ساده ترين معماري ميكرو كنترلر، متشكل از يك ريز پردازنده، حافظه و درگاه  ورودي/خروجي است. ريز  پردازنده نيز متشكل از واحد پردازش مركز (CPU) و  واحد كنترل (CU)است.

CPU درواقع مغز يك ريز پردازنده است و محلي است كه در آنجا تمام عمليات رياضي و منطقي ،انجام مي شود. واحد كنترل ، عمليات داخلي ريز پردازنده را كنترل مي كند و سيگنال هاي كنترلي را به ساير بخشهاي ريز پردازنده ارسال مي كند تا دستورالعمل ها ي مورد  نظر انجام شوند.

حافظه بخش خيلي مهم از يك سيستم ميكرو كامپيوتري است. ما مي توانيم بر اساس به كارگيري حافظه، آن را به دو گروه دسته بندي كنيم: حافظه برنامه و حافظه داده . حافظه برنامه ، تمام كد برنامه را ذخيره مي كند. اين حافظه معمولاً از نوع حافظه فقط خواندني (ROM) مي باشد. انواع ديگري از حافظه ها نظير EPROM و حافظه هاي فلش EEPROM براي كاربردهايي كه حجم توليد پاييني دارند و همچنين هنگام پياده سازي برنامه به كار مي روند . حافظه داده از نوع حافظه خواندن / نوشتن (RAM) مي باشد . در كاربردهاي پيچيده كه به حجم بالايي از حافظه RAM نياز داريم ، امكان اضافه كردن تراشه هاي حافظه بيروني به اغلب ميكرو كنترلر ها وجود دارد.

 

درگاهها ورودي / خروجي (I/O )به سيگنال هاي ديجيتال بيروني امكان مي دهند كه با ميكرو كنترلر ارتباط پيدا كند. درگاههاي I/O معمولاً به صورت گروههاي 8 بيتي دسته بندي مي شوند و به هر گروه نيز نام خاصي اطلاق مي شود. به عنوان مثال ، ميكروكنترلر 8051 داراي 4 درگاه ورودي / خروجي 8 بيت مي باشد كه P3, P2, P1, P0 ناميده مي شوند. در تعدادي از ميكرو كنترلر ها ، جهت خطوط درگاه I/O قابل برنامه ريزي مي باشد. لذا بيت هاي مختلف يك درگاه را مي توان به صورت ورودي يا خروجي برنامه ريزي نمود. در برخي ديگر از ميكروكنترلرها (از جمله ميكروكنترلرهاي 8051) درگاههاي I/O به صورت دو طرفه مي باشند. هر خط از درگاه I/O اين گونه ميكرو كنترلرها را مي توان به صورت ورودي و يا خروجي مورد استفاده قرار داد . معمولاً ، اين گونه خطوط خروجي ، به همراه مقاومتهاي بالا كش بيروني به كار برده مي شوند.

 

منبع

 

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

 

به نام خدا

 

 

ميكروكنترلرهاي خانواده PIC از معماري هاردوارد استفاده ميكنند . اين بدان معنااست كه كل حافظه به دو قسمت تقسيم شده است  . كه عبارتند از : حافظه داده و حافظه برنامه .مزيت اين معماري آن است كه ميتوان به هر دو بخش حافظه در يك دستورالعمل دسترسي داشت  . اغلب PIC  ها داراي سه بلاك حافظه داخلي ميباشند :

 

 

۱_ Data memory  : كه اين حافظه به Bank0 و Bank1 و ... تقسيم ميشوند .هر بانك شامل حافظه  RAM  معمولي (general purpose register) و ريجيستر هاي مخصوص (status,intcon,option,…) مي باشد.

 

2_ Eeprom memory  : يكي از تفاوت هاي اصلي ميكروهاي گذشته مثل سري 8051 با PIC و AVR  ، همين حافظه ميباشد. اين حافظه تقريبا بينابين RAM  و ROM   از نظر كاربرد ميباشد . اين  حاظه به صورتي است كه ميتوان در حين برنامه نويسي ، اطلاعات را در آن ذخيره يا پاك  كرد (RAM) واطلاعات آن در صورت قطعي برق نيز پاك نمي شود (ROM) . نسيت به  RAM  و ROM  داراي سرعت به مراتب پايين تر ميباشد .

 

3_Program memory  : برنامه اي كه توسط كاربر نوشته ميشود . در اين حافظه LOAD ميشود . به عنوان مثال PIC16F877 (40 پين) داراي پروگرام كانتر 13 بيتي براي آدرس دهي كردن Flash program memory به حجم (8k*14bit) ميباشد .

 

 

PIC ها از لحاظ نوع Program memory  به 4 دسته تقسيم ميشوند .

 

1) Flash Program Memory

 

مزيت اين گونه PIC ها سرعت نسبتا بالاي خواندن اطلاعات از ROM و درنتيجه سرعت بالاتر اجراي عمليات ميباشد . حافظه هاي فلش موجب گرديده تا سرعت اجراي برنامه از 12 كلاك در 8051 به 4 كلاك در PIC و 1 كلاك در AVR كاهش يابد .

خانواده هايي كه نام IC داراي F باشد داراي اين گونه حافظه ميباشند (مانند 16F84 , 16F877.....) .

 

2) Eprom program memory

 

خانواده هايي كه نام IC داراي C يا CE باشد.(16C84)

 

3)Rom Program Memory

 

خانواده هايي كه نام IC  داراي CR باشد (16CR84)

 

4) Eeprom Program Memory

 

همچنين بعضي از PIC ها نيز داراي رنج ولتاژي گسترده ميباشند كه داراي مشخصه  L  در نام  IC  مي باشد.(PIC16LF84)

 

منبع

 

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

قبل از شروع این بحث بهتر است آشنایي مختصري با تئوري موسیقي پیدا کنید.اجزاي یک ملودي نتها هستند.هر نت در واقع يک فرکانس یا يک باند فرکانسي است.مثلا طبق استاندارد جهاني نت لا ازپايينترین اکتاو (Octave)، با فرکانس 440HZ نواخته می شود.نتها در اکتاوها متوالیا تکرار می شوند.اما فرق یک نت در یک اکتاوتا اکتاودیگر چیست؟تفاوت دربمی وزیری صداست.درواقــــع صدای نتهـــــای واقع در اکتــاوهای بالاتر، زیرترمی شود.

فرکانس نتهای موسیقی را می توان طبق رابطه زیر به دست آورد.

fx=fbase * 2 ^(n/12)

در رابطه بالا fbase فرکانس یک نت معلوم است.مثلا نت لا که قبلا گفته شد وn فاصله کلید مجهول از کلید معلوم رو به بالاست.مثلا فرکانس نت سی از همان اکتاو،طبق زیر به دست می آید.

fsi=440*2^(2/12)=494HZ

حال شما می توانید با تولید فرکانسهای متناظر نتها به وسیله یک میکروکنترلر،موسیقی دلخواه خود را اجرا کنید.در واقع میکروکنترلر شما باید برای هر نت یک موج مربعی با فرکانس آن نت و مدت زمان کشش آن نت روی یک پین خود تولید کند.ساختن موج مربعی با میکروکنترلر کار ساده ایست.همچنین می توانید فرکانس یا پرید نتها یا عددی متناسب با آنها را به عنوان اعدادی ثابت در یک آرایه ذخیره کنید تا متناسب با هر نت آنها را از جدول استخراج کنید.

برای شروع کار می توانيد مثال زير را دانلود کنيد.

 

Download : AVR-Music.zip

 

http://www.amnelec.persianblog.com

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

 


میکرو کنترلر در اصطلاح به ریز پردازنده هایی گفته می شود که بجز
CPU حداقل شامل سیستم های ورودی و خرو جی (I/o) حافظه و مدارات ارتباط با حافظه در داخل تراشه اصلی هستند و نیازی به مدارات واسطه بیرونی جهت ارتباط با سیستم های جانبی را ندارد. البته امکانات همه میکرو کنترلر ها هشابه و یکسان نمی باشد و برخی از میکرو کنترلر ها علاوه بر امکانات فو ق العاده شامل مبدل های دیجیتال به آنالوگ و آنالوگ به دیجیتال و یا حتی امکانات بیشتر و اختصاصی تر می باشند.

میکرو کنترلر MC68HC7058 ساخت شرکت MOTOROLA نمونه ای از میکرو کنترلر های مدرن می باشد که امروزه در ساختمان مانیتور های پارس از آن استفاده شده است. قلب این میکرو کنترلر را ریز پردازنده 6805 تشکیل می دهد و حافظه آن شامل 3.75 کیلو بایت حافظه ROM جهت ذخیره کردن نرم افزار اجرایی و 256 بایت حافظه RAM جهت ذخیره سازی مو قت می باشد.
نرم افزار ذخیره شده در حافظه این میکرو کنترلر تحت امتیاز شرکت هیوندای کره جنوبی بوده و قابل دسترسی یا دخل و تصرف ننی باشد و فقط مختص 15 اینج مدل
HL -5870 می باشد. از و ضایف اصلی میک رو کنترلر می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1- کنترل دکمه های جلوی مانیتور در صنعت ساخت
2- ایجاد ولتاژ های
DC جهت کنترل قسمت های مختلف مدار
3-ارتباط با حامظه
none volatile جهت ذخیره سازی و باز خوانی اطلاعات.
4- ارتباط با سیستم تغذیه جهت مدیریت توان مصرمی
5- ارتباط با سیستم مولد
OSD
6- ارتباط با سیستم تنظیم گر خودکار
7- تنظیم اعو جاجات و تصحیح خطاها
8- مضناتیس جدایی
9- پردازش سیگنال های همزمانی
10- کنترل پیچش تصویر

 

 

منبع

 

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

اول الکتریسیته نبود، یعنی بود ولی آدم نمی دیدش! گاهی وقتا رعد و برق رو تو آسمون می دید ولی نمی دونست چیه! بعد که فهمید کهربا می تونه کاه رو جذب می کنه بازم نمی دونست چرا ولی فلاسفه یونان باستان می گفتند کهربا روح داره که می تونه چیزی رو حرکت بده! خب بیچاره ها حق هم داشتند شاید اگه ماکسول هم اون موقع زندگی می کرد همین حرف رو میزد! بعد که یه دو سه هزار سالی گذشت تا یه بابایی به اسم گیلبرت اومد گفت نه بابا این به خاطر اینه که کهربا در اثر اصطکاک با بعضی از مواد می تونه باردار بشه و خرده کاه رو جذب کنن. تا اینجا هیچ خبری از بار متحرک نبود و فقط بار ساکن مورد توجه بود تا اینکه تو اوائل قرن هجدهم بنجامین فرانکلین گفت الکتریسیته می تونه جاری بشه و در اینجا بود که مدار الکتریکی متولد شد چون ذره ی باردار فقط تو مسیر بسته می تونه دور بزنه. حدود صد سال بعد در سال 1831 مایکل فارادی تئوری تولید جریان الکتریکی بوسیله ی تغییر میدان مغناطیسی رو ارائه کرد و چند سال بعد ژنراتورها ساخته شدند. از همین جا بود که بشر تصمیم گرفت الکترون ها رو به شکلهای مختلف تو مسیرهای مختلف (مدار) به گردش دربیاره و همش تقصیر فارادی بود !!!!

