سنسور های مادون قرمز

اساس کار سنسور های مادون قرمز بر فرستادن یک موج(نور نامرئی) مادون قرمز و دریافت کردن (یا نکردن) همان نور است.

هر چه سنسور گیرنده مادون قرمز ، نور بیشتری دریافت کند ولتاژ خروجی آن کمتر می شود. پس هنگامی که نور مادون قرمز از سمت فرستنده به گیرنده برسد ولتاژ نزدیک به صفر می شود و هنگامی که نوری به گیرنده نرسد ولتاژ نزدیک به 5 می شود. نحوه اتصال این سنسور ها در مدار مانند شکل زیر است.

در شکل بالا  D1 گیرنده و D2 فرستنده است.

همچنین R2 یک مقاومت با مقداری بین 2.2K تا 3.7K اهم است . میزان این مقاومت در حساسیت گیرنده تاثیر می گذارد. هرچه مقاومت بیشتر باشد حساسیت بالاتر می رود.

شکل ظاهری این سنسور ها شبیه LED ها است!

با توجه به شکل بالا می بینید که فرستنده و گیرنده برعکس هم بسته می شوند، یعنی سر منفی فرستنده و سر مثبت گیرنده به منفی باتری وصل می شوند. در واقع فرستنده مثل یک LED معمولی است و در جهت معمولی هم بسته می شود با این تفاوت که به جای نور مرئی، نور مادون قرمز می تاباند. ولی گیرنده مثل یک کلید حساس عمل می کند و بر خلاف جهت معمولی بسته می شود.

نکته قابل توجه این است که خروجی مدار هر مقداری بین 0 تا 5 می تواند باشد. یعنی دیجیتال نیست و بسته به این که گیرنده چه مقدار نور دریافت کند مقدار خروجی متفاوت است. در اصطلاح خروجی آنالوگ است.

این مدار را در کلاس خواهیم بست ان شاء الله...

این هم 2 تا عکس جهت روشن شدن مخهای عزیزان!:(راستی فرستنده و چپی گیرنده)

:

منبع: http://nojoom-world.blogfa.com

اسیلوسکوپ یا با اختصار اسکوپ ( Osilloscope or scope) تجهیز اندازه‏گیری است که برای نمایش سینگال ولتاژ و اندازه گیری آن استفاده میشود .معمولا اسیلوسکوپ به صورت دوبعدی با دو محور زمان (افقی) و ولتاژ (عمودی ) طراحی گردیده اند ، کمیتهای دیگری که به شکل سینگنال مربوط هستند میتوانند به همین صورت نمایش داده شوند. همچنین اسیلوسکوپ رویدادهائی که تکرار میشوند و یا با تغییرات کمی تکرار میشوند را میتواند نمایش دهد .از اسیلوسکوپ در علوم مختلف ، طب ، مهندسی ، ارتباطات و صنعت به عنوان یکدستگاه چند منظوره.برای مثال میتوان از این ابزار دقیق در آنالیز سیستم جرقه زن اتومبیل یا در شکل موج ضربان قلب که به الکتروکاردیاگرام موسوم است استفاده کرد.از فاکتورهای مهم در انتخاب اسیلوسکوپ پهنای باند میباشد که میزانی برای تعیین رنج فرکانسی که میتواند نمایش دهد است برای مثال در صورتی که اسیلوسکوپ مورد نظر ما برای نمایش پالسی با زمان یک نانو ثانیه باشد پهنای باند بایستی 350 مگاهرتر در نظر گرفته شود .در نمونه های دیجتال اسیلوسکوپ نرخ نمونه برداری پیوسته بایستی ده برابر بیشترین فرکانس مورد نظر باشد برای مثال نرخ 20 مگاسمپل بر ثانیه برای اندازه گیری دو مگاهرتر مناسب است

منبع: http://abzaran.com

استپ موتور یا استپر موتور یا موتور پله ای ، موتوهای بدون ذغال یا براشلس و سنکرونی هستند که با داشتن قطبهای دندانه ای در روتور خود در هر گردش کامل استپ های یا پله هائی با زاویه مشخص طی میکند.به عبارت دیگر یک استپ موتور وسیله ای الکتریکی است که چرخش زاویه ای گسسته یا پله ای دارد و هر پالس فرستاده شده به موتور سبب حرکت محور موتور تا زاویه ای معین می شود که این زاویه ، زاویه استپینگ (Stepping Angle) نامیده می شود.

مشخصه بارز استپ موتورها عدم نیاز به فیدبک سنسورهای موقعیت یا سرعت برای کنترل موقعیت و یا سرعت موتور میباشند یا به تعبیری دیگر درارای مدار باز کنترل یا Open loop هستند . استپ موتورهای به سه دسته کلی تقسیم میگردند .

1 - موتور پله ای با رلوکتانس متغیر یا Variable Reluctance Stepper که به نوعی ساده ترین ساختار را دارد و از یک روتوری با جنس آهن نرم دندانه ای و یک استاتور سیم پیچی شده تشکیل شده است که با عبور جریان DC از سیم پیچها قطبهای دندانه ای به ترتیب خاصیت مغناطیسی پیدا میکنند و گردش زاویه در هنگام جذب رخ میدهد .

2 - موتور پله ای آهن ربای دائمی یا Permanent magnet step motors که با استفاده از آهنربای دائمی در رتور و جاذبه و دافعه با سیم پیچ استاتور کار میکند و از قیمت و رزولوشن یا زاویه گردشی کمی برخوردار است (به طور معمول بین 7.5 تا 15 درجه یا 48 تا 24 استپ) . توجه کنید در استپ موتور آهن ربای دمائی یا PM دیگر روتور دندانه ای نیست همچینن این نمونه استپ موتور خصوصیات گشتاوری بهتری نسبت به استپ موتور رلوکتانس متغیر از خود نشان میدهد

3 - موتور پله ای مختلط یا Hybrid step motor که نسبت به دو مدل قبل کاملتر و گرانتر میباشد و میتواند از 3.6 تا 0.9 درجه یا 100 تا 400 استپ در هر دور دقت داشته باشد و بهترین خواص استپ موتور رلوکتانسی و آهنربای دائمی را وام گرفته است یعنی دندانه دار شبیه به استپ موتور رلوکتانسی و خاصیت مغناطیسی محوری و متمرکز حول شافت نظیر استپ موتور با آهنربای دائمی .که باعث داشتن گشتاور نگهدارنده و حرکت دهند? با خواص بهتر نسبت به دو استپ موتور دیگر میشود .

با توجه به ماهیت عملکرد استپ موتورهای میتوان طراحی های خاص دیگری برای کاربردهای متفاوت داشت برای مثال استپ موتور با دیسک مغناطیسی که از مزیت اینرسی راه اندازی اولیه کم و بهینه شده مسیر میدان مغناطیسی بهره برده است و در بعضی کاربردهای خاص استفاده میشود .

در زیر به برخی مزایا و معاب استپ موتورها اشاره گردیده است .

مزایای استپ موتور
1.زاویه چرخش موتور مناسب با پالس ورودی است
2. موتور حتی در حالت بدون حرکت گشتاور کامل خود را دارد ( به شرط عبور جریان از سیم پیج)
3.موقعیت دقیق و تکرار پذیری حرکت با دقت حدود 3 تا 5 درصد یک استپ
4.پاسخ عالی به شروع حرکت ، توقف و حرکت در جهت عکس
5. قابلیت اطمینان و عمر بالا بخاطر بدون ذغال بودن موتور
6. عدم نیاز به مدار بسته و ارزان بودن کنترل
7.امکان پذیر بودن رسیدن به سرعت بسیار پائین با باری که مستقیم به شافت کوپل شده است
8. با توجه به تناسب پالس ورودی و فرکانس رنج قابل توجهی از سرعت موتور قابل دسترسی است

معایب استپ موتور
1. امکان بوجود آمدن رزونانس در صورت عدم کنترل صحیح
2.در سرعتهای بسیار بالا عملکرد خوبی ندارد

انکودر حسگری است که به محور چرخ، چرخ دنده یا موتور وصل می شود و میتواند میزان چرخش را اندازه گیری کند با اندازه گیری میزان چرخش می توانید جا به جایی، سرعت، شتاب یا زاویه چرخشی را تعیین کنید.
معمولا انکودرها از نوع نوری می باشند و یک فرستنده و یک گیرنده مادون قرمز در دو سمت یک جسم مکانیکی چرخنده (دیسک شیاردار) قرار می گیرند و پالسهای الکتریکی تولید میکنند.
به عبارت دیگر می توان گفت زمانی نور ارسالی توسط فرستنده از شیارهای چرخنده عبور می کند توسط گیرنده دریافت می گردد و مقدار ولتاژ خروجی یک میشود و زمانی که نور ارسالی به پره ها برخورد می کند توسط گیرنده دریافت نمی شود و مقدار ولتاژ خروجی از گیرنده صفر می گردد به این ترتیب پالسهای الکتریکی تولید می شود.

انکودرها سه دسته اند:
1. انکودر نسبی: یه این صورت که یک گیرنده و فرستنده مادون قرمز در دو طرف چرخ شیار دار قرار میگیرد. در این نوع از انکودرها صرفا موقعیت نسبی جسم چرخنده نسبت به موقعیت اولیه اندازه گیری می شود و نمی توان جهت چرخش را مشخص کرد.

2. انکودر افزایشی: در این نوع انکودرها از دو فرستنده و گیرنده مادون قرمز در دو طرف چرخ شیاردار با فاصله مشخص استفاده میشود بنابراین با چرخش چرخ ما دو پالس خروجی داریم که با یکدیگر اختلاف فاز دارند و براساس آن میتوان جهت چرخش را نیز مشخص نمود.

3.انکودر مطلق: در انکودرهای مطلق از یک صفحه شفاف استفاده میشود که بخشهای خاصی از آن سیاه شده اند واز چندین فرستنده گیرنده (به طور مثال 8 جفت) استفاده می شود. در هر لحظه تعدادی از این گیرنده ها صفر و برخی یک را نشان میدهد بدین ترتیب یک عدد باینری میدهد که زاویه بین صفر تا 360 درجه را میتوان محاسبه کرد.

منبع: http://www.metaroclub.com

__________________

اکچوئیتور یا عمل کننده در یک لوپ کنترلی به صورت ساده به ابزار اطلاق میشود که یکی از صورتهای انرژی را به حرکت از نوع دورانی یا طولی تبدیل میکند و باعث اعمال نیرو میشود به عبارت دیگر اکچوئیتور تجهیز الکتریکی یا پنوماتیکی یا هیدرولیکی یا دستی است که انرژی را تبدیل به حرکت دورانی یا طولی میکند.

در کنترل ولو یا شیر کنترل شما برای به حرکت در آوردن ساقه ولو و باز و بسته کردن آن به صورت خودکار و از راه دور از طریق یک لوپ کنترل نیاز به یکی از انواع این عمل کننده ها خواهیم داشت . برای نمونه رایجترین نوع عمل کننده یا اکچوئیتور پنوماتیک و از نوع دیافراگمی است که از قدیمی ترین ، ساده ترین و ایمن ترین نمونه های اکچوئیتور بوده و انرژی پنوماتیک ناشی از پالس هوائی که معمولا 3 تا 15 psi است را با هدایت پشت دیافراگم به حرکت طولی برای باز و بسته کردن گلاب ولو یا شیرهائی با این مکانیزم تبدیل میکند.

از دیگر نمونه های عمل کنندهای پنوماتیکی میتوان به مدلهای روتاری یا گردنده برای کنترل ولوهائی با محور گردنده برای مثال شیر پروانه ای یا توپی نام برد . عمل کننده های پیستونی نیوماتیکی نیز گونه از از عمل کنند های پنوماتیکی مشابه به دیافراگمی میباشند .

در نمونه های دیگر شاهد استفاده از عمل کننده های الکتریکی و موتوری هستیم که با برق مستقیم یا متناوب تک فاز یا سه فاز و به کمک جعبه دنده طراحی شده انرژی الکتریکی را به دورانی با گشتاور متناسب و تحت زاویه ای که برای باز و بسته کردن ولو نیاز میباشد تبدیل میکند . عمل کننده های الکتریکی بسته به فیدبکی که از وضعیت باز وبسته بودن ولو میگیرند و مکانیزم طراحی میتوانند حالت های باز یا بست? تنها یا شرایط بینابین آن مورد استفاده قرار گیرند .در نمونه های باز و بسته از دو لیمیت سوئیچ برای کنترل موقعیت باز و بسته و جلوگیری از فشار بیش از حد به ولو استفاده میکنند و در نمونه های تدریجی از فیدبکی که از یک پوزیشنر پتانسیومتری میگرند میتوانند کنترل صحیحی بر موقعیت والو داشته باشند .

منبع: http://abzaran.com