آموزش ساده رباتیک از ابتدا تا حرکت ربات!!! 2

mohandes_javan

عضو جدید
به نام خدا

در این مجموعه تاپیک ها که در مورد مطالب رباتیک است و توسط استاد بزرگوارمان "سرکار سید خاموشی" ارائه شده است به آسانی و با زبان ساده با رباتیک از ابتدا آشنا میشوید.

به طوری که اگر هیچ چیزی در مورد حتی ساده ترین قطعات الکترونیک مانند ترانزیستور و دیود نمیدانید، در این مجموعه به راحتی و فقط با دانستن قوانین ساده برق، با تک تک مراحل ساخت ربات، تک تک قطعات آن مانند ترانزیستور، دیود، موتورهای DC، میکروکنترلر 8051 و AVR و... به صورتی کاربردی در رباتیک آشنا میشوید.







نمی دانم ....

نمی دانم پس از مرگم چه خواهد شد .

نمیخواهم بدانم کوزه گر از خاک اندامم چه خواهد ساخت .

ولی بسیار مشتاقم که از خاکه گلویم سوتکی سازد ،

گلویم سوتکی باشد به دست کودکی گستاخ و بازیگوش

واو یک ریزو پی در پی دمِ خویش را در گلویم سخت بفشارد .

و خواب خفتگان خفته را آشفته تر سازد .

بدین گونه یشکند هر دم سکوت مرگبارم را
 

mohandes_javan

عضو جدید
نرم افزار شبیه سازی صنعتی

نرم افزار شبیه سازی صنعتی

نرم افزار شبیه سازی صنعتی

Pro Engineer از جمله نرم افزارهای پیشرفته در زمینه CAD\CAM می باشد که برای طراحی ، محاسبه و تولید قطعات صنعتی بکار گرفته می شود

در رباتیک سه بخش مورد بررسی قرار می گیرد که شامل کامپیوتر ، الکترونیک و مکانیک است


در قسمت مکانیک از نرم افزار هایی مانند catia برای شبیه سازی استفاده می شود که زمانی که مقوله رباتیک و در حالت کلی مکانیک پا به عرصه صنعت می گذارد شبیه سازی از اهمیت بیشتری بزخوردار می شود و نرم افزار های قوی تری مورد بررسی قرار می گیرند که از جمله آنها می توان به Pro Engineer اشاره نمود

Pro Engineer از جمله نرم افزارهای پیشرفته در زمینه CAD\CAM می باشد که برای طراحی ، محاسبه و تولید قطعات صنعتی بکار گرفته می شود.این نرم افزار که از جمله نرم افزارهای Grade-A در طراحی و تولید می باشد دارای قابلیتهای مدلسازی (Solid & Surface ) بسیار قوی است و همچنین قابلیت ماشینکاری با انواع دستگاههای CNC را دارد.

از مزایای این نرم افزار می توان به موارد زیر اشاره کرد :

یکی از عمده ترین تفاوتهای این نرم افزار با نرم افزارهای مشابه در این می باشد که مدل سازی در Pro/E بر اساس مدلسازی سه بعدی صلب (solid) بنا شده است ،در صورتی که اکثر نرم افزارهای دیگر کار مدل سازی را تنها با استفاده از سطح سازی انجام می دهند. در مدل ساخته شده توسط این نرم افزار تمام ابعاد به صورت پارامتر تعریف می شوند ، بدین ترتیب اگر در ساخت مدل سه بعدی رابطه ای بین این پارامترها وجود داشته باشد به راحتی می توان با تغییر یکی از این پارامترها ، دیگر پارامترها یا ابعاد را تغییر داد .

در این نرم افزار کوچکترین تغییر در مدل طراحی شده در هر زمانی از مراحل تکاملی ساخت قطعه یا سیستم به صورت خودکار روی قسمتهای دیگر مانند اسمبلی ، نقشه دو بعدی و روی اطلاعات ساخت بصورت همزمان اعمال می گردد.

این نرم افزار قادر به تهیه هرگونه نما و برش در جهات دید مختلف با استفاده از اطلاعات مدل سه بعدی قطعه می باشد. ایجاد شیبها ، Round و پخهای مورد نیاز در سطوح جدایش. اعمال انقباض (shrinkage) در سه جهت مختصاتی . طراحی و ایجاد مدل ماهیچه ، تکیه گاه و سر ماهیچه و همچنین اعمال لقی های مورد نیاز. اضافه نمودن سیستم راهگاهی ، تغذیه و دیگر اجزای متالوژیکی مورد نیاز در ریخته گری . تست نهائی روی شیب خروجی قطعه از قالب.

ارسال مدل و مجموعه های آماده شده جهت ماشینکاری و ایجاد فایلهای حاوی مسیر حرکت ابزار برای ماشینهای مختلف CNC و همجنین استفاده از خروجی های متفاوت نسبت به دستگاههای CNC اعم از G-Code و غیره.

ProE که مخفف کلمه ProEngineer است بزرگترین رقیب نرم افزار Catia محسوب می شود که دارای مزایایی نسبت به نرم افزار فوق است
 

mohandes_javan

عضو جدید
آپ امپ در حالت مقایسه گری و تقویت مستقیم

آپ امپ در حالت مقایسه گری و تقویت مستقیم

آپ امپ در حالت مقایسه گری و تقویت مستقیم

در دو مقاله گذشته در مورد آپ امپ و فیدبک در آن صحبت شد حال به بررسی اپ امپ در دو حالت مقایسه گری و تقویت کننده مستقیم می پردازیم

در این حالت مقایسه گری (Comparator) کوچکترین اختلاف بین ولتاژ های ورودی تقویت شده و در خروجی نمایان می شود.

در این وضعیت خروجی زمانی high یا سوییچ می شودکه مقدار ولتاژ‌ در پایه inverting یا منفی به سطح ولتاژ‌ در پایه noninverting یا مثبت برسد.این ولتاژ در شکل زیر برابر vref است.


از این نوع مدار جهت مقایسه ولتاژ های ورودی به خصوص در سنسورها استفاده می شود.

در این مدار به جای مقاومت R2 می توانید از پتانسیومتر جهت تعیین ولتاژ‌ Vref و تنظیم آن به صورت دلخواه استفاده کنید.

و در حالت تقویت کننده مستقیم (noninverting amplifier) ورودی منفی یا inverting توسط مقاومت R1 زمین می شود و فیدک نیز از خروجی توسط

مقاومت R2 به ورودی منفی فیدبک داده می شود.در این حالت خروجی کاملا هم فاز با ورودی خواهد بود.


در ادامه به بررسی ساختمان داخلی اپ امپ خواهیم پرداخت
 

mohandes_javan

عضو جدید
مختصری در مورد تراشه های FPGA

هر چه مدار بزرگتر و پیچیده تر باشد اشتباهات بیشتر و عیب یابی مشكلتر خواهد بود . اینجاست که نقش آی سی های FPGA نمایانتر می شود


شاید تا بحال مدارهای منطقی را بوسیله گیتهای NOT , OR , AND ساخته اید . برای ساخت چنین مدارهایی ( از قبیل شمارنده ها ، کنترل کننده ها و ... ) ابتدا باید تعریفی از مدار در دسترس باشد سپس با توجه به منطق اعداد دودویی یك جدول صحت برای مدار تشكیل می شود و حالتهای مختلف مورد بررسی قرار می گیرد سپس با توجه به جدول صحت مدار توسط گیتهای منطقی مانند NAND , NOT , OR , AND طراحی می شود.

پس از این مرحله نوبت به پیاده سازی مدار بر روی برد توسط آی سی های منطقی می رسد و همانطور که می دانید یكی از وقتگیرترین و خسته کننده ترین مرحله ساخت یك مدار همین قسمت است . بعد از این مرحله نوبت به تست مدار جهت اطلاع از درستی مراحل کار کرد مدار می رسد . اگر در یكی از مراحل قبل دجار اشتباه شده باشیم مطمئناً در مرحله تست مدار دچار مشكل می شویم . در صورت اشتباه در مراحل قبل باید تمام مراحل را از آخر به اول یك به یك چك کنیم تا بتوانیم

اشتباهات احتمالی موجود در نحوه بستن و سیم کشی مدار ، طراحی مدار از روی جدول صحت و درستی جدول صحت را برطرف کنیم . با توجه به مطالب گفته شده حتماً به این نكته اذعان خواهید داشت که بیشترین اشتباهات در مرحله سیم کشی و بستن مدار بر روی برد پیش خواهد آمد .

ممكن است سیمی در جای اصلی وصل نشده باشد و یا ممكن است یك پایه به هیچ جا متصل نباشد و یا اشتباهات مشابه اینها . . . از طرف دیگر می دانیم که هر چه مدار بزرگتر و پیچیده تر باشد اشتباهات بیشتر و عیب یابی مشكلتر خواهد بود . اینجاست که نقش آی سی های FPGA نمایانتر می شود .
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
آی سی هایی که با داشتن انواع گیتهای مختلف درون خود بسیاری از مشكلات ناشی از عیب یابی مدارهای منطقی را برطرف کرده است
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

در مقالات بعد به بررسی و معرفی این آی سی ها می پردازیم
 

mohandes_javan

عضو جدید
نرم افزاری قدرتمند


نرم افزار MATLAB برنامه كامپیوتری است كه برای كسانی كه با محاسبات عددی، و بویژه جبر خطی سر و كار دارند، تهیه شده است. نام این نرم افزار از عبارت انگلیسی MAThematic LABoratory (که در اول با عنوان MATrix LABoratory معرفی شده) اقتباس شده و هدف اولیه آن قادر ساختن مهندسین و دانشمندان به حل مسائل شامل عملیات ماتریسی بدون نیاز به نوشتن برنامه در زبانهای برنامه نویسی متداول همچون FORTRAN و C بود. با گذشت زمان قابلیتهای بسیار بیشتری به این نرم افزار افزوده شده اند بطوری كه در حال حاضر MATLAB به ابزار پر قدرتی برای ترسیم داده ها، برنامه نویسی و انجام محاسبات مهندسی و پژوهشی تبدیل شده است.

این نرم افزار در اواخر دهه 70 در دانشگاه New Mexico توسعه داده شده است

از این زبان می توان در حل دستگاه های معادلات جبری، ترسیم نمودارهای ریاضی، حل معادلات دیفرانسیل ، پردازش سیگنال، پیاده سازی الگوریتم، طراحی واسط های کاربری گرافیکی (GUI)، ایجاد اینترفیس ارتباط با نرم افزارهای دیگر ، تولید کدهای توصیف سخت افزار در تحلیل مدارهای خطی استفاده کرد

Matlab مانند php و بر خلاف اکثر زبان های برنامه نویسی (مثل جاوا و سی) یک زبان مقدار گراست بدین معنا که متغیر ها به خودی خود نوعی ندارند و خود مقدار حافظه پیش فرض را به آن تخصیص می دهد و همچنین 31 کاراکتر اول را برای نام متغیر در نظر می گیرددر صورتی كه بخواهید در مورد دستور و یا تابع خاصی اطلاعاتی به دست بیاورید می توانید در پنجره Matlab کلمه Help و پس از آن نام دستور یا تابع مورد نظر را نوشته و کلید بازگشت را فشار دهید.
 

mohandes_javan

عضو جدید
آماری از ربات ها

در زمینه رباتیك در كشور، هرچند گروه های مختلفی در زمینه ربات کار کرده اند اما منسجم و هدفمند عمل نکرده اند.


درضمن آن چه در دانشگاه ها پیگیری می شود با آن چه در صنعت مورد نیاز است تفاوت دارد و به همین دلیل رباتیک دانشگاهی در ایران با رباتیک صنعتی فاصله زیادی دارد و حتی بعضی از استادان برجسته در زمینه رباتیك وجود دارند كه تا كنون سروکار زیادی با ربات های صنعتی نداشته‌اند. به علاوه در میان صنایع، بیشتر صنعت خودرو به ربات های صنعتی روی آورده است.

