تبادل
لینک هوشمند
جریان الکتریکی(I):
برای تعریف جریان از مثال قبلیمون کمک می گیریم. در مثال بالا جریان آب نقش جریان الکتریکی را بازی میکنه (دقت کنید که سرعت الکترونها ثابت و تقریباً برابر سرعت نور می باشد ولی همونطور که می دونید سرعت آب در این مثال تابعی از شتاب جاذبه ی زمین(g) است.) . در حقیقت حرکت الکترونها بین 2قطب مولد را جریان الکتریکی می نامیم.
یکای جریان به پاس خدمات علمی فیزیک دان فرانسوی "ماری آمپر" ،"آمپر(A)" نام گذاری شده است.
مقاومت(R):
مقاومت در حقیقت عاملی مزاحم برای جریان می باشد، یعنی هر چه مقاومت بیشتر باشد جریان کمتر است. برای مثال فرض کنید شما با عجله در حال دویدن در یک پیاده روی شلوغ هستید ، به طبع هر چی پیاده رو شلوغتر باشه حرکت برای شما سخت تر و کندتر خواهد بود. این شلوغی مزاحم مشابه همون مقاومت الکتریکی در یک سیم عمل میکنه.
مقاومت الکتریکی رساناها (موادی که جریان الکتریکی را از خو عبور می دهند) ی مختلف با یکدیگر متفاوت است و مقاومت هر ماده فقط بستگی به مشخصات ساختمانی و دمای اون ماده دارد. در رساناهای معمولی، هر چه دما بالاتر برود، مقاومت بیشتر می شود.(افزایش دما موجب افزایش بی نظمی در ساختار مولکولی رسانا می شود)
یکای اندازه گیری آن به پاس خدمات علمی "گئورگ زیمون اهم"، "اهم" نامیده شده که آنرا با (Ω) نمایش می دهیم. (امگاΩ از حروف یونانی می باشد)
مقاومت در مدارهای شماتیک به شکل [تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند] نمایش داده می شود
قانون اهم:
در همون مثال سطل ها اگر اختلاف ارتفاع 2 سطل را بیشتر کنیم، مشاهده خواهیم کرد که شدت جریان آب نیز بیشتر می شود. تجربه نیز نشان می دهد که هرچه اختلاف پتانسیل دو سر رسانا بیشتر شود ، شدت جریان عبوری نیز بیشتر می شود. اما اهم برای اولین بار کشف کرد که نسبت V به I (V / I) همواره مقداری ثابت است که این مقدار ثابت همان مقاومت الکتریکی است. یعنی: V / I =R ← V=I R
برای مثال اگر در مدار روبه رو V=10 باشد و امپرسنج عدد 2 را نشان دهد و مقاومت سیم ناچیز باشد انگاه طبق رابطه خواهیم داشت: [تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
V=10 و V / I =R ← I=2. پس این مقاومت 5Ω می باشد.
مطالب تکمیلی مقاومت ها:
مقاومت شاید پرکاربردترین قطعه ی مدارهای ما خواهد بود. چون ما بوسیله ی این قطعه می توانیم شدت جریان را در قسمت های مختلف مدار کنترل کنیم. مقاومت ها در حالت کلی به 2 دسته ی ثابت و متغیر تقسیم می شوند. مقاومت های نوری دسته ای از مقاومت های متغیر هستند که نسبت به نور محیط مقاومت انها تغییر می کند، یعنی در محیط های پر نور مقاومت آنها کمتر و در محیط های کم نور مقاومت آنها بیشتر می شود.
دسته ی دیگری از مقاومت های متغیر وجود دارند که به صورت دستی مقاومت آنها تنظیم می شود که به آنها پتانسیومتر نیز گفته می شود.
کدخوانی مقاومت ها:
کارخانه های سازنده مقاومت ها برای سهولت در تولید، اندازه های استانداردی را برای ساخت مقاومت ها تعیین می کنند و با نوار های رنگی دور آنها اندازه ی مقاومت ها را مشخص می کنند. در انتها نیز با یک نوار نقره ای یا طلایی درصد خطا را مشخص می کنند. چون ماده ی اصلی ساخت این مقاومت ها کربن می باشد ،به انها مقاومت کربنی نیز گفته می شود.
برای خواندن میزان مقاومت کربنی،آن را جوری دست می گیریم که حلقه ی طلایی یا نقره ای در سمت راست قرار بگیرد. حالا به ترتیب رنگ اولین حلقه از سمت چپ کد رقم اول، دومین حلقه از سمت چپ رقم دوم، و سومین حلقه از سمت چپ رقم n می باشد که n توان دهی است که ضریب 2 عدد قبلی می باشد.(اگر 5 حلقه داشتیم، حلقه ی سوم رقم سوم می باشد و حلقه ی چهارم n است، حلقه ی پنجم هم همون درصد خطاست)
جدول کد رنگ ها بدین صورت می باشد:
رنگ حلقه
عدد مربوط به آن
سياه
0
قهوه‌اي
1
قرمز
2
نارنجي
3
زرد
4
سبز
5
آبي
6
بنفش
7
خاكستري
8
سفيد
9
به عنوان مثال اگر روی یک مقاومت به ترتیب از چپ به راست نوار قهوه ای، سیاه و قرمز باشد اندازه ی مقاومت عبارتست از: یعنی این مقاومت 1000 اهم یا 1 کیلواهم (1K Ω)می باشد.
حلقه ی آخر که معمولاً طلایی یا نقره ایست حلقه ی تلورانس نیز نام دارد که در کار ما خیلی اهمیت زیادی ندارد.
به شکل زیر دقت کنید:
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
به مثال زیر توجه کنید:
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند] نقره ای 4 7 2
پس این مقاومت 270kΩ یا 270000Ω می باشد.
در همون مثال سطل ها اگر اختلاف ارتفاع 2 سطل را بیشتر کنیم، مشاهده خواهیم کرد که شدت جریان آب نیز بیشتر می شود. تجربه نیز نشان می دهد که هرچه اختلاف پتانسیل دو سر رسانا بیشتر شود ، شدت جریان عبوری نیز بیشتر می شود. اما اهم برای اولین بار کشف کرد که نسبت V به I (V / I) همواره مقداری ثابت است که این مقدار ثابت همان مقاومت الکتریکی است. یعنی: V / I =R ← V=I R
برای مثال اگر در مدار روبه رو V=10 باشد و امپرسنج عدد 2 را نشان دهد و مقاومت سیم ناچیز باشد انگاه طبق رابطه خواهیم داشت: [تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
V=10 و V / I =R ← I=2. پس این مقاومت 5Ω می باشد.
مطالب تکمیلی مقاومت ها:
مقاومت شاید پرکاربردترین قطعه ی مدارهای ما خواهد بود. چون ما بوسیله ی این قطعه می توانیم شدت جریان را در قسمت های مختلف مدار کنترل کنیم. مقاومت ها در حالت کلی به 2 دسته ی ثابت و متغیر تقسیم می شوند. مقاومت های نوری دسته ای از مقاومت های متغیر هستند که نسبت به نور محیط مقاومت انها تغییر می کند، یعنی در محیط های پر نور مقاومت آنها کمتر و در محیط های کم نور مقاومت آنها بیشتر می شود.
دسته ی دیگری از مقاومت های متغیر وجود دارند که به صورت دستی مقاومت آنها تنظیم می شود که به آنها پتانسیومتر نیز گفته می شود.
کدخوانی مقاومت ها:
کارخانه های سازنده مقاومت ها برای سهولت در تولید، اندازه های استانداردی را برای ساخت مقاومت ها تعیین می کنند و با نوار های رنگی دور آنها اندازه ی مقاومت ها را مشخص می کنند. در انتها نیز با یک نوار نقره ای یا طلایی درصد خطا را مشخص می کنند. چون ماده ی اصلی ساخت این مقاومت ها کربن می باشد ،به انها مقاومت کربنی نیز گفته می شود.
برای خواندن میزان مقاومت کربنی،آن را جوری دست می گیریم که حلقه ی طلایی یا نقره ای در سمت راست قرار بگیرد. حالا به ترتیب رنگ اولین حلقه از سمت چپ کد رقم اول، دومین حلقه از سمت چپ رقم دوم، و سومین حلقه از سمت چپ رقم n می باشد که n توان دهی است که ضریب 2 عدد قبلی می باشد.(اگر 5 حلقه داشتیم، حلقه ی سوم رقم سوم می باشد و حلقه ی چهارم n است، حلقه ی پنجم هم همون درصد خطاست)
جدول کد رنگ ها بدین صورت می باشد:
رنگ حلقه
عدد مربوط به آن
سياه
0
قهوه‌اي
1
قرمز
2
نارنجي
3
زرد
4
سبز
5
آبي
6
بنفش
7
خاكستري
8
سفيد
9
به عنوان مثال اگر روی یک مقاومت به ترتیب از چپ به راست نوار قهوه ای، سیاه و قرمز باشد اندازه ی مقاومت عبارتست از: یعنی این مقاومت 1000 اهم یا 1 کیلواهم (1K Ω)می باشد.
حلقه ی آخر که معمولاً طلایی یا نقره ایست حلقه ی تلورانس نیز نام دارد که در کار ما خیلی اهمیت زیادی ندارد.
به شکل زیر دقت کنید:
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
به مثال زیر توجه کنید:
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند] نقره ای 4 7 2
پس این مقاومت 270kΩ یا 270000Ω می باشد.
مقاومت ها را در مدار بر حسب نوع کاربرد می توانیم به 2 صورت سری و موازی ببندیم:
مقاومت های سری یا متوالی:
اگر چند مقاومت را در مدار به صورت پشت سرهم ببندیم، یعنی هر2مقاومت متوالی در یک سر با هم مشترک باشند (به شکل دقت کنید)، آنگاه می گوییم مقاومت ها را با هم سری کرده ایم
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
"مقاومت معادل" یعنی مقاومت نهایی کل مجموعه.
