مقاله در مورد الکترونیک

بخشی از مقاله

پرکاربردترین قطعات مداری
: اینها قطعاتی هستند که چند کاربرد معمول دارند:
1) سوئیچ یا کلید: اولین کاربرد و ساده ترین کاربرد ترانزیستور می باشد به عنوان مثال وقتی یک تایمر می سازیم برای قسمت کلید مداری آن از ترانزیستور می توان استفاده کرد.
2) تقویت کننده : برای تقویت سیگنال ناشی از سنسورها یا تقویت سیگنال در گیرنده ها می توان از ترانزیستور استفاده نمود. مانند کاربرد در مدار رادیو یا ...

3) ایزولاتور یا جدا کننده: در مواردی که نمی خواهیم مدارمان مستقیما به مدار کنترلی متصل باشد می توان از ترانزیستور یا اپتوکوپلر(بعدا توضیح داده می شود) استفاده کرد. مثلا اگر مداری ساختیم که جریان بالایی می کشد (مانند موتور ها ) اگر این مدار را مستقیما به یک میکرو کنترلر متصل نماییم میکرو کنترلر دچار مشکلاتی شده و ممکن است بسوزد در این حالت نیز از ترانزیستور می توان استفاده نمود.

ترانزیستورهای خانواده BJT:
این ترانزیستورها همان ترانزیستورهای معمول هستند که به دو نوع npn و pnp تقسیم می شوند.
پر کاربرد ترین و عمومی ترین شماره های این گروه 2N2222 ,BC107 , C945 و ... هستند. از این ترانزسیتورها برای تقویت کننده ها استفاده می شود.

ترانزیستورهای خانواده FET:
این نوع ترانزیستورها بر خلاف نوع قبلی تلفات کمتری دارند ولی کلید زنی آنها به نسبت به نوع قبلی کمتر است.
این ترانزیستورها اکثرا در مداراتی که نیاز به کنترل مدارهای جریان بالا می باشد استفاده می شوند (مانند موتورهای الکتریکی بزرگ حتی بعضی از این ترانزیستورها قابلیت تحمل ولتاژ های بالاتر از 800 ولت و جریانهای 100 آمپر را دارند ) و در الکترونیک صنعتی کاربرد زیادی دارند.
خازنها

خازنها عناصر مداری هستند که به عنوان یک المان ذخیره کننده در مدار مورد استفاده قرار می گیرند.
همانطور که شاید خود شما هم بدانید در مدل بسیار ساده از دوصفحه رسانا تخت تشکیل شده که در بین آن یک ماده عایقی قرار دارد.

این مدل که برای خازن بیان کردم یک مدل کاملا ساده است و در عمل به اشکال مختلف وجود دارند به عنوان مثال در نوعی از خازن از ورقه های نازک رسانا که شبیه فویل می باشد استفاده شده و در بین آن نیز یک عایق که از نظر ظاهری شبیه چسب نواری می باشد قرار دارد. برای اینکه ابعاد آنرا کوچک نمایند آنرا به صورت لوله ای نموده اند.

خازنها انواع زیادی دارند که از آنها می توان به موارد زیر اشاره داشت:
خازن الکترولیتی – خازن عدسی – خازن متغییر – خازن پلی استر و ...
طریقه خواندن مقدار خازنها:
شرکتهای سازنده خازنها چند روش مختلف لرای نوشتن مشخصات محصولات خود پیش می گیرند:
1) در بسیاری از خازنها مانند الکترولیت مشخصات آنها بدون هیچ کد بندی نوشته شده و با خواندن آنها به مشخصات خازن می توان پی برد.
2) اما انواع دیگری هم هستند که میزان ظرفیت خازنی آنها با یک کد بندی خاصی بر روی آنها نوشته شده است. مانند خازنهای عدسی
در این خازنها عددی مانند 103 – 104 – 333 و... نوشته که عدد یکان تعداد صفرها بوده و دو رقم دهگان و صدگان نشان دهند عدد قبل صفر اند.
مثلا برای عدد 104 داریم 100000
و یا برای 333 داریم 33000
این عددی که بدست می آید بر اساس پیکوفاراد است.
یعنی 104 برابر 100000 پیکوفاراد یا 100 نانوفاراد می باشد.
پيلسوختي:
نوعي سلول الكتروشيميايي است كه انرژي شيميايي حاصل از واكنش را مستقيماً به انرژي الكتريكي تبديل مي‌کند . بدنه اصلي پيلسوختي از الكتروليت، الكترود آند و الكترود كاتد تشكيل شده است. پيل سوختي يك دستگاه تبديل انرژي است كه به لحاظ نظري تا زماني كه ماده

