده و به آدرس دستورالعمل بعدی اشاره می کند.

قسمت CPU

هنگامی که میکروکنترلر روشن می شود مقدار شمارنده ی برنامه (PC) با مقدار پیش فرض ۰۰۰۰H مقداردهی می شود. کدهای دستورالعمل که بعد از این آدرس در حافظه ی FLASH ذخیره شده اند توسط CPU به رجیستر دستور منتقل می گردند. واحدبازگشایی دستور این کد را از رجیستر دستور برداشته و پس از رمزگشایی کد تمامی سیگنال های کنترلی جهت انجام عملیات را صادر می کند. در نهایت ALU عملیات لازم بر روی داده ها را انجام داده و پس از آن مقدار PC تغییر می کند و آدرس دستورالعمل بعدی که باید انجام شود در آن قرار می گیرد.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



ماژول سنسور شارپ نحوه عملکرد و کاربرد در  (رباتیک) مهندسی برق _الکترونیک

ماژول سنسور مسافت شارپ دارای یک سنسور اندازه گیری فاصله می باشد که از مجموعه از PSD (آشکارساز حساس به موقعیت) و IRED ( دیود مادون قرمز) و مدار پردازشگر سیگنال تشکیل شده است. در این سنسور به دلیل متد triangulation ،گوناگونی بازتاب از اشیا ،دمای محیطی و مدت عملکرد به راحتی تشخیص فاصله را تحت تاثیر قرار نمی دهد. خروجی این دستگاه آنالوگ بوده ولتاژی متناظر با فاصله اندازه گیری شده است. بنابراین از این سنسور می توان به عنوان سنسور مجاورتی نیز استفاده کرد.این سنسور با بردهای آردینو سازگاری کامل دارد و انتخاب مناسب برای تمامی پروژه هایی است که نیاز به اندازه گیری دقیق فاصله دارد. 

خروجی سنسور بصورت ولتاژ و متناسب با فاصله لنز تا جسم روبروست. برد سنسور بین 100 تا 550 سانتیمتر است.

کاربردهای سنسور شارپ
1.سویچ های touchless (تجهیزات پزشکی، کنترل روشنایی و.)
2. ربات cleaner
3.سنسور برای صرفه جویی در انرژی( ATM و دستگاه کپی، و ماشین های خرید)
4.تجهیزات تفریحی و سرگرمی (ربات، ماشین بازی)

تنظیم فو ویدیو پروژکتورها

فاصله سنجی در رباتها

سوییچ اتوماتیک سیستمهای روشنایی

تشخیص بدن انسان

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


انواع فازمتر و نحوه کاربرد آنها (مبانی ابتدایی برق برای تازه کارها)

فاز متر‌ها مدل‌های مختلفی دارند از جمله:

مدل یک سر یا یک تماسه

یک سر آن به محل مورد تست تماس داده می‌شود و سر دیگر در دست قرار می‌گیرد. معمولا مشابه یک پیچ گوشتی ساخته می‌شود که نوک این پیچ گوشتی محل تماس برای تست است. یک لامپ که با جریان بسیار ضعیف هم روشن می‌شود داخل این ابزار قرار گرفته. در صورتی که محل اتصال فازمتر دارای ولتاژ باشد و انتهای فازمتر به انگشت فرد (در صورتی که فرد روی عایق جریان قرار نگرفته نباشد) تماس پیدا کند جریان برقرار شده و لامپ روشن می‌شود.

این مدل معمول‌ترین و ارزان‌ترین مدل فازمتر است اما ایمنی بالایی ندارد و ممکن است موجب برق گرفتگی فرد در زمان کار بشود و خرابی یا اشکالاتی مثل وجود آب داخل محفظه آن می‌تواند فرد را در مقابل جریان مستقیم برق قرار داده و او را در معرض خطر مرگ قرار بدهد. از معایب دیگر این مدل این است که جریان‌هایی که ضعیف‌تر از مقدار لازم برای روشن کردن لامپ باشد را نشان نخواهد داد. همچنین اگر فرد روی محل عایق قرار گرفته باشد چراغ آن روشن نمی‌شود. از معایب دیگر این است که برگشت فاز باعث می‌شود فازمتر سیم نول را هم دارای ولتاژ نشان بدهد.

مدل دو سر یا دو تماسه

این فازمتر دو قسمت دارد که یک سر آن یک پیچ گوشتی یا یک سیم لامپ دار است و در قسمت انتهایی آن یک سیم قرار گرفته. قسمت جلویی آن به محل مورد تست تماس داده می‌شود و سیم قسمت عقبی را به جای آن که مثل مدل یک سر» در دست بگیرند آن را مستقیما به زمین متصل می‌کنند. در صورتی که ولتاژی بین این دو نقطه وجود داشته باشد چراغ دستگاه روشن می‌شود. وجود این سیم باعث می‌شود فرد بتواند درصورت وجود ولتاژ بین هر دو نقطه از مدار آن را متوجه بشود در حالی که مدل‌های یک تماسه تنها اختلاف پتانسیل بین یک نقطه از مدار با زمین را نشان می‌داد. معمولا برای تشخیص قطعی سیم‌های اتومبیل و دیگر مدار‌های مستقیم این وسیله را استفاده می‌کنند.

مدل‌های مختلف این نوع فازمتر برای تشخیص جریان‌های برق شهری، برق مستقیم با ولتاژ پایین ۱۲ ولت و برق فشار قوی تا ۲هزار ولت وجود دارند. این نوع از فازمتر‌ها چون با فرد در تماس مستقیم قرار نمی‌گیرد امکان برق گرفتگی را کمتر می‌کند اما همچنان فرد باید سیم‌ها را به جریان برق تماس بدهد و همچنان خطر اتصالات برقی وجود دارد.

فازمتر غیر تماسی

بدون ایجاد تماس با سیم یا مدار مورد نظر و تنها از تغییرات میدان الکتریکی در اطراف یک سیم یا وسیله‌ی با جریان متناوب، تشخیص می‌دهد آن شیء دارای ولتاژ است. این مزیت باعث می‌شود احتیاجی به ‌کردن‌سیم نباشد و تماس با جریان برق و خطر برق گرفتگی به حداقل برسد. به این ترتیب فقط با حرکت دادن این وسیله در اطراف یک سیم می‌توان محل قطعی را تشخیص داد و احتیاجی به تست کردن سیم به همراه ‌کردن آن نباشد. همچنین این وسیله این توانایی را دارد تا از پشت دیوار محل سیم‌هایی که خیلی داخل عمق دیوار قرار نگرفته اند را مشخص کند. اما از آن جا که روش کار این دستگاه اندازه گیری میدان الکتریکی است نمی‌تواند روی کابل‌های با روکش‌های ضخیم و همچنین در مدار‌های با جریان مستقیم (DC) تشخیصی بدهد و در این گونه موارد هیچ گونه کارایی ندارد.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



فازمتر یا فاز نما نحوه کارکرد و یا کاربرد (مبانی ابتدایی برق برای تازه کارها)

فازمتر یک وسیله برای آزمایش وجود یا عدم وجود ولتاژ الکتریکی (معمولا جریان متناوب AC) است. برای اندازه گیری اختلاف پتانسیل الکتریکی، معمولا از دستگاه مولتی متراستفاده می‌شود ولی فاز متر فقط مشخص می‌کند اختلاف پتانسیلی وجود دارد یا نه. از آن جا که فاز متر سبک‌تر و ارزان‌تر است و راحت‌تر قابل انتقال است

فازمتر ها بیشتر به شکل پیچ گوشتی ساخته می شوند و افزون بر باز و بسته کردن پیچ، برای تشخیص سیم فاز از سیم نول نیز بکار میرود. هر گاه نوک فازمتر را داخل یکی از خانه های پریز یا سر سیمی که برق در آن جریان دارد بگذاریم و انگشت دست را روی پیچ انتهایی دسته آن قرار دهیم، اگر لامپ آن روشن شد آن سیم فاز است.

فازمتر از ۸ قطعه تشکیل شده است:

1-لبه ۲-عایق ۳-محافظه ۴-مقاومت ۵-گیره ۶-لامپ ۷-فنر ۸-پیچ


فازمتر همانند لامپ عمل می کند . چون بدن انسان پتانسیل منفی دارد ، لذا می تواند قطب منفی برای مقاومت بسیار بالای موجود در فازمتر باشد.به همین دلیل وقتی که فازمتر را وارد پریز برق می نمایید بخش بسیار کمی از الکترون ها که از مقاومت فازمتر عبور می کنند وارد بدن فرد شده و لامپ درون فاز متر در اثر عبور این جریان کم روشن می شود.

نکته:  بدن ما نقش سیم رو ایفا میکنه و زمین نقش نول ، اگر ما کفش عایق پوشیده باشیم ، ارتباط ما با زمین قطع شده و لامپ روشن نمیشود.

اتصال نوک فازمتر به سیم یا داخل کردن این ابزار به داخل سوراخ‌ پریز برق، می‌توانید فاز را از نول تشخیص دهید. شاید برای شما این سوال پیش‌آمده باشد که چگونه با انجام این کار، فاز تشخیص داده ‌شده و لامپ فازمتر روشن می‌شود، بدون اینکه کاربر دچار برق‌گرفتگی شود. دلیل این موضوع درون فازمتر نهفته است. داخل فازمتر یک لامپ کوچک همراه با یک عدد مقاومت در چند مگا اهم قرار داده‌ شده و با اتصال فازمتر به سیم فاز و از طرف دیگر اتصال ته فازمتر به زمین (از طریق قرار دادن انگشت) مداری برای روشن شدن لامپ بسته و روشن می‌شود.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


سیم چیست ؟ معرفی انواع سیم ومقدار اهم سیم برق (مبانی اولیه برق برای تازه کارها)

برای انتقال پتانسیل الکتریکی از یک نقطه به نقطه دیگر از سیم‌ها که رسانای الکتریکی هستند استفاده می‌گردد. سیم‌ها عموماً از یک رسانای الکتریکی و یک عایق الکتریکی که به صورت روکش بر روی هادی قرار گرفته است تشکیل شده‌اند. هادی سیم‌ها سیم‌ها عموماً از جنس مس یا آلومینیوم یا ترکیبات آن‌ها ساخته می‌شوند. هدایت مس از آلومینیوم بهتر است بنابراین سیم‌های مسی عملکرد بهتری دارند گرچه گران‌تر هستند. عایق سیم‌ها از مواد پلاستیکی است که وظیفه آن تامین ایزولاسیون الکتریکی سیم دارای پتانسیل الکتریکی از محیط اطراف آن است. سیم‌ها بسته به کاربرد آن‌ها در ضخامت‌ها و اشکال محتلف موجود هستند. در ادامه برخی از انواع پرکاربرد سیم را بررسی می‌کنیم.

سیم مفتولیاین سیم‌ها از یک رشته سیم تشکیل شده‌اند و به دلیل فرم‌پذیری مناسب در تابلوهای برق کاربرد دارند. در جریان‌های مختلف از ضخامت‌های مختلف این سیم استفاده می‌گردد.

سیم افشان: این سیم‌ها از تابیده شدن تعداد فراوانی از رشته‌های نازک سیم تشکیل شده‌اند و به همین دلیل انعطاف‌پذیری خوبی دارند. به دلیل قابلیت انعطاف خوب از آن‌ها در سیم‌کشی ساختمان استفاده می‌شود.

کابل سه‌فاز: زمانی که چند سیم دارای روکش در کنار هم در داخل یک روکش دیگر قرار گیرند تشکیل یک کابل می‌دهند گرچه در صحبت‌های عادی بین سیم و کابل تفاوتی قائل نمی‌شویم. برای انتقال برق سه فاز از کابل با سه رشته سیم استفاده می‌شود که به آن کابل سه‌فاز گفته می‌شود. البته اگر نول هم وجود داشته باشد این کابل دارای 4 رشته سیم است.

سیم لاکی: سیم لاکی تشکیل شده از یک رشته سیم است که بر روی آن لایه نازکی از عایق قرار گرفته است. به دلیل حجم عایق کمی که این نوع از سیم دارد، در سیم‌پیچی‌های موتور و ترانسفورماتور به وفور از آن استفاده می‌گردد به نحوی که به سیم ترانس معروف است. سیم لاکی یا سیم ترانس با قطر سطح مقطع آن شناخته می‌شود. این سیم از ضخامت 0.05mm تا 6mm در بازار موجود است که بسته به میزان جریان عبوری از آن ضخامت سیم تعیین می‌شود. به‌عنوان یک تقریب مهندسی عدد 4A/mmتقریب مناسبی برای چگالی جریان حداکثر سیم لاکی است.

نکته: مقدار اهم سیم با دستگاه های اندازه گیری اهم از جمله مولتی مترمتر (۱) میباشد 

نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



اهم و قانون اهم چیست؟(مبانی الکترونیک پایه برای تازه کارها)

قانون اهم که به نام کاشف آن جرج اهم  نام گذاری شده است، بیان می دارد که نسبت اختلاف پتانسیل (یا افت ولتاژ) بین دو سر یک هادی (و مقاومت) به جریان عبور کننده از آن به شرطی که دما ثابت بماند، مقدار ثابتی است: 

V \over I} = R} 


که در آن V ولتاژ و I  جریان است. این معادله منجر به یک ثابت نسبی R می شود که مقاومت الکترونیکی آن وسیله نامیده می شود. این قانون تنها برای  مقاومت هایی صادق است که مقاومت شان به ولتاژ اعمالی دو سرشان وابسته نباشد که به این مقاومت ها مقاومت های اهمی یا ایده آل یا وسیله های اهمی گفته می شود. 
خوشبختانه شرایطی که در آن قانون اهم صادق است، بسیار عمومی است.( قانون اهم هیچگاه برای ابزارهای دنیای واقعی کاملا دقیق نیست چرا که هیچ ابزار واقعی وجود ندارد که یک ابزار اهمی باشد). 
معادله V / I = R حتی برای ابزارهای غیر اهمی هم صادق است اما در آن صورت دیگر مقاومت R یک مقدار ثابت نیست و به مقدار V وابسته است. برای اینکه بررسی کنیم که آیا ابزاری اهمی است یا نه، می توان Vرا بر حسب I رسم کرد و نمودار بدست آمده را با خط مستقیمی که از مبدا می گذرد مقایسه کرد. 
معادله قانون اهم اغلب بصورت : 



بیان می شود چرا که این معادله صورتی است که اکثر اوقات همراه مقاومت ها بکار برده می شود. 
فیزیکدانان اغلب فرم میکروسکوپیک قانون اهم را استفاده می کنند: 

{mathbf{j} = \sigma \cdot \mathbf{E\ 


که در آن j چگالی جریان ( جریان عبوری از واحد حجم)، & هدایت و E یک میدان الکترونیکی است. و در واقع فرمی است که اهم قانونش را بیان کرد. فرم عمومیV = I·R که در طراحی مدارات بکار می رود، نسخه ماکروسکوپیک متوسط گیری شده فرم اصلی است. 


دانستن این مطلب مهم است که قانون اهم یک قانون گرفته شده از ریاضیات نیست ولی بخوبی توسط شواهد تجربی تایید می شود. گاهی اوقات هم قانون اهم به هم می خورد چرا که این قانون بسیار ساده سازی شده است. 
منشا اصلی به وجود آمدن مقاومت در مواد در برابر جریان الکتریکی را می توان عیب ها، ناخالصی های مواد و این واقعیت که الکترون ها خودشان اتم ها را به این طرف و آن طرف می زنند، دانست. وقتی که دمای ف افزایش می یابد، عامل سوم نیز افزایش می یابد بنابراین، وقتی که یک جسم به علت عبور جریان الکتریکی از آن گرم می شود، مانند رشته داخل حباب لامپ، مقاومتش افزایش می یابد. 


نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



مدارمجتمع و ic چیست؟ (مبانی اولیه الکترونیک پایه برای تازه کارها)

تراشه، مدار یکپارچه، مدار مجتمع یا آی‌سی (به انگلیسی: Integrated circuit یا Chip) به مجموعه‌ای از مدارات الکترونیکی اطلاق می‌گردد که با استفاده از موادنیمه‌رسانا (عموماً سیلی همراه با میزان کنترل شده‌ای ناخالصی) در ابعادی کوچک (معمولاً کمتر از یک سانتی متر مربع) ساخته می‌شود. این مدارات معمولاً شامل دو یا سه نوع دستگاه الکترونیکی می‌باشند: مقاومت، خازن و ترانزیستور (مهم‌ترین آنها ترانزیستور می‌باشد). هر تراشه معمولاً حاوی تعداد بسیار زیادی ترانزیستور می‌باشد که با استفاده از فناوری پیچیده‌ای در داخل یک لایه از سیلیکن همگون و با ضخامتی یکنواخت و بدون ترک تزریق شده‌اند. امروزه تراشه‌ها در اکثر دستگاه‌های الکترونیکی و بویژه رایانه‌ها؛ موبایل و تبلت ؛ TV و مانیتورها و بورد های الکترونیکی هوشمند  در ابعادی گسترده بکار می‌روند. وجود تراشه‌ها مرهون کشفیات بشر درباره نیمه رساناها و پیشرفتهای سریع پیرامون آنها در میانه‌های سده بیستم می‌باشد. 

نکته: در واقع پیدایش ic در الکترونیک سبب اجتماع ترانزیستور ها و خازن در یک قطعه الکترونیکی (آی سی) و کاهش اندازه و سبک تر شدن دستگاه های الکترونیکی گردیده است.

ریزتراشه ، ابزاری الکترونیکی است که مانند یک واحد از اجزای ریز بسیار زیادی، به ویژه ترانزیستور، ساخته می‌شود. ریز تراشه داخل یک سوکت، در برد مدار چاپی، قرار می‌گیرد و به دیگر اجزا وصل می‌شود.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



اپتوکاپلر optocoupler  نحوه عملکرد و کاربرد در الکترونیک(مهندسی برق _ الکترونیک)

optocoupler یک قطعه الکترونیکی است که به صورت IC تولید میشود. کار اصلی اپتوکاپلر ایزوله کردن دو نقطه از مدار با استفاده از نور میباشد. همانطور که از نام آن مشخص است، وظیفه آن کوپل کردن یا اتصال دو نقطه از طریق نور میباشد.

به عنوان مثال اگر بخواهیم از طریق میکرو مستقیما به موتوری فرمان بدهیم یا رله ای را فعال کنیم ممکن است عمکرد موتور باعث ایجاد نویز شده و بر روی عملکرد میکرو یا مدار فرمان تاثیر بگذارد و باعث اختلال در سیستم شود.


یکی از کاربرد های مهم این قطعه در کنترل دیجیتالی قدرت میباشد. از انواع اپتوکوپلر میتوان به نوع ترانزیستوری، دارلینگتون و دیاک اشاره کرد. همانطور که در شکل های بالا مشخص است optocoupler از یک LED برای ارسال نور و یک فوتوترانزیستور برای دریافت نور استفاده میکند.

خروجی بعضی از میکرو کنترلر ها دارای جریان به اندازه کافی نبوده ولی با استفاده از optocoupler میتوان این عیب را نیز برطرف نمود.

کاربرد اپتوکوپلر

به عنوان مثال اگر بخواهیم از طریق میکرو مستقیما به موتوری فرمان بدیم یا رله ای را فعال کنیم (یا هر قطعه مشابه دیگر) ممکنه عملکرد موتور (رله) باعث ایجاد نویز شده و بر روی عملکرد میکرو تاثیر بزاره و باعث اختلال در سیستم بشه.>>>برای جلوگیری از این کار ما از اپتوکوپلر استفاه میکنیم.
مثلا از اپتوکوپلر برای حفاظت بخشی از مدار در برابر ولتاژ برگشتی از بخش قدرت استفاده میکنیم یعنی به وسیله این IC میتونیم به راحتی بخش فرمان را که دارای ولتاژ کمی است از بخش قدرت که ولتاژ زیاد است جدا کنیم و فرمان را بصورت نوری ارسال کنیم که به این المان میگن اپتی کوپلر نوری .اگر هم ولتاژ در بخش قدرت زیاد باشد دیگر به آیسی ما صدمه نمیزند……

مدار داخلی اپتوکوپلر

این IC از ۲ بخش تشکیل شده : فرستنده نوری که معمولا یک دیود ناشر نور می‌باشد(LED) و بخش گیرنده نوری که میتواند یک فتوترانزیستور(یا یه گیت نند یا….) و بین این دو بخش هیچ جریان الکتریکی وجود نداره و کاملا مجزا از همدیگه هستن و تنها نور قابل انتقال هستش.
توجه: در کل مدار داخلی همه اپتوکپلر ها ی ممکنه به جای ترانزیستور یه گیت NAND قرار بگیرد ولی در هر صورت فرم کلی اپتوکپلر اینگونه میباشد.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


 


مفهوم اصلی فاز در برق و نحوه کارکرد (مبانی ابتدایی برق برای تازه کارها)

نکته : سیم فاز در هر سطحی از برق هم شهری و چه صنعتی وظیفه اصلی انتقال جریان برق را بر عهده دارد و اصولاً سیم بار دار مثبت میباشد.

می‌توان سیم فاز را به عنوان خطرناک‌ترین سیم در مدار الکتریکی یک ساختمان در نظر گرفت.به این دلیل که سیم فاز حامل بار الکتریکی است و به محض تماس با اجزای رسانا بار الکتریکی خود را به آن‌ها منتقل می‌کند به همین خاطر به فاز، سیم حامل جریان هم گفته می‌شود. فاز معمولاً با عایق مشکی رنگی قابل تشخیص است. البته برای نمایش دادن سیم فاز به غیر از مشکی از هر رنگ دیگری به غیر از سفید، سبز، خاکستری و آبی استفاده می‌شود. در نیروگاه‌های برق سه سیم برق‌دار برق را به مصرف‌کننده می‌رسانند. این سه سیم برق مشابه هم هستند. اما ولتاژ آن‌ها باهم اختلاف فاز دارد. معنی این جمله این است که این سه سیم با هم اختلاف پتانسیل دارند پس همانطور که قبلاً گفتیم اگر دو تا از آن‌ها را به دو سر یک وسیله وصل کنیم آن وسیله روشن می‌شود. موتور سه فاز به همین روش کار می‌کند به هر کدام از این سیم‌ها برق تک فاز  گفته می‌شود. اختلاف پتانسیل بین هر کدام از این سیم‌ها بسیار بالا می‌باشد. برای مثال اختلاف پتانسیل بین هر سیم در سیستم برق‌رسانی خارج از شهر، برابر 2000 ولت می‌باشد سپس این سیم‌ها به درون پست‌های برق محلی می‌آیند و در آن‌‌جا توسط مبدلی به نامترانسفورماتور به چهار سیم تبدیل می‌شود. این چهار سیم شامل سه فاز و یک نول است. که هر کدام از فازها نسبت به هم دارای اختلاف پتانسیل 380 ولت و هر فاز نسبت به سیم نول دارای اختلاف پتانسیل 220 ولت است.

تفاوت سیم فاز و نول نیز یکی از مواردی است که هر کسی که میخواهد با برق و سیم کشی ساختمان سر و کار داشته باشد باید بداند. 

همان طور که شما هم می‌دانید در برق (تک فار) به دو رشته سیم نیاز داریم که همان فاز و نول هستند این دو همیشه در برق مکمل یک دیگر هستند؛ یعنی یکی از سیم‌ها برق در آن است که همان سیم فاز است و سیم دیگر، برق را بر می‌گرداند که همان سیم نول است، سیم نول فقط سیم فاز را کامل می‌کند مانند یک جفت، و برقی در آن نیست، می‌توان آن را در روز لمس کرد، ولی در شب این کار را نکنید، چون یک برقی حدود ۷۰ ولت از آن عبور میکند که به آن برگشت فاز می‌گویند . و همانطو طور که در بالا گفتیم برای تشخیص دادن سیم فاز و نول از فاز متر استفاده می‌کنیم.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



نول و اِرت در برق نحوه عملکرد و کاربرد ( موارد ابتدایی در برق برای تازه کارها)

نول Neutral

برای اینکه مدار یک وسیله برقی کامل شود، علاوه بر فاز نیاز به سیم دیگری داریم که برق را از وسیله به مولد(نیروگاه) برگرداند که به این سیم، سیم نول می گویند.

در حقیقت سیم نول، سیمی است که جریان خروجی از وسیله را به مولد برمیگرداند. سیم نول را  وارد چاهی مرطوب می کنند تا به زمین وصل شود که به آن چاه نول می گویند. این کار باعث می شود از زمین مرطوب به عنوان قسمتی از مدار استفاده شود. یعنی زمین نیز به عنوان قسمتی از مدار بین مصرف کننده و مولد مورد استفاده قرار می گیرد.

زمین حفاظتی Earth

اتصال بدنه فی دستگاهها به زمین برای جلوگیری از ایجاد هر گونه برق گرفتی و آتش سوزی را می گویند. در این نوع اتصال کلیه بدنه های فی دستگاهها به زمین متصل میشوند تا هیچگونه اختلاف پتانسیلی بین بدنه فی دستگاه با زمین ایجاد نشود و در صورت اتصال یکی از فازهای به بدنه جریانی در مدار برقرار شود که باعث قطع رله های حفاظتی یا فیوز می گردد.

زمین الکتریکی Electrical Ground

زمین کردن نقطه ای از دستگاههای الکتریکی و تجهیزات برقی که قسمتی از مدار الکتریکی می باشد را زمین الکتریکی می گویند. برای مثال در سیستمهای توزیع فشار ضعیف و نیز در نیروگاههای تولید برق نقطه خنثی ستاره ترانسفورماتورها و ژنراتورها به زمین متصل می شود.

آشنایی با سیستم اتصال زمین حفاظتی

برای حفاظت از وسایل برقی و اشخاصی که با دستگاه های برقی سر وکار دارند، از سیستم اتصال زمین استفاده می شود. سیستم اتصال زمین توسط یک هادی که دارای مقاومت بسیار کم  است به الکترودی که در زمین مرطوب قرار گرفته است متصل می باشد. اساس زمین کردن بر این است که زمین به عنوان نقطه صفر در نظر گرفته شود و تمام قسمت هایی که به زمین وصل شده اند، هم پتانسیل زمین شوند.

چرا اتصال زمین حفاظتی مهم است؟

هدف اصلی اتصال زمین جلوگیری و به حداقل رساندن خطر برق گرفتگی و آتش سوزی می باشد. هنگامی که قسمت فی لوازم الکتریکی با یک سیم برق دار اتصال پیدا کند (این اتصال شاید به علت خرابی در عایق کابل باشد)، ف برق دار شده و اگر فردی قسمت برق دار را لمس کند، دچار شوک شدید می شود. برای جلوگیری از چنین مواردی، قطعات سیستم های برق قدرت را به سیستم اتصال زمین متصل می کنند، تا از بروز چنین اتفاقاتی جلوگیری کنند.

دلیل استفاده از اتصال زمین حفاظتی

حفاظت از جان انسان ها

تامین ایمنی دستگاه های الکتریکی و لوازم برقی از جریان نشتی

برای ثابت نگه داشتن ولتاژ (در صورت بروز خطا در هر فاز)

جهت محافظت از سیستم های الکتریکی و نورپردازی ساختمان

برای جلوگیری از خطر آتش سوزی در نصب و راه اندازی سیستم برق

 

سیستم اتصال زمین حفاظتی متشکل از اجزای زیر می باشد

الکترود زمین Earth Electrode

شامل یک هادی که در زمین دفن شده است. الکترود زمین در اشکال مختلف مانند، صفحه رسانا، میله رسانا، لوله ارت و یا هر هادی دیگر با مقاومت کم می باشد.

 

هادی اتصال زمین Earth Continuity Conductor

در میان دستگاه های مختلف الکتریکی و لوازم برقی متصل است. ممکن است به شکل لوله فی، غلاف کابل فی یا سیم قابل انعطاف باشد و برای اتصالات قطعات فی دستگاه الکتریکی برای مثال لوله، جعبه، پوسته فی از سوئیچ ها، تابلوهای توزیع، کلید، فیوز، تنظیم و کنترل دستگاه های، قطعات فی، ماشین های الکتریکی مانند، موتور، ژنراتور، ترانسفورماتور و چارچوب های فی استفاده می شود.

اندازه هادی اتصال زمین

سطح مقطع هادی اتصال زمین نباید کمتر از نیمی از سطح مقطع سیم مورد استفاده در سیم کشی برق باشد.


توصیه های مهم

الکترود زمین نباید به ساختمان نزدیک باشد بلکه در فاصه ای حداقل ۱.۵m نصب شود.

جهت عملکرد رله های حفاظتی و فیوز، مقاومت زمین باید به اندازه کافی کم تا جریان به راحتی از آن عبور کند. اما این مقدار ثابت نیست چون به تغییرات آب و هوا و رطوبت بستگی دارد.

الکترود زمین باید همیشه در حالت عمودی در داخل زمین و یا گودال قرار داده شده است چون ممکن است تماس با لایه های زمین متفاوت باشد.

اتصال هادی زمین به بدنه، قطعات فی و سرب زمین باید محکم باشد.

از پیچ و مهره لوله فی کوتاه برای اتصال سیم به صفحات ارت باید استفاده شود.

برای محافظت از خوردگی مفاصل از گریس استفاده می شود.

سرب از طریق پیچ و مهره از دو مکان بر روی صفحه زمین محکم می شود.

حفر چاه با دهانه ی  (۵x5ft (1.5×۱.۵m و عمق حدود ۲۰ تا ۳۰ فوت (۹ تا ۶ متر) انجام می شود.(توجه داشته باشید که، عمق و عرض آن بستگی به ماهیت و ساختار زمین دارد).

برای حفظ شرایط رطوبت، به اندازه (۱ft (30cm ذغال سنگ و مخلوط آهک در اطراف صفحه زمین قرار داده شود.البته در حال حاضر از خاک مقاومت پایین بنتتونیت استفاده می گردد.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


 


تابلو برق ساختمان یا تابلو کنتور (نحوه عملکرد و کاربرد در برق ساختمان )

تابلو برق: هر محفظه فی یا غیر فی که تجهیزات برقی مثل کنتورها، فیوز ها، کلیدهای محافظ جان، چراغ‌های سیگنال و … در آن نصب می‌شوند.

پس با این تعریف تابلوهای برق ساختمان سه نوع هستند.