مدیر واحد رباتیک و اتوماسیون سیکو درباره دلایل روی آوردن به ربات در صنعت می گوید: سه دلیل اصلی برای استفاده از ربات وجود دارد، افزایش کیفیت، وجود محیط‌ های زیانبار و خطرناک برای نیروی انسانی-حتی اگر توجیه اقتصادی نداشته باشد-و سوم در شرایطی که نیاز به افزایش تیراژ تولید است و در گلوگاه ها نیروی انسانی سرعت لازم را ندارد.

دکتر کاظمی با نقل قول از نشریه IFR (مخفف International Federation of Robotics) آمار جالبی مطرح می کند و می گوید: در آمار این نشریه برای سال 2005 در شاخه رباتیک صنعتی جهش 30 درصدی در به کارگیری ربات ها رخ داده است. تعداد ربات های نصب شده در سال 2005 حدود 136 هزار و 700 ربات بوده و اگر جهان را به سه بخش آمریکا، اروپا و آسیا تقسیم کنیم، رشد سال 2005 بیشتر مربوط به آمریکا و آسیاست. چون در اروپا سال هاست که استفاده از ربات به تعادل رسیده است. این رشد بیشتر درصنعت خودرو و سایر صنایع نظیر الکترونیک، مخابرات و کامپیوتر اتفاق افتاده است. در آسیا بیشترین مصرف ربات در کشورهای ژاپن و کره است. جالب است بدانید کره در سال 2005 در زمینه به کارگیری ربات 138 درصد رشد داشته یعنی حدود 13 هزار ربات در سال 2005 مصرف کرده است. بعد از این دو کشور با فاصله نسبتاً زیادی چین قرار دارد، هند، اندونزی، مالزی، فلیپین، سنگاپور، تایوان، تایلند و ویتنام در رده‌های بعدی قرار دارند كه در مجموع رقم بسیار ناچیزی را به خود اختصاص داده اند.
 

mohandes_javan

عضو جدید
مقدمه ای بر استپر موتورها

نوعی از موتورها استپر موتورها هستند که بسیار در ساخت رباتها استفاده می شوند.


معمولا در ربات ها زمانی که دقت حرکت از اهمیت بیشتری برخوردار است از استپرموتور ها استفاده می شود آنها توسط سیم پیچهای (Coil) درون خود در یك ترتیب و نظم خاص ، انرژی مكانیكی تولید می كنند ، یك موتور 48 مرحله یا خیلی كمتر را به طور دقیقی انجام می دهد تا یك چرخش كامل داشته باشد. اگر شما از دو موتور بر ای گرداندن چرخهای رباتتان استفاده می كنید می توانید با تنظیم مراحل موتور و نحوه گردش آن یعنی جلو یا عقب و اینكه چند درجه بچرخد كنترل مناسبی داشته باشید.

برای این منظور L293D همان درایور موتورها بسیار مناسب است این چیپ شامل دو پل ارتباطی (H-bridges) برای در ایو كردن موتورهای DC است .حال ممكن است این سوال برای شما به وجود آید که درایو كردن موتورهای DC آسان است چه لزومی دارد كه از استپر موتورها استفاده كنیم بله موتورهای DC ققط یك سیم پیچ (Coil) دارند وتوسط یك L293D می توان دو تا از آن موتورها را درایو كرد در حالی كه استپر مو تورها حداقل دو سیم پیچ (Coil) دارند كه به ترتیب عقب و جلو درایو می شوند بنابراین یك L293D می تواند فقط یك استپر موتور دو قطبی دو فاز را درایو كند ولی دقت در استپر موتور بسیار بالاتر است

استپر موتوری كه دو قطبی دو فاز (bi-polar , two –phase) است و با 5 ولت كار می كند و 800 میلی آمپر جریان می كشد را در نظر بگیرید این موتور نوع 7.5 درجه استپر و 48 استپ در هر چرخش كامل است در مورد جریان آن باید گفت كه جریان بالایی است و انتظار می رود كه چیپ گرم شود تنها راه خنك كردن آن استفاده از Heat Sink در بالای چیپ است.اگر گرمای تولید شده در چیپ خیلی زیاد بود از fan كوچكی هم روی head sink می توان استفاده کرد در ادامه به بررسی این استپر خواهیم پرداخت

 

mohandes_javan

عضو جدید
اصول مدار داخلی FPLD ها

در مقاله قبلی در مورد آی سی های FPGA صحبت کردیم FPGA یک آی سی مدار مجتمع قابل برنامه ریزی است.

آی سی های قابل برنامه ریزی با نامهای FPGA یا CPLD ها با نام کلی FPLD ها شناخته می شوند FPLD ها شامل گیتهای منطقی و ابزارهایی جهت اتصال آنها در یك مدار مجتمع می باشند



با استفاده از نرم افزار های موجود مشخص می شود که گیتهای داخل یك device مثلا یک مدار چگونه می تواند جهت ساخت یك مدار منطقی به هم وصل شوند خروجی برنامه یك فایل باینری است که داخل FPLD , download می شود تا باعث شود FPLD مانند یك مدار منطقی عمل کند سپس FPLD برنامه ریزی شده می تواند داخل یك مدار بزرگتر قرار گیرد در واقع به زبان ساده تر ما FLDP ها را برنامه ریزی می کنیم و سپس مورد استفاده قرار می دهیم

این device در واقع از PLA ها (programmable logic Array) نتیجه شده اند ساختمان یك PLA شامل چند گیت AND چند گیت OR و inverter ها می باشد که از طریق آرایه سوئیچها به هم متصل می شوند . در یك PLA هر ورودی و معكوس شده آن توسط سیستمهای افقی از داخل یك گیت AND عبور داده می شوند . گیتهای AND ورودیها را از طریق به هم بستن سیستمهای افقی و عمودی دریافت می کنند . سیستمهای عمودی خروجیهای گیتهای AND را وارد آرایة گیتهای OR می کنند . در این قسمتها سیمهای افقی که ورودیها را به گیتهای OR می برند به این سیمهای عمودی متصل می شوند . گاهی اوقات از آرایه منطقی قابل برنامه ریزی PAL ساده تری استفاده می کنند مدارات PLA و PAL برای منطق ترکیبی موثرند ولی برای منطق ترتیبی بدون اضافه کردن فلیپ فلاپهای خارجی قابل استفاده نیستند . در FPGA ها سه LUT و دو فلیپ فلاپ و بعضی مدارهای اضافی جهت ایجاد یك CLB به هم متصل می شوند.

شاید کمی به نظر کسانی که با مدارات قابل برنامه ریزی کار نکرده باشند گنگ به نظر برسد ولی در ادامه به بررسی مفصل تر و کاربرد های این نوع مدارات خواهیم پرداخت که قابل فهم تر گردد.
 

mohandes_javan

عضو جدید
فرستنده امواج ویدئویی

این مدار نیز یک مدار مفید دیگر است.

مدار فرستنده فوق الذکر قابلیت ارسال همزمان صوت و تصویر را داراست و دارای دو ورودی مجزا برای صدا و تصویر می باشد.

شما می توانید خروجی یک دوربین را به این مدار متصل نموده و بدون نیاز به سیم اطلاعات را توسط تلویزیون دریافت نمایید .این دستگاه دارای کاربردهای زیادی است از جمله : اتصال بی سیم دستگاههای بازی به تلویزیون ، استفاده از یک ویدئو و پخش تصویر در چند تلویزیون ، ارسال تصویر ویدئو یا هر وسیله دیگر به تلویزیون در مکانهایی که امکان استفاده از سیم وجود ندارد چنانچه در سایت مقالات علمی ایران آمده است عملکرد مدار به شکل زیر است:


سیگنال ورودی از طریق جک شماره یک J۱ به مدار اعمال می شود ، این سیگنال از طریق خازن C۱ به دیود کلمپ D۱ داده می شود ، تا سطح dc پالسهای سینک (همزمانی) را ثابت نگهدارد تا باعث کاهش اثر شکفته شدن تصویر شود.

پتانسیومتر R۳ جهت تنظیم گین سیگنال ویدئو بکار رفته ، کار این پتانسیومتر بسیار شبیه ولوم کنتراست (درخشندگی) در تلویزیون است. پتانسیومتر R۷ جهت تنظیم سطح سیاه سیگنال تصویر بکار رفته که تمامی سطوح سیگنال را به یک اندازه جابجا میکند در واقع میزان روشنائی تصویر را می توان توسط آن تنظیم کرد.

ترانس T۱(مخصوص فرکانسهای رادیوئی) به همراه خازن داخلی خودش یک مدار تانک را تشکیل میدهند که بخشی از اسیلاتور هارتلی به حساب می آیند ، فرکانس این اسیلاتور برروی ۵.۵ مگاهرتز تنظیم شده است.سیگنال صدای ورودی در J۲ به بیس Q۳ از طریق C۲ و R۴ کوپل می شود :

سیگنال صدا بر روی حامل فرعی با فرکانسی ۵.۵ مگاهرتز بالاتر از فرکانس حامل تصویر مدوله می شود.صدای مدوله شده به صورت FM ، از طریق مقاومت R۹ و خازن C۵ به قسمت مدولاتور اعمال می گردند.

از طرفی ترانزیستورهای Q۱ , Q۲ برای تقویت سیگنال تصویر و صدا که مدوله شده است در مدار بکار رفته است .Q۴ به همراه L۴ , C۷ , C۹ تشکیل یک مدار اسیلاتور کولپیتس را داده اند که این سیگنال تولید شده جهت مدوله کردن سیگنال صدا و تصویر بکار می رود.سیگنال خروجی از اسیلاتور توسط Q۵ , Q۶ تقویت میشوند.L۱ , C۱۲ , C۱۳ تشکیل یک مدار ---------- پائین گذر و تطبیق امپدانس را می دهند ؛ مقاومت R۱۲ هم جهت انطباق سیگنال خروجی با هر نوع آنتی بکار رفته که بصورت اختیاری می باشد.
 

mohandes_javan

عضو جدید
الگوریتم ربات نوریاب

مقاله جالبی بود در مورد ساخت ساده یک ربات نوریاب که به توضیح آن خواهیم پرداخت

این ربات یک ربات سخت افزاری است که می تواند به جلو و عقب حرکت کند و دور بزند و ....


در اینجا به قسمت مکانیکی و چرخ های آن می پردازیم که در ربات های دیگر مانند لابیرنت نیز کاربرد دارد

معمولاً در ساخت روباتها برای اینکه روبات قابلیت حرکت در جهات مختلف را داشته باشد از چند روش استفاده می گردد مثلاً استفاده از چرخهای چند جهته که این روش بیشتر جهت ساخت رباتهای دقیق سرعتی از آنها استفاده می شود.

چرخ های مورد استفاده برای این رباتها چرخهای ویژه ای هستند که معمولاً سازنده ربات قیمت زیادی بابت آن ها پرداخت می کند ولی در عوض قدرت مانور روبات و همچنین دقت حرکت آن فوق العاده زیاد است

روش دیگر استفاده از دو نیروی محرکه مجزا در طرفین ربات است. در واقع اگر شما بتوانید به گونه ای سمت راست ربات را به جلو ببرید و سمت چپ ان را ثابت نگه دارید چرخ بر روی یک دایره دور خواهد زد. برای چنین کاری کافی است شما یک موتور در سمت راست ربات و یک موتور در سمت چپ ربات استفاده نمایید. در صورتی که هر دو موتور روشن باشد ربات به سمت جلو حرکت می کند و با خاموش کردن هر یک از موتورها و روشن کردن موتور مقابل ربات در جهتی چرخش خواهد نمود. اکثر سازندگان رباتهای ساده از این روش جهت کنترل ربات خود استفاده می کنند. ربات نوریاب ما نیز همینگونه طراحی شده است. شما می توانید به ابتکار خود شکل سازه ربات را تغییر دهید و تعداد چرخ های آن را کم و زیاد نمایید تنها دقت داشته باشید که یکی از موتورها در سمت راست ربات و موتور دیگر در سمت چپ آن قرار گیرد.