تا اینجا هم تا پنجاه شصت سال همه چیز به خوبی و خوشی! پیش می رفت ولی در اواخر صده ی نوزدهم بود که یک روز آقای ادیسون لامپ خلا رو کشف کردند و دانش الکترونیک متولد شد. این اختراع مفید به سرعت منجر به ساخت تقویت کننده و فرستنده های رادیویی شد. بازهم تا چهل پنجاه سال مهندسان الکترونیک سرشون به لامپ های خلا گرم بود و برای خودشون با این لامپ ها انواع و اقسام مدارات آنالوگ و دیجیتال از آمپلی فایر صوتی گرفته تا ماشین حساب های بزرگ و کامپیوتر رو ساخته بودند. اولین کامپیوترشون انیاک (
ENIAC) بود با 30.000 تا لامپ و به اندازه یک ساختمان چند طبقه که قدرتش از ماشین حساب های جیبی شما هم کمتر بود!

این دفعه یه اتفاقی افتاد که تقصیر آزمایشگاه های بل بود که نیمه هادی ها رو به جون هم انداخت و ترانزیستور و دیود و ترایاک و انواع المان های غیرخطی با تولد اولین المان فیزیک حالت جامد (ترانزیستور) اختراع شدند و دنیا برای مهندسان الکترونیک گلستان شد!! لامپ های داغ، شکننده، گران، پرمصرف، حجیم و کم انعطاف جاشون رو به یک سوگلی سه پایه دادند که نه تنها داغ نمی شد و نمی شکست، خیلی کم مصرف و جمع و جور بود. تولد این جانور سه پا اولین انقلاب الکترونیک لقب گرفت ولی انقلاب اول زیاد دوام نداشت چون 10-15 سال بعد از اون دومین انقلاب که اختراع مدار مجتمع (
IC) بود صورت گرفت. مدارهایی که قبلا یک بار با لامپ طراحی شده بودند و یک بار با ترانزیستور باز طراحی شدند این بار روی یک تراشه ی سیلیکونی به صورت یک بسته بندی وارد بازار شدند.

یک پرانتز برای جمله ی آخر:

همه ی مدارهایی که با عناصر گسسته ساخته شده بودند بعد از اختراع
IC به صورت مجتمع ساخته نشدند چون اولا سیستم های کاربردی انقدر متنوعند که امکان تولید همه ی آن ها به صورت Package وجود ندارد و ثانیا گاهی ما نیاز به مداری داریم که فقط برای خودمان قابل استفاده است و بنابراین تا حد امکان مدارات مجتمع با کاربرد چند منظوره و به عنوان المان های اساسی تولید شدند و از آن ها در طراحی سیستم های مورد نیاز استفاده شد.

پرانتز بسته!

یه روز یه بابایی اومد گفت حالا که من برای طراحی یک سیستم باید از این همه المان استفاده کنم چقدر خوب می شد اگه یه المان داشتم که این سیستم رو توش جا می دادم!
خب با اینکه المان ها خیلی هاشون به صورت مجتمع و بسته تولید شده بودند ولی بازم این بابا حق داشت!! خب یه وقت می خواست یه مدار کنترلی طراحی کنه باید از چند ده جین المان استفاده می کرد. پس یه بابای دیگه حرفشو گوش کرد و یه المان براش ساخت که باهاش هرکاری که می خواست می تونست بکنه. اسم اون المان
میکروکنترلر بود.
ولی میکروکنترلر خام بود باید بهش می گفت که ازش چی می خواد. این کار رو برنامه نویسی برای میکروکنترلر انجام داد و به این ترتیب بود که این المان انقدر محبوب شد که هنوز چیزی جانشین اش نشده و همچنان بعد از حل بسیاری از مسائل به دنبال مسائلی برای حل می گردد ...

منبع

 

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

به توضیح تک به تک قسمتها میپردازیم :

۱:در قسمت معرفی آی سی از کلمه کلیدی $Regfile برای معرفی استفاده شده است . این دستور به این صورت است که باید بعد ازآن کلمه معرف آی سی مورد استفاده را در جلوی آن وارد کنیم . البته برای هر آی سی کلمه ی مخصوصی وجود دارد که برای ATMEGA32 باید کلمه ی M32def.dat را تایپ کرد . البته باید توجه داشت که این کلمه باید داخل یک جفت کوتیشن ( گ + Shift ) قرار گیرد :
$
Regfile = “M32def.dat

۲: در قسمت بعدی که تعیین فرکانس کاری است کلمه کلیدی $Crystal باید نوشته شود و آنرا باید مساوی با فرکانس کار بر حسب هرتز قرار داد :
$
Crystal = 1000000

۳: حال به بخش معرفی سخت افزار رسیدیم . در این برنامه چون پورت B باید بتواند جریان بیرون دهد و سخت افزار خارجی ای که همان LED است را روشن کند بعنوان خروجی تعریف میشود . همیشه برای معرفی سخت افزار از کلمه کلیدی Config اسفاده میشود . پس برای خروجی کردن پورت B مینویسیم :
Config Portb = output

۴: چون در این برنامه نیازی به تعریف متغیری نبود به بخش برنامه اصلی میرویم و در این قسمت عددی را به پورت B خواهیم فرستاد تا طبق آن LED ها روشن شوند . البته ذکر این نکته لازم است که اگر بخواهیم عددی را در مبنای دودویی بنویسیم ابتدا باید &B را نوشته و بعد ععد مورد نظر را تایپ کنیم و همینطور برای نوشتن در مبنای هگز که &H تایپ میشود و اگر هیچکدام از کلمات ذکر شده را ننویسیم عدد در مبنای دسیمال محسوب میشود .

۵: در آخر برنامه نیز از کلمه کلیدی END برای مشخص نمودن پایان برنامه استفاده شده است .

دانلود برنامه ==> http://www.irankorea.com/microtak/microtak-about27.html

 

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

 

 

تایمر ها از اجزاء پر کاربرد پروژه های 8051 می باشند.کار اصلی تایمر شمارش تعداد سیکل های کریستال می باشد.چون هر دوره تناوب کریستال در کسری از ثانیه رخ می دهد بنابراین می توان برای شمارش زمان سپری شده ، از آن استفاده کرد .
8051 دارای دو عدد تایمر 16 بیتی می باشد که با نامهای تایمر یک و تایمر صفر شناخته شده اند .هر تایمر در حقیقت از دو ثبات 8 بیتی با نام
TH و TL ساخته شده است .از تایمر ها در 4 مود کاری می توان استفاده کرد:
مود 00 که از تایمر به عنوان یک شمارشگر 13 بیتی استفاده می کند .
مود 01 از تایمر به عنوان شمارشگر 16 بیتی استفاده می کند .
مود 02 به عنوان شمارشگر 8 بیتی با راه اندازی خودکار استفاده می کند.(
AutoReload)
مود 03 تایمر را به دو تایمر 8 بیتی تقسیم می کند که به آن حالت تسخیر شده می گویند.

در 4 مود کاری بالا مود های یک و دو بیشترین کاربرد را در انجام پروژه ها دارند .تایمر 16 بیتی مود 01 می تواند از مقدار 0000 تا
FFFFH بشمارد پس از رسیدن به مقدار FFFF تایمر پرچم خود را (TF) را یک می کند و مجددا از مقدار 0000 شروع به شمارش می کند.

در مود 2 که همان حالت
AutoReload است تایمر به عنوان یک شمارشگر 8 بیتی از مقدار 00 تا FFh می شمارد البته در این مود می توان برای تایمر تعیین کرد که چه مقدار بشمارد فرضا در برنامه ای احتیاج به این پیدا می کنیم تا تایمر یک وظیفه ای را هر 100 میکرو ثانیه انجام دهد در این حالت از مود 2 استفاده می کنیم . مقدار اولیه شمارش را در ثبات TH قرار می دهیم .و سپس پس از راه اندازی تایمر این مقدار در ثبات TL قرار می گیرد و تایمر از مقدار تعیین شده تا FFh می شمارد . پس از رسیدن TL به FFh تایمر پس از یک کردن TF ، مجددا مقدارموجود در TH را در ،م کپی کرده و به همین ترتیب شمارش ادامه می یابد .

تایمر ها دارای دو ثبات با نامهای
TCON وTMOD هستندثبات ،TMOD برای مقدار اولیه دادن به تایمر مورد استفاده قرار می گیرند و ثبات TCON برای کنترل تایمر مورد استفاده قرار می گیرد ثبات TMOD همیشه باید قبل از راه اندازی تایمر مقدار دهی شود.شکل ثبات TMOD به صورت زیر است:


TMODیک ثبات 8 بیتی است که به دو قسمت 4 بیتی (nible) تقسیم می شود نیبل بالا برای تایمر 1 و نیبل پایین برای تایمر 0 مورداستفاده قرار می گیرد .اختلاف دو نیبل در همین است و غیر از این کاملا با هم مشابهند .
بیت
Gate ، می توان گفت که یک نوع راه انداز تایمر است . این بیت مشابه کلید روشن و خاموش عمل می کند در صورتی که مقدار این بیت را یک قرار دهیم کنترل تایمر از طریق پالس ورودی به پایه ی INT1 صورت می گیرد یکی از کاربرد های این بیت اندازه گیری پالس خارجی اعمال شده به پایه ی INT1 می باشد.
بیت
C/T نوع کارکرد تایمر را تعیین می کند که آیا تایمر برای شمارش تعداد پالس کریستال خارجی متصل به پایه T1 یا T0 مورداستفاده قرار گیرد یا برای شمارش تعداد پالس های کریستال مدار میکرو که آن هم به پایه های 18 و 19 متصل است .در حالت اول می گویند که تایمر به عنوان کانتر (شمارنده اتفاقات) عمل می کند و در حالت دوم می گویند که تایمر در حالت شمارش گر زمان کار می کند .در صورتی که بیتc/T را یک کنیم تایمر به عنوان کانتر و در صورتی که این بیت را صفر کنیم تایمر به عنوان شمارشگر واحد زمان به کار گرفته می شود.

بیتهای
M1و M0 هم مود کاری را که قبلا بررسی کردیم تعیین می کند .ابتدا مود مورد نظر را تعیین می کنیم سپس مقدار معادل آن در مبنای دو را در بیتهای M1, M2 قرار می دهیم .