اول از همه جعبه فیوز است که در داخل هر واحد ساختمانی و در ورودی آپارتمان نصب می‌شود، سرخط تمام مصرف کننده‌های یک واحد مسی از آن تغذیه می‌شود، و در نقشه‌های برق ساختمان آن را با علامت اختصاری DP نشان می‌دهند.
تا چند سال قبل در ساختمان‌های مسی خبری از جعبه فیوز نبود و به روش جعبه تقسیم سیمکشی منازل اجرا می‌شد. ولی از آنجا که جعبه فیوز مزیت‌های زیادی را با خود آورد. استفاده از آن فراگیر و حتی مقررات برق ساختمان استفاده از آن را اامی کرد. بزرگترین مزیت جعبه فیوز این است که در صورت ایجاد مشکل در یک سرخط تن‌ها آن مسیر از مدار خارج می‌شود و برق بقیه مسیر‌ها قطع نمی‌شود.



دومین تابلوی که در برق ساختمان استفاده می‌شود. تابلو برق عمومی است؛ که در بعضی از ساختمان‌ها مجزاست و در خیلی از ساختمان برای آن باکس مجزا نصب نشده و در داخل تابلو برق کنتور‌ها مقداری فضا برای آن در نظر می‌گیرند.

وظیفه این تابلو برق رسانی به قسمت‌های مشاعات یا عمومی ساختمان مثل آسانسور، روشنایی راه پله، روشنایی راهرو، حیاط، پشت بام، برق آنتن مرکزی، آیفون، اعلان حریق و هر وسیله برقی دیگری است که تمام اهالی ساختمان در پرداخت هزینه‌های آن شریک هستند. در نقشه‌های برق ساختمان آن را با علامت اختصاری GP نشان می‌دهند

در داخل این تابلو برای سرخط روشنایی‌ها از فیوز‌های ۱۰ آمپر و برای سرخط پریز‌ها از فیوز ۱۶ آمپر استفاده می‌شود. برای آسانسور هم یک فیوز سه فاز نصب می‌شود. پس به نوعی می‌توان گفت که طرز سربندی و نصب فیوزهای داخل این باکس شبیه جعبه فیوزی است 
این تابلو‌ها در نوع توکار و روکار در بازار موجود است؛ 

سومین و مهمترین تابلو، تابلوی اصلی ساختمان یا تابلو کنتور هاست. این تابلو باید نزدیک درب ورودی اصلی ساختمان نصب شود. کابل اصلی برق ساختمان که توسط اداره برق از تیرهای چراغ برق وارد ساختمان می‌شود، اول باید وارد این تابلو شود و سپس در بین واحد‌ها و مشاعات ساختمان تقسیم شود.

چند نکته مهم:

- ارتفاع نصب "کنتورهای برق تکی” از کف تمام شده، بین ۱۸۰ سانتی متر تا ۲ متر است.
- ارتفاع نصب تابلوهای کنتور برای مجتمع‌های بزرگ (مانند چیزی که در تصویر بالا دیدید) باید به گونه‌ای انتخاب شود که ارتفاع بالاترین کنتور حداکثر ۲۲۰ سانتی متر باشد؛ و ارتفاع زیر تابلو هم حدوداً یک متر از کف تمام شده باشد.
-تابلو کنتور باید نزدیک‌ترین محل به درب خروجی ساختمان نصب شود، طوری که وقتی در باز می‌شود با کنتور برخورد نکند.
-در تابلوهای کنتور فی، بدنه تابلو هم باید به سیم ارت وصل شود.
-ورقی که تابلوی کنتور با آن ساخته می‌شود نباید قطر آن از ۱ ٫ ۵ میلی متر کمتر باشد.
- در صورتی که قرار است از تابلو برق، برای جعبه تقسیم تلفن واحد‌ها یا محل نصب ترانس آیفون و سربندی سیم‌های آیفون یا کنترل برق حیاط و قسمت مشاعات استفاده گردد. باید یک پنل جدا (از سه قسمت اصلی که توضیح داده شد) در تابلو برق ایجاد شود.
-باید فاصله تابلو برق کنتور‌ها از لوله‌های آب حداقل ۶۰ سانتی متر و از لوله‌های گاز ۱۳۰ سانتی متر باشد.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


 



کنترل فاز توسط ترایاک ( Control Phase ) مهندسی برق _ الکترونیک
1- ترایاک TRAIAK ( Triode Alternating Current )

ساختمان کریستالی ترایاک مانند دیاک است با این تفاوت که پایه سومی نیز به نام گیت دارد. نماد ترایاک همراه با نام پایه های آن  ساختمان کرستالی ترایاک در شکل های زیر مشاهده شده اند :

مدار معادل ترایاک و نحوه تحریک آن

اساسا می توان ترایاک را معادل دو SCR که به طور موازی و در جهت مخالف به هم وصل شده اند ، در نظر گرفت که گیت های آن به هم متصل هستند.

همان طور که مشاهده می شود ترایاک در هر دو جهت تحریک گشته و روشن می شود. البته با افزایش جریان گیت ، ولتاژ عبور از شکست کاهش می یابد و ترایاک زود تر روشن می شود. در صورتی  می توانیم ترایاک را روشن و خاموش کنیم که جریان عبوری از آن را کاهش دهیم .

کنترل فاز توسط ترایاک ( Control Phase )

ترایاک قادر است از طریق کنترل فاز سیگنال ورودی ، معدل توانی را که به بار می رساند، کنترل نماید، البته  ترایاک در هر دو نیم سیکل مثبت و منفی سیگنال ورودی تحریک شده و روشن می شود. به شکل زیر نگاه کنید. در لحظاتی از نیم سیکل مثبت سیگنال AC ورودی ، ترایاک قطع است.

سپس گیت ترایاک توسط پالس ، تحریک شده و ترایاک روشن می شود و جریان را از بار عبور می دهد. لحظه ای که ترایاک وصل می کند زاویه هدایت نام دارد.

در مدار های کنترل فاز ، در انتهای هر نیم سیکل مثبت و منفی ترایاک خاموش می شود زیرا  در نزدیکی عبور سیگنال از صفر ، جریان عبوری از ترایاک از مقدار جریان نگهدارنده ( IH ) کمتر شده و ترایاک خاموش می شود.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



سیگنال ها ؛ انواع و تفاوت سیگنال ها (مخابرات) مهندسی برق _ الکترونیک



سیگنال ها
اغلب توابع سطری از زمان هستند (سهمی شکل)، ولی ممکن است به صورت توابع ستونی نیز یافت شوند و نیز ممکن است توابعی از هر متغیر مستقل مربوطه دیگری باشند. این مفهوم بسیار گسترده‌است و تعریف دقیق آن بسیار دشوار. مفاهیم مربوط به رشته‌های زیر مجموعه، مشترک می‌باشد برای مثال در تئوری اطلاعات یک سیگنال پیغام کد دار شده‌ای است که این همان ترتیب حالت‌ها در یک کانال ارتباطی است که پیغام را دربر می‌گیرد. در یک سیستم ارتباطی یک منتقل کننده پیغام را به سیگنال تبدیل می‌کند که این پیغام از طریق کانال ارتباطی به گیرنده می‌رسد.

 

این سیگنال از طریق سیم‌ها به تلفن گیرنده منتقل می‌شود و در آنجا به صداها تبدیل می‌شود. سیگنال‌ها را می‌توان به روش‌های گوناگون دسته بندی کرد. عمده‌ترین تفاوت بین فضاهای گسسته و پیوسته این است که توابع بر روی آن‌ها تعریف می‌شوند.

سیگنال های گسسته و پیوسته 
به عنوان مثال بازه زمانی گسسته و پیوسته. سیگنال‌های دارای زمان پیوسته را نیز اغلب حتی زمانی که توابع سیگنال پیوسته نیستند سیگنال‌های پیوسته می‌نامند و مثال آن سیگنال موج مربعی است. تفاوت عمده دیگر بین سیگنال‌ها از لحاظ ارزش گسسته یا پوسته آنها است.
سیگنال‌های دیجیتال دارای ارزش گسسته‌اند ولی به طور نامشهودی از روند فیزیکی دارای ارزش پیوسته‌ای به دست می‌آیند.

سیگنال‌های دیجیتال و آنالوگ
به طور غیر رسمی تر از تفاوت‌های تئوری که در بالا به آن اشاره کردیم و به طور عملی به دو نوع سیگنال بر می‌خوریم که یکی دیجیتال و دیگری آنالوگ نام دارد. به طور مختصر تفاوت آنها این است که سیگنال‌های دیجیتال گسسته و کمیت گذاری شده هستند در حالی که سیگنال‌های آنالوگ هیچ یک از این دو خصوصیت را ندارند.


مثال‌هایی از سیگنال‌ها

  • حرکت. – حرکت جزئی در میان قسمتی از فضا را می‌توان یک سیگنال در نظر گرفت و یا می‌توان آن را به کمک یک سیگنال نشان داد.

محدوده: یک سیگنال حرکتی یک بعدی است (زمان)، و بازه آن عموماً سه بعدی است. بنابراین موقعیت آن به صورت یک سیگنال سه ستونی است به همین ترتیب موقعیت و جایگیری آن در نار هم به صورت یک سیگنال ۶ ستونی است.

  • صوت. -از آنجایی که صدا ناشی از لرزش یک واسطه‌است (مانند هوا) یک سیگنال صوتی و به هر ارزشی اززمان و سه بعد مکان یک ارزش فشار نیز می‌افزای. یک میکروفن فشار صوت را در یک مکان تنها به تابعی از زمان تبدیل می‌کند. این کار با استفاده از یک سیگنال ولتاژ به عنوان آنالوگی از سیگنال صوتی انجام می‌شود.
  • لوح‌های فشرده: . cdها شامل سیگنالهای منقطعی هستند که نشان دهنده صوت اند و در هر ثانیه ۴۴ هزار و صد نمونه از آنها ضبط می‌شود هر نمونه شامل اطلاعاتی برای کانالهای چپ و راست است که می‌توان آن را به عنوان سیگنال ۲ ستونی در نظر گرفت (از آنجایی که CDها به صورت استریو ضبط می‌شوند.
  • تصاویر. تصاویر یک تصویر به علاوه تمام ارزش‌های ذکر شده دارای یک ارزش رنگی نیز می‌باشد ازآنجایی که نقاط مربوط به این ارزش‌ها بر روی یک صفحه قرار می‌گیرند محدوده آن دو بعدی می‌باشد اگر تصویر یک جسم فیزیکی باشد برای مثال یک نقاشی سیگنالی پیوسته به حساب میآید اگر تصویر یک عکس دیجیتال باشد یک سیگنال منقطع به شمار می‌آید. غالبا راحت تر است که یک رنگ را به صورت جمعی از شدت‌های سه رنگ اصلی در نظر بگیریم تا سیگنال دارای ارزش ستونی و بعد سه گانه شود.
  • ویدئو. ویدئوها (فیلم‌ها) یک سیگنال ویدئویی ترکیبی از تصاویر است یک نقطه از یک ویدئو براساس موقعیتش و زمانی که در آن واقع شده مشخص می‌شود. (۲ بعدی) بنابراین یک سیگنال ویدئویی دارای محدوده سه بعدی است. ویدئوی آنالوگ دارای محدوده بعدی پیوسته‌است (در طول خط اسکن) و دارای دو بعد ناپیوسته یا منقطع است (۴ چوب و خط).
  • پتانسیل های قشایی
  • زیست شناختی پتانسیل‌های قشایی. ارزش این سیگنال یک پتانسیل الکتریکی مستقل است (ولتاژ) تعیین محدوده این سیگنال بسیار دشوار است. برخی سلول‌ها و یا اجزاء به طور کلی دارای پتانسیل غشایی یکسانی هستند، نورون‌ها عموماً در نقاط مختلف پتانسیل‌های مختلف دارند این سیگنال‌ها دارای انرژی‌های بسیار کمی هستند ولی برای راه اندازی سیستم عصبی کافی هستند ولی می‌توان میزان آنها را به کمک تکنیک‌های الکتروفیزیولوژی اندازه گیری کرد.
  • نویسنده  : مهندس افشین رشید 

    کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


     


سیم های فاز ؛ نول ؛ ارت براساس رنگ ها  در سیستم برق قدرت (مهندسی برق _ الکترونیک )

معمولا برای راحتی شناسایی فازهای یک سیستم قدرت، آنها را با رنگ‌های مختلفی مشخص می‌کنند. این کار مزایای زیادی دارد. به عنوان مثال هنگام تقسیم بار بین فازها اگر رنگ فازها متمایز نباشد، شناسایی فازها را برای تقسیم بار دشوار خواهد ساخت. از طرفی پیدا کردن طریقه‌ی صحیح اتصال فازها به یک موتور القایی را بدون نیاز به آزمایش امکان پذیر می‌سازد.

استفاده از این رنگ بندی برای جلوگیری از اشتباهات و اطمینان از عملکرد مطمئن سیستم در موارد زیر توصیه شده است: - در رنگ روکش کابل‌ها (cables)- در سیم‌های داخلی کابل‌های چند سیمه (cores) - باسبارها یا همان شینه‌های مسی (busbars) - سایروسایل الکتریکی و عایق‌بندی‌ها

استفاده از رنگ‌های زیر برای شناسایی فاز‌ها مجاز دانسته شده است: - سیاه - قهوه‌ای - قرمز - نارنجی - زرد - سبز - آبی - بنفش - خاکستری - سفید - صورتی - فیروزه‌ای البته استفاده از رنگ‌های سبز و زرد به صورت جداگانه، تنها زمانی مجاز دانسته شده است که این رنگ‌ها باعث سردرگمی برای تشخصیص سیم زمین (که معمولا به رنگ زرد و با نوار سبز کشیده می‌شود) نشوند. ترکیب این رنگ‌ها نیز مجاز دانسته شده است ولی رنگ‌های سبز و زرد نباید در هیچکدام از این ترکیبات استفاده شوند مگر برای سیستم حفاظتی.
کاربرد رنگ‌ها هادی نوترال یا نول اگر مداری شامل نقطه‌ی نوترال یا نول باشد، آنگاه هادی آن باید با رنگ آبی مشخص شود (ترجیها آبی روشن). و رنگ آبی روشن نباید برای هیچ یک از هادی‌های دیگر استفاده گردد. هادی سیستم حفاظتی (زمین) ترکیب رنگ‌های زرد/سبز همواره و به صورت گسترده برای شناسایی هادی حفاظتی به کار می‎‌رود. همه‌ی قسمت‌های هادی حفاظتی که طولی حداقل معادل ۱۵mm داشته باشد، باید توسط این دو رنگ به گونه‌ای مشخص شود که یک رنگ بین ۳۰% تا ۷۰% سطح هادی و رنگ دیگر بقیه‌ی آن را در برگیرد. هادی PEN هادی PEN هادی‌ای است که شامل دو هادی PE (زمین حفاظتی ) [Protective Earth] و N (نول) می‌باشد. معمولا این هادی در مسافت بین پست‌ها تا خانه‌های مسی استفاده می‌شود که در آنجا هادی‌های PE و N آن از هم جدا می‌شوند.
که علت اتصال مکرر هادی نوترال/زمین به زمین واقعی است که خطر قطعی نوترال را کاهش می‌دهد. هادی‌های PEN عایق‌دار، یا باید با رنگ‌های زرد/سبز در امتداد آنها به همراه علامت‌های آبی در دو انتها مشخص شوند، یا باید طول آنها را با آبی روشن مشخص نمود و در دو انتها از مارک‌های زرد/سبز استفاده نمود.

استاندارد ایران طبق استاندارد (رنگ و پوشش تجهیزات صنعت برق – رنگ ظاهری)، فازهای R و S و T باید به ترتیب قرمز، زرد و آبی آسمانی باشند. البته رنگ بندی مطابق استاندارد چین (زرد، سبز، قرمز) هم رایج است. امریکا، کانادا و ژاپن در این سه کشور در استاندارد IEC اجازه‌ی استفاده از رنگ‎‌های دیگری در پی نویس‌های داده شده است. - رنگ خاکستری یا سفید برای سیم نول (به جای آبی کمرنگ) - سبز برای هادی حفاظتی (به جای زرد-سبز)

نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


 


ترانسفورماتور های CT (برق قدرت) نحوه عملکرد و کاربرد

یکی ازدستگاه های با ارزش در سیستم های الکتریکی ترانسفورماتور CT است.زیرا ما را قادر می سازدکه درنقاط مختلف سیستم به سطوح ولتاژمتفاوت واقتصادی دست یابیم.تولید توان توسط ژنراتورهای سنکرون در نیروگاهها تحت ولتاژ نسبتا کمی حاصل می شود(حداکثر33کیلوولت).لذا برای انتقال انرژی بسیار زیاداز نیروگاه ها به مراکز بار با جریان شدیدی روبه رو هستیم وتلفات خطوط انتقال بسیار زیاد خواهد بود.از این رو ولتاژ ژنراتور سنکرون توسط ترانسفورماتورهای افزاینده به ولتاژقوی فوق فشار قوی ومافوق فشار قوی تبدیل می شوندتا تلفات خطوط کاهش یابد وظرفیت انتقال انرژی توسط خطوط بالا رود.در انتهای خطوط در حوالی مراکز بار نیز ترانسفورماتورهای کاهنده نصب می شوندتاولتاژرابه ولتاژدرسطوح سیستمهای توزیع تبدیل کند.

 این ترانس ها، جریان های بالا را به جریان قابل اندازه گیری برای دستگاه های اندازه گیری تبدیل می کنند. جریان ثانویه ترانسفورماتور جریان ۱ یا ۵ آمپر است و همچنین دستگاه های اندازه گیری را در مقابل جریان زیاد ایزوله می کند. ترانسفورماتورهای جریان از نظر ساختمان به دو نوع هسته بالا و هسته پایین تقسیم بندی می شود.

انواع ترانسفورماتور های CT

هسته بالا  (Hair-pain type transformer):

هادی اولیه آنها یک شمش مسی بوده که تلفات آن بسیار کم است، هسته این ترانس و سیچ پیچ ثانویه دور آن قرار گرفته شده است. عایق به کار رفته برای ترانس های هسته بالا روغنی می باشد


هسته پایین (Top-core type transformer)

قسمت اولیه این ترانس ها به صورت U شکل می باشد و قسمت ثانویه در قسمت پایین ترانس قرار دارد معمولا هم این ترانس ها از نوع روغنی می باشد.


-ویژگی این ترانس ها

۱- عدم نیاز به سرویس و نگهداری

۲-استفاده در ولتاژ های کم تر به دلیل عدم استحکام در برابر زله

۳-طراحی خوب و به کاربردن کم ترین حجم روغن

نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



DSP پردازش سیگنال (مخابرات ) نحوه عملکرد و کاربرد (مهندسی برق _الکترونیک)

کلمه یDSP در دو مورد به کار میرود. Digital Signal Processing که علم پردازش سیگنال و تئوری آن است و  DigitalSignal Processor که تراشه هایی هستند که بر روی آن بلوک های پردازش سیگنال پیاده سازی و اجرا می شود.

و کاربرد آن در حوزه های مختلف مهندسی روز به روز در حال گسترش است. در حالت کلی، DSP شامل زیردامنه‌های: صوت و پردازش سیگنال صحبت، تشخیص صدا، پردازش سیگنال سونار و رادار، پردازش آرایه‌های حسگر، پردازش سیگنال آماری، پردازش تصویر دیجیتال، فشرده‌سازی ویدیو،پردازش سیگنال برای مخابرات، کنترل سیستم‌ها، پردازش سیگنال بدن درمانی،زله‌شناسی، داروسازی و . است.


در DSP مهندسین معمولاً به مطالعه سیگنال دیجیتال در یکی از زمینه‌های زیر می‌پردازند: حوزه زمان (سیگنال‌های یک بعدی)، حوزه فضایی (سیگنال‌های چندبعدی)، حوزه فرکانس، حوزه خودهمبستگی، و حوزه موجک. معمولا حوزه‌ای انتخاب می‌شود که در آن حوزه، یک سیگنال را بتوان با استفاده از اطلاعات در دسترس، به بهترین صورت پردازش کرد و خصوصیات اصلی سیگنال را بتوان به بهترین شکل استخراج و نمایش داد.

مزیت پردازش سیگنال های دیجیتال (DSP) عبارتند از:

مصونیت از اختلال بالا

    تکرارپذیری
        حساسیت کم به خطای مولفه ­ها
        حساسیت کم به تغیرات دما
        حساسیت کم به عوامل زمانی
            عملکرد تقریباً یکسان در همه دستگاه­ها
            مدارهای تطبیق یافته با قیمت کمتر
    در بسیاری از کاربردها DSP، عملکرد بهتر و قیمت ارزان تر را فراهم می کند. برای مثال:
 الگوریتم­ها می­توانند توسط یک کامپیوتر شخصی بررسی شوند. بنابراین یک سیستم DSP از نظر طراحی، تکامل، تحلیل، شبیه سازی، آزمایش و نگه داری نسبتاً آسان است.


محدودیت های DSPبه صورت خلاصه عبارتند از:

    پهنای باند یک سیستم DSPبه خاطر نرخ نمونه برداری و وسایل سخت افزاری جانبی محدود است.
    یک سیستم DSPدارای خطای کوانتازیسیون و محاسباتی است چون الگوریتم های DSP توسط تعداد ثابتی، بیت با دقت و گستره  محدود پیاده سازی می شوند.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



 فیلتر FIR (مخابرات) نحوه عملکرد و کاربرد (مهندسی برق _الکترونیک)

کاربرد فیلتر FIR

به دلیل امکان حذف اثرات سیگنال های مخرب بر روی سیگنال مطلوب، پردازش سیگنال در حوزه های آنالوگ و دیجیتال اهمیت فراوانی یافته است. به عنوان نمونه، می توان به پردازش سیگنال های تصویر، صوت، سیگنال های پزشکی و… اشاره نمود. پردازش سیگنال های ذکر شده با استفاده از تبدیل هایی نظیر تبدیل فوریه، تبدیل فوریه زمان کوتاه و تبدیل موجک (ویولت) صورت می گیرد. ساختار پایه ای این تبدیل ها، بانک های فیلتر FIR می باشند. با استفاده از این ساختار، تقریبی در حوزه آنالوگ صورت می گیرد که باعث افزایش سرعت پردازش می گردد.


عملکرد فیلتر FIR

فیلترهای دیجیتال از مباحث پردازش سیگنالهای دیجیتال   dsp می باشند .در واقع یک فیلتر دیجیتال یک تابع تبدیل دیجیتال است که می تواند خروجی را بر حسب مقدار کنونی ورودی و مقادیر لحظات قبل ورودی و خروجی محاسبه کند. فیلترهای دیجیتال بر حسب نوع تابع تبدیل به دو دسته تقسیم می شوند :

  • فیلترهای FIR
  • فیلترهای IIR

1- فیلترهای FIR:

FIR مخفف Finite Impulse Response  به معنی پاسخ ضربه محدود می باشد. بدین معنی که اگر به ورودی این فیلترها تابع ایمپالس اعمال شود خروجی پس از n=N نمونه صفرمی شود . یعنی خروجی در اثر ورودی ایمپالس فقط برای مدت زمانی محدود مقادیر غیر صفر دارد.


 از آنجایی که تـــــابع تبدیل یک سیستم در واقع خروجی سیستم در اثر ورودی ایمپالس می باشد می توان نتیجه گرفت که تابع تبدیل یک فیلتر FIR  فقط دارای N نمونه مقدار غیر صفر است. 

 در یک فیلترFIR مقادیر خروجی در زمانهای مختلف از ضرب کانولوشن زیر به دست می آید.


 


چناچه ضرایب تابع تبدیل (h) را داشته باشیم مقدار خروجی در لحظه n ام به صورت یکتا بر حسب مقادیر کنونی و لحظات قبـــل ورودی قابل محــاسبه است . مرتبه فیــلتر برابر N (تعداد عناصر تابع تبدیل h منهای 1 ) می باشد .مثلا اگر یک فیلتر مرتبه دوم داشته باشیم ، یعنی N برابر 2 باشد ، تابع تبدیل شامل سه عنصر خواهد بود و y از فرمول زیر محاسبه می شود .

y[n] = h[0]x[n]  +  h[1]x[n-1]  +  h[2]x[n-2]

طبق رابطه بالا ،مقدار خروجی در هر لحظه برابر مجموع حاصلضرب ضرایب تابع تبدیل در مقادیر ورودی در همان لحظه ، یک لحظه ودو لحظه قبل می باشد .

نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران




سیگنال آنالوگ نحوه عملکرد و کاربرد (مخابرات) مهندسی برق _ الکترونیک

نکته مهم  : مدارهای آنالوگ معمولا به نویز (تغییرات کوچک و ناخواسته در ولتاژ) خیلی حساس هستند. یک تغییر کوچک در ولتاژ می‌تواند خطاهای زیادی را در عملکرد به همراه داشته باشد.

دنیای ما یک دنیای آنالوگ است.  بینهایت تن صدا وجود دارد که می‌توانیم بشنویم،

سیگنال‌ها و اشیای دیجیتال در محدوده‌ای تهی و متناهی قرار دارند، یعنی تعداد مقدارهایی که می‌توانند داشته باشند محدود است. آن‌ها می‌توانند فقط دو، 255، 4,249,967,296 و یا هر تعداد مقدار دیگری داشته باشند؛ فرقی نمی‌کند، با این حال محدود هستند

تعریف سیگنال

قبل از اینکه  وارد موضوع شویم، باید اول ببینیم اصلا سیگنال، به ویژه سیگنال الکترونیک، دقیقاً چیست (این سیگنال با سیگنال‌های ترافیکی و سیگنال‌های برقراری ارتباط و … اشتباه گرفته نشود). سیگنال‌هایی که ما داریم راجع به آن صحبت می‌کنیم مقادیری هستند که در طول زمان ثابت نیستند و نوعی اطلاعات را منتقل می‌کنند. در مهندسی برق به این مقادیر متغیر در زمان معمولا ولتاژ گفته می‌شود (یا در برخی جاها به آن جریان می‌گویند). پس هرکجا حرف از سیگنال زدیم، به ولتاژهایی فکر کنید که در طول زمان در حال تغییر هستند.

سیگنال‌ها بین دستگاها رفت و آمد می‌کنند تا اطلاعات را منتقل کنند، که این اطلاعات می‌توانند ویدیو، صوت یا نوعی داده‌ی رمزنگاری شده باشد. معمولا این سیگنال‌ها توسط سیم‌ها منتقل می‌شوند، ولی همچنین می‌توان آن‌ها را از طریق هوا توسط امواج رادیویی نیز منتقل کرد؛ مثلا سیگنال‌های صوتی ممکن است بین کارت صدای رایانه‌ شما و بلندگوها جابه‌جا شوند، درحالی که سیگنال‌های اینترنت در هوا بین تبلت و روتر وای‌فای رد و بدل می‌شوند

گراف سیگنال آنالوگ

از آنجایی که سیگنال‌ها در طول زمان متفاوت هستند، بهتر است که آن‌ها را برروی گراف‌هایی بکشیم که خط افقی در مدار xها نشان دهنده‌ی زمان و خط عمودی در مدار yها نشان دهنده‌ی ولتاژ باشد. نگاه کردن به گراف سیگنال معمولا ساده‌ترین راه برای تشخیص آنالوگ یا دیجیتال بودن سیگنال است. یک گراف زمان-ولتاژ آنالوگ باید نرم و دنباله‌دار باشد

سیگنال آنالوگ چگونه اندازه گیری میشود

سیگنال آنالوگ در طی هر بازه T نمونه‌برداری می‌شود. مهم‌ترین عامل در نمونه‌برداری نرخ مربوط به نمونه‌برداری سیگنال آنالوگ است. بر اساس قضیه Nyquist، نرخ نمونه‌برداری باید دست‌کم دو برابر بالاترین فرکانس سیگنال باشد.

مثال برای سیگنال‌های آنالوگ

سیگنال‌های ویدیو و صوت معمولا در نوع آنالوگ ثبت و منتقل می‌شوند. برای مثال سیگنال‌های ویدیویی که توسط سیم‌های قدیمی RCA (سیم‌های سه شاخه‌ی زرد و قرمز و سفید) منتقل می‌شوند، توسط سیگنال‌های آنالوگی بین 0 تا 0/073 ولت منتقل می‌شوند. کوچکترین تغییری در این سیگنال‌ها می‌تواند تاثیر بزرگی برروی رنگ و محل فیلم داشته باشد.

مدارهای آنالوگ معمولا از ترکیب پیچیده‌ی تقویت‌کننده‌ها، مقاومت‌ها، خازن‌ها و سایر اجزای پایه‌ی الکترونیک تشکیل شده‌اند.

مدارهای آنالوگ می‌توانند با تعداد زیادی از اجزا، طراحی شیکی را ارائه دهند، و یا می‌توانند خیلی ساده باشند، مثل دو تا مقاومت که با هم ترکیب می‌شوند تا یک کاهش‌دهنده‌ ولتاژ را شکل دهند. ولی به طور کلی، طراحی مدارهای آنالوگ خیلی سختتر از طراحی مدارهای دیجیتال است. طراحی یک مدار آنالوگ گیرنده‌ رادیویی و یا شارژر باتری، کار هر کسی نیست. در واقع تجهیزات دیجیتال برای این ساخته شده‌اند که کار طراحی را خیلی ساده‌تر کنند

نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



شماتیک ونحوه نقشه خوانی الکترونیک وبرق (مبانی الکترونیک برای تازه کارها)


نقشه شماتیک راهنمای ما در طراحی، ساخت و عیب‌یابی مدارات الکترونیکی است. مهارت فهم و خواندن شماتیک، مهارتی مهم برای هر مهندس الکترونیک است.

با خواندن این متن خواهید توانست اکثر نقشه‌های شماتیک را به طور کامل بخوانید. در این جا ما همه نمادهای اساسی نقشه‌های شماتیک را بررسی می‌کنیم.

htrs1

سپس توضیح می‌دهیم که چگونه این نمادها در یک نقشه شماتیک به هم متصل می‌شوند تا مدلی از یک مدار را نشان دهند. همچنین برخی نکات و مواردی را که باید به آن‌ها توجه داشته باشید را مطرح خواهیم کرد. آنچه در ادامه می‌آید قسمت اول از یک مطلب ۲ قسمتی است. در این قسمت نمادهای استاندارد برخی از قطعات الکترونیکی مختلف را آورده‌ایم.

