پیغام مدیر :
با سلام خدمت شما بازديدكننده گرامي ، خوش آمدید به سایت من . لطفا براي هرچه بهتر شدن مطالب اين وب سایت ، ما را از نظرات و پيشنهادات خود آگاه سازيد و به ما را در بهتر شدن كيفيت مطالب ياري کنید.
معمای بررستان
نوشته شده در یک شنبه 16 بهمن 1390
بازدید : 2003
نویسنده : فرزاد قاسم پور
بعضی از دوستان معما خواسته بودند. به قول جواد یساری! خواننده مردمی و ورزشکار! حال دوستان حال ماست، معما رو میریم، یک... دو... سه ... چار. اینم چهار تا معمای ساده. معمای سخت رو چند روز دیگه میذارم.

در کشور بررستان دو دسته آدم زندگی میکنند: کیانوشیان و فرهادیان.
از قیافه مردم نمیشه فهمید طرف کیانوشیه یا فرهادی. وقتی هم ازشون سوالی بپرسید:
  • فرهادیان همیشه دروغ میگن وهیچ وقت حرف راست نمیزنند.
  • ولی کیانوشیان همیشه راست میگن.
شما باید با استدلال درباره سوال و جواب هایی که می شنوید پی ببرید طرف مقابل شما جزو کدام دسته است.

فرض کنید اسم دو نفر از ساکنین بررستان طغرل و دوبرره باشد.

معمای اول:
اگر طغرل بگوید: "ما هردو جزو فرهادیان هستیم".
طغرل و دوبرره هر کدام جزو کدام دسته اند؟

معمای دوم:
طغرل میگوید: "اگر دوبرره دروغگو باشد آنگاه من راستگو هستم."
دوبرره میگوید:"ما مثل هم نیستیم"
طغرل و دوبرره هر کدام جزو کدام دسته اند؟

معمای سوم:
شما از این دو نفر میپرسید:"آیا هر دو شما باهم راستگو هستید؟"
طغرل با بله یا خیر جواب میدهد اما شما اطلاعات کافی ندارید که مساله را حل کنید.
دوباره میپرسید:"آیا هر دو شما با هم دروغگو هستید؟"
طغرل با بله یا خیر جواب میدهد و این بار شما میتوانید مساله را حل کنید.
پیدا کنید طغرل و دوبرره جزو کدام دسته اند؟

معمای چهارم (که احتمالا قبلا شنیدید):
طغرل و دوبرره سر یه دو راهی نشسته اند. میدونیم که یکی از این دو نفر فرهادیه و یکی کیانوشی. یه راهی میره به پایین برره یکیش میره به بالا برره.
  1. آیا میتونین با پرسیدن یک سوال که جوابش بله یا خیر باشه راه پایین برره رو پیدا کنین؟
  2. آیا میتونین با پرسیدن یک سوال که جوابش بله یا خیر باشه مشخص کنید طغرل چکاره بیده؟




ربات حمل مجروح
نوشته شده در یک شنبه 16 بهمن 1390
بازدید : 2227
نویسنده : فرزاد قاسم پور


پروژه های پژوهشی در کشورهایی همچون آمریکا با نظامی گری بُر خورده. شاید اگر بگویم 90 درصد پروژه های رباتیک توسط وزارت دفاع و ناسا تامین مالی میشود گزاف نگفته ام. اگر چه ناسا یک سازمان نظامی نیست ولی اکثر پژوهش های انجام شده در آن کاربرد دوگانه دارد.

باور غالب در میان دوستان دانشجو و اساتیدی که از دانشگاه های آمریکا میشناسم این است که برای تضمین تامین مالی پروژه باید آن را به یک موضوع نظامی پیوند بدهی. حتی اگر به اندازه ارتباط ...وز با شقیقه باشد. اگر نمیتوانی به هیچ پروژه زمینی! ربط بدهی به نحوی آن را به ماموریت مریخ مربوط کن!

حالا این مطلب رو گفتم که ربات جدیدی به اسم BEAR رو معرفی کنم. من که هر چی فکر کردم این چه ربطی به جنگ و ارتش داره چیزی به ذهنم نرسید. اما مثل اینکه سازنده اش خیلی بیشتر از من فکر کرده بوده و رگ خواب نظامی های احمق آمریکایی دستش بوده.

این ربات از ترکیب دو گونه ربات درست شده: از پایین تنه  شبیه تانک و از بالا تنه به شکل یک ربات انسان نماست.

پایین تنه ربات تشکیل شده از دو شنی. از این گونه طراحی شنی برای افزایش قدرت مانور ربات در زمین های ناهموار استفاده میشه. با تاشدن شنی، طولش کم میشه و نیاز به جای کمتری داره. با باز شدن کامل شنی دوم جوری که هر دو در امتداد هم قرار بگیرند طول ربات زیاد میشه و میتونه از مانع یا پله به راحتی رد بشه. در ضمن سطح تماسش با زمین زیاد میشه و پایداری بیشتری داره.

قراره دست های ربات به اندازه ای قوی باشه که بتونه تا 135 کیلو رو بلند کنه و مثلا ازش برای حمل مجروح در میدان جنگ استفاده کنن. این عکسی که در پایین گذاشته شده و مثلا مجروح توسط ربات داره حمل میشه بیشتر به یک جلوه تصویری میمونه تا اینکه واقعیت داشته باشه. یعنی از نگاه به اندازه ربات و حدس قدرت موتورهاش این چنین بر میاد که اون تصویر واقعی نیست.



تازه اگر نگاه کنید میبینید که دو شنی پایین با هم زاویه دارند. یعنی با این زاویه حسین رضا زاده هم نمیتونه اون مجروح رو بلند کنه. حالا بماند ولی اینی که تو تصویر میبینید به مجروح نمیمونه. بیشتر به کسی میمونه که کنار سواحل هاوایی داره حموم آفتاب میگیره البته با لباس!

این ربات توسط شرکت Vecna Technologies در مریلند ساخته شده (مسعود! همسایه تونن؟!) و انتظار میره تا پنج سال دیگه مورد استفاده واقعی قرار بگیره.




microsoft surface
نوشته شده در یک شنبه 16 بهمن 1390
بازدید : 3195
نویسنده : فرزاد قاسم پور

در ورک شاپ Adaptive Furniture میکروسافت در کمبریج یکی از ارائه ها توجه من و خیلی های دیگه رو جلب کرد و اون یک میز اینتراکتیو بود. در این جور میزها شما با یک کامپیوتر سر و کار دارید که مونیتور آن سطح شیشه ای میزه. به جای ماوس یا صفحه کلید با حرکت دستانتون میتونید با این کامپیوتر کار کنید.

آن چه از ظاهر امر به نظر میرسه، سطح میز قادر به تشخیص نقطه لمس انگشتان شماست. همه این اشتباه رو مرتکب میشن و فکر میکنن قاعدتا این شیشه باید یک touch screen باشه. اما نکته اینه که تکنولوژی تاچ اسکرین تکنولوژی گرانی است که کاربرد این میزها را محدود میکنه. در ثانی تاچ اسکرین ها عمر کمی دارند و بعد از مدتی حساسیت تماسشون کم میشه.

من هم در ابتدا همین فکر رو میکردم اما متوجه شدم تکنولوژی این میز خیلی هوشمندانه تر، ساده تر و مقرون به صرفه تر از تاچ اسکرین طراحی شده. اگر به پروتوتایپهای طراحی شده برای این میزها در این سایت نگاهی بیاندازین متوجه میشین که زیر میزها فضای خالی وجود نداره. تصویر بالا یکی از این پروتوتایپ ها رو نشون میده.

و اما این میزها چگونه کار میکنند: سطح میز یک سطح شیشه ای ساده است (حالا خیلی ساده هم نه!)؛ سطح شیشه جوریه که شما از بالای میز نمیتونین زیر میز رو ببینین. از زیر میز هم چیزی دیده نمیشه مگر وقتی که انگشتتون رو به شیشه میچسبونید یا وسیله دیگه ای رو روی میز میذارید.

یه دوربین در زیر میز تعبیه شده که کار پردازش تصویر رو انجام میده و مشخص میکنه که انگشت یا وسیله دیگه در چه نقطه ای قرار دارند. یه پروژکتور هم در زیر میز تعبیه شده که تصویر رو به گونه ای به سطح زیرین شیشه میتابونه که شما تصویر رو به صورتی صحیح از بالای شیشه میبینید. شکل زیر شمای کلی رو نشون میده که از یک مقاله در این زمینه کپی شده:



مابقی کار که البته قسمت سخت قضیه است اینه که شما بر اساس تغییر الگوهای انگشتان یا اجسام روی سطح میز تشخیص بدین کاربر چه دستوری میده. یکی از کارهایی که عمل پردازش رو برای این سیستم آسونتر میکنه استفاده از الگوهای از قبل تعریف شده است. اون اجسام شیشه ای در شکل زیر همین کار رو میکنند:



در زیرِ این اجسام، الگوی خاصی نقاشی شده که تشخیصش برای سیستم ساده است. شما میتونین به این الگو یک هویت بدین. فرضا این الگو میتونه لیست آهنگ های مورد علاقه شما باشه. وقتی این الگو رو روی میز قرار میدین یعنی شما میخواین با این لیست کاری رو انجام بدین. اطلاعات ذخیره شده بازیابی میشه، شما میتونین محتویاتش رو ویرایش کنین، آهنگ جدید اضافه و کم کنید. الی آخر.

البته جای دوربین و پروژکتور میتونه تغییر کنه. بهترین نقطه برای پروژکتور و دوربین دقیقا زیر میز، نقطه وسطه. با سیستم شکل بالا تشخیص اشیا گوشه چپ و تولید تصویر با کیفیت برای گوشه راست مشکل میشه.

این فیلم نحوه کار با این میز رو نشون میده:




فیلم های از Microsoft Surface در یوتیوب...
پی دی اف مقاله کنفرانس در این مورد...



ورک شاپ
نوشته شده در یک شنبه 16 بهمن 1390
بازدید : 3656
نویسنده : فرزاد قاسم پور
هفته پیش برای ارائه در یک ورک شاپ رفته بودیم آزمایشگاه تحقیقاتی میکروسافت در کمبریج. پروژه ما روی adaptive furniture هست و با چند ثانیه از درامد جناب بیل گیتس تامین مالی میشه (بیل گیتس در هر ثانیه 200 دلار درامد داره ظاهرا)، یه چیزی به اندازه دستشویی رفتنش، البته اگه زیاد غذا خورده باشه.

از یک ماه پیش بکوب کار کرده بودم و تو این مدت استرس زیادی داشتم. مساله ای که قسمت اساسی کارم رو تشکیل میده یکی از مسایل متداول علوم کامپیوتر و تئوری گراف هاست: تست ایزومورفیسم. تعداد زیادی از کارمندای این آزمایشگاه آدمای کله گنده ای در علوم کامپیوتر هستند. بنابراین انتظار میرفت مو از ماست بکشند و نشه هر چرت و پرتی رو بهشون تحویل داد. با تمام تلاش یکماهه نتونستم برنامه شبیه سازی رو تموم کنم و خلاصه به همون ورژن پر از باگ بسنده کردم.

خلاصه اینکه شب قبل از ورک شاپ با چند ساعت تاخیر هواپیما به فرودگاه استندستد لندن رسیدیم، آخرین اتوبوس  رو از دست دادیم، به اتفاق یه استاد ایرانی دیگه که اون هم اتفاقی با ما در یک هواپیما بود در فرودگاه مورد تفقد و مهرورزی مامورین انتظامی لندن قرار گرفتیم و پی بردیم انگلیسی ها هم در پارانویایی بودن دست کمی از آمریکایی ها که ندارند هیچ، پوزشان را هم زده اند (آمریکایی ها حداقل به شهروندان خودشان کمی اعتماد دارند. انگلیسی ها همین را هم ندارند).

یه تاکسی گرفتیم، یکساعتی در راه بودیم و ساعت سه چهار صبح به هتل رسیدیم. قرار بود 9 صبح هم در خدمت ایادی بیل باشیم.  استرس، سر و صدای اتاق، هوای روشن ساعت 4 صبح، عوض شدن جا،  همه چیز دست به دست هم داده بود که یکی دو ساعت بیشتر نتوانم نخوابم و انتظار ارائه مزخرفی داشته باشم.

صبح قبل از خروج از هتل دو قهوه بالا رفتم شاید هوشیارترم کند. ارائه ها فیلمبرداری میشد تا بعدا روی سایت میکروسافت گذاشته شود (البته با دسترسی محدود به کارکنان) و این یعنی مواظب حرف زدنت باش. برای من شروع ارائه خیلی مهم است. اگر خوب شروع کنم خوب ادامه میدهم وگرنه احتمال دارد تا آخر ارائه یک تاخیر فاز بین مغز و زبانم بوجود بیاید! تلاش کردم شروع خوبی داشته باشم. نوبت به ارائه من رسید. شروع خوبی داشتم. در یکی از اسلایدهای شروع اشاره کردم که مساله ایزومورفیسم یکی از مسائل حل نشده است که هنوز ثابت نشده NP-Complete هست یا نه.

برای اونایی که نمیدونن NP-Complete یعنی چی، این ترم به الگوریتم هایی اطلاق میشه که به زبان ساده نمیتونن یه مساله خاص رو در زمانی سریع حل کنند. بلکه نیازمند این هستند که تمام حالات ممکن رو یکی یکی بررسی کنند و ببینند اون حالت میتونه جواب مساله باشه یا نه. این کلمه یه چیزیه که هر دانشجوی کامپیوتر شنیده.

خلاصه ما گفتیم این مساله هنوز ثابت نشده ولی خب باور بر اینه که NP-complete باشه. دیدم یکی از وسط جمع سوال کرد ببخشید این NP-complete یعنی چی؟ ما رو میگی عینهو برق گرفته ها، یه نگاهی بهش کردم فکر کردم یه چیز دیگه شنیده ام. دوباره سوالش رو تکرار کرد، فکر کردم نکنه این داره منو مسخره میکنه که مثلا بابا وسط این جمع دانشمند تو داری این چیزای بدیهی رو میگی. یا اینکه داره سوال پیچیده تر میپرسه و مثلا میخواد منظور دقیق من از NP-complete رو بفهمه. من در نهایت شک و تردید سعی کردم توضیح بدم که منظور از اون چیه. دیدم یار اصلا تو باغ نیست. یک نفر دیگه از جمع سعی کرد براش بیشتر توضیح بده. در نهایت فهمیدیم رشته اون علوم انسانیه و من هم در تخمین موضوع کاری شنوندگان کاملا اشتباه کرده ام. از رشته های گوناگون در میان شنوندگان وجود داشت و در این میان شاید پنج شش نفر میدونستند NP-complete یعنی چی!

از یک طرف خیالم رو راحت کرد که اگر هم ایرادی در روش ما وجود داشته باشه کسی نیست وسط ارائه بگه زر زیادی نزن، روشت غلطه، یا اینکه بگه این روش رو فلانی پنجاه سال پیش ارائه کرده و این چند سال رو جنابعالی خواب تشریف داشتین!
از طرف دیگه حیف شد که این همه وقت گذاشته بودم، برای جزییات روش هم اسلاید درست کرده بودم و حالا میدیدم به هیچ دردی نمیخوره. نهایتا با خیال راحت ارائه رو تموم کردم و از شرش خلاص شدم.

فرداش هم رفتیم یه گشتی تو کمبریج زدیم. از یک نظر شبیه شهر ما بود در اینکه هر پنج قدم یه کلیسا میدیدی (دقیقا مثل طرفای ما تو ایران که هر روستا با جمعیت ده خانوار پنج تا مسجد و شیش تا حسینیه داره). از یه نظر دیگه هم شبیه ایران بود که برای ورود به دانشکده ها باید کارت نشون میدادی! فقط یه چیزش متفاوت بود که اگه کارت نداشتی باید برای بازدید مثل موزه پول میدادی! این یکی رو فکر کنم از دست ما ایرانی ها در رفته که میشه از دانشگاه هم به این صورت پول در آورد. باید به وزیر دانشمند آموزش عالی این پیشنهاد رو ارائه کنم.



بازدید : 1122
نویسنده : فرزاد قاسم پور

با عرض سلام و وقت بخیر خدمت دوستان گرام.

پروژه دوم درس استاد نورمحمدی(ریزپردازنده): ساخت ساعت دیجیتالی با امکان انتخاب ساعت ، دقیقه ، ثانیه و تغییر هر کدام از آنها.

 

المانهای مورد نیاز:

1-میکرو کنترلر Atmega32

2-شش عدد سون سگمنت کاتد مشترک

3-شش عدد ترانزیستور BC546

4-هشت عدد مقاومت 220 اهم

5-شش عدد مقاومت 10 اهم

7-کریستال 11.0592Mhz

8-چهار عدد LED(رنگ دلخواه)

9-خازن 220mF – 16v

10-دو عدد کلید فشاری(Push Button)

 

توضیح عملکرد مدار:

سون سگمنت ها که توسط PORTA مقداردهی میشوند (به روش T.D.M) که برای انتخاب سون سگمنت مورد نظر از PORTD استفاده میکنیم.

کلید فشاریی که به PORTC.1 متصل شده برای انتخاب یکی از قسمتهای ساعت ، دقیقه یا ثانیه بکار میرود.