یک مثال برای اینکه تایمر 1در حالت
AutoReload و به عنوان تایمر (شمارش گر زمان) مورد استفاده قرار گیرد :


معدل این کار دستور زیر است:

Mov Tmod,#00100000b


مرحله بعدی استفاده از تایمر تعیین چگونگی روشن و خاموش کردن تایمر است.
ثبات دیگری که در مورد تایمر مورد استفاده قرار می گیردثبات
TCON است بیتهای این ثبات در شکل زیر مشخص می باشند.


بیت
TF:قبلا هم در مورداین بیت صحبت کردیم هنگامی که تایمر شروع به شمارش کرد بسته به مودی که برای کار در آن تنظیم شده است پس از رسیدن به مقدار نهایی (FFh یا FFFFh یا1FFFh ) قبل از اینکه مجددا از صفر شروع به شمارش کند بیتTF را یک می کند تا نشان دهد که مقدار فعلی در دور دوم شمارش است و قبلا یک بار شمارش کامل شده است .
این بیت به صورت سخت افزاری یک می شود و ما باید به صورت نرم افزاری قبل از پایان دور دوم شمارش آن را صفر کنیم .
TF1 برای تایمر یک و TF0 پرچم شمارش برای تایمر صفر است.

بیت
TR: بیت کنترل راه اندازی نامیده شده است .در صورتی که این بیت را یک کنیم تایمر شروع به شمارش می کند و در صورتی که این بیت صفر شود تایمر متوقف می شود. مانند TF، ،TR1 برای کنترل تایمر 1 و TR0 برای کنترل راه اندازی تایمر 0 مورد استفاده قرار می گیرد.

4 بیت بعدی این ثبات برای عملیات وقفه کاربرد دارد که انشاالله در مبحث وقفه ها به صورت کامل توضیح خواهیم داد .
اکنون روش کار با تایمر را به صورت الگوریتم در می آوریم تا بهخاطر سپردن آن آسانتر شود.

1.از کدام تایمر استفاده خواهیمکرد؟
2.مود کاری تایمر را تعیین کنید.
3.تایمر مورد نظر شماست یا شمارنده
3.ثبات
TMOD را با معادل دودوئی آن بار گذاری کنید.
4.در صورتی که از
AutoReload استفاده می کنید TH را با مقدار اولیه مناسب بار کنید.
5.تایمر را راه اندازی کنید .
7.منتظر یک شدن
TF بمانید .


مثال:
برنامه ای بنویسید که یک پالس با دوره تناوب 200 میکرو ثانیه بر روی پایه ی
P1.0 تولید کند.


حل:
دوره تناوب پالس 200 میکرو ثانیه عنوان شده است یک پالس در نصف دوره تناوب در حالت
high و در نصف دیگر در حالت low قرار دارد . نصف دوره تناوب 100 میکرو ثانیه است و چون پالس متقارن است ما فقط به نصف دوره تناوب احتیاج داریم بنابراین مود تایمر را 2 یعنی حالت autoReload و مقدار اولیه را -100 در نظر می گیریم.
برای اینکه بفهمید چرا -100 ،توجه کنید که ما می خواهیم که تایمر 100 واحد بشمارد در حالت
AutoReload چون تایمر 8 بیتی است حداکثر مقدار شمارش FFh است بنابراین :
TH=FFh-100d=9Bh
اما -100 هم دقیقا مشابه مقدار بالا است .بنابراین اگر ما به جای -100 مقدار 9
Bh را در TH قرار می دادیم نیز نتیجه فرقی نمی کرد.

در این مثال فرقی نمی کند که از کدام تایمر استفاده کنیم .در حقیقت تایمر ها هیچ تفاوتی با هم ندارند .

Mov TMOD,#00100000b

Mov TH1,#-100
Setb TR1
Wait :jnb Tf1,wait
ClR TF1
CPL p1.0
Sjmp wait


همانطور که مشاهده می کنید قبل از پایان دور دوم شمارش مقدار
TF باید صفر شود.

منبع:دانشگاه کردستان

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

 

از اوايل دهه هشتاد كارخانجات ساخت مدارهاي مجتمع به طراحي و توليد پردازنده هائي با كاربرد هاي خاص نمودند. يكي از اين محصولا‌ت كه در سالهاي اخير مصرف بسيار زيادي پيدا كرده است ميكروكنترلر ها مي باشند.
با ساخت ميكرو كنترلرها تحول شگرفي در ساخت تجهيزات الكترونيكي نظير لوازم خانگي، صنعتي، پزشكي ، تجاري و ... به وجود آمده است كه بدون آن تصورتجهيزات و وسايل پيشرفته امروز غير ممكن است. به عنوان مثال مي توان از ربات ها ، تلفن همراه و انواع سيستم هاي اتوماسيون نظير وانواع وسايل ديجيتالي مدرن ديگر نام برد.
علل پيدايش :
از آنجايي كه در مصارف صنعتي و ... جهت كنترل ماشينهاي صنعتي و... كنترل فرآيند معمولا‌ً با ارسال فرمانهاي مختلف و دريافت اطلا‌عات از قسمتهاي مختلف، اندازه گيري زمان ، شمارنده ، مبدل آنالوگ به ديجيتال(3) و بالعكس ، ارسال و دريافت اطلا‌عات به صورت سريال و موازي و ... نياز مي باشد
CPU ، شركتهاي ساخت قطعات الكترونيكي درصدد آن برآمدند تا با ساخت سيستمي يكپارچه همراه با يك قدرتمند تمامي امكانات فوق را دربر داشته باشد.
شركتهاي توليد كننده :
ازجمله شركتهايي كه در اين زمينه فعاليت داشته اند : شركت اينتل با سري چيپهاي
AT8050,8051,8052,...، شركت زايلوگ باسري چيپهاي Z8601,8602,8603,...و شركت موتورولا‌ با سري چيپهاي 6811A1,A2,...را مي توان نام برد. شركتهاي ديگري مانند هيتاچي و ... در اين زمينه توليداتي داشته اند ولي عمده ترين توليدكنندگان ميكروكنترلر كه به صورت حرفه اي عمل نموده اند سه شركت فوق مي باشند

 

 

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

تا حالا فکر کردین AVR رو به مانیتور وصل کنین؟ چه قدر خوب می شه نه؟ اگه دیگه خروجی ویدیو هم داشته باشه که دیگه حرف نداره نه؟ ولی نمی ارزه حتما خیلی پیچیده می شه ولی تعجب نکنین اگه بگم چند تا مقاومت می خواد ادامه رو ببینین

این یه کارت گرافیک که می تونه متن رو از طریق پورت سریالش در یافت کنه و به خروجی
VGA یا ویدئو ارسال کنه برنامش رو هم می تونید روی ATMega16 ، 32 یا میکرو های مشابه اجرا کنید.
خود برنامه به زبان
C نوشته شده و باید با GCC اجراش کنید (مقاله AVR GCC رو ببینین http://www.iranled.com/modules.php?name=News&file=article&sid=41 )
نقشه خیلی ساده ای هم داره توی فایل می تونید کل سورس نقشه و ... رو پیدا کنید

Download File

 

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

این یه PDF آموزشی برای AVRStudio
AVR Studio یک نرم افزار رایگان برای دیباگ کردن نوشتن برنامه اسمبلی برای AVR های شرکت Atmel است که می توانید آنرا از سایت این شرکت (www.atmel.com) در یافت کنید

آخرین ورژن
AVR Studio در هنگام نوشتن این مقاله 4 است از این نرم افزار به غیر از دیباگ کردن برنامه های اسمبلی می توانید برای دیباگ کردن کد های کمپایل شده را نیز استفاده کنید و به عنوان دیباگ برای نرم افزار های که فرمتهای COFF را مانند Codevision پشتیبانی می کنند استفاده کنید(از ورژن 4.06 به بعد) با این روش می توانید برنامه نوشته شده به زبان مثلا C را داخل AVRStudio دیباگ کنید.

Download File

 

http://www.iranled.com/article33.html

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

آیا تا کنون درگیر پروژه ای شده اید که به حافظه غیرفرارخیلی بالا(چند ده یا صد مگا بایت)احتیاج داشته باشید!؟ اگر این طورباشد،حتما در ابتدا ناامید شده اید.چون این چنین حافظه ای به صورت چیپ وجود ندارد.اما برای من خیلی وقتها یک محدودیت بزرگ،باعث یک جهش بزرگ شده است.همین محدودیت باعث شدکه کارتهای مالتی مدیا(MMC) را شکار کنم.گرچه حتی خود شرکتهای سازنده این کارتها هم اطلاعات فنی آنها را به راحتی در اختیار دیگران قرارنمی دهند.اما چیزی به دست آوردم که ارزش زحمتش را داشت.

بگذریم! شما میتوانید یک MMC را با ظرفیت 128مگا بایت به قیمت حدود 10000تومان بخرید.چیزی که گفتم برای یک مهندس برق و سخت افزار خیلی وسوسه کننده است.با این حجم حافظه شما می توانید با فرکانس نمونه گیری 20کیلو نمونه در ثانیه(20ksps) و با یک A/DوD/A هشت بیتی حداقل یک ساعت و چهل و پنج دقیقه صدا ضبط کنید!و اما این کارتها مزایایی دارند که روز به روز بر کاربردشان افزوده می شود.

1-اندزه کوچکی دارند.

2-حجم حافظه بالایی دارند.

3-سرعت بالایی دارند(با ارتباط دهی SPI تا 20 مگا بیت در ثانیه)

4-سیم کشی کمی لازم دارند.

5-قیمت خیلی کمی دارند.

6-همه جا یافت می شوند.در شهرستان ما(لارستان) ، شاید برای پیدا کردن یک میکروکنترلر8051دچار مشکل شوید.ولی MMCفقط در دکه های نوشابه فروشی یافت نمی شود.

در کنار همه مزایای ذکر شده اکثر آنها فقط یک عیب دارند که به صورت سکتوری برنامه زیری می شوند.یعنی برای خواندن و نوشتن یک بایت باید کل سکتور در بر گیرنده آن بایت را خواند یا نوشت(البته مشکل بزرگی نسیت.).

MMCها به دو روش برنامه ریزی می شوند:MMCوSPI

کسانی که با میکروکنترلرهای جدید مثل AVR کار می کنندباید خیلی خوشحال باشند.چون می توانند به روش SPI با سرعت 8Mbps با MMC کار کنند.البته اولش کمی سخت است.

شما می توانید کارت خود را به AVR وصل کنید.

تغذیه MMC ها می تواند بین 2.9 تا 3.6 ولت باشد.اگر بخواهید Datasheet کامل یک MMC را داشته باشید،در سایت www.alldatasheet.com کارت HB288032MM1 را جستجو کنید.این کارت 32مگابایتی است.