برای به دست آوردن مقاومت معادل جند مقاومت که به صورت سری بسته شده اند، کافیست اندازه ی هر مقاومت را با بعدی جمع کنیم یعنی: [تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند](Totمخفف کلمه یTotal به معنای کل می باشد)
مثال: مقاومت معادل مجموعه ی زیر بدین صورت است: [تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند] ← 19=12+4+3
مقاومت های موازی:
اگر چند مقاومت را در مدار به شکلی ببندیم که ابتدا و انتهای همه ی آنها به همدیگر متصل باشند(به شکل دقت کنید)، آنها را با یکدیگر موازی کرده ایم.
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
برای بدست آوردن مقاومت معادل در این حالت از این فرمول استفاده می کنیم:
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
مثال: مقاومت معادل مجموعه ی زیر بدین صورت است:
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
← [تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
مدارهای الکترونیکی ممکنه ترکیبی از مقاومت های سری و موازی باشند، در این صورت برای به دست آوردن مقاومت معادل باید سعی کنیم مساله را به قسمت های وچکتر تبدیل کنیم و مقاومت هر قسمت را جداگانه محاسبه و با قسمت دیگر جمع کنیم. به مثال دقت کنید:[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
مقاومت های سری یا متوالی:
اگر چند مقاومت را در مدار به صورت پشت سرهم ببندیم، یعنی هر2مقاومت متوالی در یک سر با هم مشترک باشند (به شکل دقت کنید)، آنگاه می گوییم مقاومت ها را با هم سری کرده ایم
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
"مقاومت معادل" یعنی مقاومت نهایی کل مجموعه.
برای به دست آوردن مقاومت معادل جند مقاومت که به صورت سری بسته شده اند، کافیست اندازه ی هر مقاومت را با بعدی جمع کنیم یعنی: [تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند](Totمخفف کلمه یTotal به معنای کل می باشد)
مثال: مقاومت معادل مجموعه ی زیر بدین صورت است: [تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند] ← 19=12+4+3
مقاومت های موازی:
اگر چند مقاومت را در مدار به شکلی ببندیم که ابتدا و انتهای همه ی آنها به همدیگر متصل باشند(به شکل دقت کنید)، آنها را با یکدیگر موازی کرده ایم.
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
برای بدست آوردن مقاومت معادل در این حالت از این فرمول استفاده می کنیم:
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
مثال: مقاومت معادل مجموعه ی زیر بدین صورت است:
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
← [تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
مدارهای الکترونیکی ممکنه ترکیبی از مقاومت های سری و موازی باشند، در این صورت برای به دست آوردن مقاومت معادل باید سعی کنیم مساله را به قسمت های وچکتر تبدیل کنیم و مقاومت هر قسمت را جداگانه محاسبه و با قسمت دیگر جمع کنیم. به مثال دقت کنید:[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
خازن:
خازن یک قطعه ی الکتریکی می باشد که می تواند مقداری بار الکتریکی در خود ذخیره کند و در هنگام نیاز به مدار باز گرداند(میزان عبور بار الکتریکی در واحد زمان از یک نقطه را همان جریان الکتریکی آن نقطه می گویند.بار الکتریکی همان الکترون هایی آزادی هستند که وقتی بین 2 قطب حرکت می کنند موجب به وجود آمدن جریان الکتریکی می شوند ). خازن ها انواع گونگونی دارند، از جمله خازن های عدسی، الکترولیتی، سرامیکی و... .
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
خازن ها از پرکابردترین قطعات الکتریکی هستند که در مدارهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. اگر مایلید که در باره ی خازن ها اطلاعات جامع تری تری داشته باشید می تونید به کتاب « فیزیک 3 و آزمایشگاه» مراجه کنید.
خازن را در طراحی های شماتیک به شکل [تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند] نمایش می دهند.
میزان باری که در خازن ها ذخیره می شود به ظرفیت انها بستگی دارد.
ظرفیت خازن:
ظرفیت خازن عبارتست از نسبت بار ذخیره شده در خازن به اختلاف پتانسیل 2 سر خازن :[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند] که (C)نماد ظرفیت خازن و (q) هم همان بار الکتریکی ذخیره شده در خازن می باشد.
به پاس خدمات فراوان مایکل فارادی ، فیزیکدان انگلیسی، یکای ظرفیت «فاراد» نامیده شده.
نکته ی مهم اینکه خازن ها بعد از پر شدن(قرار گرفتن بار الکتریکی تا حد ظرفیت در آنها را پر شدن می گوییم) دیگر هیچ جریانی را از خود عبور نمی دهند. ما از این خاصیت خازن استفاده های فراوانی خواهیم کرد
خازن یک قطعه ی الکتریکی می باشد که می تواند مقداری بار الکتریکی در خود ذخیره کند و در هنگام نیاز به مدار باز گرداند(میزان عبور بار الکتریکی در واحد زمان از یک نقطه را همان جریان الکتریکی آن نقطه می گویند.بار الکتریکی همان الکترون هایی آزادی هستند که وقتی بین 2 قطب حرکت می کنند موجب به وجود آمدن جریان الکتریکی می شوند ). خازن ها انواع گونگونی دارند، از جمله خازن های عدسی، الکترولیتی، سرامیکی و... .
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
خازن ها از پرکابردترین قطعات الکتریکی هستند که در مدارهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. اگر مایلید که در باره ی خازن ها اطلاعات جامع تری تری داشته باشید می تونید به کتاب « فیزیک 3 و آزمایشگاه» مراجه کنید.
خازن را در طراحی های شماتیک به شکل [تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند] نمایش می دهند.
میزان باری که در خازن ها ذخیره می شود به ظرفیت انها بستگی دارد.
ظرفیت خازن:
ظرفیت خازن عبارتست از نسبت بار ذخیره شده در خازن به اختلاف پتانسیل 2 سر خازن :[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند] که (C)نماد ظرفیت خازن و (q) هم همان بار الکتریکی ذخیره شده در خازن می باشد.
به پاس خدمات فراوان مایکل فارادی ، فیزیکدان انگلیسی، یکای ظرفیت «فاراد» نامیده شده.
نکته ی مهم اینکه خازن ها بعد از پر شدن(قرار گرفتن بار الکتریکی تا حد ظرفیت در آنها را پر شدن می گوییم) دیگر هیچ جریانی را از خود عبور نمی دهند. ما از این خاصیت خازن استفاده های فراوانی خواهیم کرد
ادامه ي بحث خازن ها رو شروع مي کنيم.
کد خواني خازن ها:
ظرفيت خازن و ولتاژ مناسب براي خازن ها را کارخانه هاي سازنده معمولاً روي بدنه ي آنها مي نويسند. معمولاً 3 سيستم کد گذاري براي خازن ها وجود دارد:
1- بر روي خازن هاي بزرگ (معمولاً الكتروليتي) ظرفيت و ولتاژ به صورت مستقيم و واضح نوشته شده، مثلاً خازن زير 10V و(1000ميكروفاراد)1000μF است.
μ(ميکرو)= 0.000,001= 6- ^10
n (نانو) = 0.000,000,001 =9- ^10
p ياμμ (پيکو) = 0.000,000,000,001=12- ^10
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
نکته ي مهم: همان طور که مي بينيد روي بدنه ي خازن هاي الكتروليت، يک نوار کشيده شده که به وسيله ي آن پايه ي – مشخص شده، در اين خازن هاي اگر جاي + و - را اشتباه وصل کنيم در اثر پديده ي فرو شکست خازن مي ترکد! در خازن هاي الكتروليتي نيز، خازن ذوب مي‌شود!
2- در خازن هاي کوچک مثل خازن هاي عدسي به خاطر کمبود جا اطلاعات رو به صورت خلاصه تر مي نويسند. مثلاً روي يك خازن عدد 103J را مي بينيد، اين سيستم مشابهت زيادي با سيستم کد گذاري مقاومت ها دارد، يعني 2 رقم اول از سمت چپ ، ارقام اول و دوم ،و رقم سوم نيز يک ضريب طبق جدول زير مي باشد.
حرف لاتيني که در آخر نوشته مي شود نيز تلورانس يا ضريب خطا مي باشد(در خيلي از مقاومت ها اصلاً نوشته نمي شود). در زير اين اعداد گاهي ممکنه يک ولتاژ مثل 10V نوشته شود که ولتاژِ کاري خازن است.
2رقم اول ،ضربدر ضريبي كه رقم سوم آن را نشان مي‌دهد، مي‌شود ظرفيت خازن بر حسب پيكوفاراد
رقم سوم
(Third Digit)
ضريب
(Multiplier)
0
1 =100
1
10 =101
2
100 =102
3
1000 =103
4
10000 =104
5
100000 =105
6 يا 7
استفاده مي شوند
8
0.01
9
0.
کد خواني خازن ها:
ظرفيت خازن و ولتاژ مناسب براي خازن ها را کارخانه هاي سازنده معمولاً روي بدنه ي آنها مي نويسند. معمولاً 3 سيستم کد گذاري براي خازن ها وجود دارد:
1- بر روي خازن هاي بزرگ (معمولاً الكتروليتي) ظرفيت و ولتاژ به صورت مستقيم و واضح نوشته شده، مثلاً خازن زير 10V و(1000ميكروفاراد)1000μF است.
μ(ميکرو)= 0.000,001= 6- ^10
n (نانو) = 0.000,000,001 =9- ^10
p ياμμ (پيکو) = 0.000,000,000,001=12- ^10
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
نکته ي مهم: همان طور که مي بينيد روي بدنه ي خازن هاي الكتروليت، يک نوار کشيده شده که به وسيله ي آن پايه ي – مشخص شده، در اين خازن هاي اگر جاي + و - را اشتباه وصل کنيم در اثر پديده ي فرو شکست خازن مي ترکد! در خازن هاي الكتروليتي نيز، خازن ذوب مي‌شود!
