محدود کننده های جریان اتصال کوتاه در سیستم قدرت FCL

مقدمه
توسعه روز افزون سیستم های توزیع انرژی الکتریکی و همچنین افزایش به هم پیوستگی درشبکه های قدرت به دلیل نیاز به بالا بودن ظرفیت آنها منجر به افزایش سطح اتصال کوتاه و جریانهای خطای بزرگتر و در نتیجه ازدیاد گرمای حاصله ناشی از عبور جریان القایی زیاد در ژنراتورها ، ترانسفورماتورها و سایر تجهیزات و همچنین کاهش قابلیت اطمینان شبکه می شود. با وجود رعایت تمامی موارد مربوط به ایمنی سیستم قدرت ، وقوع اتصال کوتاه در شبکه های قدرت امری اجتناب ناپذیر می باشد. در زمان اتصال کوتاه صرف نظر از آسیبی که به خاطر بروز قوس الکتریکی به نقطه اتصال کوتاه وارد میشود، جریانهای عظیمی که از ژنراتورها به طرف نقطه عیب جاری می شود سبب وارد شدن تنش های دینامیکی و حرارتی بالا به تجهیزات سیستم قدرت ازقبیل خطوط هوایی، کابلها، ترانسفورماتورها و کلیدهای قدرت می شود. عبور چنین جریانی از شبکه نیاز به تجهیزاتی دارد که توانایی تحمل این جریان را داشته باشند و برای قطع این جریان نیازمند کلیدهایی با قدرت قطع بالا هستیم که هزینه های سنگینی به سیستم تحمیل می کند.کلیدهای قدرت مورد استفاده در شبکه برای عملکرد کامل نیازمند زمانی معادل چند سیکل(چند میلی ثانیه) می باشد. عبور مقادیر بزرگ جریان از خطوط و تجهیزات سیستم قدرت در همین چند سیکل می تواند موجب تخریب جدی تجهیزات شود زیرا جریان اتصال کوتاه در لحظات اولیه بویژه در پریود اول موج جریان دارای بیشترین دامنه است و بیشترین اثرات مخرب ازهمین سیکل های اولیه ناشی می شود. این امر در صورت بالا بودن جریان های اتصال کوتاه و عبور آن از سطح عایقی کلیدهای قدرت ممکن است موجب برقراری یک اتصال کوتاه دایمی شود. افزایش سطح اتصال کوتاه در بعضی از مناطق باعث شده جریان های اتصال کوتاه تا حد مقادیر نامی تجهیزات شبکه افزایش یابد و یا حتی در بعضی حوزه ها مقادیر نامی تجهیزات جوابگوی نیاز نباشد و نیاز به تعویض آنها درخواست شود. بنابر این در سالهای اخیر به تجهیزاتی که توانایی محدود کردن جریان اتصال کوتاه داشته باشند، توجه ویژه ای شده است. محدود ساز جریان خطا بلافاصله بعد از وقوع خطا در مدار قرار می گیرد و توانایی دارد تا تمام جریان های اضافی را که بزرگتر از جریان شبکه باشند با زمان پاسخگویی حداکثر نیم سیکل محدود کند. محدود کننده های جریان اتصال کوتاه طراحی شده در دهه های اخیر، عناصر سری با تجهیزات شبکه هستند. این تجهیزات در حالت عادی مقاومت کمی در برابر عبور جریان از خود نشان می دهند،اما پس از وقوع اتصال کوتاه در لحظات اولیه شروع جریان، مقاومت آنها یکباره بزرگ شده و از بالا رفتن جریان اتصال کوتاه جلوگیری می کنند. این تجهیزات پس از هر بار عملکرد باید قابل بازیابی بوده و در حالت مانگار سیستم باعث ایجاد اضافه ولتاژ و یا تزریق هارمونیک به سیستم نشوند. سیستم هایی که از محدود کننده های جریان اتصال کوتاه استفاده میکنند دو مزیت اساسی زیر را دارا می باشند:
1. تجهیزات سیستم قدرت این اجازه را پیدا می کنند تا در زمان اتصال کوتاه بدون هیچگونه تنش حرارتی و دینامیکی تا عملکرد کامل کلیدهای قدرت به کار عادی خود ادامه دهند.
2. نیاز به تعویض تجهیزات سیستم قدرت و افزایش مقادیر نامی اتصال کوتاه در آنها مرتفع شود و یا دست کم به آینده موکول شود
بنابراین صاحبان این شبکه ها این امکان را پیدا می کنند تا از تجهیزاتی با مقادیر نامی پایین تر استفاده کرده و صرفه جویی بالایی را در هزینه ها داشته باشند. استفاده از FCL ها حتی در شبکه هایی که نیاز به این تجهیزات وجود ندارد مزایای زیادی می تواند داشته باشد که در زیر به چند مورد اشاره شده است:
1. بهبود کیفیت توان با کاهش افت ولتاژ در زمان اتصال کوتاه
2. بهبود پایداری سیستم قدرت
3. کاهش حداکثر گشتاور الکتریکی و مکانیکی ژنراتورها
4. کاهش جریان هجومی ترانسفورماتورها وموتورها
 برای مقابله با افزایش سطح اتصال کوتاه روشهای مختلفی تا به حال پیشنهاد شده است که اکثر آنها در مرحله آزمایش می باشند و تا به حال کاربرد عملی نداشته اند به نظر می رسد موثرترین و مفیدترین روشی که تا به حال برای این مشکل پیشنهاد داده شده است، استفاده از محدود کننده های جریان اتصال کوتاه می باشد. بنابراین در ادامه با ساختارهای مختلف محدود کننده های جریان اتصال کوتاه بیشتر آشنا می شویم و در فصل آتی ضمن بیان مطالبی در مورد اتصال کوتاه، عوامل تولید آن، خسارات ناشی از آن، به بررسی سطح اتصال کوتاه تجهیزات سیستم قدرت پرداخته و مشارکت انواع ژنراتورها را در تولید پیک جریان اتصال کوتاه و مقدار نامی آن را بررسی نموده و سپس روشهای مقابله با افزایش سطح اتصال کوتاه را مورد بررسی قرار می دهیم و در این اثنا به  FCLها اشاره نموده و مختصری در مورد تاریخچه آنها صحبت خواهیم کرد. از آنجا که یکی از FCLها از نوع ابر رساناها میباشد لذا به ابررساناها اشاره کرده و از آنجا که  انواع مهم تمرکز پژوهش جاری بیشتر روی این نوع از محدود کننده هااست به بررس اجمالی ابررساناها پرداخته و تاریخچه  آنها را بیان می کنیم کاربردهای مختلف آنها را در بخشهای مختلف سیستم قدرت مورد ارزیابی قرار داده و سپس مزایای استفاده از محدود کنندههای ابر رسانا را بیان خواهیم کرد. در فصل سوم ساختارهای مختلف FCL ها را می شناسیم و مدارات الکتریکی و نحوه عملکرد آنها را تشریح و معرفی می کنیم تا اینکه در پایان این فصل محدودکننده های  نوع ابر رسانا همچنین نوع غیر ابر رسانای راکتور DC را معرفی میکنیم تا اینکه در فصل چهارم به آنالیز شبیه سازی ساختار سه فاز محدود کننده های نوع فوق هادی و غیر فوق هادی پرداخته و آنها را در حالت کار عادی شبکه، در هنگام بروز اتصال کوتاه، و پس از رفع اتصال کوتاه مورد بررسی قرار می دهیم و با معرفی یک ساختار تکمیل شده به یک نتیجه مطلوب از بحث جاری خواهیم رسید.

