تبلیغات
اطلاعاتی مختصر در مورد مهندسی برق - اموزش avr بخش اول. منبع: www.electrovolt.com
 
اطلاعاتی مختصر در مورد مهندسی برق
درباره وبلاگ



مدیر وبلاگ : بهزاد عبدالرضایی
آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :

۱ – آشنایی با بردبورد :

BreadBord

بردبورد (Breadboard) وسیله‌ای است که به ما در چیدمان اولیه و آزمایشی مدار کمک می‌‌کند. بیشتر افرادی که در زمینه پروژه‌های الکترونیک کار می‌کنند ، ابتدا مدار خود را بر روی بردبورد می‌‌بندند و پس از جواب گرفتن آنرا بر روی مدارات چاپی یا بردهای سوراخ‌دار مسی پیاده می‌‌کنند.
لایه های داخلی برد بورد از نوارهای فلزی (معمولا مسی) تشکیل شده است که در لایه تحتانی و بدون هیچ اتصالی با یکدیگر در پایین بورد قرار دارند. توسط حفره های پلاستیکی این لایه های فلزی تا بالای بورد هدایت شده اندو این ما را قادر می سازد تا اجزای الکترونیکی را به یکدیگر متصل کنیم.

برای استفاده از بردبورد کافیست پایه های قطعات را درون شکاف مورد نظرفرو بریم (به این شکافها اصطلاحا سوکت میگویند.) و این سوکتها طوری طراحی شده اند که قطعات را کاملا محکم در خود بگیرند و هر حفره یا همان سوکت پایه قطعه را به لایه مسی تحتانی متصل می کند .
هر سیم که وارد این حفره ها می شود گره یا node نامیده میشود و هر گره را نقطه ای از مدار می نامند که حداقل باعث متصل شدن دو قطعه به یکدیگر شده است.
نکته : در بردبورد وقتی می خواهیم بین دویا چند قطعه اتصال الکترونیکی برقرار کنیم باید یکی از پایه هایشان با هم تشکیل گره بدهند. برای این کار کافیست پایه آنها را در حفره هایی که همگی در راستای لایه مسی مشترکی هستند قرار دهیم.

در بردبوردهایی که در ایران معمول شده ، دو بخش قرینه هم داریم که شکاف میان دو بخش محلی برای جا زدن آی سی ها است. در دو طرف شکاف میانی شاهد بخشی هستیم که در آن هر پنج سوراخ که در راستای عمودی در یک امتداد هستند، به هم وصل شده اند و در حکم یک گره هستند. در بخش های بیرونی تر بردبورد ، هر طرف دو ردیف افقی داریم که تا میانه راه به هم وصل هستند. یعنی در هر یک از دو طول بردبورد ، چهار ردیف افقی بیست و پنج سوراخی به هم متصل هستند. از این لایه ها بیشتر برای اتصال منابع ولتاژ استفاده می شود .
در شکل زیر ردیفهایی که به هم وصل هستند با خطوط رنگی نشان داده ایم. هر خط قرمز یا آبی با اینکه شامل چند سوکت است ولی فقط یک گره می باشد.

 

BreadBord2

نکته 1 : برای اتصال دو نقطه دور از هم باید از سیم های مفتولی استفاده کرد که دو سر آن به کمک سیم چین لخت شده باشد.

نکته 2 : برای ساخت مدارهای بزرگتر میتوان برد بورد ها را به یکدیگر متصل کرد.


۲ – آشنایی با مقاومت الکتریکی:

مقاومت پرکاربردترین قطعه در مدارهای الکترونیکی است.
زمانی که جریان الکتریکی از داخل مقاومت عبور می‌‌کند با مانع مواجه می‌‌شود.
نکته : مقدار مقاومت وابسته به مدار نیست و فقط به جنس و شکل ماده مقاوم بستگی دارد.

Resistor

مقاومتها ممکن است که ثابت یا متغییر باشند. مقاومتهای متغیر پتانسیومتر نیز خوانده می‌شوند .