مقاومت

اساسی‌ترین قطعه یک مدار! شماتیک مقاومت‌ معمولاً به صورت یک خط زیگ‌زاگ است که دو پایه از دو طرف آن خارج شده است. شماتیک‌هایی که از نمادهای استاندارد جهانی استفاده می‌کنند مقاومت را به صورت یه مستطیل توخالی نشان می‌دهند.

htrs2

پتانسیومترها و مقاومت‌های متغیر

پتانسیومترها و مقاومت‌های متغیر همان نماد مقاومت‌ را دارند با این تفاومت که در نماد آن‌ها یک فلش وجود دارد. مقاومت متغیر یک قطعه دو پایه است و در نتیجه فلش به صورت مورب از وسط نماد می‌گذرد. ولی پتانسیومتر یک قطعه سه پایه است و ابتدای فلش پایه سوم را مشخص می‌کند.

htrs3

خازن

برای خازن‌ها دو نماد رایج وجود دارد. یکی برای خازن‌های قطبی (معمولا الکترولیتی یا تانتالوم) و دیگری برای خازن‌های غیرقطبی یا معمولی. هر دوی آن‌ها شامل دو صفحه موازی هستند که پایه‌ها به طور عمود به آنها وصل می‌شوند.

htrs4

اگر در نماد، یکی از صفحه‌ها خمیده بود، نشان‌دهنده‌ی آن است که خازن قطبی است و آن صفحه کاتد خازن نامیده می‌شود که باید ولتاژ پایین‌تری نسبت به صفحه دیگر (صفحه مثبت یا آند) داشته باشد. نماد خازن قطبی ممکن است به این صورت باشد که دو صفحه راست و موازی هم باشند و کنار یکی از صفحه‌ها علامت مثبت کشیده شده باشد. در آن صورت آن صفحه، صفحه مثبت خازن (آند) است.

سلف

سلف معمولا به صورت چند قوس هم‌شکل به هم چسبیده یا یک سیم پیچ مشخص می‌شود. نماد بین‌المللی آن‌ به صورت یک مستطیل توپر است.

htrs5

کلیدها

کلیدها اشکال مختلفی دارند. ساده‌ترین کلید، کلید SPST یا single-pole/single-throw است که از دو پایه و یک خط تشکیل شده است. این خط می‌تواند دو پایه را به هم وصل یا از هم قطع کند.

htrs6

کلیدهایی نیز وجود دارند که بیش از یک پایه ثانویه دارند مانند SPDT و SP3T.

htrs66

کلید‌های با بیش از یک قطب معمولا از ترکیب چند کلید یکسان تشکیل شده‌اند که در آن وصل‌کننده‌ها به صورت خط‌چین به هم متصل شده‌اند.

htrs7

منبع تغذیه

همان گونه که شما برای تغذیه پروژه‌های خودتان گزینه‌های متعددی دارید، برای منابع تغذیه نیز نمادهای مداری متعددی وجود دارد.

منابع ولتاژ AC یا DC

در الکترونیک، شما بیشتر اوقات از منابع با ولتاژ ثابت استفاده می‌کنید. نمادهای زیر به ترتیب منبع ولتاژ جریان مستقیم و منبع ولتاژ جریان متناوب را مشخص می‌کنند.

htrs8

باتری

باتری‌ها چه استوانه‌ای، چه آلکالاین AA، چه لیتیم-پلیمرهای قابل شارژ و از هر نوع دیگری که باشند با یکی از نماد‌های زیر مشخص می‌شوند:

htrs9

در اینجا لازم است به این نکات توجه کنید:

  1. اگر نماد سمت چپ چند بار تکرار شود (مانند شکل سمت راست) نشان دهنده‌ی تعداد سلول‌های باتری است.
  2. صفحه بزرگتر قطب مثبت باتری و صفحه کوتاه‌تر قطب منفی باتری را تعیین می‌کند.

گره‌های ولتاژ

گاهی اوقات – به خصوص در شماتیک‌های شلوغ – می‌توان به ولتاژ گره‌ها، نمادهای معینی اختصاص داد. می‌توانید قطعات را به این نماد‌های تک‌پایه وصل کنید و به این شکل آن‌ها مستقیماً به 5V، 3.3V، VCC یا GND (زمین) متصل می‌شوند. گره‌های مربوط به ولتاژ‌ مثبت معمولا با یک فلش به سمت بالا نشان داده می‌شوند و گره زمین با یک یا سه خط صاف و یا یک فلش به سمت پایین مشخص می‌شود.

htrs10

ب

نویسنده مهندس افشین رشید 

ارشد برق الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


مولتی متر دیجیتال نحوه عملکرد و کارکرد (مبانی الکترونیک برای تازه کارها)

مولتی متر MULTE METER چیست؟

مولتی متر در  دو مدل وجود دارد :
عقربه ای 

دیجیتال
این ابزار،عصا دست همه کسانیست که می خواهند با مدارهای الکترونیکی کار کنند،مولتی متر ،همانجور که از نامش پیداست،دستگایست که مجموعه از ابزارها اندازگیری الکترونیکی را ،درون خود جایی داده است .به کمک مولتی متر ما می توانیم،بسیاری از مشکلات رایج مدارهای الکترونیکی را پیدا کنیم .

آموزش کار با مولتی متر دیجیتال ساده:

از آنجایی مولتی متر در الکترونیک برای اندازه گیری قطعات و ولتاژ مهم میباشد  و امکان تهیه آن برای بسیاری از کاربران امکان پذیر است، به 

آموزش کار با مولتی متر های ساده می پردازیم.

ابتدا به بررسی ترمینال های ورودی مولتی متر که محل اتصال پراب ها به مولتی متر هستند می پردازیم. معمولاً ۲ یا ۳ و گاهی ۴ ترمینال ورودی روی مولتی مترها قرار دارد. مثلاً در مولتی متر پایین ۳ ترمینال ورودی وجود دارد که با مقادیر VΩmA و COM و ۱۰A مشخص شده است.

معرفی مولتی متر دیجیتال 

یک مولتی متر سه قسمت دارد:

  1. صفحه نمایش
  2. کلید چرخشی انتخاب(Selection Knob)
  3. خروجی ها

صفحه نمایش معمولا 4رقم دارد و قابلیت نمایش علامت منفی هم دارد. با استفاده از کلید چرخشی وسط می توان میزان جریان بر حسب میلی آمپر(mA) و میزان ولتاژ برحسب ولت(V) و میزان مقاومت بر حسب اُهم(Ω) را اندازه گیری نمود. دو تا پراب قرمز و مشکی به دوتا خروجی در پایین مولتی متر وصل می شود.

  • یکی از ترمینال ها (پایین ترین ترمینال) که با علامت COM مشخص شده، به معنای پایه مشترک (منفی) است و در همه اندازه گیری ها باید پراب مشکی رنگ به این ترمینال متصل باشد.
  • ترمینال بعدی (ترمینال وسط) با علامت VΩmA مشخص شده و وقتی می خواهید، ولتاژ،اهم (مقاومت) و جریان های کوچک در حد میلی آمپر را اندازه گیری کنید، باید پراب قرمز رنگ را به این ترمینال متصل کنید.
  • ترمینال سوم با علامت ۱۰A مشخص شده است. وقتی می خواهید جریان های نسبتاً بزرگی در حد ۵۰۰ میلی آمپر تا ۱۰ آمپر را اندازه گیری کنید، باید پراب قرمز رنگ را از ترمینال VΩmA جدا کنید و به ترمینال سوم یعنی ۱۰A وصل کنید. توجه داشته باشید که مولتی متر بالا فقط قابلیت اندازه گیری، جریان DC (مستقیم) را دارد و نمی تواند جریان های متناوب را اندازه گیری کند.
    حداکثر جریانی که مولتی متر بالا می تواند اندازه گیری کند، ۱۰ آمپر است و اگر جریانی بیشتر از این از دستگاه عبور کند، دستگاه خواهد سوخت.

اکنون به معرفی قسمت های مختلف کلید سلکتوری می پردازیم.
به کلیدی که در وسط مولتی متر قرار گرفته و قابلیت چرخش دارد، کلید سلکتوری می گوییم. با چرخاندن این کلید سلکتوری می توانید انتخاب کنید که قصد اندازه گیری چه کمیتی را دارید. در تصویر زیر، رنج کمیت های مختلف مشخص شده است.


معرفی علائم اختصاری مولتی متر 

برای اندازه گیری قطعات و دستگاه های الکترونیکی علائم اختصاری وجود دارد که در تصویر پایین مشاهده می نمایید :

 


روش اندازه گیری ولتاژ ثابت با ولت متر:

کلید سلکتوری روی مولتی متر را آنقدر بچرخانید که روی محدوده ولتاژ ثابت قرار گیرد. از آنجایی که قصد داریم تا ولتاژ یک باتری کوچک را اندازه گیری کنیم پس باید کلید سلکتوری روی مقدار ۲۰ قرار گیرد (البته می توانید کلید سلکتوری را روی ۲۰۰۰m هم قرار دهید.)

همانطور که می بینید پراب قرمز رنگ به ترمینال VΩmA و پراب مشکی به ترمینال COM وصل شده. آنگاه در سمت دیگر پراب قرمز رنگ را به قطب مثبت باتری و پراب مشکی رنگ را به قطب منفی وصل کرده ایم و عدد ۱٫۵ روی نمایشگر مولتی متر نشان داده شده است. اگر جای پراب قرمز و مشکی را در باتری جابجا وصل کنید، عدد ۱٫۵- (منفی) نمایش داده می شود.

نکته: جهت اندازه گیری ولتاژ همیشه بایستیولت متر را به صورت موازی در مدار قرار دهید. فرضاً اگر قصد دارید ولتاژ روی یک مقاومت الکترونیکی را اندازه گیری کنید، کافیست در حالتی که برق به آن مدار وصل است، پراب های ولت متر را روی ۲ پایه مقاومت الکترونیکی قرار دهید تا ولتاژ روی مقاومت به شما نشان داده شود.

اندازه گیری آمپر با مولتی متر

در طراحی مولتی متر های دیجیتال ، مقاومت شانتی تعبیه میشود که ولتاژ کالیبره شده ای متناسب با جریان عبوری ایجاد کند. سپس ولتاژ توسط ولت متر داخلی و توسط مبدل آنالوگ به دیجیتال (A/D یا ADC) اندازه گیری میشود. نمایشگر برای نمایش جریان عبوری از شانت، کالیبره شده و میزان آمپر را نمایش میدهد. در برخی مدل ها، نمایشگر برای نمایش مقدار موثر یا RMS جریان کالیبره شده است. (البته لازم بذکر است که مقدار RMS برای سیگنال های متناوب یا AC میباشد).

نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



کاربرد و عملکرد انواع سوییچ و کلید  در برق ساختمان (مهندسی برق الکترونیک)

کلید یا سوئیچ وسیله‌ای برای قطع و وصل یا تغییر مسیر جریان الکتریسیته در یک مدار است. پر کاربردترین شکل آن، کلید مکانیکی است که اغلب با نیروی دست و تحت فرمان انسان عمل می‌کند. انواع دیگری از کلیدهای مکانیکی وجود دارند که بر اثر حرکت یا تغییر وضعیت به کار می‌افتند. کلیدهای کوچک درب های برقی یا درب های خودرو از این گونه‌اند. کلیدهای خودکار مانند کلید نوری (دارای حسگر نور) یا دماپا، انواع دیگری از کلیدها هستند.

کاربرد: 

از کلید دوپل برای روشن و خاموش کردن جریان برق ۲ چراغ، از یک نقطه استفاده می شود. این کلید در محل هایی که دو دسته لامپ در کنار هم وجود دارد به کار می رود. مانند اتاق های پذیرایی بزرگ که بیش از یک لامپ و یا لوستر دارند که باید در یک زمان یک دسته و زمان دیگر دسته دیگری از لامپ ها و در موقع دیگر دو دسته لامپ ها روشن شوند.

انواع کلید دو پل:

کلیدهای دو پل در دو نوع ساده و بارانی ساخته می شوند.

۱- کلید دو پل روکار: 
این کلید دو پل همان طور که از نامش پیداست به صورت رو کار و بدون نیاز به جعبه کلید نصب می شود.
۲- کلید دو پل تو کار: 
برای نصب کلید دو پل توکار می بایست از جعبه های توکار کلید استفاده کرده و سیم فاز متصل شونده به کلید دو پل ابتدا وارد جعبه کلید شده و سپس به کلید دو پل متصل می شود.  

آموزش نصب:

کلید دوپل دارای سه اتصال است. یکی مشترک و دو اتصال دیگر غیر مشترک هستند. اتصال مشترک با دو اتصال غیر مشترک می تواند ارتباط داشته باشد ولی اتصال های غیر مشترک نمی توانند با هم ارتباطی  داشته باشند. سیم فاز به اتصال مشترک کلید و دو اتصال غیر مشترک کلید هر کدام به یک لامپ یا یک دسته لامپ وصل می شوند.  سیم نول هم مستقیماً به لامپ ها وصل می شود.

پس از بازکردن کلید، اتصال مشترک را از روی رنگ آن و یا نگاه می توان تشخیص داد. می توانید از یک اهم متر دیجیتالی هم استفاده کنید و با قرار دادن دادن اهم متر روی بوق وارتباط دو رابط اهم متر به اتصال های کلید و تغییر حالت کلید اتصال مشتر ک را پیدا کنید.

سیم فاز را بعد از عبور از فیوز به جعبه تقسیم برده و از آن جا به پیچ مشترک کلید دوپل که معمولاً به رنگ قرمز یا با حرف P مشخص گردیده است وصل می کنیم. از دو پیچ غیر مشترک کلید دو سیم به نام سیم های برگشت فاز به ته دو سرپیچ برده و به آن وصل می کنیم. سرپیچ ها را از بدنه به طور مستقیم به نول شبکه متصل می نماییم. چنانچه تعداد لامپ ها بیشتر از دوتا باشد. سرپیچ ها به دو دسته تقسیم می شوند که هر دسته دویا چند سرپیچ باهم موازی شده اند. در این صورت سیم برگشت و هم چنین سیم نول به نقطۀ اتصال مشترک سرپیچها وصل می شوند.

در تصویر بالا نقشه شماتیک سیم کشی مسیر  کلید دو پل برق ساختمان به لامپ را مشاهده میکنید .

نویسنده  : مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران




سِلف با هسته فریت (Ferrite) نحوه عملکرد و کاربرد 

سلف با هسته فریت، نوعی از سلف است که باعث کاهش هزینه ها و خسارت ها در فرکانس های بالا می شود. فریت یک سرامیک اکسید فی است که در اطراف مخلوطی از اکسید فریک Fe2O3 تشکیل شده است (فریک دارای ترکیبات آهن است). از فریت های نرم برای ساخت هسته به منظور کاهش تلفات هیسترزیس استفاده می شود.

دلیل اصلی که سرامیک و ferrites کلاس مواد اصلاً متعلق به;

سرامیک مغناطیسی هستند و فریت مواد مغناطیسی است.

مشکل فرکانس برنامه که SRF وجود دارد.

فرکانس رزونانس مواد سرامیکی بالاتر از فریت است اما القای سرامیک به بزرگی که ارائه شده است.

فریت به دلیل هزینه پایین و تلفات پایین هسته یک ماده مناسب برای ساخت ترانس و سلف در رنج فرکانسی ۲۰ کیلوهرتز تا ۳ مگاهرتز است. فریت ها در توان های پایین کمتر از ۵۰ وات و فرکانس کمتر از ۱۰ کیلوهرتز میتوانند در ناحیه اشباع کار کنند. همچنین به دلیل هزینه پایین و تحمل ولتاژ بالا، فریت ها میتوانند به عنوان ترانس فلایبک نیز به کار برده شوند. هسته های پودری (مانند MPP، High flux ، Kool Mu) به دلیل اشباع نرم تر، تحمل چگالی شار بالاتر و پایداری حرارتی بهتر، بهترین گزینه برای بعضی مبدل های فلایبک و سلف ها هستند.

کاربرد ها:

صاف کردن جریان (کاهش میزان ریپل یک موج)، می‌باشد. وقتی که ما به یک جریان خیلی صاف و پایدار برای یک قطعه مثل منبع تغذیه نیاز داریم، میدان مغناطیسی ذخیره شده در سلف به ما در تثبیت جریان کمک خواهد کرد.

از سلف‌ها در سیستم‌های انتقال قدرت نیز استفاده می‌شود. در اینگونه موارد، سلف‌ها مسئول ثابت نگه داشتن جریان الکتریکی بسیار بزرگ هستند تا مطمئن شوند که جریان در طول انتقال ثابت می‌ماند. در شکل زیر نمونه از یک سیستم انتقال برق به صورت وایرلس را مشاده می‌کنید که وظیفه سلف‌ها در اینجا این است که جریان الکتریکی ثابتی را انتقال دهند.

نویسنده  : مهندس افشین رشید 
کارشناسی ارشد برق _الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران




تداخل امواج رادیویی و نویز (مخابرات ) امنیت سیگنال چیست؟ (مهندسی برق _ الکترونیک)

طیف امواج رادیویی  یک مقوله سه بعدی (زمان- مکان - فرکانس) است بطوریکه با تغییر یکی از ابعاد بدفعات مورد استفاده واقع میشود و بستر لازم برای تأمین هرگونه ارتباط رادیویی است. طیف امواج رادیویی از دو بعد نرم افزاری و سخت افزاری قابل بررسی است. طیف فرکانس رادیویی بستر لازم برای تأمین هرگونه ارتباط  بیسیمی درباندهای مختلف طیف رادیویی است. امواج در فرکانسهای مختلف، دارای ویژگیهای مختلف انتشاری میباشند.  براساس قابلیتهاو ویژگیهای مختلف انتشاری امواج رادیویی ، سرویس های رادیویی مختلفی  طراحی میشود. استفاده صحیح و اصولی از طیف امواج رادیویی نیازمند شناخت کافی از فن آوری روز علم ارتباطات، ارزیابی واقعی میزان تقاضا و آشنائی کامل با چگونگی بکارگیری آن است.

عملکرد ازفضای فرکانس گسترده و وسیع است عبارت است  نظارت براطلاع رسانی و عملکرد مجموعه ایستگاههای فرستنده وگیرنده رادیوبیسیم شامل (تکرارکننده ،ثابت، سیارودستی)  که بوسیله کاربران متعدد مورد استفاده قرارمیگیرد.

تداخل امواج رادیویی

یکی از مشکلات هرسیستم رادیویی تداخلات امواج رادیویی است. تداخل رادیویی عبارت است ازهرنوع عاملی یا علتی که درراه ارسال ودرک پیام اختلال ایجادکندکه میتوان به دونوع داخلی وخارجی تقسیم نمود.اثرانرژی ناخواسته سیگنالهای بیگانه یا فرستنده های دیگر رادیویی برگیرنده یک سیستم رادیویی وتداخل کانالهای مجاوریا هم کانال ایستگاههای رادیویی میباشد. تداخل غالبا درسیستمهای رادیویی که آنتن گیرنده دریک زمان چندین سیگنال رامتوقف میکنند بروزمیکند. که بصورت تنزل کیفیت ، نامفهوم بودن و فقدان اطلاعات یا ازدست دادن اطلاعات  ظاهرمیشود.

نویز چیست؟

نویز در لغت به معنی صدا” می‌باشد، صدایی که دارای هیچ وزن موسیقی نیست و به طور نامنظم است. اما به طور کلی نویز سیگنالی است ناخواسته که بر روی دستگاه الکترونیکی یا الکتریکی ما تاثیر می‌گذارد و به سه دسته زیر تقسیم می‌شود:

  • Background Noise (نویز زمینه)
  • Modulated Noise (نویز نوسانی)
  • Interference Noise (نویز مزاحم) 


نوع دیگرتداخلات ، نویزاست ،نویزدرسیستمهای مخابراتی هرنوع آشفتگی الکتریکی یا سیگنالهای الکتریکی ناخواسته ای ازقبیل تغییرات جوی ، نویزداخل مدارهاو. میباشد که با سیگنالهای پیام تداخل میکند. حضورنویزسوارشده برسیگنال حامل توانایی گیرنده رادرتشخیص صحیح سیگنال اصلی محدوده کرده وبنابراین اطلاعات ارسالی رامحدود یا خراب میکند.

درسیستم رادیویی چون بیسیمها  با ایستگاههای تکرار کننده رله میشوند بنابراین اگرتداخل درکانال یک ایستگاه رادیویی بوجود آمد چنانچه تداخل داخلی باشد میتوان کانال رپیتر را به یک کانال دیگری ازکانالهای تعریف شده به عنوان مثال A;B;C تغییرداد و براساس آن کانال  CH محلی  ایستگاههای مرکزی و سیار را تنظیم نمود. اگرتداخل خارجی ازنوع نویز، تلفن بیسیمی یا امواج شبکه های رادیویی دیگری باشد در این حالت با کد بندی pl دستگاههای بیسیم میتوان از تداخل خارجی نظیرنویزیا تداخل امواج رادیویی مزاحم جلوگیری نمود. درصورتی که با این تغییرات مشکل تداخل امواج رادیویی حل نشد از طریق مدیریت فرکانس حتما باید فرکانسهای اختصاص یافته در طیف امواج رادیویی تغییر داده شود.

امنیت سیگنال چیست؟

یکی از مسائل سیستم رادیویی امنیت آن است. با داشتن فرکانس شبکه میتوان مکالمات را شنود و کنترل نمود یعنی سیستمهای رادیویی از امنیت کمی برخوردارند بخصوص اینکه این سیستم بوسیله پلیس و نظامیان در جنگها مورد استفاده قرارمیگیرد،  در ارتباط بیسیمی، لو رفتن محتوای اطلاعات محرمانه میتواند خطرناک باشد. دراین حالت معمولا از کد رمز استفاده میشود. اسم رمزمشخصه ای است که به یک ایستگاه بیسیم اعم ازسیار یا ثابت اتلاق میشود. هرایستگاه بیسیم را با اسم مشخصی(CALL SIGN) که ازترکیب کلماتی از قبیل درخت ،اشیاء و اعداد و.است نامگذاری میشود. درشبکه افراد بهره بردار با استفاده از چندبار تکراراسم رمز صدا ومعرفی میشوند. اسم رمز با دو روش تعیین میگردد. معمولا درنامگذاری اسم رمز، کلمه اصلی را به ایستگاه ثابت مرکزی وترکیبی ازآن با اعداد را به ایستگاههای سیارخودرویی ودستی نسبت میدهند. همچنین بدلیل رعایت مسائل امنیتی میتوان اطلاعات مهم و محرمانه را کدگذاری نمود ودرهنگام ارسال پیام بجای تلفظ فارسی پیام معادل آن کد را ارسال نمود. 

نویسنده مهندس افشین رشید 

ارشد برق الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                                         


نحوه  نقشه خوانی برق ساختمان عملکرد و کاربرد (مهندسی برق _ الکترونیک)


نویسنده: مهندس افشین رشید


برای سیم کشی برق در هر ساختمان باید به نقشه های آن مراجعه کرد. نقشه ها از اجزایی تشکیل شده اند. اجزای هر نقشهٔ کامل برق شامل موارد زیر می باشد.

1- علایم    2- نقشهٔ پلان    3- نمودار تابلوها    4- نمودارهای رایزر    5- جزییات    6- توضیحات

۱_ علائم اختصاری و شماتیک برق ساختمان

در نقشه ها، هر وسیله و یا عنصر برقی با یک نشانه یا علامت اختصاری نشان داده می شود. برای اینکه در خواندن نقشه ها تفسیرها و تعبیرهای متفاوتی نسبت به یک وسیلهٔ برقی وجود نداشته باشد باید کلیه علایم از یک استاندارد پیروی کنند تا به این ترتیب زبانی مشترک در بین ترسیم کنندگان و کسانی که نقشه ها را می خوانند وجود داشته باشد. به این منظور در رشته برق استانداردی توسط کمیته بین المللی الکتروتکنیک تهیه شده است که همهٔ علایم ترسیمی باید با آن استاندارد مطابقت داشته باشد. برای ترسیم مدارات در نقشه ها از شمای فنی (تک خطی) استفاده می کنند.


۲_ نقشه پلان

 در نقشه های تأسیسات برقی می بایست به نقشه ای که به نام پلان تجهیزات می شناسیم توجه خاص داشت. چرا که  در این پلان نحوهٔ قرار گرفتن وسایل منزل به خوبی مشخص است. این امر در برق رسانی به آنها بسیار مهم است. مثلاً درمحلی که احتمالاً تخت خواب قرار دارد کلید مناسب و در محلی که تلویزیون قرار دارد پریز برق و پریز آنتن مناسب و… قرارگیرد.

شکل زیر بخش های مختلف یک پلان معماری (شامل آشپزخانه، اتاق خواب، حمام و دست شویی) را که نحوهٔ قرارگرفتن تجهیزات بر روی آن مشخص شده است را نشان می دهد. همان گونه که از شکل مشاهده می شود محل قرارگیری کمد دیواری، روشویی توالت، دوش حمام، تخت خواب، اجاق گاز، سینک ظرف شویی و ماشین لباس شویی همچنین شرایط محل ها از قبیل خشک یا نمناک بودن نقش مهمی در محل قرار گیری تجهیزات الکتریکی دارد

از آنجایی که ترسیم تمام مسیرهای مختلف سیم کشی از قبیل روشنایی، پریزهای برق، تلفن و آنتن بر روی یک پلان باعث شلوغی و اشتباه در نقشه خوانی می شود بنابراین هر یک از سیم کشی ها را بر روی یک پلان جداگانه ترسیم می کنند. این پلان ها عبارتند از:

 1- پلان روشنایی     2- پلان پریز برق    3- پلان پریز تلفن و آنتن


محل قرارگیری چراغ: در اتاق ها روشنایی های سقفی باید در وسط اتاق قرار گیرد. برای این منظور قطرهای اتاق را در فضاهای مفید (بدون احتساب کمد دیواری) رسم می کنند و محل برخورد قطرها وسط سقف را نشان می دهد این نقطه مناسب ترین محل برای نصب یک چراغ سقفی در اتاق است.

شکل زیر اتاق خوابی را نشان می دهد که با همین روش چراغی برای آن رسم شده است. البته اگر فضای اتاق، بزرگ و یا مانند بعضی پذیرایی ها L  شکل باشد این کار را باید  برای دو بخش آن انجام داد


محل قرارگیری کلید: درب اکثر اتاقها به داخل باز می شود و باز شدن آن به روی یکی از دیوارها ختم می شود. بر همین اساس در رسم محل قرارگرفتن کلیدها باید به گونه ای عمل کرد تا با باز شدن درب هیچ کلید برقی در ورودی اتاق، پشت در اتاق نماند.در شکل زیر محل قرارگیری صحیح و غلط کلید و پریز نمایش داده شده است. باید دقت داشت کلید در محلی که پنجره وجود دارد نصب نمی شود.

توجه: در ترسیم نقشه نمی توان مسیر سیم کشی را از میان ستون های ساختمان عبور داد. همچنین نمی توان کلید یا پریز و یا چراغ دیواری را بر روی آن نصب کرد. شکل زیر محل قرار گرفتن یک کلید و یک چراغ دیواری بر روی ستون و همچنین عبور نادرست مسیر لوله از داخل ستون بتنی را نشان می دهد.

در ضمن باید در تعیین روشنایی فضاهای مختلف به شدت روشنایی مورد نیاز در آن فضا دقت کرد. جدول زیر شدت روشنایی مورد نیاز برای هر فضای یک ساختمان مسی را نشان می دهد. (واحد اندازه گیری شدت روشنایی:  لوکس است.)

اتاق خواب: در اتاق خواب می توان چراغ سقفی را با کلید تبدیل کنار درب ورودی روشن و با کلید تبدیل کنارتخت خاموش کرد. همچنین باید بتوان از کنار تخت خواب نیز با یک کلید، چراغ تزیینی دیواری بالای تخت را روشن کرد. همچنینمی توان لامپ وسط اتاق را با یک کلید یک پل روشن و خاموش کرد.

آشپزخانه: آشپزخانه دارای چراغ سقفی و دیواری است که هر کدام با یک کلید یک پل کار می کند این چراغ می تواند لامپ فلورسنت و کم مصرف انتخاب شود. برای قوس آشپزخانه و زیر قفسه های کابینت نیز از چراغ های سقفی نوع توکار با لامپ هالوژن یا کم مصرف استفاده می شود. کلیدها در فضای آشپزخانه در بعضی مواقع داخل و در بعضی مواقع بیرون آن نصب می شوند علت این امر آن است که گاهی در ورودی آشپزخانه ها محل مناسبی (دیوار) برای نصب کلیدها، موجود نمی باشد.

سرویس های بهداشتی: در حمام و توالت، کلید را در محل ورودی در قرار می دهند تا قبل از ورود بتوان فضای داخل آنها را روشن کرد. چراغ دیواری را نیز می توان، پشت به پشت کلید نصب کرد. در کنار روشویی نیز یک کلید یک پل برای روشنایی بالای روشویی قرارمی گیرد. چراغ نصب شده در حمام و دست شویی باید از نوع حباب دار باشد.

ورودی آپارتمان: درب های ورودی آپارتمان ها در نقشه معمولاً دو لنگه و مطابق شکل می باشند محل درست قرار گرفتن کلید یک پل برای روشن کردن لامپ ورودی نشان داده شده است. از مدارهای دیگری که معمولاً در پلان روشنایی رسم می شود مدار زنگ اخبار ورودی واحد آپارتمان است. شستی زنگ در بیرون و کنار درب ورودی است، اما زنگ اخبار در داخل واحد آپارتمان قرار می گیرد. در شکل زیر نحوهٔ قرارگیری وسایل الکتریکی را در ورودی آپارتمان مشاهده می کنید.

راه پله: در راه پله ها و در هر پاگرد یک عدد چراغ قرار می گیرد این چراغ ها به یکدیگر متصل شده و از هر پاگرد توسط یک شستی روشن و خاموش می شوند. محل مناسب قرارگیری شستی کنار درب ورودی واحد آپارتمان است. شستی زنگ هر واحد نیز نزدیک درب ورودی، کنار شستی تایمر راه پله قرار می گیرد.

نقشه کامل شماتیک برق ساختمان 

نویسنده مهندس افشین رشید 

ارشد برق الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


نحوه لحیم کاری مناسب در الکترونیک  (مبانی الکترونیک برای تازه کارها )

نکته: لحیم کاری ابتدایی ترین کار در الکترونیک اما بسیار مهم است  برای ساخت بورد های رباتیک؛ تعمیر و بازیابی بورد های الکترونیک و بر قراری اتصال ایمن بین مدارها و سیم ها  و

خیلی از افرادی که لحیم کاری می کنند، این کار را بصورت اصولی انجام نمی دهند و با تکنیک ها و روش صحیح این کار آشنایی کافی ندارند.