2- در خازن هاي کوچک مثل خازن هاي عدسي به خاطر کمبود جا اطلاعات رو به صورت خلاصه تر مي نويسند. مثلاً روي يك خازن عدد 103J را مي بينيد، اين سيستم مشابهت زيادي با سيستم کد گذاري مقاومت ها دارد، يعني 2 رقم اول از سمت چپ ، ارقام اول و دوم ،و رقم سوم نيز يک ضريب طبق جدول زير مي باشد.
حرف لاتيني که در آخر نوشته مي شود نيز تلورانس يا ضريب خطا مي باشد(در خيلي از مقاومت ها اصلاً نوشته نمي شود). در زير اين اعداد گاهي ممکنه يک ولتاژ مثل 10V نوشته شود که ولتاژِ کاري خازن است.
2رقم اول ،ضربدر ضريبي كه رقم سوم آن را نشان مي‌دهد، مي‌شود ظرفيت خازن بر حسب پيكوفاراد
رقم سوم
(Third Digit)
ضريب
(Multiplier)
0
1 =100
1
10 =101
2
100 =102
3
1000 =103
4
10000 =104
5
100000 =105
6 يا 7
استفاده مي شوند
8
0.01
9
0.
و 3- اين سيستم کد گذاري خازن ها دقيقاً مشابه همان مقاومت هاست، يعني ظرفيت خازن با حلقه ها رنگي نمايش داده مي شود. اين سيستم بسيار کم کاربرد مي باشد و لذا ما وارد جزئيات بيشتر آن نمي شويم.
انواع به هم بستن خازن ها
خازن ها نيز مانند مقاومت ها به 2 صورت به هم بسته مي شوند: سري و موازي
خازن هاي سري
در به هم بستن خازن ها به صورت متوالي يا سري ظرفيت معادل مجموعه از فرمول زير محاسبه مي شود
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
:به عنوان مثال ظرفيت معادل مجموعه ي روبرو برابر است با
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند] [تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
نکته: در خازن هاي سري ، باري که روي همه ي خازن ها ذخيره مي شود با هم برابر است(ظرفيت خازن اهميتي ندارد). توضيح اين مطلب نياز به مقدمات زيادي دارد که فعلاً ما نيازي به آن نداريم.
خازن هاي مواز
در به هم بستن موازي خازن ها، ظرفيت خازن ها به صورت مستقيم با هم جمع مي شوند، يعني:[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
C=4+3+12=19: براي مثال مقاومت معادل مجموعه ي زير برابر است با
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
نکته: همونطور که مي بينيد در حالت سري، ولتاژي که بر روي پايه هاي همه ي خازن ها قرار مي گیرد مساويست.
اگر در يک مدار چندين خازن به صورت سري و موازي قرار گرفته بودند، ابتدا خازن هاي موازي را حذف و آنگاه ظرفیت معادل بقيه ي خازن ها را محاسبه مي کنيم. به مثال دقت کنيد:
يكي از كاربرد‌هاي بسيار مهم خازن‌ها در كار ما حذف Noiseها و امواج زايد مي‌باشد، اين روش نسبتاً پيچيده مي‌باشد ، در جلسات آتي در باره‌ي اين روش نيز توضيح خواهيم داد.
ديود: يكي ديگر از پر مصرف‌ترين قطعات الكترونيكي در مدارها ديود مي‌باشد. احتمالاً با اين قطعه نيز دوستان يك آشنايي مختصري دارند.
انواع به هم بستن خازن ها
خازن ها نيز مانند مقاومت ها به 2 صورت به هم بسته مي شوند: سري و موازي
خازن هاي سري
در به هم بستن خازن ها به صورت متوالي يا سري ظرفيت معادل مجموعه از فرمول زير محاسبه مي شود
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
:به عنوان مثال ظرفيت معادل مجموعه ي روبرو برابر است با
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند] [تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
نکته: در خازن هاي سري ، باري که روي همه ي خازن ها ذخيره مي شود با هم برابر است(ظرفيت خازن اهميتي ندارد). توضيح اين مطلب نياز به مقدمات زيادي دارد که فعلاً ما نيازي به آن نداريم.
خازن هاي مواز
در به هم بستن موازي خازن ها، ظرفيت خازن ها به صورت مستقيم با هم جمع مي شوند، يعني:[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
C=4+3+12=19: براي مثال مقاومت معادل مجموعه ي زير برابر است با
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
نکته: همونطور که مي بينيد در حالت سري، ولتاژي که بر روي پايه هاي همه ي خازن ها قرار مي گیرد مساويست.
اگر در يک مدار چندين خازن به صورت سري و موازي قرار گرفته بودند، ابتدا خازن هاي موازي را حذف و آنگاه ظرفیت معادل بقيه ي خازن ها را محاسبه مي کنيم. به مثال دقت کنيد:
يكي از كاربرد‌هاي بسيار مهم خازن‌ها در كار ما حذف Noiseها و امواج زايد مي‌باشد، اين روش نسبتاً پيچيده مي‌باشد ، در جلسات آتي در باره‌ي اين روش نيز توضيح خواهيم داد.
ديود: يكي ديگر از پر مصرف‌ترين قطعات الكترونيكي در مدارها ديود مي‌باشد. احتمالاً با اين قطعه نيز دوستان يك آشنايي مختصري دارند.
دیود:
همانطور که می دانید دیودها جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور میدهند و در جهت مخالف در مقابل عبور جریان از خود مقاومت نشان میدهند(این مقاومت آنقدر زیاد است که تقریباً عایق می شوند و جریانی عبور نمی دهند).جالبه که بدانید به همین دلیل در سالهای اولیه ساخت این وسیله الکترونیکی، به آن دریچه(Valve )هم می گفتند.
هنگامی که پایه ی مثبت دیود به قطب + منبع تغذیه(باطری یا هر مولد دیگر) و پایه ی منفی آن به قطب – متصل شود، دیود جریان را عبور داده و اگر برعکس وصل شود تقریباً جریان قطع می شود.
برای فعال شدن دیود باید بین 2 سر آن حداقل 0.6 الی 0.7 ولت اختلاف پتانسیل برقرار شود، یعنی اگر کمتر از این مقدار ولتاژ بر روی آن قرار گیرد، دیود هیچ جریانی را از خود عبور نمی دهد. این ولتاژ را ولتاژ آستانه(Forward Voltage Drop) می گویند.
هنگامی که شما ولتاژ معکوس به دیود متصل می کنید(- به + ، + به -)، دیود جریانی بسیار کوچک و در حدA μ یا حتی کمتر از آن را از خود عبور می دهد، ولی این مقدار آنقدر کم است که هیچ تاثیری بر مدارهای ما نخواهد داشت.
نکته ی مهم: دیودها یک آستانه(Limit) برای حداکثر ولتاژ معکوس دارند که اگر ولتاژ معکوس از آن بالاتر رود، دیود بر اثر پدیده ی فروشکست می‌‌سوزد و جریان را در هر دو جهت عبور می‌‌دهد. این ولتاژ را آستانه شکست (Break Down) می گویند.
پایه ی منفی دیودها را با یک نوار سفید یا خاکستری رنگ در کنار آن مشخص می کنند.(به شکل دقت کنید)
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
دیود را در مدارهای شماتیک به شکل[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند] نشان می دهند که ترتیب + و - پایه های آن نیز روی شکل مشخص شده.
دسته ی دیگری از دیود ها به نام دیودهای زنر(Zener) وجود دارند که از آنها برای تثبیت ولتاژ استفاده می کنیم. به عنوان مثال با استفاده از این دیودها می توان ولتاژ را روی 5V ثابت نگه داشت. ولی ما برای تثبیت ولتاژ از این قطعه استفاده نخواهیم کرد، زیرا محدودیت هایی دارد که بهتر است به جای آن از قطعات دیگری مثل رگولاتور استفاده شود. در مورد رگولاتور در جلسات آینده توضیح کاملتری داده خواهد شد.
بحث دیود در اینجا به پایان رسید، به ادامه ی بحث توجه کنید:
خوب ، وقت این رسیده که ببینیم این مطالبی که تا حالا کم و بیش یاد گرفتیم چه ارتباطی با کار ما داره، آیا این مطالبی که یاد گرفتیم همشون ضروری و مهم بودند ؟ از این به بعد چه چیزایی یاد می گیریم؟ و در نهایت قراره بعد از اموختن این مطالب به کجا برسیم؟
ما میخواهیم در ادامه یک دید کلی از یک ربات داشته باشیم تا متوجه بشویم که مطالبی که الآن ارایه می شوند، هر کدام در چه بخش هایی کاربرد دارند.
شاید اولین سوالی که باید جواب داده بشه این هستش که ما می خواهیم در نهایت چه رباتی بسازیم؟
همانطور که می دانید دیودها جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور میدهند و در جهت مخالف در مقابل عبور جریان از خود مقاومت نشان میدهند(این مقاومت آنقدر زیاد است که تقریباً عایق می شوند و جریانی عبور نمی دهند).جالبه که بدانید به همین دلیل در سالهای اولیه ساخت این وسیله الکترونیکی، به آن دریچه(Valve )هم می گفتند.
هنگامی که پایه ی مثبت دیود به قطب + منبع تغذیه(باطری یا هر مولد دیگر) و پایه ی منفی آن به قطب – متصل شود، دیود جریان را عبور داده و اگر برعکس وصل شود تقریباً جریان قطع می شود.