تشخیص مقدار مقاومت با استفاده از نوارهای رنگی :
مقاومتهای توان کم دارای ابعاد کوچک هستند ، به همین دلیل مقدار مقاومت و خطا را نمی توان روی آنها نوشت ،در نتیجه بوسیله نوارهای رنگی روی آن مشخص می‌ کنند.

این روش به دو شکل صورت می‌گیرد:
-۱ روش چهار نواری
-۲ روش پنج نواری

روش اول برای مقاومتهای با خطای ۵% به بالا استفاده می‌شود و روش دوم برای مقاومتهای دقیق و خیلی دقیق (با خطای کمتر از ۵%) استفاده می‌شود.
در اینجا به روش اول که معمول تر است می‌پردازیم.

به جدول زیر توجه نمائید. هر کدام از این رنگها معرف یک عدد هستند:

Resistor2.jpg

دو رنگ دیگر هم روی مقاومتها به چشم می‌خورد: طلایی و نقره‌ای ، که روی یک مقاومت یا فقط طلایی وجود دارد یا نقره‌ای.اگر یک سر مقاومت به رنگ طلایی یا نقره‌ای بود ، ما از طرف دیگر مقاومت ، شروع به خواندن رنگها می‌کنیم. و عدد متناظر با رنگ اول را یادداشت می‌کنیم. سپس عدد متناظر با رنگ دوم را کنار عدد اول می‌نویسیم. سپس به رنگ سوم دقت می‌کنیم. عدد معادل آنرا یافته و به تعداد آن عدد ، صفر می‌گذاریم جلوی دو عدد قبلی( در واقع رنگ سوم معرف ضریب است ). عدد بدست آمده ، مقدار مقاومت برحسب اهم است. که آنرا می‌توان به کیلواهم نیز تبدیل کرد.
ساخت هر مقاومت با خطا همراه است. یعنی ممکن است ۵% یا ۱۰% یا ۲۰%خطا داشته باشیم . اگر یک طرف مقاومت به رنگ طلایی بود ، نشان دهنده مقاومتی با خطا یا تولرانس ۵ % است و اگر نقره‌ای بود نمایانگر مقاومتی با خطای %۱۰ است.اما اگر مقاومتی فاقد نوار چهارم بود، بی رنگ محسوب شده و تولرانس آن را ۲۰ %در نظر می‌گیریم.
سوال : مقدار واقعی مقاومت زیر در چه بازه ای قرار دارد؟

Resistor3

جواب:
از سمت چپ شروع به خواندن می‌کنیم. رنگ زرد معادل عدد ۴ ، رنگ بنفش معادل عدد ۷ ، رنگ قرمز معادل عدد ۲ ، و رنگ طلایی معادل تولرانس ٪۵ می‌باشد. پس مقدار مقاومت بدون در نظر گرفتن تولرانس ،

مساوی ۴۷۰۰ اهم ، یا ۴٫۷ کیلو اهم است و برای محاسبه خطا عدد۴۷۰۰ را ضربدر ۵ و تقسیم بر ۱۰۰ می‌کنیم، که بدست می‌آید: ۲۳۵ . پس مقدار واقعی مقاومت چیزی بین ۴۴۶۵ اهم تا ۴۹۳۵ اهم می‌باشد.

__________________________________________________________________________________________

۲ – آشنایی با مقاومت الکتریکی:

مقاومت پرکاربردترین قطعه در مدارهای الکترونیکی است.
زمانی که جریان الکتریکی از داخل مقاومت عبور می‌‌کند با مانع مواجه می‌‌شود.
نکته : مقدار مقاومت وابسته به مدار نیست و فقط به جنس و شکل ماده مقاوم بستگی دارد.

Resistor

مقاومتها ممکن است که ثابت یا متغییر باشند. مقاومتهای متغیر پتانسیومتر نیز خوانده می‌شوند .