اكسيد كننده و سوخت در الكترودهاي آن تأمين شود قابليت توليد انرژي الكتريكي را دارد. البته در عمل استهلاك، خوردگي و بد عمل كردن اجزاي تشكيل دهنده، طول عمر پيل‌سوختي را كاهش مي‌دهد. در يك پيل‌سوختي، سوخت‌ به طور پيوسته به الكترود آند و اکسيژن به الكترود کاتد تزريق مي‌شود و واكنش‌هاي الكترو شيميايي در الكترودها انجام شده و با ايجاد پتانسيل الکتريکي جريان الكتريكي برقرار مي‌گردد.

تفاوت با باطری
اگرچه پيل‌سوختي اجزاء و ويژگيهاي مشابه يک باطري را دارد اما از بسياري جهات با آن متفاوت است. باطري يك وسيله ذخيره انرژي است و بيشترين انرژي قابل استحصال از آن به وسيله ميزان ماده شيميايي واكنش دهنده كه در خود باطري ذخيره شده است (عموماً در الكترودها) تعيين مي‌شود. چنانچه ماده واكنش دهنده در باطري كاملاً مصرف شود، توليد انرژي الكتريكي متوقف خواهد شد (باطري تخليه مي‌شود). در باطري هاي نسل دوم ماده واكنش دهنده با شارژ مجدد، دوباره احيا مي‌شود كه اين عمل مستلزم تأمين انرژي از يك منبع خارجي است. در اين حالت نيز انرژي الكتريكي ذخيره شده در باطري محدود و وابسته به ميزان ماده واكنش دهنده در آن خواهد بود در صورتی که در پیل سوختی این گونه نمی باشد.

مزاياي پيل سوختي:
۱- پيل سوختي آلودگي ناشي از سوزاندن سوختهاي فسيلي را حذف نموده و تنها محصول جانبي آن آب مي باشد.
۲- در صورتيكه هيدروژن مصرفي حاصل از الكترو ليز آب باشد نشر گازهاي گلخانه اي به صفر مي رسد.
۳- بدليل وابسته نبودن به سوختهاي فسيلي متداول نظير بنزين و نفت، وابستگي اقتصادي كشورهاي ناپايدار اقتصادي را حذف مي كند.

۴- با نصب پيلهاي سوختي نيروگاهي كوچك، شبكه غير متمركز نيرو گسترده مي گردد.
۵- پيل هاي سوختي راندمان بالاتري نسبت به سوختهاي فسيلي متداول نظير نفت و بنزين دارد.
۶- هيدروژن در هر مكاني از آب و برق توليد مي گردد. لذا پتانسيل توليد سوخت، غير متمركز خواهد شد.
۷- اكثر پيلهاي سوختي در مقايسه با موتورهاي متداول بسيار بي صدا هستند.
０- انتقال گرما از پيلهاي دما پايين بسيار كم مي باشد لذا آنها را براي كاربردهاي نظامي مناسب خواهد شد.
１- ۹- زمان عملكرد آنها از باتريهاي متداول بسيار طولاني تر است. فقط با دو برابر نمودن سوخت مصرفي مي توان زمان عملكرد را دو برابر نمود و نيازي به دو برابر كردن خود پيل نمي باشد.
۱۰- سوختگيري مجدد پيلهاي سوختي به راحتي امكان پذير مي باشد.
انواع آن:

PCF - DMFC - SOFC - ZAF - PEM می باشد که تفاوتشان در ساختار و مواد سازنده شان است و نامگذاریشان نیز بر این اساس است.
البته خیلی بیشتر از این می توان درباره این روش تولید برق صحبت کرد اما بیشتر از این برای خوانندهها کسل کننده خواهد بود.
تکنولوژی بارکد:
تکنولوژی بارکد یکی از تکنولوژی های پر کاربرد امروزی است که به اشتباه با تکنولوژی کارت خوان ها یکسان تصور می شود. بارکدها درموارد زیادی به کاربرده می شوند و اعداد یا کدهای اسکی یا اطلاعاتی را به مجموعه ای از اشکال يا نوارهاي سفيد وسياه تبدیل می کنند.
اینها اشکالی هستند که به راحتی توسط دستکاههای الکترونیکی قابل خواندن هستند این دستگاههای الکترونیکی که بار کدها را می خوانند اسکنر بارکد نام دارند و در اکثر کالاهایی که

تولید می شوند با نماد UPC یا EAN نام گذاری می شوند. خیلی از محصولات الکترونیکی دربرد مدارشان بارکدهایی را برای شناسایی دارند و بیشتر بسته بند ها بارکد دارند. عموما در بارکدها اطلاعات با نوارهایی با پهناهای مختلف کد می شوند. هنگام خواندن بارکدها معمولا یک سنسور نوری وجود دارد که بسته به سیگنال دریافتی ( سیاه یا سفید باشد) در خروجی صفر یا یک را

نتیجه می دهد. سیستمهای بارکدها می توانند با چندین روش رمزگشایی عمل کنند. هر روش رمز گشایی مانند یک زبان برای سیستم است و هر کدام نقاط قوت و ضعف خود را دارند.
برای کاربردهای عمومی زبان کد 128 معمولا بهترین انتخاب است. در این روش 128 کاراکتر اسکی را تعريف مي شود که کاملا قابل خواند هستند و اطمینان بالایی برای تشخیص آنها وجود دارد. اگر شما در حال ساخت یک سیستم با کاربرد عمومی هستید و نياز داريد كه فقط از اعداد و حروف کوچک شما استفاده كنيد از مي توانيد از کد 39 استفاده کنید. در هر حالت به غیر از روشهای ر

مز گشایی نیاز به پیکر بندی بارکد خوان هم می باشد.
در باركدها بعضي مواقع تيكهايي هم براي اطمينان بيشتر قرار داده مي شوند .تیکها کاراکترهایی هستند که در بارکد ها برای تضمین خواندن درست قرار داده شده اند. تیکها در بعضی بارکدها که مستعد خطاي بيشتري هستند ضروری است.

بارکدها را می توان با یک کامپیوتر عادی و با یک پرینتر لیزری چاپ کرد. شما فقط نیاز به یک برنامه مناسب برای ساخت و پرینت آن دارید. خواندن اطلاعات بارکد به روش های مختلفی انجام می شود. اگر شما مي خواهيد يك باركد خوان بسازيد باید دستگاهی بسازید که فقط بارکدها را با دقت را بالا بخواند. بارکد های تجاری که به کامپیوتر وصل می شوند معمولا می توانند کدهای اسکی را از طریق پورت سریال به کامپیوترارسال كنند. بارکد خوان معمولا قسمت براي اسكن نوارها دارد كه یک اسکنر بارکد لیزری است. شما حتما آنرا در فروشگاهها و مغازه ها دیده اید.


اگر شما می خواهید اطلاعات را پردازش کنید باید اطلاعاتی از نحوه دکد کردن بارکد ها داشته باشید. براي درك نحوه دكد كردن باركدها شما خود را در داخل دستگاه فرض منيد. شما باید منتظر اولین نوار مشکی باشید. هنگامی که شما اولین نوار مشکی را دیده شد ساعت یا کلاک داخلی ری ست می شود به مقدار عدد صفر و كلاك شروع مي شود. سپس منتظر می شوید تا نوار

سفید برسد.به محض رسيدن نوار سفيد ما می توانیم زمان را بخوانیم و آنرا متباسب با طول نوار مشکی یادداشت کنیم . هنگامی که ما از سفید به سیاه می رویم دوباره زمان را می خوانیم و پهنای نوار را یادداشت می کنیم. ما این کار را تا آخرین نوار انجام می دهیم. بعد از این ما اطلاعات کد شده را دکد می کنیم و نتایج به همين روش بدست می آید.
ْْGPS
GPS یا سیستم موقعیت یاب جهانی یک سیستم تعيين موقعیت است که اساس كارش بر پايه سيگنالهاي ماهواره هایی است که به دور زمین می گردند. انواع مختلی از آنها در رنجهای مختلف و با کار ایی های مختلف در بازار موجود است. حساسیت GPS و در یافت اطلاعات از ماهواره یک موضوع پیچیده است. کار GPS این است که سیگنالهایی که از ماهواره های مختلف می رسد را پردازش کند و زمان دقیق رسیدن هر کدام از سیگنالها را بدست آورد اين سيگنالها هر کدام از

مجموعه رشته ای از کدها هستند. زمان دريافت این کدها با استفاده از ساعت درونی GPS ها محاسبه می شود . شدت موج امواج ماکرو ویوی که برای این GPS ها استفاده می شوند در قوي ترين حالت خیلی کم است . یک سیگنال در حالت معمول تقریبا داراي شدت 130- تا 140- مي باشد. GPS با مقایسه سیگنال دریافتی با سیگنال درونی سیگنال اصلی را از نویز تشخیص می دهد. هنگامی که سیگنال در یافت می شود و دکد می شود نیاز به يكسري محاسبات هندسی

براي محاسبه موقعیت است. به طور خیلی ساده میتوان این گونه بیان کرد که محاسبات شامل محاسبه زمان رسیدن سیگتالها از سه ماهواره با موقعیت مشخص برای محاسبه دو بعدی مکان و همچنين براي محاسبه سه بعدي مكان محاسبه زمان رسيدن سيگنال از چهار ماهواره لازم می باشد. GPS با استفاده از مدت زمان رسیدن سیگنال فاصله ماهواره تا موقعیت مورد نظر را محاسبه می کند.


اخيرا کمپانی های سازنده بر روش مکان یابی E-911 برای تلفن های سلولی متمرکز شده اند که این نیازمند این است که اپراتوهای سیستمهای تلفنهاي سلولی (موبايل ها) قادر به شناسایی موقعیت یک تلفن با دقت بالا واطمینان بالا باشند.بنابراین بهبود حساسیت GPS یک موضوع مهم است. اخیرا GPS ها یک کانال مجزا برای پردازش سیگنالها دارند که بین سیگنالهای ماهواره های مختلف سوئیچ می کند و موقعیت دقیق را به ما می دهد. اگر یک ماهواره برای لحظه ای ازدید GPS خارج شود و GPS در این موقع در حال دریافت سیگنالها باشد اطلاعات محل را از دست می دهد و دوباره به دنبال سیگنال می گردد. GPS های کنونی کانالهای پردازشی چندگانه دارند بنابراین آنها می توانند اطلاعات را از چند ماهواره دریافت و پردازش کنند و معمولا اطلاعاتی بدست می آورند که بیشتر از مقدار مورد انتظار با توجه به تعداد ماهواره ها است .
مقاومت پتانسیومتر:

مقاومت متغییری هستند که با چرخاند یک مفتول یا یک پیچ مقاومتشان تغییر می کند و دارای اندازه های مختلف و شکلهای مختلف هستند.
مقاومتهای ARRAY :
این گروه مقاومتهایی هسند که در تعداد 8 تایی 10 تایی و یا ... در یک بسته قرار داده شده اند و بعضی آنها تما مقاومتها از یک سر به هم وصل هستند
مقاومتهای Multi Turn:
این گروه از مقاومتهای متغییر با دقت بالا هستندبرای تغییر در مقدار مقاومت باید بیشتر از مقاومتهای پتانسیومتر چرخانده شوند پس دارای دقت بالاتری هستند.کاربرد این مقاومتها در فرستنده های رادیویی است. این گروه با همین نام در بازار به فروش می رسند. نمایش عدد بر روی ان گروه با رنگ نمی باشد و به صورت 103 104

و ... است که 103 به معنی 10000 و 104 به معنی 100000 است.
الکترونیک از صفر << مقاومت >>
مقاومتها :
پایه ای ترین و پرکاربرد ترین عنصری که در مدارت الکترونیکی استفاده می شود مقاومت است به جرات می توان گفت که در همه مدارهای الکترونیکی وجودش الزامی است .
همانطور که شاید خودتان هم بدانید رابطه ای که بین مقاومتR – ولتاژ V – و جریان I در مقاومت برقرار است به صورت زیر می باشد:
V/I = R

این رابطه به رابطه اهم مشهور می باشد.
موارد کاربرد های مقاومت ها در مدارات الکترونیکی :
1. تقسیم پتانسیل : یعنی بوسیله دو یا چند مقاومت می توان یک ولتاژ را به ولتاژهای کوچکتری تقسیم کرد. مثلا می توان یک ولتاژ 5 ولتی را به دو ولتاژ2 و3 ولتی تقسیم کرد یا به یک ولتاژ 3 ولتی و یک ولتاژ 2 ولتی یا دو ولتاژ 2 ولتی و یک 1 ولتی و...
2. جلوگیری از سوختن قطعات ایجاد و اتصال کوتاه در مدار: اگر دو سر یک دیود نورانی را مستقیما به منبع وصل کنیم به خاطر اینکه دیود مقاومت کمی در حدود صفر دارد ممکن است جریان بالایی از دیود بگذرد و دیود بسوزد. ویا اگر دو سر یک منبع ولتاژ را بدون قرار دادن مقاومتی به هم وصل کنیم مدار اتصال کوتاه شده جریان بالا می رود و حتی ممکن است منبع ولتاژمان بسوزد ولی با قرار دادن یک مقاومت سری می توان از این حالت جلوگیری کرد.

3. تنظیم میزان تقویت در تقویت کننده ها: در مدارات تقویت کننده معمولا مقاومت متغییری در مدار قرار داده می شود که بوسیله آن می توان میزان تقویت کنندگی مدار را تغییر داد.
(در مورد موارد ذکر شده بالا در جای خود به صورت کاملتری توضیح داده خواهد شد.)
طریقه خواندن رنگهای مقاومتها :
(10 به توان عدد مربوط به رنگ سوم) *]عدد مربوط به رنگ دوم + (عدد مربوط به رنگ اول *10)[
رنگهای مقاومت:
سیاه ................ 0
قهوه ای ........... 1
قرمز .............. 2
نارنجی .......... .3
زرد ............... 4
سبز ............... 5
آبی ............... 6
بنفش .............. 7
سفید .............. 8

آیا آلن مک ورث را می شناسید؟
این دانشمند اولین کسی بود که ایده برگزاری مسابقات رباتیک را در مقاله ای تحت عنوان on the seeing robots مطرح نمود که مورد استقبال قرار گرفت و اکنون مسابقات داخل کشوری و خارج کشوری مرهون ایده این پروفسسور است.

اما در باره پروفسسورAlan Mackworth :
پروفسسورAlan Mackworth عضو دپارتمان علوم کامپیوتری دانشگاه برتیش کلمبیا و طراح لابراتوری مسابقات هوش مصنوعی است.
سایتی در باره آموزش هوش مصنوعی:http://www.cs.ubc.ca/labs/lci/CIspace /
email : mack@cs.ubc.ca
برنامه proteu
. این برنامه بسیار جالب و پرکابرد است و در عین حال که یک برنامه حرفه ای است می تواند به آموزش الکترونیک نیز کمک شایانی کند . چون کاربر می تواند بدون این که مدارات را به صورت واقعی بسازد در کامپیوتر آنها را شبه سازی کند و نتایج را ببیند و با تغییر بعضی پارامترها تغییرات خروجی را مشاهده کند. این برنامه مخصوصا برای کسانی که در زمینه ساخت پروژه های عملی الکترونیکی و رباتیکی فعال هستند بسیار مفید خواهد بود.(پیشنهاد می کنم حتما یک نسخه را تهیه کنید