الکترونیک و روبوتیک

پرویز جبه‌دار مارالانی متولد سال ۱۳۲۰ در تبریز به عنوان یکی از چهره‌های شاخص مهندسی برق در ایران شناخته می‌شود. وی تحصیلات کارشناسی خود را در سال۱۳۴۲ در دانشکده فنی دانشگاه تهران با کسب رتبه اول در رشته الکترومکانیک به پایان رساند. پس از آن با کسب بورس تحصیلی، تحصیلات خود را در دانشگاه کالیفرنیا-برکلی تا مقطع دکترا ادامه داد. سپس در آزمایشگاه‌های بل مشغول به کار شد که پس از مدتی ترجیح داد به ایران برگردد و به عنوان استاد دانشکده فنی دانشگاه تهران به کار مشغول شود.
پرویز جبه‌دار چندین کتاب در زمینه مهندسی برق تالیف کرده‌است که از اکثر آن‌ها (به خصوص کتاب مدارهای الکتریکی، دو جلد) در دانشکده‌های مهندسی برق ایران به عنوان مرجع استفاده می‌شود. همچنین دو عدد از این کتب («روش‌های کامپیوتری طرح و تحلیل مدار» و «سیستم‌های کنترل نوین»در سال‌ها ۱۳۶۷و ۱۳۷۰ به عنوان کتاب سال جمهوری اسلامی معرفی گشته‌است.
وی به عنوان استاد ممتاز و نمونه دانشگاه تهران و به عنوان اولین چهره ماندگار در رشته مهندسی برق نیز انتخاب شده است.
او عضو فرهنگستان علوم ایران، شورای انتشارات دانشگاه تهران، هیأت مدیره انجمن مهندسان برق و الکترونیک ایران، کمیته مهندسی برق شورایعالی برنامه ریزی و سرپرست کمیته علمی رشته مهندسی برق، المپیاد علمی دانشجویی و...نیز بوده‌است.

بیوگرافی از سایت دانشکده فنی

گفتگوی روزنامه جام جم با دکتر جبه دار

ادامه مطلب

Gabriel M. Rebeiz گابریل M. Rebeiz

University of Michigan دانشگاه میشیگان
Radiation Laboratory تابش آزمایشگاه
1301 Beal Avenue مصب خیابان یدلایمخیرات 1301
Room 3238 EECS اتاق 3238 EECS
Ann Arbor, MI 48109-2122 ان محور ، سکته 48109-2122
Tel: (734) 647-1793 تلفن : (734) 647-1793
Fax: (734) 647-2106 فکس : (734) 647-2106
Email: rebeiz@umich.edu پست الکترونیکی : rebeiz@umich.edu

 

 

نسخه انگلیسی 

AREAS OF EXPERTISE:

 

Professor of Electrical Engineering and Computer Science
Co-Director of the Telecom. Integrated Circuits and Systems (TICS) Lab

Gabriel M. Rebeiz (Fellow, IEEE) earned his Ph.D. degree in electrical engineering from the California Institute of Technology, Pasadena, in June 1988. In September 1988, he joined the faculty of the University of Michigan and was promoted to Full Professor in 1998. Prof. Rebeiz research interests are in micromachining/MEMS for microwave applications (MEMS switches, varactors, phase shifters, and filters), the design of RF/microwave/millimeter-wave systems (transceivers for telecommunications and radars), and related front-end analog electronic circuits (mixers, multipliers, oscillators, amplifiers, filters, tunable matching networks, modulators, receiver modules, and subsystems, etc.), active and passive sensor systems, planar antennas and phased arrays, microwave filters and passive components, monopulse tracking systems and radars, and collision avoidance systems for automotive applications.

Prof. Rebeiz leads a group of 8 Ph.D. students (all with M.S.) with a focus on RF-MEMS and novel telecommunication and radar front-end technology and sub-system design.

 

---

نسخه فارسی

ادامه مطلب

این پست رو واسه دوستان عزیزی گذاشتم که دنبال جدول دروس کارشناسی ناپیوسته الکترونیک بودند.چون خودم به هزار بدبختی تونستم همین یه برگه رو توی اینترنت گیر بیارم نخواستم دیگه کسی اینقدر دچار زحمت بشه!!!

نا گفته نمونه خودم این فایل pdf رو از سایت دانشگاه آزاد سبزوار دانلود کردم و حجم زیادی هم نداره.دفترچه کاردانی به کارشناسی دانشگاه آزاد سال 88 دیگه باید همین روزها بیاد.حواستون باشه دیر نجنبید.یادتون باشه شما با هر مدرکی که توی کاردانی اخذ کردین می تونید توی یه رشته حتی متفاوت شرکت کنید.فقط زحمتش اینه که باید تا موقع آزمون کاردانی به کارشناسی باید دروس تخصصی امتحانی اون رشته رو بخونید.

جدول دروس کارشناسی ناپیوسته دانشگاه آزاد

فراخوان دومين دوره

مسابقات ملي روباتيك خوارزمي

وزارت علوم تحقيقات و فناوري- سازمان پژوهش‌هاي علمي و صنعتي ايران، به منظور ارج نهادن به تلاش‌هاي ارزشمند پژوهشگران، فناوران و نوآوران جوان كشور (متقاضيان زير سي سال)، در نظر دارد دومين دوره مسابقات ملي روباتيك خوارزمي را در قالب يازدهمين جشنواره جوان خوارزمي برگزار نمايد.

گفتني است اين جشنواره با حضور معاون اول رياست جمهوريف مسئولان مملكتي، اساتيد و انديشمندان داخلي در هفته پژوهش (25 آذر ماه 1388) برگزار مي گردد.

 با توجه به اينكه ثبت نام اين دوره از مسابقات از طريق سيستم مكانيزه انجام مي‌شود، متقاضيان مي‌توانند به منظور كسب اطلاعات در خصوص نحوه ثبت نام در اين دوره از مسابقات به نشاني پايگاه اطلاع رساني http://www.robotic.khwarizmi.ir مراجعه نمايند.

لازم به ذكر است مهلت ثبت نام و ارسال مدارك تا نيمه شهريور ماه 1388 تمديد گرديده است.

زبان‌هاي توصيف سخت‌افزار يكي از مهمترين ابزار‌هاي مدرن طراحي سخت‌افزار‌ها مي‌باشد كه كاربرد آنها در صنعت رو به افزايش ‌است به طوري كه امروزه عضو جدا نشدني فرايند طراحي تا پياده سازي سخت‌افزار‌هاي مدرن به شمار مي‌روند. با توجه به اينكه زبان‌هاي توصيف سخت‌افزار يكي از مهمترين ابزار‌هاي توسعه جنبش سخت‌افزار آزاد به شمار مي‌روند توی این پست براتون چند دستور و تعریف مختصری ازVHDL رو گذاشتم برای دانلود.امیدوارم براتون مفید باشه

برای دانلود کلیک کنید

رمز:www.roboy.blogfa.com

توی این پست واستون فیلم فینال مسابقات روبوکاپ 2007 آلمان رو گذاشتم.با اینکه فیلم برای 2 سال پیشه ولی اگه اون رو ندیدین حتما پیشنهاد میکنم دانلود کنید و ببینید.

درسته که تیم nimbro (آلمان) قهرمان شد ولی اگه خودتون هم فیلم رو ببینید با من هم نظرید که تیم ژاپن خیلی بیشتر لیاقت قهرمانی رو داشت.به نظر من تیم آلمانی فقط از لحاظ ابعاد و ریکاوری به تیم ژاپن برتری داشت.

به هر حال می تونید فیلم رو ببینید و از حرکات جالب تقریبا هوشمندانه روبات ها لذت ببرید.اگر سوالی داشتید حتما در قسمت نظرات وارد کنید یا به ما ایمیل کنید.حتما جواب میدیم.

 

دانلود فایل برای موبایل

۱۵MB

 

رمز:www.roboy.blogfa.com

 

 Spice چيست؟

سالهاست كه مهندسين برق و الكترونيك براي تحليل و شبيه سازي مدارهاي الكتريكي از كامپيوتر استفاده مي كنند. برنامه هاي  شبيه سازي مدارهاي الكتريكي Spice ناميده شدند و در طي چند دهه شركت هاي مختلف Spice هاي مختلفي ارائه كردند. مثلاَ شركت Model Sim برنامه PSpice و شركت HSpice را در اختيار مهندسين برق قرار دادند. شركت Cadence با خريد Spice برنامهOrcad را ارائه كرد كه اين برنامه يكي از كامل ترين و بهترين Spice هاست.

برای دانلود کلیک کنید

رمز:

www.roboy.blogfa.com

اولین تقویت کننده های عملیاتی در دهه 1940 با استفاده از لامپ ساخته شدند تا عملیات ریاضی جمع ضرب تفریق تقسیم مشتق گیری و انتگرال گیری را به صورت الکتریکی انجام دهند و به این ترتیب امکان حل معادلات دیفرانسیل با کامپیوتر آنالوگ فراهم شود.آپ امپ های امروزی با روش های مدار مجتمع ساخته می شوند.به این ترتیب آپ امپ های بسیار کوچکتر قابل اعتمادتر و کم مصرفتری به دست می آیند.

آپ امپ ایده آل:

مهندسین مدار مجتمع هنگام طراحی آپ امپ بسیار می کوشند که مدار حاصل رفتاری تقریبا ایده آل داشته باشد.در عمل اکثر آپ امپ ها آنقدر خوب عمل میکنند که فرض ایده آل بودن انها تقریبا پذیرفتنی است.مشخصات آپ امپ ایده آل مبنای دو قاعده اساسی زیر است که تقریبا که تا حدی غیر عادی به نظر می آیند:

قوائد آپ امپ ایده آل:

1:جریانی از ترمینال های ورودی نمی گذرد

2:بین ترمینال های ورودی اختلاف پتانسیل وجود ندارد

در آپ امپ واقعی جریان بسیار ناچیزی وارد ترمینال های ورودی می شود.همچنین بین ترمینال های ورودی گاهی اختلاف پتانسیل بسیار ناچیزی وجود دارد.ولی این مقادیر در مقایسه با دیگر ولتاژ ها و جریان های مدار انقدر کوچک اند که منظور کردن آنها در تحلیل اثری در محاسبات ندارد.

هنگام تحلیل مدار های اپ امپی باید نکته دیگری را در نظر بگیریم.مدار اپ امپی بر خلاف مداراتی که تا کنون مطالعه کردیم یک خروجی دارد که به نحوی به ورودی وابسته است.پس هدف تحلیل آپ امپی دستیابی به رابطه ای است که خروجی را بر حسب کمیات ورودی به دست می دهد.غالبا بهتر است تحلیل مدارات آپ امپی را از ورودی شروع کنیم و به سمت خروجی برویم.

موتور پله ای یک موتور الکتریکی هست که حرکت آن کاملا دقیق و از پیش تعریف شده می باشد که ورودی الکتریکی دیجیتال را به یک حرکت مکانیکی تبدیل می کند و با ارسال بیتهای 0,1 به سیم پیچهای آن ٬می توان آنرا حرکت داد. در واقع یک موتور پله ای ترکیبی از یک موتور الکتریکی DC و یک سلونویید است. موتورهای پله ای ساده توسط بخشی از یک سیستم دنده ای در حالت های موقعیتی معین قرار می گیرند، اما موتورهای پله ای نسبتا کنترل شده، می توانند بسیار آرام بچرخند. موتورهای پله ای کنترل شده با کامپیوتر یکی از فرمهای سیستم های تنظیم موقعیت هستند، بویژه وقتی که بخشی از یک سیستم دیجیتال دارای کنترل فرمان بار باشند. این موتورها به صورت درجه ای دوران می کنند و با درجه های مختلف در بازار موجود هستند.
در واقع واژه پله به معنی چرخش به اندازه درجه تعریف شده موتور است. مثلا استپ موتوری با درجه ۱.۸ باید ۲۰۰ پله انجام بدهد تا ۳۶۰ درجه یا یک دور کامل بچرخد (۱.۸X۲۰۰ = ۳۶۰ ) و یک استپ با درجه ۱۵ فقط باید ۲۴ پله برای یک دور کامل انجام بدهد (۲۴ X۱۵ =۳۶۰ ) . این ویژگی فوائد بسیار زیادی دارد از جمله امکان کنترل سرعت.

ساختار موتور پله ای

این موتور عموما دارای چهار قطب میباشد که سیم پیچها بر روی این چهار قطب قرار می گیرند و شما با ارسال بیتهای 0و1به این سیم پیچها در واقع میدان مغناطیسی ایجاد می کنید که این میدان باعث حرکت روتورمغناطیسی موجود در داخل موتور پله ای می شود. البته میبایست این سیم پیچها را به توالی 0 و 1 کرد و گرنه موتور مطابق میل شما نخواهد چرخید. یکی از مشخصه های این موتور زاویه حرکت آن می باشد و هر موتوری زاویه حرکتی مخصوص به خودش را دارد. مثلا اگر موتوری زاویه حرکتش 7درجه باشد٬ این موتور در هر بار ی که سیم پیچهایش حاوی ولتاژ می شوند٬ 7 درجه در سمت حرکت عقربه های ساعت یا خلاف جهت آن بسته - به اینکه سیم پیچها با چه ترتیبی ولتاژ دار می شوند- خو اهد چرخید. این 7 درجه چرخش برای این موتور پله ای نمونه یک پله یا یک step محسوب می شود . پس یک موتور پله ای در یک دور کامل ممکن است.،100تا 200 پله کمتر یا بیشتر بسته به نوع موتور داشته باشد . شما حتی می توانید یک موتور پله ای را به صورت نیم پله یعنی با نصف زاویه حرکت راه اندازی کنید . این موتورها به صورت میکرو پله نیز حرکت می کنند . در واقع منظور ٬ حرکت خیلی ریز ودقیق است. وقتیکه شما یک موتور پله ای را از نزدیک می بینید متوجه تعدادی سیم رنگی می شوید که از موتور پله ای بیرون آمده در واقع این سیم ها هر کدام به سر یک سیم پیج متصل هستند و یک سیم بین تمام سیم ها مشترک است.

نحوه کنترل

این موتور به صورت 1 بیتی یا دو بیتی حرکت می کند. در حالت یک بیتی در هر لحظه تنها یک سیم پیچ پالس 1 را دریافت می کند ودر حالت دو بیتی دو سیم پیچ در هر لحظه پالس 1 را دریا فت می کنند. اگر این دریافت پالس به صورت منظم و پشت سر هم انجام شو د٬ موتور نیز به صورت صحیح به سمت جهت حرکت عقربه های ساعت یا خلاف جهت آن حرکت خواهد کرد.
حال نحو ه کنترل موتور پله ای را در دو حالت یک بیتی یا دو بیتی بررسی می کنیم .

نحوه کنترل 1 بیتی

در حالت یک بیتی اگر اول سیم پیچ 1 را تحریک کنیم ٬ باید سیم پیچ 2 و3 و4 بدون تحریک باشند . جهت حرکت موتور پله ای در جهت حرکت عقربه های ساعت است . بعد از سیم پیچ 1 نوبت سیم پیچ 2 است که تحریک شود.، و در این حالت نیز بقیه سیم پیچها بدون تحریک هستند. بعد از آن نوبت سیم پیچ 3 و سپس نوبت سیم پیچ شماره 4 است . دقت کنید که در هر لحظه یک سیم پیچ تحریک شود ٬اگر بعد از سیم پیچ 1 سیم پیچ 4 را تحریک کنیم و سپس به سراغ 3و2 برویم موتور در جهت عکس عقربه های ساعت خواهد چرخید.

نحوه کنترل 2 بیتی

در حالت دو بیتی در لحظه دو سیم پیچ باردار می شوند . مثلا اگر اول سیم پیچ 1 و2 تحریک شوند ٬بعد سیم پیچ 2و3 ٬ سپس 3و4 و در نهایت 4 و 1 .برای حرکت موتور پله ای بایست همین ترتیب را تا وقتیکه می خوا هید موتور حرکت داشته باشد ادامه دهید . حال اگر این ترتیب را عوض کنید موتور در خلاف جهت فعلی حرکت می کند .

 

نحوه حرکت موتورهای الکتریکی

حالا ببینیم چه اتفاق می افتد که موتور پله ای حرکت می کند.
کلید فهمیدن اینکه موتورهای الکتریکی چگونه کار می کنند ٬فهمیدن نحوه عملکرد آهنربای الکتریکی است . آهن ربای الکتریکی مبنای کار موتورهای الکتریکی است.
اگر سیمی حدود 10 سانتی متر بردارید و به دور میخی بپیچید و دو سر آنرا به دو سر یک باطری وصل کنید٬ زمانیکه جریان از سیم عبور می کند یک میدان مغناطیسی در اطراف سیم ایجاد می شود و آن میخ تبدیل به آهنربا می شود . این میدان تا زمانی که جریان از سیم عبور میکند وجود دارد . یعنی تا زمانی که دو سر سیم به باطری متصل باشد و زمانی که این اتصال قطع شود٬ این میدان نیز از بین می رود . آن سر میخ که به قطب مثبت باطری وصل شدهS وسر دیگر را که به قطب منفی باطری وصل شده N می نامیم. حال اگر یک آهن ربای نعلی شکل بردارید و این میخ را به صورت معلق در وسط این آهنربا قرار دهید به طوری که میخ کاملا افقی قرار گیرد . در صورتیکه قطب N میخ در مقابل قطب N آهنربا ی نعلی شکل قرار بگیرد و قطب دیگر میخ نیز به همین صورت . در این وضعیت میخ 180 درجه خواهد چرخد تا قطب N میخ در مقابل قطب S آهنربا و قطب S میخ در مقابل قطب N آهنربا قرار بگیرد . همانطور که میدانید دو قطب متضاد همدیگر را جذب و دو قطب همسان همدیگر را دفع می کنند ٬ که حرکت میخ نیز در آهنربای نعلی شکل به همین صورت است .
حرکت موتورهای الکتریکی نیز در واقع از همین قانون پیروی می کند . ما هر بار که در یک موتور پله ای یک سیم پیچ را تحریک می کنیم در واقع قطبهای N , S را در داخل موتور ایجاد می کنیم و روتور نیز مثل آن میخ و با استفاده از قانون جذب ودفع قطبها به حرکت در می آید واین حرکت همان چیزی است که ما به صورت فیزیکی از موتور مشاهده می کنیم
. مقایسه بین سرو موتور و موتور پله ایی ( Servo motor و Stepper motor )
سروو موتور يک سيستم کنترل بسته ( Close loop ) است در حالی که Stepper motor يک سيستم حلقه باز است ( open loop ) يعنی سيستم بدون فيد بک ، بنابر اين احتمال خطا در آن زياد است ولی در سروو موتور مدارات فيد بک بکار رفته در آن تشکيل يک سيستم حلقه بسته می دهد . فيد بک سروو موتور يک انکدر نوری است که محور آن به سقف موتور کوبل شده است . هر انکدر در ازای دوری مشخص قطار پالس توليد می کند برای مثال يک انکدر ۲۵۰۰ پالس در ازای گردش يک دور محور آن پالس۲۵۰۰ توليد می کند که درايو سروو موتور اين پالس را دريافت می کند و شمارش تعداد آن موقعيت محوری موتور را تشخيص می دهد
عدم وجود انکدر در موتور پله اییStepper motor باعث می شود که کنترل خط به سيم فرمان بدهد و درک عينی از موقعيت محوری موتور نداشته باشد . امروزه در اکثر سيستم های خطی استفاده ازسروو موتور به جای موتور پله اییStepper motor رايج تر شده و کاربرد بيشتری دارد.

 

برای دانلود کلیک کنید

رمز:www.roboy.blogfa.com

 

 

 

مسابقات روبوكاپ:

قوانين مسابقات روبوكاپ (روبات هاي فوتباليست) در ابعاد كوچك بر اساس استانداردهاي جهاني به شرح زير است:

1ـ ابعاد زمين مسابقه:

زمين مسابقه ربوكاپ به اندازه يك ميز تنيس تقريبا 274 × 5 / 152 سانتيمتر است كه رنگ آن در استانداردهاي جهاني سبز مي باشد. معمولا مسطح بودن زمين مسابقه از گزينه هاي پيش فرض مي باشد. اما گاهي مسابقات را با فرض اينكه روبات بايد زمين شيب دار را نيز بپيمايد نيز انجام مي دهند.

چهار پانل كوچك به طول تقريبي2 / 4 سانتيمتر در گوشه زمين قرار داده مي شود تا از محصور ماندن توپ در آن اماكن جلوگيري شود. گوشه هاي انتهايي اين پانل ها با رنگ سبز مشخص مي شوند.

ارتفاع زمين استاندارد خاصي ندارد، تنها نكته مهم اين است كه ارتفاع ميز جلوي ديد سيستم جامع نظارت بصري(Global Vision System ) را نگيرد  (در ادامه اين مقاله با اين سيستم اشنا خواهيد شد ).

 

2ـ خصوصيات روبات:

كل مساحت اشغال شده توسط روبات نبايد از 180 سانتيمتر مربع تجاوز كند. ماكزيمم طول روبات ميتواند 18 سانتيمتر باشد در صورتيكه مسابقه از سيستم جامع نظارت استفاده نمايد، ارتفاع روبات نبايد بيش از 15 سانتيمتر باشد، در غير اينصورت، ماكزيمم ارتفاع به cm 22 مي رسد.

3ـ تعداد اعضاي تيم:

يك تيم روبوكاپ مي تواند تا پنج روبات را مورد استفاده قرار دهد.

ادامه مطلب

با سلام دوباره

مطلبی که واستون گذاشتمو از سایت تبیان لینک کردم.امیدوارم از خوندنش لذت ببرین.

ادامه مطلب

خب!بالاخره نتایج روبوکاپ۲۰۰۸ قزوین اعلام شد.تیم های ایرانی در این مسابقات خوش درخشیدند ولی باید این نکته رو هم در نظر داشت که با توجه به میزبانی ایران و برخورداری از فرصت تماشاچی و کارهای آماده سازی می شد مقام های بیشتری کسب کرد.ولی باید به این نکته هم اشاره کرد که ایران در این مسابقات تازه کار است و هنوز برای پیشرفت فرصت های زیادی داریم.به امید آیندهای درخشان... 

دراين مسابقات كه با حضور ‪ ۳۱۲‬تيم از هشت كشور جهان طي مدت سه روز در دانشگاه آزاد اسلامي قزوين برگزار شد، اين نتايج بدست آمد.

در ليك شبيه سازي واقعيت تركيبي(بخش نمايش و ارايه علمي تيم ها)دانشگاه تحقيقاتي هوش مصنوعي اصفهان و دانشگاه آلمان به طور مشترك اول شدند.

ليك شبيه سازي واقعيت تركيبي ( بخش رقابتي)دانشگاه تحقيقاتي هوش مصنوعي اصفهان و دانشگاه ‪ blenz-Eko‬آلمان به ترتيب اول و دوم شدند.

در ليك شبيه ساز فوتبال دو بعدي تيم دانشگاه اميركبير اول و تيم هاي دانشگاههاي شهيد چمران اهواز و هفي چين به ترتيب موفق به كسب مقامهاي دوم و سوم شدند.

تيم دانشگاه صنعتي شريف با كسب ‪ ۲۹‬امتياز، تيم دانشگاه قزوين با كسب ‪۲۸‬ امتياز و تيم دانشگاه شهيد بهشتي با كسب ‪ ۲۸‬امتياز به ترتيب رتبه هاي اول تا سوم را در ليك شبيه ساز امداد كسب كردند.

ادامه مطلب

با سلام به تمامی دوستان و تبریک سال نو

امیدوارم که سال خوبی رو پشت سر گذاشته باشین و سالی بهتر از اون در پیش رو.خب مسابقات روبوکاپ قزوین هم تمام شد.به همین سادگی!ولی متاسفانه من بنا به دلایلی نتونستم تو این مسابقات شرکت کنم.به همین خاطر از شما دوستان عزیزی که از نزدیک شاهد این مسابقه بودن دعوت می کنم عکساتونو به آدرس ایمیلم بفرستین تا با اسم خودتون تو وبلاگ بذارم.از همکاری همتون متشکرم.

ترانسفورماتور

ترانسفورماتور(transformer)عبارتست از دو سیم پیچ که روی یک هسته مشترک قرار گرفته اند.سیم پیچی که جریان به آن می شود اولیه(primary)نامیده می شود و به سیم پیچی که جریان در آن القا می شود ثانویه(secondary)می گویند.نسبت ولتاژ(جریان)سیم پیچ اولیه به ولتاژ(جریان)ثانویه ارتباط مستقیم(معکوس)با تعداد دورهای آن دارد.

باید این نکته را در نظر داشته باشیم که به دلیل قانون بقای انرژی توان الکتریکی منتقل شده از اولیه به ثانویه تغییر نمی کند و همواره ثابت می ماند.

نیمه هادیها

عناصر الکتریکی که تا اینجا دیدید اغلب عناصر غیرفعال(passive component)بودند که فقط به جریان یا ولتاژ عکس العمل نشان می دادند.با اینکه عناصر غیرفعال نقش مهم و اساسی در مدارهای الکتریکی والکترونیکی دارند برای درک کامل الکترونیک مدرن باید عناصر فعال(active component)را نیز بشناسیم.عنصر فعال وسیله ایست که رفتار آن در وضعیت های مختلف تغییر می کند.ساده ترین عنصر فعال الکترونیکی دیود است وکه مانند یک شیر یک طرفه عمل می کند.

دیود و فیزیک آن

ساده ترین عنصر الکترونیکی که می توان با نیمه هادیها ساخت دیود(diode)است.دیود وسیله ایست که با استفاده از دو قطعه نیمه هادی نوعNوPیک شیر یک طرفه می سازد.

ساختمان دیود

از اتصال دو قطعه نیمه هادیNوPیک دیود ساخته می شود که به آن اتصالN-P می گویند.کمی بعد از برقراری تماس بین دو نیمه هادی الکترون های آزاد ناحیهNبه ناحیهPنفوذ کرده و در حفره های آن می افتد.عکس این عمل یعنی نفوذ حفره های آزاد ناحیهPبه ناحیهNو ترکیب آنها با الکترون های آزاد این ناحیه نیز اتفاق می افتد.در نهایت این فعل و انفعالات باعث می شود تا در مرز دو ناحیه یک نوار باریک خنثی موسوم به ناحیه تخلیه(depletion zone)ایجاد شود.

نیمه هادی نوعNدر مجاورت محل اتصال با افزونی حفره ها روبروست نیمه هادی نوعPبا افزونی الکترون ها.با اینکه ناحیه تخلیه در واقع از نظر الکتریکی بادار است اما از آنجاییکه این بارها ثابت  و بی حرکت هستند ناحیه تخلیه عملا عایق است.

کاربردهای دیود

ویژگی های جالب دیود باعث شده تا کاربردهای زیادی برای آن وجود داشته باشد.در این قسمت چندتا از مهمترین مدارهایی که از دیود بهره می برند را معرفی می کنیم.

یکسوکننده

اگر یک موج متناوب را به ورودی بدهیم چه اتفاقی خواهد افتاد؟از آنجاییکه دیود فقط در یک جهت هدایت می کند(و در جهت مخالف مانند کلید باز است)خروجی فقط شامل بخش هایی از سیگنال ورودی خواهد بود که دیود را بصورت مستقیم بایاس می کنند.به این مدار یکسوساز نیم موج(half-wave rectifier)گفته می شود.چون فقط نیمی از موج را به خروجی هدایت می کند.

در یکسوساز نیم موج نیمی از توان موج ورودی تلف شده و به خروجی راه نمی یابد.برای جلوگیری از این حالت می توان از یکسوساز تمام موج(full-wave rectifier)که به یکسوساز پل(bridge rectifier)نیز معروفست استفاده کرد.در این یکسوساز در هر نیم موج ورودی یکی از شاخه های پل فعال شده و تمام سیگنال ورودی در یک جهت به خروجی راه پیدا می کند.

از مدارهای یکسوساز در جاهایی که به ورودی یکسویه نیاز داریم(مانند موتورهای dc)استفاده می شود.اما خروجی یکسوساز (نیم موج یا تمام موج)همچنان بین صفر و ولتاژ ماکزیمم نوسان می کند که این نوسان برای برخی از مدارها مضر است و سیگنال بایستی کاملا صاف شود.برای این منظور می توان از فیلترهای قدرت استفاده کرد.

فیلتر قدرت

خروجی یکسوساز تمام موج یک سیگنال متناوب است که بین صفر و ولتاژ ماکزیمم نوسان می کند.برای صاف کردن این سیگنال می توان از ترکیب دیود و خازن کمک گرفت.اگر قبل از خروجی یکسوساز تمام موج یک خازن با ظرفیت زیاد(500تا2000میکروفاراد)موازی کنیم سیگنال خروجی تا حد زیادی صاف می شود.وظیفه خازن در فیلتر قدرت آن است که اجازه ندهد سیگنال خروجی به سرعت افت کند و ولتاژ خروجی را تا رسیدن موج بعدی تقریبا در همان سطح نگه دارد.مبدل هایACبهDCکه اغلب بجای باطری از آنها استفاده میشود در واقع چیزی نیستند بجز یکسوسازهای تمام موج با صافی خازنی.

چند برابر کننده ولتاژ

یکی از کاربردهای جالب دیود و خازن مدارهای مدارهای چند برابر کننده ولتاژ(voltage multiplier)است.به طور مثال طرز کار مدار دو برابر کننده ولتاژ را تشریح می کنیم:در نیم موج مثبت ورودی دیود بالایی هدایت کرده و دیود پایینی قطع است و خازن بالایی تا ولتار ماکزیمم شارژ می شود.در نیم موج منفی ورودی وضعیت برعکس می شود.یعنی دیود بالایی قطع شده و دیود پایینی هدایت می کند و باعث شارژ شدن خازن پایینی تا ولتاژ ماکزیمم می شود.از آنجاییکه ثابت زمانی خازن های خروجی زیاد است آنها در نیم موج مخالف تقریبا در همان ولتاژ باقی می مانند و باعث می شوند تا در خروجی مجموع ولتاژ دو خازن که دو برابر ولتاژ ماکزیمم ولتاژ ورودی است دیده شود.و در آخر باید اشاره کرد که دیودها انواع مختلفی دارن ولی اگر بخواهیم به نمونه های کاربردی تر آن اشاره کنیم میتوان بهLED و زنر اشاره کرد.

ترانزیستور

اگر دو اتصالN-Pرا به هم متصل کنیم وسیله ای بدست می آید که ترانزیستور(transistor)نام دارد! ترانزیستور در واقع یک مقاومت متغیر است که توسط ولتاژ کنترل می شود.به همین دلیل می توان از آن به عنوان یک سوئیچ الکتریکی استفاده کرد.کاربرد دیگر ترانزیستور بعنوان تقویت کننده سیگنال است.

همانطور که می توانید حدس بزنید اتصال هایN-Pرا به دو روش در کنار هم قرار داد:P-N-N-PوN-P-P-N.از انجاییکه ناحیه های همنام در واقع یکی هستند می توان حروف تکراری را حذف کرد و آنها را بصورتPNPوNPNنوشت.

هر ترانزیستور را می توان بصورت دو دیود که پشت به پشت به یکدیگر متصل شده اند تصور کرد.پایه های ترانزیستور عبارتند از:بیس(B:پایه)-امیتر(E:پخش کننده)-کلکتور(C:جمع کننده).

اما ترانزیستور چگونه کار میکند؟!

انشالله ادامه مطلب رو توی پست بعدی تقدیمتون می کنم.اگه مطلبو خوندین لطف کنین نظر قشنگتونم بدین...

انرژی الکتریکی:E

ژول:J

واحد انرژی در مدارهای الکتریکی نیز مانند سیستم های مکانیکی ژول است.در مدارهای الکتریکی یک ژول بصورت انرژی لازم برای ایجاد اختلاف پتانسیل 1ولت در 1کولن بار الکتریکی تعریف می شود.طبق این تعریف ژول بصورت زیر محاسبه و تعریف می شود:                        E=q.V

توان الکتریکی:P

وات:W

کار یا توان الکتریکی(electric power)بصورت مصرف انرژی در واحد زمان تعریف می شود.اما اغلب در عمل برای محاسبه توان الکتریکی از ولتاژ و جریان استفاده می شود:       P=V.I

واحد توان الکتریکی در سیستمSIبه افتخار دانشمند انگلیسی(جیمز وات)واتwatt نامگذاری شده است.

 

مقاومت الکتریکی

در بررسی سیستم های مکانیکی دیدیم که برای انجام کار بایستی بر نیروی مخالف غلبه کرد.این نیروی مقاوم می توانست بین قطعات سیستم یا اصطکاک بین ماشین و محیط اطراف باشد.در سیستم های الکتریکی نیز چنین مفهومی وجود دارد.

مقاومت:R

اهم:Ω

هر عاملی که باعث اختلال در حرکت بارهای الکتریکی(جریان)از یک نقطه به نقطه دیگر شود مقاومت(resistance)نام دارد.واحد مقاومت الکتریکی در سیستمSIبه افتخار دانشمند آلمانی(گئورگ اهم)اهم نامیده شده و با علامتΩنشان داده می شود.

قانون اهم

کارهای فیزیکدان آلمانی گئورگ اهم تاثیر عمیقی بر شناخت رابطه مقاومت جریان و ولتاژ برجا گذاشت.بطوریکه رابطه اساسی این سه کمیت مهم الکتریسیته به قانون اهم(ohms low)معروف است.قانون اهم می گوید:((ولتاژ بین دو نقطه مدار عبارتست از حاصل ضرب مقاومت مسیر در جریانی که از آن می گذرد.))قانون اهم را می توان به صورت زیر هم نوشت:

V=I.R

قانون اهم را می توان به دو صورت دیگر هم نوشت:                                I=V/R                 و                         R=V/I

این سه معادله همگی صورت های مختلف قانون اهم هستند.

ادامه مطلب