کلید دوم که به PORTC.3 متصل شده وقتی کاربرد دارد که توسط کلید اول یکی از قسمتهای ساعت (ساعت،دقیقه،ثانیه)انتخاب شده باشد که برای افزایش مقدار آن بکار میرود.

البته برنامه ای که بنده نوشته ام به هیچ عنوان بهینه نیست ، خواهشمندم هر کدام از دوستانی که برنامه را نگاه میکنند(یا استفاده) حتما مشکلش را پیدا کرده و در قسمت نظرات بنویسند.(البته خودم پیداش کردم ولی هنوز درستش نکردم به محض درست شدن برنامه جدید رو براتون میذارم).

توصیه: مطمئنا با تفکر بر روی این برنامه رمز خواندن کلیدها ، همزمان با روش T.D.M را خواهید فهمید(راهنمایی:مشکل این برنامه در خواندن کلید هاست و راهنمایی دوم اینکه روش T.D.M را باید به طریق دیگری پیاده سازی کرد).

موفق باشید

 

شماتیک مدار رو از لینک زیر بردارید:

http://www.up.ma/images/2ptq872sazwfaxcjbzo9.jpg

 

اینم برنامش:

 


 

#include <delay.h>

#include <mega32.h>

#include <stdlib.h>

    int a,b,c,d,e,f,i,j,x;

    char number[10]={0xBF,0x86,0xDB,0xCF,0xE6,0xED,0xFD,0x87,0xFF,0xEF}; // BCD for katod moshtarak

    unsigned char key,tim1,en1,en2,en3,s=0;

void main(void)

{

    DDRA=0x7f;  DDRD=0x3f; DDRC=0xf5;

    a=0;b=5;c=9;d=5;e=3;f=2;

    DDRC.1=0; PORTC.1=1;

    DDRC.3=0; PORTC.3=1;

 

    x=10; tim1=x; j=900;

    TCCR0=0x02;

    TCNT0=131;

    TIMSK=0x01;

    #asm("sei")  

   

    en1=1;en2=1;en3=1;   

    while(1)

    {

        delay_ms(10);

        while(PINC.1 != 0)

        {

            if(s>0)

            {

                key=1; key=PINC.3; delay_ms(8);

                if(key==0)

                {

                    if(s==1)

                    {

                        a++;

                        if(a>9)

                        {

                            a=0;

                            b++;

                            if(b*10+a>=60)

                                b=0;

                        }       

                    }

                    if(s==2)

                    {

                        c++;

                        if(c>9)

                        {

                            c=0;

                            d++;

                            if(d*10+c>=60)

                                d=0;

                        }           

                    }  

                    if(s==3)

                    {

                        e++;

                        if((e>9)|(f>=2 & e>=4))

                        {

                            e=0;

                            f++;

                            if((f*10+e>=24)|(f>2))

                            {

                                f=0; e=0;

                            }  

                        }            

                    }

                } // key==0  

            }//s>0           

        } // while

             

        delay_ms(10);   

        s++; 

  

        if(s>0 & j!=400)

            j=400;

        if(s==1) 

        {

            en1=1;

            en2=0;

            en3=0;

        }     

        else

        if(s==2)

        {

            en2=1;

            en1=0;

            en3=0; 

        }   

        else

        if(s==3)

        {

            en3=1;

            en1=0;

            en2=0;

        } 

        else

        if(s>=4)

        {  

            j=900;

            s=0;

            en1=1;

            en2=1;

            en3=1;

        }

 

    }                      

                                                

    

}// end of main

 

 

interrupt [TIM0_OVF] void T0_isr(void)

{

    TCNT0=131; 

    tim1--;

    if(tim1==0)

    {

        tim1=x;  

        if((en1==1)&(en2==1)&(en3==1))

            PORTC.0=!PORTC.0;

        else

            PORTC.0=0;

        

       for(i=0;i<=j;i++)

        {

            if(en1==1)

            {

                PORTD=0x01; PORTA=number[a];delay_ms(2);

                PORTD=0x02; PORTA=number[b];delay_ms(2);

            }

            if(en2==1)

            {     

                PORTD=0x04; PORTA=number[c];delay_ms(2);

                PORTD=0x08; PORTA=number[d];delay_ms(2);

            }    

            if(en3==1)

            {      

                PORTD=0x10; PORTA=number[e];delay_ms(2);

                PORTD=0x20; PORTA=number[f];delay_ms(2);

            }

        if(s==0 & PINC.1==0)

        {

            if(j!=400)

                j=400;

            en1=1;

            en2=0;

            en3=0;

        }          

        } // end of for

        if(en1==1 & en2==1 & en3==1)

        {

            a++;

            if(a>9){a=0; b++;

                if(b>=6){b=0; c++;

                    if(c>9){c=0; d++;

                        if(d>=6){d=0; e++;

                            if((e>9)|(f>=2 & e>=4)){e=0; f++;

                                if((f>=2 & e>=4)|(f>2))

                                {    f=0; e=0;  }

            }   }   }   }   } 

        }  

           

    }   

  

} // end of interrupt

 




میکروکنترلر چیست؟
نوشته شده در شنبه 15 بهمن 1390
بازدید : 1460
نویسنده : فرزاد قاسم پور

 

با عرض شرمندگی خدمت خوانندگان عزیز که اینقدر جسته و گریخته مطلب میذارم ولی چاره ای نیست .
میکروکنترلر چیست؟


1- معرفی میکروکنترلرها :

به آی سی هایی که قابل برنامه ریزی می باشد و عملکرد آنها از قبل تعیین شده میکروکنترلرگویند میکرو کنترل ها دارای ورودی - خروجی و قدرت پردازش می باشد .

2- بخشهای مختلف میکروکنترلر :
میکروکنترلر ها از بخشهای زیر تشکیل شده اند
Cpu واحد پردازش
Alu واحد محاسبات
I /O ورودی ها و خروجی ها
Ram حافظه اصلی میکرو
Rom حافظه ای که برنامه روی آن ذخیره می گردد
Timer برای کنترل زمان ها
و . . .

3- خانواده های میکروکنترلر
خانواده : Pic - AVR - 8051
4- یک میکروکنترلر چگونه برنامه ریزی میشود .
میکرو کنترلر ها دارای کامپایلرهای خاصی می باشد که با زبان های Assemblybasic, c می توان برای آنها برنامه نوشت سپس برنامه نوشته شده را توسط دستگاهی به نام programmer که در این دستگاه ای سی قرار می گیرد و توسط یک کابل به یکی از در گاه های کامپیوتر وصل می شود برنامه نوشته شده روی آی سی انتقال پیدا میکند و در Rom ذخیره می شود .
5- با میکرو کنترلر چه کارهایی می توان انجام داد .
این آی سی ها حکم یک کامپیوتر در ابعاد کوچک و قدرت کمتر را دارند بیشتر این آی سی ها برای کنترل و تصمیم گیری استفاده می شود چون طبق الگوریتم برنامه ی آن عمل می کند این آی سی ها برای کنترل ربات ها تا استفاده در کارخانه صنعتی کار برد دارد .
6- امکانات میکرو کنترلرها :
امکانات میکرو کنترلرها یکسان نیست و هر کدام امکانات خاصی را دارا می باشند و در قیمت های مختلف عرضه می شود .

7- شروع کار با میکرو کنترلر:
برای شروع کار با میکرو کنترلر بهتر است که یک زبان برنامه نویسی مثل c یا basic را بیاموزید سپس یک برد programmer تهیه کرده و برنامه خود را روی میکرو ارسال کنید سپس مدار خود را روی برد برد بسته و نتیجه را مشاهده کنید.
چنان چه در مدارهای الکترو نیکی تجربه ندارید بهتر است از برنامه های آ موزش استفاده کنید.
8- مقایسه خانواده های مختلف میکرو وکنترلرها:
خانواده 8051 :
این خانواده از میکرو کنترولر ها جزو اولین نوع میکرو کنترولر ها یی بود که رایج شده و جزو پیشکسوتان مطرح میشود . معروف ترین کامپایلر برای این نوع میکرو keil یا franklin می باشد میکرو های این خانواده به نوسان ساز نیاز مند هستند و درمقابل خانواده pic یا AVR از امکانات کمتری برخور دار می باشد معروف ترین آی سی ها این خانواده 89S51 یا 89C51 می باشد .
خانواده AVR :
این خانواده از میکرو کنترلرها تمامی امکانات 8051 را دارا می باشد و امکاناتی چون ADC (مبدل آنالوگ به دیجیتال) – نوسان ساز داخلی و قدرت و سرعت بیشتر –EEPROM (حافظه) از جمله مزایای این خانواده می باشد مهم ترین آی سی این خانواده Tiny و Mega است.
خانواده pic :
این خانواده از نظر امکانات مانند AVR میباشد و در کل صنعتی تر است .
9- مزایای میکرو کنترلر نسبت به مدار های منطقی :
1- یک میکرو کنترلر را می توان طوری برنامه ریزی کرد که کار چندین گیت منطقی را انجام دهد.
2- تعداد آی سی هایی که در مدار به کار میرود به حداقل میرسد .
3- به راحتی می توان برنامه میکرو کنترلر را تغییر داد و تا هزاران بار میتوان روی میکرو برنامه های جدید نوشت و یا پاک کرد .
4- به راحتی میتوان از روی یک مدار منطقی کپی کرد و مشابه آن را ساخت ولی در صورتی که از میکرو کنترلر استفاده شود و برنامه میکرو را قفل کرد به هیچ عنوان نمی توان از آن کپی گرفت

 

 

میکروکنترلر چیست :

قطعه ای که این روزها دارد جای خود را در خیلی از وسایل الکتریکی باز میکند .از تلفن گرفته تا موبایل از ماوس لیزری که الان دستتان روی آن است و دارین باهاش کامپیوتر رو کنترل میکنید تا هر وسیله ای که بتوان پیچیدگی رو در اون دید میتونید یک میکروکنترلر رو ببینید .

کلمه میکروکنترلر:

این کلمه از دو کلمه 1- میکرو2-کنترلرتشکیل شده

1-میکرو : میدونین که این یک واحد یونانی است و برابر با 10 به توان منفی 6 متر است. یعنی یک ملیونیوم متر واحده خیلی کوچیکیه نه....ولی واحدهای خیلی کوچیکتر از این هم داریم که در الکترونیک مورد استفاده قرار میگیرند در قسمتهای بعدی توضیحیهاتی راجع به این واحد ها و موارد استفاده آنها داده میشه.

2-کنترلر : که همه معنی و مفهومشو میدونین . یعنی کنترل کننده به تعبیری یعنی "مغز " البته بدون تفکر فقط دستوراتی که به اون داده میشه به نحو احسن انجام میده.


حالا چرا این کلمات ؟

به نظر من کلمه میکرو به دو منظور استفاده شده منظور اول و مهم سرعت عمل میکروکنترلر است که میتواند تا یک ملیونیوم ثانیه باشد و دستوارتی که به اون میدیم با این سرعت انجام بده به همین خاطر واژه میکرو رو به اون اختصاص دادن البته معنی دوم آن شاید کوچیکی این قطعه باشد که تا یک ملیونیوم متر کوچیک شده شاید باور کردنی نباشه ولی در یک تراشه ممکنه بیش از یک ملیون تراتزیستور به کار رفته باشه. این کلمه وقتی اهمیتش کامل میشه که با واژه کنترلر عجین بشه تا معنیش کامل بشود .

حالا نحوه انجام دادن کار میکروکنترلر را به صورت کلی بررسی میکنیم :

تا حالا همه شما با ماشین حساب کار کردین تا حالا به نحوه کار کردنش فکر کردین شما اطلاعاتتون را که همون عملیات ریاضی هست به وسیله صفحه کلید به اون میدید بعد ماشین حساب این اطلاعات رو بر مبنای دستوراتی که قبلا به اون داده شده پردازش میکند و جواب را رویlcd نمایش میدهد. در واقع یک میکروکنترلر برنامه ریزی شده به عنوان مغز ماشین حساب این اطلاعات یا داده رو از صفحه کلید میگیره روشون پردازش انجام میده و بعد بر روی lcd نمایش میده.

کار میکروکنترلر دقیقا مشابه این است میکرو کنترلر بر مبنای یک سری ورودی که به اون داده میشه مثلا این ورودی از یک سنسور دما باشه که درجه حرارت رو میگه یا از هر چیز دیگه مثل صفحه کلید بر مبنای این ورودی ها و برنامه ای که قبلا ما به اون دادیم خروجیشو تنظیم میکنه که ممکنه خروجیش یک موتور باشه یا یک lcd یا هر چیز دیگری که با الکتریسیته کار بکند. حالت دیگری هم میتونه باشه که فقط میکروکنترلر بر مبنای برنامه ای که به اون دادیم عمل کند و خروجیش رو فقط بر اساس برنامه بگیرد.

ساختمان دخلی میکروکنترلر:

کامپیوتری که الان بر روی اون دارین کار انجام میدین دارای یک پردازنده مرکزیه به نام cpu که از کنار هم قرار گرفتن چندین ملیون ترانزیستور تشکیل شده و بر روی اطلاعات پرداژش انجام میده . میکرو کنترلر هم عینا دارای یک پردازنده مرکزی به نام cpu است که دقیقا کار cpu کامپیوتر رو انجام میده با این تفاوت که قدرت و سرعت پردازشش از cpu کمتره که به اون میکروپرسسور میگن در بخش بعدی فرق میکرو پرسسور و میکروکنترلر را بررسی میکنیم. میکروکنترلر علاوه بر cpu دارای حافظه است که ما برنامه ای که بهش میدیم در اون قرار بگیره در کنار حافظه در میکروکنترلرهای امروزی تایمرها برای تنظیم زمان کانتر ها برای شمردنکانال های آنالوگ به دیجیتالپورت هایبرای گرفتن و دادن اطلاعات و امکاناتی دیگر که بعدا مفصل راجع به هر کدام توضیح داده میشه تشکیل شده و همه اینها در یک چیپ قرار گرفته که تنکنولوژی جدید اونو تو یک تراشه به اندازه یک سکه قرار داده.

تفاوت میکروپروسسور و میکروکنترلر:

میکروپرسسور همانطور که گفته شد یک پردازنده است و برای کار باید به آن چیپ های حافظه و چیز های دیگری را به اون اضافه کرد این امکان به درد این میخورد که بر حسب کارمان حافظه مناسب و دیگر قطعات را مانند تایمرها و غیره به صورت بیشتری استفاده کنیمولی مدار خیلی پیچیده میشود و از لحاظ هزینه هم هزینه بیشتر میشود به همین دلیل امروزه از میکروپرسسورها کمتر استفاده میشود اما این روزها میکرو کنترلر های جدید با حافظه های زیاد تعداد تایمر زیاد پورت های زیاد و تنوع بسیار زیاد انها بر حسب این امکانات دست ما را باز گذاشته است تا دیگر میکروپرسسورها را فراموش کنیم.

آیا میکروکنترلر چیز جدیدی را با خود آورده است ؟

جواب منفی است تمام کارهایی که ما با میکروکنترلر میتوانیم انجام بدهیم با قطعات دیگر هم میتوانیم انجام بدهیم چون ما قبلا هم تایمر داشتیم هم کانتر هم حافظه هم پردازنده و.... در واقع میکروکنترلر قطعه ای است با تمام این امکانات که به صورت یک آی سی آماده شده است و هزینهپیچیدگی و حجم را به نحوه قابل ملاحضه ای کاهش میدهد.

عیب میکروکنترلر:

میکروکنترلر با این همه مزایا که گفتیم دارای یک عیب کوچیک است .و آن سرعت پایین ! است آیا سرعتی معادل یک ملیونیوم ثانیه سرعت کمی است ؟ سرعت کمی نیست ولییک مثال شاید بحثو بهتر باز کند

یک گیت منطقی رو در نظر بگیرین که با توجه به ورودی خروجیشو تنظیم مکنه سرعت عمل این گیت منطقی 10 به توان منفی 9 ثانیه است یعنی نانو ثانیه ولی اگر ما بخواهیم این گیت رو با میکروکنترلر کار کنیم سرعتی معادل میکرو ثانیه داریم پس از لحاظ سرعت برای کاربردهای خیلی محدودی میکروکنترلر مناسب نیست.