شبکه کابل خود نگهدار

مقدمه : شبکه های توزیع در اکثر کشورهای در حال توسعه و جهان سوم با استفاده از هادی های لخت اجرا می شوند. این در حالی است که مصرف کنندگان انرژی الکتریکی در کشورهای پیشرفته بویژه در طی چند دهه اخیر شاهد روند رو به رشد استفاده از انواع خطوط هوائی عایق شده در شبکه های توزیع هوایی می باشند. از این سیستم کابل می توان بطور موقت یا دائم استفاده نمود . از نظر اجرایی و نگهداری، هزینه این سیستم بین سیستم هوایی با خطوط بدون عایق و سیستم کابل کشی زمینی می باشد . این سیستم در محلهایی که فضای لازم برای کابل کشی کم و یا گران می باشد مناسب است و عوامل دیگری که باعث برتری این سیستم بر سیستمهای هوایی می شود نصب و اجرای سریع و ساده ، ایمنی و صورت ظاهری و کنترل زیست محیطی آن می باشد. می توان از این کابلها بطور موقت نیز استفاده نمود تا اینکه شبکه دائمی (زمینی یا هوایی ) منطقه مورد نظر آماده شود .

علاوه بر موارد بالا،این سیستم، برای شرایط ذیل نیز مناسب است :
- در مناطقی که لازم است شرایط زیست محیطی آن دست نخورده باقی بماند و یا اینکه تغییرات بوجود آمده در آن حداقل باشد .
- برای دادن تغییرات در شبکه و یا توسعه آن
- برای خط ورودی و یا خروجی به پست ترانسفورماتور یا ایستگاهها، زیرا که با استفاده از این کابل نیازی به مقره های عایقی نمی باشد .
- از این کابلها که وزن آن ها کم بوده و دارای عایق پلی اتیلن کراس لینک (XLPE )می باشند، در شبکه های هوایی برای ولتاژهای ماکزیمم 12، 24، 36 کیلوولت استفاده می شود .

در مواردی که استفاده از خطوط با هادیهای لخت منجر به بروز حوادث گذرا می شود و یا اینکه رعایت حریم و سایر نکات فنی و ایمنی شبکه برق مقدور نیست استفاده از کابلهای خود نگهدار هوایی راه حل منطقی است . از عمده ترین این موارد می توان به مسیرهایی اشاره نمود که دارای عرض کم بوده و یا در آنها موانعی از قبیل ردیف درختان وجود دارد .
همانطور که می دانیم کابلهای خود نگهدار دارای هادی آلومینیومی و عایق پلی اتیلن کراس لینک می باشند و برای نصب این کابلها برروی پایه ها نیاز به یک سیم نگهدارنده (massenger ) می باشد که جنس این    سیم برای کابلهای kv 20  از فولاد و برای کابلهای فشار ضعیف از آلیاژ آلومینیوم می باشد . در کابل خود نگهدار فشار ضعیف از سیم نگهدارنده  بعنوان  سیم  نول نیز استفاده خواهد شد .

هوش مصنوعی چیست ؟

« هوش مصنوعی، دانش ساختن ماشین‌‌ ها یا برنامه‌های هوشمند است. »   همانگونه که از تعریف فوق-که توسط یکی از بنیانگذاران هوش مصنوعی ارائه شده است- برمی‌آید،حداقل به دو سؤال باید پاسخ داد:
1ـ هوشمندی چیست؟
2ـ برنامه‌های هوشمند، چه نوعی از برنامه‌ها هستند؟تعریف دیگری که از هوش مصنوعی می‌توان ارائه داد به قرار زیر است:
   « هوش مصنوعی، شاخه‌ایست از علم کامپیوتر که ملزومات محاسباتی اعمالی همچون ادراک (Perception)، استدلال(reasoning) و یادگیری(learning) را بررسی کرده و سیستمی جهت انجام چنین اعمالی ارائه می‌دهد.»و در نهایت تعریف سوم هوش مصنوعی از قرار زیر است:
   «هوش مصنوعی، مطالعه روش‌هایی است برای تبدیل کامپیوتر به ماشینی که بتواند اعمال انجام شده توسط انسان را انجام دهد.»   به این ترتیب می‌توان دید که دو تعریف آخر کاملاً دو چیز را در تعریف نخست واضح کرده‌اند.
1ـ منظور از موجود یا ماشین هوشمند چیزی است شبیه انسان.
2ـ ابزار یا ماشینی که قرار است محمل هوشمندی باشد یا به انسان شبیه شود، کامپیوتر است.   هر دوی این نکات کماکان مبهم و قابل پرسشند. آیا تنها این نکته که هوشمندترین موجودی که می‌شناسیم، انسان است کافی است تا هوشمندی را به تمامی اعمال انسان نسبت دهیم؟ حداقل این نکته کاملاً واضح است که بعضی جنبه‌های ادراک انسان همچون دیدن و شنیدن کاملاً ضعیف‌تر از موجودات دیگر است.   علاوه بر این، کامپیوترهای امروزی با روش‌هایی کاملاً مکانیکی(منطقی) توانسته‌اند در برخی جنبه‌های استدلال، فراتر از توانایی‌های انسان عمل کنند.   بدین ترتیب، آیا می‌توان در همین نقطه ادعا کرد که هوش مصنوعی تنها نوعی دغدغه علمی یا کنجکاوی دانشمندانه است و قابلیت تعمق مهندسی ندارد؟(زیرا اگر مهندسی، یافتن روش‌های بهینه انجام امور باشد، به هیچ رو مشخص نیست که انسان اعمال خویش را به گونه‌ای بهینه انجام می‌دهد). به این نکته نیز باز خواهیم گشت.   اما همین سؤال را می‌توان از سویی دیگر نیز مطرح ساخت، چگونه می‌توان یقین حاصل کرد که کامپیوترهای امروزین،

بهترین ابزارهای پیاده‌سازی هوشمندی هستند؟

   رؤیای طراحان اولیه کامپیوتر از بابیج تا تورینگ، ساختن ماشینی بود که قادر به حل تمامی  مسائل باشد، البته ماشینی که در نهایت ساخته شد(کامپیوتر) به جز دسته ای خاص از مسائلقادر به حل تمامی مسائل بود. اما نکته در اینجاست که این «تمامی مسائل» چیست؟ طبیعتاً چون طراحان اولیه کامپیوتر، منطق‌دانان و ریاضیدانان بودند، منظورشان تمامی مسائل منطقی یا محاسباتی بود. بدین ترتیب عجیب نیست، هنگامی که فون‌نیومان سازنده اولین کامپیوتر، در حال طراحی این ماشین بود، کماکان اعتقاد داشت برای داشتن هوشمندی شبیه به انسان، کلید اصلی، منطق(از نوع به کار رفته در کامپیوتر) نیست، بلکه احتمالاً چیزی خواهد بود شبیه ترمودینامیک!

       به هرحال، کامپیوتر تا به حال به چنان درجه‌ای از پیشرفت رسیده و چنان سرمایه‌گذاری عظیمی برروی این ماشین انجام شده است که به فرض این که بهترین انتخاب نباشد هم، حداقل سهل‌الوصول‌ترین و ارزان‌ترین و عمومی‌ترین انتخاب برای پیاده‌سازی هوشمندیست.

10 راز موفقیت در کسب و کار

کارآفرینی و نوآوری در بخش های متعدد اقتصادی مطلبی است که مدت ها در کشور ما مورد بحث است. برای گسترش واهمیت عملی شدن این موضوع در کشورمان تسهیلاتی نیز برای کارآفرینان درنظر گرفته شده است. اما مسلما در این راه برای موفقیت و امکان ادامه مسیر آشنایی با راهکار های مناسب و درست الزامی است.

به  ده راهکار مناسب که به کسب وکار شما خلاقیت ، نظم  و انعطاف پذیری می دهد اشاره خواهد شد. فعالین در این زمینه در هر کجای دنیا با به کار بستن این اصول کلی می توانند امیدوار باشند که گام های نخستین خود را به درستی برداشته اند.

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.

ترانسفورماتور جریان (CT )

از ترانسهای جریان برای تبدیل جریان زیاد به مقدار کم ( معمولاً 5 آمپر) برای وسائل اندازه‌گیری و رله‌های حفاظتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. سیم پیچی اولیه ترانس جریان بصورت سری در مدار قرار گرفته و جریان آن همان جریان خط می‌باشد که مقدار آن بستگی به امپدانس بار و ولتاژ شبکه دارد. مقادیر نامی ترانسفورماتور جریان برحسب نسبت تبدیل آن مشخص می‌شود (مثلاً 5 به 600، 5 به 800 ، 5 به 1000). چیزی که مهم است اندازه نامی جریان (5 آمپر) در طرف ثانویه ترانس می‌باشد.

تعداد سیم پیچی‌های ثانویه ترانسهای جریان 2 یا 3 سری بوده که یکسری برای وسائل اندازه‌گیری و بقیه برای سیستمهای حفاظتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ترانسفورماتور جریان بصورت سری در مدار جریان قرار می‌گیرد و وسائل حفاظتی و اندازه‌گیری نیز به صورت سری با ثانویه ترانسفورماتور جریان متصل می‌گردند.

تذکر خیلی مهم:

ثانویه ترانس جریان اگر هیچ دستگاهی به آن متصل نباشد، بایستی حتماً در تمام لحظات اتصال کوتاه باشد. چون ممکن است ولتاژهای بسیار زیادی در ثانویه (مدار باز) آن ظاهر گردد. در عمل اغلب رله‌ها و وسایل اندازه‌گیری دیگر، که از جریان ترانسفورماتورهای جریان استفاده می‌کنند دارای یک کلید اتصال کوتاه هستند که باید قبل از برداشتن رله برای تعویض یا تنظیم بسته شود.

لاین تراپ ( LINE TRAP )

 

لاین تراپ یا تله موج : امروزه یکی از اجزای اصلی در هر پست فشار قوی سیستم ارتباطی PLC  است .از این وسیله  برای ارتباط صوتی ( بیشتر ) استفاده میشود و در کاری حساس تر جهت انتقال داده های هر پست و سیستم های حفاظتی نیز استفاده مینمایند .

خطوط فشار قوی بعنوان سیم های ارتباطی بین دو نقطه در ارتباط ها نقش دارند ، برای در خدمت گرفتن از این کابلهای ولتاژ بالا و فرکانس 50 هرتز برق ( در ایران) احتیاج به لوازمی است که بتواند اطلاعات و صوت و تصویر را با فرکانسی مشخص ( عموما بین 300 تا 2000 هرتز ) بروی سیستم انتقال انرژی منتقل نماید . این وسیله بطور عموم به تله موج شناخته میشود که شامل اجزایی است و تنظیمات خاص خود در ولتاژ های مختلف را دارد که در این مقوله با این تجهیز بیشتر آشنا میشویم.

مهندسی برق و مخابرات

بررسی مخابرات به زبان ساده

مُخابـِرات، انتقال سیگنال‌ها از فواصل به منظور ارتباط است. در زمان‌های گذشته، از سیگنال‌های دود، طبل، سمافوریا(مخابره به وسیله پرچم)، هلیوگراف(مخابره به وسیله نور خورشید) استفاده می‌شد. در دوران مدرن، مخابرات شامل استفاده از انتقال دهنده‌های الکترونیکی مانند تلفن، تلویزیون، رادیو یا کامپیوتر است. اولین مخترعان در زمینه مخابرات آنتونی میوسی, الکساندر گراهام بل، گوگلیلمو مارکونی و جان لوجی بیرد هستند. مخابرات بخش مهمی از اقتصاد جهانی است و سود صنعت مخابرات ۳ درصد محصولات عمده دنیا است.

اجزاء اصلی

سیستم‌های مخابراتی شامل سه جزء اصلی است: یک فرستنده که اطلاعات را گرفته و آن را به سیگنال تبدیل می‌کند. یک کانال مخابراتی که سیگنال را حمل می‌کند، و یک گیرنده که سیگنال را می‌گیرد و آن را به اطلاعات قابل استفاده تبدیل می‌کند.به طور مثال دکل‌های رادیویی در ارسالهای رادیویی یک فرستنده، فضای آزاد یک کانال مخابراتی و رادیو گیرنده‌است. معمولاً سیستم‌های مخابراتی دو طرفه هستند، و یک دستگاه واحد,نقش فرستنده وگیرنده را ایفا می‌کند(ترانسسیور). مثلا، تلفن همراه یک دستگاه ترانسسیور است. مخابرات از طریق خطوط تلفن را ارتباط نقطه به نقطه می‌گویند, زیرا بین یک فرستنده و یک گیرنده‌است. مخابرات از طریق ارسال رادیویی را ارتباط پخشی می‌نامند زیرا بین یک فرستنده قوی وگیرنده‌های زیادی است

آنالوگ یا دیجیتال

سیگنال‌ها یا آنالوگ و یا دیجیتال هستند. در سیگنال آنالوگ ,سیگنال به طور پیوسته با اطلاعات تغییر می‌کند. اطلاعات در سیگنال دیجیتال به صورت دسته‌ای از ارزشهای گسسته (مثلاً یک و صفر) کد گذاری می‌شود. اطلاعات موجود در سیگنال‌های آنالوگ ممکن است هنگام انتقال با نویز مخلوط شوند. در حالی که، اگر نویز از حد آستانه بالاتر رود، اطلاعات موجود در سیگنال‌های دیجیتال سالم باقی می‌ماند. این نویز‌های مقاومتی نشان دهنده مزیت کلیدی سیگنالهای دیجیتال نسبت به آنالوگ می‌باشد.

شبکه ها

مجموعه‌ای از فرستنده‌ها، گیرنده‌ها یا ترانسسیور‌ها که با هم ارتباط دارند را شبکه می‌نامند. شبکه‌های دیجیتالی حاوی یک یا دو مسیریاب هستند که اطلاعات را به کاربر هدایت می‌کنند. یک شبکه آنالوگ ممکن است شامل یک یا دو سوئیچ باشد که ارتباط بین یک یا دو کاربر را برقرار می‌کنند. در هر دو نوع شبکه، ممکن است تکرار کننده‌ها لازم باشند تا سیگنال را در زمانی که در فواصل دور منتقل می‌شود، تقویت کنند. این برای مقابله با تضعیفی است که مانع از تشخیص سیگنال از نویز می‌شوند.

 کانالها

کانال یک بخش در زمینه انتقال است که می‌توان برای فرستادن جریانهای چندگانه اطلاعات از آن استفاده کرد. مثلاً یک ایستگاه رادیویی ممکن است در MHz ۹۶ پخش شود در حالیکه ایستگاه رادیویی دیگر ممکن است در MHz ۹۴۵ پخش شود. در این حالت محیط را بر حسب فرکانس قسمت بندی می‌کنیم و هر کانال فرکانس جداگانه‌ای را برای پخش دارد. به صورت متناوب، هر سیگنالی می‌توانند به هر کانالی برای پخش دسترسی پیدا کنند - این را تقسیم زمانی چندگانه می‌نامند و گاهی در ارتباط دیجیتالی استفاده می‌شود.

مدولاسیون

شکل گیری سیگنال برای انتقال اطلاعات را مدولاسیون می‌نامند. می‌توان از مدولاسیون برای نمایش یک پیغام دیجیتالی از طریق موج آنالوگ استفاده کرد. این عمل را کلید زنی گویند و تکنیک‌های کلید زنی فراوانی وجود دارند. (شامل کلید زنی تغییر فازی، کلید زنی تغییر فرکانس، و کلید زنی تغییر دامنه). مثلاً بلوتوس از کلید زنی تغییر فازی برای انتقال اطلاعات بین دستگاه‌ها استفاده می‌کند.

از مدولاسیون می‌توان برای انتقال اطلاعات سیگنال‌های آنالوگ با فرکانس‌های بالا نیز استفاده کرد. این کمک بزرگی است زیرا سیگنال‌های آنالوگ با فرکانس پایین نمی‌توانند در فضای آزاد، به خوبی منتقل شوند. از این رو اطلاعات یک سیگنال آنالوگ با فرکانس پایین باید قبل از انتقال بر یک سیگنال، با فرکانس بالاتر (که موجب حامل نامیده می‌شود) سوار شود. روش‌های مدولاسیون متفاوتی برای انجام این کار وجود دارند (دو مورد از مهم‌ترین آنها مدولاسیون دامنه و مدولاسیون فرکانس هستند). مثال این روش صدای یک دی جی است که با استفاده از مدولاسیون فرکانس به فرکانس مرکزی ۹۶MHZ منتقل می‌شود (سپس این صدا در کانال «FM ۹۶»دریافت می‌شود).

جامعه و مخابرات

مخابرات بخش مهمی از جامعه مدرن است. در سال ۲۰۰۶ تخمین زده‌اند که سود سالانه صنعت مخابرات ۲/۱ تریلیون دلار است که جزو ۳٪ سود خالص جهان (نرخ تبادل اداری) قرار دارد.