من خودم برای ارتباط دهی MMCبا AVR یک کتابخانه نوشته ام وبه کتابخانه های CodeVision خود اضافه کرده ام.کسانی که این کتابخانه را بخواهند،می توانند به Emailمن درخواست بفرستند تا با هزینه ای مناسب برای آنها فرستاده شود.البته با این تعهد اخلاقی که به فکر تکثیر آن مخصوصا در اینترنت نباشند.

datasheet اين کتابخانه را در زير دانلود کنيد .

Download : MMC_Lib_Help.pdf

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

اين پروگرامر قابليت برنامه ريزي ميکروهاي سري 8051 را دارا مي باشد.
از قابليتهاي اين پروگرامر مي توان به موارد زير اشاره کرد:
-
قابليت اتصال از طريق پورت سريال
-
شناسايي ميکروکنترلر بصورت خودکار
-
بازبيني اطلاعات
-
شناسايي سخت افزار بصورت خودکار

ميکروکنترلري که روي چيپ نياز است را بايد با برنامه EZ52.hex برنامه ريزي کرد .
بقيه قطعات را طبق شماتيک تهيه و از آن لذت ببريد. برگرفته از سایت IC4IR.com 

http://electronic.persiangig.com/Software/EZDownloader8051.zip

 

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

آی سی PIC  به زبان های مختلفی قابل برنامه ریزی است مثل C#,C,Basic و... حال برای پروگرم کردن این آی سی به یک مدار نیاز داریم تا اتصال آی سی به کامپیوتر رو برقرار کنه.
این مدار قابلیت پروگرم کردن آی سی های(
PIC18F442و PIC18F458و PIC18F452و PIC18F252و PIC18F6620و PIC18F8720و PIC18F2620و PIC16C66و PIC16C72و PIC16C745و PIC16F84و PIC18F876) را دارد.
این مدار رو می تونید با روشهای مختلفی تهیه کنید مثلا می تونید از برد سوراخ دار یا برد برد استفاده کنید یا استفاده از
PCB آماده که من لینکشو در پایین گذاشتم یا آماده اون رو از بازار بخرید(به احتمال زیاد تو تهران پیدا میشه خصوصا تو پاساژ امجد!). برای ساخت این مدار من پیشنهاد میکنم از PCB استفاده کنید چون هم راحتتره و هم تمیزتر! برای ساخت این مدار به وسایل تقریبا زیادی احتیاج داریم که همه آنها در شمای کلی مدار نوشته شده است. در ضمن این مدار ورودی رو از پورت پرینتر میگیره.
نوعی دیگر از آی سی های میکرو نیز وجود دارد به نام
AVR که معمولا روی خود مدار اصلی پروگرم میشوند.
 در ضمن اگر مشکلی  داشتید حتما در قسمت نظرات مطرح کنید.

شمای کلی مدار
PCB آماده مدار

 

منبع : www.electronic.shahkey.com

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

نرم افزار ارائه شده توسط شرکت ATMELبه نام  AVR Studio 4

این نرم افزار به صورت رایگان در سایت شرکت ATMEL قرار دارد می توانید با رجوع به آدرس http://www.atmel.com آن را دانلود کنید.

این نرم افزار در حقیقت یک اسمبلر برای محصولات AVR اتمل است و به صورت کاملا ویژوالی است.

می تواند با انواع دستگاههای برنامه نویس میکرو ارتباط برقرار کند و کدها را در میکرو دانلود کند.

و قابلیت ترجمه کدها به زبانهای C و Assembly را دارد و ...

انواع برنامه نویسها که AVR Studio 4 با آنها سازگار است:

در این قسمت خصوصیات پروگرامر ها را به زبان انگلیسی ارائه کردم چون به زبان فارسی اصلا قابل فهم نمی بود و باید یکی پیدا می شد تا ترجمه فارسی آن را دوباره ترجمه کند...

 

Emulators Platforms

In System Programmers

Starter Kits

ICE 40/50

AVRISP

STK500

JTAGICE

JTAGICE

STK501

 

 

STK502

STK500/STK501/STK502

STK500

Supports All AVR Devices

Interfaces with AVR Studio

Early Support for NewDevices Push Buttons, LEDs & RS232

 

STK501

STK500 Expansion Module for ATmega64/128

ZIF Socket & PCB Footprint

Onboard 32 kHz Oscillator

Additional RS232 Port

 

STK502

STK500 Expansion Module for ATmega169

ZIF Socket & PCB Footprint

Onboard 32 kHz Oscillator

Demo Application with Temperature Sensor

JTAGICE / JTAGICE mkII

Interfaced using AVR Studio

Real-Time Emulation in Actual Silicon

Debug the Real Device at the Target Level

Communicates Directly to the Device through 4-Pin JTAG Interface

One-wire Debug Interface (JTAGICE mkII only)

Supports

Program Breakpoints

Data Breakpoints

Full I/O View and Watches

Full Execution Control

ICE40/50 Emulator

ICE50

Emulates all Peripherals (Both Digital and Analog)

Supports all Instructions And Peripherals Real-Time

All Configurations Done from AVR Studio

Unlimited Number of Breakpoints

Source Level Debugging

Supports the Newest Members of AT mega

And AT tiny Product Families

 

ICE40

Same Features as ICE50

End Low Cost ICE for ATtiny13, ATtiny26, ATmega8, ATmega8515,ATmega853

ICE50 Upgrade Available

 

منبع

 

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

 

یکی از انواع میکروکنترلرهای جدید که در بازار الکترونیک ارائه شده است، میکروکنترلر های شرکت ATMEL با نام میکروکنترلرهای خانوادهAVR  می باشد. این میکروکنترلر های هشت بیتی به دلیل قابلیت برنامه نویسی  توسط کامپایلر زبان های سطح بالا (HLL ) بسیار مورد توجه قرار می گیرند. این میکروکنترلر ها از معماری RISC برخوردارند و شرکت ATMEL سعی نموده است 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 میکروکنترلر ها دارا بودن 32 رجیستر همه منظوره می باشد. همچنین در این میکروکنترلر ها از حافظه های کم مصرف و غیر فرار FLASH و EEPROM استفاده می شود.

کامپایلر هایی به زبان BASIC  و C که زبانهای پرکاربرد در دنیا هستند برای این نوع میکرو ها طراحی شده است و علاوه برآن از زبان اسمبلی نیز همچنان می توان برای برنامه نویسی استفاده کرد.

به عنوان مثال کامپایلر BASCOM با زبان BASIC برای برنامه نویسی این نوع از میکروکنترلر ها می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

 

میکروکنترلر های AVR به سه دسته اصلی تقسیم می شوند:

·        سری AT90S یا  AVR

·        سری TINYAVR

·        سری MEGAAVR

 

میکروکنترلر های نوع MEGAAVR  دارای قابلیت های بیشتری نسبت به دو سری دیگر هستند. در اینجا به بررسی مشخصات و پایه های یکی از میکروکنترلرهای پرکاربرد سری MEGA به نام ATMega32 می پردازیم:

 

ATMega32

 

 

مهمترین مشخضات این میکروکنترلر 40 پایه عبارت است از:

 

·        کارایی بالا و توان مصرفی کم

·        32 رجیستر (ثبات) 8 بیتی

·        سرعت با سقف 16 میلیون دستور در ثانیه در فرکانس 16 Mhz

·        32 کیلو بایت حافظه FLASH داخلی قابل برنامه ریزی با قابلیت ده هزار بار نوشتن و پاک کردن

·        2 کیلو بایت حافظه داخلی SRAM

·        1024 بایت حافظه EEPROM داخلی قابل برنامه ریزی با قابلیت صد هزار بار نوشتن و خواندن

·        قابلیت ارتباط JTAG

·        دو تایمر/شمارنده  هشت بیتی

·        یک تایمر/شمارنده  شانزده بیتی

·        چهار کانال PWM

·        هشت کانال مبدل A/D  ده بیتی

·        یک مقایسه کننده آنالوگ داخلی

·        WATCHDOG قابل برنامه ریزی با اسیلاتور داخلی

·        ارتباط سریال برای برنامه ریزی: ISP

·        USART سریال قابل برنامه ریزی

·        دارای شش حالت SLEEP

·        منابع وقفه داخلی و خارجی

·        اسیلاتور داخلی RC

·        کار با ولتاژ 4.5  تا 5.5

·        فرکانس کاری 0 تا 16 مگاهرتز

·        32 خط داده ورودی و خروجی قابل برنامه ریزی

·        ...

 

پایه های میکروکنترلرATMega32:

 

منبع :http://www.nurc.ir

 

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

یک هنرمند پرتغالی اولین باغ وحش روبات های حیوان نمای دنیا را در کشور پرتغال راه اندازی کرده است.

این باغ وحش روبات های حیوان نما که "Robotarium X" نام دارد، در ویلای فرانک دو خیرا واقع شده است. این باغ وحش را یک هنرمند پرتغالی به نام "لئونل موئورا" طراحی و ساخته است.

در این باغ وحش که ساختاری زرد از جنس فلز و شیشه دارد، 45 گونه روبات حیوان نما زندگی می کنند.

در این باغ وحش قانون جنگل حکمفرما است. بنابراین هر روبات برای بقا مجبور است مبارزه کند. بطوری که روبات های بزرگتر به روبات های کوچکتر حمله می کنند.

براساس گزارش روبات نت، اغلب روبات های این باغ وحش، کوچک و بی دفاع هستند و روی چرخ یا پاهای کوچک راه می روند. در بین این روبات ها، نه گونه روبات بزرگ هم دیده می شوند.

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

مخالفت آمریکا با صدور روادید برای برخی تیم های ایرانی مانع از حضور قدرتمند تمامی تیم های ایران در مسابقات جهانی روبوکاپ آتلانتا شد.

به گزارش خبرنگار مهر، در دوازدهمین دوره مسابقات جهانی روبوکاپ که در آمریکا برگزار می شود، چندین تیم کشور ما از مسابقات محروم شدند.

ایده اصلی برگزاری چنین مسابقاتی در قالب برگزاری رقابت های روبات های فوتبالیست برای اولین بار در سال 1993 ارایه شد.

به دنبال انجام مطالعاتی که دو سال به طول کشید، مشخص شد که برگزاری چنین رقابت هایی امکانپذیر است. در آگوست سال 1995، اعلام غیررسمی صورت درخصوص معرفی نخستین کنفرانس و بازی های فوتبال روبوکاپ صورت گرفت.

در جولای سال 1997، نخستین کنفرانس رسمی و بازی های مرتبط با آن در ناگویای ژاپن برگزارشد. به دنبال آن، این هم آوردها در پاریس، استکهلم، ملبورن، سیاتل، فوکوآکا/بوسان، پاودا، لیسبون، اوزاکا و برمن آلمان ادامه یافت.

این مسابقات که هرسال برگزار می شود، شمار قابل توجهی از مشتاقان علوم روباتیکی را به خود جلب می کند. در مسابقات امسال که یازدهمین سال برگزاری آن است، رقابت ها و سمپوزیوم هایی آن در آتلانتا واقع در ایالت جورجیا برگزار می شود.