 برای لحیم کاری به هویه، پایه هویه، سیم لحیم و در صورت نیاز روغن لحیم نازمندیم. یکی از نکاتی که خیلی روی کیفیت کار تاثیر می گذارد کیفیت سیم لحیم است. سیم لحیم آلیاژی از قلع و سرب است که در انواع مختلف سیم لحیم، درصد این دو عنصر در آلیاژ متفاوت است.

روی قرقره سیم لحیم  دو عدد دیده می شود، بطور مثال ۶۰/۴۰ این به آن معنا است که لحیم فوق دارای ۶۰ درصد قلع و ۴۰ درصد سرب می باشد. برای لحیم کاری قطعات الکترونیکی باید از سیم لحیمی استفاده شود که در صد قلع آن حدود ۶۰ باشد. دلیل آن این است که نقطه ذوب قلع کمتر است بنابراین برای ذوب آن به دماهای خیلی بالا نیازی نیست و این بخصوص در لحیم کاری نیمه هادی ها بر روی برد یک مزیت محسوب می شود چرا که درجه حرارت بالا میتواند باعث آسیب دیدن قطعات حساس و بخصوص نیمه هادی ها شود و حتی به فیبر مدار چاپی صدمه بزند. بهترین نوع سیم لحیم ، سیم لحیم ۶۳ درصد است که در بازار به همین نام یافت می شود .

برخی سیم های لحیم آغشته به مقدار کمی روغن لحیم و یا فلاکس هستند که نیاز به استفاده همزمان از روغن لحیم را نیز مرتفع می سازند.

نحوه لحیم کاری مناسب در الکترونیک 

1. موقعیت برد را به کمک دست سوم تنظیم نمایید.

2. دمای هویه را در صورت امکان روی 350oC تنظیم کنید.

3. نوک هویه را مقدار بسیار کمی به قلع آغشته کنید

4. هم پایه قطعه و هم پد مورد نظر را با هویه حرارت دهید (توجه کنید از نوک هویه استفاده نکنید، از چند میلیمتر بالاتر و از پهلوی آن جهت گرم کردن استفاده کنید)

5. سپس سیم لحیم را به پایه و پد مورد نظر نزدیک کنید(به نوک هویه نچسبانید) تا ذوب شود.

 6. ابتدا سیم لحیم و سپس هویه را از کنار قطعه فاصله دهید.

7. لحیم صحیح باید شبیه به قیف مع باشد و شکل گرد یا توده ای نشان از لحیم کاری نامرغوب است.

روغن لحیم کاری و تازه سازی نوک هویه 

این نوع روغن ها باعث چرب شدن سیم لحیم شده به به جذب لحیم به برد کمک می کند توجه داشته باشید برای کسانی که مبتدی هستند می بایست غیر از نک حویه سیم لحیم را نیز به روغن آغشته کنند

با فرو کردن نوک هویه به داخل روغن دودی سمی ایجاد می شود که توصیه میشود در فضای بسته کار انجام نشود یا از ماسک و عینک مخصوص استفاده شود.

اسفنج  پاک کننده نوک هویه 

این اسفنج ، برای پاک کردن نوک هویه بکار می رود ، بطوریکه در حین لحیم کاری که سر هویه شما از روغن لحیم سوخته سیاه می شود و این سیاهی باعث کثیفی کار و نقاط لحیم کاری شما می گردد ، کافیست سر هویه داغ خود را بر روی اسفنج به آرامی بمالید تا کلیه سیاهی های نوک هویه شما پاک شود .

از مشخصات ویژه و محاسن این اسفنج نسوز بودن آن و همچنین غیر شیمیایی بودن آن است . توجه داشته باشید که برخی از اسفنج های پاک کننده نوک هویه دارای مواد شیمیایی هستند که این مواد برای سرهویه های نسوز گرانقیمت بسیار ضرر دارد و باعث خوردگی و از بین رفتن سریع سر هویه می شوند .

این اسفنج به صورت پرس شده است و باید در ابتدا یکبار آب زده شود تا سطح آن به اندازه 1 سانتیمتر پف کند ، سپس باید آب آنرا با فشردن خارج کرده و از آن استفاده نمایید .

نویسنده :مهندس افشین رشید 

ارشد برق الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                                  



محاسبه جریان دریفت و دیفیوژن در نیمه هادی (مهندسی برق _الکترونیک)

نکته : به طور کلی در الکترونیک انتشار با پخش مولکولی به معنی  (diffusion) میباشد. 

یک نیمه هادی ماده ای با ویژگی های هادی و عایقس (الکتریکی) است. یک نیمه هادی می تواند جریان را در وضعیت های خاصی عبور دهد ولی همیشه جریان را عبور نمی دهد. این ویژگی نیمه هادی آن را به ابزاری مناسب برای استفاده الکتریکی با یک رفتار کنترل شده در جایی که نیاز است بدل کرده است.

هدایت نیمه هادی به چندین عامل مثل جریان یا ولتاژ اعمالی به الکترود کنترلی یا شدت منتشر کردن ساطع کردن مادون قرمز (IR)،نور مرئی، فرا بنفش (UV) یا اشعه های X بستگی دارد.

بنابراین می توانیم بگوییم نیمه هادی ماده ای است که هدایت الکتریکی بیشتری از عایق دارد و این مقدار کمتر از هادی است. نمونه ها نیمه هادی ها عبارتند از: دیودها ، ترانزیستورها ، و بسیاری از سلول های فتوولتائیک.


همانطور که قبلا گفتم نیمه هادی ویژگی دوگانه دارد ، هم عایق و هم هادی الکتریکی است. این ویژگی نیمه هادی به نا خالصی های اضافه شده به مواد سازنده نیمه هادی بستگی دارد(نیمه هادی خالص نیمه هادی خالص نام دارد). نا خالصی های اضافه شده به مواد سازنده نیمه هادی برای تغییر ویژگی الکتریکی نا خالص ساز نام دارند و فرآیند افزودن نا خالصی دوپینگ( نا خالص سازی) نام دارد.

انواع نیمه هادی

نیمه هادی نوع N گونه ای است که جریان را از الکترون های با بار منفی حمل می کند. این بسیار مشابه با جریان درون سیم است.

نیمه هادی نوع P گونه ای است که جریان غالبا در جایی که کمبود الکترون وجود دارد که به آن مکان حفره می گویند حمل می کند. حفره بار مثبت دارد. این بار معادل بار الکترون است. این حفره ها در جهت مخالف الکترون ها جریان دارند.

عملکرد نیمه هادی

یک نیمه هادی می تواند به کنترل جریان الکتریکی کمک کند. کاربر اساسی نیمه هادی ON و OFF کردن شار یا الکتریسیته در مواقع مورد نیاز است. یک نیمه هادی می تواند به عنوان لوله خلاء با صد برابر حجم بیشتر عمل کند. مدار مجتمع ساده (IC) مثل تراشه ریز پردازنده می تواند مانند مجموعه ای از لوله های خلاء عمل کند.

مواد سازنده نیمه هادی ها

برای ساخت نیمه هادی از چند نوع ماده و عنصر استفاده می شود. نیمه هادی نباید هادی قوی و یا هادی ضعیف الکتریسیته باشد. ویژگی های آن را می توان با افزودن یا حذف اتم ها/نا خالصی ها تغییر داد. مواد نیمه هادی عبارتند از: تیموان ، آرسنیک ، بور ، کربن ، ژرمانیوم ، گالیم آرسنید ، سلنیوم ، سیلی ، سیلی کاربید ، گوگرد ، تلوریوم ، اکسید اکثر فات.

سیلی ماده ای است که بسیار به عنوان ماده نیمه مورد استفاده قرار می گیرد.

 

ابر رسانا

ابر رسانا یک آلیاژ میان فی یا ترکیبی از هدایت الکتریکی بدون مقاومت در پایین تر از دمایی خاص است.

وقتی تنظیم شود ، جریان الکتریکی برای همیشه در حلقه بسته مواد ابر رسانا جاری خواهد شد.

دیود

دیود قطعه ای الکترونیکی است که اجازه می دهد تا جریان فقط در یک جهت عبور کند. این نیمه هادی است که فقط متشکل از پیوند p-n است. آنها در اغلب موارد برای تبدیل جریان AC به DC به کار می روند چون فقط بخش مثبت موج را عبور می دهند و بخش منفی سیگنال AC را بلوک می کنند ، اگر آنها به صورت مع در مدار قرار داده شوند فقط بخش منفی را عبور داده و بخش مثبت را بلوک می کنند.

دیود ساده ترین نیمه های است و بهترین قطعه برای یادگیری نحوه کار نیمه هادی می باشد.

ترانزیستور

ترانزیستور قطعه نیمه هادی است که از قطعات جامد ماده نیمه هادی ساخته شده است برای تقویت و سوئیچ کردن سیگنال های الکترونیکی به کار می رود. ترانزیستور فقط می تواند در یک جهت فعال باشد و می تواند در مقاومت بار خود جریان بیشتر یا کمتری را جاری نماید.

ترانزیستور نمونه مناسب دیگری برای قطعه نیمه هادی است.

ساخت نیمه هادی

ساخت نیمه هادی به مهارت و تجربه نیاز دارد. مواد شیمیایی که باید استفاده شوند باید خالص و بدون هیچ گونه نا خالصی باشند. فرآیند افزودن کنترل شده نا خالصی ها به نیمه هادی دوپینگ(نا خالص سازی) نام دارد.

مراحل ساخت نیمه هادی ها عبارتند از:

  1. طراحی/ایجاد پوشش
  2. الگو سازی
  3. ساخت ویفر(لایه)
  4. ساختار قطعه/ ساختار لایه عایق قطعه
  5. ساختار قطعه/ساختار ترانزیستور
  6. ف دار کردن
  7. مونتاژ و تست

نویسنده مهندس افشین رشید 

ارشد برق الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                                         


دِشارژ کردن خازن یا discharging در بورد های الکترونیکی (مهندسی برق _ الکترونیک)


شارژ و دشارژ خازن:

نکته: برای جلوگیری از برق گرفتگی در هنگام کار بر روی بردهای الکترونیکی ولتاژ بالا باید خازن را تخلیه الکتریکی یا دِشارژ نمود .

 اعمال ولتاژ به یک خازن باعث ذخیره بار الکتریکی بر روی جوشن های خازن می شود. به این عمل شارژ خازن  می گویند. در حین عمل شارژ خازن مانند یک کلید اتصال کوتاه بوده و باعث عبور جریان از مدار می شود.در همین حال در دو سر خازن اختلاف پتانسیل به وجود می آید.وقتی ولتاژ خازن به اندازه ولتاژ منبع برسد، عمل شارژ متوقف گشته و جریان مدار صفر می شود.در این حالت اگر خازن را از مدار جدا کنیم ، همچنان ولتاژ خود را حفظ می کند.

عکس عمل فوق را تخلیه یا دشارژ خازن می گویند.چنانچه خازن شارژ شده را توسط یک هادی اتصال کوتاه کنیم ، الکترون های اضافی جوشن B از طریق هادی به سمت جوشن A حرکت کرده و کمبود الکترون آن را از بین می برند.در حین این عمل باز جریان الکتریکی در مدار جاری می گردد ولی این بار عکس حالت قبل می باشد.

نکته مهمی که در مورد شارژ و دشارژ خازن باید دقت نمود ، این است که در حین عمل شارژ و دشارژ جریان به وجود آمده در مدار تنها از سیم های رابط عبور کرده و از عایق بین دو جوشن هیچ جریانی عبور نمی کند.


خازن ها انرژی الکتریکی رانگهداری می کنند و به همراه مقاومت ها ،در مدارات تایمینگ استفاده می شوند. همچنین از خازن ها برای صاف کردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم استفاده می شود . از خازن ها در مدارات بعنوان فیلتر هم استفاده میشود. زیرا خازن ها به راحتی سیگنالهای غیر مستقیم AC را عبور می دهند ولی مانع عبور سیگنالهای مستقیم DC می شوند .

تخلیه خازن :

اگر خازن پر شده‌ای را در مدار قراردهیم خواهیم دید که هنگامی که کلید برای بار اول بسته می‌شود جریانی برای مدت کوتاهی در مدار برقرار می‌شود تا زمانی که بار روی صفحه‌های خازن وجود دارد جریان برقرار است، پس از آن جریان صفر می‌شود، در این موقع می گوییم که خازن خالی شده است

نویسنده :مهندس افشین رشید 

ارشد برق الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                                  




هویه چیست؟؟ کاربرد و عملکرد در لحیم کاری (مبانی الکترونیک برای تازه کارها)


هویه وسیله‌ ای است که برای ذوب لحیم و اتصال قطعات به یکدگیر به کار می‌رود. هویه‌ها را می‌توان به دو دستهٔ اصلی تقسیم کرد، هویه‌های چکشی (غیرالکتریکی) و هویه‌های

الکتریکی. با توجه به نقطه اتصال و اندازه آن باید هویه مناسب که بتواند دمای لازم را ایجاد کند انتخاب نمود

انواع هویه الکترونیکی 

هویه ها به دو دسته تقسیم می‌شوند، هویه‌های قلمی و هویه‌های هفت‌تیری (تفنگی). نوک هویه‌ها پس از مدتی کار کثیف می‌شود که باید با استفاده از اسفنج نسوز یا سیم ظرف‌شویی و یا سمباده ی ریز تمیز شوند، البته امکان تعویض سر هویه نیز وجود دارد.

هویه قلمی

هویه‌های قلمی از یک سیم‌پیچ نیکل-کرم که دارای مقاومت زیادی است و به دور عنصر حرارتی پیچیده شده ساخته می‌شوند. این هویه‌ها معمولا توانی بین ۲۰ تا ۵۰۰ وات دارند.و در برخی از انواع امکان تنظیم دما و توان وجود دارد.

هویه تفنگی _ هفت تیری 

سرعت بالا رفتن دما در آن‌ها زیاد است، زیرا حرارت مستقیما در نوک آن‌ها تولید می‌شود. این هویه‌ها از ترانسفورماتور برای کاهش ولتاژ و افزایش جریان در ثانویه (نوک هویه) استفاده می‌کنند تا بر اثر عبور جریان زیاد از نوک هویه گرمای لازم برای بالا بردن دما ایجاد شود. با توجه به اینکه ثانویه این هویه‌ها تقریبا اتصال کوتاه هستند، نباید آن‌ها را به مدت طولانی روشن نگاه داشت زیرا موجب سوختنشان می‌شود.

هویه سر چکشی 

 این مدل هویه معمولاً با چراغ پریموس یا چراغ کوره‌ای داغ می‌شود و برای اتصالات سنگین به کار می‌رود. این نوع هویه دارای سه قسمت است اصلی است:

  1. سرچکشی که معمولا از مس ساخته می‌شود
  2. دسته فی
  3. دسته چوبی

برای پاک کردن سر هویه از سوهان یا برس استفاده می‌شود.

هویه های قابل حمل

ممکن است در جایی نیاز به کار با هویه وجود داشته باشد اما جریان برق در دسترس نباشد. در این شرایط مهترین گزینه استفاده از هویه های قابل حمل است که در انواع مختلفی ارائه شده است .

نکته : استفاده از روغن لحیم برای حفظ عملکرد مناسب نوک هویه و تمیز تر زدن خال لحیم بر روی برد های الکترونیکی فراموش نشود.

نویسنده :مهندس افشین رشید 

ارشد برق الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                                  



تبدیل سیگنال های ارتباطی دیتا به جریان الکترونیکی (مخابرات)مهندسی برق _ الکترونیک

بسیاری از سنسور های صنعتی دارای خروجی جریان هستند نه ولتاژ ولی در سیستم های صنعتی مقاومت های خطوط که غیر قابل پیش بینی هم هستند هر روزه رخ میدهد و وضعیتی را به وجود می آورند که باعث می شود تا به سیستم های آنالوگ که بر پایه خروجی ولتاژ هستند تا حد نهایی خود فشار وارد شود.

راه حل مقابله با این مشکل چیزی است که اصطلاحا حلقه های جریان نامیده می شود. در این روش به جای ولتاژ ، این جریان است که نشان دهنده سیگنال هایی است که باید منتقل شوند. شکل 1 نشان می دهد که چگونه تغییرات در مقدار جریان عبوری از یک سیم که ناشی از تغییر در کاهش ولتاژ در مقدار مقاومت سنسور Rsense است، هم از مقاومت داخلی منبع جریان Ri و هم از مقاومت ثابت بار RL (دستگاه اندازه گیر) مستقل می باشد ( در حالت ایده ال به مقدار بی نهایت). در این حالت افت ولتاژ در دو طرف دستگاه دقیقا متناسب با تغییرات جریان IQ است که توسط Rsense ایجاد شده است.

در کاربرد های صنعتی از این نوع حلقه های جریانی که جریانی در حد 4 تا 20 میلی آمپر ارائه میدهند، استفاده میکنیم. حداکثر مقاومت ورودی دستگاه سنجش ( تقویت کننده سنجش) را میتوان با استفاده از قانون اهم به راحتی محاسبه کرد. فرض کنید تقویت کننده سنسور مورد استفاده، دارای حداکثر ولتاژ خروجی نیم ولت کمتر از ولتاژ تغذیه باشد. اگر منبع تغذیه ما 5 ولتی باشد مقدار حداکثر مقاومتی که خواهیم داشت برابر با 225 اهم خواهد بود (RL=4.5V/20mA=220Ω). اگر مشخص شود که مقدار مقاومت کمتر از این مقدار است مشکلی وجود نخواهد داشت. به هر حال در عمل از ولتاژ هایی در حدود 24 ولت استفاده می شود.


سوالی که باقی می ماند این است که چرا مقدار استانه تحریک حداقل، 4 میلی آمپر است نه صفر میلی آمپر. حال  اگر مقدار جریان را 4 تا 20 میلی آمپر در نظر بگیریم این مشکل دیگر رخ نمی دهد زیرا هر مقدار کمتر از 4 میلی آمپری به معنای بروز خطا است و دستگاه خاموش می شود. از نقطه نظر فنی بکارگیری این استانه حداقل، کاملا منطقی و واضح است: هنگامی که جریانی اندازه گیری شد ، فقط یک مقدار ثابت جبرانی را به مقدار اندازه گیری شده اضافه میکنیم تا فرایند سنجش ادامه یابد.

 نویسنده :مهندس افشین رشید 

ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                               



رله در مدار الکترونیکی چیست؟ پایه های رله و کاربرد های آن در مدار های الکترونیکی

مدار های الکترونیکی گاهی لازم می شود، تا یک وسیله برقی ۲۲۰ ولتی مانند لامپ یا الکترو موتور را روشن و خاموش کنیم.
ولی در عین حال می خواهیم مدار الکترونیکی ما از برق شهر ایزوله باشد.
یعنی هرگاه دستگاه در حال کار است، با دست زدن به آن خطر برق گرفتگی وجود نداشته باشد.
از طرفی اگر ایزوله بودن، در مدار ما اهمیت نداشته باشد.

باز هم برای روشن و خاموش کردن مصرف کننده های که جریان زیادی مصرف می کنند، با مشکل مواجه خواهیم شد.
زیرا مدار های الکترونیکی توان تامین جریان مورد نظر را نخواهند داشت.
در این موارد ما نیاز به استفاده از قطعه داریم به نام رله.

رله چیست؟؟

برای آن که یک وسیله برقی را روشن و خاموش کنیم. از کلید در مدار آن استفاده می کنیم.
کلیدها را به وسیله حرکت مکانیکی که توسط حرکت دست ما به وجود می آید عمل قطع و وصل را انجام می دهند.
حال می توان حرکت مکانیکی را توسط یک سیم پیچ که میدان مغناطیسی تولید می کند، انجام دارد.
به کلید های  که با یک سیم پیچ داخلی عمل قطع و وصل را انجام می دهند، رله می گویند.



پایه های رله 

در تمامی رله ها دو پایه وجود دارد دارد که مربوط سیم پیچ آن است.
اکثر رله ها با برق DC کار می کنند.(و گاهی با برق AC)
ولتاژی که باید به سیم پیچ  اعمال شود تا relay کار کند بر روی آن درج شده است.
هرگاه برق dc مورد نیار به به پایه های سیم پیچ اعمال شود، تیغه های relay از حالت قبلی خود خارج شده. و با قطع ولتاژ از سیم پیچ، تیغه ها به حالت اولیه خود باز
می گردند.
هرگاه relay در حالت خاموش است.
به تیغه کلیدی که در حالت مدار باز است Normally Open یا (NO) گفته می شود.
به تیغه کلیدی که در حالت مدار بسته است Normally Closed یا (NC) گفته می شود.
به تیغه مشترک بین NO و NC در رله Common یا com گفته می شود.

نویسنده :مهندس افشین رشید 

ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                               



سون سگمنت(seven segment) یا قطعه تایمر LED (نحوه راه اندازی  ؛ کاربرد ؛ ساختمان داخلی)

وسایل الکترونیکی برای نمایش مقادیر نیاز به یک صفحه نمایش دارند.
یکی از صفحه های نمایش ارزان قیمت ، سون سگمنت(seven segment) نام دارد.
سون سگمنت همانگونه که از اسمش پیداست از ۷ قسمت تشکیل شده.
این قسمت ها هر کدام دارای LED نورانی هستند.
و با روشن شدن به صورت ترکیبی اعداد مختلف را به نمایش در می آورند.
شما حتما این سون سگمنت ها را دیده اید.
به عنوان مثال :در شمارنده های چراغ های راهنمای، در صفحه نمایش گیرنده های دیجیتالی تلویزیون، و …


ساختمان داخلی سون سگمنت

هر seven segment از ۷ LED برای نمایش اعداد و ۱ LED برای نمایش نمایش نقطه اعشار تشکیل شده.
seven segment در رنگ ها و ابعاد مختلف عرضه شده.
برای کاهش تعداد سیم های سون کلیه پایه های آند یا کاتد LED های داخلی را به هم وصل می کنند.
به سون سگمنت های که پایه کاتد LED های داخلی به هم وصل هستند، seven segment کاتد مشترک می گویند.
و به سون سگمنت های که پایه آند LED های  داخلی به هم وصل هستند، seven segment آند مشترک می گویند.



همان گونه که در شکل بالا ملاحظه می کنید.
پایه مشترک seven segment کاتد مشترک، به منفی منبع تغذیه مدار وصل می شود.
و پایه مشترک seven segment آند مشترک، به مثبت منبع تغذیه مدار وصل می شود.

طریقه راه اندازی سون سگمنت

برای راه اندازی seven segment شما باید یک برق DC به LED های سون سگمنت متصل نماید.
ولی برای روشن کردن هر LED این نکته را باید بدانید که دقیقا همان ولتاژی را باید به آن اعمال کنید که نیاز دارد.
مثلا : LEd که با ولتاژ ۲٫۲ کار می کند، اگر ولتاژ ۲٫۳ به آن وصل نماید به علت عبور جریان عیر مجاز خواهد سوخت.
چون تهیه همچین ولتاژی کار سختی است ، معمولا یک مقاومت با LED سری شده ، تا اضافه ولتاژ بر روی مقاومت باشد.
بعضی از طراحان غیر حرفه ای فقط یک مقاومت به پایه مشترک seven segment وصل می کنند.
ولی این کار باعث نا هماهنگ شدن نور seven segment می شود.
مثلا: هر گاه seven segment عدد ۱ را به نمایش در می آورد، پر نور تر از زمانی خواهد بود، که عدد ۸ را به نمایش در می آورد.
برای راه اندازی صحیح هر سون سگمنت شما به ۸ عدد مقاومت با مقدار مناسب نیاز دارید
.

نویسنده :مهندس افشین رشید 

ارشد برق الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                                  


 آی سی قیری یا onboard چیست ؟؟(نحوه عملکرد و کاربرد) مهندسی برق _ الکترونیک

نکته: بر خلاف برخی از اطلاعات غلط ۲ نوع بازسازی و تعمیر  آسان برای این مدل از آی سی ها وجود دارد.

این مدل از چیپ ها نام آی سی هایی که اغلب در مدارات کوچک استفاده می شود معروف به آی سی قیری ، به شکل آی سی هایی که برجسته هستند و حالت کروی و رنگ سیاه دارند و مثل یه آدامس به کیت یا برد مدار می چسبه این مدل از  آی سی هایی که بسوزه باید در اکثر موارد کل مدار رو عوض کرد و نمی توان آی سی رو تعویض کرد ؛ البته روش هایی نیز برای تعویض وجود دارد.

کاربرد آی سی قیری یا onboard

امروزه کاربرد این مدل چیپ بسیار کمتر شده است البته در گذشته بسیار چشمگیر بود آی سی قیری بیشتر در بورد های الکترونیکی درجه ۳ و بی کیفیت معروف به بورد های ارزان چینی یا با ساختار عجیب و قریب mtk مورد استفاده قرار میگیرد . شخصاً خروجی این مدل آی سی رو برسی کردم در دیتا شیت برد خروجی آی سی قیری 4.2 ولت بود اما با مولتی متر خروجی ولتاژ 5.6 بود و بورد الکترونیکی بدون ایراد در کارکرد دستگاه کار معمولی خودش رو ادامه میداد که جای تعجب داره واقعا!!!!!!!.

موارد استفاده دربعضی  usb ها؛اسپیکر ها ؛ در بعضی کیبورد های شرکت های متفرقه ؛ اسباب بازی ها و . 

ساختمان داخلی آی سی قیری یا onboard

در زیر پوشش چسب و نیمه سخت تیره(ماسک) یا به قول عوام قیری یا ذغالی

این آی.سی ها به طور مستقیم بر روی برد قرار میگیرد و وصل میشود و در نهایت برای محافظت یک مااه رنگ روی آن را میپوشاند، طبیعی است در این آی.سی ها برد مدار خود جزئی از آی.سی است و برای تعویض باید کل برد عوض شود.
در شرایط خوب نمونه هایی وجود دارد که بردی که آی.سی ماسک دار بر روی آن قرار دارد از بقیه مدار جداست و به راحتی (فقط همان تکه) قبل تعویض است.

نویسنده :مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                            




آی سی های میکرو BGA یا (micro bga)نحوه کاربرد و عملکرد (مهندسی برق _ الکترونیک)

نکته : این مدل چیپ قابل بازسازی دوباره یا ریبال میباشد.

آی سی های میکرو BGA چیست؟

افزایش تعداد ورودی و خروجی در آی سی ها باعث شده که ابعاد آی سی افزایش یابد برای اینکه هم تعداد پایه ها افزایش یابد و هم ابعاد آی سی کوچک شود از تکنولوژی میکرو BGA استفاده می شود. در این روش به جای اینکه پایه های آی سی در اطراف آن باشد در زیر آی سی می باشد.

 در پایه ها از لحیم به صورت توپی استفاده شده است که بعد از مونتاژ این پایه ها به برد لحیم می شوند.

 

نحوه عملکرد و ساختمان چیپ میکرو BGA

 زیر پایه این آی سی به هیچ عنوان نباید سوراخ باشد چون پایه به درستی لحیم نمی گردد.

 بین پد های آی سی از Viaاستفاده می شود. که به دو صورت زیر می باشد.

روش اول:در این روش Via ها بین پایه های افقی  یا عمودی قرار می گیرد 

روش دوم: در این روش Via ها بین چهار پد آی سی قرار می گیرد.

 برای اینکه در مونتاژ آی سی مشکلی پیش نیاید و بین Via و پایه اتصال کوتاه نشود روی Via ها چاپ سبز باید بشود. که در نرم افزار پروتل در مشخصات Via باید گزینهTenting انتخاب شود.

کاربرد چیپ های میکرو BGA

ایمن مدل چیپ یه نوع ازic های SMD هست که توی خیلی از وسایل الکترونیکی مثل موبایل و تجهیزات مخابراتی، مادر برد کامپیوتر و خیلی جاهای دیگه در بورد های الکترونیکی استفاده میشود.

چون این ای سی چیزی تحت عنوان پایه ندارد و یعنی مثل ای سی های DIP یا SMD های دیگه پایه ی سخت ندارد و جنس پایه های اون از قلع هست و این پایه ها دقیقا در کف ای سی قرار گرفته است ؛ 

 برای تعویض ما به دستگاه هیتر نیاز داریم؛ برای این کار  از 

هیتر بادی استفاده میکنیم اما برای چیپ های حساس مثل مادر برد  میشه از 

هیتر های نوری IR ( 

هیتر مادون قرمز ) استفاده کرد.


توجه : مهم ترین  نکته هیتر در تعویض چیپ های میکرو  BGA، تنظیم دمای اون هست که بر اساس تجربه و تعداد پایه های ای سی، چسبی بودن آی سی، دوطبقه بودن اون ها و… باید تنظیم بشه که این یه امر تجربی هست و در صورت رسیدن دمای زیاد به ic به طور کل چیپ از بین میرود و قابل استفاده نیست .

نویسنده :مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                               




تراشه های فلیپ فلاپ Flip Flop  در رباتیک (نحوه عملکرد و کاربرد) مهندسی برق _ الکترونیک )

 

در مدارات الکترونیک و رباتیک ، فلیپ فلاپ ( Flip Flop ) یک نوع آی سی یا تراشه ( IC ) یا مدار مجتمع دیجیتال است که می تواند به عنوان یک بیت حافظه عمل کند. یک فلیپ فلاپ می تواند شامل دو سیگنال ورودی، صفر یا یک در پایه یا پایه های ورودی باشد. ضمنا یک فلیپ فلاپ دارای یک پایه زمانی ( clock ) و یک خروجی ( out put ) و دو پایه set و reset می باشد. فلیپ فلاپ ها معمولا دارای یک خروجی مع خروجی اصلی هم هستند. یعنی از نظر منطقی خروجی مع یا متمم ، برعکس خروجی اصلی است و اگر خروجی اصلی مثلا دارای سطح منطقی یک ( مثلا 5 ولت ) باشد خروجی متمم ( مکمل هم می گویند ) به صورت مع خروجی اصلی (در این مثال صفر منطقی ) خواهد بود. آن را آلاکلنگ نامیده اند چون خروجی آن بین صفر و یک تغییر می کند.

بعضی از فلیپ فلاپ ها شامل یک پایه clear می باشند که خروجی را دوباره راه اندازی (reset ) می کنند. در واقع فیلیپ فلاپ ها یکی از انواع مدارات مجتمع ( IC ) هستند که برای کار به اتصالات تغذیه ( VCC یا VDD ) و زمین ( GND ) نیاز دارند.