تشخیص مقدار مقاومت با استفاده از نوارهای رنگی :
مقاومتهای توان کم دارای ابعاد کوچک هستند ، به همین دلیل مقدار مقاومت و خطا را نمی توان روی آنها نوشت ،در نتیجه بوسیله نوارهای رنگی روی آن مشخص می‌ کنند.

این روش به دو شکل صورت می‌گیرد:
-۱ روش چهار نواری
-۲ روش پنج نواری

روش اول برای مقاومتهای با خطای ۵% به بالا استفاده می‌شود و روش دوم برای مقاومتهای دقیق و خیلی دقیق (با خطای کمتر از ۵%) استفاده می‌شود.
در اینجا به روش اول که معمول تر است می‌پردازیم.


به جدول زیر توجه نمائید. هر کدام از این رنگها معرف یک عدد هستند:

Resistor2.jpg

دو رنگ دیگر هم روی مقاومتها به چشم می‌خورد: طلایی و نقره‌ای ، که روی یک مقاومت یا فقط طلایی وجود دارد یا نقره‌ای.اگر یک سر مقاومت به رنگ طلایی یا نقره‌ای بود ، ما از طرف دیگر مقاومت ، شروع به خواندن رنگها می‌کنیم. و عدد متناظر با رنگ اول را یادداشت می‌کنیم. سپس عدد متناظر با رنگ دوم را کنار عدد اول می‌نویسیم. سپس به رنگ سوم دقت می‌کنیم. عدد معادل آنرا یافته و به تعداد آن عدد ، صفر می‌گذاریم جلوی دو عدد قبلی( در واقع رنگ سوم معرف ضریب است ). عدد بدست آمده ، مقدار مقاومت برحسب اهم است. که آنرا می‌توان به کیلواهم نیز تبدیل کرد.
ساخت هر مقاومت با خطا همراه است. یعنی ممکن است ۵% یا ۱۰% یا ۲۰%خطا داشته باشیم . اگر یک طرف مقاومت به رنگ طلایی بود ، نشان دهنده مقاومتی با خطا یا تولرانس ۵ % است و اگر نقره‌ای بود نمایانگر مقاومتی با خطای %۱۰ است.اما اگر مقاومتی فاقد نوار چهارم بود، بی رنگ محسوب شده و تولرانس آن را ۲۰ %در نظر می‌گیریم.
سوال : مقدار واقعی مقاومت زیر در چه بازه ای قرار دارد؟

Resistor3

جواب:
از سمت چپ شروع به خواندن می‌کنیم. رنگ زرد معادل عدد ۴ ، رنگ بنفش معادل عدد ۷ ، رنگ قرمز معادل عدد ۲ ، و رنگ طلایی معادل تولرانس ٪۵ می‌باشد. پس مقدار مقاومت بدون در نظر گرفتن تولرانس ،

مساوی ۴۷۰۰ اهم ، یا ۴٫۷ کیلو اهم است و برای محاسبه خطا عدد۴۷۰۰ را ضربدر ۵ و تقسیم بر ۱۰۰ می‌کنیم، که بدست می‌آید: ۲۳۵ . پس مقدار واقعی مقاومت چیزی بین ۴۴۶۵ اهم تا ۴۹۳۵ اهم می‌باشد.

۳ – آشنایی با خازن :

خازن یک المان الکتریکی است که می‌تواند انرژی الکتریکی را در خود ذخیره کند. هر خازنی که توانایی ذخیره انرژی الکتریکی بالاتری داشته باشد ، ظرفیت بالاتری دارد. واحد اندازه گیری ظرفیت خازن “فاراد” می باشد. ظرفیت خازن را با حرف C که ابتدای کلمه capacitor است نمایش می‌دهند.