در این گونه ربات ها در صورتی که دقت حائز اهمیت باشد مانند مسابقات لابیرنت که ربات باید از میان دیوارها عبور کند و به آنها برخورد نکند از استپر موتور ها استفاده می شود که در مورد آنها توضیح خواهیم داد.
 

mohandes_javan

عضو جدید
کاربرد سنسورها

در مقاله سنسورها در مورد سنسورها و انواع آنها به طور مختصر توضیحی دادیم

حال به بررسی عمکرد ان می پردازیم


دو روش عمده در استفاده از سنسورها وجود دارد:

1. حس کردن استاتیک: در این روش محرک‌ها ثابت‌اند و حرکت‌هایی که صورت می‌گیرد بدون مراجعه لحظه‌ای به سنسورها صورت می‌گیرد به عنوان مثال در این روش ابتدا موقعیت شی تشخیص داده می‌شود و سپس حرکت به سوی آن نقطه صورت می‌گیرد.

2. حس کردن حلقه بسته: در این روش بازوهای ربات در طول حرکت با توجه به اطلاعات سنسورها کنترل می‌شوند. اغلب سنسورها در سیستم‌های بینا این‌گونه‌اند.

از لحاظ کاربردی با نمونه‌هایی از انواع سنسورها در ربات آشنا می‌شویم:

1. سنسورهای بدنه (Body Sensors) :
این سنسورها اطلاعاتی را درباره موقعیت و مکانی که ربات در آن قرار دارد فراهم می‌کنند. این اطلاعات نیز به کمک تغییر وضعیت‌هایی که در سوییچ‌ها حاصل می‌شود، به دست می‌آیند. با دریافت و پردازش اطلاعات بدست آمده ربات می‌تواند از شیب حرکت خود و این ‌که به کدام سمت در حال حرکت است آگاه شود. در نهایت هم عکس‌العملی متناسب با ورودی دریافت شده از خود بروز می‌دهد.

2. سنسور جهت‌یاب مغناطیسی(Direction Magnetic Field Sensor): با بهره‌گیری از خاصیت مغناطیسی زمین و میدان مغناطیسی قوی موجود، قطب‌نمای الکترونیکی هم ساخته شده است که می‌تواند اطلاعاتی را درباره جهت‌های مغناطیسی فراهم سازد. این امکانات به یک ربات کمک می‌کند تا بتواند از جهت حرکت خود آگاه شده و برای تداوم حرکت خود در جهتی خاص تصمصم‌گیری کند.این سنسورها دارای چهار خروجی می‌باشند که هرکدام مبین یکی از جهت‌ها است. البته با استفاده از یک منطق صحیح نیز می‌توان شناخت هشت جهت مغناطیسی را امکان‌پذیر ساخت.

3. سنسورهای فشار و تماس (Touch and Pressure Sensors) : شبیه‌سازی حس لامسه انسان کاری دشوار به نظر می‌رسد. اما سنسورهای ساده‌ای وجود دارند که برای درک لمس و فشار مورد استفاده قرار می‌گیرند. از این سنسورها در جلوگیری از تصادفات و افتادن اتومبیل‌ها در دست‌اندازها استفاده می‌شود. این سنسورها در دست‌ها و بازوهای ربات‌ هم به منظورهای مختلفی استفاده می‌شوند.مثلا برای متوقف کردن حرکت ربات در هنگام برخورد عامل نهایی با یک شی. همچنین این سنسورها به ربات‌ها برای اعمال نیروی کافی برای بلند کردن جسمی از روی زمین و قرار دادن آن در جایی مناسب نیز کمک می‌کند.
 

mohandes_javan

عضو جدید
قسمت متحرک موتور (روتور)

در مقاله موتورهای القایی AC به صورت مقدمه وار به نوضیح موتورهای AC پرداختیم حال به قسمت های داخلی آن که شامل روتور و استاتور است به طور مفصل تر می پردازیم

روتور از چندین قطعه مجزای باریك فولادی كه در بین آنها میله هایی از مس یا آلومنیوم تعبیه شده ساخته شده است.


در رایج ترین نوع روتور (روتور قفس سنجابی) این میله ها در انتهای خود به صورت الكتریكی و مكانیكی بوسیله حلقه هایی به هم متصل شده اند. تقریبا 90 درصد از موتورهای القایی دارای روتور قفس سنجابی می باشند و این به خاطر آن است كه این نوع روتور ساختی مستحكم و ساده دارد. این روتور از هسته ای چند تكه استوانه ای با محوری كه شكافهای موازی برای جادادن رساناها درون آن دارد تشكیل شده است.هر شكاف یك میله مسی یا آلومنیومی یا آلیاژی را شامل می شود.در این میله ها به طور دائمی بوسیله حلقه های انتهایی آنها همچنان كه در شكل دو مشاهده می شود مدار كوتاه برقرار است.چون این نوع مونتاژ درست شبیه قفس سنجاب است , این نام برای آن انتخاب شده است.میله ای روتور دقیقا با محور موازی نیستند.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
در عوض به دو دلیل مهم قدری اریب نصب می شوند.

دلیل اول آنكه موتور با كاهش صوت مغناطیسی بدون صدا كاركرده و برای آنكه از هارمونیكها در شكافها كاسته شود.

دلیل دوم آن است كه گرایش روتور به هنگ كردن كمتر شود.دندانه های روتور به خاطر جذب مغناطیسی مستقیم (محض)

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

تلاش می كنند كه در مقابل دندانه های استاتور باقی بمانند.این اتفاق هنگامی می افتد كه تعداد دندانه های روتور و استاتور برابر باشند.

روتور بوسیله مهار هایی در دو انتها روی محور نصب شده است یك انتهای محور در حالت طبیعی برای انتقال نیرو بلندتر از طرف دیگر در نظر گرفته می شود. ممكن است بعضی موتورها محوری فرعی در طرف دیگر (غیر گردنده - غیر منتقل كننده نیرو) برای اتصال دستگاههای حسگر حالت (وضعیت) و سرعت داشته باشند. بین استاتور و روتور شكافی هوایی موجود است. بعلت القا انرژی از استاتور به روتور منتقل می شود. صرف نظر از روتور استفاده شده قواعد كلی برای دوران یكی است
 

mohandes_javan

عضو جدید
سرعت و استاتور!

در مقاله پیش در ابتدا به توضیح اجمالی در مورد روتور و موتورهای Ac پرداختیم حال در مورد تحلیل بخش غیر متحرک آن یعنی استاتور می پردازیم.


استاتور از چندین قطعه باریك آلومنیوم یا آهن سبك ساخته شده است این قطعات بصورت یك سیلندر تو خالی به هم منگنه و محكم شده اند سیم پیچهایی از سیم روكش دار در شیارها جاسازی شده اند. هر گروه پیچه با هسته ای كه آن را فرا گرفته یك آهنربای مغناطیسی (با دو پل) را برای كار كردن با تغذیه AC شكل می دهد. تعداد قطبهای یك موتور القایی AC به اتصال درونی پیچه های استاتور بستگی دارد. پیچه های استاتور مستقیما به منبع انرژی متصل اند. آنها به صورتی متصل اند كه با برقراری تغذیه AC یك میدان مغناطیسی چرخنده تولید می شود.

در مورد سرعت این موتور القایی نیز می توان گفت

میدان مغناطیسی ای كه در استاتور تولید میشود با سرعت سنكرون می چرخد.(Ns)

در روتور میدان مغناطیسی تولید می شود زیرا به طور طبیعی ولتاژ متناوب است.

برای كاهش سرعت نسبی نسبت به (شار) استاتور , روتور چرخش را در همان جهتی كه شار استاتور دارد آغاز می كند و تلاش می كند تا به سرعت چرخش فلاكس نایل شود. با اینحال روتور هرگز موفق نمی شود كه به سرعت میدان استاتور برسد. روتور از سرعت میدان استاتور كندتر می گردد. این سرعت Base speed نام دارد.(Nb)

تفاوتها میان Ns ها Nb Slip نام دارد.اسلیپ به مقادیر مختلف فشار (مكانیكی) بستگی دارد.هر افزایشی در فشار ، موجب كندتر كار كردن روتور و افزایش اسلیپ می شود. برعكس كاهش فشار سبب سرعت گرفتن روتور و كاهش اسلیپ می شود.
 

mohandes_javan

عضو جدید
چگالی ربات ها

در مقالات قبل در مورد اماری از رباتها صحبت شد در ادامه:


دکتر کاظمی در باره چگالی ربات چنین توضیح می دهد: اگر تعداد ربات نسبت به تعداد کارگر را چگالی ربات بنامیم. در حال حاضر به ازای هر 10 هزار کارگر در ژاپن 352، در کره 173، در آلمان 171، ایتالیا 130، سوئد 117، فنلاند 99 و فرانسه 84 ربات وجود دارد. این چگالی برای کل صنایع است، اگر چگالی ربات در صنعت خودرو را در نظر بگیریم، در ژاپن 1710، ربات به ازای هر 10 هزار کارگر وجود دارد، این رقم برای ایتالیا 1600، آلمان 1180، فرانسه 1120، اسپانیا 950، ایالات متحده 770، انگلستان 610 است.

در مورد قیمت ربات از سال 1990 تا 2005 قیمت ربات ها تقریباً نصف شده ضمن آن که در این 15 سال کیفیت و کارایی ربات ها و تعداد اعمالی که انجام می دهند تقریباً پنج برابر شده است. البته می توان این نکته را نیز لحاظ کرد که حقوق و مزایای کارگر در سال 2005 بسیار بالاتر از سال 1990 است؛ حتی بر اساس آمارهای موجود دراین 15 سال در ایالات متحده حقوق و مزایای کارگری حدود 80 درصد افزایش داشته است.

دکتر کاظمی از ارائه این آمار به این نتیجه رسید که در ایران پتانسیل زیادی برای استفاده از ربات وجود دارد. زیرا چگالی ربات در ایران فاصله زیادی با کشورهای صنعتی دارد. در ایران آمار دقیقی وجود ندارد اما بعید است که کل ربات های صنعتی در ایران به 1000 دستگاه برسد. این که ربات جای کارگر را می گیرد یک باور اشتباه است که متأسفانه بعضی از مدیران نیز بر این باورند. ربات های صنعتی شرکت ها را نه تنها از کارگر بی نیاز نکرده بلکه موجب رشد و ارتقای دانش فنی کارگران می شود و کار را آسان و کم خطر می کند. البته هدف بالا بردن آمار بهره گرفتن از ربات نیست باید در نهایت استفاده از فناوری موجب افزایش کیفیت ، ایمنی و سلامت نیروی انسانی و افزایش سرعت کار شود. نتایج، رسیدن به این هدف را به خوبی نشان می دهد. یكی از الزامات اولیه پذیرش این باور است كه استفاده از ربات‌های صنعتی و تكنولوژی‌های نو می‌تواند در تعالی و رشد صنعتی كشور موثر واقع شود. در این راستا فرهنگ‌سازی استفاده از ربات به همراه افزایش سطح دانش و آگاهی نیروهای صنعتی كشور از مدیران ارشد گرفته تا مدیران میانی و پرسنل مهندسی و نیروهای كارگری لایه پایین می‌تواند مثمر ثمر واقع شود.