تغییرات پالسهای ورودی که منظور همان صفر و یک دیجیتال می باشند، بهمراه پایه clock سبب تغییرات در خروجی می شوند. عملا هر تغییری در وضعیت خروجی، به طور همزمان وابسته به تغییرات پالس در پایه clock است. (پایه کلاک را به صورت CLK یا CP به معنی کلاک پالس CLOCK PULS هم نشان می دهند)
مشخصات آیسی های فلیپ فلاپ ها مثلا پایه های ورودی، خروجی و بقیه پایه ها توسط کارخانه های سازنده در دفترچه هایی تحت عنوان دیتاشیت data sheet قرار می گیرند.

فلیپ فلاپ ها انواع متفاوتی دارند که این انواع مختلف عبارتند از:
فلیپ فلاپ SR یا RS
فلیپ فلاپ JK
فلیپ فلاپ T
فلیپ فلاپ D

کاربرد فلیپ فلاپ flip flop

کاربردهای فلیپ فلاپ در اتوماسیون صنعتی ؛ بورد های الکترونیکی ؛ کامپیوتری ؛ بورد های رباتیک ؛ و .

نویسنده :مهندس افشین رشید 

ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                               



چیپ های شیفت رجیستر shift Register در رباتیک (عملکرد و کاربرد) مهندسی برق _ الکترونیک 

انواع آی سی های شیفت رجیستر بصورت دیجیتال سریال و موازی قرار دارند.این تراشه در واقع یک رجیستر  ذخیره ی نوع D هشت بیتی تغذیه شونده با شیفت رجیستر ورودی سریال و خروجی موازی است. رجیستر ذخیره دارای 3 سطح خروجی است. شیفت رجیستر دارای (direct overriding clear (SRCLR در ورودی ، ورودی سریال (SER) و خروجی سریال برای اتصال زنجیره ایست. زمانی که (output-enable (OE ورودی روشن باشد، خروجی ها در  حالت امپدانس بالا هستند.

یک شیفت رجیستر ساده چهار بیتی از چهار فلیپ فلاپ ساخته می شود . عملکرد مدار رجیستری که در ابتدا صفر می شود ، رجیسترهای بعدی را در خروجی به نوبت و با ارسال کلاک پاک خواهد کرد . ورودی دیتا به چیپ  وارد می شود . در طی هر بار پالس کلاک ، یک بیت از چپ به راست منتقل می شود . فرض کنید یک کلمه 4 بیتی 1001 به عنوان ورودی وارد می شود. با هر بار کلاک هر بیت از دیتا در چیپ  منتقل خواهد شد .

حقیقت برای بدست آوردن دیتا در خروجی ، باید آن را به صورت سریال شیفت دهیم . این می تواند به دو صورت مخرب و غیر مخرب انجام شود . در حالت باز خوانی مخرب ، دیتای اصلی از دست می روند و در انتهای سیکل خواندن ، همه فلیپ فلاپ ها صفر می گردند .

به منظور اجتناب از گم شدن دیتا ، می توان از یک ترکیب بازخوانی غیر مخرب استفاده کرد . این کار با اضافه کردن دو گیت ANDو یک گیت OR و یک گیت NOT  به سیستم امکان پذیر است 

مشخصات فنی یک چیپ شیفت رجیستر 

  • ولتاژ تغذیه : -0.5 تا 7 ولت
  • جریان ورودی کلمپ : ±20 میلی آمپر
  • خروجی جریان کلمپ ±20 میلی آمپر
  • خروجی جریان مداوم : ±35 mA

کاربرد چیپ های شیفت رجیستر 
بیشترین کاربرد های این چیپ در انواع بورد های ربات و رباتیک البته نوعی از این چیپست در تابلو های روان و همچنین در بورد های دوربین CCD نیز مورد استفاده قرار میگیرد.

نویسنده :مهندس افشین رشید 

ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                               




کوموتاتور DC چیست؟؟ (نحوه عملکرد و کاربرد ) مهندسی برق _الکترونیک

کموتاتور که به آن جابه‌جاگر نیز گفته میشود یک سوئیچ (کلید) الکتریکی است که در برخی از موتور های الکتریکی وجود دارد و کار کوموتاتور این است که دائماً جهت جریان الکترونیکی را میان روتور و مدار خارجی عوض کند.

کموتاتور در موتورهای الکترونیکی برای انتقال توان الکتریکی به روتور استفاده می‌شود. هرچند که کوموتاتور به عنوان یک کلید دائما در حال کلیدزنی‌ با تعداد بالا است ولی طول عمر بالایی دارد. کموتاتور تنها در موتور DC مورد استفاده نیست، بلکه در ژنراتورهای تولید برق نیز به عنوان مع کننده اتصال سیم‌پیچ به مدار خارجی استفاده شده و  جهت جریان را حفظ می‌کند.

کموتاتور یکی از مهمترین قطعاتی است که در موتورهای DC نظیر آرمیچرها مورد استفاده قرار میگیرد.

مسی ساخته شده است که این بخشها روی محیط خارجی قسمت گردان موتور نصب میگردد.

هرچند در موتورهای سایز بزرگ کموتاتور را از جنس مس می سازند. 

کاربرد کوموتاتور

 در موتورهای الکتریکی سایز کوچک نظیر موتور ربات اجزای کوموتاتور را می‌توان از جنس ورقه‌های فی ساخت.

به علت بی خطر بودن این موتور نسبت به دیگر موتورها، این موتور در صنایع مختلفی کاربرد دارد. از کاربردهای موتور دی سی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • صنعت کشاورزی
  • صنعت رباتیک
  • درب های اتومات
  • درب های اتومات برای آسانسور
  • درب های ورودی اتومات
  • تسمه نقاله
  • ساختمان
  • کارت های الکتریکی
  • کمپرسورهای الکتریکی
  • تردمیل و صنایع ورزشی
  • صنعت گلخانه در پرورش سبزیجات، تجهیزات و گل
  • ماشین های پردازش
  • دستگاهای صنعتی نظافت
  • نویسنده :مهندس افشین رشید 

  • کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                                   



موارد ایمنی در کار با بورد های الکترونیکی (مبانی الکترونیک برای تازه کارها)مهندسی برق _ الکترونیک

نکته : هیچگاه بورد های الکترونیکی را به دلیل الکتریسیته ساکن در بدن با دست بدون پوشش لمس نکنید. در صورت امکان از دستکش مخصوص استفاده نمایید.(آسیب دیدگی ic و اِلمان ها)


برق و الکترونیک بسیارگستــــــرده و برای علاقه مندان البتّه شیرین و پایان ناپذیر است. اما عدم رعایت موارد ایمنی در کار با بورد های الکترونیکی بسیار دردسر ساز و جبران ناپذیر میباشد.

آرامش : برایکاربا الکترونیک و برق باید هیچ عجله ای نباشـــد و درحالت خستگـی و بی قراری نبایدبه کاری عملی مخصوصا درجاهایی که با برقبالاتـــــراز24 ولت سروکاردارید، دست بزنید وچنانچه مجبورید به دلایلی کاررا انجام دهید، حتما یک نفربایددوشادوششما ضمن کمک به شما، مراقب ایمنی خود وشماباشد

آگاهی : برایانجام یک کاربرقی یا الکترونیکی باید اطّلاعاتکافیوآگاهی از نحوه انجام کاررا داشته باشید

استفاده صحیح : ازابزارآلات و دستگاهها درجای خودش و به طوردرستاستفاده نمایید ، همیشه سعی کنید از ابزارها ودستگاهها حداکثر کمک و استفاده رابنمایید و سعی کنید ازابزارآلات نامناسب برای تسریعدرانجام کار استفـــــــاده نکنید چون اگراین طور باشد آخرش زمانی می رسد که به شماآسیبی برسد ضمنا ابزارآلات و دستگاههای شما نیز به دلیل استفاده نادرست،زودترازموعد مصطحلک و غیرقابل استفاده خواهند شد

استاندارد : درانجام کارهای برقی و الکترونیکی ازوسایل و قطعات مطمئــن واستاندارداستفاده کنید به عنوان مثال اگردستــــــــگاهینیاز به فیوزی دارد، حتما باید فیوزی مطابق با فیوزاستاندارد آن دستگاه استفاده شودوهیچ وقت نباید ناآگاهانه هرفیوزی دم دست رسید استفاده کنید ، درصورتیکـــه ایندستــــگاه برایش مشکلی پیش آید وبنا باشد

بسوزد تا صدمه ای به سایر قطعاتوارد نشود، به دلیل غیراستانداربودن فیوز آسیب بسیارجدّی خواهد دید حتّی پیش می آیددستگاه موجباتش سوزیمیشود

ضمانت : دستگاههـــــای تعمیر شده حتّی نو برقی و الکترونیکی را نمی توان تضمین کردکه چقدرکار خواهند کرد ولی می توانتضمینکرد که هیچآسیبی به بار نیاورند و

این امکان ندارد مگربا رعایت کامل مواردایمنیو در نظرگرفتن احتمالات درشرایط مختلف

احتیاط : همیشه وقتی برای اوّلین باربا یک دستگـــــــاه یا تاسیسات برقی مواجه می شوید باید فکر کنید ممکن است بدنه دستگاهی یا قسمتی ازتاسیسات برق دارد و شما را

برق خواهد گرفت لذا ازمسئولین وضعیّت را جویا شده و ودرصورتیکه هنوزشک داشتید، تست هایی درموردبی خطربودن دربرنامه قراردهید

تمرکز : مواقعــیپیش می آید که شما ناچارید با برق زنده کارکنیــــــد یا برای اندازه گیری هاییحتما باید برق وصل باشد، دراینجور مواقع ازوسایل ایمنیاستانداردچشم

پوشی نکنید و حتما آنها را مورداستفـــــــاده قراردهید ودیگر اینکه دراینجورمواقع باید حداقل یک تیم 2 نفره باشید و آن نفرهم باید به اصول ایمنـــــی وارد باشد، بارعایت

ایمنی باید با دقّت و تمرکزحواسپنج گانه، کاررا انجامدهید

اخطار : مواقعی پیش می آید شما برای انجام کاری برق دستگاهی راقطعمیکنید، دراینجــا باید حتما ضمن در جریان گذاشتن اطرافیان و مسئولین، جمله خطـــــــــــربرق

گرفتگی، وصل نکنید، راروی یک چیزی مناسب نوشته و در همان نقطه ای که برق را قطع می کنید، آویزان کنید طوری که راحت درمعرض دید باشد.

نویسنده :مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                            





موارد ایمنی در برق عمومی (مهندسی برق _الکترونیک)مبانی برق برای تازه کارها 

نکته : ولتاژ پائین از نظر ایمنی ولتاژ زیر 25 ولت می‌باشد.


در صنعت برق اگر ایمنی رعایت نشود ، خطر برق گرفتگی حتمی است. بنابراین قبل از دست زدن به سیم یا ادوات برقی جهت تعمیر و یا هر گونه بازرسی بایستی حتماً جریان برق در مدار قطع بوده و مطمئن باشید که جریان برق وجود ندارد و آزمایش وجود یا عدم وجود جریان برق توسط فازمتر صورت میگیرد.

 

جریان برق :

جریان برق را با واحد امپر نشان می‌دهند که بر دو نوع می‌باشد:

 

1. جریان مستقیم(DC) : جریان برق حاصل از ژنراتورها و باطری ها از این نوع می‌باشد.

2. جریان متناوب (AC):جریان برق شبکه شهری از این نوع می‌باشد.

 

ولتاژ برق :

اندازه گیری فشار الکتریکی رابا ولت نشان می‌دهند که در صنعت به سه دسته زیر تقسیم می شود:

 

1. ولتاژ بالا که از 650 ولت به بالا می‌باشد.

2. ولتاژ متوسط که بین 250 تا 650 ولت می‌باشد.

3. ولتاژ پائین که از 250 ولت کمتر است.

 

نکته : ولتاژ پائین از نظر ایمنی ولتاژ زیر 25 ولت می‌باشد.

 پاره‌ای از اصول اولیه ایمنی برق :

 

1.       قبل از شروع تعمیر وسایل برقی حتماً مجوز لازم را اخذ نمائید.

2.       قبل از شروع به کار (تعمیر) کلید اصلی برق شبکه را قطع نموده و درب جعبه تقسیم را قفل نمائید.

3.       چنانچه امکان قفل کردن جعبه وجود نداشته باشد، با در آوردن فیوز جریان را قطع نمائید.

4.       در صورت امکان برچسب تعمیرات نیز زده شود.

5.       فقط برقکاران اجازه کار بر روی شبکه یا دستگاه ها را دارند.

6.       تمامی دستگاههای برقی باید دارای سیم ارت باشند.

7.       تمامی کابلهای معیوب باید تعویض شوند.

8.       از هر کابل فقط یک انشعاب گرفته شود.

9.       تمامی دستگاهها باید دو شاخه داشته باشند.

10.    برای تعمیر یک وسیله برقی حتماً باید دو شاخه آنرا در آورید.

11.    در کارهای برقی هیچگاه شانسی عمل نکنید.

12.    هیچگاه دو شاخه را با کشیدن کابل از پریز جدا نکنید.

13.    هرگز یک سیم برق را لمس نکنید.

14.    در زمان حفاری اگر به کابل برقی برخورد نمودید قبل از هر کاری به مسئولین اطلاع دهید.

15.    توجه داشته باشید که کار در زمین های مرطوب با وسایل برقی می تواند منجر به برق گرفتگی شود.

16.    فقط دستگاههایی که ولتاژ آنها کمتر از 25 ولت باشد ، خطر برق گرفتگی در آنها کاهش یافته است.

17.    کابلهای برق که در مسیر عبور و مرور وسائط نقلیه هستندرا حتماً باید از درون یک لوله یا چیزی شبیه آن عبور داد.

18.    برای هر دستگاه فیوز مناسب را استفاده نموده و فیوزهای سوخته را برای استفاده مجدد سیم پیچی نکنید.

19.    هیچگاه کابل دستگاهی که گیر کرده است را با فشار نکشید بلکه به آرامی آنرا رها کنید.

20.    توجه داشته باشید که آتش سوزی ناشی از برق را فقط باید با گاز یا پودر خاموش نمود ، استفاده از آب خطرناک است.

21.    در صورتی که قبل از شروع تعمیرات ، محیط ایمن سازی می‌شود باید پس از اتمام عملیات و برقرار کردن مدار ، علائم هشدار دهنده و بطور کلی تجهیزات ایمنی‌ سازی محیط برداشته شود .

نکته مهم : ورود سیم برق دارای جریان در آب به معنای رسانای محیطی در برابر جریان برق میباشد . تا زمین شدن و یا قطع شدن جریان از محل مذکور دور شوید خطر برق گرفتگی و مرگ را در پی دارد

 

روش صحیح CPR یا ماساژ قلبی

اقداماتی که برای نجات شخص برق گرفته می توان انجام داد عبارتست از :

1-      قطع مدار برق

2-      رها کردن شخص برق گرفته از مدار

3-      تنفس مصنوعی

4-      رساندن به پزشک

 

مرگ در اثر برق گرفتگی معمولاً نتیجه مستقیم دو چیز است :

 

  • بهم ریختن کار منظم قلب
  • متوقف شدن دستگاه تنفس

 

یک تماس جزئی با سیم یا وسایل برقی انسان را به سرعت نابود میکند و چنانچه مسیر برق گرفتگی از سمت چپ بدن یا از سمت سر باشد خطرناک تر است.

مسئله مهم در برق گرفتگی تنفس مصنوعی می باشد که باید در کمتر از 3 دقیقه پس از برق گرفتگی با انجام این کار جریان تنفس را به حالت عادی بازگردانیم.

مصدوم را به پشت بخوابانید و بلوز کار یا کت خود را تا کنید و با قرار دادن آن زیر شاته ، بطوری که سر به عقب کشیده شود ، پهلوی سر مصدوم قرار گیرید و تنفس مصنوعی و ماساژ قلبی انجام دهید.

نویسنده :مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                            



میکروکنتلر های Pic در رباتیک (نحوه عملکرد و کاربرد ) مهندسی برق_ الکترونیک

نکته :میکرو کنترلر ها کلا به پنج دسته تقسیم می شوند( یک 8051 دو pic سه avr چهار 6811 و پنج z8 )

عبارت PIC از سر کلمه های Programmable Interface Controller گرفته شده که به معنای کنترل کننده های ارتباطی برنامه پذیر است . این میکروکنترلرها ساخت کمپانی میکروچیپ می باشند که در ادامه به طور مختصر بر روی آنها بحث خواهد شد.

میکروکنترلرهای سری 10 : این نوع تراشه ها از نوع 8 بیتی و 6 پایه هستند که دارای امکاناتی نظیر مقایسه کننده های داخلی ، مبدل آنالوگ به دیجیتال ، اسیلاتور داخلی و قابلیت غیر فعال کردن پایه ریست ، امکان پروگرام کردن در مدار و . می باشند.

 حافظه برنامهء این میکروکنترلرها با حجم 250W تا 500W و حافظه داده آنها بین 16 تا 24 بایت (رم) طراحی شده است.

میکروکنترلرهای سری 12 : این نوع تراشه ها از نوع 8 بیتی و 8 پایه هستند که دارای امکانات بیشتری نسبت به سری 10 هستند . مبدل آنالوگ به دیجیتال ، مقایسه کننده داخلی ، تایمر WDT ، تایمر0 ، تایمر 1 با قابلیت استفاده از اسیلاتور LP خارجی ، اسلاتور داخلی ، غیر فعال کردن ریست ، امکان پروگرام کردن در مدار و . از امکانات تراشه های سری 12 می باشد .

حافظه برنامه این تراشه به صورت فلش و PROM و با حجم Kw 0.5 تا Kw 2 و حافظه داده آنها شامل 16 تا 128 بایت حافظه EEPROM و 25 تا 128 بایت حافظه قابل دسترس می باشد .

 

میکروکنترلرهای سری 14 ، 16 ، 17 و 18 : تراشه های 8 بیتی و دارای امکاناتی نظیر مبدل آنالوگ به دیجیتال ، مبدل دیجیتال به انالوگ ، MSSP ، تایمر 0 ، تایمر 1 ، تایمر 2 ، تایمر 3 ، تایمر 4 ، CCP ، WDT ، مقایسه گرهای داخلی ، PSP ، USART ، USB ، رگلاتور ولتاژ داخلی ، اسیلاتور داخلی ، امکان غیر فعال کردن ریست ، منابع وقفه متعدد ، راه انداز داخلی سون سگمنت ، امکان به کار گیری بوت لودر ، حالت پروگرام کردن در مدار ، LIN ، CAN و . هستند که هر تراشه با توجه به سری ساخت و همچنین برخی از مشخصات ، تعدادی از این امکانات را داراست (در رده بندی قدرت کاری ، ابتدا 18 ، سپس 17 ، 16 و 14 قرار دارند و به همین ترتیب امکانات داخلی نیز در سری 18 بیشتر است) .

تعداد پایه های تراشه ها نیز از 8 تا 100 پایه می باشد . حافظه برنامه تراشه ها نیز از KW 1 تا حدود KW 32 و در انواع فلش و . قابل دسترس است . حافظه های رم و EEPROM نیز در رنج های مختلف برای هر تراشه های هر سری وجود دارد .

فرکانس اسیلاتور قابل اتصال به تراشه نیز از 10 تا 48 مگا هرتز پیش بینی شده است .

میکروکنترلرهای سری 24 : تراشه های 16 بیتی هستند که علاوه بر دارا بودن بسیاری از امکانات داخلی گفته شده ، از امکانات داخلی نظیر ماژول ساعت – تقویم ، حافظه برنامه با حجم بالا ، رجیسترهایی با امکان دوبل شدن (32 بیتی) و . بهره می برند .

تراشه های سری DS : از نوع 16 بیتی و مخصوص پردازش دیجتال سیگنال ها (Digital Signal Processing) هستند که دارای قدرت فوق العاده و به همراه امکانات داخلی نظیر کانال های متعدد PWM هستند .

تراشه های سری rf : تراشه های 8 بیتی هستند که از از نظر امکانات همانند سری 12 می باشند ، با این تفاوت که به مجهز به ماژول فرستندهء UHF داخلی هستند که در فرکانس های 290 تا 930 مگاهرتز قابل دسترس هستند .

1- قابلیت برنامه نویسی با زبان سطح بالا که مشکلات کار با زبان ماشین یا اسمبلی را ندارد. به راحتی با زبان برنامه نویسی مشابه Basic می توان PIC را برنامه ریزی کرد.

2- سرعت اجرای بالای برنامه ها، زیرا برنامه ها به زبان ماشین در PIC بارگذاری شده اند و با سرعت بالایی اجرا می شوند.

3- سادگی و قیمت مناسب

4- برتری های PIC

5- مشخصات سخت افزاری

ما در اینجا بیشترPIC 16f84 را مورد بررسی قرار می دهیم که دارای 18 پایه می باشد و کاربرد وسیعی را دارد و 13 پایه به عنوان ورودی و خروجی در اختیار ما می گذارد.این تراشه دارای دو پورت A(5 pin) و B(8 pin) می باشد که بر حسب نیاز می توان آن ها را خروجی یا ورودی تعریف کرد.

انواع میکروکنتلر pic در رباتیک

 میکروکنترلرهای PIC از نظر نوع حافظه به 4 دسته تقسیم می شوند :

1- دارای حافظه از نوع Flash هستند : آی سی هایی که دارای حرف F هستند مانند 16F84

2- دارای حافظه از نوع EPROM هستند : آی سی هایی که دارای حرف C یا CE هستند مانند 16C84 -16CE625
3-دارای حافظه از نوع ROM هستند :آی سی هایی که دارای حرف CR هستند مانند 16CR84

4-دارای حافظه از نوع EEPROM هستند .

همچنین آی سی هایی که دارای حرف L هستند دارای رنج ولتاژ گسترده ای هستند .

نویسنده :مهندس افشین رشید 

کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                            



سنسور لیزری یا سنسور حفاظتی خطی (نحوه عملکرد و کاربرد ) مهندسی برق_الکترونیک 


سنسور های لیزری جزو یکی از دقیق ترین وسایل ابزار دقیق و اتوماسیون صنعتی می باشند
سنسورهای نوری لیزری
 جزء سنسورهای نوری محسوب میگردند ولی از پرتو نور لیزر جهت تشخیص جسم و یا حتی فاصله دقیق آن استفاده میکند .این سنسورهای در انواع گوناگون با خروجی دیجیتال یا آنالوگ تقسیم و دسته بندی میگردند که نمونه های تشخیص خطی نیاز به یک قسمت فرستنده و یک قسمت گیرنده میباشد و در مدل بازتابی به کمک یک قسمت آینه شکل پرتو لیزر به فرستنده باز تابانیده میشود و در مدلهای دیگر قسمت فرستنده و گیرنده در یک تجهیز قرار گرفته اند .

سنسورهای نوری لیزری جزء سنسورهای نوری محسوب میگردند ولی از پرتو نور لیزر جهت تشخیص جسم و یا حتی فاصله دقیق آن استفاده میکند .این سنسورهای در انواع گوناگون نظیر Through beam laser sensor , Reflective با خروجی دیجیتال یا آنالوگ تقسیم و دسته بندی میگردند که در نمونهای Through beam نیاز به یک قسمت فرستنده و یک قسمت گیرنده میباشد و در مدل Reflection به کمک یک قسمت آینه شکل پرتو لیزر به فرستنده باز تابانیده میشود و در مدلهای دیگر قسمت فرستنده و گیرنده در یک تجهیز قرار گرفته اند 

از سنسورهای لیزری در بسیاری از موارد که فاصله قابل توجه بین سنسور و جسم به همراه گرد و غبار و یا شرایط بد محیطی وجود دارد میتوان استفاده نمود.


عملکرد این گونه از سنسورها که مانند یک حفاظ واقعی ولی به صورت مجازی و موج گونه دیوار ها درب ها و پنجره ها را محافظت میکند.

این بیم گیر  یک حفاظ مجازی روی دیوار ایجاد میکند

و از طرفی این چشم ها همیشه با هم ارتباط دارند اگر این حفاظ و خط یک لحظه قطع شود و چشم ها هم را نبینند مدار NC باز میشود

و به مرکز کنترل یا همان گیر اطلاعات ارسال می شود.

(ضمنا این چشم ها با حرکت گربه و سگ یا حیوانات دیگر تحریک نمیشوند)


انواع سنسور لیزری

  • سنسورهای یک طرفه
  • سنسورهای رفلکتروی پلاریزه
  • سنسور دو طرفه
  • سنسور فاصله
  • سنسور یک طرفه با حذف اثر زمینه
  • کاربرد سنسورهای لیزری
  • آشکارسازی سوراخ ریز
  • کنترل ابزار کار
  • کنترل انحراف قطعه
  • آشکارسازی قطعات ریز
  • نویسنده :مهندس افشین رشید 

  • کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                                   





ترانزیستور IGBT در برق صنعتی  و الکترونیک (نحوه عملکرد و کاربرد ) مهندسی برق _ الکترونیک 

این قطعه الکترونیکی یک ترانزیستور دو قطبی است که در ورودی آن ها از Mosfet استفاده شده است و در واقع ترکیبی از ترانزیستور های دو قطبی (BJT) و (Mosfet) می باشد و با ترکیب مزایای آن دو یک المان برق صنعتی با سرعت سوئیچ بالا و جریان ورودی کم خلق شده است .

IGBT (ترانزیستور دو قطبی با گیت عایق شده)یک نیمه هادی جدید و کاملاً صنعتی است که از ترکیب دو نوع ترانزیستور BGT و MOSFET ساخته شده است بطوریکه از دید ورودی شما یک ترانزیستور MOSFET را می بینید و از نظر خروجی یک BGT . BJTها وMOSFETها دارای خصوصیاتی هستند که از نقطه نظرهایی یکدیگر را تکمیل می کنند.BJTها در حالت روشن (وصل) دارای تلفات هدایت کمتری هستند در حالیکه زمان سوئیچینگ آنها به خصوص در زمان خاموش شدن طولانی تر است. MOSFETها قادرند که به مراتب سزیعتر قطع و وصل کنند لیکن تلفات هدایت آنها بیشتر است . IGBT یک ترانزیستوری است که مزایایBGT و  MOSFET را با هم دارد مثل : 
*امپدانس ورودی بالا مثل MOSFET که باعث می شود که با انرژی کمی به حالت وصل سوئیچ می گردد.

(افت ولتاژ و تلفات کم مانندBJT )نظیر BJTها دارای ولتاژ حالت روشن(وصل )کوچکی است به عنوان مثال در وسیله ی با مقدار نامی 1000V ولتاژ حالت وصل(Von )در حدود 2 الی 3 ولت است. اسامی پایه ها هم از روی همان اسامی قبلی انتخاب شده G ازMOSFET و E , CازترانزیستورهایBJT.در نتیجه با این ترکیب ساده شما المانی را استفاده میکنید که دارای امپدانس بالای گیت و قابلیت تحمل ولتاژ بالا است.سرعت سوییچ کردن این نوع دارای محدودیت بوده بطور نمونه KHz 1 الی 50KHz که در کل بین دو نوع BJT و MOSFET قرار میگیرد. وبه خاطر امپدانس ورودی بسیار بالایی که دارد بسیار حساس می باشد و بیشتر در کوره های القایی برای تقویت دامنه ولتاژ استفاده می شود،ودر کل مورد استفاده این نوع ترانزیستورها بیشتر برای راه اندازی المانهای توان بالا می باشد.مهمترین و تقریباً تنها کارایی IGBT سوئیچینگ جریانهای بالا می باشد. igbt ترانزیستور سریعی در عملکرد است زمان قطع و وصل در آن در حدود 1 میکروثانیه می باشد. چون که زمان بازیابی در این ترانزیستور خیلی کم است در نتیجه این ترانزیستور در فرکانسهای بالا عملکرد مناسبی دارد.


کاربرد ترانزیستور igbt در الکترونیک و برق صنعتی

ترانزیستور دو قطبی با درگاه عایق‌شده یا IGBT (کوتاه شده عبارت انگلیسی Insulated gate bipolar transistor) جز نیمه هادی  قدرت بوده و در درجه اول به عنوان یک سوئیچ الکترونیکی استفاده می شود که در دستگاه های جدید برای بازده بالا و سوئیچینگ سریع استفاده میشود. این سوئیچ برق در بسیاری از لوازم مدرن از جمله خودروهای برقی، قطار، یخچال ها، تردمیل، دستگاه های تهویه مطبوع و حتی سیستم های استریو و تقویت کننده هااستفاده میشود. همچنین در ساخت انواع اینورترها،ترانسهای جوش و UPS کاربرد دارد.
  • نویسنده :مهندس افشین رشید 

  • کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                                   



مدارهای TTL (منطق TTL و ریز تراشه ها) در الکترونیک (نحوه عملکرد و کاربرد) مهندسی برق _الکترونیک



بسیاری از مدار های الکترونیکی مختلف منطقی به صورت مدار های مجتمع در سطح تجاری عرضه شده اند. متداول ترین خانواده ها از این قرارند: 
TTL - منطق ترانزیستور - ترانزیستور 
ECL - منطق کوپل امیتر 
MOS - منطق ف - اکسید - نیمه هادی 
CMOS - منطق ف - اکسید - نیمه هادی مکمل

TTL یک خانواده متداول است که سالها مورد استفاده بوده و به عنوان استاندارد تلقی می شود. ECL در سیستم هایی که به سرعت عمل بالا نیاز دارند ترجیح داده می شوند. MOS برای مدار هایی که نیاز به تراکم بالا دارند مناسب است و CMOS در سیستم های کم مصرف به کار می رود.

 


خانواده منطقی ترانزیستور - ترانزیستور گونه تکامل یافته تکنولوژی قدیمی تریست که در آن از دیود و ترانزیستور برای ساخت گیت پایه NAND استفاده می شده است. این تکنولوژی منطق دیود ترانزیستور (DTL) خوانده می شده است. بعد ها برای بهبود عملکرد مدار به جای دیود از ترانزیستور استفاده شد و نام خانواده جدید ترانزیستور- ترانزیستور گذاشته شد. 
علاوه بر نوع استاندارد TTL انواع دیگری از این خانواده عبارتند از TTL سرعت بالا -TTL توان پایین(یا کم مصرف)-TTL شوتکی -TTL شوتکی توان پایین و
منیع تغذیه مدار های TTL پنج ولت و در دو سطح منطقی 0 و 3.5 ولت می باشد

برای ساخت مدار های دیجیتال از منطق های مختلفی استفاده می نمایند.یکی از معروف ترین منطق ها که دارای سرعت بالایی هم هست منطق TTL می باشد این منطق توان مصرفی بالایی نیز دارد به دلیل استفاده از ترانزیستور های دو قطبی دارای جریان دهی بسیار خوب در طبقه خرجی (توتم پل) خود می باشد و همین جریان دهی بالا باعث بالا رفتن توان مصرفی هم هست.