معرفی انواع میکروکنترلر

تمام میکروکنترلرها جزء این 5 قسمت هستنند:
1) 8051
2) Pic
3) Avr
4) 6811
5) Z8

البته مدل های 6811 ساخت شرکت موتورلا و z8 ساخت شرکت زایلوگ حداقل در ایران خیلی کم استفاده می شوند و رقابت اصلی بین سه نوع دیگر است.
تا به امروز هر میکروکنترلری که ساخته شده زیر مجموعه یکی از این5 نوع است. البته کارخانه های خیلی زیادی با مارک های مختلف میکرو کنترلر تولید میکنند ولی همه اونها زیر مجموعه یکی از این 5 قسمت هستنند .شما برای هر کدام از این5 نوع میکروکنترلر میتوانید میکروکنترلر های مختلفی از شرکت های مختلفی را پیدا کنید.(البته در بازار ایرن کمی با مشکل).
اما خوشبختانه همه میکروکنترلر هایی که جزء هر کدام از 5 نوع بالا باشند از یک برنامه پیروی میکنند. بدین معنا که اگر شما کار با یکی از مدل های آن میکرو را یاد گرفته باشید مثل اینکه کار با تمام میکروکنترلرهای آن نوع را یاد گرفته اید.مثلا شما اگر با یکی از مدل های میکروکنترلر avr مثلا atmega8 را یاد گرفته باشید دیگر با صد ها مدل دیگر میکروکنترلر avr مشکلی ندارید وتقریبا بدون هیچ مشکلی میتوانید با دیگر مدل های این میکرو کار کنید.
اما یه مشکل که در میکروکنترلر ها وجود دارد این است که این5 نوع از لحاظ برنامه نویسی به هیچ وجه با هم دیگر سازگاری ندارند . به طور مثال اگر شما میکروکنترلر های avr و 8051 را کامل یاد گرفته باشید حتی ساده ترین برنامه رو روی یک میکروکنترلر pic نمیتوانید اجرا کنید. واین یکی از بزرگترین عیب و مشکل برای یاد گیری میکرو است .بنابراین از همون اول باید یک انتخاب درست داشته باشید و میکروکنترلر مناسب را برگزینید تا با یادگیری آن میکروکنترلر بتوانید بعدا به سادگی پروژه های خود را اجرا کنید . البته بسیاری از دوستان هستنند که کار با چند میکروکنترلر را میدونند و حتما این هم از هوش بالای ایرانی هاست. ولی اگر به صورت خیلی حرفه ای نخواهید وارد این بحث بشوید باید یکی از این میکروکنترلرها را انتخاب کنید و کار با آن را آغاز کنید. در قسمت بعدی شما را برای این انتخاب کمک خواهم کرد.

معایب و مزایای میکروکنترلر های مختلف نسبت به هم

از آن جای که 6811 و z8 خیلی کمتر استفاده میشوند به معرفی سه نوع دیگر میپردازم.

1) : اول از 8051 که اولین میکروکنترلری بود که به دست بشر ساخته شد شروع میکنیم . همانطور که در مقاله قبلی گفته شد ابتدا این میکروکنترلر توسط شرکت بزرگ intel ساخته شد .اما بعدا intel این امکان را به دیگر شرکت ها داد که این میکروکنترلر را تولید کنند و شرکت هایی مانند ATMEL , PHILIPS , SIEMENS , DALLAS و... به تولید این میکروکنترلر پرداختنند یکی از شرکت هایی که به صورت گسترده به تولید این تراشه پرداخت ATMEL بود که مدل های مختلف میکروکنترلر ساخت این شرکت در سرار جهان و در ایران به خوبی یافت می شود. اما اگربخواهیم به صورت کلی سیر پیشرفت این نوع میکروکنترلر رو در نظر بگیریم اولین میکروکنترلر هایی که ساخته شد با جدیدترین میکروکنترلرهای 8051 که الان تولید میشود با توجه به این پیشرفت شگفت در تمام زمینه ها که صنایع دیگر در دنیا دارند پیشرفت زیادی ندارد به طور مثال AT89S5X که میکروکنترلر 8051 جدید ساخت ATMEL است نسبت به مدل های اولیه 8051 پیشرفت آنچنانی ندارد . امکانات این میکرو نسبت به AVR و PIC قابل مقایسه نیست . به صورتی که که همین مدل جدید 8051 تقریبا حافظه ای برابر یک صدم (0.001 ) میکروکنترلر های AVR را دارد و سرعتش 4 برابر کمتر از میکروکنترلر های PIC و 12 بار کمتر از میکروکنترلر های AVR است . از لحاظ امکانات دیگر هم چنین ضعفی احساس میشود. اما برای کارهای ساده تر که پیچیدگی زیادی در آن نباشد به خاطر قیمت بسیار پایینی که این میکروکنترلر دارد بسیار مناسب است . قیمت همین مدل جدید AT89S5X حول و حوش 1000 تومان است که قیمت بسیار مناسبی است.
این میکرو کنترلر از زبان اسمبلی و C پشتیبانی میکند که زبان برنامه نویسی اصلی آن اسمبلی است که واقعا نوشتن با این زبان برنامه نویسی نسبت به زبان های برنامه نویسی دیگر هم مشکل تر و هم طولانی تر است. در کل این میکروکنترلر امروزه دیگر توانای رقابت با AVR و PIC رو ندارد و امروزه رقابت اصلی بین این دو میکروکنترلر است.

2) میکروکنترلر PIC
واقعا میکروکنترلر خیلی قوی است که بر اساس بعضی آمار ها بیشترین کاربر را به خود اختصاص داده است البته متذکر شوم که در ایران این آمار به نفع AVR است. این میکروکنترلر ساخت شرکت میکرو چیپ است که PIC رو در مدل های خیلی زیادی با امکانات مختلف برای کارهای مختلف میسازد . این میکروکنترلر با مدل های مختلفPIC16XXX و PIC12XXXX که به جای X دوم از چپ به راست حروف C ,X,E,F قرار میگره که هر کدام مفهوم خاصی داره که چون بحث ما آموزش AVR است از روی اون سریع میگزریم X های بعدی هم اعدادی هستنند که نشان دهنده مدل های مختلف هستنند.

3)میکروکنترلر AVR
به میکروکنترلر AVR میرسیم که به نظر من و خیلی از دیگر بهترین میکروکنترلر موجود در بازار است البته خود من با 8051 و AVR بخصوص AVR خیلی کار کردم ولی تجربه ای با PIC ندارم و قضاوت من ممکنه یه طرفه باشه ولی این نظر بسیاری از کسانی است که با AVR کار کرده اند .به دلایلی.....
اول از همه سرعت این میکروکنترلر بسیار بالاست و به قولی دستوراتی که بهش داده میشه در یک سیکل کلاک انجام میده در صورتی که این سیکل کلاک برای 8051 باید تقسیم بر12شودو برای PIC باید تقسیم بر 4 بنابراین AVR سریعترین میکروکنترلر موجود در بازار است . AVR از زبان های برنامه نویسی سطح بالا یا به اصطلاح (HIGH LEVEL LANGUAGE) HLL پشتیبانی میکند که باعث تولید کدهای بیشتری میشود که در کل برنامه نوشته شده نسبت به برنامه هایی که برای 8051 و PIC نوشته میشود کوتاهتر است. امکانات جانبی این میکروکنترلر بسیار مناسب است و شما را از خرید بعضی لوازم جانبی مانند چیپ های آنالوگ به دیجیتال (ADC) , مقایسه گر آنالوگ و... راحت میکند .در ضمن AVR از بسیاری از استاندارد های ارتباطی مانند SPI,UART,12C,JTAG پشتیبانی میکند که به راحتی میتوان این میکروکنترلر را با میکروکنترلر دیگر یا و سایل دیگر وصل کرد و با وسایل دیگر به راحتی ارتباط برقرار کند. قیمت این میکروکنترلر هم به نسبت امکانات فراوانی که داره بسیار پایین است به طوری که یک میکروکنترلر AVR تقریبا پیشرفته رو با قیمت حول و حوش 3 تا 4 هزار تومان خرید .
خلاصه من که خیلی با این میکرو ور رفتم و پروژه های خیلی زیاد و پیچیده ای رو باهاش اجرا کردم بسیار راضی هستم و هیچ مشکلی باهاش نداشتم.اگر هم مشکلی بوده از جانب من بوده نه میکروکنترلر . خلاصه اگر برنامه نویسی و کار با این میکروکنترلر رو خوب یاد بگیرید هر کاری رو میتونید باهاش انجام بدید.

پروگرام میکروکنترلر

شاید تا حالا به نظرتون رسیده باشه که این میکروکنترلر رو چگونه میشه برنامه ریزی کرد تا کار مورد نظرمان را انجام بده در صورتی که یک میکروکنترلر برنامه ریزی نشده هیچ کاری رو نمیتونه انجام بده و هیچ کاربردی نداره در واقع برنامه هر میکرو روح وجانی است که در اون دمیده میشه و اون رو زنده میکنه.
برای برنامه ریزی میکروکنترلر نیاز به دستگاه یا بردی هست به نام پروگرامر که یه پل ارتباطیه بین کامپیوتر و میکروکنترلر . پروگرامر را هم میشه از بازار تهیه کرد و هم میشه اون رو ساخت.
البته پروگرامرهای مختلفی در بازار هستنند که متانسب با کاربردشان قیمت های مختلفی دارند بعضی ها فقط چند مدل رو پروگرام میکنند بعضی از پروگرامر ها همه فن حریفند و تمام میکروکنترلر های 8051,AVBR , PIC , رو برنامه ریزی میکنند به طبع قیمت زیادتری دارند.
اما میشه براحتی برای میکروکنترلری که داریم یه پروگرامر ساخت اغلب نقشه هایی هستنند که میشه یه پروگرامر ساخت که در همین سایت آقا حامد نقشه مدل STK300-200 رو توضیح داده.
ولی توصیه من اینه که خودتون رو به دردسر نندازین و برای همیشه یه پروگرامر بخرین ارزششو داره چون همیشه کاربرد داره و همیشه به اون احتیاج دارین.

در این قسمت از مقاله قصد دارم تا لغات و اصطلاحاتی که در این موضوع هست رو تا اونجایی که بتونم روشن کنم برای این کار قسمت اول برگه اطلاعاتی atmega32 که تقریبا تمام خصوصیات میکروکنترلر های avr را داراست انتخاب کردم و به توضیح بیشتر موارد میپردازم که اکثر این اصطلاحات رو در بر داره در طول مقاله سعی میکنم توضیحاتی راجع به سخت افرار میکرو بدم.

اگر برگه اطلاعاتی atmega32 نوشته شرکت atmel (بزرگترین شرکت تولیکننده میکروکنترلر avr )
رو دیده باشید این مطالب در صفحه اول آن درج شده است :

Features
• High-performance, Low-power AVR® 8-bit Microcontroller
• Advanced RISC Architecture
– 131 Powerful Instructions – Most Single-clock Cycle Execution
– 32 x 8 General Purpose Working Registers
– Fully Static Operation
– Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz
– On-chip 2-cycle Multiplier
• Nonvolatile Program and Data Memories
– 32K Bytes of In-System Self-Programmable Flash
Endurance: 10,000 Write/Erase Cycles
– Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits
In-System Programming by On-chip Boot Program
True Read-While-Write Operation
– 1024 Bytes EEPROM
Endurance: 100,000 Write/Erase Cycles
– 2K Byte Internal SRAM
– Programming Lock for Software Security
• JTAG (IEEE std. 1149.1 Compliant) Interface
– Boundary-scan Capabilities According to the JTAG Standard
– Extensive On-chip Debug Support
– Programming of Flash, EEPROM, Fuses, and Lock Bits through the JTAG Interface
• Peripheral Features
– Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare Modes
– One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode, and Capture
Mode
– Real Time Counter with Separate Oscillator
– Four PWM Channels
– 8-channel, 10-bit ADC
8 Single-ended Channels
7 Differential Channels in TQFP Package Only
2 Differential Channels with Programmable Gain at 1x, 10x, or 200x
– Byte-oriented Two-wire Serial Interface
– Programmable Serial USART
– Master/Slave SPI Serial Interface
– Programmable Watchdog Timer with Separate On-chip Oscillator
– On-chip Analog Comparator
• Special Microcontroller Features
– Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection
– Internal Calibrated RC Oscillator
– External and Internal Interrupt Sources
– Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down, Standby
and Extended Standby
• I/O and Packages
– 32 Programmable I/O Lines
– 40-pin PDIP, 44-lead TQFP, and 44-pad MLF
• Operating Voltages
– 2.7 - 5.5V for ATmega32L
– 4.5 - 5.5V for ATmega32
• Speed Grades
– 0 - 8 MHz for ATmega32L
– 0 - 16 MHz for ATmega32
• Power Consumption at 1 MHz, 3V, 25°C for ATmega32L
– Active: 1.1 mA
– Idle Mode: 0.35 mA
– Power-down Mode: < 1 µA

************************************************************ ***********

1- (High-performance, Low-power AVR® 8-bit Microcontroller) :
ترجمه : میکروکنترلر AVR 8 بیتی با کارایی بالا و توان کم
میکرو 8 بیتی اشاره به این دارد که این میکروکنترلر حداکثر با 8 بیت کار میکند و این میکرو حداکثر 8 بیت را به صورت همزمان میتواند انتقال دهد. اکثر میکروهایی که تا کننون ساخته شده اند 8 بیتی هستنند این توان هم برای کارهای عمومی و پیشرفته به صورت کامل جوابگوست ولی برای کارهای فوق پیشرفته به نسبت توان انتقال پایینی است .

در رابطه با کارایی بالا این میکروها در مقاله های قبل بحث شده در ضمن میکروکنترلر های avr توان خیلی کمی مصرف میکنند که در ادامه مقاله خواهیم دید.

2-( Advanced RISC Architecture ) :
ترجمه : دارای طراحی پیشرفته RISC
کلمه RISC ((REDUCED INSTRUCTION SET COMPUTER به معنای طراحی CPU که مجموعه دستورات آن حاوی دستورات سریع و ساده است که نوشتن برنامه را مشکل ولی سریعتر میکند. اما طراحی پیشرفته RISC در میکروکنترلرهای AVR ضمن این که دستورات ساده وسریع هستنند، نوشتن برنامه هم راحت و بدون مشکل است.

3-(131 Powerful Instructions – Most Single-clock Cycle Execution ):
ترجمه : دارای 131 دستور العمل قوی که بیشترشان در یک سیکل کلاک اجرا می شوند. اشاره به همان معماری
RISC دارد که دستورات سریع اجرا میشوند.
یعنی برای ATMEGA32 که دارای سرعت 16 MHZ است. این میکرو میتواند در هر ثانیه تقریبا 16 ملیون دستور را اجرا کند.

4- ( 32*8 GENERAL Purpose Working Registers ) :
ترجمه : با 8*32 ثبات عمومی کار میکند.

5-(Fully Static Operation) :
ترجمه : عملکر کاملا ثابت .

6-(Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz ) :
ترجمه : تا 16 ملیون (MIPS) توان عملیاتی در 16MHZ
چند خط بالا دربارش توضیح داده بودم.

7- (On-chip 2-cycle Multiplier ) :
ترجمه : تقویت کننده 2 سیکل بر روی چیپ.

Nonvolatile Program and Data Memories


حافظه ، برنامه و داده غیر فرار

8- (32K Bytes of In-System Self-Programmable Flash
Endurance: 10,000 Write/Erase Cycles)
ترجمه : 32KB حافظه داخلی FLASH قابل برنامه ریزی . ماندگاری : 10000 بار نوشتن و پاک کردن.

حافظه FLASH نوعی حافظه غیر فرار مشابه EEPROM که با بلاکهای داده کار میکند. حافظه FLASH این میکروکنترلر قابلیت 10000 بار نوشتن و پاک کرن را دارد که برای تمرین و آزمایش بسیار عالیست.
از لحاظ حجم هم 32 کیلو بایت میتواند نیاز های ما را برآورده کند و در بین سایر میکروکنترلر ها به نسبت حجم خوبی است.در واقع شما باید برنامه را در این حافظه بنویسید.
هر BIT شامل یک (0و1) میشود ،هر BYTE ،1024 BIT است و هر KB (KILO BYTE ) 1024
BYTE است.
(هر حرف یک BYTE است.)

9- Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits
In-System Programming by On-chip Boot Program
True Read-While-Write Operation

ترجمه : تعقیر اختیاری برنامه بوت با برنامه ریزی مستقل فیوز بیت ها در دستگاه درست وقتی که دستورعمل ها را میخوانیم یا مینویسم.
اشاره به تعقیر اختیاری فیوز بیت ها دارد که به راحتی میتوانیم این کار را انجام بدهیم.
فیوز بیت : این ها یک سری بیت کلی هستنند که منطق 0 به معنای برنامه ریزی شدن و منطق 1 به معنای برنامه ریزی نشدن بیت است.
اساسا کار این بیت ها تعقیر مشخصات سخت افزاری میکروکنترلر است و هر مدل از میکروکنترلر به نسبت طراحی دارای فیوز بیت های مختلفی است.
به فرض مثال اگر فیوز بیت به نام EESAVE برنامه ریزی شود محتویات حافظه EEPROM در زمان پاک کردن میکروکنترلر محفوظ میماند ولی اگر این بیت برنامه ریزی نشود حافظه EEPROM در زمان پاک شدن میکرو پاک میشود.

10- (1024 Bytes EEPROM) :
: ( Endurance: 100,000 Write/Erase Cycles)

ترجمه : 1024 بایت حافظه EEPROM . ماندگاری : 100000 بار نوشتن و پاک کردن.
اکثر مدل های میکروکنترلر AVR دارای حافظه EEPROM داخلی میباشند که یکی از مزیت های خوب این میکروکنترلر هاست . در این حافظه که اطلاعات داخلش تا حدود 100 سال باقی میماند میشود به اکرار (صد هزار بار) نوشت و پاک کرد و میتوانیم اطلاعات زیادی رو در این حافظه قرار بدهیم.
این حافظه را در هنگام اجرای برنامه میتوان نوشت و خواند و بر گرفته از اول کلمات ELECTRICALLY ERASABLE READ ONLY MEMORY است.

11- (2K Byte Internal SRAM) :
ترجمه : 2 کیلو بایت حافظه SRAM داخلی
این نوع از حافظه یک حافظه با دسترسی تصادفی است. مثل حافظه RAM کامپیوتر.