شرکت‌ها در سطح اقتصاد خرد از مخابرات، برای ایجاد امپراتوری‌های جهانی استفاده کرده‌اند. این در مورد خرده فروشی شبکه‌ای Amazon.com واضح است. اما طبق نظر ادوارد لنرت، حتی یک خرده فروش معمولی مثل وال-مارت نیز با استفاده از مخابرات بهتر در زیر ساخت‌هایش به سود بیشتری در مقایسه با رقبایش دست پیدا کرده‌است. صاحب خانه‌ها در شهرها در سراسر جهان از تلفن هایشان برای انجام سرویس‌های خانه از تحویل پیتزا گرفته تا سیم کش استفاده می‌کنند. حتی جوامع فقیر نیز برای استفاده از تلفن به خاطر مزیتهای آن تشویق شده‌اند. در ناحیه نارشینگدی بنگلادش، روستایی‌های جدا از هم از تلفن‌های همراه برای ارتباط مستقیم با عمده فروشان و معامله بهتر کالاهایشان استفاده می‌کنند. در ساحل عاج، تولید کنندگان قهوه از تلفن همراه برای دنبال کردن ساعتی تغییرات قیمت قهوه استفاده می‌کنند و محصولاتشان را با بهترین قیمت می‌فروشند. لارنس هندریک رولر و لئونارد ویورمان در سطح اقتصاد کلان ارتباط علّی را بین زیر ساخت‌های مناسب مخابراتی و رشد اقتصادی پیدا کرده‌اند. بعضی‌ها ارتباطی را بین آنها بیان می‌کنند اما برخی عقیده دارند این ارتباط علّی نیست. با توجه به مزایای اقتصادی زیر ساخت‌های مناسب مخابراتی، این نگرانی فزاینده در باره جدایی دیجیتالی وجود دارد. زیرا همه جمعیت جهان دسترسی برابری به سیستم‌های مخابراتی ندارند. یک تحقیق در سال ) مشخص کرد که حدود یک سوم کشورها کمتر)۲۰۰۳ توسط اتحادیه بین المللی مخابراتITU) از ۱ اشتراک تلفن همراه برای هر ۲۰ نفر و یک سوم کشورها ۱ اشتراک خط ثابت برای هر ۲۰ نفر دارند. در مورد دسترسی به اینترنت، تقریباً نیمی از کشورها ۱ از ۲۰ نفر امکانات اینترنت دارند.از این اطلاعات و اطلاعات آموزشی، سازمانITU توانست شاخصی را ایجاد کند که توانایی کلی شهروندان به دستیابی و استفاده از اطلاعات و تکنولوژی ارتباطات را مشخص کرد. کشورهایی مانند سوئد، دانمارک و ایسلند با استفاده از این اطلاعات بالاترین رتبه را داشتند در حالیکه کشورهای آفریقایی مانند نیجر، بورکینا فاسو و مالی پایین تین رتبه را کسب کردند.

مبانی مهندسی رباتیک

رباتیک چیست ؟

علم طراحی ، ساخت و کاربرد ربات را رباتیک می نامند.

ربات چیست ؟

هر ماشین الکترومکانیکی ، هوشمند ، خودکار ، چندمنظوره ، دارای حسگر و قابل برنامه نویسی را ربات گویندمثال هایی از رباتآسانسور ساختمان ها – ماشین لباس شویی – بازو های مکانیکی – سیستم های دفاع موشکی – ربات های جاسوس – چراغ های راهنمایی ورانندگی – یخچال ها – نوشابه پرکن ها – برخی ازاسباببازی کودکان – هواپیما های بدون سرنشین و ….تفاوت مهندس و دانشمند و فناور چیست ؟دانشمند شخصی است که سیستم های جدید را آزمایش می کند و روابط ریاضی بین آن ها را پیدا می کندمهندس شخصی است که از روابط ریاضی موجود استفاده می کند و بهینه ترین سیستم را طراحی می کندفناور شخصی است که از سیستم های موجود استفاده می کندرباتیک کدام یک از موارد فوق می باشد ؟رباتیک مانند هر تکنولوژی دیگر شامل هر سه مورد می باشد پاسخ این سوال را می توان در قالب چند مثال ساده بیان کرد

دانشمندان رباتیک ، مشغول به آزمایش ربات های جدید و قطعات جدید می شوند و روابط بین آن ها را به صورت ریاضیات مدل می کنند مثلا در مورد زوایای قرار گیری مفصل های ربات انسان نما جهت حفظ تعادل آن ؛ آزمایش های بسیاری انجام می دهند شاید این آزمایش ها تا رسیدن به یک مدل ریاضی چندین سال طول بکشد . یا مثلا بعضی دانشمندان روی چگونگی یاد گیری ربات (مانند کودک انسان ) تحقیق می کنند و موارد بسیار دیگر

مهندسان رباتیک ، مشغول به طراحی ربات های کاربردی با صرفه اقتصادی می شوند جهت طراحی ربات باید ار آخرین نتایج تحقیقات دانشمندان استفاده نمایند و سیستم را طوری طراحی نمایند که جهت کاری معین ( معمولا در صنعت ) با حفظ ایمنی اقتصادی ترین سیستم نیز باشد مثلا برای طراحی بازو صنعتی باید نوع موتور گشتاور ها سرعت مجری برنامه حرکت جنس آلیای به کار رفته و … ربات را طراحی نمایند .

فناوران رباتیک باید با تمامی ربات های تولید شده توسط مهندسین آشنا باشد و بتواند آن ها را نصب و راه اندازی و همچنین تعمیر نماید . فتاوران رباتیک معمولا در کار تعمیر و برنامه نویسی ربات مشغول می باشند .

برای درک بهتر این مسئله به بررسی یک ربات تعقیب خط که اکثر افراد با آن آشنایی دارند می پردازیم . این ربات باید یک خط سیاه در زمین سفید را دنبال کند .

دانشمند رباتیک یک زمینه جزیی تر مانند قطر چرخ را انتخاب می کند . با آزمایشات بسیار رابطه ای بین قطر چرخ با موارد نظیر سرعت ، اصطکاک ، تعادل و … را بدست می آورد مثلا برای بدست آوردن رابطه و مدل اصطکاک بیش از ده هزار آزمایش انجام می دهد و نمودار ها و جداولی رسم می نماید و با علم آمار و هندسه نتیجه کار خود را با یک فرمول ریاضی بیان می کند .

مهندس رباتیک ابتدا مسئله را به چند قسمت جدا می کند و هر برای هر قسمت به روابط مدل شده مراجعه می کند همچنین تمامی قطعات تولید شده کارخانه ها را مقایسه می کند او باید هزینه اقتصادی ، کیفیت ، طول عمر ، ایمنی و … در نظر بگیرد و سپس تعیین کند که قطر چرخ چه قدر باشد از چه موتوری استفاده شود چند سنسور داشته باشد چگونه کنترل شود . این بررسی ها ممکن است چندین ماه یا چندین سال به طول بیانجامد و در موارد شاید مدل ریاضی برای حل وجود نداشته باشد .

فناور رباتیک ابتدا به فروشگاه قطعات رباتیک می گوید قوی ترین موتور را می خواهم چندین سنسور می گیرد و به مدارات و برنامه های آماده مراجعه می کند چند روزه ربات را می بندد و سپس کمی تغییر می دهد .

شغل ها ی این سه حوزه در صنعت

معمولا دانشمندان رباتیک در بخش تحقیقات کارخانه ها کار می کنند و برای محصولی که قرار است در سال های بعد به تولید برسد آزمایش انجام می دهند همچنین برای بهینه سازی تولیدات فعلی و بهبود مدل آن ها تلاش می کنند .

معمولا مهندسان رباتیک در بخش توسعه کارخانه ها کار می کنند و برای اتوماتیک کردن سیستم های تولید و راه اندازی خطوط جدید ، ربات طراحی می کنند

معمولا فناوران رباتیک در بخش تعمیر کارخانه ها کار می کنند . آن ها ربات ها را کنترل ، برنامه نویسی و تعمیر می نماید و از ربات ها نگه داری می کنند .

رباتیک و دانشگاه

از بعضی افراد می شنویم که “برای ساخت ربات دانشگاه رفتن و رشته رباتیک خواندن لازم نیست چند کتاب چگونه ربات بسازیم بخوانی تمام رباتیک را یاد می گیری” این گفته نادرست است چون در یک ربات روابط ریاضی بسیار پیچیده ای برقرار است و بدون یادگیری آن ربات ساخته شده بیهنه اقتصادی و ایمن نیست .
جهت فناور شدن تحصیل در رشته علمی کاربردی رباتیک و یا فنی و حرفه ای رباتیک لازم می باشد . جهت مهندس شدن تحصیل در رشته مهندسی رباتیک لازم می باشد و جهت دانشمند شدن باید تحصیلات مهندسی رباتیک خود را تا مقطع دانشگری ادامه دهید .