منبع:خبرگزاری مهر
+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

رئیس گروه مکاترونیک دانشگاه خواجه نصیر با بیان اینکه بحث حقوق روباتیکی بی معناست، گفت : گرچه امروزه تحولات بی سابقه ای در عرصه روباتیک جهان شکل گرفته اما این به معنای آن نیست که با هوشمندتر شدن تجهیزات و لوازم داخل منزل و محیط اطراف، نظریه ای تحت عنوان امکان کنترل روبات ها بر سازندگانشان شکل گیرد.

دکتر موسویان رئیس گروه مکاترونیک این دانشگاه در گفتگو با خبرنگار مهر گفت: من به عنوان محققی که با دنیای روبات ها در ارتباطم معتقدم که دنیای ما خیلی سریع تر از آنچه که پیش بینی می کنیم در حال تغییر است و در این میان تجهیزات روباتیکی نیز به نوبه خود خیلی سریعتر از تصورات قبلی در حال رشد و روتق هستند.

وی افزود : به عنوان نمونه و همزمان با گسترش تحقیقات و اکتشافات فضایی، طراحی و ساخت سازه های فضایی و پرتاب ماهواره ها نیز گسترش خواهند یافت. گسترش و ارتقای حیات چنین سیستم هایی و در عین حال کاهش هزینه های مرتبط با آنها به بررسی های دقیق و حساس، مهارت در مونتاژ و حفظ قابلیت های آنها در فضا نیاز دارد. در این میان قابل پیش بینی است که سازه های روباتیک نقش کلیدی را در آینده ماموریت های فضایی ایفا کنند که البته این فرآیند را می توان در سایر زمینه های روباتیک نیز مشاهده کرد.

عضو هیئت علمی دانشگاه خواجه نصیر الدین طوسی در خصوص مطرح شدن ایده هایی مبنی بر گردآوری روبات های مختلف در محدوده ای به نام دهکده روباتیک و بررسی تعاملات رفتاری آنها و همچنین بحث حقوق روباتیکی گفت: چنین پروژه ای بیشتر از آنکه نگرشی واقع بینانه باشد، نگاهی افسانه ای و قصه وار است. از سوی دیگر نمی توان تصور کرد که جامعه ای به نام جامعه روباتیک با امتیاز برخورداری از حقوق ویژه موجودیت یابد.

وی معتقد است : گرچه امروزه تحولات بی سابقه ای در عرصه روباتیک جهان شکل گرفته اما این به معنای آن نیست که با هوشمندتر شدن تجهیزات و لوازم داخل منزل و محیط اطراف، نظریه ای تحت عنوان امکان کنترل روبات ها بر سازندگانشان شکل گیرد.

رئیس گروه مکاترونیک دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی افزود : اما بحثی نظیر برخورداری روبات ها از طیف وسیعی از احساسات، ارتقای سطح قابل توجهی در عرصه ساخت تجهیزات روباتیک و تجهیزات و لوازم داخلی در منازل همچون مراقبان کودک محسوب می شود. این پروژه چند سالی است که جدیت یافته و ساخت چشم مصنوعی با قابلیت انعکاس شادی از جمله آنهاست.

منبع:خبرگزاری مهر
+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

Robocup ابتکار عمل بین المللی آموزشی و تحقیقاتی است که هدف عمده آن تعمیق و گسترش تحقیقات روباتیک و هوش مصنوعی به واسطه طرح سوال استاندارد و استفاده از فناوری های نوین روباتیکی و الکترونیکی در بررسی و ارایه راه حل آنهاست.

به گزارش خبرگزاری مهر، ایده اصلی برگزاری چنین مسابقاتی در قالب برگزاری رقابت های روبات های فوتبالیست برای اولین بار در سال 1993 ارایه شد.

به دنبال انجام مطالعاتی که دو سال به طول کشید، مشخص شد که برگزاری چنین رقابت هایی امکانپذیر است. در آگوست سال 1995، اعلام غیررسمی صورت درخصوص معرفی نخستین کنفرانس و بازی های فوتبال روبوکاپ صورت گرفت.

در جولای سال 1997، نخستین کنفرانس رسمی و بازی های مرتبط با آن در ناگویای ژاپن برگزارشد. به دنبال آن، این هم آوردها در پاریس، استکهلم، ملبورن، سیاتل، فوکوآکا/بوسان، پاودا، لیسبون، اوزاکا و برمن آلمان ادامه یافت.

این مسابقات که هرسال برگزار می شود، شمار قابل توجهی از مشتاقان علوم روباتیکی را به خود جلب می کند. در مسابقات امسال که یازدهمین سال برگزاری آن است، رقابت ها و سمپوزیوم هایی آن در آتلانتا واقع در ایالت جورجیا برگزار می شود.

منبع:خبرگزاری مهر
+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

اقدام آمریکا در عدم صدور ویزا برای تیمهای ایرانی مضحک است
رئیس و برگزار کننده اصلی مسابقات روبوکاپ 2007 آتلانتا گفت: اقدام دولت آمریکا درخصوص عدم صدور ویزا برای برخی از تیمهای شرکت کننده ایرانی، مضحک و سوال برانگیز است.

پروفسور تاکر بالچ - برگزار کننده اصلی مسابقات روبوکاپ 2007 آتلانتا در گفتگو با خبرنگار مهر گفت : من نسبت به اقدام آمریکا برای عدم صدور ویزا به تیم های ایرانی ناامید شده ام و این حرکت را کاملا سیاسی می دانم.

استاد برجسته محاسبات هوشمندانه انستیتوفناوری جورجیا در ادامه گفت : به نظر من اقدام دولت آمریکا برای عدم صدور ویزا برای برخی تیم های ایرانی که خواستار حضور در آتلانتا بودند، اقدامی عمدی و اشتباه بوده است.

وی در خصوص شمار تیم های ایرانی شرکت کننده در رقابت های امسال گفت: من دقیقا نمی دانم چه تعداد تیم های ایرانی حضور دارند چون مسابقات در بخش های مختلفی برگزار می شود اما تیم های ایرانی و آنچه که با خود به این مسابقات می آورند بسیار ارزشمند و منحصربفرد است.

پروفسور تاکر بالچ در پایان نسبت به موفقیت تیم های ایرانی ابراز خشنودی کرده و خاطرنشان کرد: تیم های ایرانی همواره جزء بهترین ها بوده اند.

خبرگزاری مهر
+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

آغاز نبرد روباتهای 39 کشور دنیا در آمریکا / شانس بالای روباتهای ایران
یازدهمین دوره مسابقات جهانی روبوکاپ تا ساعاتی دیگر و به میزبانی انستیتو فناوری جورجیا در آتلانتا برگزار می شود.

به گزارش خبرگزاری مهر، در مسابقات امسال بالغ بر 1700 محقق و 300 تیم روباتیک شرکت کننده از 39 کشور جهان حضور خواهند بود.

مسابقات 2007 در چهار بخش نانوروبات ها، روبات های امدادگر، روبات های انسان نما و روبات های فوتبالیست برگزار می شود و به جهت حضور همه جانبه تیم های ایرانی که کارشکنی دولت آمریکا در خصوص عدم صدور ویزا برای برخی از آنها مانع از حضور پر رنگشان نشده، از اهمیت بالایی برخوردار شده است. همین بس که پروفسور تاکر بالچ، رئیس مسابقات امسال از تیم های ایرانی به عنوان تیم های با شانس بالا یاد می کند.

البته در رسانه های خبری عنوان شده است که 33 کشور جهان تیمهای خود را روانه این مسابقات کرده اند اما رئیس این مسابقات در گقفتگوی تلفنی با خبرنگار مهر از شرکت 39 تیم در مسابقات 2007 آمریکا خبر داد.

از جمله رویدادهای مهم این دوره از مسابقات برگزاری سمپوزیوم بین المللی روبوکاپ است که در روزهای آخر مسابقات یعنی در نهم و دهم جولای برگزار خواهد شد.

منبع:خبرطؤاري مهر
+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

استاد انستیتو فناوری جورجیا :
رئیس مسابقات روبوکاپ 2007 در زمینه راه اندازی لیگ نانوروباتهای فوتبالیست گفت: از آنجا که علاقه زیادی به بسط و گسترش دنیای روباتها در ابعاد مختلف هستیم، تصمیم به راه اندازی این لیگ جدید گرفیتم.

پروفسور تاکر بالچ رئیس مسابقات روبوکاپ 2007 در گفتگوی اختصاصی با خبرنگار مهر افزود: اقدام دولت آمریکا در خصوص عدم صدور ویزا برای برخی از تیمهای شرکت کننده ایرانی، مضحک و سوال برانگیز است.

رئیس مسابقات روبوکاپ 2007 آمریکا افزود: من نسبت به اقدام آمریکا برای عدم صدور ویزا به تیم های ایرانی نا امید شده ام و این حرکت را کاملا سیاسی می دانم.

استاد برجسته محاسبات هوشمندانه انستیتوفناوری جورجیا در ادامه گفت : به نظر من اقدام دولت آمریکا برای عدم صدور ویزا برای برخی تیم های ایرانی که خواستار حضور در آتلانتا بودند، اقدامی عمدی و اشتباه بوده است.

وی در خصوص شمار تیم های ایرانی شرکت کننده در رقابت های امسال گفت : من دقیقا نمی دانم چه تعداد تیم های ایرانی حضور دارند چون مسابقات در بخش های مختلفی برگزار می شود اما تیم های ایرانی و آنچه که با خود به این مسابقات می آورند بسیار ارزشمند و منحصربفرد است.

پروفسور بالچ همچنین به مهر گفت: تیم های ایرانی که برای این مسابقات ثبت نام کرده بودند با مشکلی همچون عدم سازماندهی گسترده مواجه بوده اند و همین مسئله در کنار کارشکنی دولت آمریکا موجب شد تا برخی از آنها نتوانند در گرفتن ویزا موفق باشند.

پروفسور تاکر بالچ - رئیس مسابقات روبوکاپ 2007  

وی افزود: متاسفانه متوجه شدیم برخی تیمهای ایرانی که موفق به دریافت ویزا به بهترین راه شده بودند از راهنمایی دوستان ایرانی خود خودداری کرده اند و این برای من جای تاسف دارد. این مشکلی است که در خصوص برخی تیم های چینی نیز شاهد آن بوده ایم.

استاد برجسته محاسبات هوشمندانه انستیتوفناوری جورجیا تاکید کرد: از این که تیم های ایرانی در این جا حضور دارند خرسند هستم. ما از کار کردن با تیم های هوشمند ایرانی لذت می بریم.

پروفسور تاکر بالچ در پایان نسبت به موفقیت تیمهای ایرانی ابراز خشنودی کرد و گفت: تیم های ایرانی همواره جزء بهترین ها بوده اند.