12- ( Programming Lock for Software Security) :
ترجمه : قفل برای برنامه برای ایمنی

JTAG (IEEE std. 1149.1 Compliant) Interface

قابلیت اتصال با پروتکل JTAG تحت استاندارد IEEE


یکی از چندیدن پروتکل میکروکنترلر است . که به لحاظ سرعت انتقال و قابلیت برنامه ریزی انواع حافظه ها و فیوزها به یکی از بهترین پروتکل های ارتباطی بین میکروکنترلر ها تبدیل شده است.

13-(Boundary-scan Capabilities According to the JTAG Standard ):
ترجمه : امکان مقایسه برخی از ثبات ها در استاندارد JTAG

14- ( Extensive On-chip Debug Support) :
ترجمه : پشتیبانی چیپ از یک اشکل زدایی گسترده

15-( Programming of Flash, EEPROM, Fuses, and Lock Bits through the JTAG Interface ) :
ترجمه : برنامه ریزی حافظه های FLASH , EEPROM و FUSES و فیوز بیت ها با پروتکل .JTAG

امکان خوبی که این پروتکل ارتباطی دارد این است که انواع حافظه ها و فیوز بیت ها را میتوان با آن برنامه ریزی کرد از این رو پروگرامرهای زیادی با استفاده از این پروتکل کار میکنند.




سطح(4)
نوشته شده در شنبه 15 بهمن 1390
بازدید : 1356
نویسنده : فرزاد قاسم پور

سطح (4): در این سطح به نحوه ساخت و قرار دادن قطعات بر روی فیبر مدار چاپی و پیاده سازی IC روی فیبر مدار چاپی می پردازیم.

باز هم قبل از شروع باید بگوییم وسایل ذکر شده در ذیل را که برای پیاده سازی نقشه بر روی فیبر مدار چاپی مورد استفاده قرار می گیرند را بروید و بخرید تا بتوانید در ادامه همراه ما باشید.

 

تعدادی آدرس فروشنده این قطعات را هم ذکر می کنیم:

 

1) تهران، میدان امام خمینی(ره)، ضلع شمالی، پاساژ فتوت طبقه ی سوم

2) تهران، خیابان لاله زار جنوبی(چندین فروشگاه یا پاساژ عرضه قطعات الکترونیکی در این خیابان می باشد که بیشتر این فروشگاه ها محصولات ویژه ی برق فشار قوی (مثلاً 100000V) که ویژه ی رشته ی برق قدرت است را عرضه می کنند. خودتان دنبال فروشگاه عرضه ی لوازم الکترونیکی در این خیابان بگردید!!)

 

3) تهران، خیابان جمهوری، بین فردوسی و پل حافظ، نرسیده به پل حافظ، ضلع جنوبی خیابان جمهوری (در این آدرس، بورس لوازم الکترونیک موجود می باشد و چندین فروشگاه در آدرس فوق قرار دارند خودتان در این آدرس دنبال فروشگاه مناسب بگردید!)

 

4) بد نیست سری هم به آدرس های اینترنتی زیر که در پیوندهای وبلاگ نیز موجود هستند بزنید:

http://www.NewKitIran.com

http://www.TNM Electronics.com

http://www.Mehrankit.com

http://www.Avajang.com

 

1) فیبر مدارچاپی (PCB=Printed Circuit Board): نوعی فیبر محکم و عایق است و نام دیگر آن باکلیت می باشد که قطعات الکترونیکی بر روی آن قرار می گیرند و دارای لایه ی نازکی از مس در دو طرف خود و یا یک طرف خود می باشد. گاهی مهم ترین و حتی گران ترین قسمت یک مدار، فیبرمدار چاپی می باشد. فیبر مدارچاپی در اندازه های مختلفی ارائه می شود و برای اشخاص آماتور این اندازه زیاد مهم نیست و فقط یک فیبر مدار چاپی نسبتاً بزرگ مثلاً 50cm×30cm تهیه کنید دقت کنید که این فیبرمدار چاپی سوراخ دار نباشد.

 

 

 

 

در مرحله ی اوّل باید نقشه کشی فیبر مدار چاپی در سطح 4 را بلد باشید تا بتوانید با استفاده از آن قطعات را بر روی فیبر مدار چاپی قرار دهید و وقتی که نقشه ی فیبر مدار چاپی را آماده کردید،آن را با خط کش اندازه بگیرید (بر حسب Cm) و سپس در مرحله ی دوم این اندازه را بر روی فیبر مدار چاپی با خط کش و خودکار بکشید و سپس با اره آهن بر، فیبر مدار چاپی را ببرید (به اندازه ی نقشه ی کشیده شده)و بعد از این کار یک کاغذ کاربن تهیّه کنید و آن را بر روی فیبر مدار چاپی بریده شده بچسبانیدو بعد از آن نقشه ی کشیده شده را بر روی این کاغذ کاربن بچسبانیدو بعد با خودکار نقاط تیره رنگ را در برگه ای که نقشه کشی فیبر مدار چاپی را بر روی آن انجام داده اید بکشید تا بر روی فیبر مدار چاپی بیفتد. بعد از اتمام کار نقشه را آرام جدا کنید و سپس کاغذ کاربن را جدا کنیدو بعد از این کار ماژیک ضد اسید را بر دارید و محل هایی از فیبر مدار چاپی را که به رنگ کاغذ کاربن است با ماژیک سیاه کنید و دقت کنید که نقاط دایره ای را که بر روی فیبر مدار چاپی افتاده است، درست با ماژیک بکشید زیرا محل قرار گرفتن پایه های قطعات است و باید آن را کاملاً گرد و واضح بکشید در مرحله ی بعدی شما باید اسید فیبر مدار چاپی را آماده کنید. برای این کار ظرف پلاستیکی که به درد نمی خورد بردارید و در درون این ظرف کمی اسید بریزید و دقت کنید که اسید روی البسه ی شما نریزد که در این صورت دیگر پاک نمی شود! و باید رنگ اسید به رنگ تقریبی چای در آمده باشد که در این صورت اسید آماده استوقتی اسید آماده شد، در این صورت فیبر مدار چاپی نقشه کشی شده را در درون ظرف اسید بیندازید و ظرف اسید را برای مدت تقریبی 15 دقیقه تکان دهید تا مس های اضافی فیبر مدار چاپی در اسید حل شود (در مقدمه گفتیم که این رشته حوصله ی زیادی لازم دارد!) (دقت کنید که به محض اینکه مس های اضافی فیبر مدار چاپی در اسید حل شد، فوراً آن را بیرون بیاورید چون احتمال خورده شدن قسمتهایی که با ماژیک سیاه کرده اید وجود دارد و پس از خارج ساختن فیبر مدار چاپی، آن را زیر شیر آب بشویید و اسید فیبر مدار چاپی را هم دور نریزید! و آن را در بطریهای پلاستیکی مانند بطری نوشابه بریزید و برای استفاده های بعدی نگه دارید و وقتی رنگ این اسید از رنگ تقریبی زرد به سبز متمایل شد به این معنا است که خاصیت اسیدی خود را از دست داده است و دیگر نمی توان از آن استفاده کرد و در این صورت باید آن را دور ریخت و دقت داشته باشید که هنگام دور ریختن اسید آن را بر روی خاک یا زمین نریزید چون گاز سمی تولید می شود و رنگ آن بر روی زمین باقی می ماند بهترین مکان دور ریختن اسید چاه فاضلاب یا جوی آب فاضلاب می باشد).وقتی فیبر مدار چاپی، مس هایش کاملاً در اسید حل شد حال شما باید مقداری استن بردارید و بر روی فیبر مدار چاپی بریزید تا مس های آن ظاهر شده و رنگ سیاه ماژیک ضد اسید از بین برود بعد از این مرحله شما باید فیبر مدار چاپی را سوراخ کنید که از مینی دریل و مته های کوچک مانند مته 1mm استفاده کنید.

 

 

 

خب، حالا مشاهده می کنید که الکترونیک بسیار راحت است و با این حال حوصله ی زیادی طالب است!

در این سطح ابتدا به معرفی ابزار لازم برای پیاده سازی قطعات بر روی فیبر مدار چاپی می پردازیم قبل از شروع باید بگوییم که فراموش نکنید، هرچه کار عملی بیشتری انجام دهید ماهرتر می شوید ممکن است اوّلین مدار ساخته شده ی شما چندان خوشایند نباشد و یا حتی کار نکند!!! بنابراین امید خود را از دست ندهید و تا مراحل بعدی همراه ما باشید. الکترونیک علمی است که نیاز به کار عملی فراوان دارد و با مطالعه چندان نمی توان بر این علم مسلّط شد باید کار عملی انجام دهید تا ماهر شوید... :

حالا در این سطح نقشه ها را به روی فیبر مدار چاپی می بریم!!!!

 

در مرحله ی بعد نوبت قرار دادن قطعات بر روی فیبر مدار چاپی است که باید با توجه به نقشه باید این کار را انجام دهید که به دقت بالایی نیاز دارد زیرا باید دقت کنید که قطعات اشتباه قرار نگیرند (مانند ترانزیستورها و بقیه ی اجزای مدار) شما باید مقاومتها و سایر قطعات را در سوراخ هایی که با مته سوراخ کرده اید، قرار دهید (باز هم هشدار می دهیم که دقت کنید تا قطعاتی مانند خازن های الکترولیتی، دیود ها و... درست در جای خودشان قرار گیرند و در غیر این صورت مدار یا می سوزد ویا کار نمی کند) و با یک سیم چین (و یا به طور موقت یک ناخن گیر) پایه ی بلند قطعات را کوتاه کنید و پایه ی کوتاه شده را به سمت فیبر مدار چاپی خم کنید تا قطعه محکم در جای خودش قرار گیرد (نیازی به خم کردن قطعاتی با پایه ی ضخیم مانند خنک کننده های قابل نصب روی PCB نیست) و بعد از این کار شما مقدار بسیار کمی از روغن لحیم را با یک میله به پایه های خم شده بزنید (هرگز دست به روغن لحیم نزنید) و بعد از این کار هویه را به برق بزنید و منتظر باشید تا گرم شود و برای لحیم کاری شما با یک دست سیم لحیم و با دست دیگر هویه را به پایه قطعه ی مورد نظر بزنید (و برای سهولت در لحیم کاری سیم لحیم را به نوک هویه بزنید و بعد هویه را به تنهایی به نقطه ی مورد نظر بزنید) و دقت کنید که لحیم کاری بیشتر از 3 ثانیه طول نکشد چون ممکن است دمای بالا باعث خراب شدن قطعات شود و مواظب باشید که بیش از حد حباب قلع در اطراف محل مورد نظر تجمع پیدا نکند چون ممکن است باعث اتصال به نقاط دیگر مدار شود. بعد از لحیم کاری بایک دستمال روغن های اطراف محل لحیم کاری را پاک کنید. حال شما دستور العمل بالا را چند بار بخوانید تا ملکه ی ذهنتان شود و بعداً و بدون عجله و با تسلط کامل لحیم کاری کنید.

 

حالا شما می توانید نقشه های موجود در سطح 4 را درست کنید ولی همانطور که گفته شد ممکن است اوّلین مدار ساخته شده ی شما خوب نشود و یا مجبور شوید آن را دور بیندازید! بنابراین نا امید نشوید.

 

کیت (Kit) چیست؟ کیت عبارتست از یک دستگاه الکترونیکی که فیبر مدار چاپی کاملاً آماده، مسیر کشی شده و سوراخ کاری شده ی آن به همراه سایر قطعات این دستگاه بعلاوه ی نقشه ی فیبر مدار چاپی و جزوه ی راهنمای آن در اختیار ما قرار می گیرد و ما فقط باید قطعات را بر روی فیبر مدار چاپی نصب و لحیم کنیم. یکی از بهترین راه های شروع به ساخت مدار استفاده از همین کیت ها است و موفقیّت شما را افزایش می دهد شما نیز می توانید از فروشگاه های معتبر الکترونیکی کیت  خریداری کنید و یا حتی آن را به صورت پستی سفارش دهید. برای این منظور به آدرس های اینترنتی زیر مراجعه کنید:

نیو کیت ایران: http://www.NewKitIran.com

مهران کیت: http://www.Mehrankit.com

13) کمان اره+اره آهن بر: برای بریدن فیبر مدار چاپی به کار می رود.

 

تا به اینجای کار با ابزارهای مهم در ساختن مدار به روش دستی آشنا شدید. حال به شرح اینکه چگونه بعد از نقشه کشی فیبر مدار چاپی، آن را بر روی فیبر ببریم، می پردازیم:

نکته: هرچه توان هویه بیشتر باشد، دمای تولید شده ی آن نیز بیشتر می شود.

 

12) تفنگ حرارتی+چسب حرارتی (Glue Gun): خرید این وسیله چندان اهمیّتی ندارد و همانطور که از نام آن پیداست، تفنگ حرارتی دارای نوعی چسب شیشه ای می باشد که اگر تفنگ حرارتی به اندازه ی کافی داغ شود، این چسب شیشه ای شروع به ذوب شدن می کند و می توان آن را به محل مورد نظر زد(قیمت تفنگ:حدود 4000 تومان و قیمت هر عدد چسب حدود 80 تومان).

این نوع مینی دریل حدود 2500 تومان قیمت دارد!

برای تهیه ی آن می توانید به آدرس اینترنتی http://www.Newkiiran.com مراجعه کنید و در صورت تمایل می توانید از همین آدرس آن را به صورت پستی آن را سفارش دهید.

(این نوع مینی دریل شامل یک موتور 6V و یک سه نظام برای مته های ریز می باشد).

 

9) سیم چین: برای کوتاه کردن پایه های قطعات به کار می رود. می توانید به طور موقت از یک ناخن گیر به جای سیم چین استفاده کنید!

 

10) قطعات: شما هر کدام از نقشه های معرفی شده در سطح 4 را که مورد پسند می دانید، انتخاب کرده و قطعات آن را از فروشگاه های ذکر شده در بالا خریداری کنید. دقت کنید که از هر قطعه دو یا سه عدد اضافه تر خریداری کنید تا در صورت اشتباه شدن در ساخت اوّلین مدار خود، قطعه ی جایگزین را قرار دهید. (قطعات به کار رفته در نقشه های سطح 4 چندان گران قیمت نیستند).

 

11) هویه (Soldering iron): برای لحیم کاری استفاده می شود.

شما باید یک هویه ی 20W را بخرید و سعی کنید توان مصرفی هویه از این بیشتر نباشد. در صورت ناچاری می توانید هویه ی 40W بخرید.(قیمت هویه ی 20W حدود 2000 تومان می باشد).

به نحوه ی استفاده از فیبر مدار چاپی سوراخ دار راه راه بعداً می پردازیم.

 

2) ماژیک ضد اسید (ماژیک مخصوص مدار چاپی): نوعی ماژیک است که معمولاً با آن بر روی CD هم می نویسند. با کاربرد این ماژیک بعداً آشنا می شوید. سعی کنید ماژیکی بخرید که نوک آن نازک باشد. (قیمت: حدود 800 تومان)

 

3) اسید فیبرمدار چاپی (FeCl3 یا پِرکلروردوفر): برای حل کردن مس های اضافی فیبر مدار چاپی استفاده می شود. (قیمت: حدود 1400 تومان به اندازه اش بستگی دارد)

 

4) مقداری استن (Acetone): برای حل کردن و پاک کردن ماژیک ضد اسید به کار می رود. (قیمت: حدود 400 تومان)

 

5) سیم لحیم (Solder): برای لحیم کاری فیبرمدار چاپی استفاده می شود. دقت کنید که سیم لحیمی که می خرید چندان قطور نباشد و تا حدودی نازک باشد (به اندازه ی دو برابر قطر یک سوزن). بهترین نوع سیم لحیم، سیم لحیم سربی/قلع 63%/37% می باشد. سیم لحیمی با این مشخصات حدود 3200 تومان قیمت دارد.

 

6) روغن لحیم (Flux): برای بهتر لحیم شدن قطعات بر روی فیبر مدار چاپی به کار می رود. توجه کنید که روغن لحیم با جعبه ی کوچک خریداری کنید و علامت استاندارد حک شده بر روی آن را حتماً ببینید. بعضی از روغن لحیم ها به شدت خورنده هستند و مس فیبر مدار چاپی را پس از مدتی از بین می برند پس هنگام خرید از فروشنده در این مورد سؤال کنید و مطمئن شوید که روغن لحیم خورنده نیست. روغن لحیمی با این مشخصات حدود 2000 تومان قیمت دارد.

 

برای اطلاع بیشتر در مورد سیم لحیم و روغن لحیم می توانید به کتاب فن لحیم کاری از انتشارات فنی ایران (http://www.Entesharat.com) که حدود 150 صفحه است مراجعه کنید

 

هشدار: از دست زدن به روغن لحیم و سیم لحیم به شدت خودداری کنید چون سیم لحیم خاصیت تحریک کنندگی دارد (مثلاً اثرات زیانباری در دراز مدت بر روی پوست می گذارد).

نکته: سیم لحیم از سرب تشکیل شده است و سرب فلز بسیار سمی برای بدن است و موجب سرطان می شود و این فلز در بدن تجمع پیدا می کند بیشترین درصد سرب از طریق هوا جذب بدن می شود ولی از طریق پوست مقداری از آن جذب بدن می شود. درصد فراوانی سرب در بدن 0% باید باشد. تجمع این فلز در بدن باعث ایجاد سرطان می شود

 

7) مته: برای سوراخ کاری فیبر مدار چاپی استفاده می شود برای این منظور باید مته هایی به اندازه 1mm یا 0.9mm تهیّه کنید. می توانید برای تهیه ی این مته ها به آدرس اینترنتی http://www.Newkiiran.com مراجعه کنید و در صورت تمایل می توانید از همین آدرس آن را به صورت پستی آن را سفارش دهید.(قیمت: هر عدد حدود 150 تومان)

 

8) مینی دریل (mini-Drill): برای چرخاندن مته بکار می رود مینی دریل بسیار کوچک است و به اندازه ی تقریبی یک باتری است.