برای فعال شدن دیود باید بین 2 سر آن حداقل 0.6 الی 0.7 ولت اختلاف پتانسیل برقرار شود، یعنی اگر کمتر از این مقدار ولتاژ بر روی آن قرار گیرد، دیود هیچ جریانی را از خود عبور نمی دهد. این ولتاژ را ولتاژ آستانه(Forward Voltage Drop) می گویند.
هنگامی که شما ولتاژ معکوس به دیود متصل می کنید(- به + ، + به -)، دیود جریانی بسیار کوچک و در حدA μ یا حتی کمتر از آن را از خود عبور می دهد، ولی این مقدار آنقدر کم است که هیچ تاثیری بر مدارهای ما نخواهد داشت.
نکته ی مهم: دیودها یک آستانه(Limit) برای حداکثر ولتاژ معکوس دارند که اگر ولتاژ معکوس از آن بالاتر رود، دیود بر اثر پدیده ی فروشکست می‌‌سوزد و جریان را در هر دو جهت عبور می‌‌دهد. این ولتاژ را آستانه شکست (Break Down) می گویند.
پایه ی منفی دیودها را با یک نوار سفید یا خاکستری رنگ در کنار آن مشخص می کنند.(به شکل دقت کنید)
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
دیود را در مدارهای شماتیک به شکل[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند] نشان می دهند که ترتیب + و - پایه های آن نیز روی شکل مشخص شده.
دسته ی دیگری از دیود ها به نام دیودهای زنر(Zener) وجود دارند که از آنها برای تثبیت ولتاژ استفاده می کنیم. به عنوان مثال با استفاده از این دیودها می توان ولتاژ را روی 5V ثابت نگه داشت. ولی ما برای تثبیت ولتاژ از این قطعه استفاده نخواهیم کرد، زیرا محدودیت هایی دارد که بهتر است به جای آن از قطعات دیگری مثل رگولاتور استفاده شود. در مورد رگولاتور در جلسات آینده توضیح کاملتری داده خواهد شد.
بحث دیود در اینجا به پایان رسید، به ادامه ی بحث توجه کنید:
خوب ، وقت این رسیده که ببینیم این مطالبی که تا حالا کم و بیش یاد گرفتیم چه ارتباطی با کار ما داره، آیا این مطالبی که یاد گرفتیم همشون ضروری و مهم بودند ؟ از این به بعد چه چیزایی یاد می گیریم؟ و در نهایت قراره بعد از اموختن این مطالب به کجا برسیم؟
ما میخواهیم در ادامه یک دید کلی از یک ربات داشته باشیم تا متوجه بشویم که مطالبی که الآن ارایه می شوند، هر کدام در چه بخش هایی کاربرد دارند.
شاید اولین سوالی که باید جواب داده بشه این هستش که ما می خواهیم در نهایت چه رباتی بسازیم؟
و بسازیم. پس بد نیست ساختار یک ربات آتش نشان ساده رو با هم بررسی کنیم.
در حالت کلی یک ربات شامل 3 بخش زیر می باشد:
1- ورودی ها: شامل همه ی سنسورهای مختلف ربات که اطلاعات محیط رو اعم از میزان نور، میزان گازهای مختلف، درجه حرارت محیط و.... دریافت و در در اختیار بخش پردازش گر ربات قرار می دهند
2- پردازش گر: اطلاعات ورودی ربات را دریافت و توسط مدارهای کنترلی(اعم از میکرو کنترولرها و مدارهای الکترونیکی دیگر) آنرا پردازش و تصمیم گیری می کند و تصمیمات رو در اختیار بخش های اجرایی ربات قرار می دهد.
3- خروجی ها(بخش های اجرایی): شامل موتورها، پمپ آب، ledهای هشدار دهنده، آژیر خطر و...
ابتدا ربات به وسیله ی سنسورهای نوری(نوعی مقاومت نوری) و بخش پردازشگر ابتدا مکان آتش را بر روی زمین مشابقه پیدا می کند.
الگوریتم پیدا کردن آتش:(الگوریتم در اینجا به معنای راهکار حل مسآله می باشد)
همان طور که میدونید یکی از مهمترین مشخصات آتش تابش نور و گرمای زیاد می باشد. مقاومت های نوری هم هر زمانی که نور بیشتری از محیط دریافت کنند مقاومت آنها کمتر می شود(در اینجا از مقاومت نوری به عنوان حسگر نور استفاده کردیم). ربات برای پیدا کردن آتش در ابتدا به صورت ثابت به دور خود می چرخد. یک مقاومت نوری نیز در جلوی ربات قرار دارد . هنگامیکه جلوی ربات در حین چرخش در مقابل آتش قرار بگیرد، نوری که به مقاومت نوری میرسد افزایش یافته و مقاومت آن کاهش می یابد. در نتیجه ربات توسط بخش پردازشگر وجود آتش را تشخیص می دهد. بخش پردازشگر دستور توقفِ چرخش و حرکت به سوی آتش را صادر می کند. این دستور توسط مدارهای واسط(در اینجا منظور مدارهایست که برای تقویت و کنترل جریان طراحی می شوند) به موتورها منتقل و اجرا می شود و ربات به سوی آتش حرکت می کند.
الگوریتم خاموش کردن آتش:
ربات در حال حرکت به سوی آتش می باشد،پس باید در یک فاصله ی مناسب از آتش که در آن فاصله به ربات اسیب نرسد بایستد و پمپ آب روشن کرده و آتش را خاموش کند. برای این کار یک مقاومت نوری دیگر را جوری بر روی ربات قرار می دهیم تا فقط هنگامیکه ربات در بالا سر آتش قرار میگیرد این سنسور آتش را ببیند. (سنسور به صورت عمود بر زمین مسابقه و در ارتفاع حدود 20،10سانتیمتری سطح زمین قرار می گیرد). پس هنگامیکه این مقاومت نوری در مقابل آتش قرار گرفت، بخش پردازشگر به موتورها دستور توقف و به پمپ آب دستور پاشیدن آب را می دهد. به این ترتیب آتش خاموش می شود.
این ساختار یکی از ساده ترین ساختارها برای ساخت ربات آتش نشان می باشد که الآن به صورت بسیار مختصر ارایه شد.
ما بعد از پایان این بخش وارد بخش دیجیتال شده و با طراحی های دیجیتال و بحث هایی از مدارهای منطقی آشنا می شوید که قطعاً جذابیت های بسیار زیادی برای دوستای عزیز خواهد داشت. در حقیقت بخش فعلی شاید کسل کننده ترین بخش کار ما می باشد، چون مطالب ارایه شده بیشتر قالب کلاسیک و سنتی دارد و هنوز به معنی واقعی وارد بخش های پژوهشی و عملی کار نشدیم!
در حالت کلی یک ربات شامل 3 بخش زیر می باشد:
1- ورودی ها: شامل همه ی سنسورهای مختلف ربات که اطلاعات محیط رو اعم از میزان نور، میزان گازهای مختلف، درجه حرارت محیط و.... دریافت و در در اختیار بخش پردازش گر ربات قرار می دهند
2- پردازش گر: اطلاعات ورودی ربات را دریافت و توسط مدارهای کنترلی(اعم از میکرو کنترولرها و مدارهای الکترونیکی دیگر) آنرا پردازش و تصمیم گیری می کند و تصمیمات رو در اختیار بخش های اجرایی ربات قرار می دهد.
3- خروجی ها(بخش های اجرایی): شامل موتورها، پمپ آب، ledهای هشدار دهنده، آژیر خطر و...
ابتدا ربات به وسیله ی سنسورهای نوری(نوعی مقاومت نوری) و بخش پردازشگر ابتدا مکان آتش را بر روی زمین مشابقه پیدا می کند.
الگوریتم پیدا کردن آتش:(الگوریتم در اینجا به معنای راهکار حل مسآله می باشد)
همان طور که میدونید یکی از مهمترین مشخصات آتش تابش نور و گرمای زیاد می باشد. مقاومت های نوری هم هر زمانی که نور بیشتری از محیط دریافت کنند مقاومت آنها کمتر می شود(در اینجا از مقاومت نوری به عنوان حسگر نور استفاده کردیم). ربات برای پیدا کردن آتش در ابتدا به صورت ثابت به دور خود می چرخد. یک مقاومت نوری نیز در جلوی ربات قرار دارد . هنگامیکه جلوی ربات در حین چرخش در مقابل آتش قرار بگیرد، نوری که به مقاومت نوری میرسد افزایش یافته و مقاومت آن کاهش می یابد. در نتیجه ربات توسط بخش پردازشگر وجود آتش را تشخیص می دهد. بخش پردازشگر دستور توقفِ چرخش و حرکت به سوی آتش را صادر می کند. این دستور توسط مدارهای واسط(در اینجا منظور مدارهایست که برای تقویت و کنترل جریان طراحی می شوند) به موتورها منتقل و اجرا می شود و ربات به سوی آتش حرکت می کند.
الگوریتم خاموش کردن آتش:
ربات در حال حرکت به سوی آتش می باشد،پس باید در یک فاصله ی مناسب از آتش که در آن فاصله به ربات اسیب نرسد بایستد و پمپ آب روشن کرده و آتش را خاموش کند. برای این کار یک مقاومت نوری دیگر را جوری بر روی ربات قرار می دهیم تا فقط هنگامیکه ربات در بالا سر آتش قرار میگیرد این سنسور آتش را ببیند. (سنسور به صورت عمود بر زمین مسابقه و در ارتفاع حدود 20،10سانتیمتری سطح زمین قرار می گیرد). پس هنگامیکه این مقاومت نوری در مقابل آتش قرار گرفت، بخش پردازشگر به موتورها دستور توقف و به پمپ آب دستور پاشیدن آب را می دهد. به این ترتیب آتش خاموش می شود.
این ساختار یکی از ساده ترین ساختارها برای ساخت ربات آتش نشان می باشد که الآن به صورت بسیار مختصر ارایه شد.