منبع:خبرگزاری مهر
+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

  از دیدگاه فناوری، این امکان که انسان قدم به روی مریخ بگذارد وجود دارد. هرچند در حال حاضر این سفر شگفت انگیز دشوار به نظر می رسد اما کاوشگر "روح"، "فرصت" تلاش خود را برای شناسایی سیاره سرخ انجام می دهند.

به گزارش خبرگزاری مهر، در قرن نوزدهم تئوری کانت و لاپلاس درباره منشاء و ماهیت منظومه شمسی به عنوان یک رویای دست نیافتنی باقی ماند. براساس این تئوری منظومه شمسی در ادامه تراکم حلقه های گرد و غبار و گاز که با یک چرخش کند و آهسته به طرف مرکز گرانش خود فشرده می شوند، شکل گرفته است.

این تئوری منشاء اصلی بسیاری از داستان های علمی تخیلی است که از قرن نوزدهم تا امروز درباره مریخ و موجودات فرا زمینی نوشته شده است.

براساس این مدل، سیاراتی که در فاصله بیشتری از ستاره مرکزی قرار گرفته اند، پیرتر هستند. برای مثال از آنجا که سیاره  زهره نسبت به زمین به خورشید نزدیکتر است، بنابراین زمین از زهره پیرتر و از مریخ جوانتر است.

در ادامه این فرضیه، این ایده که سیاره سرخ نسبت به سیاره ما بیشتر تکامل یافته است، مطرح شد. این ایده پیشنهاد کرد که این سیاره علاوه بر ویژگی های فیزیکی و رفتاری از نظر وجود زندگی نیز از زمین تکامل یافته تر است.

این فرضیه پس از اولین مشاهدات سطح مریخ با تلسکوپ قوت گرفت. برپایه این رصدها به نظر می رسید که مریخ و زمین شباهت های بسیاری با یکدیگر دارند. به ویژه آنکه مریخ هر 24 ساعت و 37 دقیقه یکبار به دور خود می چرخد و بنابراین طول شبانه روز این سیاره بسیار نزدیک به طول شبانه روز زمین است. هرچند به دلیل اینکه سیاره سرخ نسبت به زمین در مدار بالاتری قراردارد، هر 687 روز یکبار به دور خورشید می چرخد و بنابراین هر سال مریخی تقریبا دو برابر سال زمینی است.
موقعیت مداری زمین و مریخ به گونه ای است که سیاره سرخ می تواند حداقل در فاصله 56 میلیون کیلومتری و حداکثر در فاصله 380 کیلومتری زمین قرارگیرد.

این دو سیاره بین 15 تا 17 سال یکبار کاملا در دو جهت مخالف هم قرار می گیرند که به این پدیده "تضاد بزرگ" می گویند. آخرین بار در 13 ژوئن 2001 تضاد بزرگ رخ داد.

کاوشگر "فرصت"

انسان از آغاز دهه 60 قرن گذشته تلاش های خود را برای دست یافتن به سیاره مریخ و اعزام کاوشگرها شروع کرد. در این راستا تا به امروز 37  ناو فضایی کنترل از راه دور برای رسیدن به مریخ تلاش کرده اند که از این تعداد تنها 15 کاوشگر موفق شده اند قدم به خاک مریخ گذاشته و ماموریت خود را انجام دهند.

اتحاد جماهیر شوروی سابق بین سالهای 1960 تا 1962 اولین تلاش ها را برای فتح مریخ انجام داد و بصورت کاملا سری چندین کاوشگر را بدون موفقیت به این سیاره سرخ فرستاد.

چند سال بعد آمریکا نیز با استفاده از وسایل موشکی با توان کمتر از کاوشگرهای روسی که به فناوری های پیچیده تر و کاربردی تری مجهز بودند، راهی برای رسیدن به مریخ را جستجو می کرد.

پس از آزمایشات اولیه برای سفر به خلا، در 28 نوامبر 1964 کاوشگر "مارینر 4 " که 4 جولای همان سال تنها 10هزار کیلومتر از سطح زمین فاصله گرفته بود، به مریخ رسید. تصاویری که این کاوشگر به زمین ارسال کرد تنها یک درصد از سطح سیاره را پوشش می داد.

براساس این تصاویر، مریخ سطحی شبیه به سطح ماه داشت و در آن هیچ کانال و به خصوص هیچ ردپایی از حیات هوشمند دیده نمی شد.

کاوشگر مارینر 4 علامت را از فشار اتمسفر این سیاره و ارزش میزان تبخیر آب به زمین فرستاد که احتمال حیات را در این فشار و میزان بخار آب غیرمحتمل می کرد.

پس از مارینر 4 ، آمریکایی ها در 24 فوریه 1969 مارینر 6 و درمدت زمان کمی پس ازآن مارینر 7 را به مریخ فرستادند.
این دو کاوشگر شباهت های بسیاری به مارینر 4 داشتند ، باوجود این برای اندازه گیری ترکیبات اتمسفری مریخ و دمای این سیاره به ابزارهای پیشرفته تری مجهز بودند.

این کاوشگرها نشان دادند که 95 درصد از اتمسفر مریخ از دی اکسید کربن جامد تشکیل شده است. دی اکسیدکربن در شرایط زمینی در دمای منفی 70 درجه سانتیگراد به صورت بلورهای یخی ساخته می شود.

وجود دی اکسیدکربن در مریخ چندان دور از انتظار نبود، چرا که از ابتدای قرن بیستم در داستان های علمی تخیلی، آدم های یک چشم سبز رنگی وارد شده بودند که در مریخ به جای اکسیژن از دی اکسیدکربن تنفس می کردند!

کاوشگر " روح"

در 30 می 1971 آمریکا موفق شد برای اولین بار مارینر 9 را به مدار مریخ اعزام کند. این کاوشگر توانست تصاویر واضحی از گرد و غبار اتمسفر این سیاره نشان دهد.

از سال 1971 در مجموع 15 کاوشگر به سطح مریخ فرستاده شد که تنها 5 کاوشگر از این تعداد در دراز مدت با سطح مریخ تماس داشتند و تصاویر و اطلاعات تکنیکی مفیدی را به زمین ارسال کردند.

دو کاوشگر اول "ویکینگ 1 و 2" بودند که ماموریت خود را از سال 1975 آغاز کردند. این دو کاوشگر در مدت ماموریت خود 50 هزار تصویر که 97 درصد از سطح مریخ را پوشش می داد به زمین ارسال کردند. 20 سال پس از موفقیت دوقلوهای "ویکینگ" در 4 جولای 1997، کاوشگر "آدم سیار" (Sojourner) که درحقیقت یک روبات کوچک بود در سطح مریخ به گردش و جمع آوری اطلاعت مفیدی پرداخت.

درحال حاضر کاوشگرهای دوقلوی "روح" و "فرصت " در کنار کاوشگر "مارس اکسپرس" در سطح سیاره سرخ ماموریت خود را انجام می دهند.

باوجود این به نظر می رسد رویای سفر انسان به سیاره سرخ چندان دور از انتظار نباشد و امروزه مقامات آژانس های فضایی مطرح دنیا بویژه ناسا و " اسا " (آژانس فضایی اروپا) به دنبال تجهیزاتی می گردند که این رویای انسان را هرچه زودتر به واقعیت تبدیل کنند.

خبرگزاری مهر
+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

روباتها هم شاید روزی دچار انحرافات رفتاری شوند / اعتقادی به استفاده از روبات در خانه‌ام ندارم!
رئیس آزمایشگاه سیستمهای غیرخطی دانشگاه MIT با بیان اینکه روباتها هم شاید روزی دچار انحرافات رفتاری می‌شوند، گفت : البته بدون شک تا چند دهه آتی نمی توان تصور کرد که روباتها به آن سطح از پیشرفت برسند که انحراف رفتاری از آنها سر بزند.

پروفسور ژان ژاکوس سلطان رئیس آزمایشگاه سیستم های غیرخطی دانشگاه MIT در گفتگوی اختصاصی به خبرنگار مهر گفت : مطرح شدن نکاتی همچون امکان بروز انحرافات رفتاری از سوی روبات ها در آینده مبحثی فوق العاده پیچیده است. من به عنوان یک متخصص معتقدم که حتی تصور چنین فرآیندی نیز می تواند هیجان انگیز باشد اما چندان هم به تحقق آن حداقل در آینده نزدیک خوش بین نیستم چون هنوز ارتقایی قابل توجه برای شکل گیری انحرافات حرکتی در آنها صورت نگرفته است.

پروفسور ژان ژاکوس سلطان
رئیس آزمایشگاه سیستم های غیرخطی دانشگاه MIT

پروفسور ژان ژاکوس در ادامه این گفتگو به مبحث جدیدی در صنعت روبات سازی یعنی یافتن منابع جدید فعال سازی روبات ها اشاره کرد و گفت : بدیهی است که بتوان برای فعال سازی روباتها با توجه به پیشرفتهای سریع این عرصه از فناوری، منابع جدید انرژی و فعال سازی را تعریف کرد.

وی افزود: استفاده از منابعی همچون منابع زیستی و خورشیدی به نوع روبات و میزان پیشرفت دانش ساخت آن باز می گردد.

پروفسور ژاکوس گفت : این روزها بحث استفاده از روبات ها در قالبی کاربردی در منازل و محیط زندگی شدت و رنگ بیشتری پیدا کرده است اما بسیاری از محققان علوم روباتیک اعتماد زیادی به آنها و اصول حرکتی شان ندارند. من هم نیز در حال حاضر چندان اعتمادی به روبات ها ندارم چون به آن حد از تکامل نرسیده اند که بتوان از آنها در امور داخلی و حساس زندگی استفاده کرد.

منبع:خبرگزاری مهر
+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

MATLAB نرم افزار يا زبان برنامه نويسي؟
معمولا نرم افزارها را با کمک یک زبان برنامه نویسی قدرتمند طراحی می کنند زیبایی، خوانایی وتوانمندی وسادگی هر نرم افزار به زبان برنامه نویسی مربوط می شود که با آن نرم افزار نوشته اند . اما در نهایت هر نرم افزار دارای امکانات محدودی می باشد. ممکن است بسیاری از حالات خاص یک مسئله را در طراحی آن نرم افزار در نظر نگرفته با شند که محدودیتهایی برای نرم افزارایجاد می کند

نگرشي به تواناييهاي MATLAB

نويسنده : احمد زيني

معمولا نرم افزارها را با كمك يك زبان برنامه نويسي قدرتمند طراحي مي كنند زيبايي، خوانايي وتوانمندي وسادگي هر نرم افزار به زبان برنامه نويسي مربوط مي شود كه با آن نرم افزار نوشته اند . اما در نهايت هر نرم افزار داراي امكانات محدودي مي باشد. ممكن است بسياري از حالات خاص يك مسئله را در طراحي آن نرم افزار در نظر نگرفته با شند كه محدوديتهايي براي نرم افزارايجاد مي كند.

