آموزش ساده رباتیک از ابتدا تا حرکت ربات!!!

[engineer2012]

اصول مدار داخلی FPLD ها

اصول مدار داخلی FPLD ها

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

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

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

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

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

[engineer2012]

فرستنده امواج ویدئویی

فرستنده امواج ویدئویی

این مدار نیز یک مدار مفید دیگر است.

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

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

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

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

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

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

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

[engineer2012]

الگوریتم ربات نوریاب

الگوریتم ربات نوریاب

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

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

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

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

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

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

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

ادامه دارد......

[engineer2012]

کاربرد سنسورها

کاربرد سنسورها

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

حال به بررسی عمکرد ان می پردازیم

دو روش عمده در استفاده از سنسورها وجود دارد:

1. حس کردن استاتیک: در این روش محرکآها ثابتآاند و حرکتآهایی که صورت میآگیرد بدون مراجعه لحظهآای به سنسورها صورت میآگیرد به عنوان مثال در این روش ابتدا موقعیت شی تشخیص داده میآشود و سپس حرکت به سوی آن نقطه صورت میآگیرد.

2. حس کردن حلقه بسته: در این روش بازوهای ربات در طول حرکت با توجه به اطلاعات سنسورها کنترل میآشوند. اغلب سنسورها در سیستمآهای بینا اینآگونهآاند.

از لحاظ کاربردی با نمونهآهایی از انواع سنسورها در ربات آشنا میآشویم:

1. سنسورهای بدنه (Body Sensors) : این سنسورها اطلاعاتی را درباره موقعیت و مکانی که ربات در آن قرار دارد فراهم میآکنند. این اطلاعات نیز به کمک تغییر وضعیتآهایی که در سوییچآها حاصل میآشود، به دست میآآیند. با دریافت و پردازش اطلاعات بدست آمده ربات میآتواند از شیب حرکت خود و این آکه به کدام سمت در حال حرکت است گاه شود. در نهایت هم عکسآالعملی متناسب با ورودی دریافت شده از خود بروز میآدهد.

2. سنسور جهتآیاب مغناطیسی(Direction Magnetic Field Sensor): با بهرهآگیری از خاصیت مغناطیسی زمین و میدان مغناطیسی قوی موجود، قطبآنمای الکترونیکی هم ساخته شده است که میآتواند اطلاعاتی را درباره جهتآهای مغناطیسی فراهم سازد. این امکانات به یک ربات کمک میآکند تا بتواند از جهت حرکت خود گاه شده و برای تداوم حرکت خود در جهتی خاص تصمصمآگیری کند.این سنسورها دارای چهار خروجی میآباشند که هرکدام مبین یکی از جهتآها است. البته با استفاده از یک منطق صحیح نیز میآتوان شناخت هشت جهت مغناطیسی را امکانآپذیر ساخت.

3. سنسورهای فشار و تماس (Touch and Pressure Sensors) : شبیهآسازی حس لامسه انسان کاری دشوار به نظر میآرسد. اما سنسورهای سادهآای وجود دارند که برای درک لمس و فشار مورد استفاده قرار میآگیرند. از این سنسورها در جلوگیری از تصادفات و افتادن اتومبیلآها در دستآاندازها استفاده میآشود. این سنسورها در دستآها و بازوهای رباتآ هم به منظورهای مختلفی استفاده میآشوند.مثلا برای متوقف کردن حرکت ربات در هنگام برخورد عامل نهایی با یک شی. همچنین این سنسورها به رباتآها برای اعمال نیروی کافی برای بلند کردن جسمی از روی زمین و قرار دادن آن در جایی مناسب نیز کمک میآکند.

ادامه دارد....

[engineer2012]

قسمت متحرک موتور (روتور)

قسمت متحرک موتور (روتور)

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

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

در رایج ترین نوع روتور (روتور قفس سنجابی) این میله ها در انتهای خود به صورت الکتریکی و مکانیکی بوسیله حلقه هایی به هم متصل شده اند. تقریبا 90 درصد از موتورهای القایی دارای روتور قفس سنجابی می باشند و این به خاطر آن است که این نوع روتور ساختی مستحکم و ساده دارد. این روتور از هسته ای چند تکه استوانه ای با محوری که شکافهای موازی برای جادادن رساناها درون آن دارد تشکیل شده است.هر شکاف یک میله مسی یا آلومنیومی یا آلیاژی را شامل می شود.در این میله ها به طور دائمی بوسیله حلقه های انتهایی آنها همچنان که در شکل دو مشاهده می شود مدار کوتاه برقرار است.چون این نوع مونتاژ درست شبیه قفس سنجاب است , این نام برای آن انتخاب شده است.میله ای روتور دقیقا با محور موازی نیستند.