ما بعد از پایان این بخش وارد بخش دیجیتال شده و با طراحی های دیجیتال و بحث هایی از مدارهای منطقی آشنا می شوید که قطعاً جذابیت های بسیار زیادی برای دوستای عزیز خواهد داشت. در حقیقت بخش فعلی شاید کسل کننده ترین بخش کار ما می باشد، چون مطالب ارایه شده بیشتر قالب کلاسیک و سنتی دارد و هنوز به معنی واقعی وارد بخش های پژوهشی و عملی کار نشدیم!
از مبحث دیود ها، دیود نوری، 7Segment و گیرنده فرستنده ی مادون قرمز باقی مونده که در این جلسه ابتدا به توضیح این قطعات خواهیم پرداخت.
دیود نوری(LED):
همان طور که از اسم پیداست، این نیز نوعی دیود است که زمانیکه در بایاس مستقیم قرار گیرد و جریان مناسب باشد، از خود نور تولید می کند.
بایاس کردن یعنی اتصال پایه های قطعه(دیود، ترانزیستور،...) به منبع تغذیه. بایاس مستقیم به معنای اتصال صحیح به منبع تغذیه(اتصال پایه‌ی + به قطب + و پایه ی - به قطب - منبع تغذیه) و بایاس معکوس به معنای اتصال برعکس می باشد.
LEDها مزایای بسیاری نسبت به لامپ های معمولی کوچک دارند، از جمله: مصرف بسیار پایین، طول عمر بالا، سرعت قطع و وصل بالا هنگام قطع و وصل شدن منبع تغذیه و... LEDها در رنگهای مختلفی ساخته مي‌شوند (زرد، سبز، قرمزو...).
نمایشگر LED هفت قسمی(7Segment):
این قطعه نوعی نمایشگر است که برای نشان دادن عددها و بعضی از حروف کاربرد دارد. طبیعتاً اگر چند 7Segment در کنار هم قرار گیرند می توانند اعداد و جملات طولانی تری را نمایش دهند.
ساختار داخلی این قطعه بسیار ساده است، این قطعه از 8 LED (7تا برای حروف، یکی هم برای نقطه)ساخته شده که با کنترل پایه های آن می توان با روشن و خاموش کردن LEDهای مختلف، اعداد و حروف گوناگون را بر روی آن نمایش داد.
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
این قطعه به 2 صورت کاتد مشترک و آند مشترک ساخته می شود. در کاتد مشترک پایه ی – همه ی LEDها به یکدیگر وصل شده (طبق شکل) و یک پایه به عنوان پایه ی – همه ی LEDها در اختیار کاربر قرار می گیرد. کاربر این پایه را به قطب – وصل می کند. حال برای کنترل هر LED کافیست کاربر پایه ی متناظر با آن را به + وصل کند. این کار علی رغم پیچیدگی ظاهری بسیار کار ما را ساده خواهد کرد.
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
در 7Segmentهای آند مشترک روند کار دقیقاً برعکس کاتد مشترک است. یعنی کاربر باید پایه ی متناظر با LED مورد نظر را به – وصل کند تا LED روشن شود. یک پایه هم به عنوان پایه ی + همه ی LEDها وجود دارد.
دیود نوری(LED):
همان طور که از اسم پیداست، این نیز نوعی دیود است که زمانیکه در بایاس مستقیم قرار گیرد و جریان مناسب باشد، از خود نور تولید می کند.
بایاس کردن یعنی اتصال پایه های قطعه(دیود، ترانزیستور،...) به منبع تغذیه. بایاس مستقیم به معنای اتصال صحیح به منبع تغذیه(اتصال پایه‌ی + به قطب + و پایه ی - به قطب - منبع تغذیه) و بایاس معکوس به معنای اتصال برعکس می باشد.
LEDها مزایای بسیاری نسبت به لامپ های معمولی کوچک دارند، از جمله: مصرف بسیار پایین، طول عمر بالا، سرعت قطع و وصل بالا هنگام قطع و وصل شدن منبع تغذیه و... LEDها در رنگهای مختلفی ساخته مي‌شوند (زرد، سبز، قرمزو...).
نمایشگر LED هفت قسمی(7Segment):
این قطعه نوعی نمایشگر است که برای نشان دادن عددها و بعضی از حروف کاربرد دارد. طبیعتاً اگر چند 7Segment در کنار هم قرار گیرند می توانند اعداد و جملات طولانی تری را نمایش دهند.
ساختار داخلی این قطعه بسیار ساده است، این قطعه از 8 LED (7تا برای حروف، یکی هم برای نقطه)ساخته شده که با کنترل پایه های آن می توان با روشن و خاموش کردن LEDهای مختلف، اعداد و حروف گوناگون را بر روی آن نمایش داد.
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
این قطعه به 2 صورت کاتد مشترک و آند مشترک ساخته می شود. در کاتد مشترک پایه ی – همه ی LEDها به یکدیگر وصل شده (طبق شکل) و یک پایه به عنوان پایه ی – همه ی LEDها در اختیار کاربر قرار می گیرد. کاربر این پایه را به قطب – وصل می کند. حال برای کنترل هر LED کافیست کاربر پایه ی متناظر با آن را به + وصل کند. این کار علی رغم پیچیدگی ظاهری بسیار کار ما را ساده خواهد کرد.
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
در 7Segmentهای آند مشترک روند کار دقیقاً برعکس کاتد مشترک است. یعنی کاربر باید پایه ی متناظر با LED مورد نظر را به – وصل کند تا LED روشن شود. یک پایه هم به عنوان پایه ی + همه ی LEDها وجود دارد.
دیود گیرنده و فرستنده ی مادوم قرمز:
دیودهای مادون قرمز از نظر ساختمانی تفاوت زیادی با دیودهای دیگر ندارند. گیرنده ی مادون قرمز یاIR (InfraRed) معمولاً در بایاس – مورد استفاده قرار می گیرد. این دیود زمانیکه مادون قرمز از محیط دریافت می کند، جریان دهی آن در جهت معکوس افزایش می یابد و زمانیکه مادون قرمز دریافت نکند، جریان دهی آن در جهت معکوس کم می شود. البته این جریان بسیار کوچک می باشد و برای استفاده از آن باید آنرا به نوعی تقویت کرد. سنسورهای نوری ما در ساخت ربات ها معمولاً همین دیودهای نوری می باشند. روش استفاده از این دیودها به عنوان سنور (با جریان دهی مناسب) در جلسات آتی توضیح داده خواهد شد.
فرستنده ی مادون قرمز به صورت مستقیم بایاس می شود(به منبع تغذیه وصل می شود). البته برای جلوگیری از سوختن آن باید جریان عبوری را با یک مقاومت که به صورت سری با آن بسته می شود، کنترل کرد.
دیود های مادون قرمز انواع و اشکال گوناگونی دارند، اما مدلی که ما بیشتر با آن سر و کار داریم از نظر ظاهری کاملاً مشابه LEDهاي سرگِرد می باشد.
ترانزیستور:
این قطعه پرکاربردترین قطعه در دنیای الکترونیک می باشد. ساز و کار آن نیز بسیار پیچیده و نیازمند مقدماتی بسیار فراتر از بحث ما دارد که ما از آن ها گذشته و این قطعه را به صورت کاربردی و سطحی معرفی می کنیم.
اصلی ترین کاربرد ترانزیستور در کار ما سویچینگ(کلید الکترونیکی)و تقویت کنندگی آن است.
ترانزیستورها با 2 ساختار PNP و NPN ساخته می شوند. این 2 ساختار از نظر کارای در بحث ما تفاوت زیادی ندارند و تنها تفاوت در ترتیب پایه های آنها برای ما مشهود خواهد بود.
ترانزیستور 3 پایه دارد: بیس(Base)، کلکتور(Collector)، امیتر(Emitter)
ترانزیستور در حالت کلی به 3 دسته ی قدرت، نیمه قدرت و معمولی تقسیم می شوند. ترانزیستورهای قدرت و نیمه قدرت برای سوییچینگ به کار می روند و ترانزیستورهای معمولی برای تقویت جریان.
بایاسینگ ترانزیستور:
برای راه اندازی ترانزیستور به عنوان سوییچ یا تقویت کننده یا... باید ابتدا آنرا بایاس کرد.
در ترانزیستور NPN جریانی که از کلکتور وارد ترانزیستور می شود به وسیله جریان بسیار کوچکی که بر روی بیس قرار می گیرد وارد امیتر می شود. پس جریانی که از امیتر عبور می کند برابرست با جمع جریان های بیس و کلکتور که به دلیل بسیار کوچک بودن بیس نسبت به کلکتور تقریباً برابر است با جریان کلکتور: [تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
بایاسینگ ترانزیستورهای PNP دقیقاً برعکس NPN است، یعنی جریانی که از طریق امیتر وارد ترانزیستور می شود به وسیله ی جریان بسیار کوچکی که بر روی بیس قرار می گیرد وارد کلکتور می شود:[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
دقت کنید که در هر 2 نوع ، جریان به وسیله ی بیس کنترل می شود.
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
ترانزیستورها در تقویت جریان خروجی از ICها برای انتقال به دیگر قطعات مانند موتور و رله و.... کاربرد بسار زیادی
دیودهای مادون قرمز از نظر ساختمانی تفاوت زیادی با دیودهای دیگر ندارند. گیرنده ی مادون قرمز یاIR (InfraRed) معمولاً در بایاس – مورد استفاده قرار می گیرد. این دیود زمانیکه مادون قرمز از محیط دریافت می کند، جریان دهی آن در جهت معکوس افزایش می یابد و زمانیکه مادون قرمز دریافت نکند، جریان دهی آن در جهت معکوس کم می شود. البته این جریان بسیار کوچک می باشد و برای استفاده از آن باید آنرا به نوعی تقویت کرد. سنسورهای نوری ما در ساخت ربات ها معمولاً همین دیودهای نوری می باشند. روش استفاده از این دیودها به عنوان سنور (با جریان دهی مناسب) در جلسات آتی توضیح داده خواهد شد.
فرستنده ی مادون قرمز به صورت مستقیم بایاس می شود(به منبع تغذیه وصل می شود). البته برای جلوگیری از سوختن آن باید جریان عبوری را با یک مقاومت که به صورت سری با آن بسته می شود، کنترل کرد.
دیود های مادون قرمز انواع و اشکال گوناگونی دارند، اما مدلی که ما بیشتر با آن سر و کار داریم از نظر ظاهری کاملاً مشابه LEDهاي سرگِرد می باشد.
ترانزیستور:
این قطعه پرکاربردترین قطعه در دنیای الکترونیک می باشد. ساز و کار آن نیز بسیار پیچیده و نیازمند مقدماتی بسیار فراتر از بحث ما دارد که ما از آن ها گذشته و این قطعه را به صورت کاربردی و سطحی معرفی می کنیم.
اصلی ترین کاربرد ترانزیستور در کار ما سویچینگ(کلید الکترونیکی)و تقویت کنندگی آن است.
ترانزیستورها با 2 ساختار PNP و NPN ساخته می شوند. این 2 ساختار از نظر کارای در بحث ما تفاوت زیادی ندارند و تنها تفاوت در ترتیب پایه های آنها برای ما مشهود خواهد بود.
ترانزیستور 3 پایه دارد: بیس(Base)، کلکتور(Collector)، امیتر(Emitter)
ترانزیستور در حالت کلی به 3 دسته ی قدرت، نیمه قدرت و معمولی تقسیم می شوند. ترانزیستورهای قدرت و نیمه قدرت برای سوییچینگ به کار می روند و ترانزیستورهای معمولی برای تقویت جریان.
بایاسینگ ترانزیستور:
برای راه اندازی ترانزیستور به عنوان سوییچ یا تقویت کننده یا... باید ابتدا آنرا بایاس کرد.
در ترانزیستور NPN جریانی که از کلکتور وارد ترانزیستور می شود به وسیله جریان بسیار کوچکی که بر روی بیس قرار می گیرد وارد امیتر می شود. پس جریانی که از امیتر عبور می کند برابرست با جمع جریان های بیس و کلکتور که به دلیل بسیار کوچک بودن بیس نسبت به کلکتور تقریباً برابر است با جریان کلکتور: [تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
بایاسینگ ترانزیستورهای PNP دقیقاً برعکس NPN است، یعنی جریانی که از طریق امیتر وارد ترانزیستور می شود به وسیله ی جریان بسیار کوچکی که بر روی بیس قرار می گیرد وارد کلکتور می شود:[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
دقت کنید که در هر 2 نوع ، جریان به وسیله ی بیس کنترل می شود.
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
ترانزیستورها در تقویت جریان خروجی از ICها برای انتقال به دیگر قطعات مانند موتور و رله و.... کاربرد بسار زیادی
رگولاتور:
ما برای راه اندازی بسیاری از قطعات و اِلِمان های الکترونیکی مدارها، نیاز به یک ولتاژ ثابت و بدون نوسان، مثل V5 داریم. ما برای این منظور در جلسه ی پنجم دیود زنر را به صورت سطحی معرفی کردیم که این دیود توسط مدارهای جانبی می توانست این عمل را برای ما انجام دهد، اما گفتیم به خاطر محدودیت هایی که این قطعه دارد، از جمله محدودیت جریان، و همچین مدارهای جانبی آن که موجب پیچیدگی کار می شود، به جای آن از قطعه ای به نام رگولاتور استفاده می کنیم.
رگولاتورهای ولتاژ، نوعی از نیمه رساناها هستند که برای تنظیم ولتاژ طراحی شده اند.
رگولاتورها در یک دسته بندی کلی به 3بخش زیر تقسیم میشوند:
1-رگولاتورهای ولتاژ خروجی ثابتِ مثبت: که خروجی انها یک عدد ثابت و غیر قابل تغییر + می باشد که نام گذاری انها هم به صورت 78XX یا L78XX یا M78XX می باشد.2 رقم سمت راست که به صورت XXنشان داده شده نشان دهنده ی ولتاژ خروجی است. مثلاً ولتاژ خروجی رگولاتور 7805 ، 5 ولت می باشد. L یا Mهم نشان دهنده ی حداکثر جریان دهی آن است(L= تا 1 آمپر،=Mتا 1.5 امپر)
2- رگولاتورهای ولتاژ خروجی ثابتِ منفی: که خروجی آنها یک عدد ثابت منفی و غیر قابل تغییر – می باشد که نامگذاری انها به صورت 79XX می باشد.
3- رگولاتورهای ولتاژ خروجی متغیر: به وسیله ی این رگولاتورها می توان ولتاژ خروجی را کنترل کرد. معروف ترین و پر کاربردترین نوع خروجی + آنها LM317 و LM138 وLM338 و خروجی – انهاLM337 می باشد. این قطعه برای ره اندازی نیاز به یک مدار جانبی مختصر دارد که در جلسات آزمایشگاه در این مورد توضیح کامل داده می شود.
این رگولاتورها 3 پایه دارند.مثبت + ، خروجی، زمین یا - ( قطب – منبع تغذیه را زمین نیز می گوییم(Gnd)). به شکل نگاه کنید.
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
در رگولاتورهای سری 78XX ولتاژ ورودی باید حداقل 2.3 ولت بیشتر از خروجی آنها باشد. حداقل ولتاژ ورودی و همچنین ولتاژ خروجی آنها در جدول زیر آمده است:
حداقل ولتاژ ورودی
ولتاژخروجی
شماره مدل
7.3
5
7805
11.5
9
7809
14.6
12
7812
21
18
7818
27.1
24
7824
تقویت کننده های تفاضلی( OP-AMP):
این قطعه معمولاً به صورت IC ساخته شده وبا مدارهای مجتمع ترانزیستوری طراحی می شود.کار کردن با این قطعه نسبتاً ساده می باشد و همین موضوع باعث استقبال فراوان از این قطعه شده است.
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
این قطعه کاربردهای فراوانی از جمله مقایسه، تقویت، فیلترینگ، اسیلاتور و.... دارد که ما در اینجا فقط به بحث مقایسه کنندگی ان می پردازیم. در بحث تقویت کنندگی ما ترجیحاً از ترانزیستورها استفاده می کنیم زیرا کار کردن با آتها به مراتب ساده تر از OP-AMP می باشد.
ما برای راه اندازی بسیاری از قطعات و اِلِمان های الکترونیکی مدارها، نیاز به یک ولتاژ ثابت و بدون نوسان، مثل V5 داریم. ما برای این منظور در جلسه ی پنجم دیود زنر را به صورت سطحی معرفی کردیم که این دیود توسط مدارهای جانبی می توانست این عمل را برای ما انجام دهد، اما گفتیم به خاطر محدودیت هایی که این قطعه دارد، از جمله محدودیت جریان، و همچین مدارهای جانبی آن که موجب پیچیدگی کار می شود، به جای آن از قطعه ای به نام رگولاتور استفاده می کنیم.
رگولاتورهای ولتاژ، نوعی از نیمه رساناها هستند که برای تنظیم ولتاژ طراحی شده اند.
رگولاتورها در یک دسته بندی کلی به 3بخش زیر تقسیم میشوند:
1-رگولاتورهای ولتاژ خروجی ثابتِ مثبت: که خروجی انها یک عدد ثابت و غیر قابل تغییر + می باشد که نام گذاری انها هم به صورت 78XX یا L78XX یا M78XX می باشد.2 رقم سمت راست که به صورت XXنشان داده شده نشان دهنده ی ولتاژ خروجی است. مثلاً ولتاژ خروجی رگولاتور 7805 ، 5 ولت می باشد. L یا Mهم نشان دهنده ی حداکثر جریان دهی آن است(L= تا 1 آمپر،=Mتا 1.5 امپر)
2- رگولاتورهای ولتاژ خروجی ثابتِ منفی: که خروجی آنها یک عدد ثابت منفی و غیر قابل تغییر – می باشد که نامگذاری انها به صورت 79XX می باشد.
3- رگولاتورهای ولتاژ خروجی متغیر: به وسیله ی این رگولاتورها می توان ولتاژ خروجی را کنترل کرد. معروف ترین و پر کاربردترین نوع خروجی + آنها LM317 و LM138 وLM338 و خروجی – انهاLM337 می باشد. این قطعه برای ره اندازی نیاز به یک مدار جانبی مختصر دارد که در جلسات آزمایشگاه در این مورد توضیح کامل داده می شود.
این رگولاتورها 3 پایه دارند.مثبت + ، خروجی، زمین یا - ( قطب – منبع تغذیه را زمین نیز می گوییم(Gnd)). به شکل نگاه کنید.
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
در رگولاتورهای سری 78XX ولتاژ ورودی باید حداقل 2.3 ولت بیشتر از خروجی آنها باشد. حداقل ولتاژ ورودی و همچنین ولتاژ خروجی آنها در جدول زیر آمده است:
حداقل ولتاژ ورودی
ولتاژخروجی
شماره مدل
7.3
5
7805
11.5
9
7809
14.6
12
7812
21
18
7818
27.1
24
7824
تقویت کننده های تفاضلی( OP-AMP):
این قطعه معمولاً به صورت IC ساخته شده وبا مدارهای مجتمع ترانزیستوری طراحی می شود.کار کردن با این قطعه نسبتاً ساده می باشد و همین موضوع باعث استقبال فراوان از این قطعه شده است.