Capacitor

ساختمان داخلی خازن از دوقسمت اصلی تشکیل می‌شود :
الف – صفحات رسانا
ب – عایق بین رساناها (دی الکتریک)
بنابراین هرگاه دو رسانا در مقابل هم قرار گرفته و در بین آنها عایقی قرار داده شود ، تشکیل خازن می دهند .
معمولا صفحات رسانای خازن از جنس آلومینیوم ، روی و نقره با سطح نسبتا زیاد بوده و در بین آنها عایقی (دی الکتریک) از جنس هوا ، کاغذ ، میکا ، پلاستیک ، سرامیک ، اکسید آلومینیوم و اکسید تانتالیوم استفاده می شود .
هر چه ضریب دی الکتریک یک ماده عایق بزرگتر باشد آن دی الکتریک دارای خاصیت عایقی بهتر است .
ساختار داخلی یک خازن را در شکل زیر مشاهده می کنید.

Capacitor2

خازن ها دو نوع هستند : ثابت و متغیر
خازن های ثابت :
این خازن ها دارای ظرفیت معینی هستند که در وضعیت معمولی تغییر پیدا نمی کنند. خازن های ثابت را بر اساس نوع ماده دی الکتریک به کار رفته در آنها تقسیم بندی و نام گذاری می کنند و از آنها در مصارف مختلف استفاده می شود . از جمله این خازنها می توان انواع سرامیکی ، میکا ، ورقه ای ، الکترولیتی و … را نام برد .  اگر ماده دی الکتریک طی یک فعالیت شیمیایی تشکیل شده باشد آن را خازن الکترولیتی و در غیر این صورت آن را خازن خشک گویند .
خازن های متغیر :
به طور کلی با تغییر سه عامل می توان ظرفیت خازن را تغییر داد :” فاصله صفحات” ، “سطح صفحات” و” نوع دی الکتریک “.اساس کار این خازن ها روی تغییر این سه عامل می باشد .

تشخیص ظرفیت خازن ها:
متداول ترین نوع خازن ها نوع سرامیکی (عدسی) و نوع الکترولیتی است.
– ظرفیت نوع عدسی معمولا در حدود پیکوفاراد است (پیکو یعنی ۱۰ به توان منفی دوازده) . در این خازن ها پایه مثبت و منفی فرقی نمیکند .

Capacitor3

ظرفیت نوع الکترولیتی معمولا در حدود میکروفاراد است (میکرو یعنی ۱۰ به توان منفی شش). در خازن های الکترولیتی همانند شکل زیر پایه مثبت بلندتر است و پایه منفی با نوار مشخص شده است . پایه مثبت حتما می بایست به ولتاژ مثبت تر وصل شود در غیر این صورت خازن میسوزد و خطرناک است.

بر روی خازن های الکترولیتی معمولا مقدار ظرفیت دقیق نوشته می شود. پایه منفی هم با یک نوار سفید رنگ که روی آن علامت منفی وجود دارد مشخص می گردد (توجه به مثبت و منفی بودن پایه ها در خازن الکترولیتی مهم است ولی در عدسی نه )
تشخیص مقدار ظرفیت در خازن های عدسی کمی پیچیده تر است.
در اغلب مواقع واحد ظرفیت بر روی بدنه ی خازن قید نمی شود. در این صورت چنان چه این عدد از یک کوچکتر باشد ظرفیت بر حسب میکرو فاراد و چنان چه عدد بزرگتر از یک باشد ظرفیت بر حسب پیکوفاراد است. شکل زیر را ببینید:

Capacitor5

در حالتی که بر روی خازنی اعداد یک رقمی یا دو رقمی مشاهده گردید، مقدار واقعی ظرفیت ، همان عددی است که بر روی آن نوشته شده و واحد آن پیکو فاراد است. اما اگر عدد سه‌رقمی بود، در این حالت اگر آخرین رقم صفر بود، به همان ترتیب بالا عمل می‌کنیم و مقدار ظرفیت همان عدد است. اما اگر آخرین رقم عدد دیگری غیر از صفر بود به این ترتیب عمل می کنیم :
اولین رقم را رقم اول ، دومین رقم را رقم دوم و سومین رقم را تعداد صفر قرار خواهیم داد و واحد را نیز همان پیکوفاراد می‌گیریم . مقدار بدست آمده را می‌توان به واحدهای دیگر تبدیل نمود.
به عنوان مثال :
ظرفیت خازنی که روی آن نوشته شده۵۰۳ برابر است با ۵۰۰۰۰ پیکوفاراد= ۵۰ نانوفاراد = ۰۵/۰ میکروفاراد.
همچنین به مثال زیر توجه کنید:

_______________________________________________________________________________________________

4- آشنایی با سلف ها :

Self

سلف ( inductor ) یا سیم پیچ ( کویل Coil )، یک المان الکترونیکی است که در مقابل تغییرات جریان الکتریکی از خود مقاومت نشان می دهد. سلف دارای یک رسانا مانند سیم است که به صورت سیم پیچ درآمده است . هنگام عبور جریان از سلف ، انرژی به صورت میدان مغناطیسی موقت ذخیره می شود. در نتیجه سلف همانند خازن است با این تفاوت که خازن بار الکتریکی ( ناشی از میدان الکتریکی ) را در خود ذخیره می کند اما سلف شار الکتریکی ( ناشی از میدان مغناطیسی ) را در خود ذخیره می کند.

نتیجه : سلف و خازن هر دو از المان های ذخیره کننده انرژی در مدار هستند.

ظرفیت سلف بر حسب واحدی به نام هانری H بیان می شود. چون هانری واحد بزرگی است ، بیشتر از واحد های کوچکتر میکرو و میلی هانری استفاده می شود. سلف ها دارای انوع مختلفی هستند. بخش کمی از این سلف ها شبیه به مقاومت بوده و روش خواندن مقدار ظرفیت آن از روی کد های رنگی دقیقا شبه خواندن مقاومت است با این تفاوت که مقاومت بر حسب اهم است اما مقدار سلف در این روش بر حسب میکرو هانری uH بدست می آید.

Self2

_______________________________________________________________________________________________________________

5– آشنایی با دیود ها :

Diode

دیود ( Diode ) قطعه‌ای نیمه رسانا از جنس سیلیسیم یا ژرمانیم است که جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور می‌دهد و در جهت دیگر در مقابل عبور جریان از خود مقاومت بسیار بالایی نشان می‌دهد. مهمترین کاربرد دیود عبور دادن جریان در یک جهت و ممانعت در برابر عبور جریان در جهت مخالف است. در نتیجه می‌توان به دیود مثل یک شیر الکتریکی یک طرفه نگاه کرد. از این ویژگی دیود برای تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم استفاده می شود .

سیلیسیوم (Si) و ژرمانیوم (Ge) دو نیمه رسانای معروف هستند که هر کدام ۴ الکترون ظرفیت دارند. اگر آن ها را با عناصری که اتم‌هایشان ۵ الکترون ظرفیت دارند، نظیر ارسنیک (As) یا فسفر (P) ترکیب کنیم ، نیمه رسانای نوع n تولید می شود و اگر آن ها را با عناصری که اتم هایشان ۳ الکترون ظرفیت دارند ، نظیر بور (B) یا آلومینیوم (Al) ترکیب کنیم ، نیمه  رسانای نوع p تولید می شود. دیود در اثر اتصال یک نیمه رسانای نوع n به یک نیمه رسانای نوع p ( پیوند p-n) حاصل می شود .

diode1

بایاس کردن اتصال P–N : هرگاه به دو سر اتصال P–N ولتاژی اعمال کنیم گوییم آن را بایاس نموده ایم . بایاس کردن اتصال P–N به دو صورت مستقیم و معکوس انجام می گیرد .