 

mohandes_javan

عضو جدید
عملکرد ترانزیستور را بدانیم

اعمال ولتاژ با پلاریته موافق باعث عبور جریان از یک پیوند PN می شود و چنانچه پلاریته ولتاژتغییر کند جریانی از مدار عبور نخواهد کرد


در مقاله قبلی مختصری د رمورد ترانزیستور ها صحبت کردیم

اگر ساده بخواهیم به موضوع نگاه کنیم عملکرد یک ترانزیستور را می توان تقویت جریان دانست. مدار منطقی کوچکی را در نظر بگیرید که تحت شرایط خاص در خروجی خود جریان بسیار کمی را ایجاد می کند. شما بوسیله یک ترانزیستور می توانید این جریان را تقویت کنید و سپس از این جریان قوی برای قطع و وصل کردن یک رله برقی استفاده کنید.

از لحاظ ساختاری می توان یک ترانزیستور را با دو دیود مدل کرد.

ترانزستورهای اولیه از دو پیوند نیمه هادی تشکیل شده اند و بر حسب آنکه چگونه این پیوند ها به یکدیگر متصل شده باشند می توان آنها را به دو نوع اصلی PNP یا NPN تقسیم کرد. برای درک نحوه عملکرد یک ترانزیستور ابتدا باید بدانیم که یک پیوند (Junction) نیمه هادی چگونه کار می کند.


در شکل اول شما یک پیوند نیمه هادی از نوع PN را مشاهده می کنید. که از اتصال دادن دو قطعه نیمه هادی P و N به یکدیگر درست شده است. نیمه هادی های نوع N دارای الکترونهای آزاد و نیمه هادی نوع P دارای تعداد زیادی حفره (Hole) آزاد می باشند. بطور ساده می توان منظور از حفره آزاد را فضایی دانست که در آن کمبود الکترون وجود دارد.

اگر به این تکه نیمه هادی از خارج ولتاژی بصورت آنچه در شکل نمایش داده می شود اعمال کنیم در مدار جریانی برقرار می شود و چنانچه جهت ولتاژ اعمال شده را تغییر دهیم جریانی از مدار عبور نخواهد کرد.

این پیوند نیمه هادی عملکرد ساده یک دیود را مدل می کند. یکی از کاربردهای دیود یکسوسازی جریان های متناوب می باشد. از آنجایی که در محل اتصال نیمه هادی نوع N به P معمولآ یک خازن تشکیل می شود پاسخ فرکانسی یک پیوند PN کاملآ به کیفیت ساخت و اندازه خازن پیوند بستگی دارد. به همین دلیل اولین دیودهای ساخته شده توانایی کار در فرکانسهای رادیویی - مثلآ برای آشکار سازی - را نداشتند.

معمولآ برای کاهش این خازن ناخاسته، سطح پیوند را کاهش داده و آنرا به حد یک نقطه می رسانند.
 

mohandes_javan

عضو جدید
نکاتی در مورد آپ امپ

در سیستم های الکترونیک حالتهای بسیاری وجود دارد که تغییرات سیگنال به آهستگی انجام می گیرد یا ما با مقادیرکوچک DC سروکار داریم.


چنانچه در مقاله معرفی Op-Amp در بعضی موارد Op-Amp ها نیاز به دو منبع تغذیه مثبت و منفی دارند.

اگر ما مایل باشیم که تنها از خروجی مثبت آپ امپ استفاده کنیم.در واقع منظور ولتاژ های مثبت در خروجی است.در این حالت می بایست منفی Vss را به زمین متصل کنیم.ولتاژ‌ مثبت را تنها به پایه تغذیه مثبت وصل کنیم.

در این حالت شما بایستی از دو باطری یا از یک منبع تغذیه دوتایی مثبت و منفی استفاده کنید.

نکته ای که در مورد آپ امپ ها حاوز اهمیت است آن است که هیچگاه تغذیه مثبت و منفی آپ و امپ را به صورت معکوس وصل نکنید،با این کار Op-Amp خواهد سوخت.

تغذیه ورودی های مثبت و منفی می بایست از مقادیر ورودی در پایه های inverting و noninverting بیشتر باشد سیگنال های ورودی و خروجی را توسط خازنهای 1.0ufتا 0.1uf زمین کنید تا از تاثیر نویز در مدار خود جلوگیری کنید.

در حالت ایده آل آپ امپ ها دارای مقاومت ورودی بالا و در نتیجه جریان ورودی در حد صفر و مقاومت خروجی صفر می باشند همچنین در این حالت ولتاژ‌ در ورودی های مثبت و منفی با یکدیگر مساوی هستند.
 

mohandes_javan

عضو جدید
ترانزیستور چه کاری انجام می دهد؟

در میکرو چیپ های امروزی ، که حاوی میلیونها ترانزیستور هستند که در الگو یا طرح مخصوصی چیده شده اند خروجی تقویت شده یک ترانزیستور به ورودی ترانزیستور دیگر داده می شود تا آن هم عمل تقویت کنندگی را بر روی ورودی انجام دهد و به همین ترتیب ادامه می یابد که نتیجه یک خروجی تقویت شده و پر توان می باشد.


چنین میکروچیپی می تواند سیگنالی بسیار ضعیفی را از آنتن بگیرد و یک صوت قوی و چهار کاناله را تحویل دهد. با ساختن چیپ ها در طراحی های مختلف می توان تایمر هایی برای ساعت یا سنسور هایی برای نشان دادن درجه حرارت و یا کنترل کننده چرخ های ماشین تا قفل نشوند (سیستمABS) ساخت.می توان ترانزیستور ها را در آرایشی دیگر در داخل چیپ قرار داد (طراحی متفاوت) و پروسسور های منطقی و محاسباتی را ساخت که باعث می شوند تا ماشین حسابها محاسبه و کامپیوتر ها پردازش کنند و یا شبکه هایی را برای انتقال مکالمات تلفنی ساخت و یا سیستمهایی را ساخت که بتوانند صدا و تصویر را انتقال دهند.

می توان ترانزیستور ها را در بسته هایی چید (گیت های منطقی) می گویند و می توانند دو عدد 1 و 1 را باهم جمع کنند و یا می توان آنها را در آرایشی خاص قرار داد تا کارهای بسیار بزرگی را با استفاده از سرعت سوئیچینگ – 100 میلیون بار بر ثانیه و بیشتر - خود انجام دهند .

البته مداراتی که در چند سال گذشته برای انجام عملی خاص به وسیله ترانزیستور ها بر روی بورد ها بسته می شدند امروزه به مدد طراحی کامپیوتری و تکنیک مدارات مجتمع بر روی یک آی سی هزاران ترانزیستور و سیم کشی های مربوطه و تمام قطعات الکترونیکی لازم قرار داده می شوند.

---------------------------------------------------------------------------------------------
شاید بتوان گفت که حجم مدارات هزاران بار کاهش یافته است.
---------------------------------------------------------------------------------------------

چیزی که باعث می شود که ترانزیستور ها روز به روز پیشرفت کنند و بهتر و ارزان تر شوند تحقیقات نیمه هادی ها است که روز به روز بهتر و کاربردی تر می شوند.
 

mohandes_javan

عضو جدید
ساختار ترانزیستور اثر میدانی

همانگونه که از نام این المان مشخص است، پایه کنترلی آن جریانی مصرف نمی کند و تنها با اعمال ولتاژ و ایجاد میدان درون نیمه هادی ، جریان عبوری از FET کنترل می شود



به همین دلیل ورودی این مدار هیچ گونه اثر بارگذاری بر روی طبقات تقویت قبلی نمی گذارد و امپدانس بسیار بالایی دارد.

در مقالات قبلی انواع ترانزیستور های 3 پایه را بررسی اجمالی کردیم فت نیز نوع دیگری از ترانزیستور ها می باشد که کاربردهای خاص خود را داراست

فت دارای سه پایه با نامهای درِین D - سورس S و گیت G است که پایه گیت ، جریان عبوری از درین به سورس را کنترل می نماید. فت ها دارای دو نوع N کانال و P کانال هستند. در فت نوع N کانال زمانی که گیت نسبت به سورس مثبت باشد جریان از درین به سورس عبور می کند . FET ها معمولاً بسیار حساس بوده و حتی با الکتریسیته ساکن بدن نیز تحریک می گردند. به همین دلیل نسبت به نویز بسیار حساس هستند.

نوع دیگر ترانزیستورهای اثر میدانی MOSFET ها هستند ( ترانزیستور اثر میدانی اکسید فلزی نیمه هادی - Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor ) یکی از اساسی ترین مزیت های ماسفت ها نویز کمتر آنها در مدار است.

فت ها در ساخت فرستنده باند اف ام رادیو نیز کاربرد فراوانی دارند. برای تست کردن فت کانال N با مالتی متر ، نخست پایه گیت را پیدا می کنیم. یعنی پایه ای که نسبت به دو پایه دیگر در یک جهت مقداری رسانایی دارد و در جهت دیگر مقاومت آن بی نهایت است. معمولاً مقاومت بین پایه درین و گیت از مقاومت پایه درین و سورس بیشتر است که از این طریق می توان پایه درین را از سورس تشخیص داد.

 

mohandes_javan

عضو جدید
سنسور های گرمایی و بویایی

در مقاله قبلی به کاربرد سنسور های بدنه ، جهت‌یاب مغناطیسی و فشار و تماس در ربات ها پرداختیم حال به دو نوع دیگر از آنها یعنی سنسور های گرمایی و بویایی می پردازیم



سنسورهای گرمایی (Heat Sensors) : یکی از انواع سنسورهای گرمایی ترمینستورها هستند. این سنسورها المان‌های مقاومتی پسیوی هستند که مقاومت آنها متناسب با دمایشان تغییر می‌کند. بسته به اینکه در اثر گرما مقاومتشان افزایش یا کاهش می‌یابد، برای آن‌ها به ترتیب ضریب حرارتی مثبت یا منفی را تعریف می‌کنند. نوع دیگری از سنسورهای گرمایی ترموکوپل‌ها هستند که آن‌ها نیز در اثر تغییر دمای محیط ولتاژ کوچکی را تولید می‌کنند. در استفاده از این سنسورها معمولا یک سر ترموکوپل را به دمای مرجع وصل کرده و سر دیگر را در نقطه‌ای که باید دمایش اندازه‌گیری شود، قرار می‌دهند.