سطح( 2)
نوشته شده در شنبه 15 بهمن 1390
بازدید : 1308
نویسنده : فرزاد قاسم پور

سطح (2): در این سطح به معرفی اکثر وسایل الکترونیکی می پردازیم.

این وسایل عبارتند از:

1)     بلندگو ها (Speakers)

2)     لامپ ها

3)     باتری ها (مثل باتری های خورشیدی)

4)     مولتی متر(فرکانس متر و خازن سنج)

5)     میکروفن ها

6)     سلف و ترانس (ترانسفورمر و ترانسفورماتور)

7)     منبع تغذیه

8)     موتورهای الکتریکی

9)     رله (Rellay)

10)اسیلسکوپ

11)کریستال

12)وسایل متفرقه (مانند: خنک کننده ها، پُل دیود، بیزر، هد ضبط، فیوز و...)

 

نکته: اتصال کوتاه یعنی وصل کردن دو شیء الکتریکی به هم. (مثلاً وصل کردن دو سر یک مقاومت ویا خازن به هم) و مدار باز یعنی جدا کردن دو شیء الکتریکی از هم. (مثلاً قطع کردن یک سیم به طوری که سیم دو قسمت شود) شکل زیر را ببینید:


 

1) بلندگوها:

انواع صدا:

الف) صدای مونو (Mono): به صدایی که از یک بلندگو پخش می شود و یا چند بلندگو آن را به طور همزمان پخش می کنند که به این نوع پخش صدا مونو می گویند.

 

ب) صدای استریو (Streeo): در این نوع پخش صدا دو بلندگوی چپ (L) و راست (R) برای واقعی تر کردن صدا، هر کدام بخشی از صدا را پخش می کنند و یا با فاصله ی چند هزارم ثانیه صدا را پخش می کنند.

سال 1958 صدای استریو ابداع شد و به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت. در آن زمان صدایی که دو بلندگوی L و R پخش می کردند، هر کدام به طور مجزا روی دو شیار صوتی مغناطیسی ضبط شده بودند و این دو شیار روی صفحه ی مغناطیسی قرار داشت و این صفحات کیفیت پخش خوبی نداشتند؛ تا اینکه پیشرفت صنعت الکترونیک باعث ظهور کاست صوتی در سال 1970 شد که کیفیت بهتری نسبت به صفحات مغناطیسی داشت.

ج) صدای سارند (Surround): این نوع صدا علاوه بر دو بلندگوی L و R یک بلندگو در مرکز نیز دارد که هر کدام از بلندگوها قسمتی از صدا را پخش می کنند.

در اواخر دهه ی 1970 بود که متخصصین شرکتهایی مثل فیلیپس و سونی به فکر دیجیتالی کردن صدا افتادند و در سال 1980 انقلاب بزرگی در صنعت الکترونیک و ابداع دیسک لیزری توسط این دو شرکت بود.

شرکت دالبی (Dolby) که از همان سالها به فکر گسترش صدای دالبی سارند بود که این صدا را در سال 1982 به سینماهای جهان عرضه کرد که مورد استقبال شرکتهای فیلم سازی و تماشاچیان قرار گرفت.

دالبی سارند به صورت سه شیار صوتی آنالوگ که بر روی لبه خارجی فیلمهای 7 میلی متری تعبیه شده بود، ضبط می شد که با پخش فیلم سه تراک خوانده می شد.

توسط شرکتهای فوق صداهای دیگری نیز ابداع شده است که به شرح آنها نمی پردازیم.

 

د) صدای Hi−Fi (High−Fidelity): به صدایی Hi−Fi می گویند که کیفیت پخش آن بسیار عالی است؛ یعنی صدا را با همان کیفیت ورودی پخش می کند.

در کیفیت صدای بلندگوها اوّل مرغوب بودن بلندگوها نقش دارد و سپس قطعات تشکیل دهنده ی مدار صوتی؛

این قطعات باید مرغوب باشند.

طراحی فیبر مدار چاپی و مسیر کشی آن نیز باید دقیق باشد تا مدار صوتی بتواند صدای Hi−Fi تولید کند.

 

سؤال: توان در بلندگوها چیست؟

حداکثر قدرت پخش صدای بلندگو را نشان می دهد به عبارتی هرچه توان بلندگو بیشتر باشد، صدای پخش شده ی آن بلندگو بلند تر است و اندازه ی بلندگو بزرگتر می شود. در واقع به حداکثر ولتاژ اعمال شده به دو سر بلندگو با توجّه به جریان مصرفی بلندگو توان می گویند که هرچه این توان بیشتر باشد، می توانیم ولتاژ بیشتری را به بلندگو اعمال کنیم به طوری که در بلندگو های بزرگ این ولتاژ به V110 و بیشتر میرسد.

 

سؤال: امپدانس بلندگو چیست؟

بدانید که امپدانس بلندگو نوعی از مقاومت بلندگو است که مقدار متداول آن برای بلندگوها Ω4، Ω8، Ω16 و Ω32 می باشد.

همانطور که می دانید بلندگو از آهنربای دائمی ثابتی تشکیل شده است که یک سیم پیچ متحرک در مجاورت این آهنربای ثابت قرار دارد. هنگامی که جریان برق از این سیم پیچ عبور می کند (این جریان باید متناوب باشد)، سیم پیچ موقتاً به آهنربا تبدیل می شود و آهنربای دائمی سیم پیچ را به طور پیوسته جذب و دفع می کند و در نتیجه این سیم پیچ که به صفحه ی پلاستیکی یا کاغذی نازکی متصل است، ارتعاش کرده و صدا تولید می کند. این سیم پیچ دارای مقاومتی است که مقدار آن در فرکانس های مختلف فرق می کند که به این مقاومت امپدانس می گویند. امپدانس مقاومت معمولی همان مقدار مقاومت بر حسب اهم است ولی برای خازن و سلف این مقدار با فرکانس تغییر می کند که در آینده با آن آشنا خواهید شد.

بلندگو را در مدار با نماد  نشال می دهند.

 

بهم بستن بلندگوها: بلندگوها را می توان با دو حالت سری (پشت سرهم) و موازی به هم بست.

 

الف) حالت سری: اگر مثلاً دو بلندگوی 4  اهمی 30 وات را به هم به طور سری ببندیم، امپدانس و توان آن دو بلندگو با هم جمع می شود.

تصویر 1 در زیر را ببینید:


ب) حالت موازی: اگر مثلاً دو بلندگوی 8  اهمی 30 وات را به طور موازی به هم ببندیم، توان دو بلندگو با هم جمع می شود ولی امپدانس بلندگوها نصف می شود. تصویر 2 در زیر را ببینید:


سؤال: نوییز چیست؟

به صداهایی که در اثر ضعف عایق کاری وارد بلندگو شده و صداهای ناخواسته ای را توسط بلندگو تولید می کند.

 

سؤال: اعوجاج (دیستورسیون) چیست؟

اعوجاج یعنی انحراف سیگنالهای صوتی تقویت شده از سیگنالهای اصلی که نشانه ی مرغوب بودن یا مرغوب نبودن مدار صوتی است.

 

سؤال: سیم شیلد چه کابردی دارد؟

در سیستم های صوتی برای کمتر وارد شدن نوییز به مدار و افزایش کیفیت سیم ها، سیم های ورودی و خروجی مدار صوتی را از نوع سیم شیلد انتخاب میکنند. این نوع سیم شبیه سیم آنتن تلویزیون یا کابل کواکسیال بوده که از دو قسمت تشکیل شده است: 1) مغزی، 2)قسمت زره مانند که مغزی این سیم که دارای روکش پلاستیکی است به قطب مثبت و یا سیگنال مورد نظر وصل شده و قسمت زره مانند به شاسی (یعنی بدنه فلزی) مدار صوتی و یا سر منفی مدار صوتی و یا زمین وصل می شود.

 

سؤال: ولوم (Volume) چیست؟

ولوم همان پتانسیومتر (مقاومت متغیر) است که با چرخاندن آن (و در نتیجه افزایش یا کاهش مقاومت آن) صدای بلندگوها را کم یا زیاد می کند.

 

سؤال: ولوم دوبل (Double Volume) چیست؟

بعضی از کارخانه های سازنده ولوم، دو ولوم را در یک ولوم ادغام کرده اند که محور مشترکی دارند و با چرخاندن آن محور، مقدار دو ولوم با هم کم یا یاد می شود.

کاربرد این ولوم در تقویت کننده های استریو است و با آن می توان صدای دو کانال چپ و راست را با هم کم یا زیاد کرد.

 

سؤال: تقویت کننده ی صدا(Amplifier) چیست؟

تقویت کننده صدا، سیگنال های صوتی بسار ضعیف را هزاران برابر تقویت می کند به طوری که یک بلندگو بتواند آنها را پخش کند. به طور مثال یک میکروفن صداهای پیرامون خود را به سیگنالهای ضعیف صوتی تبدیل می کند، بنابراین اگر یک میکروفن را به تنهایی و بدون مدار صوتی به یک بلندگو وصل کنیم، مشاهده می کنیم که بلندگو هیچ صدایی را پخش نمی کند چون سیگنال آن تقویت نشده است.

 

یک تقویت کننده صدا از دو بخش ساخته شده است:

1)پیش تقویت کننده (Pre-Amplifier): این قسمت از تقویت کننده، سیگنالهای ضعیف را دها برابر تقویت می کند و آن را برای تقویت بیشتر به قسمت دوم تقویت کننده می دهد.

 

نکته: اگر پیش تقویت کننده را به یک بلندگو ببندیم، بلندگو سیگنال های نسبتاً قوی شده را یااصلاً پخش نمی کند و یا با صدای ضعیف آن را پخش می کند.

 

2) تقویت کننده قدرت: این بخش از تقویت کننده، سیگنال های نسبتاً قوی را از پیش تقویت کننده دریافت و آن را هزاران برابر تقویت می کند به طوری که بلندگو به راحتی آنها را پخش میکند.

این قسمت از تقویت کننده می تواند به صورت تمام ترانزیستوری، تمام آی سی و یا ترازیستوری-آی سی باشد.

 

سؤال: تقویت کننده استریو چیست؟

تقویت کننده استریو شامل دو دستگاه تقویت کننده می باشد (یعنی دو دستگاه تقویت کننده مونو) که هر کدام از این دستگاه ها کار تقویت دو بلندگوی چپ و راست را انجام می دهند.

 

سؤال: میکسر صوتی چیست؟

نوعی پیش تقویت کننده است که می تواند سیگنال های خروجی از چند وسیله ی صوتی (مثل میکروفن، هد ضبط صوت، رادیو و...) را دریافت کند و همه ی آن سیگنال ها را به صورت مخلوط به تقویت کننده قدرت و در نتیجه بلندگوها تحویل دهد.

 

نکته: شدت بلندی هر کدام از سیگنال های دریافت شده توسط میکسر صوتی قابل تنظیم می باشد.

 

سؤال: پتانسیومتر پری ست (Preset) چیست؟

نوعی پتانسیومتر است که صدای تقویت کننده را مستقل از پیش تقویت کننده کم یا زیاد می کند. پری ست یعنی پیش تنظیم.

 

نکته: در داخل جعبه وسایل صوتی برای جلوگیری از ایجاد نوییز باید حتی الامکان ترانسفورمر منبع تغذیه را دور از فیبر مدار چاپی پیش تقویت کننده و تقویت کننده قدرت نصب کنید تا نوییز کمتری به مدار وارد شود.

 

انواع بلندگوها:

الف) بلندگوی ووفر (Woofer):

دهانه ی این بلندگو معمولاً پهن است و برای پخش فرکانس های پایین (KHz150 تا KHz250 مناسب می باشد که به طول موج متناظر با این فرکانس، امواج بلند می گویند. شکل زیر را ببینید. به فرکانس های پایین، باس (Bass) می گویند. هرچه توان این بلندگو بیشتر شود،  اندازه ی دهانه ی آن نیز پهن تر و بزرگتر می شود (مثلاً در ضبط صوت معمولاً بلندگویی که خیلی بزرگ است، بلندگوی ووفر است.


ب) بلندگوی مید رنج (Mid-Range):

این نوع بلندگو برای پخش فرکانس های متوسط (از KHz250 تا KHz1600 که طول موج متناظر با این فرکانس، امواج متوسط می گویند) ایده آل می باشند. بیشتر بلندگوهای موجود در بازار از این نوع می باشند. شکل زیر را بینید:

 

 

پ) بلندگوی توویتر (Tweeter):

این نوع بلندگو دهانه ی کوچک و کاغذ غیر قابل انعطاف دارد و برای پخش فرکانس های بالا (از KHz 1600تا MHz26/1 که به طول موج این فرکانس امواج بلند می گویند) مناسب می باشد و به فرکانس های بالا تریبل (Teribble) می گویند. هرچه توان این بلندگو بیشتر شود، اندازه اش چندان بزرگ نمی شود. معمولاً بلندگوی کوچک در ضبط صوت توویتر است. در زیر یک بلندگوی توویتر در کنار نمونه ی باز شده ی آن را مشاهده می کنید.

 

چگونه یک بلندگوی Hi-Fi درست کنیم؟اگر مانند شکل زیر یک بلندگوی توویتر را از طریق یک یا دو خازن الکترولیتی به یک بلندگوی ووفر وصل کنیم، یک بلندگوی مرکب Hi-Fi خواهیم داشت که صداهای باس و تریبل را با کیفیت عالی پخش می کند. با دو خازن µF10 می توان فیلتر مناسبی برای فرکانس های زیر بدست آورد. شکل 17 راببینید.

 

2)لامپ ها:

در دنیای الکترونیک، لامپ ها انواع بسیار گوناگونی دارند و در شکل ها، اندازه ها و ولتاژ های گوناگونی ساخته می شوند. متداول ترین نوع لامپ ها لامپ معمولی است که از یک فنر که به پایه های نگه دارنده اش وصل است و در درون حباب شیشه ای قرار دارد تشکیل شده است و در داخل این حباب معمولاً گاز هلیوم وجود دارد.

متداول ترین لامپ معمولی لامپ 220 ولتی 100 وات می باشد.

انواع لامپ ها: لامپ حبابی (معمولی)، لامپ نئون، لامپ زنون، لامپ آرگون، لامپ هالوژنی، لامپ های UV (=Ultra Violet)، لامپ اشعه ی کاتدی، لامپ اشعه X و LED از انواع لامپ ها هستند.

 

الف)لامپ حبابی (معمولی):

همانطور که گفته شد این لامپ از یک فنر که به آن رشته می گویند و به پایه های نگه دارنده اش وصل است و در درون حباب شیشه ای قرار دارد تشکیل شده است و جنس این فنر از تنگستن است.

علت فنری بودن رشته کاهش طول آن می باشد (اگر این فنر به صورت سیمی شکل بود، طول آن زیاد می شد و در نتیجه اندازه ی لامپ بزرگ می شد و لامپ نمی توانست نور زیادی تولید کند) و علت اینکه این لامپ از جنس تنگستن است نقطه ذوب بالای تنگستن و مقاومت زیاد آن می باشد (˚C3380 تنگستن بالاترین نقطه ی ذوب را در میان فلزات دارد) چون وقتی لامپ روشن است دمای رشته فنر آن به حدود C25000 می رسد و بیشتر فلزات در این دما ذوب می شوند و یا اینکه مقاومت کافی ندارند تا به این دما برسند و علت اینکه داخل شیشه لامپ گاز هلیوم می باشد این است که تنگستن در دمای C25000 به راحتی با اکسیژن هوا واکنش داده و تبدیل به اکسید تننگستن که پودری خاکستری رنگ است، می شود و برای جلوگیری از این واکنش آن را در درون محفظه ی نسبتاً خلاء مانند قرار می دهند و گاز هلیوم می تواند گرمای فنر لامپ را به بیرون شیشه لامپ منتقل کند.

لامپ حبابی در ولتاژهای گوناگونی عرضه می شود. متداول ترین این ولتاژها عبارتند از:

V5/1، V3، V6، V12 و V220 و طول فنر لامپ در هریک از این ولتاژ ها متفاوت است (کم یا زیاد است).

لامپ معمولی را در نقشه های شماتیک با نماد  یا  نشان می دهند و با حرف L یا Lamp آن را مشخص می کنند.

 

ب)لامپ های گازی دیگر:

لامپ نئون: این نوع لامپ را می توانید در فازمتر ها و در داخل بعضی از کلید های برق مشاهده کنید. همچنین در بعضی از مغازه ها نوعی نوار نورانی قرمز قرار دارد که نوعی لامپ نئون است!

این لامپ در محفظه ای شیشه ای قرار دارد و در این محفظه دو الکترود و گاز نئون وجود دارد.

اگر ولتاژ دو سر این الکترود ها به حدود 100V برسد، گاز نئون از خودش نور تولید می کند و لامپ نئون روشن خواهد شد.