بایاس مستقیم ( Forward Bias ) : اگر قطب مثبت منبع تغذیه را به نیمه هادی نوع P و قطب منفی منبع تغذیه را به نیمه هادی نوع N وصل کنیم ، دیود را در بایاس مستقیم یا موافق قرار داده ایم . در شکل زیر بایاس مستقیم دیود نمایش داده شده است .

diode2

از لحاظ الکتریکی یک دیود هنگامی جریان را از خود عبور می دهد که شما با برقرار کردن ولتاژ در جهت درست (+ به آند و – به کاتد) آنرا آماده به کار کنید. مقدار ولتاژی که باعث می‌شود تا دیود شروع به هدایت جریان الکتریکی نماید ولتاژ آستانه هدایت نامیده می‌شود که چیزی حدود ۰٫۶ تا ۰٫۷ ولت می‌باشد.

بایاس معکوس ( Reverse Bias ) : اگر قطب مثبت منبع تغذیه را به کریستال نوع N و قطب منفی آن را به کریستال نوع P متصل کنیم، دیود را در بایاس معکوس یا مخالف قرار داده ایم. در شکل زیر بایاس معکوس دیود نمایش داده شده است .

diode3

هنگامی که شما ولتاژ معکوس به دیود متصل می‌کنید (+ به کاتد و – به آند) جریانی از دیود عبور نمی‌کند ، مگر جریان بسیار کمی که به جریان نشتی معروف است که در حدود چند µA یا حتی کمتر می‌باشد. این مقدار جریان معمولآ در اغلب مدارهای الکترونیکی قابل صرفنظر کردن بوده و تأثیری در رفتار سایر المانهای مدار نمی‌گذارد.

نتیجه : در حالت ایده آل میتوان دیود را در حالت بایاس معکوس مدار باز ( قطع ) و در حالت بایاس مستقیم اتصال کوتاه ( وصل ) در نظر گرفت .

___________________________________________________________________________________________________

6- آشنایی با LED :

LED ها ظاهرا به شکل لامپ های کوچکی هستند که با برقراری جریان مستقیم در آنها ، نور تولید می کنند . ولی در واقع ساختار آنها شباهتی به لامپهای رشته ای ندارد.

LED

LED ها دو پایه دارند ، یکی منفی و یکی مثبت. پایه بلندتر مثبت است که باید به ولتاژ مثبت تر متصل شود تا LED روشن شود . در غیر این صورت روشن نخواهد شد .
LED ها از خانواده دیود ها هستند و چون با عبور جریان از آنها ، نور تولید می شود ، در مدارات الکترونیکی کاربرد زیادی دارند.
بعضی وقتها هدف مدار به نحوی روشن کردن LED ها می باشد ولی گاهی نقش آنها صرفا نمایش عبور جریان از یک شاخه است و معمولا برای روشن شدن کامل به حداقل ولتاژ ۳ ولت مستقیم احتیاج دارند.

LED2

نکته ۱ : هیچ گاه LED را بدون اینکه با یک مقاومت مناسب سری کرده باشید ، مستقیما به منبع ولتاژ وصل نکنید زیرا باعث کاهش طول عمر و سوختن آن میشود .

نکته ۲ : برای اینکه LED نوردهی مناسبی داشته باشد ، بهترین جریان گذرنده از آن ۲۰ میلی آمپر است و در این حالت بسته به منبع تغذیه ، افت ولتاژی که دو سر LED می افتد بین ۲٫۲ تا ۳ ولت میتواند باشد که ما مقدار این افت ولتاژ را ۲٫۵ ولت در نظر می گیریم .

بنابراین با در نظر گرفتن نکته فوق و از رابطه V=RI ( قانون اهم ) میتوان مقدار مقاومت مناسب را محاسبه کرد .

__________________________________________________________________________________________________






نوع مطلب :
برچسب ها :
لینک های مرتبط :

       نظرات
شنبه 10 تیر 1396
بهزاد عبدالرضایی
یکشنبه 15 مرداد 1396 11:43 ق.ظ
My brother recommended I may like this web site. He was once entirely right.
This put up actually made my day. You can not believe
simply how so much time I had spent for this information! Thanks!
جمعه 13 مرداد 1396 09:20 ب.ظ
My family every time say that I am wasting my time here at web, but I know I am getting experience all the time by reading such nice articles or reviews.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر