شمارنده سه رقمی با 7segment

قطعات مورد نیاز

1 عدد آیسی 4511
1 عدد آیسی 4553
1عدد آیسی 4093
3 عدد 7segment کاتد مشترک
2 عدد مقاومت 1 مگا اهم
7 عدد مقاومت 220 اهم
3 عدد مقاومت 4.7 کیلو اهم
1 عدد مقاومت 100 کیلو اهم
1 عدد خازن 1 نانو فاراد
3 عدد ترانزیستور BC 557
2 عدد کلید push-bottom
2 عدد خازن 10 نانو فاراد
2 عدد مقاومت 470 کیلو اهم
برد بورد
سیم تلفنی

نقشه مدار

آرایشهای مدارات سوئیچینگ

رگولاتورهای سو ئیچینگ دارای ترانسفورماتور ایزوله کننده

 

با بهره گیری از ترانسورمر ایزوله کننده ایزولاسیون به کمک عایق سیمها و نوارهای عایق انجام  می شود.در این حالت تا صدها ولت و بیشتر ولتاژ قابل تحمل وجود دارد.حسن دیگر ترانسفورمر ایزوله کننده افزودن خروجیهای متعدد بدون نیاز به رگولاتور جداگانه است.به کمک ترانس می توان مدار را افزاینده یا کاهنده کرد و پلاریته معکوس را در خروجی دریافت کرد.این رگولاتورها پر مصرف ترین منابع تغذیه هستند و بیشترین طراحی ها روی این منابع انجام  می شود.به چهار مورد از آرایشهای مهم و معمول این دسته اشاره و عملکرد آنها را تحلیل  می کنیم.

 

 

رگولاتور فلای بک Flyback

 

ساده ترین و کم قطعه ترین عضو خانواده منابع تغذیه سوئیچینگ هستند و در محدوده بسیار وسیعی به کار می روند.طرح آن مطابق شکل زیر است:

 

 

درمدار منابع تغذیه فلای بک از یک سوئیچ قدرت استفاده می شود.با روشن و خاموش شدن سوئیچ ولتاژ در ثانویه القاء می شود و پس از یکسو شدن توسط دیود یکسوساز به خروجی انتقال یافته و فیلتر می شود.همانطور که از معادله خروجی مشخص است ولتاژ اولیه ترانس به اندازه ولتاژ اشباع ترانزیستور از ولتاژ کمتری است.ولتاژ ثانویه ترانس به نسبت تبدیل ترانس و زمان روشن بودن سوئیچ وابسته است.انرژی بار زمانی که سوئیج خاموش از خاصیت سلفی ترانس تامین می شود و بنابراین اندوکتانس ترانس در اولیه بسیار مهم است.برای محاسبه ترانس رگولاتور فلای بک روابط بسیار زیادی از سوی طراحان ارائه شده است که بنا به صلاحدید طراح و تجربه وی از آنها می توان سود برد چرا که از تجربه های عملی در آنها استفاده شده است.در پایان تشریح رگولاتور ها یک سری عملی فرمول را برای محاسبه ترانس سوئیچینگ کلیه منابع ذکر شده ارائه خواهیم کرد.در مورد ترانس رگولاتور فلای بک این مساله مطرح است که به دلیل آنکه یک سوئیچ در مدار وجود دارد و از منحنی  B – H هسته ترانس یک طرفه استفاده     می شود، هسته در جریانهای بالا به اشباع می رود.جهت پرهیز از این مشکل طراحان از یک شکاف هوایی در هسته ترانس استفاده می شود.

منطق فازی چیست؟

اشاره :
حتماً بارها شنیده‌اید که کامپیوتر از یک منطق صفر و یک تبعیت می‌کند. در چارچوب این منطق، چیزها یا درستند یا نادرست، وجود دارند یا ندارند. اما انیشتین می‌گوید: <آن‌جایی که قوانین ریاضیات (کلاسیک) به واقعیات مربوط می‌شوند، مطمئن نیستند و آنجا که آن‌ها مطمئن هستند، نمی‌توانند به واقعیت اشاره داشته باشند.> هنگامی که درباره درستی یا نادرستی پدیده‌ها و اشیایی صحبت می‌کنیم که در دنیای واقعی با آن‌ها سروکار داریم، توصیف انیشتین تجسمی است از ناکارآمدی قوانین منطق کلاسیک در علم ریاضیات. از این رو می‌بینیم اندیشه نسبیت شکل می‌گیرد و توسعه می‌یابد. در این مقاله می‌خواهیم به اختصار با منطق فازی آشنا شویم. منطقی که دنیا را نه به صورت حقایق صفر و یکی، بلکه به صورت طیفی خاکستری از واقعیت‌ها می‌بیند و در هوش مصنوعی کاربرد فراوانی یافته‌است. 

 

کجا اتومبیل خود را پارک می‌کنید؟

تصور کنید یک روز مطلع می‌شوید، نمایشگاه پوشاکی در گوشه‌ای از شهر برپا شده است و تصمیم می‌گیرید، یک روز عصر به اتفاق خانواده سری به این نمایشگاه بزنید. چون محل نمایشگاه کمی دور است، از اتومبیل استفاده می‌کنید، اما وقتی به محل نمایشگاه می‌رسید، متوجه می‌شوید که عده زیادی به آنجا آمده‌اند و پارکینگ نمایشگاه تا چشم کار می‌کند، پر شده است.
 
اما چون حوصله صرف وقت برای پیدا کردن محل دیگری جهت پارک اتومبیل ندارید، با خود می‌گویید: <هر طور شده باید جای پارکی در این پارکینگ پیدا کنم.> سرانجام در گوشه‌ای از این پارکینگ محلی را پیدا می‌کنید که یک ماشین به طور کامل در آن جا نمی‌شود، اما با کمی اغماض می‌شود یک ماشین را در آن جای داد، هرچند که این ریسک وجود دارد که فضای عبور و مرور دیگر خودروها را تنگ کنید و آن‌ها هنگام حرکت به خودرو شما آسیب برسانند. اما به هرحال تصمیم می‌گیرید و ماشین خود را پارک می‌کنید.

بسیارخوب! اکنون بیایید بررسی کنیم شما دقیقاً چه کار کردید؟ شما دنبال جای توقف یک اتومبیل می‌گشتید. آیا پیدا کردید؟ هم بله، هم نه. شما در ابتدا می‌خواستید ماشین را در جای مناسبی پارک کنید. آیا چنین عملی انجام دادید؟ از یک نظر بله، از یک دیدگاه نه. در مقایسه با وقت و انرژی لازم برای پیدا کردن یک مکان راحت برای توقف خودرو، شما جای مناسبی پیدا کردید. چون ممکن بود تا شب دنبال جا بگردید و چنین جایی را پیدا نکنید. اما از این نظر که اتومبیل را در جایی پارک کردید که فضای کافی برای قرارگرفتن ماشین شما نداشت، نمی‌توان گفت جای مناسبی است.

اگر به منطق کلاسیک در علم ریاضیات مراجعه کنیم و این پرسش را مطرح نماییم که قبل از ورود به پارکینگ چند درصد احتمال می‌دادید جایی برای پارک‌کردن پیدا کنید، پاسخ بستگی به این دارد که واقعاً چه تعداد مکان مناسب (فضای کافی) برای توقف خودروها در آنجا وجود داشت؟ اگر به حافظه خود رجوع کنید، شاید به یاد بیاورید که هنگام ورود به پارکینگ و چرخیدن در قسمت‌های مختلف آن، گاهی خودروهایی را می‌دیدید که طوری پارک کرده‌اند که مکان یک و نیم خودرو را اشغال کرده‌اند. بعضی دیگر نیز کج و معوج پارک کرده بودند و این فکر از ذهن شما چندبار گذشت که اگر صاحب بعضی از این خودروها درست پارک ‌کرده بودند، الان جای خالی برای پارک کردن چندین ماشین دیگر هم وجود داشت.

به این ترتیب علم ریاضیات و آمار و احتمال در مواجهه با چنین شرایطی قادر به پاسخگویی نیست. اگر قرار بود بر اساس منطق صفر و یک یا باینری کامپیوتر، روباتی ساخته شود تا اتومیبل شما را در یک مکان مناسب پارک‌ کند، احتمالش کم بود. چنین روباتی به احتمال زیاد ناکام از پارکینگ خارج می‌شد. پس شما با چه منطقی توانستید اتومبیل خود را پارک‌ کنید؟ شما از منطق فازی استفاده کردید.

دنیای فازی‌

می‌پرسم <هوا ابری است یا آفتابی؟> پاسخ می‌دهی: نیمه‌ابری. می‌پرسم <آیا همه آنچه که دیروز به من گفتی، راست بود؟> پاسخ می‌دهی: بیشتر آن حقیقت داشت. ما در زندگی روزمره بارها از منطق فازی استفاده می‌کنیم. واقعیت این است که دنیای صفر و یک، دنیایی انتزاعی و خیالی است. به ندرت پیش می‌آید موضوعی صددرصد درست یا صددرصد نادرست باشد؛ زیرا در دنیای واقعی در بسیاری از مواقع، همه‌چیز منظم و مرتب سرجایش نیست.

از نخستین روز تولد اندیشه فازی، بیش از چهل سال می‌گذرد. در این مدت نظریه فازی، چارچوب فکری و علمی جدیدی را در محافل آکادمیک و مهندسی معرفی  نموده و دیدگاه دانشمندان را نسبت به کمّ و کیف دنیای اطراف ما تغییر داده است. منطق فازی جهان‌بینی بدیع و واقع‌گرایانه‌ای است که به اصلاح شالوده ‌منطق علمی و ذهنی بشر کمک شایانی کرده‌است.

IGBT چیست ؟

IGBT چیست ؟

IGBT (ترانزیستور دو قطبی با گیت عایق شده)یک نیمه هادی جدید و کاملاً صنعتی است که از ترکیب دو نوع ترانزیستور BJT و MOSFET ساخته شده است بطوریکه از دید ورودی شما یک ترانزیستور MOSFET را می بینید و از نظر خروجی یک BJT . BJTها وMOSFETها دارای خصوصیاتی هستند که از نقطه نظرهایی یکدیگر را تکمیل می کنند.BJTها در حالت روشن (وصل) دارای تلفات هدایت کمتری هستند در حالیکه زمان سوئیچینگ آنها به خصوص در زمان خاموش شدن طولانی تر است.





MOSFETها قادرند که به مراتب سزیعتر قطع و وصل کنند لیکن تلفات هدایت آنها بیشتر است . IGBT یک ترانزیستوری است که مزایایBGTوMOSFETراباهم دارد مثل : *امپدانس ورودی بالا مثل MOSFET که باعث می شود که با انرژی کمی به حالت وصل سوئیچ می گردد.



* افت ولتاژ و تلفات کم مانندBJT *نظیر BJTها دارای ولتاژ حالت روشن(وصل )کوچکی است به عنوان مثال در وسیله ی با مقدار نامی 1000V ولتاژ حالت وصل(Von )در حدود 2 الی 3 ولت است. اسامی پایه ها هم از روی همان اسامی قبلی انتخاب شده G ازMOSFET و E , CازترانزیستورهایBJT.در نتیجه با این ترکیب ساده شما المانی را استفاده میکنید که دارای امپدانس بالای گیت و قابلیت تحمل ولتاژ بالا است.سرعت سوییچ کردن این نوع دارای محدودیت بوده بطور نمونه KHz 1 الی 50KHz که در کل بین دو نوع BJT و MOSFET قرار میگیرد. وبه خاطر امپدانس ورودی بسیار بالایی که دارد بسیار حساس می باشد و بیشتر در کوره های القایی برای تقویت دامنه ولتاژ استفاده می شود،ودر کل مورد استفاده این نوع ترانزیستورها بیشتر برای راه اندازی المانهای توان بالا می باشد.مهمترین و تقریباً تنها کارایی IGBT سوئیچینگ جریانهای بالا می باشد. IGBT ترانزیستور سریعی در عملکرد است زمان قطع و وصل در آن در حدود 1 میکروثانیه می باشد. چون که زمان بازیابی در این ترانزیستور خیلی کم است در نتیجه این ترانزیستور در فرکانسهای بالا عملکرد مناسبی دارد.

ترانزیستور دو قطبی با درگاه عایق‌شده یا IGBT (کوتاه‌شده Insulated gate bipolar transistor) جز نیمه هادی قدرت بوده و در درجه اول به عنوان یک سوئیچ الکترونیکی استفاده می شود که در دستگاه های جدید برای بازده بالا و سوئیچینگ سریع استفاده میشود. این سوئیچ برق در بسیاری از لوازم مدرن از جمله خودروهای برقی، قطار، یخچال ها، تردمیل، دستگاه های تهویه مطبوع و حتی سیستم های استریو و تقویت کننده هااستفاده میشود. همچنین در ساخت انواع اینورترها،ترانس های جوش و UPS کاربرد دارد.

تریستور

این قطعه (تریستور)  به عنوان کلید به کار میرود. کلیدی که حرکت مکانیکی ندارد درنتیجه عمر آن طولانی تر است.
تریستور دارای سه پایه به نامهای (آندa) (کاتدk) و (گیتg) میباشد.
پایه های آند وکاتد در واقع دو سر یک کلید هستند و پایه ی گیت هم نقش شستی کلید را دارد که با زدن آن جریان الکتریکی قطع و وصل می شود.تریستور فقط از یک سو میتواند جریان الکتریکی را هدایت کند. یعنی آند همیشه باید به طرف مثبت وکاتد به طرف منفی باشد.
باید به این نکته توجه کرد که اگر تریستور در ولتاژ AC به کار برده شود فقط نیم سیکل را عبور میدهد.این قطعه در واقع کلیدی است که فقط در جریان DC دقیقآ مثل کلید معمولی عمل میکند و در جریان های AC مثل کلید معمولی عمل نمیکند.
اگر پایه ی گیت را با یک مقا ومت یک لحظه به پایه ی آند وصل کنیم تریستور مثل کلید بسته عمل میکند (روشن می شود) و بعد از جدا کردن پایه ی گیت از مقاومتی که طرف دیگر آن به آند خورده بود تریستور همچنان روشن خواهد ماند.
تریستور یک قطعه چهار لایه P-N-P-N است که مطابق شکل دارای پایه سومی به نام گیت
می باشد. یک تریستور 2000V‌ ، 300A بطور نمونه دارای یک برش سیلیکونی به قطر mm 30
و ضخامت 0.7mm است
تریستور را در این شرایط می توان به صورت اتصال سری سه دیود در نظر گرفت که مانع هدایت جریان در هر دو جهت می شوند . مشخصه معکوس یعنی حالتی که کاتود ، مثبت است ، تا زمانی که ولتاژ اعمال شده از ولتاژ شکست پیوند کنترل مرکزی بیشتر نشود ، فقط جریان نشتی عبور خواهد کرد . ولتاژهای شکست مستقیم و معکوس از نظر اندازه مساوی هستند . چون در حالت انسداد معکوس تقریباً همه ولتاژ روی پیوند P-N آنود ظاهر می شود ، پیوند P-N کاتود در ولتاژی حدود10V‌می شکند . هنگامی در جهت مستقیم شکست اتفاق می افتد ،‌ جریان لایه مرکزی P توسط الکترون های کاتود خنثی می شود و قطعه مانند یک دیود در حال رسانایی عمل می کند که دارای دو پیوند با افت ولتاژ مستقیم دو برابر یک دیود است . برای این که تریستور به حالت روشن رفته و در آن حالت باقی بماند ،‌ جریان آنود باید به سطح جریان تثبیت کننده برسد و از جریان نگهدارنده کمتر نشود . معمولاً جریان نگهدارنده است ،‌اما هر دو جریان نگهدارنده کمتر نشود . معمولاً جریان تثبیت کننده دو برابر جریان نگهدارنده است ، اما هر دو جریان مقدار کمی دارند و کمتر از یک درصد مقدار نامی در بار کامل می باشند  . تریستور (SCR)چیست؟
این قطعه (تریستور)  به عنوان کلید به کار میرود. کلیدی که حرکت مکانیکی ندارد درنتیجه عمر آن طولانی تر است.
تریستور دارای سه پایه به نامهای (آندa) (کاتدk) و (گیتg) میباشد.
پایه های آند وکاتد در واقع دو سر یک کلید هستند و پایه ی گیت هم نقش شستی کلید را دارد که با زدن آن جریان الکتریکی قطع و وصل می شود.تریستور فقط از یک سو میتواند جریان الکتریکی را هدایت کند. یعنی آند همیشه باید به طرف مثبت وکاتد به طرف منفی باشد.

دانلود کتاب میکرو کنترلر های AVR علی کاهه

AVR

خانواده‌ یکی از گونه‌های ریزکنترل‌گر هایی است که شرکت اتملl، روانه بازار الکترونیک کرده است این ریزکنترل‌گرهای هشت بیتی به دلیل قابلیت برنامه نویسی توسط کامپایلر زبان‌های برنامه نویسی سطح بالا، بسیار مورد توجه قرار می‌گیرند. این ریزکنترل‌گرها از معماری RISC برخوردار اند و شرکت اتمل کوشیده با استفاده از معماری پیشرفته و دستورات بهینه، حجم کد تولید شده را کم و سرعت اجرای برنامه را بالا ببرد. یکی از مشخصات این نوع ریزکنترل‌گرها دارا بودن ۳۲ ثبات همه منظوره است. همچنین در این ریزکنترل‌گرها، از حافظه‌های کم مصرف و غیر فرار FLASH و EEPROM استفاده می‌شود.

کامپایلرهایی به زبان BASIC و C (که زبان‌هایی پرکاربرد در دنیا اند) برای این نوع ریزکنترل‌گرها طراحی شده است و علاوه بر این زبان اسمبلی را نیز همچنان می‌توان برای برنامه نویسی به کار برد. به عنوان مثال کامپایلر BASCOM با زبان BASIC برای برنامه نویسی این نوع از ریزکنترل‌گرها می‌تواند به کار رود. همچنین نرم‌افزار CodeVision، برای برنامه نویسی به زبان C ( سازگار با این ریزکنترل‌گرها) بسیار رایج است.

بسکام BASCOM نرم‌افزاری است برای برنامه نویسی و طراحی مدارات الکترونیکی بر اساس میکروکنترلرها با استفاده از زبان برنامه نویسی بیسیک که توسط مارک آلبرتز برنامه نویسی و توسعه داده می شود.
با این نرم‌افزار می توان با استفاده از IC های خانواده AVR و MCS-8051 مدارات پیشرفته و قابل انعطاف ایجاد کرد. غیر از این نرم‌افزار، نرم‌افزارهای دیگری نیز برای برنامه نویسی این آی سی‌ها وجود دارد که البته با توجه به قدرت، آسانی و انعطاف پذیری فوق العاده این نرم‌افزار مخصوصاً در سطح آماتوری بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

کتاب میکروکنترلر های AVR علی کاهه این کتاب برای شروع کار با میکرو کنترلر های AVR و همچنین آشنایی با ابزارهای جانبی و تکنیک های ارتباط دهی آنها بسیار مناسب است و مرجعی شناخته شده در زمینه معرفی و آموزش برنامه نویسی میکروکنترلرهای AVR می باشد.  این کتاب شامل :

• سخت افزار
• نرم افزار
• ارتباط دهی
• و برنامه نویسی با کامپایلر ‌Bascom AVR است.

 به علاوه این کتاب برای کامپایلر Bascom است، که برنامه نویسی با آن بسیار ساده است. ضمنا این کتاب شامل پروژه های جالبی با AVR است که می تواند بسیار مفید باشد.

دانلود کتاب