هرچه این ولتاژ بیشتر باشد، نور تولید شده ی این لامپ بیشتر می شود و اگر جریانی که از داخل گاز نئون در داخل شیشه عبور می کند، با افزایش ولتاژ زیاد شود، در این صورت لامپ به شدت داغ می شود و می سوزد به همین دلیل برای محدود کردن عبور این جریان از داخل لامپ، لامپ را با یک مقاومت سری می کنند (که این مقاومت را در فازمتر ها می بینید) که مقدار این مقاومت را می توان از رابطه ی زیر بدست آورد:

 (جریان عبوری از لامپ)÷ [(ولتاژ مورد نظر)- 100V]= مقدار مقاومت

 

مقدار این مقاومت در فازمتر ها از 150KΩ به بالا است و شما می توانید برای ایمنی مقاومت 10MΩ (که رنگ های حلقه های آن به ترتیب برابر قهوه ای، سیاه، آبی می باشد) را با لامپ نئون موجود در فازمتر ها سری کنید و از آن به عنوان فازمتر استفاده کنید. شکل زیر یک لامپ نئون که به یک مقاومت 10MΩ وصل است ،نشان می دهد:

 

هرچه این لامپ نئون بزرگتر باشد باید مقاومتی که با آن سری است، مقاومتی با توان بیشتر انتخاب کرد (چون در لامپ های گازی بزرگ مانند لامپ نئونی که به صورت نوار قرمز در ورودی در بعضی از مغازه ها می بینید، جریان بیشتری از داخل لامپ عبور می کند و در نتیجه مقاومت داغ می شود).

 

نکته: لامپ مهتابی منزل شما نیز نوعی لامپ گازی می باشد که اگر ولتاژ دو سر این لامپ به حدود چند صد ولت برسد، روشن خواهد شد و برای محدود کردن جریان عبوری از لامپ مهتابی آن را با یک مقاومت سری می کنند که این مقاومت همان ترانس مهتابی می باشد.

 

سؤال: ترانس مهتابی چیست و چه کاربردی دارد؟

ترانس مهتابی نوعی سیم پیچ است که اوّلاً جریان عبوری از ترانس را کاهش می دهد و ثانیاً هنگام خاموش و روشن شدن استارت، ولتاژ بالایی تولید می کند که این ولتاژ باعث می شود بخار جیوه در داخل مهتابی به گاز تبدیل شده و مهتابی روشن شود.

 

سؤال: چگونه مهتابی را ببندیم؟

به شکل زیر نگاه کنید:


 

سؤال: فیلامان چیست؟

اگر به دو طرف یک لامپ مهتابی نگاه کنید، در داخل لامپ دو رشته فنر در این دو طرف قرار دارد که به آن فیلامان می گویند.

 

نکته: یکی از علل سری کردن مقاومت با لامپ گازی این است که در اثر عبور جریان زیاد از فیلامان ها، باعث سوختن فیلامان می شود و در لامپ های گازی بدون فیلامان (مانند لامپ نئون موجود در فازمتر) علت سری کردن این مقاومت در درجه ی اوّل کاهش مصرف می باشد چون وقتی جریانی که از لامپ می گذرد تا چند میلی آمپر زیاد شود، نور لامپ زیادتر می شود و اگر این جریان را افزایش دهیم دیگر تغییر محسوسی در نور لامپ مشاهده نمی شود و جریان اضافی به صورت گرما هدر می رود و دلیل دوم سری کردن مقاومت با لامپ های فیلامانی این است که در صورت عبور جریان بالا از لامپ، آنچنان گرمایی تولید می شود که می تواند شیشه ی لامپ را ذوب کند و در نتیجه لامپ بسوزد.

 

از سیم نول برق 220V نترسید:

کاربرد فازمتر این است که سیم فاز برق را نشان می دهد ولی چون سیم نول برق هیچ ولتاژی ندارد کاملاً بی خطر است و شما می توانید سیم نول برق را با اطمینان کامل و بدون برق گرفتگی در دست بگیرید. (مجموع مدت زمانی که سیم نول برق در دست نویسنده ی این وبلاگ بوده، چند ساعت است!!!)

 

نکته: شما می توانید لامپ نئونی را که در آخرین شکل بالا آمده است و همراه مقاومت 10MΩ است را به عنوان فازمتر استفاده کنید (این لامپ در داخل بعضی از کلید های برق و فازمتر ها قرار دارد) و با اطمینان و بدون برق گرفتگی یک سر آن را بگیرید و سر دیگر آن را به سیم فاز بزنید تا لامپ روشن شود.

 

نکته: علت روشن شدن لامپ فازمتر این است که وقتی فازمتر را به سیم فاز می زنید، ولتاژ یک طرف لامپ نئون (که 220V است) از طرف دیگری که در دست شما است (یعنی حدوداً 0V) بیشتر است و این اختلاف ولتاژ باعث روشن شدن لامپ می شود.

 

سؤال: اتصال به زمین چیست؟

نوعی از اتصال به زمین وصل کردن مستقیم سیم برق به زمین است که به آن زمین واقعی می گویند و این وصل به زمین کردن به این صورت است که یک میله ای نسبتاً ضخیم را در عمق 3 تا 4 متری خاک دفن می کنند به این صورت که یک طرف این میله در خاک و طرف دیگر آن به سیم برق مورد نظری که می خواهیم آن را زمین کنیم وصل است و هرچه عمق این سیم در زمین بیشتر باشد، اتصال به زمین بهتر می شود (علت اینکه هرچه عمق خاک بیشتر باشد، اتصال به زمین بهتر می شود، کاهش مقاومت خاک می باشد به طوری که اتصال به زمین ایده آل دارای مقاومت 0Ω می باشد. این خاک ترکیبی از آهک و... می باشد که رطوبت آن نیز نقش مهمی در مقاومت زمین دارد).

 

نکته: مقاومت خاک را دمای خاک، ترکیبات خاک، رطوبت و میزان املاح و مواد معدنی تععین می کنند. زمین واقعی از میله ی آهنی تشکیل شده است که در درون بتن قرار دارد. این بتن در عمق زمین قرار دارد به طوری که انتهای بتن خاک رس قرار دارد و قسمت میانی آن (دو سوم میانی) سنگ و شن ریزه قرار دارد و قسمت بالایی آن را خاک معمولی می پوشاند. مقاومت این زمین از Ω1/0 تا Ω2 تغییر می کند.

 

نکته: چهار دلیل عمده برای زمین کردن وجود دارد:

1)     زمین کردن قسمت هایی از مدار که از آنها جریان عبور نمی کند.

2)     برای از بین بردن اضافه ی ولتاژ در ترانس (در ادامه ی همین سطح با ترانس آشنا خواهید شد).

3)  برای انتقال بارهای الکتریکی ساکن (مثلاً آی سی های CMOS به الکتریسیته ساکن حساس هستند و با الکتریسیته ی ساکن آسیب می بینند به همین دلیل هنگام دست زدن به این آی سی ها باید مچ بند اتصال به زمین به دستتان بزنید تا بارهای ساکن دستتان به زمین منتقل شود)

4)  برای دفع صاعقه (برق گیر ها برای این کار استفاده می شوند) و یا ولتاژ های ضربه (به ولتاژ هایی ضربه می گویین که مقدارشان آناً زیاد شود و مجدداً به مقدار اولیّه برسد مثل نوسانات برق شهر).

 

نکته: یک فازمتر را به سیم فاز بزنید در حالی که ایستاده اید و زیر پایتان یک عایق مانند کفش یا روزنامه قرار دارد و به نور لامپ فازمتر دقت کنید و حالا به طور مستقیم پای خود را به زمین بگذارید. در این صورت مشاهده می کنید که نور لامپ نسبت به حالت اوّل بیشتر می شود چرا؟ چون مقاومت بدن شما کمتر می شود و در نتیجه اتصال به زمین بهتر می شود و اگر لامپ نئون را از یک طرف به سیم فاز و از طرف دیگر به سیم نول وصل کنید، بازهم مشاهده می کنید که نور لامپ بیشتر از دو حالت قبل می شود چون باز هم مقاومت سیم نول که همان زمین است کمتر می شود.

 

نکته: اگر در حالتی که فازمتر را به سیم فاز زده اید و پایتان بر روی زمین است یکی از پاهای خود را بلند کنید نور لامپ کمتر می شود چون مقاومت بدن شما بیشتر می شود.

 

نکته: آزمایش هایی که در دو نکته ی بالا گفته شد را در اتاقی نسبتاً تاریک انجام دهید تا نور لامپ به راحتی قابل مشاهده باشد.

 

نکته: علت برق گرفتگی به دو دلیل است: دلیل اوّل این است که ولتاژ بالا است و همانطور که در مقدمه گفته شد ولتاژ یعنی نیرویی که جریان را از درون مقاومت عبور می دهد و این ولتاژ بالا به راحتی جریان لازم برای برق گرفتگی (که همان 10mA گفته شده در مقدمه است) را از بدن عبور می دهد به طوری که این جریان برای شخص آنقدر زیاد است که شخص نمی تواند سیم برق را رها کند و در بدترین حالت دچار ایست قلبی شده و اگر تا چند دقیقه به آن شخص کمک نرسد، باعث مرگ خواهد شد پس هنگام کار با ولتاژ های بالا کمال دقت را داشته باشید و از فازمتر برای مشخص کردن ولتاژ های بالاتر از 100V استفاده کنید.

دلیل دوم برق گرفتگی کاهش مقاومت پوست شخص می باشد به طوری که هر ولتاژی می تواند جریان 10mA (که همان جریان لازم برای برق گرفتگی است) را از بدن عبور دهد. مثلاً اگر شما سیم برقی که دارای ولتاژ 12V می باشد را در دست بگیرید هیچ احساس برق گرفتگی نمی کنید (چون جریانی که در این حالت از بدن عبور می کند در حد چند میکرو آمپر است) ولی اگر دست خود را در درون آب نمک بزنید و همان سیم 12V را بگیرید کمی احساس برق گرفتگی می کنید چون مقاومت پوست شدیداً کاهش می یابد.

 

نکته: از پایه های فلزی (ستون) نگه دارنده یک ساختمان که در پی ساختمان فرو رفته است می توان به عنوان اتصال به زمین استفاده کرد.

 

نکته: اتصال به زمین واقعی مخصوص ولتاژهای بالا است ولی اتصال به زمین مجازی برای ولتاژهای پایین است.

 

اتصال به زمین مجازی چیست؟ وصل کردن یک سیم برق به مکانهایی که اوّلاً رسانا باشند و ثانیاً به هیچ ولتاژی وصل نشده باشند، اتصال به زمین خوانده می شود (این مکانها مانند بدنه ی وسایل برقی مانند بدنه ی فلزی یک کامپیوتر [یا بدنه اتومبیل] و... است) که در مدار های الکترونیکی با این اتصال به زمین زیاد برخورد می کنیم.

 

سؤال: چرا از اتصال به زمین در مدارهای الکترونیکی استفاده می کنیم؟ برای جلوگیری از تجمع بارهای الکتریکی نا خواسته در مدار و برای افزایش عمر یک مدار از اتصال به زمین مجازی استفاده می کنیم.

 

سؤال: از چه قسمتی از مدارهای الکتریکی به عنوان اتصال به زمین استفاده کنیم؟ از قسمتی که دارای پتانسیل کمتر است. مثلاً قطب منفی یک باتری که به یک مدار وصل است دارای پتانسیل کمتری از قطب مثبت آن باتری است که باید قطب منفی را به عنوان اتصال به زمین مجازی استفاده کرد و آن را به بدنه یا شاسی یا هر قسمت فلزی دیگر بدون ولتاژ وصل کرد.

 

نکته: شما در بسیاری از کتب مشاهده می کنید که سر منفی منبع تغذیه را با علامت صفر ولت مشخص می کنند مثلاٌ باتری قلمی V5/1 را در نظر می گیریم، سر منفی آن را با صفر نشان می دهیم و سر مثبت آن را با V5/1 نشان می دهیم و این بدان معناست که سر مثبت نسبت به سر منفی v5/1 اختلاف دارد.

 

خب بعد از کمی منحرف شدن از موضوع لامپ ها مجدداً به شرح لامپ نئون می پردازیم:

لامپ نئون را در نقشه های شماتیک با  نمایش می دهند.

 

نکته: همه ی گازها از جمله گاز نئون و بخار جیوه (که در لامپ مهتابی وجود دارد) و حتی بخار فلزاتی مانند آهن، مس و... اگر در محفظه ی شیشه ای قرار بگیرند که در دو طرف آن محفظه دو فیلامان وجود داشته باشد، به شرطی که ولتاژ دو سر فیلامانها کافی باشد، شروع به گسیل نور می کنند و هر بخار عنصر نور مخصوص به خود را دارد مثلاً بخار جیوه رنگ بنفش دارد و یا بخار مس رنگ سبز و بخار آهن رنگ قرمز دارد.

 

سؤال: چرا در لامپ مهتابی از بخار جیوه استفاده می شود؟ چون در داخل شیشه ی مهتای ماده ی شیری رنگی وجود دارد که از بورات کادمیوم، سیلیکات روی و  تنگستات کلسیم تشکیل شده است و اگر نور ماورای بنفش به صورت تکفام به آن بتابد (همانطور که نور رنگی شامل هفت رنگ قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش است، نور ماورای بنفش نیز به سه نوع A،B و C تقسیم می شود و منظور از تابش نور ماورای بنفش تکفام این است که فقط یکی از این سه نوع نور ماورای بنفش به این ترکیب بتابد)، این ماده از خود نور سفید تولید می کند و بخار جیوه مقداری نور آبی+ مقدار زیادی نور ماورای بنفش تکفام از خود تولید می کند که با ساختار این ماده ی سیری رنگ منطبق است و در ضمن ولتاژی که لامپ بخار جیوه برای روشن شدن لازم دارد نسبتاً پایین است و همچنین بخار فلزاتی مثل آهن در اکسیژن خالص به صورت خود به خود با حالت انفجاری واکنش می دهد و اگر در درون لامپ مهتابی بخار آهن باشد، در صورت شکسته شدن شیشه ی مهتابی، بخار آهن منفجر می شود.بخار اکثر عناصر نور رنگی تولید می کند که خوشایند نیست و در ضمن ولتاژ استارت بعضی از گازها مثل گاز زنون بسیار بالا است (در حدود 10000V).

 

نکته: بخار جیوه سمی است پس هرگز شیشه ی مهتابی را در محیط بسته نشکنید.

 

سؤال: نقش استارت مهتابی چیست؟ استارت مهتابی برای مدت کوتاهی مانند یک کلید دو سر فیلامانها را اتصال کوتاه می کند و ناگهان قطع می شود و این عمل موجب می شود که ولتاژ زیادی در حد چند صد ولت ایجاد شود که این ولتاژ اوّلیه می تواند جریان را از داخل مهتابی عبور دهد و بخار جیوه را تحریک می کند و وقتی که مهتابی روشن شد این کلید (استارت) قطع می شود و مهتابی در این حالت با ولتاژ کمتری (همان 220V) روشن می ماند (وقتی استارت مهتابی روشن و خاموش می شود، باعث می شود ولتاژ ترانس مهتابی ناگهان زیاد شده و در اثر این افزایش ولتاژ بخار جیوه داخل مهتابی به کاز تبدیل می شود و در نتیجه مهتابی روشن می شود).

 

نکته: لامپ های فراوان دیگری وجود دارند که کاربرد کمتری دارند. از جله ی این لامپ ها لامپ هالوژنی، لامپ زنون، لامپ آرگون، لامپ های UV (فرا بنفش)، لامپ اشعه ی کاتدی (که در لامپ تصویر تلویزیون استفاده می شود) و لامپ اشعه ی X هستند.

 

نکته: لامپ کم مصرف نوعی لامپ مهتابی می باشد.

 

لامپ زنون و لامپ آرگون: نوعی از لامپ ها هستند که در محفظه ی فیلامانی قرار دارند و ولتاژ استارت این دو لامپ بسیار بالا و در حد چند هزار ولت است. یکی از کاربرد های این دو لامپ در لامپ دوربین عکاسی است.

 

سؤال: استربوسکوپ چیست؟ وسیله ای است که بتواند در یک ثانیه نوری قوی خیره کننده تولید کند (مانند فلاش دوربین عکاسی) که یکی از کاربرد های لامپ زنون و آرگون در استربوسکوپ ها است که در بعضی از مغازه ها مشاهده می کنید.

 

سؤال: فلاشر چیست؟ وسیله ای که اگر چند عدد لامپ فنری به آن وصل کنیم، این لامپ ها شروع به چشمک زدن می کنند که در چراغانی ها لامپ های چشمک زن به یک دستگاه فلاشر وصل است. فلاشر دارای چند خروجی است.

 

سؤال: رفلکتور چیست؟ وسیله ای است که نور لامپ را منعکس می کند مانند محفظه ای که لامپ چراغ قوه یا لامپ اتومبیل در آن قرار دارد.

 

سؤال: دیمر چیست؟ وسیله ای که به ولتاژ برق شهر وصل می شود و می توان با پتانسیومتری ولتاژ برق شهر را از 0V تا 220V تنظیم کرد.

 

سؤال: آیا یک لامپ 100W نور بیشتری تولید میکن یا ده لامپ 10W؟ ده لامپ 10W نور بیشتری تولید می کند چون لامپ 100W گرمای بیشتری تولید می کند ولی ده لامپ 10W نور بیشتر و گرمای کمتر تولید می کند.