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
این قطعه کاربردهای فراوانی از جمله مقایسه، تقویت، فیلترینگ، اسیلاتور و.... دارد که ما در اینجا فقط به بحث مقایسه کنندگی ان می پردازیم. در بحث تقویت کنندگی ما ترجیحاً از ترانزیستورها استفاده می کنیم زیرا کار کردن با آتها به مراتب ساده تر از OP-AMP می باشد.
مقایسه کنندگی:
OP-AMP دارای 2 پایه ی تغذیه ی + و – و 2 پایه ی ورودی + و – و یک پایه ی خروجی می باشد.
در مُد مقایسه کنندگی، ولتاژ 2 پایه ی ورودی با هم مقایسه شده و اگر ولتاژ ورودی + بیشتر باشد، بر روی پایه ی خروجی ولتاژ + و در غیر این صورت بر روی پایه ی خروجی ولتاژ – قرار خواهد گرفت.
بافر
بسیاری از المانهای الکترونیکی و به خصوص IC هاي ديجيتالي، قابليت جريان دهي محدودي دارند و قطعاتي مانند موتور، لامپ ، رله و ... که مصرف جريان زيادي دارند را نمي توان مستقيم به آن ها متصل نمود.
علاوه بر اين در بعضي مدارات ممکن است خروجي يک IC به ورودي چند IC ديگر داده شود. براي هر IC پارامتري به نام Fan-Out تعريف مي شود که مشخص مي کند خروجي IC به ورودي چند IC مي تواند داده شود. در بعضي موارد که تعداد اتصالات بيشتر از Fan-out آي سي باشد، IC نمي تواند جريان لازم براي تغذيه ي تمام خروجی هایش را فراهم کند و خروجي اش افت مي کند. در چنين مواردي مي بايست از ICهای بافر استفاده نمود. به عبارت ديگر Fan-out بافر ها بسيار زياد است.
بافرها 2 وظیفه ی مهم را انجام می دهند:
1- منطقی کردن ولتاژ ورودی: اگر ولتاژ ورودی بین 2.5-0 ولت باشد، بر روی خروجی مربوطه ولتاژ 0 قرار گرفته و اگر بین 5-2.5 ولت باشد، 5 ولت روی آن قرار می گیرد. در حقیقت بر روی پایه های خروجی همواره ولتاژ 0 یا 5 ولت (وابسته به ولتاژ ورودی) قرار می گیرد.(درباره ی ولتاژ منطقی در بخش دیجیتال توضیح خواهیم داد)
2- تقویت جریان ورودی ها بر روی خروجی ها
پرکاربردترین بافر در کار ما آی سی 74245 می باشد که یک آی سی 20 پایه بوده و در آن 8 بافر مجزا تعبیه شده.
ترتیب پایه های این IC در شکل زیر آمده است.(هر فلش سبز 2طرفه یک بافر را نشان می دهد)
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
پایه ی 19 پایه ی"Enable" یا فعال ساز نام دارد، اگر این پایه به زمین (0 منبع تغذیه) وصل شود، بافرها فعال می شوند و اگر به 5ولت متصل شود، بافرها خاموش می شوند.(در شکل بالا، مثلاً A0 و B0 یک بافر هستند)
پایه ی 1 نیز که پایه ی جهت یا "Direction" نام دارد، جهت بافرها را نشان می دهد. مثلاً اگر DIR به زمین متصل شود، جهت بافر ازB به A (یعنی B ورودی و A خروجی است)و اگر به 5 ولت متصل شود، جهت بافر A به B می شود(یعنی A ورودی و B خروجی است).
پایه ی 20هم به 5ولت و پایه ی 10 هم به زمین یا 0ولت متصل می شود.
OP-AMP دارای 2 پایه ی تغذیه ی + و – و 2 پایه ی ورودی + و – و یک پایه ی خروجی می باشد.
در مُد مقایسه کنندگی، ولتاژ 2 پایه ی ورودی با هم مقایسه شده و اگر ولتاژ ورودی + بیشتر باشد، بر روی پایه ی خروجی ولتاژ + و در غیر این صورت بر روی پایه ی خروجی ولتاژ – قرار خواهد گرفت.
بافر
بسیاری از المانهای الکترونیکی و به خصوص IC هاي ديجيتالي، قابليت جريان دهي محدودي دارند و قطعاتي مانند موتور، لامپ ، رله و ... که مصرف جريان زيادي دارند را نمي توان مستقيم به آن ها متصل نمود.
علاوه بر اين در بعضي مدارات ممکن است خروجي يک IC به ورودي چند IC ديگر داده شود. براي هر IC پارامتري به نام Fan-Out تعريف مي شود که مشخص مي کند خروجي IC به ورودي چند IC مي تواند داده شود. در بعضي موارد که تعداد اتصالات بيشتر از Fan-out آي سي باشد، IC نمي تواند جريان لازم براي تغذيه ي تمام خروجی هایش را فراهم کند و خروجي اش افت مي کند. در چنين مواردي مي بايست از ICهای بافر استفاده نمود. به عبارت ديگر Fan-out بافر ها بسيار زياد است.
بافرها 2 وظیفه ی مهم را انجام می دهند:
1- منطقی کردن ولتاژ ورودی: اگر ولتاژ ورودی بین 2.5-0 ولت باشد، بر روی خروجی مربوطه ولتاژ 0 قرار گرفته و اگر بین 5-2.5 ولت باشد، 5 ولت روی آن قرار می گیرد. در حقیقت بر روی پایه های خروجی همواره ولتاژ 0 یا 5 ولت (وابسته به ولتاژ ورودی) قرار می گیرد.(درباره ی ولتاژ منطقی در بخش دیجیتال توضیح خواهیم داد)
2- تقویت جریان ورودی ها بر روی خروجی ها
پرکاربردترین بافر در کار ما آی سی 74245 می باشد که یک آی سی 20 پایه بوده و در آن 8 بافر مجزا تعبیه شده.
ترتیب پایه های این IC در شکل زیر آمده است.(هر فلش سبز 2طرفه یک بافر را نشان می دهد)
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
پایه ی 19 پایه ی"Enable" یا فعال ساز نام دارد، اگر این پایه به زمین (0 منبع تغذیه) وصل شود، بافرها فعال می شوند و اگر به 5ولت متصل شود، بافرها خاموش می شوند.(در شکل بالا، مثلاً A0 و B0 یک بافر هستند)
پایه ی 1 نیز که پایه ی جهت یا "Direction" نام دارد، جهت بافرها را نشان می دهد. مثلاً اگر DIR به زمین متصل شود، جهت بافر ازB به A (یعنی B ورودی و A خروجی است)و اگر به 5 ولت متصل شود، جهت بافر A به B می شود(یعنی A ورودی و B خروجی است).
پایه ی 20هم به 5ولت و پایه ی 10 هم به زمین یا 0ولت متصل می شود.
ICهای راه انداز(Driver)
برای راه اندازی بسیاری از قطعات مانند موتورهای الکتریکی پرتوان، پمپ آب و...،معمولاً جریان خروجی المان های الکترونیکی(حتی بافرها) نا کافی بوده و نیاز به تقویت جریان دارد. قبلاً آموخته بودیم به وسیله ی ترانزیستور می توان این کار را انجام داد. در این جلسه با آی سی L298 آشنا می شویم که قابلیت راه اندازی 2 قطعه(مثلاً 2موتور) را به صورت همزمان دارد.
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
همان طور که در شکل می بینید، یک قطعه فلز در پشت این IC تعبیه شده تا از با انتقال گرما از IC به محیط، مانع گرم شدن بیش از حد IC شود. این قطعه Heat sink نام دارد. گاهی برای اطمینان بیشتر از یک Heat sink کمکی نیز استفاده می کنیم، به این صورت که Heat sink به وسیله ی پیچ بهHeat sink خود IC بسته می شود.
این IC یک پایه ی 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 (Variable Power Supply).
ترتیب پایه های این IC در شکل زیر توضیح داده شده است.
]تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
برای راه اندازی بسیاری از قطعات مانند موتورهای الکتریکی پرتوان، پمپ آب و...،معمولاً جریان خروجی المان های الکترونیکی(حتی بافرها) نا کافی بوده و نیاز به تقویت جریان دارد. قبلاً آموخته بودیم به وسیله ی ترانزیستور می توان این کار را انجام داد. در این جلسه با آی سی L298 آشنا می شویم که قابلیت راه اندازی 2 قطعه(مثلاً 2موتور) را به صورت همزمان دارد.
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
همان طور که در شکل می بینید، یک قطعه فلز در پشت این IC تعبیه شده تا از با انتقال گرما از IC به محیط، مانع گرم شدن بیش از حد IC شود. این قطعه Heat sink نام دارد. گاهی برای اطمینان بیشتر از یک Heat sink کمکی نیز استفاده می کنیم، به این صورت که Heat sink به وسیله ی پیچ بهHeat sink خود IC بسته می شود.
این IC یک پایه ی 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 (Variable Power Supply).
ترتیب پایه های این IC در شکل زیر توضیح داده شده است.
]تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
این آی سی 15 پایه می باشد.
بعضی لوازم اولیه ای که شما برای کار نیاز دارید در زیر گفته شده:
منبع تغذیه ی 5و 12 ولت:
ما نیاز به یک منبع تغذیه داریم که حداقل 2 خروجی 5 و 12 ولت داشته باشد. این منبع تغذیه می تواند یک آداپتور ولتاژ متغیر هم باشد. نکته ی مهم این که، جریان دهی این منبع تغذیه باید بیش از 1 آمپر (معادل 1000 میلی آمپر) باشد.(روی آداپتورها حداکثر وجریان خروجی ذکر می شود). برای این منظور می توان از Power (منبع تغذیه)کامپیوتر نیز استفاده کرد. این منبع تغذیه ها به دلیل جریان دهی بالا و ولتاژهای خروجی بسیار دقیق(که ما را از مدارهای دقیق کننده ی ولتاژ بی نیاز می کند)، برای کار ما بسیار مناسب می باشند، اما هزینه ی اونها معمولاً بیشتر از آداپتورهای معمولیست. در جلسات، نحوه ی استفاده از آنها نیز شرح داده خواهد شد.