مشخصات این منطق


جریان دهی بالا


استفاده از ترانزیستور های دو قطبی


سرعت بالا


توان مصرفی بالا

  • نویسنده :مهندس افشین رشید 

  • کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                                   


مقایسه ای بر ربات های سری و موازی ؛ نحوه عملکرد و کاربرد (مهندسی برق _ الکترونیک)


ربات های موازی : بازوهای موازی، سیستمی مکانیکی است که با استفاده از چند زنجیره پیاپی توسط کامپیوتر کنترل می‌شود که برای پشتیبانی از تک پلتفرم یا مجری نهایی است. شاید، بهترین بازوی موازی شناخته شده از شش عملگر خطی با پشتیبانی از شش پایه متحرک برای دستگاه‌هایی نظیر شبیه‌سازی پرواز باشد.

شاید بتوان گفت، لغت موازی، در نام‌گذاری این ربات‌ها ربط زیادی به شکل فیزیکی و ساختار مکانیکی آنها ندارد. چون اگر به شکل ظاهری آنها ربط می‌داشت، باید در تمامی ربات‌هایی که با نام موازی می‌شناسیم، اثری از موازی بودن دو عضو آن ربات می‌دیدیم؛ درحالی که اینگونه نیست. جریان از این قرار است که در گذشته مکانیزم رایج، همان مکانیزم سری بوده است. ولی بعد که این مکانیزم‌ها (که الان آن ها را با نام موازی می‌شناسیم) حضور پررنگ پیدا کردند، نام آنها را چیزی در مقابل نام سری، انتخاب کردند. لذا عنوان موازی، بیش از اینکه جنبه‌ی توصیف ظاهر این ربات ها را داشته باشد، عنوانی در مقابل سری، است. بازوهای موازی به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که هر زنجیره معمولا کوتاه، ساده و در نتیجه می‌تواند مقاوم در برابر حرکات ناخواسته در مقایسه با بازوهای پیوسته باشد. ویژگی دیگر این ربات‌ها این است که تمامی عملگرهای، روی بخش ثابت قرار دارند، درحالی که در ربات‌های سری، معمولاً هر عملگر روی بازوی مرتبط با خودش قرار دارد. این ربات‌ها، در مقایسه با ربات‌های سری، از صلب بودن بیشتری برخوردارند. حلقه‌ی سینماتیکی بسته‌ی این ربات‌ها، باعث می‌شود که حرکت‌های بسیار کوچک ناخواسته به حداقل خود برسند.

کاربردهای ربات های موازی :

عمده کاربردهای صنعتی از این دستگاه‌ها عبارتند از:

  • شبیه‌سازی پرواز
  • شبیه‌سازی اتومبیل
  • فرآیندهای کاری
  • ترازبندی فیبر نوری / فتونیک

همچنین در فرآیندهای زیر، پرکاربرد هستند:

  • سرعت و دقت بالا در مکان‌های محدود مانند مونتاژ برد مدار چاپی
  • بازوهای میکرو نصب شده بر روی مجری نهایی بزرگتر اما بازوهای پیوسته آهسته‌تر
  • سرعت و دقت بالا در دستگاه‌های فرز


ربات های سری ؛ نحوه عملکرد و کاربرد

این ربات ها فرآیندهای پیچیده تخلیه قالب را با استفاده از انبرهای متنوع و حرکات چرخشی و قابل برنامه ریزی را انجام می دهند . شش محور موجود در این نوع ربات ها باعث ایجاد انعطاف پذیری بسیار بالایی می شوند و در جاهایی که ربات های خطی قابل استفاده نیستند مورد استفاده قرار می گیرند .

ربات های صنعتی برای شرایط محیطی خاص و عملکردهای پیوسته طراحی شده اند – برای مثال برای اجزایی که بدنه آن ها نیاز به جوشکاری دارد .

درایوهای سروو با دینامیک ( پویایی ) بسیار بالا ، گیریبکس های بسیار دقیق که با سیستم کنترلی هوشمند همگام شده اند ، باعث عملکرد بسیار دقیق این نوع ربات ها می شوند . این بدان معناست که این نوع ربات ها بهترین و مناسب ترین اتوماسیون برای کاربردهای بسیار خاص مشتری می باشد .

بهترین شریک برای تمامی کاربردها

طبق درخواست مشتریان ، آپشن های مربوط برای ادغام با سیستم برای ربات انتخاب می گردند . سری IR   بهترین راه حل برای نیاز های گسترده اتوماسیون مشتریان خاص می باشد .

مزیت این ربات ها برای مشتریان :

  • اتوماسیون چند منظوره
  • ربات کم جا و بهینه برای انواع ماشین تزریق پلاستیک
  • اپراتوری آسان
  • قابلیت ادغام با تجهیزات جانبی متعدد
  • گیره های انعطاف پذیر
  • ادغام ربات های صنعتی با ماشین های قدیمی کراسمافای و دیگر تولید کنندگان
  • نویسنده :مهندس افشین رشید 

  • کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                                   






رباتیک و  MOS ؛ منطق تراشه های MOS در رباتیک (مهندسی برق _ الکترونیک )

نکته: MOS برای مدار هایی که نیاز به تراکم بالا دارند مناسب است و CMOS در سیستم های کم مصرف به کار می رود.

منطق ف اکسید-نیمه هادی (MOS) یک ترانزیستور تک قطبی است که به جریان یک نوع حامل الکتریکی وابسته است. این حامل ها ممکن است الکترون (در نوع کانال n )یا حفره (در نوع کانال p) باشند. این، بر خلاف ترانزیستور دو قطبی به کار رفته در گیت های TTL و ECL است، که در حین عملکرد هر دو نوع حامل در آن وجود دارند. یک MOS کانال P را PMOS و یک MOS کانال N را NMOS می نامند. معمولاً در مدارهایی که فقط یک نوع ترانزیستور MOS وجود دارد از NMOS استفاده می شود.

در تکنولوژی MOS هر دو نوع ترانزیستور PMOS و NMOS که به شکل مکمل در تمام مدارها بسته شده اند بکار رفته است. 

MOS یا ماسفت کاهشی

ساختار این گونهٔ ترانزیستورِ MOS، همانند ساختار ترانزیستورهای افزایشی است، تنها با این تفاوت که هنگامِ ساخت آن، کانال را، به وسیلهٔ یک نوار از جنس سیلیسیم، میانِ سورس و درین تعبیه می‌کنند. از این رو، اگر اختلاف پتانسیل میان آن دو اعمال شود، جریانی از سورس به درین خواهیم داشت؛ هرچند که ولتاژ اعمال شده به گیت صفر باشد.


  • نویسنده :مهندس افشین رشید 

  • کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                                   





بورد های رباتیک و منطق تراشه های امیتر کوپل(ECL) نحوه عملکرد و کاربرد مهندسی برق _الکترونیک

خانواده منطقی امیتر کوپل(ECL):خانواده دیگری که از ترانزیستور های دوقطبی استفاده می کند،منطق امیتر کوپل پایه نام دارد؛ این خانواده از ترانزیستورهایی استفاده می کند که امیتر آنها به یکدیگر متصل شده اند. این ساختار( امیتر های متصل به هم) که زیر بنای مدارهیECL است ،در مدار های آنالوگ همانند تقویت کننده تفاضلی نیز نقش یک سوئیچ جریان آنالوگ را بازی می کند. ترانزیستورهای مع کننده خروجی در خانواده ECL استفاده نمی شود. 

در این خانواده ترانزیستورها فقط در نواحی فعال مستقیم وقطع کار می کنند و وارد ناحیه اشباع نمی شوند؛ برخلاف زیر خانواده های شاتکی ترانزیستور های استفاده شده درخانوادهECL از نوع شاتکی نیستند.باتوجه به اشباع نشدن ترانزیستورها در ECL نیازی به مدارهای اضافی برای تسریع مدارهای بالابر یا پائین بر نیست ومدارها ساده تر هستند . مشخصات مربوط به خروجی دهی وسرعت سوئیچ کردن در خانواده ECL نسبت به خانواده TTL بهتر است ؛به طوری که زمانهای تاخیر در این گیت حدود1nsec فرکانس کاری بیشتر از1GHz است ودر قبال این ویژگی ها ، توان مصرفی افزایش می یابد؛ در واقع افزایش توان مصرفی 25 ،هزینهای است که باید به منظور افزایش سرعت و خروجی دهی پرداخت. همانطور که می بینیم ،سوئینگ منطقی درECL ، نسبت به زیر خانواده های TTL کمتر است . 


سوئینگ منطقی کوچک به همراه استفاده از زوج ترانزیستورهای امیتر کوپل ومنبع جریان ثابت وعدم استفاده از طبقه خروجی Totem-Polo ،جریانهای سوزنی را حذف کرده وحساسیت کمتری در مقابل نویز ایجاد می کند

کاربرد ECL

بزرگترین مزیت ECL نسبت به دو قطبی تراکم بالای مدارها در بسته بندی، ساده بودن تکنیک ساخت و عملکرد مقرون به صرف آن بدلیل مصرف توان کم است.
بعلت مزایای بی شمار، مدارهای مجتمع انحصاراً در تهیه انواع قطعات لازم در طراحی سیستم های کامپیوتر به کار می روند. برای درک سازمان و طراحی کامپیوترها، آشنایی با انواع قطعات و اجزاء بکار رفته در مدارهای مجتمع اهمیت دارد. به این دلیل این اجزاء مجموعه ای از واحدهای عملیاتی دیجیتال را فراهم می کنند که در طراحی کامپیوترهای دیجیتال بعنوان بلاک های ساختمانی اصلی (پایه) به کار می روند.

  • نویسنده :مهندس افشین رشید 

  • کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                                   




کنتور چیست ؟؟ انواع کنتور در برق ساختمان نحوه عملکرد و کاربرد (مهندسی برق _ الکترونیک)

کنتور چیست :(برق ساختمان _برق صنعتی)

کنتور وسیله ای است که مقدار انرژی الکتریکی را اندازه گیری می کند و بر حسب کیلو وات ساعت (ژول) نشان می دهد.

واحد اندازه گیری :

معمولاً واحد اندازه گیری در کنتور کیلووات ساعت (kwh) می باشد که برابر است با مقدار انرژی استفاده شده توسط یک بار یک کیلو واتی در طی یک ساعت یا ۳۶۰۰۰۰۰ ژول. بعضی از شرکتها نیز از واحد مگا ژول استفاده می کنند. توان راکتیو نیز با واحد کیلو وار ساعت(kvarh) اندازه گیری می شود.

اساس کار کنتور چیست?

نحوه نصب کنتور تکفاز در مدار چگونه است ؟

انواع کنتور کدامند ؟

کنتور های پیشرفته چگونه کار می کنند ؟

کنتور ها بر اساس نیروی الکترومغناطیس عمل می کنند . می دانیم که اگر از یک سیم پیچ جریان برق بگذرد در اطراف آن  میدان ایجاد می شود.

 

اساس کار کنتور چیست ؟

کنتور ها بر اساس نیروی الکترومغناطیس عمل می کنند . می دانیم که اگر از یک سیم پیچ جریان برق بگذرد در اطراف آن یک میدان مغناطیسس ایجاد می شود که شدت و جهت این میدان به جریان عبوری از سیم پیچ بستگی دارد. در کنتور های تکفاز دو دسته سیم پیچ وجود دارد که یکی از آنها دارای تعداد دور کم و قطر بیشتر نسبت به دیگری است. سیم پیچ ضخیمتر با دور کمتر را سیم پیچ جریان و دیگری را سیم پیچ ولتاژ می نامند.

 

نحوه نصب کنتور تکفاز در مدار چگونه است ؟

سیم فاز را به سر سیم پیچ جریان وصل نموده و از سر دیگر آن فاز را می گیرند . و دو سر سیم پیچ ولتاژ را به فاز و نول وصل می کنند . زمانی که مصرف کننده ای به کنتور وصل می شود جریان از سیم فاز و نول می گذرد . بعبارت دیگر جریان مصرف کننده از سیم پیچ جریان می گذرد و در آن یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند . سیم پیچ ولتاژ که همیشه به برق وصل است و دارای یک میدان مغناطیسی ثابت است که مقدار آن هیچ ارتباطی به مصرف کننده متصل شده به کنتور ندارد . این دو میدان مغناطیسی بر هم اثر کرده و سبب ایجاد نیروی حرکتی در صفحه آلومینیومی درون کنتور می شود . سرعت حرکت این صفحه با جریان مصرف کننده رابطه مستقیم دارد . این حرکت توسط یک محور و چرخ دنده به یک شماره انداز یا نمراتور ارتباط دارد و بر اساس گردش آن شماره ها زیاد می شود . این شماره ها بجز رقم اول میزان کارکرد کنتور یا همان مصرف انرژی الکتریکی را بر حسب کیلو وات ساعت نشان میدهند .البته درون کنتور قطعات دیگری هم نظیر : آهنربای سرعت گیر و پیچهای تنظیم و … وجود دارند که ما از توضیح آنها صرف نظر کرده ایم .

انواع کنتور کدامند ؟

برای مصارف خانگی دو نوع کنتور تکفاز و سه فاز بطور عام وجود دارند که در دسته بندی کنتورها به نوع اکتیو معروفند . اما در مصارف صنعتی می توان به کنتورهای راکتیو و کنتورهای دو تعرفه اشاره کرد.

کنتورها متناسب با حجم و دقت مورد نظر در انواع مختلف جابجایی و توربینی طراحی میگردند. کنتورهای جابجایی حجم گاز را به حجم های ثابتی تقسیم نموده و در واقع میتوان گفت حجم گاز را به صورت پیمانه ای اندازه گیری می نمایند و خود با اشکال:

 

– کنتور رفت و برگشت پیستونی

– کنتور مرطوب

– کنتور دیافراگمی

– کنتور پره های چرخان

– کنتور روتوسیلی

ارایه می گردند .

  • نویسنده :مهندس افشین رشید 

  • کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                                   



انواع نویز و پارازیت (حرارتی  _ پاپکورن _ اتصالی _ ضربه ای ) نحوه ایجاد و عمکرد (مخابرات) مهندسی برق _الکترونیک

نویسنده مهندس افشین رشید

نکته :در علوم مخابرات با ایجاد امواج نویز و پارازیت های زیر میتوان انواع سیگنال های دلخواه را زمین نمود.(تصویری _ راداری _صوتی _دیتا)

نویز حرارتی یا نویز سفید(White Noise) :

نویز حرارتی، همانطوری که از نامش مشخص است  از حرکت تصادفی حامل‌های باردار در یک محیط رسانا که دمای بالاتر از صفر مطلق دارد، ناشی می‌شود.سرعت این حرکت با افزایش دما زیاد می‌شود. به این نویز، نویز سفید نیز گفته می‌شود زیرا همانطوری که نور سفید مخلوطی از تمام طول موج ها است نویز حرارتی نیز طیف وسیعی از فرکانس را در خود جای داده است.


نویز اتصالی(flicker or 1/f Noise) :

نویز اتصالی ناشی از تغییر ضریب هدایت می‌باشد که در اثر اتصال غیر کامل بین دو ماده به وجود می‌آید. این نویز در هرجایی که دو هادی به هم متصل شده باشندبه وجود می‌آید؛ مثل سوییچ‌ها، کنتاکت‌های رله و یا در ترانزیستور و دیود به دلیل اتصال غیر کامل رخ می‌دهد. به نویز اتصالی و به دلیل نسبت عکس فرکانسی‌اش، نویز 1/f یا نویز فرکانس پایین نیز می‌گویند زیرا در فرکانس بالا مقدار کمی دارد.

باید توجه کرد که مقدار نویز اتصالی در فرکانس‌های کم به دلیل مشخصه مع آن، خیلی زیاد می‌شود. نکته مهم این است که اکثر تئوری های نویز اتصالی در فرکانس کم ثابت می‌شوند. همچنین بدلیل مشخصه مع فرکانسی نویز اتصالی در فرکانس‌های پایین معمولا مهمترین منبع نویز است.


نویز ضربه‌ای(Shot Noise):

نویز ضربه‌ای موقعی به وجود می‌آید که جریان گذرنده از یک المان حول یک مقدار متوسط کم و زیاد شود و نوسان پیدا کند که علت آن صدور نامرتب الکترون هاست. این نویزدر لامپ خلا و در نیمه هادی‌ها وجود دارد. در ترانزیستور نویز ضربه‌ای ناشی از نفوذ حامل‌ها از بیس ترانزیستور و به وجود آمدن و دوباره ترکیب شدن جفت الکترون و حفره می‌باشد.

نویز پاپکورن:

این نویز، نویز انفجاری (burst noise)  هم نامیده‌ می‌شود. برای اولین بار در دیود‌های نیمه هادی کشف شد و در مدارات مجتمع نیز وجود دارد. نویز پاپکورن ناشی از نقص ساخت کارخانه‌ای بوده و می‌توان با روش‌های پیشرفته در ساخت المان‌ها، آن را حذف نمود. این نویز در اثر نقص اتصال نیمه هادی، و معمولا به دلیل کثیف بودن ف به وجود می‌آید. نویز پاپکورن به صورت انفجاری بوده و موجب تغییرات تصادفی در سطح ولتاژ نویز حرارتی می‌شود.


نویز‌های غیرذاتی یا خارجی:

منشاء نویز‌های غیر ذاتی در خارج از مدار قرار دارند در واقع در این حالت مدار مثل یک آنتن گیرنده عمل می‌کند به همین خاطر این نوع نویز را با اصطلاحاتی چون سیگنال‌های فرعی(Extraneous Signal)، سیگنال‌های مزاحم (Spurious Signal) یا آشفتگی و اخلال(Perturbations)  نیز می‌شناسند.

  • نویسنده :مهندس افشین رشید 

  • کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                                   




آشنایی با انواع سیگنال نویز؛ پارازیت  و کانال AWGN (مخابرات) مهندسی برق _ الکترونیک


نویز یعنی سیگنال ناخواسته که به ۳ دسته اصلی تقسیم می شوند :
۱- Background Noise ( نویز زمینه )
۲- Modulated Noise ( نویز نوسانی )
۳- Interference Noise ( نویز مزاحم )

بیشتر بحث درباره گزینه سوم می باشد که همانند یک سیگنال این امواج منتشر می شوند و سیگنالهای دریافتی ما را پوشش می دهند به نحوی که باعث بهم ریختن سیگنال اصلی می شوندشکل زیر تاثیرپذیری سیگنال سالم توسط نویز را نمایش می دهد .

در زیر دسته بندی دقیق تری از نویز را داریم :

- Backgroud and system noise ( تاثیرات داخلی سیستم یا نویز زمینه )
- Earth thermal noise ( تاثیرات حرارتی یا گرمایی زمین بر ماهواره )
- Free space lose ( از دست دادن سیگنال توسط فضا و جو )
- Rainfade ( تاثیرات بارانی بر روی ماهواره )
- Terrestrail Interference ( امواج رادیویی یا میکرو ویو مزاحم ) 
- ( Solar outage ( sun transit , solar interference ( تاثیرات خورشیدی بر روی ماهواره )

این امواج زمینی رادیویی یا میکرو ویو نامیده می شوند که همانند سیگنال از برج رادیویی فرستاده می شوند و روی سیگنالهای اصلی دیجیتال سوار می شوند و باعث می شوند اختلال امواج گردد . معمولا microwave tower ها یا این برجها در محلهای بلند شهر نصب می شوند 


نویز‌های ذاتی یا داخلی :

این نوع نویز در داخل مدار تولید می‌شودو وابسته به ماهیت فیزیکی مدار هستند. این نوسانات همیشگی و غیر قابل اجتناب هستند، از مهمترین ویژگی‌های نویز‌های ذاتی تصادفی بودن آن‌هاست به این معنی که ما قادر به پیش‌بینی دامنه نوسنات ولتاژ و جریان نیستیم و مجبوریم یک توصیف آماری برای آن بیان کنیم.


ضررهایی که این امواج هنگام ارسال ایجاد می کنند

۱- تداخل در سیستم هدایت هواپیما
۲- تداخل در سیستم گیرندگی و فرستندگی کلیه دستگاههای ارتباطی ؛ ماهواره ای مخابراتی؛ راداری و امواج دیجیتال تصویری 

نحوه عملکرد نویز و پارازیت بر روی امواج ارتباطی و محیطی
مواج رادیویی را میتوان متفاوت بار دار کرد، سیگنالهای الکترونیکی قابلیت حمل هر نوع باری که بتوانند از طریق امواج رادیویی در هوا به حرکت در آیند و برای هدفهای متفاوتی بکار گرفته شوند، را دارند. امواج پارازیتی بدون ضرر وجود ندارد و در اساس نیز برای به هم زدن تعادل بکار گرفته میشود و مادام که پخش میشوند، بر روی هر رسانایی، از جمله بدن انسان، آب و موجودات می نشینند و عکس العمل نشان میدهند. امواج تنها در مسافت معیینی نمی مانند و در برخورد با کوهها، آبها ، ساختمانها، شیروانیها، آینه ها، وسایل نقلیه و . میتوانند چند بار تکرار و تا مسافتهای طولانی باز پخش شوند.


مقابله با نویز و پارازیت با کانال AWGN و BSC در مخابرات و امواج دیجیتال و راداری

الگوریتمی مبتنی بر تئوری آنتروپی، طراحی و پیشنهاد می گردد که قادر است انواع کدینگ بلوکی و کانولوشنال را تشخیص دهد. نتایج شبیه سازی الگوریتم پیشنهادی نشان می دهد این الگوریتم قادر به تشخیص نوع کدینگ در کانال های نویز سفید گوسی جمع شونده (AWGN) با حداقل نسبت سیگنال به نویز 3dB، کانال دودویی متقارن (BSC) با احتمال خطای کمتر از 0.1 و کانال دودویی دارای پاک شدگی (BEC) با احتمال خطای کمتر از 0.2 می باشد.

  • نویسنده :مهندس افشین رشید 

  • کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                                   





(تکنیک پالس) یا طراحی مدارهای پالس (Pulse Circuits)  مهندسی برق _ الکترونیک 

نکته: تکنیک پالس، یا مدارهای پالس  بررسی خروجی مدارات با دریافت سیگنال پالس است.

مدار پالس یا مدار دیجیتال : مدار الکتریکی شامل یک مقاومت، یک سلف و یک خازن است که به صورت موازی یایا سری  به هم متصل شده‌اند. RLC متشکل از مقاومت، سلف  و خازن است که نماد معمول برای مقاومت، سلف و خازن هستند. مدار RLC همانند مدار LC یک مدار نوسان  است. حضور مقاومت، دامنه نوسانات مدار را در طول زمان به تدریج کاهش می‌دهد مگر آنکه آن را با یک منبع، ثابت نگاه داریم.

این مدار کاربردهای زیادی دارد. مثلاً درگیرنده های رادیویی و مدارهای تشدیدگر به کار می‌رود. همچنین از این مدار می‌توان به عنوان فیلتر بالاگذر یا فیلتر پایین گذر یا فیلتر میان گذر استفاده کرد. مدار RLC نوعی مدار درجه دوم است که برای تحلیل آن باید یک معادله دیفرانسیل درجه دو را حل کرد. این مدار را می‌توان با توپولوژی‌های مختلفی بست از جمله این که همه عناصر (قطعات) در آن سری باشند یا همه المان‌ها موازی باشند که این دو حالت از ساده‌ترین حالت هاست.

مدارهای LC 

مدار ال‌سی (LC circuit) یا مدار مخزنی که گاه به آن مدار تانک گفته می‌شود مداری است که شامل سلف و خازن است. از این مدار می‌توان به عنوان رزوناتور استفاده کرد که در فرکانس رزوسانس تشدید می‌کند.

این مدار در الکترونیک مانند سیستم جرم و فنر در مکانیک است. همان طور که در اینجا مقاومت وجود ندارد، اگر در آن سیستم هم اصطکاک وجود نداشته باشد، فنر دائما نوسان می‌کند و انرژی متناوبا به صورت جنبشی و پتانسیل در می‌آید. در اینجا هم انرژی متناوبا در سلف و خازن ذخیره می‌شود.

  • نویسنده :مهندس افشین رشید 

  • کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                                   





توان اکتیو و راکتیو در الکترونیک و برق به چه معنا است ؟ (مهندسی برق _الکترونیک)


توانی که از شبکه کشیده می شود توان راکتیو نام دارد . این توان در مقاومت بیشترین مقدار خود را دارد . توانی که در یک مدار سلفی خالص بین سلف و شبکه تبادل می شود توان راکتیو است . این توان برای انجام کار سلف ضروری است اما با زگشت آن به شبکه بار ان را زیاد می کند . 

منظور از توان راکتیو چیست ؟ 

در مصرف کننده هایی که بین ولتاپ و جریان آنها اختلاف فاز وجود دارد توان دارای دو مقدار مثبت و ومنفی است . به این معنی که مصرف کننده گاهی از شبکه توان می کشد و گاهی به آن توان می دهد . این موضوع سبب ایجاد توان راکتیو می شود . ار آنجایی که در این مصرف کننده ها امکان صفر کردن اختلاف فاز ممکن نیست نتیجه این می شود که توان راکتیو را نیم توان از بین برد . 

آیا توان راکتیو لازم است ؟ 

آری زیرا ماهیت کار این وسایل داشتن توان راکتیو است . مثلا در یک الکتروموتور نمی توان بدون توان راکتیو نیروی الکتروموتوری ایجاد نمود . 

توان راکتیو برای شبکه مفید است یا مضر ؟ 

این توان سبب اضافه شدن جریان شبکه و در نتیجه افزایش تلفات توان در مسیر سیم کشی بصورت حرارت می شود . 

انواع توان راکتیو کدامند ؟ 

در الکتریسته دو عنصر خازن و سلف توان راکتیو ایجاد می کنند پس در نتیجه توان راکتیو دارای دو نوع سلف و خازنی است . 

آیا می توان مقدار توان راکتیو یک شبکه را کاهش داد بدون اینکه مصرف کننده دوچار اخلال شود ؟ 

بله برای این منظور کافی است توان راکتیو مورد نیاز مصرف کننده را از راهی غیر از شبکه تامین نمود . به این منظور با توجه به ماهیت سلف و خازن که عکس هم عمل میکنند کافی است برای کاهش توان راکتیو خازنی از توان راکتیو سلفی استفاده کرد و برعکس . از انجائیکه بیشتر مصرف کننده های یک شبکه از نوع سلفی می باشند می توان با استفاده از بانک خازنی به این مهم دست پیدا کرد . 
  • نویسنده :مهندس افشین رشید 

  • کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



در یک سلف خالص در مدار  توان انرژی الکتریکی یا ظرفیت هانری چگونه است؟؟ (مهندسی برق _الکترونیک )
نکته: ظرفیت داخلی سلف هانری میباشد . با تغییر ظرفیت داخلی سلف دچار مشکل شده و سیستم رانیز با مشکل مواجه میشود .

در جریان dc سلف فقط در حین قطع و صل جریان از خود عکس العمل نشان می دهد اما ÷س از جاری شدن جریان همانند یک مقاومت سیمی عمل می کند . اما در جریان ac سلف مطابق قانون لنز در برابر تغییرات جریان یک نیروی ضد محرکه ایجاد می کند که خود را بصورت عکسالعملی در برابر تغییر جریان نشان می دهد . بنابراین در سلف جریان و ولتاپ همفاز نبوده بلکه جریان 90 درجه نسبت به ولتاژ ÷س فاز است . این موضوع در توان یک سلف خود را بصورت توانهای مثبت و منفی نشان می دهد .بعبارت دیگر سلف در یک سیکل از جریان یا ولتاژ دارای دو سیکل بوده که در این دو سیکل هنگام توان مثبت از شبکه بار می شود و در توان منفی به شبکه انرژی پس می دهد . 

با این اوصاف سلف در مدار توان مصرفی ندارد این موضوع را چگونه توضیح می دهید ؟ 

در حالت تئوری محض این قضیه کاملا درست است و وفقط در زمان اتصال مدار سلف از شبکه جریان می کشد . اما در عمل اتفاقی که روی می دهد اتلاف انرپی در مسیر عبور جریان به سلف است . به این معنی که سلف بخشی از توانی را که می خواهد به شبکه پس بدهد بصورت حرارت در مسیر عبور آن هدر می دهد . 

چرا از سلف در مدارات استفاده می شود ؟ 

هیچگاه در برق تفکیک الکتریسیته از مغناطیس امکان پذیر نیست . هر جا الکتریسته وجود دارد ردی از مغناطسی هم وجود دارد . همچنین در تمامی وسایلی که در آنها از سیم پیچ استفاده می شود ( مانند الکتروموتورها – مولدها و ترانسها ) اثر سلفی مدار وجود دارد . نمی توان کار دستگاههای ذکر شده را بدون تصور خاصیت سلفی ممکن دانست . پس سلف و خاصیت آن را نمی توان از بین برد 
  • نویسنده :مهندس افشین رشید 

  • کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                                   




ربات‏‌های ماژولار یا خودتنظیم مجدد (رباتیک) مهندسی برق _ الکترونیک 



ربات‏‌های ماژولار خودتنظیم مجدد: این ربات‌ها، ماشین‌‏آلات حرکتی مستقل با ریخت متغیر هستند. فراتر از عملکرد‏های معمول، سنجش و کنترل معمولا در ربات‌‏های ریخت-ثابت پیدا می‌شوند. این ربات‏‌ها، همچنین قادر به تغییر عمدی شکل خود توسط بازچینی اتصالات قسمت‏‌های مختلف، جهت سازگاری با شرایط و انجام دادن وظایف جدید یا بهبودبخشی آسیب‌‏ها هستند.
برای نمونه، رباتی را درنظر بگیرید که ساخته‌شده از اجزایی است که به شکل کرم مانند از طریق لوله‌ای باریک حرکت می‌کند و برای عبور از زمین‌های ناهموار، ساختار خود را به شکل عنکبوتی تغییر داده تا به راحتی بتواند موانع موردنظر را منطبق با تحلیل ساختاری زمین، پشت سر بگذارد.