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

دلیل اول آنکه موتور با کاهش صوت مغناطیسی بدون صدا کارکرده و برای آنکه از هارمونیکها در شکافها کاسته شود.

دلیل دوم آن است که گرایش روتور به هنگ کردن کمتر شود.دندانه های روتور به خاطر جذب مغناطیسی مستقیم (محض)
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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

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

ادامه دارد...

[engineer2012]

سرعت و استاتور!

سرعت و استاتور!

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

استاتور از چندین قطعه باریک آلومنیوم یا آهن سبک ساخته شده است این قطعات بصورت یک سیلندر تو خالی به هم منگنه و محکم شده اند سیم پیچهایی از سیم روکش دار در شیارها جاسازی شده اند. هر گروه پیچه با هسته ای که آن را فرا گرفته یک آهنربای مغناطیسی (با دو پل) را برای کار کردن با تغذیه AC شکل می دهد. تعداد قطبهای یک موتور القایی AC به اتصال درونی پیچه های استاتور بستگی دارد. پیچه های استاتور مستقیما به منبع انرژی متصل اند. آنها به صورتی متصل اند که با برقراری تغذیه AC یک میدان مغناطیسی چرخنده تولید می شود.

در مورد سرعت این موتور القایی نیز می توان گفت

میدان مغناطیسی ای که در استاتور تولید میشود با سرعت سنکرون می چرخد.(Ns)

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

برای کاهش سرعت نسبی نسبت به (شار) استاتور , روتور چرخش را در همان جهتی که شار استاتور دارد آغاز می کند و تلاش می کند تا به سرعت چرخش فلاکس نایل شود. با اینحال روتور هرگز موفق نمی شود که به سرعت میدان استاتور برسد. روتور از سرعت میدان استاتور کندتر می گردد. این سرعت Base speed نام دارد.(Nb)

تفاوتها میان Ns ها Nb Slip نام دارد.اسلیپ به مقادیر مختلف فشار (مکانیکی) بستگی دارد.هر افزایشی در فشار ، موجب کندتر کار کردن روتور و افزایش اسلیپ می شود. برعکس کاهش فشار سبب سرعت گرفتن روتور و کاهش اسلیپ می شود.

ادامه دارد.....

[engineer2012]

پاسخ : آموزش ساده رباتیک از ابتدا تا حرکت ربات!!!

چگالی ربات ها

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

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

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

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

[engineer2012]

عملکرد ترانزیستور را بدانیم

عملکرد ترانزیستور را بدانیم

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

در مقاله قبلی مختصری د رمورد ترانزیستور ها صحبت کردیم

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

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

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

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

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

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

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

[engineer2012]

نکاتی در مورد پ امپ

نکاتی در مورد پ امپ

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

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

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

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

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

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

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

[engineer2012]

ترانزیستور چه کاری انجام می دهد؟

ترانزیستور چه کاری انجام می دهد؟

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

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

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

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

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

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

[engineer2012]

ساختار ترانزیستور اثر میدانی (FET)

ساختار ترانزیستور اثر میدانی

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

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

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

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

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

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

[engineer2012]

سنسور های گرمایی و بویایی

سنسور های گرمایی و بویایی

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

سنسورهای گرمایی (Heat Sensors) : یکی از انواع سنسورهای گرمایی ترمینستورها هستند. این سنسورها المانآهای مقاومتی پسیوی هستند که مقاومت آنها متناسب با دمایشان تغییر میآکند. بسته به اینکه در اثر گرما مقاومتشان افزایش یا کاهش میآیابد، برای آنآها به ترتیب ضریب حرارتی مثبت یا منفی را تعریف میآکنند. نوع دیگری از سنسورهای گرمایی ترموکوپلآها هستند که آنآها نیز در اثر تغییر دمای محیط ولتاژ کوچکی را تولید میآکنند. در استفاده از این سنسورها معمولا یک سر ترموکوپل را به دمای مرجع وصل کرده و سر دیگر را در نقطهآای که باید دمایش اندازهآگیری شود، قرار میآدهند.