2. سنسورهای بویایی (Smell Sensors):قبل از ساخت سنسور های بویایی سنسوری که موجود بود یک‌سری سنسورهای حساس برای شناسایی گازها بود که اصولا هم برای شناسایی گازهای سمی کاربرد داشتند. ساختمان این سنسورها به این صورت است که یک المان مقاومتی پسیو که از منبع تغذیه‌ای مجزا، با ولتاژ 5+ ولت تغذیه می‌شود، در کنار یک سنسور قرار دارد که با گرم شدن این المان حساسیت لازم برای پاسخ‌گویی سنسور به محرک‌های محیطی فراهم می‌شود. برای کالیبره کردن این دستگاه ابتدا مقدار ناچیزی از هر بو یا عطر دلخواه را به سیستم اعمال کرده و پاسخ آن را ثبت می‌کنند و پس از آن این پاسخ را به عنوان مرجعی برای قیاس در استفاده‌های بعدی به کار می‌‌برند. اصولا در ساختمان این سیستم چند سنسور، به طور همزمان عمل می‌کنند و سپس پاسخ‌های دریافتی از آن‌ها به شبکه‌ عصبی ربات منتقل شده و تحلیل و پردازش لازم روی آن صورت می‌گیرد. نکته مهم درباره کار این سنسورها در این است که آن‌ها نمی‌توانند یک بو یا عطر را به طور مطلق انداره‌ بگیرند. بلکه با اندازه‌گیری اختلاف بین آن‌ها به تشخیص بو می‌پردازند
 

mohandes_javan

عضو جدید
سنسور های موقعیت مفاصل

در این مقاله به توضیح آخرین مورد یعنی سنسورهای موقعیت مفاصل و تقسیمات آن می پردازیم:

سنسورهای موقعیت مفاصل: رایج‌ترین نوع این سنسورها کدگشاها (Encoders) هستند که هم از قدرت بالای تبادل اطلاعات با کامپیوتر برخوردارند و هم اینکه ساده، دقیق، مورد اعتماد هستند . این دسته انکدرها را به دو دسته می‌توان تقسیم کرد:

1. انکدرهای مطلق: در این کد گشاها موقعیت به کد باینری یا کد خاکستری BCD (Binary Code) (Coded Decible ) تبدیل می‌شود. این انکدرها به علت سنگینی و گران‌قیمت بودن و اینکه سیگنال‌های زیادی را برای ارسال اطلاعات نیاز دارند، کاربرد وسیعی ندارند. همانطور که می‌دانیم به‌کار گیری تعداد زیادی سیگنال درصد خطای کار را افزایش می‌دهد و این اصلا مطلوب نیست. پس از این انکدرها فقط در مواردی که مطلق بودن مکان‌ها برای ما خیلی مهم است و مشکلی هم از لحاظ بار فابل تحمل ربات متوجه ما نباشد، استفاده می‌شود.

2. انکدرهای افزاینده: این کدگشاها دارای قطار پالس و یک پالس مرجع که برای کالیبره کردن بکار می‌رود هستند، و از روی شمارش قطارهای پالس نسبت به نقطه مرجع به موقعیت مورد نظر دست می‌یابند. از روی فرکانس (عرض پالس‌ها) می‌توان به سرعت چرخش و از روی محاسبه تغییرات فرکانس در واحد زمان (تغییرات عرض پالس) به شتاب حرکت دورانی پی برد. حتی می‌توان جهت چرخش را نیز فهمید. فرض کنید سیگنال‌های A و B و C سه سیگنالی باشند که از کدگشا به کنترل‌کننده ارسال می‌شود B سیگنالی است که با یک چهارم پریود تاخیر نسبت به A از روی اختلاف فاز بین این دو می‌توان به جهت چرخش پی برد.

 

mohandes_javan

عضو جدید
انواع موتورهای القایی

عموما دسته بندی موتورهای القای براساس تعداد پیچه های استاتور است كه عبارتند از:

موتورهای القایی تك فاز

موتورهای القایی سه فاز


بیشتر از كل انواع موتورها از موتورهای القایی AC تك فاز استفاده می شود منطقی است كه باید موتورهای دارای كمترین گرانی و هزینه نگه داری بیشتر استفاده شوند، موتور القایی AC تك فاز بهترین مصداق این توصیف است آن طور كه از نام آن مشخص می شود این نوع از موتور تنها یك پیچه (پیچه اصلی) دارد و با یك منبع تغذیه تك فاز كار می كند.در تمام موتورهای القایی تك فاز روتور از نوع قفس سنجابی است.


موتور القایی تك فاز خود راه انداز نیست هنگامی كه موتور به یك تغذیه تك فاز متصل است پیچه اصلی دارای جریانی متناوب می شود این جریان متناوب میدان مغناطیسی ای ضربانی تولید می كند به سبب القا روتور تحریك می شود چون میدان مغناطیسی اصلی ضربانی است توركی كه برای چرخش موتور لازم است بوجود نمی آید و سبب ارتعاش روتور و نه چرخش آن می شود از این رو موتور القایی تك فاز به دستگاه آغاز گری نیاز دارد كه می تواند ضربات آغازی را برای چرخش موتور تولید كند.

دستگاه آغاز گر موتورهای القایی تك فاز اساسا پیچه ای اضافی در استاتور است (پیچه كمكی) كه در شكل نشان داده شده است.


پیچه استارت می تواند دارای خازنهای سری و یا سوئیچ گریز از مركز باشد هنگامی كه ولتاژ تغذیه برقرار است جریان در پیچه اصلی به سبب مقاومت پیچه اصلی ولتاژ تغذیه را افت می دهد (ولتاژ به جریان تبدیل می شود) در همین حین جریان در پیچه استارت بسته به مقاومت دستگاه استارت به افزایش ولتاژ تغذیه تبدیل می شود فعل و انفعال میان میدانهای مغناطیسی كه پیچه اصلی و دستگاه استارت می سازند میدان برایندی می سازند كه در جهتی گردش می كند موتور گردش را در جهت این میدان برایند آغاز می كند.

هنگامی كه موتور به 75 درصد دور مجاز خود می رسد یك سوئیچ گریز از مركز پیچه استارت را از مدار خارج می كند از این لحظه به بعد موتور تك فاز می تواند تورك كافی را برای ادامه كاركرد خود نگه دارد.

بجز انواع خاص دارای Capacitor start / capacitor run عموما همه موتورهای تك فاز فقط برای كاربری های بالای 3/4 hp استفاده می شوند.
 

mohandes_javan

عضو جدید
موتور القایی AC فاز شكسته

در مقالات قبلی به انواع موتورهای القایی پرداختیم

سپس موتورهای القایی AC را مورد بررسی قرار دادیم و روتور و استاتور را بررسی کردیم.


حال انواع موتورهای القایی AC را بررسی میکنیم که شامل :

1- موتور القایی فاز شکسته

2- موتور القایی با استارت خازنی

3- موتورهای AC القایی با خازن دائمی اسپلیت


میباشد.

موتور القایی فاز شكسته

موتور القایی فاز شكسته همچنین به عنوان Induction start/Induction run (استارت القایی/كاركرد القایی) هم شناخته می شود كه دو پیچه دارد.

پیچه استارت از سیم نازكتر و تعداد دور كمتر نسبت به پیچه اصلی برخوردار است که دلیل آن بوجود آوردن مقاومت بیشتر است. همچنین میدان پیچه استارت در زاویه ای غیر از آنچه كه پیچه اصلی دارد قرار می گیرد كه سبب آغاز چرخش موتور می گردد. پیچه اصلی كه از سیم ضخیم تری ساخته شده است موتور را همیشه درحالت چرخش باقی نگه می دارد.

تورك آغازین كم است مثلا 100 تا 175 درصد تورك ارزیابی شده ، موتور برای استارت جریانی زیاد طلب می كند تقریبا 700 تا 1000 درصد به همین علت جریان ارزیابی شده تورك بیشینه تولید شده نیز در محدوده 250 تا 350 درصد از تورك براوردشده می باشد

كاربریهای بسیار خوبی برای موتورهای فاز شكسته وجود دارد که شامل سمباده (آسیاب) های كوچك , دمنده ها و فنهای كوچك و دیگر دستگاههایی با نیاز به تورك آغازین كم و قدرت 1/20 تا 1/3 اسب بخار است و همچنین این موتورها برای استفاده در كاربریهایی كه به دوره های خاموش و روشن و گشتاور زیاد نیازدارند مناسب نیستند.

نوع دیگر این نوع از موتورها ، موتور القایی با استارت خازنی است این نوع موتور، اصلاح شده فاز شكسته است که با وجود خازنی سری اضافه شده به آن سبب بهبود استارت می شود. همانند موتور معمولی فاز شكسته این نوع موتور یك سوئیچ گریز از مركز داشته كه هنگامی كه موتور به 75 درصد سرعت ارزیابی شده می رسد , پیچه استارت را از مدار خارج می نماید.از آنجا كه خازن با مدار استارت موازی است , گشتاور استارت بیشتری تولید می كند
 

mohandes_javan

عضو جدید
موتورهای القایی با خازن

در مقاله قبلی در مورد موتورهای القایی فاز شکسته صحبت شد و همانطور که گفته شد موتور القایی با استارت خازنی همان موتور اصلاح شده فاز شكسته با خازنی سری است که معمولا در حدود 200 تا 400 درصد گشتاور ارزیابی شده را داراست و در آن جریان استارت معمولا بین 450 تا 575 درصد جریان ارزیابی شده است كه بسیار كمتر از موتور فاز شكسته و بعلت سیم ضخیم تر در مدار استارت است.


نوع اصلاح شده ای از موتور با استارت خازنی ، موتور با استارت مقاومتی است در این نوع موتور خازن استارت با یك مقاومت جایگزین شده است موتور استارت مقاومتی در كاربریهایی مورد استفاده قرار می گیرد كه میزان گشتاور استارتینگی كمتر از مقداری كه موتور استارت خازنی تولید می كند لازم است صرف نظر از هزینه این موتور امتیازات عمده ای نسبت به موتور استارت خازنی ندارد.

این موتورها در انواع مختلف كاربریهای پولی و تسمه ای مانند تسمه نقاله های كوچك , پمپها و دمنده های بزرگ به خوبی بسیاری از خود گردانها و كاربریهای چرخ دنده ای استفاده می شوند.

موتورهای AC القایی با خازن دائمی اسپلیت نوع دیگری است که در این نوع موتور (PSC) نوعی خازن دائما به صورت سری به پیچه استارت متصل است این عمل سبب می شود كه پیچه استارت تا زمانی كه موتور به سرعت چرخش خود برسد بصورت پیچه ای كمكی عمل كند از آنجا كه خازن عملكرد اصلی , باید برای استفاده مداوم طراحی شده باشد , نمی تواند توان استارتی معادل یك موتور استارت خازنی ایجاد نماید گشتاور استارت یك موتور (PSC) معمولا كم و در حدود 30 تا 150 درصد گشتاور ارزیابی شده است موتورهای (PSC) جریان استارتی پایین , معمولا در كمتر از 200 درصد جریان برآورد شده دارند كه آنها را برای كاربریهایی با سرعتهای دارای چرخه های خاموش روشن بالا بسیار مناسب می سازد.

موتورهای PSC امتیازات فراوانی دارند طراحی موتور براحتی برای استفاده با كنترل كننده های سرعت می تواند اصلاح شود همچنین می توانند برای بازدهی بهینه و ضریب توان بالا در فشار برآورد شده طراحی شوندآنها به عنوان قابل اطمینان ترین موتور تك فاز مطرح می شوند مخصوصا به این خاطر كه به سوئیچ گریز از مركز نیازی ندارند.

موتورهای PSC بسته به طراحیشان كاربرد بسیار متنوعی دارند كه شامل فنها , دمنده ها با نیاز به گشتاور استارت كم و چرخه های كاری غیر دائمی مانند تنظیم دستگاهها (طرز كارها) , عملگر درگاهها و بازكننده های درب گاراژها می شود.
 

mohandes_javan

عضو جدید
سنسور گاز

چنانچه عنوان شد در ساخت ربات ها سنسور ها بسیار مورد استفاده قرار می گیرند در مقاله قبلی به معرفی اجمالی از انواع ربات ها پرداختیم.

یکی از این سنسورها که در رباتهای سنسور که در رباتهای امداد مورد استفاده قرار میگیرد و در بازار به سنسور گاز ( TGS813) معروف است دارای حساسیت بالایی در شناسایی گازهای قابل اشتعال از جمله بوتان ، متان و پنتان دارد.


این سنسور دارای شش پایه است که برای استفاده از آن باید سه پایه سمت چپ یا راست خود را به مثبت پنج ولت وصل کنید هیچ فرقی نمی کند که کدام سه پایه را وصل می کنید بعد از آن سه پایه دیگر را به ترتیب پایه وسط ، زمین و دو پایه دیگر را خروجی می کنید.

برای این که بتوانید از این سنسور استفاده کنید به خروجی سنسور مقاومتی ۱.۵ کیلو اهم وصل کنید این مقاومت طوری وصل می شود که همیشه با سنسور و مدار بعدی که برای پردازش سنسور می آید به صورت موازی است ( یک پایه مقاومت به خروجی مدار و پایه دیگر به زمین متصل است)

این سنسور در حالت عادی در خروجی دارای صفر منطقی است و وقتی گاز را احساس می کند خروجی آن به صورت یک منطقی در می آید .

برای این که از سالم بودن سنسور خود مطمئن شوید سنسور را به همان آرایشی که بالا گفته شده بسته و بعد یک دیود نورانی را با یک مقاومت ۲۲۰ اهم سری کرده و با مقاومت ۱.۵ کیلو اهم موازی کنید و مدار را به برق وصل کنید در حالت عادی دیود نورانی خاموش است ولی به محض این که گازی به مشام سنسور رسید دیود روشن می شود .

قابل ذکر است که سنسور برای راه اندازی نیاز به جریان حداقل ۱۸۰ میلی آمپر دارد به همین علت نمی توان آن را با باتری راه اندازی کرد برای همین برای تغذیه سنسور از یک منبع تغذیه استفاده می شود.

همیشه یک مقاومت ۱.۵ کیلو اهم باید با خروجی سنسور موازی باشد در اصل این مقاومت یک حسن و هزارن عیب را به همراه دارد .

در اصل TGS 813 سنسوری است که خروجی آن به صورت آنالوگ با تغییرات گاز تغییر می کند و نه به صورت دیجیتال به همین علت برای این که بتوانیم کار خود را راحت کنیم خروجی را با یک مقاومت ۱.۵ کیلو موازی می کنیم که در حالت عادی خروجی را در صفر منطقی نگه دارد و وقتی که گاز مشتعل شد خروجی به یک منطقی تغییر حالت دهد البته این روش برای کارهایی که زیاد دقت لازم ندارد روش بسیار عالی و ارزان است ولی برای کارهایی که دقت بالایی را نیاز دارند روش مناسبی نیست .
 

mohandes_javan

عضو جدید
نیرو محرکه ربات نوریاب

در مقالات قبلی در مورد موتور ربات نوریاب صحبت کردیم حال به بررسی نیرو محرکه آن می پردازیم.

برای تامین نیروی محرکه ربات باید یک موتور الکتریکی کوچک که ولتاژ کاری آن بین 3 تا 6 ولت است را انتخاب نمایید



معمولاً این گونه موتورها قدرت چندانی ندارند و نمی توانند ربات را حرکت دهند برای رفع این مشکل باید به نحوی نیروی موتور را افزایش دهیم معمولاً برای این کار از تعدادی چرخ دنده و یا تسمه و پولی استفاده می کنیم

ما با توجه به امکانات اطراف خود می توانیم روش مناسب تر را انتخاب نماییم اگر بخواهیم یک نیروی محرکه خوب را بدون دردسرهای اضافی به دست آوریم اسباب بازی ها گزینه های مناسبی هستند معمولاً درون اسباب بازی های متحرک مثل ماشینها حداقل یک موتور به همراه مجموعه ای از چرخ دنده ها ( گریبکس ) وجود دارد البته نمونه های موتور و گریبکس سر هم در بازار موجود است که می توانیم با قیمت بیشتری ( و البته کیفیت بهتر ) تهیه نماییم پس از نصب موتور و گربکس بر روی بدنه ربات ( بدنه ربات را می توانیم از چوب یا آلومینیوم بسازی ) نوبت به اتصال چرخ ها است. اگر از موتور و گریبکس ماشینها اسباب بازی استفاده کرده ایم ، چرخ همان ماشین بهترین گزینه است در غیر اینصورت می توانید چرخ را از جنس چوب خراطی کنید یا از پلاستیک فشرده ( تفلون ) بسازید دقت کنید که قطر چرخ شما سرعت ربات را تعیین می کند که هر چقدر قطر بیشتر باشد سرعت ربات بیشتر و در عوض قدرت آن کمتر می شود معمولاً با چرخ هایی با قطر بین 5 تا 10 سانتی بهترین نتیجه حاصل می شود.

اگر ربات دو چرخ دارد ( در هر طرف یک چرخ ) باید برای حفظ تعادل آن فکری کرد. این کار را می توانیم با نصب دو چرخ هرز گرد در جلو و عقب روبات انجام دهیم اگر چرخ کوچک در دسترس نیست کافی است که یک مفتول را به صورت قلاب ( علامت سوال ) در آورده و در انتها و ابتدای ربات نصب کنید. این کار از کشیده شدن عقب و جلوی ربات بر روی زمین جلو گیری می کند اگر چه کار زیاد تمیز از آب در نمی آید
 

mohandes_javan

عضو جدید
روند طراحي يك مدار قابل برنامه ريزي FPGA

قبلا در مورد مدارات FPGA مختصرا توضيحاتي داديم حال گام را کمي فراتر گذاشته و به بررسي چگونگي طراحي اين مدارات به نام XILINX Foundation مي پردازيم.

در اينجا فرض بر آن است که شما در مورد FPGA اطلاعاتي داريد در حقيقت اين مقاله کمي تخصصي براي افرادي که با الکترونيک سر و کار دارند نوشته شده است.

=====================================================================
نرم افزار XILINX Foundation محيطي جهت ايجاد برنامه هايي براي توصيف طرح منطقي يک مدار مجتمع FPGA مي باشد.
=====================================================================


روند طراحي با استفاده از نرم افزار Foundation به اين ترتيب است:

• طرحهاي ديجيتال مورد نظر ، با استفاده از اديتور شماتيک يا اديتور ماشين حالت يا اديتور متني HDL وارد مي شوند، طرح مورد نظر مي تواند توسط يکي از اين اديتورهاي ترکيبي از همه انها ايجاد شود.

• يک سيمولاتور (شبيه ساز) عملي عملکرد يک طرح کامپايل شده را چک مي کند و به شما اجازه مي دهد تا نتايج را ببينيد و صحت يا عدم صحت نتايج را بررسي کنيد. در صورت بروز هر گونه خطائي مي توان به محيط اديتوري شماتيک ، HDL يا ماشين حالت برگشته خطاها را اصلاح کنيد.

• ابزار اجراي نرم افزار Foundation، ابتدا ليست گيتها و اتصالات ايجاد شده را به يک فايل با فرمت باينري تبديل مي کند که جهت برنامه ريزيFPLD استفاده خواهد شد.در اين مرحله است که يک device خاص جهت برنامه ريزي کردن بايد مشخص شود، مانند خانواده هاي XC95108 و xc400 ،5xl . براي device هاي xc9500 ،برنامه مورد نظر طراح را داخل يک CPLD قرارمي دهيم ولي در XC4000 ، طرح داخل يک FPGA قرار مي گيرد . به اين ترتيب که گيتها داخل CLB هاي مشخص قرار مي گيرند و مسير يابي و سيم پيچي ها با استفاده از PSM ها انجام مي شوند.

• بعد از اينکه ابزار اجرائي نرم افزار FOUNDATION تاخيرهاي مربوط به گيتها و عمل مسير يابي را مشخص کردند، شبيه سازي خصوصيات زماني طرح با يک mapping مشخص در يک FPLD انجام مي شوند.

• با وارد کردن وروديها به يک برد XS95 يا XS40 از طريق کابل پورت موازي کامپيوتر عمل خطايابي انجام مي شود.

مثالي در مورد نحوه برنامه ريزي يک برد XS40 ( جمع کننده تک بيتي):


 

mohandes_javan

عضو جدید
رﺑﺎت ﺗﻌﻘﻴﺐ ﺧﻂ‬

آسان ترین نوع رباتی که می توان برای ورود به عرصه رباتیک ازآن آغاز کرد رﺑﺎت ﺗﻌﻘﻴﺐ ﺧﻂ است این ربات ﻧﻴﺎز ﺑﻪ ﺳﻨﺴﻮر هایی دارد که ﺧﻂ ﺳﻴﺎﻩ ﻳﺎ ﺳﻔﻴﺪ را ﺗﺸﺨﻴﺺ دهند. همچنین ﺑﻪ ﻳﻚ ‪ ADC‬ﻧﻴﺎز دارد.‬

ﺧﺮوﺟﻲ های ‪ ADC‬ﻧﻴﺰ ﺑﻪ ﻳﻚ ﻣﻴﻜﺮوکنترﻟﺮ ﻣﻲ روﻧﺪ و در ﻣﻴﻜﺮو کنترلر ﺗﻮﺳﻂ ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ ﭘﺮدازش و ﺧﺮوﺟﻲ ﺑﻪ دو ﻋﺪد ﻣﻮﺗﻮر ﻣﺘﺼﻞ‬ ‫ﻣﻲ ﺷﻮد.‬


الف) ﺳﺨﺖ اﻓﺰار(اﻟﮑﺘﺮوﻧﻴﮑﯽ)

ﻗﺴﻤﺖ اﻟﻜﺘﺮوﻧﻴﻜﻲ اﻳﻦ رﺑﺎت ﺷﺎﻣﻞ :‬

١- ﺳﻨﺴﻮرها (ﻓﺮﺳﺘﻨﺪﻩ و ﮔﻴﺮﻧﺪﻩ ها)

٢- ﺗﺒﺪﻳﻞ ﮔﺮ ﺁﻧﺎﻟﻮگ ﺑﻪ دﻳﺠﻴﺘﺎل‬

٣- ﻣﻴﻜﺮو کنترﻟﺮ‬

4- ﻣﻮﺗﻮرها‬

‫الف - 1) سنسورها

ﺳﻨﺴﻮر های اﻳﻦ رﺑﺎت ﺑﻪ دو دﺳﺘﻪ ﺗﻘﺴﻴﻢ ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ :‬ ١- ﺣﺴﺎس ﺑﻪ ﻧﻮر(اﭘﺘﻴﻚ) 2- ﻣﺎدون ﻗﺮﻣﺰ‬

1- حساس به نور (اپتیک): اﻳﻦ دﺳﺘﻪ از ﺳﻨﺴﻮرها از ﻳﻚ ‪ LED‬و ﻳﻚ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺣﺴﺎس ﺑﻪ ﻧﻮر ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻣﻲ ﺷﻮد. ﻧﻮر ﺗﻮﺳﻂ ‪ LED‬ﺗﺎﺑﻴﺪﻩ ﻣﻲ ﺷﻮد و ﻧﻮر‬ﺑﺎزﺗﺎب ﺷﺪﻩ ﺑﺎﻋﺚ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻘﺎوﻣﺖ و در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﺗﻐﻴﻴﺮ وﻟﺘﺎژ ﻣﻲ ﺷﻮد با توجه به این مساله که ﺑﺎزﺗﺎب ﺳﻄﺢ ﻣﺸﻜﻲ کمتر از ﺳﻄﺢ‬ ‫ﺳﻔﻴﺪ اﺳﺖ. اﻳﻨﮕﻮﻧﻪ از ﺳﻨﺴﻮرها ﺑﻪ دﻟﻴﻞ اﺛﺮ ﭘﺬﻳﺮی از ﻧﻮر ﻣﺤﻴﻂ ، درﺻﺪ ﺧﻄﺎی ﺑﺴﻴﺎری دارﻧﺪ .‬

‫٢- ﻣﺎدون ﻗﺮﻣﺰ:‬

اﻳﻦ ﮔﻮﻧﻪ از ﺳﻨﺴﻮر ها از ﻳﻚ ﻓﺮﺳﺘﻨﺪﻩ و ﻳﻚ ﮔﻴﺮﻧﺪ ﻣﺎدون ﻗﺮﻣﺰ ﺗﺸﻜﻴﻞ ﺷﺪﻩ اﺳﺖ. ﭘﺮﺗﻮ های ﻣﺎدون ﻗﺮﻣﺰ ﺗﻮﺳﻂ ﻓﺮﺳﺘﻨﺪﻩ‬ ﻓﺮﺳﺘﺎدﻩ ﺷﺪﻩ و ﺑﻪ ﺳﻄﺢ ﺑﺮﺧﻮرد ﻣﻲ کند و ﺑﺎزﺗﺎب ﺁن ﺗﻮﺳﻂ ﮔﻴﺮﻧﺪﻩ درﻳﺎﻓﺖ ﻣﻲ ﺷﻮد. اﻳﻨﮕﻮﻧﻪ از ﺳﻨﺴﻮرها ﺑﻪ دﻟﻴﻞ اﻳﻨﻜﻪ از‬‫ﻣﺤﻴﻂ اﺛﺮ ﻧﻤﻲ ﮔﻴﺮﻧﺪ، درﺻﺪ ﺧﻄﺎ ﺑﺴﻴﺎر ﭘﺎﻳﻴﻨﻲ دارﻧﺪ. ﺑﻨﺎﺑﺮ اﻳﻦ ﻣﺎ در ﻣﻮرد اﻳﻦ ﺳﻨﺴﻮر ها ﺻﺤﺒﺖ ﻣﻲ کنیم.

‫ﺳﻨﺴﻮر های ﻣﺎدون ﻗﺮﻣﺰ ﺑﻪ دو دﺳﺘﻪ ﺗﻘﺴﻴﻢ ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ. دﺳﺘﻪ اول ‪ LED‬ﻓﺮﺳﺘﻨﺪﻩ و ﮔﻴﺮﻧﺪﻩ ﺟﺪا از هم اﺳﺖ. اﻳﻦ ﮔﻮﻧﻪ از‬‫ﺳﻨﺴﻮرها در دو اﻧﺪازﻩ ‪ 5mm‬و ‪ ٣mm‬ﻣﻮﺟﻮد اﺳﺖ . ﻧﻮع ‪ 3mm‬ﺑﻪ دﻟﻴﻞ اﻳﻨﻜﻪ ‪ LED‬ﻓﺮﺳﺘﻨﺪﻩ و ﮔﻴﺮﻧﺪﻩ همرﻧﮓ هستند ‫ﺗﺸﺨﻴﺺ ﺁن ها ﺳﺨﺖ اﺳﺖ و ﺑﺎﻳﺪ ﺗﻮﺳﻂ ﻣﺎﻟﺘﻲ ﻣﺘﺮ اﻧﺠﺎم ﭘﺬﻳﺮد. ﻣﺸﻜﻞ دﻳﮕﺮ اﻳﻦ ﺳﻨﺴﻮر ها اﻳﻦ اﺳﺖ که ﻧﻮع ﺗﻘﻠﺒﻲ ﺁن‬ ‫ﻧﻴﺰ ﺑﺴﻴﺎر زﻳﺎد اﺳﺖ و اﻣﻜﺎن دارد از ﺑﻴﻦ ۵ ﺳﻨﺴﻮر ١ﻳﺎ ٢ ﺗﺎ ﺧﺮاب ﺑﺎﺷﺪ.‬

ﮔﻮﻧﻪ دﻳﮕﺮ ﺳﻨﺴﻮر هﺎی ﻣﺎدون ﻗﺮﻣﺰ ﺑﻪ ﺻﻮرﺗﻲ اﺳﺖ که ﻓﺮﺳﺘﻨﺪﻩ و ﮔﻴﺮﻧﺪﻩ ﺑﺎ هم در ﻳﻚ ﺑﺴﺘﻪ ﻗﺮار دارﻧﺪ . اﻳﻦ ﮔﻮﻧﻪ از‬ ‫ﺳﻨﺴﻮر ها دارای اﻧﺪازﻩ ﺑﺴﻴﺎر کوچک و دﻗﺖ ﺧﻮﺑﻲ هستند

 

mohandes_javan

عضو جدید
ﻓﺮﺳﺘﻨﺪﻩ ﻣﺎدون ﻗﺮﻣﺰ‬

در مقاله قبلی در مورد ربات تعقیب خط صحبت کردیم و یکی از سنسورها ی آن را سنسور مادون قرمز معرفی کردیم

ﻳﻜﻲ از ﮔﻮﻧﻪ های ﻗﻮی ﺳﻨﺴﻮر های ﻣﺎدون ﻗﺮﻣﺰ ﺳﺮی ‪ TSL‬اﺳﺖ . ﺳﻨﺴﻮر هـﺎی اﻳـﻦ ﺳـﺮی ﺑـﺴﺘﮕﻲ ﺑـﻪ ﻧـﻮع ﺧـﻮد ﻗـﺪرت‬ ‫ﻧﺴﺒﺘﺎ زﻳﺎدی دارﻧﺪ. ‬ﻧﻮع دﻳﮕﺮی از ﺳﻨﺴﻮر های ﻣﺎدون ﻗﺮﻣﺰ ﺳﺮی ‪ RS‬اﺳﺖ .


اﻳﻦ ﺳﺮی دارای اﻧﺪازﻩ کوﭼﻜﻲ اﺳﺖ ﻣﺸﻜﻞ ﺑﺰرگ اﻳـﻦ ﺳﻨـﺴﻮر‬‫ها اﻳﻦ اﺳﺖ که ﺑﺴﻴﺎر ﺣﺴﺎس هستند و ﺑﺎ ﺑﺎﻻ رﻓﺘﻦ وﻟﺘﺎژ ﺑﻪ ﺳﺮﻋﺖ ﻣﻲ ﺳﻮزﻧﺪ.‬

قسمت الکترونیکی که در بخش قبل معرفی نمودیم ﻣﺒﺪل ﺁﻧﺎﻟﻮگ/دﻳﺠﻴﺘﺎل‬ بود که ﺑﺮای ﺗﺒﺪﻳﻞ ﺁﻧﺎﻟﻮگ ﺑﻪ دﻳﺠﻴﺘﺎل ﭼﻨﺪ راﻩ وﺟﻮد دارد :‬

‫اﺳﺘﻔﺎدﻩ از ‪Analog to Digital Converter) ADC‬‬)

‫اﺳﺘﻔﺎدﻩ از ‪ OpAmp‬ها

اﮔﺮ از ﻣﻴﻜﺮو کنترﻟﺮها ‪ PIC‬ﻳﺎ ‪ AVR‬اﺳﺘﻔﺎدﻩ ﻣﻲ کنید ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﻴﺪ از ﻣﺒﺪل داﺧﻠﻲ اﻳﻦ ﻣﻴﻜﺮوکنترﻟﺮ ها اﺳﺘﻔﺎدﻩ کنید.

١- ‪(Analog to Digital Converter) ADC‬‬

اﻳﻦ ﻣﺒﺪل ها ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﻨﺪ هر ﮔﻮﻧﻪ ﻣﻮج ﺳﻴﻨﻮﺳﻲ را ﺑﻪ ﻣﻮج ﻣﺮﺑﻌﻲ ﺗﺒﺪﻳﻞ کنند . ﺑﺮای ﻣﺜﺎل ﻣﻲ ﺗﻮان از CD 6104 ‬ﻧﺎم ﺑﺮد.‬

‫٢- ‪Op Amp‬‬

اﻳﻦ ﮔﻮﻧﻪ ﺁی ﺳﻲ ها ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﮔﺮ هستند و ﻋﻤﻞ ﺗﻘﻮﻳﺖ را ﻧﻴﺰ ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﻨﺪ اﻧﺠﺎم دهند . ﺑـﺎ اﺳـﺘﻔﺎدﻩ از ﺧﺎﺻـﻴﺖ ﻣﻘﺎﻳـﺴﻪ ﮔـﺮی‬ اﻳﻦ ﺁی ﺳﻲ ها ﻣﻲ ﺗﻮان ﻣﻮج ﻣﺮﺑﻌﻲ ﺗﻮﻟﻴﺪ کرد. ﺑﻪ اﻳﻦ ﺻﻮرت که وﻟﺘﺎژی را ﻣﻌـﻴﻦ می کنیم. اﮔـﺮ وﻟﺘـﺎژ ورودی از اﻳـﻦ وﻟﺘـﺎژ‬ کمتر ﺑﻮد ، وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ ﺻﻔﺮ و اﮔﺮ ﺑﺎﻻ ﺗﺮ ﺑﻮد وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ ۵ وﻟﺖ ﻣﻲ ﮔﺮدد. ﻣﺘﺪاول ﺗـﺮﻳﻦ ‪ ، OpAmp‬ای ﺳـﻲ LM 423 اﺳـﺖ‬ که دارای ﭼﻬﺎر واﺣﺪ ‪ OpAmp‬اﺳﺖ www.eca.ir. ﻧﻮع دﻳﮕﺮ اﻳﻦ ﺁی ﺳﻲ ، ﺁی ﺳﻲ LM 393 اﺳﺖ که دارای دو واﺣﺪ ‪ OpAmp‬اﺳﺖ.‬


قطعه معرفی شده بعدی ﻣﻴﻜﺮوکنترﻟﺮ ها بودند‫

ﻣﻴﻜﺮو کنترﻟﺮها در حقیقت ﻣﻐﺰ رﺑﺎت هستند. ﻣﻼك ﻤﺎ ﺑﺮای اﻧﺘﺨﺎب ﻣﻴﻜﺮوکنترﻟﺮ ﺑﺎﻳﺪ ﺗﻌﺪاد ﭘﻮرت های ورودی و ﺧﺮوﺟﻲ و اﻣﻜﺎﻧﺎت‬ ‫ﺟﺎﻧﺒﻲ ﻣﺜﻞ ‪ PWM‬و ‪ ADC‬ﺑﺎﺷﺪ.‬

‫ﺳﻪ ﺧﺎﻧﻮادﻩ ﻣﻴﻜﺮو آﻨﺘﺮﻟﺮ ها ﻋﺒﺎرﺗﻨﺪ از :‬

‫١- ‪PIC‬‬

‫٢- 8051

‫٣- ‪AVR‬‬

که در قسمت بعد در مورد 8051 بحث می کنیم
 

mohandes_javan

عضو جدید
تفاوت های مقایسه کننده و آپ امپ

در مقالات قبلی در مورد Op-Amp ها صحبت کردیم و آنها را تا حدودی تحلیل نمودیم.

ﺗﻘﻮﻳﺖﻛﻨﻨﺪه ﻫﺎی ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ یا همان Op‐amp ها و ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻛﻨﻨﺪه ﻫﺎ در ظاهر بسیار ﺷﺒﻴﻪ ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ ﺑﻪ ﻧﻈﺮ ﻣﻲ رﺳﻨﺪ، آنﻫﺎ ﺣﺘﻲ ﻋﻼﺋﻢ ﺷﻤﺎﺗﻴﻜﻲ ﻣﺸﺎﺑﻪ‬ دارﻧﺪ


اﻳﻦ امر سبب می گردد ﻛﻪ ﺑﺴﻴﺎری از ﻃﺮاﺣﺎن ﺗﺼﻮر ﻛﻨﻨﺪ، می توان این دو را با ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ ﺗﻌﻮﻳﺾ کرد و از لحاظ کارایی مشابه هستند ﻣﻌﻤﻮﻻً زﻣﺎﻧﻲ ﻛﻪ ﻳﻚ ﻳﺎ‬ ﺗﻌﺪادی از ﺑﺨﺶﻫﺎی ﻳﻚ Op‐amp‬ Mutiple ﺑﺪون اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﻣﺎﻧﺪ، ﻃﺮاح وﺳﻮﺳﻪ ﻣﻲ ﺷﻮد ﺗﺎ ﺑﺮای ﻛﺎﻫﺶ ﻫﺰﻳﻨﻪ ﻫﺎ از‬ ‫آن ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﻘﺎﻳﺴﻪﻛﻨﻨﺪه اﺳﺘﻔﺎده ﻛﻨﺪ ‌در صورتی که این کار درست نیست از این رو برآن شدیم تا تفاوت ها و شباهت های این دو را بیان کنیم

شکل زیر شمای داخلی Op-Amp ‌ و مقایسه کننده را نشان می دهد

همان طور که ملاحظه می کنید ‫ﺻﺮفﻧﻈﺮ از ﺑﺮﺧﻲ اﺧﺘﻼﻓﺎﺗﻲ ﻛﻪ در ﺷﻤﺎره ﭘﺎﻳﻪﻫﺎ وﺟﻮد دارد، http://www.eca.ir/ﻫﺮ دوی آنﻫﺎ دو ورودی ﻧﺎواروﻧﮕﺮ (+) و واروﻧﮕﺮ (-)‬ و دو ﺧﺮوﺟﻲ دارﻧﺪ. اﻣﺎ ﺑﺎ ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻣﺪار داﺧﻠﻲ اﻳﻦ دو ﻗﻄﻌﻪ، اﺧﺘﻼﻓﺎت زﻳﺎدی ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻣﻲ ﺷﻮد.