واحد ماژول پایه: ماژول‏‌هایی که می‌‏توانند دو اتصالات یا بیشتر برای اتصال چندگانه با هم داشته باشند. می‏‌توانند شامل الکترونیک‏‌ها، حسگرها، پردازنده‌‏های کامپیوتر و منابع تغذیه باشند. همچنین شامل فعال‏‌کننده‏‌هایی که برای دستکاری محل پیرامون خود و در ارتباط با عناصر دیگر هستند، مورد استفاده قرار گیرد. 
طبقه‌بندی معماری: این سیستم‌ها را می‌توان به طور کلی به چند گروه معماری با استفاده از آرایش هندسی، تقسیم نمود. سیستم‌ها دارای خصوصیات چندترکیبی نیز هستند.
o معماری شبکه‌‏ای: ۱۲ ماژول سیستم‏ شبکه‏ای مشابه، در واحدهای میکرو با یکدیگر در شبکه متناظر و نقطه‏های الحاقی، مونتاژ می‏شوند. 
o معماری زنجیره‌ای: از شبکه مجازی نقاط اتصالی، برای واحدهای خودش، استفاده نمی‌کند.
o معماری ترکیبی: از مزیت‌های دو نوع قبلی استفاده می‌کند. کنترل و مکانیزم آن براساس خودتنظیم شبکه‌ای طراحی شده است، اما همچنین اجازه می‌دهد به هر نقطه‌ای از فضای موردنظر دسترسی داشته باشد.

  • نویسنده :مهندس افشین رشید 

  • کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


                                   




اسیلاتور سه فاز ( نحوه عملکرد و کاربرد ) مهندسی برق _الکترونیک


همان طور که در مدار دیده می شود، این مولد از سه طبقه ی ترانزیستوری تشکیل یافته که به صورت متوالی به هم وصل شده اند. هر کدام از این طبقات ترانزیستوری روی پایانه های بیس خود یک مدار ثابت زمانی مقاومت-خازنی» (RC-Timing Constant) شامل یک مقاومت 10 کیلواهمی و یک خازن یک میکروفارادی دارند.

وظیفه ی اساسیِ این مقاومت و خازن ایجاد اثر تاخیریِ لازم برای تولید 3 سیگنال با اختلاف فاز 120 درجه ای نسبت به هم است.

هنگامی که کلید دستگاه را زده و آن را روشن می کنیم، به نظر می رسد که مدار قفل می شود و هیج حرکتی در آن به وجود نمی آید، اما به دلیل این که هیچگاه ظرفیت همه ی خازن ها نمی تواند دقیقاً و 100% با هم برابر باشد، یکی که اندکی ظرفیت اش پایین تر از بقیه است، زودتر پُر می شود و استارت شروع توالی کار مدار را از طریق ترانزیستور مربوطه اش می زند.

بیایید فرض کنیم به خاطر ضریب خطای خازن ها و یکسان نبودن مقدار ظرفیت آنها، خازن متصل به بیسِ ترانزیستور میانی پیش از همه شارژ شود. این امر سبب می شود که ترانزیستور وسطی پیش از بقیه ی ترانزیستورها به حالت هدایت برود و در این لحظه، بیس ترانزیستور سمت راست را به زمین مدار وصل کند و مانع هدایت آن شود (مسیر کلکتور-امیتر باز می ماند). اما در همین زمان خازن روی بیسِ ترانزیستور سمت چپ یا سمت راست در حال شارژ شدن هستند. این شارژ، وقتی به مقدار لازم رسید، ترانزیستور میانی را وادار به قطع شدن می کند. قطع شدن این ترانزیستور موچب هدایت ترانزیستور سمت راست خواهد شد.

این روند کشمکشی (Push-Pull) به زنجیره ای از توالی ها و تکرارهای منظم در هدایت و قطع ترانزیستورها منجر می شود که حاصل آن پیدا شدن سیگنال هایی با یک الگوی سه فاز روی کلکتور ترانزیستورها است. با توجه به منحنیِ تدریجیِ پر و خالی شدن خازن ها، سیگنال های حاصل سینوسی خالص خواهند بود.

مقاومت 2/2 کیلواهمی که در نقشه با رنگ قرمز مشخص شده است، در تولید و توالی و تاخیرِ سیگنال های 3 فاز نقش حیاتی دارد و بدون آن مدار از کار خواهد افتاد. ممکن است لازم باشد مقدار آن را در مدارتان مقداری کمتر یا بیشتر بگیرید.

همان گونه که پیش از این گفته شد، درجه ی اختلاف فازِ میان سیگنال های تولید شده را می توان با تغییر دادن مقدار RC روی بیسِ ترانزیستورها کم و زیاد کرد. اختلاف فاز میان خروجی ها با مقادیر داده شده روی نقشه 120 درجه خواهد بود.

(کاربرد اسیلاتور ۳ فاز)

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های اسیلاتور ۳ فاز ، پایداری فرکانسی» (Frequency Stability) آن است. این قابلیت به این معنی است که اگر بار اسیلاتور تغییر کند، فرکانس نوسان موج سینوسی در خروجی اسیلاتور ثابت باقی خواهد ماند. می‌توان پایداری اسیلاتور را با اتصال سری سه یا چهار طبقه مدار RC، بهبود بخشید. 


در حالت کلی، اسیلاتور‌های RC پایدار هستند و در خروجی خود شکل موج سینوسی تولید می‌کنند. فرکانس نوسان در این اسیلاتورها، با نسبت ۱RCمتناسب است. اگر از خازن متغیر استفاده شود، این اسیلاتور‌ها بازه فرکانسی وسیعی را پوشش می‌دهند. هرچند، اسیلاتور‌های RCپهنای باند محدودی دارند و معمولا در فرکانس‌های بالا قابلیت ایجاد جابجایی فاز مطلوب را دارند؛ بنابراین از این اسیلاتورها، در فرکانس‌های نسبتا بالا استفاده می‌شود.

  • نویسنده :مهندس افشین رشید 

  • کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران




روابط فازوری برای تحلیل مدارات الکتریکی ( مهندسی برق _الکترونیک)


فازور به طور گسترده در تحلیل مدارهای  ACمورد استفاده قرار می گیرد.
روابط ریاضی فازور ها مانند بردار ها است. همان طور که صفحه مختصات، بردار را با دو مشخصه x و  yتقسیم می کند، فازور ها در حوزه اعداد مختلط با دو مقدار حقیقی و موهومی مانند  V=x+iyمشخص می شوند. که در رابطه بیان شده   Vفازور ولتاژ،  xمقدار حقیقی و  yمقدار موهومی است.

تعریف دیاگرام فازور

دیاگرام فازور یک روش بصری برای مقایسه اندازه و رابطه جهت‌دار بین دو یا چند کمیت متناوب است.

دو شکل موج سینوسی با فرکانس برابر، ممکن است اختلاف فاز داشته باشند. این اختلاف فاز، نمایانگر اختلاف زاویه‌ای بین دو شکل موج است. همچنین واژه‌های تاخیر» (Lag) و تقدم فاز» (Lead) و عبارت‌های هم‌فاز» (In-Phase) و غیر هم‌فاز» (Out-Of-Phase) برای نشان دادن رابطه بین دو موج به کار می‌روند.

فازور یا فِیزور یکی از مهمترین ابزارهای تحلیل مدارهای RLC در حضور منابع ولتاژ (یا جریان) متناوب است. با تحلیل فازوری می‌توان پاسخ حالت دائمی سینوسی را به دست آورد. علاوه بر نظریهٔ مدار، در الکترومغناطیس هم از فازورها برای حل حوزهٔ فرکانس معادلات موج استفاده می‌شود. همچنین با استفاده از فازورها می‌توان امپدانس و توان مختلط و تابع تبدیل شبکه را در نظریهٔ مدار و بردار پوینتینگ را در الکترومغناطیس تعریف کرد. فازورها را می‌توان به عنوان یکی از مهمترین و کاربردی‌ترین نتایج تبدیل فوریه قلمداد کرد. به عبارت دیگر با اعمال تبدیل فوریه به یک تابع سینوسی آن تابع از حوزهٔ زمان به حوزهٔ فازور می‌رود.

  • نویسنده :مهندس افشین رشید 

  • کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


توان اکتیو و راکتیو در الکترونیک و برق به چه معنا است ؟ (مهندسی برق _الکترونیک)


توانی که از شبکه کشیده می شود توان راکتیو نام دارد . این توان در مقاومت بیشترین مقدار خود را دارد . توانی که در یک مدار سلفی خالص بین سلف و شبکه تبادل می شود توان راکتیو است . این توان برای انجام کار سلف ضروری است اما با زگشت آن به شبکه بار ان را زیاد می کند . 

منظور از توان راکتیو چیست ؟ 

در مصرف کننده هایی که بین ولتاپ و جریان آنها اختلاف فاز وجود دارد توان دارای دو مقدار مثبت و ومنفی است . به این معنی که مصرف کننده گاهی از شبکه توان می کشد و گاهی به آن توان می دهد . این موضوع سبب ایجاد توان راکتیو می شود . ار آنجایی که در این مصرف کننده ها امکان صفر کردن اختلاف فاز ممکن نیست نتیجه این می شود که توان راکتیو را نیم توان از بین برد . 

آیا توان راکتیو لازم است ؟ 

بله زیرا ماهیت کار این وسایل داشتن توان راکتیو است . مثلا در یک الکتروموتور نمی توان بدون توان راکتیو نیروی الکتروموتوری ایجاد نمود . 

توان راکتیو برای شبکه مفید است یا مضر ؟ 

این توان سبب اضافه شدن جریان شبکه و در نتیجه افزایش تلفات توان در مسیر سیم کشی بصورت حرارت می شود . 

انواع توان راکتیو کدامند ؟ 

در الکتریسته دو عنصر خازن و سلف توان راکتیو ایجاد می کنند پس در نتیجه توان راکتیو دارای دو نوع سلف و خازنی است . 

آیا می توان مقدار توان راکتیو یک شبکه را کاهش داد بدون اینکه مصرف کننده دوچار اخلال شود ؟ 

بله برای این منظور کافی است توان راکتیو مورد نیاز مصرف کننده را از راهی غیر از شبکه تامین نمود . به این منظور با توجه به ماهیت سلف و خازن که عکس هم عمل میکنند کافی است برای کاهش توان راکتیو خازنی از توان راکتیو سلفی استفاده کرد و برعکس . از انجائیکه بیشتر مصرف کننده های یک شبکه از نوع سلفی می باشند می توان با استفاده از بانک خازنی به این مهم دست پیدا کرد . 
  • نویسنده :مهندس افشین رشید 

  • کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



انواع تراشه های قابل برنامه ریزیGAL و بلوک term logic  (مهندسی برق _ الکترونیک)

انواع تراشه ‌های برنامه ریزی
(Programable read only memoey) PRomاولین تراشه‌های قابل برنامه‌ریزی که به بازار عرضه شد حافظه فقط خواندنی PRom بود،‌ در این تراشه خطوط آدرس بعنوان ورودی و خطوط دیتا به عنوان خروجی تلقی می‌شوند. PRom شامل دسته‌ای از گیتهای and غیر قابل برنامه ریزی و یک آرایه OR قابل برنامه ریزی است. PRom در حد یک حافظه است و قابلیت برنامه‌ریزی یک مدار منطقی را ندارد.(Programable logic array) PLAاولین تراشه قابل برنامه ریزی که برای پیاده سازی مدار منطقی آرایه برنامه پذیر and و یک آرایه برنامه پذیر OR می‌باشد. دو اشکال عمده، هزینه گران ساخت و سرعت پایین آن است .
(Programable array logic) PALتراشه Pal دارای یک آرایه and قابل برنامه ریزی و یک آرایه OR تثبیت شده است.
GALتراشه GAL دارای یک آرایه and قابل برنامه ریزی و یک آرایه OR تثبیت شده است. تراشه GAL دارای سرعت بیشتر نسبت به تراشه PAL می‌باشد.
بعد از تراشه‌های فوق MPGAها و FPGAها به بازار آمدند.
MPGA: Mask programable gate array
FPGA: Field programable gate array


ساختار FPGA
بطور کلی تا کنون سه نوع معماری برای FPGA ها توسط کارخانه‌های مختلف سازنده ارائه شده است که عبارتند از:
۱-آرایه دو بعدی متقارن Symetric matrix
۲-آرایه‌های سطری row based
۳-دریایی از گیتها sea of gates
بلوکهای FPGA
۱-بلوکهای منطقی (Logic array Block) LAB
۲-بلوکهای کنترل کننده I/o
۳-اتصالات قابل برنامه‌ریزی PIA
(Programable Interconnect array)


بلوکهای منطقی
بلوکهای منطقی شرکتهای سازنده FPGA از نظر اندازه ومنطق به کار رفته در آنها با هم تفاوتهای بسیاری دارند.
این بلوکها در FPGAها و CPLDهای Altera به نام LAB شناخته می‌شوند.
هر LAB می‌تواند شامل سه زیر بلوک Macrocell و Interconnect local و term logic باشد.

بلوک term logic
در LAB برای برقراری ارتباط یک Macrocell با Macrocellهای دیگر ونیز فیدبک به ورودی Macrocell از بلوک term logic استفاده می‌شود.یک بلوک term logic از دو نوع آرایش بسط دهنده موازی (parallel Expanders) وبسط دهنده عمومی (common Expanders) برای برقرای ارتباط استفاده می‌کند.بلوکهای کنترل کننده I/o این بلوکها نوعی مدارات منطقی می‌باشند که وظیفه برنامه‌ریزی نوع پورت خروجی و نیز برقراری فیدبک از پینها به درون PIA را دارد.

  1. نویسنده :مهندس افشین رشید 

  2. کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



قطعات قابل برنامه ریزی مانند؛CPLD ؛ROM ،PLA ،PAL ،PLD در میکرو _ نانو  الکترونیک (مهندسی برق _الکترونیک)

مقدمه ای درباره FPGA & CPLD
برای آنکه بتوان بخش بزرگی از یک طرح را داخل یک تراشه منتقل نمود و از زمان و هزینه مونتاژ و راه‌اندازی و نگهداری طرح کاست، ساخت تراشه‌های قابل برنامه ریزی مطرح شد از جمله مزایای استفاده از تراشه‌های قابل برنامه ریزی در طراحی پروژه‌ها عبارتند از :
– کاهش ابعاد و حجم
– کاهش زمان و هزینه طرح
– افزایش اطمینان از سیستم
– حفاظت از طرح
– حفاظت در برابر نویز و اغتشاش
FPGA ها ابزار سخت افزاری قابل برنامه ریزی ارزان قیمت را جایگزین کاربردهای فعلی کنترلرهای داخلی (Embedded Controllers) نموده‌اند. به همین دلیل بازار آنها رشد گسترده‌ای داشته است. علاوه بر این به جهت ارائه راه حل‌های مناسب برای IC های سفارشی با عملکرد بالا موفقیت زیادی به دست آورده‌اند. در واقع به نظر می‌رسد که FPGAها با توجه به ارزان بودن، نسل فعلی تراشه‌های ASIC را از رده خارج کنند. همین مزیت هزینه و عملکرد توجه زیادی را درحوزه تحقیقات به خود معطوف کرده است.

ویژگی‌ استفاده از قطعات منطقی قابل برنامه ریزی (PLD) و FPGA، ارزان بودن قیمت و سرعت ورود آنها به بازار است.قطعات ASIC، هزینه‌های توسعه مهندسی غیر قابل برگشت بالاتری دارند و در نتیجه اغلب، قیمت این محصولات بالاتر است، اما اساساً کارایی بالاتری دارند. این شیوه‌های مختلف طراحی محیطهایی را با مجموعه‌ای از متدولوژی و ابزاهای مختلف CAD پدید می‌آورند.در طول یک دهه گذشته، انواع مختلفی از سخت افزارهای قابل برنامه ‌ریزی به سرعت پیشرفت کرده‌اند. این قطعات نام‌های مختلفی دارند مثل سخت افزار قابل آرایش مجدد، سخت افزار قابل آرایش، سخت افزار قابل برنامه ریزی مجدد.
ایده اصلی و زیر بنایی معماری FPGA و CPLD بسیار ساده است. به طوری کلی میتوان مدارهای ترکیبی و ترتیبی را مستقیماً روی بستر سیلی ایجاد کرد. تراشه‌های ASIC با اینکه کارایی بالایی دارند اما تنها می‌توانند یک نوع عملیات را انجام دهند.
از آنجایی که امکان توزیع هزینه توسعه بین چند کاربر وجود ندارد، قیمت ASIC ها معمولاً بیش از سیستمهای مبتنی بر ریز پردازنده معمولی می‌شود.


تکنولوژی تراشه‌های قابل برنامه‌ریزی
قابلیت برنامه ریزی شدن مدارات مختلف و اتصالات متفاوت بر روی PLD به دلیل سوئیچ‌های قابل برنامه ریزی است که در این تراشه وجود دارد، این سوئیچ‌ها می‌بایست علاوه بر اشغال فضای بسیار کم دارای کمترین تأخیر زمانی باشند بطور کلی سوئیچ‌‌های قابل برنامه ریزی در PLD با استفاده از سه نوع تکنولوژی قابل پیاده سازی است.
۱-استفاده از Anti – Fuse
۲-استفاده از سلولهای حافظه موقت Sram
۳-استفاده از گیتهای شناور EEPROM یا EPROM

Anti – Fuse 
خصوصیت اصلی Anti – Fuseها تنها یک بار قابلیت برنامه‌ریزی بودن، اشغال فضای کم و بالا بودن فرکانس کاری، به دلیل پایین بودن اثر مقاومتی و ظرفیت خازنی آنها است.عیب اصلی این روش نداشتن قابلیت برنامه ریزی مجدد است و زمانی که یک بار برنامه‌ریزی گردد دیگر به حالت اولیه برنمی‌گردد و مزیت اصلی آن فرکانس کاری بالا و اشغال فضای کم آن است این نوع PLDها نسبت به انواع دیگر PLDها نسبتاً گرانتر هستند.

SRAM
در روش SRAM از سلولهای حافظه به دو طریق استفاده می‌شود، در روش اول از یک سلول حافظه برای کنترل روشن یا خاموش شدن یک ترانزیستور استفاده می‌گردد که در این حالت خروجی سلول حافظه به بیس ترانزیستور یا گیت فت متصل می شود،‌ با روشن یا خاموش شدن ترانزیستور یک مسیر وصل یا قطع می‌شود. در روش دوم سلول حافظه به ورودیهای انتخاب مالتی پلکسر وصل می‌شود. در این حالت با صفر یا یک شدن سلول حافظه مسیر خطوط عوض می‌شود، مهمترین عیب این روش پاک شدن برنامه ریزی با قطع تغذیه می‌باشد، تراشه‌هایی که با این روش برنامه ریزی می‌گردند، می‌بایست با استفاده از یک سیستم جانبی با هر بار وصل شدن تغذیه تراشه برنامه ریزی گردد، این روش نسبت به روش Anti – Fuse فضای بیشتری اشغال می‌کند و تأخیر زمانی نیز بیشتر است.

روش برنامه ریزی EEPROM یا EPROM
مهمترین مزیت این روش پاک نشدن برنامه ریزی با قطع برق مهمترین عیب آن اشغال فضای زیاد این نوع ساختار سوئیچ‌ می‌باشد.

تقسیم بندی PLDها
PLDها شامل قطعات کم ظرفیت و پرظرفیت می‌باشند. PLDهای کم ظرفیت (ساده ) معمولاً کمتر از ۶۰۰ گیت قابل استفاده دارند و شامل محصولاتی چون PALها و GALها می‌شوند.
PLDهای ساده شامل سوئیچ‌های EEPROM یا EPROM و Anti – Fuse می‌باشند.
(High – Capacity – PLD) HCPLD بیشتر از ۶۰۰ گیت قابل استفاده دارند و شامل CPLD و FPGA می‌شوند.
FPGAها ساختمان اتصالات داخلی گسسته دارند، در حالیکه CPLDها دارای اتصالات داخلی پیوسته می‌باشند.
در ساخت HCPLD ها از تکنولوژی EEPROM , EPROM , Sram و Anti – Fuse استفاده شده است.

  1. نویسنده :مهندس افشین رشید 

  2. کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



رعایت نکات مهم و کلیدی در سیم کشی  و نقشه کشی برق ساختمان (برق ساختمان) مهندسی برق _ الکترونیک

  1. نویسنده :مهندس افشین رشید 

قوانین مهم در برق کشی ساختمان

رعایت ظرفیت استاندارد فیوزها

فیوزها برای مصارف مختلف در قسمت های گوناگون ساختمان نصب می شوند. در برق کشی باید به این نکته توجه داشت که فیوزها با ظرفیت استاندارد انتخاب شوند. برای مثال ظرفیت فیوز روشنایی ۱۰ آمپر، فیوز پریزها ۱۶ آمپر، فیوز کنتور ۲۵ آمپر و فیوز اصلی ساختمان ۲۰ آمپر است.

توجه به مکان قرارگیری وسایل برقی

یک برق کار حرفه ای می داند وسایل برقی در چه قسمت هایی از ساختمان قرار می گیرند، بنابراین طبق تصور ذهنی خود اقدام به سیم کشی می کند. مکان هایی که لباس شویی، اجاق گاز، پکیج، هود، یخچال و سایر وسایل در آنجا قرار می گیرند باید به پریز دسترسی داشته باشند. صاحب خانه باید بدون زحمت از وسایل برقی خود استفاده نماید، از این رو در نظر گرفتن مکان قرارگیری این وسایل بسیار مهم است. تعداد پریزها باید به اندازه ای باشد که به سیم های رابط نیازی نباشد.

رعایت فاصله در سیم کشی

در هنگام برقکاری باید یکسری فاصله بین سیم ها رعایت شود. برای مثال فاصله پریزها از کف باید ۳۰ الی ۴۰ سانتی متر و فاصله کلیدها از کف باید ۱۱۰ الی ۱۲۰ سانتی متر باشد. آویزهای لامپ نیز باید از سقف حدود ۳۰ الی ۵۰ سانتی متر فاصله داشته باشند. یک برقکار با این فاصله ها آشناست و آنها را در حین کار خود رعایت خواهد کرد.

رعایت استاندارد سطح مقطع سیم ها

سطح مقطع سیم های مورد استفاده برای روشنایی ۱/۵ میلی متر، سیم های پریز ۲/۵ میلی متر، سیم های اصلی برق ۴ میلی متر، سیم های کولر آبی ۲/۵ میلی متر و سیم های کولر آبی ۴ میلی متر می باشد.

انتخاب انشعاب های مناسب

در برق کشی ساختمان انشعاب کنتور باید دارای ظرفیت کافی باشد تا در صورت افزایش ناگهانی بار الکتریکی در منازل، ولتاژ برق افت پیدا نکند و یا وسایل حفاظتی قطع نشوند. تعداد انشعاب های داخلی نیز باید به گونه ای انتخاب شود تا در صورت سوختن یک فیوز، کل ساختمان در خاموشی فرو نرود. اگر تعداد انشعاب ها بیشتر باشد ضریب اطمینان بالاتر خواهد رفت.

نکات مهم در نقشه کشی کلید و پریزها

نقشه کشی برق ساختمان به معنای ترسیم محل قرارگیری لامپ ها و کلید آنها، محل پریزها و محل بارهایی که نیازمند مدار مخصوص هستند بر روی نقشه می باشد. در این نقشه ها محل قرارگیری وسایل برقی مشخص و طبق آنها برقکاری صورت می گیرد. در ترسیم نقشه برقکاری باید به نکات زیر توجه نمود:

  • تعبیه جعبه تقسیم در ساختمان زیبایی نمای داخلی آن را از بین می برد، بنابراین تا جای ممکن از قرار دادن آن در ساختمان پرهیز شود اما در صورت نیاز می توان آن را در ارتفاع ۳۰ الی ۵۰ متری سقف تعبیه کرد.
  • کلیدها باید در جایی نصب شوند که بتوان به راحتی به آنها دسترسی داشت. محل قرارگیری آنها نباید باعث سردرگمی افراد شود و آنها در تاریکی به دنبال کلید بگردند.
  • سیم های پریز تلفن باید درون لوله های مجزا قرار گیرند.
  • محل هایی که برای عبور لوله های برق در ساختمان مشخص می شوند نباید به مقاومت بنا صدمه بزنند. این لوله ها باید به سهولت رد شوند و سیم ها را به محل مورد نظر در ساختمان برسانند.
  • سیم هایی که برای تلویزیون و آنتن استفاده می شوند باید در لوله های مجزا و مستقیم قرار گیرند.
  • تاسیسات برقی باید بر روی پلان ساختمان به شکل تک خطی ترسیم شوند. این در صورتی امکان پذیر است که قبل از ترسیم نقشه از قسمت های مختلف ساختمان بازدید شود و بهترین مکان برای قرارگیری آنها در نظر گرفته شود.
  • در برق کشی برای بیشتر مصارف یک مسیر برای عبور سیم های برق در نظر گرفته می شود اما می توان برای وسایل پر مصرف مانند ماشین لباسشویی از تابلوی برق یک خط جداگانه تا پریز لباسشویی کشیده شود و یک فیوز برای آن تعبیه گردد. برای انواع کولر نیز یک خط مستقیم با فیوز اجرا می شود.
  • کابل ها و لوله های عبور آنها در زیر گچ کاری قرار می گیرند بنابراین باید یک تکه باشند.
  • اگر قرار است سیم ها از کف ساختمان عبور کنند باید لوله های پلاستیکی یا فولادی مورد استفاده قرار گیرند.
  • فیوزهای مینیاتوری نباید برای بیشتر از ۱۰ فیوز استفاده شوند.
  • در مکان های مرطوب مانند حمام، کابل های برق به هیچ عنوان نباید در کف قرار گیرند.
  • پریزهایی که در سرویس های بهداشتی تعبیه می شوند باید دارای درپوش بوده و از آب دور باشند.
  • به منظور برق رسانی به هود در آشپزخانه و قرار گرفتن آن درست بالای اجاق گاز می توان یک سیم نول و یک سیم فاز از پریز اجاق گرفته شود.
  • علاوه بر قرار دادن پریز برای وسایل برقی، بهتر است پریزهای اضافی نیز برای لوازم ضروری دیگر در نظر گرفته شود.
  • برای کنده کاری محل قرارگیری کلید و پریزها باید ابتدا با خط تراز با تکیه بر استاندارهای لازم و فاصله مناسب از کف ، محل قرارگیری آنها علامت زده شود، سپس نسبت به کنده کاری اقدام گردد.
    1. نویسنده :مهندس افشین رشید 

    2. کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


تراشه مبدل های ADC /DAC آی سی های DAC ( نحوه عملکرد و کاربرد) مهندسی برق _ الکترونیک

در اطراف ما امواج زیادی وجود دارد که آنالوگ و دیجیتال دو نوع از انها هستند ، سیگنال های آنالوگ بیشتر در اطراف و محیط زندگی ما یافت می شود که نمونه های آن را میتوان در صحبت های روزمره ، سیگنال های تلوزیونی ، رادیویی و … از این قبیل مواج آنالوگ و ماشین های الکترونیک که مکانیسم صفر و یک دارند از قبیل سیگنال های دیجیتالی هستند .

برای برقراری ارتباط بین ماشین ها و محیط اطراف باید زبان آنها که همین سیگنال های آنالول و دیجیتال است را به یکدیگر تبدیل کنیم در این نقطه به ضرورت وجود ( ADC – Analog to Digital Converter ) ها که کارشان تبدیل سیگنال های آنالوگ به دیجیتال است نمایان می شود ، و برعکس آن  ( DAC – Digital to Analog Converter ) ها هستند که وظیفشان تبدیل سیگنال های دیجیتالی به آنالوگ است ، در واقع این دو تراشه گوش و زبان ماشین ها هستند که یکی امواج آنالوگ را شنیده و به زبان خود ترجمه میکند و دیگری حکم زبان را دارد که سیگنال های دیجیتال را به شکل امواج آنالوگ مخابره میکند .

مبدل ADC  تنوع بسیاری دارند که بعضی از آنها :

  1. Direction-conversation

نام دیگر این تراشه ها flash ADC است که یک بانک مقایسه کننده ولتاژ دارد ، که سیگنال های آنالوگ را به صورت موازی دریافت میکند ، منبع تغذیه این تراشه ها خود مدار است و از مزایای آنها میتوان ظرفیت بالای آنها در رنج فرکانس و سرعت بسیار بالای آن نام برد .

این گونه تراشه ها سیگنال های اره ای یا به اصطلاع علمی تر saw-tooth تولید میکند و قله یا دره دارد که وقتی شیب آن بالا یا بایین می رود سریعا مقدار ۰ را باز می گرداند ، زمانی که ولتاژ با ورودی یکسان شود مقایسه کننده کار میکند و تایمر شروع به کار میکند.

پایه این تراشه ها مقایسه ولتاژ ورودی با چیزی که توسط شارژ کردن خازنش تولید میشود است . خازن تا زمانی که ولتاژ برابر دامنه نوسان پالس ورودی شود شارژ میشود

     ۵٫ Integrating

یک ولتاژ ورودی نامعین را با یک انتگرال گیری به پالس های دیجیتال تبدیل میکند

از دیگر انواع ADC ها میتوان نام برد

  • Delta Encoded
  • pipelined
  • sigma-delta
  • time-inter leaved
  • inter media FM stage

و از مدل های DAC می توان نام برد

Pulse-Wide modulation (PWD ) : در آن جریان ولتاژ پایدار به یک فیلتر آنالوگ پایین گذار با گذشت زمان تغییر میکند ، PWD به عبارت دیگر ضریب یک سیگنال به منظور ارسال اطلاعات در کانال مخابراتی یا تنظیم مقدار توان ارسالی به بار است که انواع سیگما ، دلتا ، سیگما-دلتا ، مودلاسیون بردار فضایی و دیجیتال تقسیم می شود.

نمیخواهیم تخصصی تبدیل کننده های دیجیتال به آنالوگ زیاده گویی کنیم ولی می توان به مدل ها و انواع زیر اشاره کرد

  • Oversampling
  • binary-weighted
  • R2R ladder
  • cycle DAC
  • thermometer coded
  • hybrid DAC
  • کاربرد های تراشه ها و ic های DAC
    1. ضبط صدا : میکروفون ها ، گوشی ها ، ویس ریکوردر ها
    2. پردازش سیگنال : apple siri ، google hello و …
    3. وسایل علمی
    4. رمزگداری : رمز های صوتی و امنیتی

    DAC

    1. بلندگوها : سیستم ها ، باند ها ، اسپیکر ها
    2. صوت و تصویر : تلوزیون ، ماهواره
    3. VOIP : تلفن های تحت شبکه
    4. نویسنده :مهندس افشین رشید 

    5. کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



آی سی های آنالوگ یا نیمه دیجیتال over drive راه انداز (نحوه عملکرد و کاربرد ) مهندسی برق _ الکترونیک

نکته: این مدل آی سی راه انداز را از آنجا میتوان شناخت که بیشتر با شماره فنی NE5 شروع میشود

مدار های مجتمع به قطعاتی اطلاق میشود که صدها یا هزاران قطعه ی کوچک الکترونیکی را در کنار هم گذاشته و با آرایشی خاص برای انجام کار خاصی بسته بندی شده ؛

طراحان مدارات مجتمع اکثرا از قطعه ی ترانزیستور برای طراحی استفاده بیشتری میکنند،علت آن هم این است که فرآیند ساخت ترانزیستور در درون مدارات مجتمع و تبدیل سایر قطعات همانند مقاومت و سلف و . به ترانزیستور راحت تر است.

مدلهای بی شماری از آیسی ها ی over drive در الکترونیک بوجود آمده است که با شماره های خاص نامگذاری می شوند ، به طور مثال آیسی هایی که با عدد 40 شروع می شوند از نوع گیت های دیجیتالی می باشند و آیسی هایی با عبارت TDA شروع می شوند ساخت شرکت خاص و عموما از نوع تقویت کننده یا آمپلی فایر می باشند ، اگر بخواهیم یک آیسی پرکاربرد در الکترونیک را معرفی کنیم که در مکانهای زیادی مورد استفاده قرار می گیرد ، می توانیمover drive  آیسی NE555 را معرفی کنیم که می شود گفت جزو اولین آیسی های پرمصرف جهان می باشد و توسط شرکت های متعدد تولید می گردد

کاربرد آی سی over drive (راه انداز)

برای راه اندازی بسیاری از قطعات مانند موتورهای الکتریکی پرتوان، پمپ آب و.، معمولاً جریان خروجی المان های الکترونیکی(حتی بافرها) ؛ بورد های الکترونیکی عمومی ؛ آسانسور ها و بالا بر ها؛ مادر بورد ها ؛ بورد های رباتیک 

این IC یک پایه  ورودیِ ولتاژ دارد که هر ولتاژی به این پایه وصل شود، مستقیماً به موتور یا هر المانی که به IC متصل شده باشد منتقل می شود. این پایه VPS نیز نام دارد.


  • نویسنده :مهندس افشین رشید 

  • کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



تعمیر و بازیابی یک مدار آنالوگ و سیگنال ترکیبی در بُرد های الکترونیکی ( مهندسی برق _ الکترونیک)

نویسنده : مهندس افشین رشید

  • مدارات آنالوگ:

مدرات الکترونیکی آنالوگ مداراتی هستند که جریان یا ولتاژ به صورت پیوسته با زمان تغییر می کند.

مدارات آنالوگ از دو بلوک اساسی تشکیل می شوند: مدارات سری و مدارات موازی.

در مدارات سری، جریانی مساوی از تمامی قطعات اتصالی  سری  عبور می کند.

در مدارات موازی، تمامی قطعات به ولتاژی مساوی متصل شده اند و جریان بسته به مقاومت قطعه،بین قطعات تقسیم می شود

.

قصعات اصلی مدارات آنالوگ عبارتند از: مقاومت ها،خازن ها، سلف ها، دیود ها و ترانزیستورها که از قانون جریان ها تبعیت می کنند.

ما می توانیم مدارات آنالوگ را براحتی به صورت شماتیک  ترسیم  کنیم. به صورتی که سیم ها را بصورت یک خط نشان داده و هر قطعه را با یک سمبل یکتا مشخص می نماییم.

در مدارات آنالوگ معمولا مقاومت سیم ها را صفر فرض می کنیم.قطعات فعال مانند ترانزیستورها معمولا برای کنترل جریان یا ولتاژ استفاده می شوند.برای مثال ترانزیستور اثر میدان،می توانند به عنوان منبع جریان از سورس به درین در نظر گرفته شود.

  • مدارات دیجیتال:

در مدارات دیجیتال، سیگنال های الکتریکی مقادیر گسسته ای را اختیار می کنند. این مقادیر اطلاعات در حال پردازش را نمایش می دهند. در بسیاری از موارد،کدهایی باینری استفاده می شوند: یک ولتاژ(مثبت ترین ولتاژ) عدد ۱ را نشان میدهد و دیگری(نزدیک زمین) عدد ۰ را نمایش می دهد.

مدارات دیجیتال از ترانزیستورها به طور وسیعی برای ساخت گیت های منطقی استفاده می کنند. مانند:AND،OR،NAND،NOR.

مراحل ساخت و طراحی مدارات دیجیتال با آنالوگ متفاوت است. هر گیت منطقی، سیگنالی باینری را بازتولید می کند. بنابراین طراح لازم نیست ولتاژهای آفست، گین  یا سایر مشخصه های طراحی آنالوگ را تجزیه و تحلیل کند. در نتیجه مدارات بسیار پیچیده دیجیتال را، با میلیون ها گیت منطقی، می توان در یک چیپ کوچک مجتمع کرد. این مدارات دیجیتال مجتمع در قطعات الکترونیکی مدرن،مانند تلفن همراه و رایانه  به  کار می روند.

  • مدارات سیگنال-ترکیبی

این مدارات شامل هر دو مدار دیجیتال و آنالوگ می شوند. مانند تایمرها،مقایسه کننده ولتاژ،مبدل آنالوگ به دیجیتال و مبدل دیجیتال به آنالوگ. بسیاری از سیستم های ارتباطی پیشرفته از این نوع مدارات استفاده می کنند.

  1. نویسنده :مهندس افشین رشید 

  2. کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


مدارهای parallel در برق و الکترونیک (نحوه عملکرد و کاربرد) مهندسی برق _الکترونیک 

  1. نویسنده :مهندس افشین رشید 

نکته: در اتصال موازی، ولتاژ دو سر قطعات همواره برابر است.

 مدار parallel چیست؟؟

مدارالکتریکی، یک مسیر بسته توسط سیم است که از باتری (مولد) شروع شده و پس از عبور از سیم ها و مصرف کننده به قطب دیگر باتری باز می گردد . بنابراین هر مدار حداقل شامل یک مولد، یک مصرف کننده و مقداری سیم است. وظیفه ی کلید نیز قطع و وصل جریان برق است . در کلید از یک رسانا استفاده می شود ، ولی روی این رسانا، توسط یک نارسانا پوشیده شده است . هر باتری دارای یک قطب منفی (معمولاً از جنس روی) و یک قطب مثبت (معمولاً از جنس کربن) است .

جریان برق از قطب منفی وارد مدار شده و به قطب مثبت باز می گردد ولی به طور قرارداری جهت جریان برق را از قطب مثبت به قطب منفی در نظر می گیرند . از دیگر مولدهای جریان برق ژنراتورها هستند که نوع جریان برق تولیدی آن ها با برق باتری متفاوت است . جریان برقی که در منزل استفاده می شود توسط ژنراتور در نیروگاه تولید شده است .

گاهی در مدارها از فیوز استفاده می گردد . فیوز با کل مدار به صورت متوالی بسته می شود تا در صورت بروز اتصالی و یا در مواقع لازم، جریان برق کل ساختمان قطع شود و از بروز آتش سوزی جلوگیری گردد . فیوز در کنار کنتور نصب می گردد . وظیفه ی کنتور اندازه گیری مقدار انرژی الکتریکی مصرفی است . امروزه در هر واحد آپارتمان فیوزهایی قرار داده می شود تا لازم نباشد که کل برق ساختمان قطع شود .

نحوه عملکرد مدار موازی یا parallel در برق

 ـ دراین مدار باتری ها به صورت موازی به هم متصل می شوند.در این حالت ،نور لامپ ها زیادنمی شود اما مدت روشنایی بیشتر می شود.اگر لامپ ها طوری بسته شوند که جریان برق بتواند هم زمان به هر دو لامپ وارد شود، در این صورت میگوییم لامپ ها به صورت موازی به هم بسته شده اند.در مدار موازی،خاموش شدن یا سوختن یک لامپ تاثیری در خاموشی لامپ های دیگر ندارد .زیرا در مدار موازی جریان از مسیر سیم دیگر نیز عبور می کند.اما اگر یک لامپ در این مدار بسوزد،لامپ دیگر روشن می ماند.مدار در منازل ما به صورت موازی بسته شده است.چون اگر یک وسیله در مدارخاموش شود بقیه وسایل به کار خود ادامه می دهند.

کاربرد مدارهای موازی parallel در برق و الکترونیک

در این دسته از مدارها، مصرف کننده ها به صورت موازی با یکدیگر قرار می گیرند و جریان برق خارج شده از باتری بین مصرف کننده ها تقسیم می گردد . به عبارت دیگر می توان گفت مجموع جریان برق مدارهای موازی برابر با مقدار جریانی است که باتریها تولید می کنند .

در مدار موازی انشعاباتی وجود دارد که جریان برق با رسیدن به آن انشعابات، در مدار تقسیم می گردد . مقاومت، در مدارهای موازی کمتر از مدارهای متوالی است به همین دلیل بخش کمتری از جریان برق به گرما تبدیل می گردد .

به عبارت بهتر می توان گفت رسانایی در مدارهای موازی بیشتر است . در مدارهای موازی خاموش یا روشن شدن یک وسیله اثری در بقیه مصرف کننده ها ندارد . درست به همین دلیل است که در منزل زمانی که شما تلویزیون یا لامپ یا …. را خاموش می کنید بقیه ی وسایل به کار خود ادامه می دهند . در یک مدار موازی نور لامپ های مشابه برابر ایت و ربطی به نزدیکی به منبع جریان ندارد . به طور کلی نور لامپ ها در مدار موازی بیشتر از مدار متوالی است (البته به شرط یکسان بودن تمام شرایط)

گاهی می توان باتریها را نیز موازی بست دراین حالت نور لامپ ها کمتر می شود ولی عمر باتریها افزایش می یابد برای موازی بستن باتریها، باید قطب های منفی و مثبت را به یکدیگر متصل کرد .

اتصالی در مدار parallel یا موازی برق 

اتصالی در مدار : در حالت عادی با خروج جریان الکتریسیته از باتری و رسیدن آن به مصرف کننده، بخش زیادی از جریان برق مصرف شده و باقی مانده ی آن به باتری باز میگردد . اگر در مسیر عبور جریان برق مصرف کننده ای وجود نداشته باشد تمام جریان برق بدون مصرف شدن دوباره به باتری باز می گردد. به همین دلیل گرمای زیادی ایجاد می گردد و باتری نیز خراب می شود . در این حالت می گوییم اتصالی رخ داده است.

اگر اتصالی در منزل رخ دهد فیوز می پرد و جریان برق را قطع می کند چنان چه فیوز به خوبی و به موقع عمل نکند ، سبب بروز آتش سوزی خواهد شد . در حالت عادی با خروج جریان الکتریسیته از باتری و رسیدن آن به مصرف کننده، بخش زیادی از جریان برق مصرف شده و باقی مانده ی آن به باتری باز میگردد . اگر در مسیر عبور جریان برق مصرف کننده ای وجود نداشته باشد تمام جریان برق بدون مصرف شدن دوباره به باتری باز می گردد. به همین دلیل گرمای زیادی ایجاد می گردد و باتری نیز خراب می شود . در این حالت می گوییم اتصالی رخ داده است.

اگر اتصالی در منزل رخ دهد فیوز می پرد و جریان برق را قطع می کند چنان چه فیوز به خوبی و به موقع عمل نکند ، سبب بروز آتش سوزی خواهد شد .

  1. نویسنده :مهندس افشین رشید 

  2. کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


مدار series در برق و الکترونیک (نحوه عملکرد و کاربرد ) مهندسی برق _الکترونیک

نکته: اتصال سری به این معنی است که قطعات طوری به هم متصل شده اند که یک جریان از تمام آنها عبور می‌کند.

بسیاری از مدارها طوری طراحی می‌شوند که دو یا چند وسیله به منبع ولتاژ وصل شوند.

مقاومت معادل: مقاومت های سری و موازی

مقاومت یکی از اجزا مدارهای الکتریکی   است که یک عنصر دو سر می باشد. برای هر عنصر دو سر می توان یک منحنی مشخصه تعریف کرد. چون ولتاژ یک مقاومت متناسب با جریان آن است مشخصه ولتاژ- جریان یک مقاومت خطی بصورت یک خط گذرا از مبدا است. اگر مشخصه ولتاژ- جریان یک مقاومت با گذشت زمان تغییر نکند به آن مقاومت تغییر ناپذیر با زمان گفته می شود.


مقاومتها می توانند در مدار بصورت  سری و موازی به هم وصل شوند. اگر دو مقاومت بصورت سری بهم وصل شده باشند آنها فقط از یک سر به هم وصل هستند و به نقطه اتصال آنها نیز عنصر دیگری نباید وصل باشد. همین طور دو مقاومتی که با هم موازیند باید دو سر آنها به هم  وصل باشد.  برای محاسبه مقاومت معادل مقاومتهای سری باید مقادیر آنها را با یکدیگر جمع کرد و برای محاسبه مقاومت معادل مقاومتهای موازی باید مقادیر رسانایی آنها را با یکدیگر جمع کرد .


 همین طور ممکن است در مدار مقاومتها بصورت ترکیبی از سری و موازی کنار هم قرار بگیرند که در این صورت مقاومت معادل آنها تنها با استفاده از یک فرمول قابل دستیابی نیست و لازم است مدار را مرحله به مرحله ساده کنید.


در مدار سری جریان همهٔ اجزا یکسان است و مجموع ولتاژهای روی هر جزء با ولتاژ اعمال شده بر کل مدار برابر است. در مقابل در مدار موازی ولتاژ دو سر همهٔ اجزاء یکسان است و جریان کل مدار برابر مجموع جریان هر یک از اجزای مدار خواهد بود.

  1. نویسنده :مهندس افشین رشید 

  2. کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



قوانین انعکاس امپدانس در ترانسفورماتورها (مهندسی برق _ الکترونیک)

نکته : افزایش و کاهش ولتاژ و جریان یا بعبارت علمی تر انتقال  توان  ! شما بطور تئوری اگر یک سر سیم پیچ 100 وات توان داشته باشید اگر تلفات را حساب نکنیم در سیم پیچ دوم هم 100 وات توان خواهیم داشت . پس ترانس از خودش توان تولید نمیکنه فقط منتقل میکنه .

قدرت را می‌توان بین دو سیم‌پیچ (کویل) بدون اتصال فی بین دو مدار از طریق میدان مغناطیسی منتقل کرد. ترانسفورمرها، برای افزایش یا کاهش ولتاژ متناوب در پروژه‌های برق مورد استفاده قرار می‌گیرند.

توان حقیقی مورد نیاز:

در صورتی که توان مصرفی مجموع بارهایی که قرار استاست از ترانسفورماتور  و شبکه تغذیه شوند محاسبه شده و مقدار آن را به کیلووات مشخص است، می توان ظرفیت یا کیلوولت آمپر ترانسفورماتور را با رابطه زیر به صورت تقریبی محاسبه نمود:

ST= (PTotal*α)/(cosҩ*β)

ST: ظرفیت ترانسفورماتور به کیلوولت آمپر

PTotal: مجموع توان حقیقی بارها به کیلووات

α: ضریب همزمانی است که برای گروه های مختلف مصرف میگردد

β: ضریب بهره برداری ترانسفورماتور است که به طور متوسط و استاندارد مقدار آن ۰٫۸۵ در نظر گرفته می شود.

cosҩ: ضریب قدرت در نقاط مختلف و برای بارهای مختلف متفاوت است. 

جریان جاری در مدار اول (اولیهٔ ترانسفورماتور) موجب به وجود آمدن یک میدان مغناطیسی در اطراف سیم‌پیچ اول می‌شود، این میدان مغناطیسی به نوبهٔ خود موجب به وجود آمدن یک ولتاژ در مدار دوم می‌شود که با اضافه کردن یک بار به مدار دوم این ولتاژ می‌تواند به ایجاد یک جریان ثانویه بینجامد.

  1. نویسنده :مهندس افشین رشید 

  2. کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



جعبه تقسیم در بازسازی و عیب یابی  برق ساختمان (نحوه عملکرد و کاربرد) مهندسی برق _ الکترونیک 

نویسنده : مهندس افشین رشید

نکته : تا چند سال قبل در (ساختمان های قدیمی)  از جعبه تقسیم در برق کشی استفاده می کردند. ولی این روزها دیگر استانداردها  اجازه استفاده از آن روش قدیمی را نمی دهند. و باید به روش جعبه فیوز سیم کشی کرد. البته در سیم کشی روکار برای آسان تر شدن پروژه بعد از ساخت هنوز استفاده میشود.

 باز سازی و عیب یابی برق ساختمان 

از آنجایی که شاید برای شما هم پیش بیاید که بخواهید برق ساختمان یک منزل مسی قدیمی را عیب یابی کنید، روش کار آن را توضیح میدهیم.

از جعبه تقسیم برای انشعاب گرفتن در مسیر لوله ها و سیم ها استفاده می شود. در برقکاری قدیمی به این صورت بود که بالای هر کلید برق، و در ارتفاع ۴۰ سانتی متر زیر سقف، یک جعبه تقسیم نصب می کردند. تا سیم نول را به داخل کلید نبرند و در همان جعبه تقسیم آن را با سیم نولی که به لامپ می رود، سربندی کنند.با این روش سیم و لوله کمتری مصرف میشد.

سیم کشی ساختمان داخلی جعبه تقسیم 

در داخل بعضی از جعبه تقسیم ها چهار عدد پیچ وجود دارد و در داخل بعضی مدلها چیزی نیست و باید سیم ها را با چسب برق سربندی کنید. نقشه سربندی سیم ها هم به صورت زیر است. مشاهده می کنید در حالت معمولی، چهار لوله برق که هر کدام دو یا سه رشته سیم دارند به داخل جعبه تقسیم می آید. اگر در آن منزل مسی ارت اجرا شده باشد، لوله ها دارای سه رشته سیم و اگر ارت اجرا نشده باشد، لوله ها فقط دو رشته سیم دارند. این چهار لوله ای که گفتیم به شرح زیر است.

  • یکی ورودی برق
  • یکی خروجی برق
  • یکی به کلید برق
  • یکی به لامپ

در تصویر بالا:

  • سیم سبز زرد، سیم ارت.
  • سیم مشکی، نول
  • سیم قرمز، فاز
  • سیم قهوه ای هم سیمی است که با زدن کلید برق، فاز دار می شود و به لامپ می رود. ( اصطلاحاً دستک)

 

جعبه تقسیم ها انواع مختلفی دارند و در نوع پلاستیکی و فی در بازار موجود است.

این وسایل در دو نوع روکار و توکار و در شکل ها و با جنس های مختلف ساخته شده و به کار می روند. جعبه تقسیم توکار دیگر موارد استفاده قبلی خود را از دست داده ولی هنوز از نوع روکار، برای مواردی خاص استفاده می شود.

شمای فنی و حقیقی جعبه تقسیم هم به صورت زیر است.

  • نویسنده :مهندس افشین رشید 

  • کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران


دلایل اتصالی سیم‌کشی برق ساختمان و نحوه عیب یابی (مهندسی برق _ الکترونیک)


دلایل اتصالی سیم‌کشی برق ساختمان

می‌توان گفت مهم‌ترین دلایل رخ دادن اتصالی برق به موارد زیر برمی‌گردد:
• خرابی فیوز
• اتصالی سیم‌ها
• ضعف خطوط سیم‌کشی و فرسودگی آن‌ها
• خرابی یک منبع مصرف کننده متصل به جریان
• سوختن سیم‌کشی

روش‌های پیدا کردن اتصالی سیم‌کشی برق ساختمان

  •  اتصالی ناشی از خرابی فیوز: کار فیوزها، قطع و وصل مسیر عبور جریان است. با خرابی فیوز جریان قطع شده، در نتیجه برق قطع می‌شود. برای تشخیص خرابی فیوز، فیوز مربوطه را از مدار خارج کرده، آن را تست کنید و از عملکرد صحیح آن مطمئن شوید. در صورت خرابی فیوز، باید آن را با یک فیوز هم آمپر تعویض گردد.


  •  اتصال ناشی از ایراد داخلی دستگاه برقی یا ایراد دوشاخه دستگاه: اگر هنگام کار با یک دستگاه با اتصالی مواجه شدید، شاید دوشاخه دستگاه یا خود دستگاهی که به پریزها وصل است، دچار ایراد داخلی
  • باشد و باعث بروز اتصالی در مدار شده باشد. بنابراین آن وسیله را از برق خارج کرده و فیوز را چک کنید. گاهی نیز استفاده از وسیله پر مصرف مانند دستگاه جوش ،بخاری برقی و … در پریز نامناسب باعث این اتفاق می‌شود. پس به این نکته هم توجه داشته باشید
  • اتصالی کلیدهای روشنایی: کلید روشنایی‌ها را خاموش کرده و فیوز را بزنید. اما اگر باز هم فیوز پرید، ایراد از روشنایی‌هاست. سرپیچ‌ها و لامپ‌ها را به دقت چک کنید تا ببینید ایراد از کدام سرپیچ یا لامپ است.
  • اتصالی ناشی از سیم های داخل پریز: گاهی با گذشت زمان، سیم‌های داخل پریزها از پیچ‌های خود جدا شده و به یکدیگر برخورد می‌کنند و باعث اتصالی می‌شوند. بنابراین پریزها را یک به یک چک کرده تا از سیم‌بندی صحیح آن‌ها مطمئن شوید. همه پریزهای خط مربوطه را تا جعبه فیوز چک نمائید.
  •  

  • اتصالی ناشی از لوازم غیر استانداد: گاهی اوقات نیز علت اتصالی برقکاری غیر استاندارد و لوازم بدون کیفیت است که باعث این اتفاق می‌افتد. بنابراین حتما باید لوازم با کیفیت و دارای استاندارد را به کار ببرید تا دچار مشکل نشوید.
  • نویسنده :مهندس افشین رشید 

  • کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



قوانین انعکاس امپدانس در ترانس و سلف ترانس (مهندسی برق _ الکترونیک)

نکته : افزایش و کاهش ولتاژ و جریان یا بعبارت علمی تر انتقال  توان  ! شما بطور تئوری اگر یک سر سیم پیچ 100 وات توان داشته باشید اگر تلفات را حساب نکنیم در سیم پیچ دوم هم 100 وات توان خواهیم داشت . پس ترانس از خودش توان تولید نمیکنه فقط منتقل میکنه .

قدرت را می‌توان بین دو سیم‌پیچ (کویل) بدون اتصال فی بین دو مدار از طریق میدان مغناطیسی منتقل کرد. ترانسفورمرها، برای افزایش یا کاهش ولتاژ متناوب در پروژه‌های برق مورد استفاده قرار می‌گیرند.

توان حقیقی مورد نیاز:

در صورتی که توان مصرفی مجموع بارهایی که قرار استاست از ترانسفورماتور  و شبکه تغذیه شوند محاسبه شده و مقدار آن را به کیلووات مشخص است، می توان ظرفیت یا کیلوولت آمپر ترانسفورماتور را با رابطه زیر به صورت تقریبی محاسبه نمود:

ST= (PTotal*α)/(cosҩ*β)

ST: ظرفیت ترانسفورماتور به کیلوولت آمپر

PTotal: مجموع توان حقیقی بارها به کیلووات

α: ضریب همزمانی است که برای گروه های مختلف مصرف میگردد

β: ضریب بهره برداری ترانسفورماتور است که به طور متوسط و استاندارد مقدار آن ۰٫۸۵ در نظر گرفته می شود.

cosҩ: ضریب قدرت در نقاط مختلف و برای بارهای مختلف متفاوت است. 

جریان جاری در مدار اول (اولیهٔ ترانسفورماتور) موجب به وجود آمدن یک میدان مغناطیسی در اطراف سیم‌پیچ اول می‌شود، این میدان مغناطیسی به نوبهٔ خود موجب به وجود آمدن یک ولتاژ در مدار دوم می‌شود که با اضافه کردن یک بار به مدار دوم این ولتاژ می‌تواند به ایجاد یک جریان ثانویه بینجامد.

  1. نویسنده :مهندس افشین رشید 

  2. کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



ترانزیستور JFET یاترانزیستور پیوندی  اثر میدانی( نحوه عملکرد و کاربرد) مهندسی برق _ الکترونیک

نویسنده مهندس افشین رشید 

در ترانزیستورهای پیوند اثر میدانی (JFET) در اثر میدان، با اعمال یک ولتاژ به پایه گیت میزان جریان عبوری از دو پایه سورس و درین کنترل می‌شود.
ترانزیستور اثر می‌دانی بر دو قسم است: نوع n یا N-Type و نوع p یا P-Type. از دیدگاهی دیگر این ترانزیستورها در دو نوع افزایشی و تخلیه‌ای ساخته می‌شوند.
نواحی کار این ترانزستورها شامل فعال» و اشباع» و ترایود» است.
این ترانزیستورها تقریباً هیچ استفاده‌ای ندارند چون جریان دهی آنها محدود است و به سختی مجتمع می‌شوند.

ویژگی‌های ترانزیستور JFET

۱- ترانزیستور JFET از عناصری به نام نیمه هادی مانند سیلی و ژرمانیوم ساخته می شود نیمه هادی ها جریان الکتریسیته را نسبتا خوب
(اما نه به اندازه ای خوب که رسانا خوانده شوند مانند مس و آلومنیوم و تقریبا بد اما نه به اندازه ای که عایق نامگذاری شوند مانند شیشه) هدایت می کنند به همین دلیل به آنها نیمه هادی می گویند.
۲- عمل جادویی که ترانزیستور JFET می تواند انجام دهد اینست که می تواند مقدار هادی بودن خود را تغییر دهد . هنگامی که لازم است یک هادی باشد می تواند هدایت خوبی دشته باشد و هنگامی که لازم است تا به عنوان عایق عمل کند جریان بسیار کمی را از خود عبور می دهد که می توان آن را ناچیز شمرد.

ناحیه کاری ترانزیستور JFET

۱- ناحیه قطع
۲- ناحیه فعال (کاری یا خطی)
۳- ناحیه اشباع

ناحیه قطع: حالتی است که ترانزیستور JFET در آن ناحیه فعالیت خاصی انجام نمی‌دهد.

ناحیه فعال: اگر ولتاژ B را افزایش دهیم ترانزیستور JFET از حالت قطع بیرون امده و به ناحیه فعال وارد می‌شود در حالت فعال ترانزیستور مثل یک عنصر تقریباً خطی عمل می‌کند.
حالت اشباع: اگر ولتاژ B را همچنان افزایش دهیم به ناحیه‌ای می‌رسیم که با افزایش جریان ورودی در B دیگر شاهد افزایش جریان بین C و E نخواهیم بود به این حالت می‌گویند حالت اشباع و اگر جریان ورودی به B زیاد تر شود امکان سوختن ترانزیستور وجود دارد.

ترانزیستور JFET چگونه کار می‌کند؟

طرز کار ترانزیستور JFET به این صورت است، چنانچه پیوند BE را بi صورت مستقیم بایاس (Bias به معنی اعمال ولتاژ و تحریک است) کنیم به طوری که این پیوند PN روشن شود (برای این کار کافی است که به این پیوند حدود ۰.۶تا ۰.۷ولت با توجه به نوع ترانزیستور JFET ولتاژ اعمال شود)، در آنصورت از مدار بسته شده میان E و C می توان جریان بسیار بالایی کشید. اگر به شکل دوم دقت کنید بوضوح خواهید فهمید که این عمل چگونه امکان پذیر است.
در حالت عادی میان E و C هیچ مدار بازی وجود ندارد اما به محض آنکه شما پیوند BE را با پلاریته موافق بایاس کنید، با توجه به آنچه قبلا راجع به یک پیوند PN توضیح دادیم، این پیوند تقریبا بصورت اتصال کوتاه عمل می کند و شما عملا خواهید توانست از پایه های E و C جریان قابل ملاحظه ای بکشید. (در واقع در اینحالت می توان فرض کرد که در شکل دوم عملا لایه PN مربوط به BE از بین می رود و بین EC یک اتصال کوتاه رخ می دهد.)
بنابراین مشاهده می کنید که با برقراری یک جریان کوچک Ib شما می توانید یک جریان بزرگ Ic را داشته باشید. این مدار اساس سوئیچ های الکترونیک در مدارهای الکترونیکی است. بعنوان مثال شما می توانید در مدار کلکتور یک رله قرار دهید که با جریان مثلا چند آمپری کار می کند و در عوض با اعمال یک جریان بسیار ضعیف در حد میلی آمپر (حتی کمتر) در مدار بیس که ممکن است از طریق یک مدار دیجیتال تهیه شود، به رله فرمان روشن یا خاموش شدن بدهید.

کاربرد ترانزیستورJFET

ترانزیستور JFET هم در مدارات الکترونیک آنالوگ و هم در مدارات الکترونیک دیجیتال کاربردهای بسیار وسیعی دارد.
در مدارات آنالوگ ترانزیستور JFET در حالت فعال کار می‌کند و می‌توان از آن به عنوان تقویت کننده یا تنظیم کننده ولتاژ (رگولاتور) و… استفاده کرد.
و در مدارات دیجیتال ترانزیستور JFET در دو ناحیه قطع و اشباع فعالیت می‌کند که می‌توان از این حالت ترانزیستور در پیاده سازی مدار منطقی، حافظه، سوئیچ کردن و… استفاده کرد.
۱- در تقویت کننده ها (تقویت جریان)
۲- در تثبیت کننده ها
۳- به عنوان سوییچ استفاده می‌شود. (سوئیچ = کلید)
۴- در نوسان سازها (در مدارات اسیلاتور)
۵- در مدارات آشکارساز
۶- در مخلوط کننده ها (مدارات میکسر)
۷- درمدارات مدولاتور

  • نویسنده :مهندس افشین رشید 

  • کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران



آخرین مطالب

آخرین ارسال ها

آخرین وبلاگ ها

آخرین جستجو ها