اما يك زبان برنامه نويسي ديگرمحدوديت هاي گفته شده را ندارد. يك برنامه نويس به طور سليقه اي هر گونه امكاناتي را به برنامه اي كه طراحي مي كند ودر نهايت يك نرم افزار در اختيار كار بران قرار مي دهد. بالطبع استفاده از چنين توانايي مشكلاتي نيز با خود به همراه دارد چون اگر شما خواستيد طراحيتان را با يك زبان انجام دهيد، بايد تمامي توابع مورد نياز را خودتان بنويسيد كه اين كاري بس دشوار ووقت گير است.

اينجانب كه بايد مصامحه اي بين قابليت بالا و زمان صرف شده وآساني كار انجام شود كه از طرفي هم براي نوشتن يك برنامه ساده نياز نباشد تمامي توابع اساسي را خودمان بنويسيم وهم برنامه اي كه با آن كارمي كنيم توانايي كافي براي انجام پرمژه هاي ما داشته باشد. اولين چيزي كه به ذهن خطور مي كند اين است كه براي طراحي يك سيستم خاص مثلا طراحي خطوط هوايي نياز است كه نيروهايي كه سيم دكل ها وارد مي كنند را محاسبه كرد. همچنين ميزان وزش باد، نشست برف ويخ را در اين محاسبات لحاظ نمود از طرفي بايد در اين محاسبات مسائل الكتريكي قضيه را نيز در نظر بگيريم ( مباحث مربوط به اتصال كوتاه وصاعقه) همچنين از داده هاي آماري براي لحاظ كردن شرايط محيطي در فصول سرد وگرم استفاده كنيم . مسلما نرم افزاري كه هم در زمينه مكانيك والكتريك وآمار توانمند باشد همچنين محاسبات رياضي نيز در آن در نظر گرفته شده باشد براي كاربران عمومي ساخته نشده است يا حداقل ما از آن بي خبريم.بنابراين براي طراحي چنين سيستم خاصي حتما بايد از يك زبان برنامه نويسي كمك گرفت. البته اگر اين زبان از قابليت خاص نرم افزارهاي ديگر نيز استفاده مي كند كه كار ما راحتر مي شود. فرض كنيد از توابع رياضي به راحتي وتوانمندي Maple يا Mathematical كه نرم افزارهاي تخصصي رياضي هستند بهره مند باشدويا از محيط شبيه سازي قوي مانند Labview برخوردار باشد

با اين تفاوت كه فرض كنيد كه بتوانيد در محيط Labview هر نوع بلوكي راكه به طور آماده وجود نداشته باشد با هنر برنامه نويسي خودتان اضافه كنيد همچنين محيطي مثل Excel براي وارد كردن داده هاي مسأله در اختيار داشته باشيد با توجه به اين نكته كه ميزان داده هاي يك مسئله مهندسي در مواردي حتي تا هزاران عدد اعشاري وتوان دار مي تواند باشد البته چه بهتر است كه اين زبان برنامه نويسي خيلي خيلي سطح بالا باشد تا حدودي كه دقيقا از رسم الخط خودمان استفاده كند.

  MATLAB:   زباني است كه تمامي توانمنديهاي ذكر شده را داراست. البته علاوه بر قابليتهايي كه قبلا ذكر شده ويژگيهاي منحصر به فرد ديگري نيز دارد كه ملاك مهمي در انتخاب آن به عنوان ابزار طراحي محسوب مي شود.

1- ويژگي منحصر به فرد ماتريسي مهمترين ويژگي آن است كه اسم آن از ماتريس گرفته شده است ( آزمايشگاه ماتريس Matrix Laboratory )

تعريف ماتريس در مطلب بسيار راحتر از ساير زبانها است. تصور كنيد ماتريس n×n×n×… با اين ابعاد كه اندازه آن به صورت شناور باشد وبه طور دلخواه، همچنين با توجه به اينكه بيشتر محاسبات مهندسي به صورت ماتريستي انجام مي شود داشتن قابليتهاي خاص در اين مورد مانند ترانهاده، معكوس، دترمينال قطري كردن، بالا مثلثي و... يكي ديگر از ويژگيهاي منحصر به فرد مطلب است.

2- استفاده از تجربيات وزحمات كساني كه با مطلب كار مي كنند به اين ترتيب كه هر كسي در هر زمينه اي با مطلب كاري انجام داده باشدشركت سازنده مطلب آنها را در نسخه هاي بعدي اضافه مي كند بنابراين برنامه نوشتن با چنين زباني خيلي راحت مي باشد زيرا بسياري از توابع مورد نظر ما توسط ديگران آماده شده فقط كافي است بتوانيم آنرا از ليست توابع مطلب پيدا كرده از آن برنامه استفاده كنيم. كه خود باعث صرفه جويي در وقت وبالا رفتن دقت كار مي شود.

3- سازگاري با زبانهاي برنامه نويسي ديگر: مي توان توابعي كه با زباني ديگر مثل زبانC نوشته شده باشد را دقيقا در محيطمطلب بكار برد يا برنامه هاي مطلب را به كد زبان C تبديل كنبم وآن را در محيط استفاده نماييم.

4- تنوع زمينه هايي كه مطلب به آنها پرداخته است مثلا مخابرات، كنترل، فازي، پردازش تصوير وصوت، معادلات ديفرانسيل جزئي، شبكه عصبي، سيستم هاي قدرت، رياضيات، بانك اطلاعاتي، سيستم هاي هيبريدو...

از آنجا كه براي يك پروژه عملي نياز است عمليات متنوعي در زمينه هاي مختلف علمي انجام دهيم مطلب مارا براي انجام چنين پروژه هايي كمك مي كند.

5- ابزار لازم جهت طراحي يك سيستم محيطي است كه درآن امكانات شبيه سازي قوي وجود داشته باشد.

محيط مدل سازي مطلب) (SIMULINK ابزاري مناسب را براي اين منظور در اختيار شما مي گذاردمحيطي كه درآن شما مي توانيدارتباط علوم مختلف را هر آن لمس كنيد وتمامي جنبه هاي علمي وعملي يك سيستمرادر نظر بگيريد.

6- راحتي استفاده از برنامه كه يكي از ويژگيهاي برنامه شماست، قابليت GUI به شما اين امكان را مي دهد كه كاربراني كه قصد استفاده از برنامه شما را دارند به راحتي با چند كليك موس داده هاي خود را وارد كرده وبرنامه را اجرا كنند وخود را درگير قالب نامانوس شما نكنند. باتعريف يك پنجره كه در آن چند دكمه ونمودار وورودي متني موجود است به راحتي مي توان از اصل برنامه استفاده كرد.


http://www.autoir.com
+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

 

متلب نام يكي از نرم‌افزارهاي رايانه‌اي براي انجام محاسبات رياضي است. واژه متلب هم به معني محيط محاسبات رقمي و هم به معني خود زبان برنامه‌نويسي مربوطه است از تركيب دو واژهٔ MATrix و LABratuary ايجاد شده است. اين نام حاكي از رويكرد ماتريس محور برنامه است، كه در آن حتي اعداد عادي هم به عنوان ماتريس در نظر گرفته مي‌شوند.

با نرم‌افزار متلب مي‌توان ماتريس‌ها را به راحتي تغيير داد، توابع يا داده‌ها را ترسيم كرد، الگوريتم‌ها را اجرا كرد و همچنين صفحات رابط ميان كاربر و رايانه ايجاد كرد.

متلب كه از محصولات شركت مث‌وركس (The MathWorks) است، براي گروه‌هاي مختلف مهندسان رشته‌هاي مختلف از جمله مهندسي برق، مكانيك، كامپيوتر و ... كاربرد بسياري دارد.

قدرت متلب

 برنامه‌هاي متلب همگي متن‌باز هستند و در واقع متلب مفسر است نه كامپايلر. قدرت متلب از انعطاف‌پذيري آن و راحت بودن كار با آن ناشي مي‌شود، همچنين شركت سازنده و گروه‌هاي مختلف، از جمله دانشگاه‌هاي سرتاسر جهان و برخي شركتهاي مهندسي هر ساله جعبه‌ابزارهاي خاص-كاربردي به آن مي‌افزايند كه باعث افزايش كاراي و محبوبيت آن شده است. فهرستي از اين جعبه‌ابزارها در زير آمده است:

  • جعبه‌ابزار مخابرات متلب
  • جعبه‌ابزار كنترل متلب
  • جعبه‌ابزار فازي متلب
  • جعبه‌ابزار محاسبات متلب
  • جعبه‌ابزار سيمولينك متلب
  • جعبه‌ابزار تخمين متلب
  • جعبه‌ابزار آمار متلب
  • جعبه‌ابزار جمع‌آوري دادهٔ متلب
  • جعبه‌ابزار شبكه عصبي متلب
  • جعبه‌ابزار پردازش تصوير متلب
  • جعبه‌ابزار پردازش صوت متلب
  • جعبه‌ابزار احتمالات متلب
  • جعبه‌ابزار كارگاه بلادرنگ متلب

 

MATLAB محيطي براي محاسبات عددي و زبان برنامه سازي مي باشد كه توسط MATH WORKS ساخته شده است ، MATLAB   امكان دستكاري و كاركردن ساده با ماتريس ، رسم نمودار توابع و ديتا ، اجراي الگوريتم ، ساخت واسط كاربر و واسط برنامه با ساير زبانهاي برنامه نويسي را بوجود مي آورد . اگر چه MATLAB مخصوص محاسبات عددي است اما toolbox ي با استفاده از موتور maple آنرا به سيستم كامپيوتري – جبري تبديل مي كند . اين نرم افزار توسط يك ميليون نفر در دانشگاهها و صنعت مورد استفاده قرار مي گيرد . هزينه اين نرم افزار براي مصارف تجاري بدون tool box حدود 2000 دلار آمريكا و براي مصارف دانشگاهي با toolbox محدود حدود 100 دلار آمريكا است .

 
متلب  
بخش اول - ملزومات و پيش نيازهاي آموزش MATLAB

اين آموزش شما را به طور مرحله به مرحله با جنبه هاي مختلف MATLAB آشنا مي كند . پس از كامل نمودن اين دوره آموزشي شما به سادگي با استفاده از HELP MATLAB مي توانيد ويژگي هاي پيشرفته MATLAB را ياد بگيرد . و همچنين در استفاده از ويژگي هاي پيشرفته MATLAB راحت خواهيد بود و قادر خواهيد بود نكات بسيار كاربردي و پيشرفته تري كه به رشته تحصيلي يا كارتان مربوط مي شود را به خودتان آموزش بدهيد .