2. سنسورهای بویایی (Smell Sensors):قبل از ساخت سنسور های بویایی سنسوری که موجود بود یکآسری سنسورهای حساس برای شناسایی گازها بود که اصولا هم برای شناسایی گازهای سمی کاربرد داشتند. ساختمان این سنسورها به این صورت است که یک المان مقاومتی پسیو که از منبع تغذیهآای مجزا، با ولتاژ 5+ ولت تغذیه میآشود، در کنار یک سنسور قرار دارد که با گرم شدن این المان حساسیت لازم برای پاسخآگویی سنسور به محرکآهای محیطی فراهم میآشود. برای کالیبره کردن این دستگاه ابتدا مقدار ناچیزی از هر بو یا عطر دلخواه را به سیستم اعمال کرده و پاسخ آن را ثبت میآکنند و پس از آن این پاسخ را به عنوان مرجعی برای قیاس در استفادهآهای بعدی به کار میآآبرند. اصولا در ساختمان این سیستم چند سنسور، به طور همزمان عمل میآکنند و سپس پاسخآهای دریافتی از آنآها به شبکهآ عصبی ربات منتقل شده و تحلیل و پردازش لازم روی آن صورت میآگیرد. نکته مهم درباره کار این سنسورها در این است که آنآها نمیآتوانند یک بو یا عطر را به طور مطلق اندارهآ بگیرند. بلکه با اندازهآگیری اختلاف بین آنآها به تشخیص بو میآپردازند



ادامه دارد.....

[engineer2012]

سنسورهای موقعیت مفاصل

سنسورهای موقعیت مفاصل

در مقالات قبلی به انواع سنسور ها پرداختیم که شامل:

حال از لحاظ کاربردی با نمونهآهایی از انواع سنسورها در ربات آشنا میآشویم:

سنسورهای بدنه:

http://www.eca.ir/forum2/index.php?t...8516#msg128516

سنسور جهتآیاب مغناطیسی:

http://www.eca.ir/forum2/index.php?t...8516#msg128516

سنسورهای فشار و تماس:

http://www.eca.ir/forum2/index.php?t...9282#msg129282

سنسورهای گرمایی:

http://www.eca.ir/forum2/index.php?t...9571#msg129571

سنسورهای بویایی:

http://www.eca.ir/forum2/index.php?t...9571#msg129571

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

سنسور های موقعیت مفاصل

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

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

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

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

[engineer2012]

انواع موتورهای القایی

انواع موتورهای القایی

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

موتورهای القایی تک فاز

موتورهای القایی سه فاز

بیشتر از کل انواع موتورها از موتورهای القایی AC تک فاز استفاده می شود منطقی است که باید موتورهای دارای کمترین گرانی و هزینه نگه داری بیشتر استفاده شوند، موتور القایی AC تک فاز بهترین مصداق این توصیف است آن طور که از نام آن مشخص می شود این نوع از موتور تنها یک پیچه (پیچه اصلی) دارد و با یک منبع تغذیه تک فاز کار می کند.در تمام موتورهای القایی تک فاز روتور از نوع قفس سنجابی است.

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

دستگاه آغاز گر موتورهای القایی تک فاز اساسا پیچه ای اضافی در استاتور است (پیچه کمکی) که در شکل نشان داده شده است.

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

هنگامی که موتور به 75 درصد دور مجاز خود می رسد یک سوئیچ گریز از مرکز پیچه استارت را از مدار خارج می کند از این لحظه به بعد موتور تک فاز می تواند تورک کافی را برای ادامه کارکرد خود نگه دارد.

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

ادامه دارد....

[engineer2012]

موتور القایی AC فاز شکسته

موتور القایی AC فاز شکسته

در مقالات قبلی به انواع موتورهای القایی پرداختیم

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

حال انواع موتورهای القایی AC را بررسی میکنیم که شامل :

1- موتور القایی فاز شکسته

2- موتور القایی با استارت خازنی

3- موتورهای AC القایی با خازن دائمی اسپلیت

میباشد.

موتور القایی فاز شکسته

موتور القایی فاز شکسته همچنین به عنوان Induction start/Induction run (استارت القایی/کارکرد القایی) هم شناخته می شود که دو پیچه دارد.

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

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

کاربریهای بسیار خوبی برای موتورهای فاز شکسته وجود دارد که شامل سمباده (آسیاب) های کوچک , دمنده ها و فنهای کوچک و دیگر دستگاههایی با نیاز به تورک آغازین کم و قدرت 1/20 تا 1/3 اسب بخار است و همچنین این موتورها برای استفاده در کاربریهایی که به دوره های خاموش و روشن و گشتاور زیاد نیازدارند مناسب نیستند.

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

ادامه دارد....