 

سؤال: ارگ نوری چیست؟ به رقص نور ارگ نوری می گویند.

 

سؤال: VU متر چیست؟ وسیله ای است که شدت بلندی صدا را با ردیفی از LED نشان می دهد.

 

نکته: علت ایجاد نور در لامپ فنری دمای بالای لامپ است درست در حالتی که یک تکه آهن را بر روی آتش بگذارید، از خودش نور قرمز تولید می کند.

 

نکته: دوباره مبحث لامپ ها را بخوانید (برای باز آموزی). به شرح بقیه ی لامپ ها نمی پردازیم.


 

3) باتری ها:

باتری ها انواع گوناگونی دارند. باتری خشک، باتری نیکل کادمیوم (Ni-Cd)، باتری نیکل متال هایدرید (Ni-MH)، باتری لیتیوم (Li)، باتری اسیدی، سلول های الکترو شیمیایی و باتری خورشیدی از انواع باتری ها هستند. کاربرد باتری ها برای فعّال کردن مدار است (یعنی روشن کردن و به کار افتادن مدار)؛ به طوری که تمام مدارهایی که با باتری کار می کنند، بدون باتری باید دور انداخته شوند (مثل ساعت، تلفن همراه و...).

 

نکته: منظور از شارژ باتری، پر شدن باتری و منظور از دشارژ باتری، خالی شدن باتری می باشد.

 

الف) باتری های خشک:

این نوع باتری ها قابل شارژ نیستند. یکی از پر کاربردترین نوع باتری ها هستند و انواع گوناگونی دارند. باتری های لکلانشه و بعضی از باتری های قلیایی از انواع باتری خشک محسوب می شوند. باتری قلمی معروف ترین نوع این باتری ها است که در اکثر وسایل الکترونیکی از قبیل ساعت دیواری، کنترل تلویزیون و... بکار می رود. باتری های خشک معمولاً برای مدارهایی که جریان کمی مصرف می کنند و ایده آل هستند.

 

قطب مثبت در باتری های خشک لکلانشه یک میله ی گرافیتی در مرکز باتری است و قطب منفی آن، لایه ی نازکی از فلز روی در اطراف باتری است که معمولاً زیر پوششی از پلاستیک و یک لایه ی حلبی قرار دارد و تا هنگامی که قطب منفی باتری (که همان فلز روی است)، خورده نشود، از باتری می توان جریان کشید و وقتی که قطب منفی باتری کاملاً از بین رفت، باتری کار نمی کند.

 

نکته:با تعویض فلز روی در اطراف باتری، می توان باتری را دوباره استفاده کرد ولی معمولاً کسی این کار را انجام نمی دهد.

 

اگر جریان زیادی از باتری خشک کشیده شود، به سرعت دشارژ می شود و ولتاژ باتری شروع به کم شدن می کند در این صورت عمر مفید باتری کاهش می یابد.

 

نکته: علت این کاهش ولتاژ این است که در درون باتری و در اطراف کاتد (قطب مثبت) و آند (قطب منفی) گازهایی مانند هیدروژن (H2) و آمونیاک (NH3) تولید می شود که لایه ای عایق در داخل باتری ایجاد می کنند و مانع از عبور جریان می شوند.

 

نکته: یکی از معایب باتری های لکلانشه، تولید گازهایی در داخل باتری و وقوع واکنش های نا خواسته است.

 

در باتری های قلیایی هیچ واکنش نا خواسته ای در داخل باتری رخ نمی دهد به همین دلیل می توان از این باتری ها برای مدت بیشتری استفاده کرد.

قطب مثبت در این باتری ها مخلوطی از گرافیت (C) و اکسید منگنز (MnO2) است که در اطراف باتری و زیر پوششی یک لایه ی پلاستیکی و یک لایه ی حلبی قرار دارد و قطب منفی این نوع باتری یک میله ی برنجی در وسط باتری است که با خورده شدن آن باتری از کار می افتد.

 

نکته: در همه ی باتری ها، تا هنگامی که قطب منفی باتری خورده نشود، باتری کار می کند.

 

ب) باتری Ni-Cd (نیکل کادمیوم):

نوعی از باتری های قابل شارژ هستند که قیمت بالاتری نسبت به باتری های خشک دارند. این نوع باتری ها در شکل ها، اندازه ها و ولتاژ های گوناگونی ساخته می شوند. این نوع باتری ها در وسایلی کاربرد دارند که دائماً استفاده می شوند زیرا این باتری ها باید حداقل هفته ای یک بار شارژ کامل و دشارژ کامل شوند زیرا در غیر این صورت روزانه 1% از توان آنها کم می شود و در صورتی که این باتری ها برای چند روز در حالت شارژ بمانند، آسیب می بینند. نوع قلمی این باتری ولتاژ 1/25V تولید می کند.

جریان دهی باتری های نیکل کادمیوم را با میلی آمپر ساعت (mAh) مشخص می کنند و جریان دهی بیشتر باتری های نیکل کادمیوم بین 500mAh تا 1000mAh می باشد. آمپر ساعت به این معنا است که یک باتری در یک ساعت چقدر جریان می تواند به مدار بدهد؛ مثلاً اگر جریان دهی یک باتری 500mAh باشد، به این معناست که آن باتری می تواند در یک ساعت 500mA جریان به مدار بدهد و اگر در یک ساعت از این مقدار جریان بیشتری از باتری کشیده شود، در این صورت ولتاژ باتری رو به کاهش می گذارد و در یک ثانیه می توان جریان 500mAh÷60min=8/34mA از این باتری کشید که جریان بسیار کمی است ولی بعضی از باتری های نیکل کادمیوم بزرگ می توانند تا 14/4Ah جریان تولید کنند (در هر ثانیه 240mA).

 

پ) باتری نیکل متال هایدرید (Ni-MH):

این نوع باتری جریان دهی بیشتری نسبت به باتری نیکل کادمیوم دارد. مثلاً نوع قلمی باتری نیکل کادمیوم تا حدود 1200mAh جریان تولید می کند ولی نوع قلمی باتری Ni-MH تا حدود 4800mAh جریان تولید می کند!

 

هشدار خیلی مهم: کادمیوم یک فلز بسیار سمّی است.

 

هشدار: هرگز باتری های Ni-Cd و Ni-MH را اتصال کوتاه نکنید چون ممکن است آسیب ببینند (چون هنگام اتصال کوتاه کردن این باتری ها جریان بسیار زیادی از باتری کشیده می شود. عبور این جریان زیاد از باتری می تواند به باتری آسیب برساند و باعث گرم شدن باتری می شود).

 

ت) باتری لیتیوم (Li):

باتری لیتیوم در دو نوع قابل شارژ و غیر قابل شارژ وجود دارد. نوع غیر قابل شارژ این باتری که به آن باتری لیتیوم می گویند، عمر طولانی دارد و خیلی کم دشارژ می شود بنابراین از آن در ساعت مچی، باتری ماشین حساب و وسایل مشابه استفاده می کنند.  باتری لیتیوم نمونه ای از باتری های قلیایی است. اگر بر روی یک باتری کلمه ی Li درج شده باشد به این معناست که آن باتری، باتری لیتیوم خشک (غیر قابل شارژ) می باشد.

به نوع قابل شارژ باتری لیتیوم، لیتیوم-آیون (Li-ion) می گویند. باتری Li-ion در تلفن های همراه، لپ تاپ ها و وسایل مشابه استفاده می شود چون این وسایل دائماً در حال استفاده هستند. این باتری ها بسیار حساس می باشند و با کوچکترین تغییرات ناگهانی ای مانند افزایش و یا کاهش دما و یا کشیده شدن جریان بیش از حد، منفجر می شوند!!! (در بعضی از لپ تاپ ها این اتفاق رخ داده است!). تا هنگامی که صفحات داخلی این نوع باتری خورده نشود، می توان این باتری را مورد استفاده قرار داد و آن را شارژ کرد.

 

ث) باتری های اسیدی:

همانطور که از نام این باتری ها پیداست، این باتری ها از صفحات فلزی و اکسید فلزی ساخته شده اند که این صفحات در محلولی از اسید ضعیف و آب قرار دارند. باتری اتومبیل و باتری موتور نمونه هایی از این باتری ها هستند. باتری های اسیدی قابل شارژ می باشند و می توان آنها را شارژ کرد. روش شارژ همه ی باتری های قابل شارژ از جمله باتری های اسیدی بعداً گفته خواهد شد.

 

باتری خودرو: باتری خودرو نوعی باتری سربی-اسیدی است که از صفحات نازک سرب و اکسید سرب IV تشکیل شده است که این صفحات با فاصله ی کمی از هم در داخل محلول رقیقی از اسید سولفوریک (H2SO4) قرار دارند و این مجموعه در درون محفظه ی پلاستیکی واقع شده است که به این محفظه ی پلاستیکی، سلول می گویند.

 

باتری اتومبیل از به هم بسته شدن 6 سلول به وجود می آید که هرکدام از این سلولها 2V برق تولید می کنند و در مجموع 12V برق توسط این سلولها تولید می شود. در هر سلول کاتد (قطب منفی باتری) فلز سرب است و آند (قطب مثبت باتری) سرب IV اکسید است. وقتی از باتری جریان کشیده می شود، کاتد شروع به خورده شدن توسط اسید می کند و به سولفات سرب که به صورت گرد سفید رنگی است، در اطراف الکترودها (کاتد و آند) تجمع پیدا می کند تا هنگامی که این گرد سفید مانع از خورده شدن کاتد بشود، ولتاژ سلول شروع به کاهش می کند (با خورده شدن کامل آند هم این اتفاق تکرار می شود) و در این صورت باید باتری را شارژ کرد به این صورت که یک ولتاژ خارجی در حد13V باید به باتری اعمال کرد تا مجدداً آن گرد سفید رنگ به فلز سرب تبدیل شود و اسید سولفوریک دوباره تولید شود. عملیات شارژ و دشارژ هر سلول را می توان بارها تکرار کرد.

 

نکته: همانطور که قبلاً هم گفته شد، همیشه تا کاتد باتری به طور کامل خورده نشود، از باتری می توان جریان کشید.

 

ج) سلول های الکترو شیمیایی:

در حالت کلی دو نوع سلول الکترو شیمیایی وجود دارد:

1) سلولهای گالوانی (ولتایی):

سلول های گالوانی به دو دسته تقسیم می شوند:

الف) سلول های گالوانی نوع اوّل: تمام باتری های خشک و سلول های سوختی (که در ادامه ی این مبحث آمده است) از جمله سلول های گالوانی نوع اوّل هستند زیرا با تمام شدن واکنش دهنده های آن (یعنی خورده شدن قطب منفی در باتری های خشک و تمام شدن گاز در سلول های سوختی) دیگر نمی توان از آنها استفاده کرد.

ب) سلول های گالوانی نوع دوم: مانند سلول های سوختی که در این سلول ها از واکنش دادن دو گاز در داخل محفظه ای بسته، می توان انرژی الکتریکی بدست آورد. این دو گاز می توانند اکسیژن و هیدروژن و یا گاز شهری (متان=CH4) باشد. کاربرد سلولهای سوختی در فضاپیماها و... می باشد.

 

نکته: باتری 9V نیز نوعی باتری است که به صورت قابل شارژ و غیر قابل شارژ وجود دارد. در شکل زیر یک باتری 9V را مشاهده می کنید:


2) سلولهای الکترولیتی:

این سلول ها شامل دو الکترود کاتد و آند می باشد که در درون محلول الکترولیتی قرار دارند.

 

سؤال: محلول الکترولیت چیست؟ محلول الکترولیت از دو قسمت مجزا تشکیل شده است که این دو قسمت در درون دو ظرف پلاستیکی قرار دارند که در داخل هرکدام از این ظروف ترکیب آب، یک الکترود فلزی و همان فلز به صورت یون وجود دارد (وقتی یک فلز به صورت یون در می آید که با اسید واکنش بدهد)؛ وقتی که این دو الکترود را با یک پل نمکی به هم متصل کنیم، به شرط آنکه در درون هریک از یون های فلزی، یک قطعه فلز از همان فلزی که به صورت یون است قرار دهیم، در این صورت اگر وسیله ی الکتریکی مناسبی بین این دو قطعه فلز قرار دهیم، جریان از آن عبور می کند. تمام موارد بالا را در شکل زیر مشاهده می کنید:


نکته: پل نمکی از یک کاغذ صافی آغشته شده به KCL [پتاسیم کلرید] و... ساخته می شود که برای راحت جابجا شدن بارهای الکتریکی بین دو محلول الکترولیتی استفاده می شود.

 

نکته: کاربرد سلول های الکترولیتی چندان زیاد نیست ولی در سطوح بعدی روشی را خواهیم گفت که بتوان با این روش اسید فیبر مدار چاپی (که در سطح 5 معرفی شده است) را برای بارها مورد استفاده قرار داد و مس های حل شده در اسید را از اسید پس گرفت.

 

نکته: آب را به عناصر سازنده اش تجزیه کنید:

اگر دو الکترود را (مثلاً دو میله ی گرافیتی که این دو میله را می توانید از باتری قلمی بدست بیاورید) در یک ظرف آب قرار دهید، وقتی برق مستقیمی به الکترودها اعمال بشود که ولتاژ بالایی با جریان مناسب داشته باشد (از 20V به بالا)، در این صورت در اطراف الکترود منفی (میله ی گرافیتی متصل شده به قطب منفی) هیدروژن با گرفتن الکترون به گاز تبدیل می شود و در اطراف الکترود مثبت اکسیژن با گرفتن پروتون به گاز تبدیل می شود. باید این دو الکترود غیر فلزی و رسانا باشند چون وقتی برق مستقیم به این الکترودها اعمال شود، در این صورت در پیرامون الکترودها محیط  اسیدی و بازی به وجود می آید که باعث می شود الکترودها خورده شوند. پس از مدتی آب موجود در ظرف خاصیت قلیایی (بازی) پیدا می کند.

 

نکته: سلول های الکترولیتی در یکی از گرایش های رشته ی شیمی به نام الکترو شیمی، بررسی می شوند که قصد وارد شدن بیش از حد به این شاخه را نداریم.

 

نکته: همه ی سلول های گالوانی برق مستقیم (DC=Direct Current) تولید می کنند.

 

چ) باتری های خورشیدی:

این نوع از باتری ها از عناصر نیمه هادی تشکیل شده اند به طوری که اگر نور به آنها بتابد، از خود برق تولید می کنند. باتری های خورشیدی گران هستند و هرچه جریان دهی این باتری ها بیشتر باشد (یعنی جریان بیشتری تولید کنند) در این صورت اندازه ی این باتری ها بزرگتر شده و قیمتش هم بیشتر می شود. یک باتری خورشیدی به ابعاد یک صفحه ی کتاب، حدود 50000 تومان و بیشتر می ارزد!

لازم به ذکر است که باتری های خورشیدی برق مستقیم تولید می کنند و این برق مستقیم با مدارات الکترونیکی که در سطوح بعدی آنها را معرفی می کنیم، به برق AC (=Alternate Current) تبدیل می شود.

به باتری های خورشیدی به عنوان یکی از منابع انرژی در آینده ی نزدیک نگاه می شود. این نوع از باتری ها را در ماشین حساب ها و... مشاهده می شوند. در شکل زیر یک باتری خورشیدی مشاهده می کنید:

 

 

 

نکته: یک باتری را در نقشه های شماتیک با  نمایش می دهند و چند باتری سری شده را با  نمایش میدهند. باتری خورشیدی را با  نمایش می دهند.


 

4) مولتی متر (Multimeter):

این وسیله برای اندازه گیری ولتاژ، جریان، مقاومت، دما و... ساخته شده است و گاهی برای اندازه گیری دیود و ترانزیستور به کار می رود. مولتی متر ها به دو دسته ی آنالوگ (مولتی متر عقربه ای) و دیجیتال (مولتی متر رقمی) تقسیم می شوند که قیمت های بسیار متفاوتی دارند (ار 3000 تومان تا بیش از 300000 تومان!!!) علّت این اختلاف قیمت، نوع کار و دقت اندازه گیری مولتی متر است.

مولتی متر آنالوگ: در مولتی متر آنالوگ از عقربه ای برای نشان دادن مقدار عدد خوانده شده توسط مولتی متر (که ممکن است ولتاژ، جریان و... باشد) استفاده می شود. با مولتی متر آنالوگ نمی توان  تغییرات بسیار کوچک در حد چند دهم و یا چند صدم را اندازه گیری کرد که یکی از مشکلات رایج در مولتی متر آنالوگ است و محاسبه ی مقادیر حک شده بر روی این نوع مولتی متر، وقت زیادی را طالب است و خواندن این مقادیر دشوار است و باید با ذره بین آن را خواند!. عقربه ی مولتی متر آنالوگ بسیار حساس است و با ضربه وارد شدن به مولتی متر، این عقربه آسیب می بیند. در شکل زیر یک مولتی متر آنالوگ مشاهده می کنید:


مولتی متر دیجیتال: در این نوع مولتی متر از نمایشگر کریستال مایع (LCD=Liquid Crystal Displays) برای نشان دادن عدد خوانده شده توسط مولتی متر استفاده می شود که با ضربه وارد شدن به مولتی متر، این نمایشگر آسیب نمی بیند و مقدار خوانده شده توسط مولتی متر را بسیار دقیق و در حد چند صدم ولت اختلاف نشان می دهد. در شکل زیر یک مولتی متر دیجیتال را که به یک باتری  9Vمتصل است، مشاهده می کنید:


نکته: مقاومت ورودی ولت متر در داخل آن قرار دارد به این صورت که این مقاومت مقدار زیادی دارد (از نظر اهم) و نقش آن کم کردن جریان و افت پتانسیل بالا است تا ولت متر بتواند ولتاژ اندازه گیری شده را بخواند. در حالت ایده آل باید این مقاومت بی نهایت باشد. در آمپر متر مقاومت ورودی در حد صفر اهم می باشد. مقاومت ورودی مولتی متر دیجیتال برای اندازه گیری ولتاژ در حد 10MΩ است که ولتاژ خوانده شده را با چند صدم ولت خطا نشان می دهد در حالی که مقاومت ورودی مولتی متر آنالوگ در حد 10KΩ است که مقدار خوانده شده را با اختلافی در حد 2 تا 3 ولت نشان می دهد.