ﺷﻤﺎﺗﻴﻚ اﻳﻦ دو ﻋﻨﺼﺮ‬ ‫را در ﺷﻜﻞﻫﺎی زیر ﻣﻼﺣﻈﻪ ﻣﻲﻛﻨﻴﺪ


ﻫﻤﺎنﻃﻮر ﻛﻪ در ﺷﻜﻞ نیز ملاحظه می کنید ﻃﺒﻘﻪ ورودی هر دوی آنها ﻣﺸﺎﺑﻪ ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ اﺳﺖ و ﺗﻨﻬﺎ ﺟﺎی ﺑﺮﭼﺴﺐ (+) و (-) ﺗﻐﻴﻴﺮ‬ ﻛﺮده اﺳﺖ.


ﻃﺒﻘﻪ ﺧﺮوﺟﻲ ‪ Op‐amp‬ ﺑﺮﺧﻼف ﻣﻘﺎﻳﺴﻪﻛﻨﻨﺪه - ﻛﻪ ﻣﻌﻤﻮﻻً ﻳﻚ ﻣﺪار ﻛﻠﻜﺘﻮرﺑﺎز اﺳﺖ - ﺗﺎ ﺣﺪودی‬ ﭘﻴﭽﻴﺪه ﺗﺮاﺳﺖ. اﻟﺒﺘﻪ ﺑﺎﻳﺪ ﺗﻮﺟﻪ ﻛﺮد ﻛﻪ ﺑﺴﻴﺎری از ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻛﻨﻨﺪهﻫﺎی ﺟﺪﻳﺪ دارای ﺧﺮوﺟﻲ دوﻗﻄﺒﻲ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﻛﻪ در ﻇﺎﻫﺮ ‫ﺷﺒﺎﻫﺖ زﻳﺎدی ﺑﻪ ﺧﺮوﺟﻲ ‪ Op‐amp‬ دارﻧﺪ. ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ، می توان گفت اﺧﺘﻼف ﻋﻤﺪه ‪ Op‐amp‬ و ﻣﻘﺎﻳﺴﻪﻛﻨﻨﺪه در ﻃﺒﻘﻪی ﺧﺮوﺟﻲ آن می باشد. ﺧﺮوﺟﻲ ‪ Op‐amp‬ ﺑﺮای ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎی‬‫ ﺧﻄﻲ ﺑﻬﻴﻨﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ، درﺣﺎﻟﻲ ﻛﻪ ﺧﺮوﺟﻲ ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻛﻨﻨﺪه ﺑﺮای اﺷﺒﺎع ﺷﺪن ﻣﻨﺎﺳﺐ اﺳﺖ.
 

mohandes_javan

عضو جدید
ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻛﻨﻨﺪه

ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻛﻨﻨﺪه ﻳﻚ ﻣﺒﺪل آﻧﺎﻟﻮگ ﺑﻪ دﻳﺠﻴﺘﺎل ﺗﻚ ﺑﻴﺘﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ دارای ورودی ﺗﻔﺎﺿﻠﻲ و ﺧﺮوﺟﻲ دﻳﺠﻴﺘﺎل اﺳﺖ.

در ادامه بحث تفاوت مقایسه کننده و آپ امپ به بررسی مقایسه کننده می پردازیم


ﻣﻌﻤﻮﻻً ﺑﻪ ‬ﻧﺪرت ﭘﻴﺶ ﻣﻲآﻳﺪ ﻛﻪ ﻃﺮاح از ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻛﻨﻨﺪه ﺑﻪ ﺟﺎی ‪Op‐amp‬ اﺳﺘﻔﺎده ﻛﻨﺪ، زﻳﺮا ﺑﻴﺸﺘر ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻛﻨﻨﺪه ﻫﺎ ﺧﺮوﺟﻲ ‬ﻛﻠﻜﺘﻮر ﺑﺎز دارﻧﺪ. ﺗﺮاﻧﺰﻳﺴﺘﻮر ﺧﺮوﺟﻲ ﻳﻚ ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻛﻨﻨﺪه ﻛﻠﻜﺘﻮرﺑﺎز (ﺑﻪﻣﻨﻈﻮر راه اﻧﺪازی ﺑﺎرﻫﺎی دﻳﺠﻴﺘﺎل) دارای ‪VCE‬‬ (ولتاژ کلکتور- امیتر) ﻛﻮﭼﻜﻲ اﺳﺖ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﻛﻠﻜﺘﻮر ﺑﺎز واﺑﺴﺘﮕﻲ ﺑﻪ ﻣﺪار ﺧﺎرﺟﻲ دارد ﻛﻪ اﺗﺼﺎل ﺑﻪ ﺗﻐﺬﻳﻪ را ﺑﺮﻗﺮار ﻛﺮده (www.eca.ir) و ﻣﺪار را ﻛﺎﻣﻞ‬ ﻣﻲ ﻛﻨﺪ. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺑﺮﺧﻲ از ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻛﻨﻨﺪه ﻫﺎ، اﻣﻴﺘﺮ را ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻳﻚ ﭘﺎﻳﻪ IC‬ در اﺧﺘﻴﺎر ﻃﺮاح ﻗﺮار ﻣﻲدﻫﻨﺪ ﺗﺎ وی ﺑﺘﻮاﻧﺪ ﻫﺮ‬ دو اﺗﺼﺎل ﻛﻠﻜﺘﻮر و اﻣﻴﺘﺮ را ﺑﻪ ﺧﻮاﺳﺖ ﺧﻮد ﻛﺎﻣﻞ ﻛﻨﺪ. ﺳﺎﻳﺮ ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻛﻨﻨﺪه ﻫﺎ در ﺧﺮوﺟﻲ ﺧﻮد از ‪ FET‬ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﻛﻨﻨﺪ ﻛﻪ‬ ﺑﻪ ﺟﺎی ﻛﻠﻜﺘﻮر ﺑﺎز، ﺳﺎﺧﺘﺎر درﻳﻦ ﺑﺎز را در اﺧﺘﻴﺎر ﻣﻲ ﮔﺬارﻧﺪ. (www.eca.ir) در ﺗﻤﺎم اﻳﻦ ﻣﻮارد ﺗﺎﻛﻴﺪ ﺑﺮ راه اﻧﺪازی ﺑﺎرﻫﺎی "ﻗﻄﻊ و‬ وﺻﻠﻲ" اﺳﺖ. ‬


ﻛﺎرﺑﺮد اوﻟﻴﻪ ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻛﻨﻨﺪه، راه اﻧﺪازی ﺑﺎرﻫﺎی دﻳﺠﻴﺘﺎل ﺑﻮد اﻣﺎ ﺑﻌﺪﻫﺎ ﻣﺸﺨﺺ ﺷﺪ ﻛﻪ اﮔﺮ اﻳﻦ وﺳﻴﻠﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت‬ ﻛﻠﻜﺘﻮر- درﻳﻦ ﺑﺎز ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﻮد (www.eca.ir) ﻣﻲﺗﻮان ﺑﺎ آنﻫﺎ ﻋﻤﻠﻜﺮدﻫﺎی ﻣﻨﻄﻘﻲ ( مانند NAND‬ را ﻧﻴﺰ ﭘﻴﺎدهﺳﺎزی ﻛﺮد.) ﺑﺎ‬ اﻓﺰاﻳﺶ ﺳﺮﻋﺖ ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻛﻨﻨﺪهﻫﺎ، ﺑﺴﻴﺎری از آنﻫﺎ ﺑﺎ ﺧﺮوﺟﻲ ﺗﻮﺗﻢ ﭘﻞ (در آینده به بررسی و معرفی ساختار توتم پل خواهیم پرداخت) ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪﻧﺪ ﻛﻪ ﺑﻪ اﻳﻦ ﺗﺮﺗﻴﺐ اﻣﻜﺎن ﺻﻔﺮ و ﻳﻚ ‫ﻛﺮدن ﺧﺮوﺟﻲ ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻛﻨﻨﺪه وﺟﻮد دارد.

‫زﻣﺎﻧﻲ ﻛﻪ از ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻛﻨﻨﺪه اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲﺷﻮد، ﺳﻄﺢ وﻟﺘﺎژ دو ورودی ﺑﺎ ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ. ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻛﻨﻨﺪه، ﻳﻚ ﺧﺮوﺟﻲِ‬‫ دﻳﺠﻴﺘﺎل اﻳﺠﺎد ﻣﻲ ﻛﻨﺪ ﻛﻪ ﻣﺘﻨﺎﻇﺮ ﺑﺎ ورودی ﻫﺎﺳﺖ:

‫اﮔﺮ وﻟﺘﺎژ ورودی ﻧﺎواروﻧﮕﺮ (+) ﺑﻴﺸﺘﺮ از ورودی واروﻧﮕﺮ (-) ﺑﺎﺷﺪ، در ﺻﻮرﺗﻲ ﻛﻪ ﺧﺮوﺟﻲ، ﻛﻠﻜﺘﻮر - درﻳﻦ ﺑﺎز‬‫ ﺑﺎﺷﺪ، ﺑﻪ ﺣﺎﻟﺖ اﻣﭙﺪاﻧﺲ ﭘﺎﻳﻴﻦ ﻣﻲرود و اﮔﺮ ﺧﺮوﺟﻲ ﺗﻮﺗﻢﭘﻞ ﺑﺎﺷﺪ در ﺳﻄﺢ ﻳﻚ ﻣﻨﻄﻘﻲ ﻗﺮار ﻣﻲ ﮔﻴﺮد.

اﮔﺮ وﻟﺘﺎژ ورودی ﻧﺎواروﻧﮕﺮ (+) ﻛﻤﺘﺮ از ورودی واروﻧﮕﺮ (-) ﺑﺎﺷﺪ، در ﺻﻮرﺗﻲ ﻛﻪ ﺧﺮوﺟﻲ، ﻛﻠﻜﺘﻮر- درﻳﻦ ﺑﺎز ‬‫ﺑﺎﺷﺪ، ﺑﻪ ﺣﺎﻟﺖ اﻣﭙﺪاﻧﺲ ﺑﺎﻻ ﻣﻲرود و اﮔﺮ ﺧﺮوﺟﻲ ﺗﻮﺗﻢ ﭘﻞ ﺑﺎﺷﺪ در ﺳﻄﺢ ﺻﻔﺮ ﻣﻨﻄﻘﻲ ﻗﺮار ﻣﻲ ﮔﻴﺮد. ‬

در مقالات بعدی این توضیحات ملموس تر خواهد شد
 

Similar threads

بالا