مولتی متر:همه ی دوستان با ولت متر و آمپرمتر و مولتی متر در دروس راهنمایی آشنا شده اند. ما برای کار نیاز به یک مولتی متر داریم که ترجیحاً مولتی رنج باشد
برِد بُرد:برد بُرد نوعی بُرد می باشد که ما رو از لحیم کاری در مراحل آزمایشگاهی بی نیاز میکند و سرعت کار را نیز بسیار بالاتر می برد. با این قطعه نیز در جلسات بعدی آزمایشگاه آشنا خواهید شد.
مقداری سیم مسی نرم:مقدار سیم مسی نرم تک رشته ای(غیر افشان) برای اتصالات نیاز داریم
سیم چین و دم‌باریک و هویهبرای هویه یا همان دستگاه لحیم کاری، حتماً پایه ی نگه دارنده تهیه شود!
سایر قطعات که برای هر
منبع تغذیه ی 5و 12 ولت:
ما نیاز به یک منبع تغذیه داریم که حداقل 2 خروجی 5 و 12 ولت داشته باشد. این منبع تغذیه می تواند یک آداپتور ولتاژ متغیر هم باشد. نکته ی مهم این که، جریان دهی این منبع تغذیه باید بیش از 1 آمپر (معادل 1000 میلی آمپر) باشد.(روی آداپتورها حداکثر وجریان خروجی ذکر می شود). برای این منظور می توان از Power (منبع تغذیه)کامپیوتر نیز استفاده کرد. این منبع تغذیه ها به دلیل جریان دهی بالا و ولتاژهای خروجی بسیار دقیق(که ما را از مدارهای دقیق کننده ی ولتاژ بی نیاز می کند)، برای کار ما بسیار مناسب می باشند، اما هزینه ی اونها معمولاً بیشتر از آداپتورهای معمولیست. در جلسات، نحوه ی استفاده از آنها نیز شرح داده خواهد شد.
مولتی متر:همه ی دوستان با ولت متر و آمپرمتر و مولتی متر در دروس راهنمایی آشنا شده اند. ما برای کار نیاز به یک مولتی متر داریم که ترجیحاً مولتی رنج باشد
برِد بُرد:برد بُرد نوعی بُرد می باشد که ما رو از لحیم کاری در مراحل آزمایشگاهی بی نیاز میکند و سرعت کار را نیز بسیار بالاتر می برد. با این قطعه نیز در جلسات بعدی آزمایشگاه آشنا خواهید شد.
مقداری سیم مسی نرم:مقدار سیم مسی نرم تک رشته ای(غیر افشان) برای اتصالات نیاز داریم
سیم چین و دم‌باریک و هویهبرای هویه یا همان دستگاه لحیم کاری، حتماً پایه ی نگه دارنده تهیه شود!
سایر قطعات که برای هر
خوب، بریم سراغ کارمون. قرار شد در این جلسه،ابتدا همه ی وسایل و قطعاتی که برای چند جلسه ی آینده نیاز داریم رو من به دوستان معرفی کنم، تا برای خرید هر قطعه مجدداً وقت شما گرفته نشود.
این قطعات عبارتد از:
چند عدد LED سبز و قرمز(1 یا 2 عدد از هر رنگ کافیست).
مقاومت های 220Ω ،100Ω، 1kΩ، 10kΩ. مقاومت معمولاً به صورت رول های 50 تایی فروخته می شود. ولی ما برای کارمون 2یا 3 تا از هر کدام از مقاومت های بالا کافی است.
خازن های 1000μF و 470μF(12ولت) هر کدام یک عدد.
2 عدد رگولاتور 7805.
1 عدد رگولاتور LM317.
یک عدد آی سی OpAmp) LM358)
یک عدد آی سی L298
یک عدد آی سی 74245 (بافر)
یک عدد ترانزیستور TIP41
5عدد دیود n4001
2 عدد مقاومت متغیر10kΩ
1 عدد سِوِن سگمنت (7segment)
2عدد گیرنده و 2عددفرستنده مادون قرمز(فتوترانزیستور) 3 یا 5 میلیمتری
این قطعات فعلاً تا شروع مبحث دیجیتال و آزمایشگاه های آن برای کار ما کافی می باشند.
آزمایش 1
اولین آزمایش ما تحلیل یک مدار بسیار ساده از نظر ولتاژ . هدف از این آزمایش آموزش کار با مولتی متر، استفاده از قانون اهم، و کد خوانی مقاومت است.
مولتی متر دیجیتال:
نحوه ی استفاده از مولتی متر در مدار:
1- برای استفاده از ولت متر در مدار، باید انرا به صورت موازی به مدار متصل کنیم. مقاومت درونی ولت متر بسیار زیاد است و تقریباً هیچ جریانی را از خود عبور نمی دهد
2- برای استفاده از آمپر متر نیز در مدار، باید آنرا به صورت سری در مدار متصل کنیم. مقاومت درونی آمپر متر بسیار ناچیز و قابل صرف نظر کردن است.
به شکل نگاه کنید
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
دستگاههای اندازه گیری دیجیتالی مقادیر اندازه گیری شده را به صورت رقم یا ارقام روی صفحه نمایش (Display) نشان میدهند و معمولا واحد کمیت اندازه گیری شده مانند ولت ، آمپر ، میلی آمپر ، درجه سانتیگراد و غیره را نیز به طریق مناسبی نمایش میدهند. از جمله دستگاههای اندازه گیری می‌توان به ولت متر، دورشمارها ، حرارت سنج و مولتی متر اشاره نمود.
مهم ترین مزیت دستگاههای دیجیتالی، دقت کار بالای آن ها و همچنین ساده تر بودن کار با آن ها می باشد.
طرز کار مولتی متر دیجیتالی
با دستگاه مولتی متر همگی در درس حرفه و فن دوره ی راهنمایی آشنا شده ایم، پس بدون مقدمه نحوه ی کار با این دستگاه رو ارایه می کنیم.
یکی از قسمت های اصلی یک مولتی متر، ولت مترDC آن می باشد. اساس کار یک ولت متر DC دیجیتالی بر مبنای مقایسه است. یعنی ولتاژ اعمال شده به ولت متر ، با یک ولتاژ مرجع (معمولا 100 میلی ول
این قطعات عبارتد از:
چند عدد LED سبز و قرمز(1 یا 2 عدد از هر رنگ کافیست).
مقاومت های 220Ω ،100Ω، 1kΩ، 10kΩ. مقاومت معمولاً به صورت رول های 50 تایی فروخته می شود. ولی ما برای کارمون 2یا 3 تا از هر کدام از مقاومت های بالا کافی است.
خازن های 1000μF و 470μF(12ولت) هر کدام یک عدد.
2 عدد رگولاتور 7805.
1 عدد رگولاتور LM317.
یک عدد آی سی OpAmp) LM358)
یک عدد آی سی L298
یک عدد آی سی 74245 (بافر)
یک عدد ترانزیستور TIP41
5عدد دیود n4001
2 عدد مقاومت متغیر10kΩ
1 عدد سِوِن سگمنت (7segment)
2عدد گیرنده و 2عددفرستنده مادون قرمز(فتوترانزیستور) 3 یا 5 میلیمتری
این قطعات فعلاً تا شروع مبحث دیجیتال و آزمایشگاه های آن برای کار ما کافی می باشند.
آزمایش 1
اولین آزمایش ما تحلیل یک مدار بسیار ساده از نظر ولتاژ . هدف از این آزمایش آموزش کار با مولتی متر، استفاده از قانون اهم، و کد خوانی مقاومت است.
مولتی متر دیجیتال:
نحوه ی استفاده از مولتی متر در مدار:
1- برای استفاده از ولت متر در مدار، باید انرا به صورت موازی به مدار متصل کنیم. مقاومت درونی ولت متر بسیار زیاد است و تقریباً هیچ جریانی را از خود عبور نمی دهد
2- برای استفاده از آمپر متر نیز در مدار، باید آنرا به صورت سری در مدار متصل کنیم. مقاومت درونی آمپر متر بسیار ناچیز و قابل صرف نظر کردن است.
به شکل نگاه کنید
[تنها کاربران عضو می توانند لینک ها را مشاهده کنند]
دستگاههای اندازه گیری دیجیتالی مقادیر اندازه گیری شده را به صورت رقم یا ارقام روی صفحه نمایش (Display) نشان میدهند و معمولا واحد کمیت اندازه گیری شده مانند ولت ، آمپر ، میلی آمپر ، درجه سانتیگراد و غیره را نیز به طریق مناسبی نمایش میدهند. از جمله دستگاههای اندازه گیری می‌توان به ولت متر، دورشمارها ، حرارت سنج و مولتی متر اشاره نمود.
مهم ترین مزیت دستگاههای دیجیتالی، دقت کار بالای آن ها و همچنین ساده تر بودن کار با آن ها می باشد.
طرز کار مولتی متر دیجیتالی
با دستگاه مولتی متر همگی در درس حرفه و فن دوره ی راهنمایی آشنا شده ایم، پس بدون مقدمه نحوه ی کار با این دستگاه رو ارایه می کنیم.
یکی از قسمت های اصلی یک مولتی متر، ولت مترDC آن می باشد. اساس کار یک ولت متر DC دیجیتالی بر مبنای مقایسه است. یعنی ولتاژ اعمال شده به ولت متر ، با یک ولتاژ مرجع (معمولا 100 میلی ول
نظرات شما عزیزان:
ارسال توسط محمد
آخرین مطالب