 

نکته: در مولتی متر های دیجیتال خوب (در حد 50000 تومان) عدد خوانده شده توسط آن، پس از جدا شدن از عنصر (مثلاً مقاومت، ولتاژ و...) همچنان نشان داده می شود ولی در مولتی متر آنالوگ پس از جدا شدن مولتی متر از عنصر، مولتی متر عدد صفر را نشان می دهد.

 

محدوده ی اندازه گیری برای مولتی متر آنالوگ خوب به صورت زیر می باشد:

1) ولتاژ:

DC: 1KV-300V-100V-30V-10V-3V-1V (مقاومت ورودی 20KΩ/V است)

AC: 1KV-300V-100V-10V-3V (مقاومت ورودی 5KΩ/V است)

2) جریان:

DC: 3A-300mA-30mA-3mA-300µA

AC: 3A-300mA-30mA-3mA

3) مقاومت: 50KΩ-5KΩ-500Ω-50Ω

 

و محدوده ی اندازه گیری برای مولتی متر دیجیتال خوب به صورت زیر می باشد:

1) ولتاژ:

DC: 1KV-200V-20V-2V-200mV (مقاومت ورودی (10MΩ

AC: 750V-200V-20V-2V-200mV (مقاومت ورودی 10MΩ/V است که با یک خازن 100pF موازی است)

2) جریان:

DC: 2A-200mA-20mA-2mA-200µA

AC: 2A-200mA-20mA-2mA-200µA

3) مقاومت: 20MΩ-2MΩ-200KΩ-20KΩ-2KΩ-200Ω

 

نکته: هرچه مقاومت ورودی در مولتی متر بیشتر باشد، دقت اندازه گیری آن هم بیشتر خواهد شد.

 

نکته: در بیشتر مولتی متر ها فیوزی در قسمت ورودی مولتی متر قرار دارد که کار محافظت مولتی متر را انجام می دهد. مثلاً اگر مولتی متر را بر روی 200mA تنظیم کرده باشیم و اشتباهاً با آن 2A را اندازه بگیریم، ورودی مولتی متر می گذرد که با ذوب شدن فیوز، به مولتی متر آسیبی نمی




میکروکنترلرهای AVR
نوشته شده در شنبه 15 بهمن 1390
بازدید : 2145
نویسنده : فرزاد قاسم پور

این سری از میکروکنترلرها بسیار مورد استفاده قرار می گیرند.

برای انجام پروژه باید ببینیم که به چه چیزی نیاز داریم و کدام میکروکنترلر نیاز ما را برآورده می کند. در پروژه های کوچک 8051 به دلیل ارزانی انتخاب خوبی است ولی در پروژه هایی که نیاز به امکانات بیشتر داریم (مثلاً خود برنامه ریزی) مجبوریم از AVR استفاده کنیم. AVR ها در بیشتر پروژه ها جواب می دهند به همین دلیل و به دلیل اینکه قیمت میانی دارند، استفاده از این میکروکنترلرها را ترجیح می دهیم.

AVR ها به چند دسته تقسیم می شوند:

1)       AT90s یا سری کلاسیک که اولین سری تولید شده AVR هستند و قدیمی می باشند.

2)       AT Tiny که دارای CPU قدرتمندی است و پایه های کمتری نسبت به AT90s دارد.

3)       AT Mega که امکانات بیشتری نسبت به دو سری قبل دارد.

4)       ATxMega که در سال 2008 ساخته شده اند و مشکلات AVR های قدیمی را رفع کرده اند.

5)       AT Can، ATUSB، ATRF و دیکر میکروکنترلر های تولیدی این شرکت در ایران یافت نمی شوند به این دلیل به معرفی آنها نمی پردازیم.

ما از میان AVR ها میکروکنترلر ATmega 16 را انتخاب می کنیم دلیل آن هم این است که این سری تمامی ویژگی های میکروکنترلرهای قبل از خود را دارد و مرز میان AVR های قدیمی و جدید می باشد و قیمتی در حدود 2000 تومان دارد.

البته مشخصات ATmega 32 مانند ATmega 16 می باشد و فقط حافظه ی بیشتری دارد. چون قیمت ATmega 32 حدود 1.5 برابر ATmega 16 می باشد از ATmega 32 استفاده نمی کنیم.

برنامه ای که اشخاص مبتدی می نویسند حداکثر 4KB حافظه را پر می کند.

توان 2 نام میکرو کنترلر ها مقدار حافظه ی آنها را بر حسب کیلو بایت مشخص می کند. مثلاً AT90s2313 دارای 2KB حافظه و ATtiny85 دارای 8KB حافظه و ATmega 16 دارای 16 کیلوبایت حافظه است.

دیتاشیت پایه های ATmega 16 را در قسمت دانلود می توانید مشاهده کنید.

سؤال: مزیت AVR نسبت به 8051 چیست؟

AVR خصوصیات زیر را دارد:

1)       دارای حافظه ی Boot Loader یا خود برنامه ریزی که در 8051 وجود ندارد.

2)       دارای حافظه ی EEPROM که در 8051 اصلی نیست و برای متصل کردن EEPROM به 8051 باید از 16 پایه ی آن استفاه می کردیم.

3)       قابلت هایی مانند RC5 (RC5 یعنی فرکانس سیگنال ارتباطی بین فرستنده [کنترل] و گیرنده [مانند تلویزیون، کولر و...] اکثر لوازم اکترونیکی کنترل دار) و  اتصال صفحه ی لمسی (Touch Screen).

4)       دارای مقاومت Pull-up داخلی (مقاومت بالاکش) که در 8051 نیست و باید خودمان آن را در بیرون مدار قرار دهیم. (مقاومت بالاکش، میکروکنترلر را از جریان دهی و یا جریان کشی (Sink/Source) بیش از حد که باعث سوختن میکروکنترلر می شود، حفاظت می کند)

5)       بافر خروجی AVR می تواند تا 20mA جریان به خروجی بدهد بنابراین می توان یک LED را مستقیماً به میکرو وصل کرد در حالی که در 8051 جریان دهی کمتر است (در حدود 2mA).

6)       دارای Watchdog یا سگ نگهبان که در صورت اختلال در اجرای برنامه، میکروکنترلر را ریست می کند.

7)       دارای مدهای مصرف کم مانند Sleep، Power Down و Power Save.

8)       دارای حافظه ای تا 100 برابر حافظه 8051.

9)       برنامه ریزی به روش ISP که در این روش همانطور که میکروکنترلر در مدار قرار دارد، می توان آن را برنامه ریزی کرد.

10)   ساخت پروگرامر AVR ساده است و قیمت پروگرامر AVR کمتر از نصف پروگرامر 8051 است.

11)   نرم افزار های شبیه سازی (امولاتور) و برنامه نویسی AVR ها بسیار بیشتر از 8051 می باشد.

12)   AVR ها دارای فیوزبیت (Fuse Bit) می باشند که در 8051 وجود ندارد.

13)   بعضی از AVR ها دارای زمان واقعی RTC (Real Time Clock) هستند (که نیاز به قطعات خارجی را کاهش می دهند) در 8051 باید از آیسی هایی مانند PCF8535 یا DS1307 برای ایجاد زمان واقعی استفاده می کردیم.

14)   منابع وقفه در AVR بیشتر از 8051 است.

15)   می توانیم از تایمر کانتر AVR در حالت مقایسه ای، PWM (Pulse Width Modulation) یا مدولاسیون پهنای پالس و کپچر استفاده کنیم.

16)   می توانیم از پروتکل شبکه TCP/IP در AVR استفاده کنیم.

17)   دارای مبدل آنالوگ به دیجیتال داخلی (ADC (Analog to Digital Converter))

18)   قابلیت ارتباط دو یا چند میکروکنترلر با روش SPI (Serial Peripheral Interface) یا رابط سریال خارجی

19)   قابلیت ارتباط دو سیمه I2C یا 2-Wire که توسط شرکت فیلیپس ابداع شده.

20)   ایجاد سیگنال تلفن یا DTMF.

21)   مقایسه کننده داخلی ACI (Analog Comparator).

22)   قابلیت اتصال پروگرامر JTAG (Joint Test Access Group) برای رفع اشکال برنامه نویسی در AVR های ساخته شده ی هم زمان یا  بعد از ATmega16.

23)   استفاده از معماری RISC (Reduced Instruction Set Computer) یا کامپیوتر با دستورات کاهش یافته؛ در این روش پردازش سریع تر می شود و برنامه نویسی مشکل تر خواهد شد؛ بنابراین سرعت AVR در یک فرکانس کاری دوازده برابر 8051 و چهار برابر PIC می باشد.

24)   استفاده از معماری خط لوله؛ در معماری خط لوله زمانی که دستوری در حال اجرا است، دستور دیگر فراخوانی می شود.

25)   اتصال LCD (Liquid Crystal Display) گرافیکی رنگی و غیر رنگی به میکروکنترلر AVR.

26)   برای شروع به کار 8051 می بایست میکروکنترلر را حتماً Reset می کردیم و مدار ریست برای میکرو کنترلر قرار می دادیم ولی در AVR نیازی به این کار نیست.

27)   تطابق کامل با زبان های برنامه نویسی سطح بالا ((HLL (High Level Languages) و میانی که یکی از اهداف ساخت AVR محسوب می شود.

سؤال: فیوز بیت چیست؟ فیوز بیت ها برای تنظیمات داخلی میکروکنترلرها بکار می روند. مثلاً مشخص می کنند که میکروکنترلر با کریستال خارجی کار کند یا با کریستال داخلی و...

ویژگی های مشترک AVR و 8051 به صورت زیر هستند:

اتصال صفحه کلید و صفحه کلید کامپیوتر به میکروکنترلر-اتصال LCD کاراکتری-تایمر و کانتر- وقفه های خارجی- انتخاب پورت به صورت ورودی و خروجی- استفاده از پورت ها به صورت ورودی و خروجی




میگر چیست ؟
نوشته شده در شنبه 15 بهمن 1390
بازدید : 1142
نویسنده : فرزاد قاسم پور
وسیله ای است برای اندازه گیری مقاومتهای بسیار بزرگ ( از نظر مقدار مقاومت الکتریکی ) معمولاً 5000 مگا اهم . مانند مقاومت عایقی کابلهای قدرت و کنترل عایقی کابل در موارد اتصال زمین و غیره . مقاومتهای تا این حد زیاد در حقیقت ، مقاومت عایقی کابلها و نظایر اینها هستند .برای اندازه گیری چنین مقاومتهایی معمولاً به ولتاژ زیاد نیاز است . د ر بعضی از این نوع دستگاهها ، ولتاژ اندازه گیری به 10kv نیز می رسد ولتاژ معمول این نوع دستگاههای اندازه گیری ، بین 100 ولت تا 10 کیلو ولت است . دستگاه مگر از یک دستگاه نسبت سنج تشکیل شده است .





میگر و ارت سنج



بازدید : 1246
نویسنده : فرزاد قاسم پور

یکی از ماژول های فرستنده وگیرنده دیتا با قابلیت اتصال به کامپیوتر که با کمک آن میتوان براحتی اطلاعات را به صورت بی سیم بین دو میکرو یا بین دو کامپیوتر یا میکرو و کامپیوتر انتقال داد ماژول  HM-TR  میباشد. طبق مشخصات این ماژول جز خانواده برد ۵۰۰ متر میباشد و طبق دیتا شیت ان در صورتی که ماژول حداقل ۱ متر از زمین فاصله داشته باشد اطلاعات را تا فاصله ۲۳۰ متر ارسال میکند درضمن من خودم این ماژول و آنتن ان را خریداری کرده ام  در مرحله اول و در محوطه خانه به خوبی جواب داده است اما برد عملی آن را درفضای آزاد تست نکرده ام و در مطلب بعدی برد عملی ان به همراه برنامه ساده به زبان بیسیک جهت راه اندازی را برایتان شرح خواهم داد

HM-TR



دیتا شیت ,ATMEGA8A,ATMEGA8 , ATMEGA8L
نوشته شده در شنبه 15 بهمن 1390
بازدید : 1427
نویسنده : فرزاد قاسم پور
    سلام
در این مطلب  ترجمه دیتا شیت ATMEGA 8 رو بنا به درخواست یکی  از دوستان ایجاد کردم
امید وارم به درد شما هم بخوره .


 

http://electronic289.persiangig.com/image/atmega%208/atmega8.jpg

http://electronic289.persiangig.com/image/atmega%208/atmega%20smd.jpg






بازدید : 959
نویسنده : فرزاد قاسم پور
   http://electronic289.persiangig.com/image/new_folder/bluetooth.jpg
http://electronic289.persiangig.com/image/new_folder/standby.jpg

http://electronic289.persiangig.com/image/new_folder/usb.jpg



استپر موتور
نوشته شده در شنبه 15 بهمن 1390
بازدید : 1145
نویسنده : فرزاد قاسم پور
 

موتور پله ای یک موتور الکتریکی هست که حرکت آن کاملا دقیق و از پیش تعریف شده می باشد که ورودی الکتریکی دیجیتال را به یک حرکت مکانیکی تبدیل می کند و با ارسال بیتهای 0,1 به سیم پیچهای آن ٬می توان آنرا حرکت داد.

در واقع یک موتور پله ای ترکیبی از یک موتور الکتریکی DC و یک سلونویید است. موتورهای پله ای ساده توسط بخشی از یک سیستم دنده ای در حالت های موقعیتی معین قرار می گیرند، اما موتورهای پله ای نسبتا کنترل شده، می توانند بسیار آرام بچرخند.

موتورهای پله ای کنترل شده با کامپیوتر یکی از فرمهای سیستم های تنظیم موقعیت هستند، بویژه وقتی که بخشی از یک سیستم دیجیتال دارای کنترل فرمان بار باشند. این موتورها به صورت درجه ای دوران می کنند و با درجه های مختلف در بازار موجود هستند.

در واقع واژه پله به معنی چرخش به اندازه درجه تعریف شده موتور است. مثلا استپ موتوری با درجه 1.8 باید 200 پله انجام بدهد تا 360 درجه یا یک دور کامل بچرخد (1.8×200 = 360 ) و یک استپ با درجه 15 فقط باید 24 پله برای یک دور کامل انجام بدهد ( 15*24 =360 ) . این ویژگی فوائد بسیار زیادی دارد از جمله امکان کنترل سرعت.

این موتور عموما دارای چهار قطب میباشد که سیم پیچها بر روی این چهار قطب قرار می گیرند و شما با ارسال بیتهای 0و1به این سیم پیچها در واقع میدان مغناطیسی ایجاد می کنید که این میدان باعث حرکت روتورمغناطیسی موجود در داخل موتور پله ای می شود. البته میبایست این سیم پیچها را به توالی 0 و 1 کرد و گرنه موتور مطابق میل شما نخواهد چرخید.

یکی از مشخصه های این موتور زاویه حرکت آن می باشد و هر موتوری زاویه حرکتی مخصوص به خودش را دارد. مثلا اگر موتوری زاویه حرکتش 7درجه باشد٬ این موتور در هر بار ی که سیم پیچهایش حاوی ولتاژ می شوند٬ 7 درجه در سمت حرکت عقربه های ساعت یا خلاف جهت آن بسته - به اینکه سیم پیچها با چه ترتیبی ولتاژ دار می شوند- خو اهد چرخید. این 7 درجه چرخش برای این موتور پله ای نمونه یک پله یا یک step محسوب می شود . پس یک موتور پله ای در یک دور کامل ممکن است.،100تا 200 پله کمتر یا بیشتر بسته به نوع موتور داشته باشد . شما حتی می توانید یک موتور پله ای را به صورت نیم پله یعنی با نصف زاویه حرکت راه اندازی کنید . این موتورها به صورت میکرو پله نیز حرکت می کنند . در واقع منظور ٬ حرکت خیلی ریز ودقیق است. وقتیکه شما یک موتور پله ای را از نزدیک می بینید متوجه تعدادی سیم رنگی می شوید که از موتور پله ای بیرون آمده در واقع این سیم ها هر کدام به سر یک سیم پیج متصل هستند و یک سیم بین تمام سیم ها مشترک است.




مجله تخصصی برق و الکترونیک نــویز 1
نوشته شده در شنبه 15 بهمن 1390
بازدید : 955
نویسنده : فرزاد قاسم پور

       

مجله تخصصی برق و الکترونیک نــویز

سال اول - شماره اول - شهریور 1389
 

Open in new window