دانلود مقاله الکترونیک

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. 

ترانزیستور های 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 ترانزیستور ها 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.

خازن ها 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.

 پیل‌ سوختی:

 نوعی سلول الکتروشیمیایی است که انرژی شیمیایی حاصل از واکنش را مستقیماً به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند .  بدنه اصلی پیل‌سوختی از الکترولیت، الکترود آند و الکترود کاتد تشکیل شده است. پیل سوختی یک دستگاه تبدیل انرژی است که به لحاظ نظری تا زمانی که ماده اکسید کننده و سوخت در الکترودهای آن تأمین شود قابلیت تولید انرژی الکتریکی را دارد.

البته در عمل استهلاک، خوردگی و بد عمل کردن اجزای تشکیل دهنده، طول عمر پیل‌سوختی را کاهش می‌دهد.

در یک پیل‌سوختی، سوخت‌ به طور پیوسته به الکترود آند و اکسیژن به الکترود کاتد تزریق می‌شود و واکنش‌های الکترو شیمیایی در الکترودها انجام شده و با ایجاد پتانسیل الکتریکی جریان الکتریکی برقرار می‌گردد.

تفاوت با باطری

 اگرچه پیل‌سوختی اجزاء و ویژگیهای مشابه یک باطری را دارد اما از بسیاری جهات با آن متفاوت است.

باطری یک وسیله ذخیره انرژی است و بیشترین انرژی قابل استحصال از آن به وسیله میزان ماده شیمیایی واکنش دهنده که در خود باطری ذخیره شده است (عموماً در الکترودها) تعیین می‌شود.

چنانچه ماده واکنش دهنده در باطری کاملاً مصرف شود، تولید انرژی الکتریکی متوقف خواهد شد (باطری تخلیه می‌شود).

در باطری های نسل دوم ماده واکنش دهنده با شارژ مجدد، دوباره احیا می‌شود که این عمل مستلزم تأمین انرژی از یک منبع خارجی است.

در این حالت نیز انرژی الکتریکی ذخیره شده در باطری محدود و وابسته به میزان ماده واکنش دهنده در آن خواهد بود  در صورتی که در پیل سوختی این گونه نمی باشد.

 مزایای پیل سوختی:

۱- پیل سوختی آلودگی ناشی از سوزاندن سوختهای فسیلی را حذف نموده و تنها محصول جانبی آن آب می باشد.

۲- در صورتیکه هیدروژن مصرفی حاصل از الکترو لیز آب باشد نشر گازهای گلخانه ای به صفر می رسد.

۳- بدلیل وابسته نبودن به سوختهای فسیلی متداول نظیر بنزین و نفت، وابستگی اقتصادی کشورهای ناپایدار اقتصادی را حذف می کند.

۴-  با نصب پیلهای سوختی نیروگاهی کوچک، شبکه غیر متمرکز نیرو گسترده می گردد.

۵-  پیل های سوختی راندمان بالاتری نسبت به سوخت های فسیلی متداول نظیر نفت و بنزین دارد.

۶- هیدروژن در هر مکانی از آب و برق تولید می گردد.

لذا پتانسیل تولید سوخت، غیر متمرکز خواهد شد.

۷- اکثر پیلهای سوختی در مقایسه با موتورهای متداول بسیار بی صدا هستند.

انتقال گرما از پیلهای دما پایین بسیار کم می باشد لذا آنها را برای کاربردهای نظامی مناسب خواهد شد.

۹- زمان عملکرد آنها از باتریهای متداول بسیار طولانی تر است.

فقط با دو برابر نمودن سوخت مصرفی می توان زمان عملکرد را دو برابر نمود و نیازی به دو برابر کردن خود پیل نمی باشد.

۱۰- سوختگیری مجدد پیلهای سوختی به راحتی امکان پذیر می 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 یا نوارهای سفید وسیاه  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 تعریف می 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 نیاز دارید که فقط از اعداد و حروف کوچک شما استفاده کنید از می توانید از کد 39 استفاده کنید.

در هر حالت به غیر از روشهای رمز گشایی  نیاز به پیکر بندی بارکد خوان هم می باشد.

در بارکدها بعضی مواقع تیکهایی هم برای اطمینان بیشتر قرار داده می شوند .تیکها کاراکترهایی هستند که در بارکد ها برای تضمین خواندن درست قرار داده شده اند.

تیکها در بعضی بارکدها که مستعد خطای بیشتری 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 می خواهید یک بارکد خوان بسازید  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 کنند.

بارکد خوان معمولا قسمت برای اسکن نوارها دارد که  یک اسکنر بارکد لیزری است.

شما حتما آنرا در فروشگاهها و مغازه ها دیده اید.

اگر شما می خواهید یک بارکد خوان بسازید باید دستگاهی بسازید که فقط بارکدها را با دقت را بالا بخواند.

بارکد خوان معمولا قسمت برای اسکن نوارها دارد که 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.

برای درک نحوه دکد کردن بارکدها شما خود را در داخل دستگاه فرض منید.

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 کلاک شروع می شود.

سپس منتظر می شوید تا نوار سفید برسد.به محض رسیدن نوار سفید 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 همین روش بدست می آید.

ْْGPS GPS یا سیستم موقعیت یاب جهانی یک سیستم تعیین موقعیت است که اساس کارش بر پایه سیگنالهای 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 این سیگنالها هر کدام از مجموعه رشته ای از کدها هستند.

زمان دریافت 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 قوی ترین حالت خیلی کم است .

یک سیگنال در حالت معمول تقریبا دارای شدت 130- تا 140- می 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 یکسری محاسبات هندسی برای 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 همچنین برای محاسبه سه بعدی مکان محاسبه زمان رسیدن سیگنال از چهار ماهواره لازم می باشد.

GPS با استفاده از مدت زمان رسیدن سیگنال فاصله ماهواره تا موقعیت مورد نظر را محاسبه می کند.

اخیرا کمپانی های سازنده بر روش مکان یابی E-911 برای تلفن های سلولی متمرکز شده اند که این نیازمند این است که اپراتوهای سیستمهای تلفنهای سلولی (موبایل 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