شما بايد داراي مهارت هاي ا وليه استفاده از كامپيوتر باشيد بعنوان مثال شما بايد قادر باشيد كه برنامه اي را اجرا كنيد ، آنرا ببنديد و فايلهايتان را ذخيره كنيد ، نوشته را كات كنيد و در جاي مورد نظر پيست كنيد و ...

شما بايد بدانيد كه از يك نرم افزار واژه پرداز چگونه استفاده كنيد ، مانند نوت پد در ويندوز كه شما مي توانيد از آن براي نوشتن برنامه هاي MATLAB استفاده كنيد .همچنين MATLAB نرم افزار واژه پرداز مخصوص خود را دارد كه شما مي توانيد از آن استفاده كنيد (‌كه در اين آموزش به شما نشان خواهيم داد )

شما بايد دانش اوليه اي در مورد جبر و مثلثات داشته باشيد مانند آنچه كه در دبيرستان پوشش داده شده همچنين اطلاعاتي در مورد جبر خطي ( مانند ماتريس ها ، بردارها و معكوس آنها و ... ) دانستن اين موارد موقع شروع آموزش MATLAB بسيار سودمند است اما اصول جبر خطي مورد نياز در اين آموزش شرح داده خواهد شد

ما در اين آموزش با يكديگر تعامل خواهيم داشت و آموزش همراه كار و تمرين خواهد بود . در حاليكه شما صفحه تمرين را مطالعه مي كنيد بايد نرم افزار MATLAB را در پنجره جداگانه اي اجرا كنيد و تمرينات را حل كنيد .

حالا شما آماده ايد كه آموزش MATLAB را شروع كنيد .

اميدوارم اوقات خوشي با MATLAB داشته باشيد . حين آموزش خواهش مي كنم تا جايي كه امكان دارد تمرين حل كنيد چون بهترين راه يادگيري MATLAB استفاده از آن است . 

 
 
بخش دوم - آموزش بسيار مقدماتي MATLAB
 
 
MATLAB برنامه اي است كه هنگام مواجه شدن با مسائل رياضياتي بسيار سودمند خواهد بود مخصوصا در زمينه تكنيك و مهندسي .

شما مي توانيد از ويژگي built-in MATLAB براي حل بسياري از مسائل بدون انجام زحمت خاصي ، بهره ببريد از معادلات دو معادله دو مجهول ساده مانند

X + 2Y = 24
12X - 5Y = 10

گرفته تا معادلات بسيار پيچيده مانند فاكتور گيري چند منظوره ، تطابقت منحني با اطلاعات داده شده ، انجام محاسبات با استفاده از ماتريس ، انجام مسائل مربوط به پردازش سيگنال مانند تبديلات فوريه ، و ساخت و گسترش شبكه هاي عصبي .

يك جنبه بسيار قدرتمند و سودمند MATLAB اين است كه براي رسم بسياري از انواع منحني ها مفيد واقع مي شود و شما را قادر مي كند تا توابع پيچيده ماتريسي را رسم كنيد و در كل يك آزمايشگاه ديتا است . بعنوان مثال سه شكل زير با استفاده از توابع چاپ ( plotting ) ساخته شده اند .

                  
آموزش MATLAB دقيقا شبيه آموزش رانندگي است . شما مي توانيد كليه قوانين را ياد بگيريد ولي براي اينكه راننده خوبي باشيد بايد سوار اتومبيل شويد و براي رانندگي به خيابان برويد .

اگر شما قبلا پيش زمينه قويتري از رياضات و برنامه سازي كامپيوتري داشته باشيد شما سريعا ياد مي گيريد كه از MATLAB چگونه براي اهداف طراحي و يا زمينه كاري خودتان استفاده كنيد .
 

بخش سوم : اجراي نرم افزار MATLAB
 

شما به سادگي مي توانيد با دابل كليك روي ايكون MATLAB اين نرم افزار را اجرا كنيد يا اينكه با استفاده از منوي start ويندوز اين نرم افزار را فراخواني كنيد . پنجره اصلي MATLAB ، دسكتاپ MATLAB ناميده مي شود ، كه شبيه پنجره زير است .

شما هنگام اجراي برنامه متوجه خواهيد شد كه در خط فرمان متن زير نوشته شده است :

To get started, select "MATLAB Help" from the Help menu.

علامت>>   command prompt ( گوش به فرمان ) ناميده مي شود ،كه مانند يك چشمك زن است و منتظر فرمان شماست . بعد از اينكه شما متني را در خط فرمان تايپ كرديد MATLAB فرمان شما را اجرا مي كند و نتيجه را نشان مي دهد و منتظر فرمان بعدي شما مي ماند بدين ترتيب شما مي توانيد دستوراتي را كه مي خواهيد وارد كنيد . ( MATLAB فرمان را خط به خط اجرا مي كند )

درس بعدي در مورد دستورات خاص MATLAB است ، اما الان براي اينكه فقط MATLAB را شروع كرده باشيد دستور ساده زير را وارد كنيد . دستور dateرا تايپ كنيد و اينتر را بزندي . MATLAB نتيجه را چيزي شبيه متن زير نمايش مي دهد .

>>date

ans =
11-Jun-1998

بدين ترتيب شما بطور موفقيت آميز اولين دستور ATLAB را اجرا كرده ايد .

دستور ساده ديگري كه شما الان مي توانيد امتحان كنيد دستور clc است (clear command window ) اگر شما در صفحه فرمان MATLAB بخواهيد همه نوشته ها و دستورات را پاك كنيد و چشمك زن به ابتداي صفحه برود مي توانيد در خط فرمان clc را تايپ كنيد و اينتر بزنيد . همين حالا به صفحه MATLAB برويد و اين دو دستور را اجرا كنيد . ساده بود . نه ؟

براي خارج شدن از MATLAB مي توانيد وارد منوي فايل شويد و گزينه exit matlab را انتخاب كنيد يا در خط فرمان دستور quit را تايپ كنيد و اينتر بزنيد .و يا اينكه به سادگي پنجره را ببنديد.  

 

 

 

 
 
 
 
بخش چهارم : اجراي دموها
 

 

 

 

شما قبلاً MATLAB را اجرا كرده ايد و دسكتاپ MATLAB را روي دستكتاپ ويندوز باز كرده ايد . اگر اين كار را انجام نداده ايد به بخش قبل مراجعه كنيد .

حالا كمي روي Demo ها بحث مي كنيم . در واقع Demo زيادي در MATLAB وجود دارد و همه آنها با تايپ كردن دستور Demo در خط فرمان نشان داده مي شوند .

ما واقعا انتظار نداريم شما جزئيات MATLAB را با استفاده از اين Demo ياد بگيرد اما با استفاده از اين Demo ها نسبت به كاراهايي كه مي توانيد با استفاده از MATLAB انجام دهيد ديد بهتري خواهيد يافت . حتي در اين Demo چند بازي هم وجود دارد و بعضي از آنها هم كاملا گرافيكي هستند و شما مي توانيد با استفاده ازاين Demo ها از MATLAB لذت ببريد . MATLAB ابزاري قدرتمند براي حل بسياري از مسائل است و شما بايد اين قدرت را بعد از آشنايي با دموها درك كنيد .

خوب براي شروع درخط فرمان Demo را تايپ كنيد و اينتر بزنيد . با اين كار صفحه Demo MATLAB بالا مي آيد و منتظر مي ماند تا شما دموي مورد نظرتان را انتخاب واجرا كنيد . پنجره Demo MATLAB مشابه صفحه زير است

 

در اين مبحث نمي توانيم به كل دموها سر بزنيم ولي شروع كردن يكي از دموها را به شما نشان مي دهيم و شما مي توانيد براي بقيه دموها نيز همين كار را انجام دهيد .

براي ديدن ليست دموهاي مختلف روي علامت + كنار گزينه matlab كليك كنيد با اينكار شما مي توانيد دموهايي در مورد ماتريس ها ،‌اعداد ، اجسام گرافيكي و ... را مشاهده كنيد . در ليست هر يك از دموها ، دموهاي متعددي در آن مورد وجود دارد .

پنجره سمت راست شما چكيده اي در مورد دموي انتخابي به شما نشان مي دهد . بعنوان مثال اگر شما gallery را بعنوان دسته مورد نظر خودتان انتخاب كنيد  text box سمت راست چيكيده اي از اين دسته دموها را به شما نشان مي دهد .

شما مي توانيد دموها ي مختلفي را با توجه به كلاس انتخابي تان ببينيد . در كلاس gallery دموهايي به نامهاي Knot, Quiver, Klein IIو ... وجود دارد اگر شما يكي از اين دموها را انتخاب كنيد اطلاعاتي با توجه به دمو در سمت راست نمايش داده مي شود . و دو گزينه وجود دارد.

1-      اجراي دمو

2-      ديدن كدهاي دمو

بعنوان مثال اين كار را انجام دهيد . كلاس gallery را در صفحه MATLAB خود انتخاب كنيد سپس دموي spherical surface harmonicحال شما بايد پنجره زير را ببينيد

 

اين دمو به شما يك مثال گرافيكي خوب را نشان ميد هد كه شما مي توانيد با استفاده از MATLAB به آن برسيد .

حالا كمي وقت صرف كنيد و ساير دموها را انتخاب و اجرا كنيد تا محدوده توانايي و امكانات MATLAB را بدرستي درك كنيد .

قبل از شروع شايد بخواهيد دستور intro demo را امتحان كنيد . اين مثال ديگري است كه مقدمه ابتدايي از توانايي هاي MATLAB را به شما نشان مي دهد . براي اجراي intro كلاس matlab از دموها را انتخاب كنيد و سپس matrices بعد basic matrix operation يا اينكه دستور play show intro را تايپ كنيد پنچره ديگري بالا مي آيد و شما مي توانيد با استفاده از دكمه هايي كه در اين پنجره وجود دارد جزئيات اين دمو را مشاهده كنيد .

 

 
 بخش پنجم : استفاده از help

متلب داراي سيستم help گسترده اي است ، كه شامل جزئيات و اطلاعات help در مورد كليه دستورها و توابع متلب مي شود . اين سيستم help براي افرادي كه مبتدي هستند بسيار مناسب خواهد بود ، اما حتي بعد از اينكه شما به يك متخصص متلب بدل شديد ، از اين سيستم براي يادگيري ساير توابع متلب كه تا به حال از آنها استفاده نكرده ايد استفاده خواهيد كرد . اين درس به شما مي آموزد كه چگونه از اين سيستم استفاده كنيد

دسترسي به help از طريق خط فرمان :

سه تابع اصلي وجود دارد كه شما مي توانيد از آنها براي كسب اطلاعات در مورد توابع ديگر استفاده كنيد : help ، helpwin ( اختصاري help window  ) و doc ( اختصاري documentation  ) . تابع help و helpwin اطلاعات مشابهي به شما مي دهند ، اما با پنجره هاي متفاوت ، دستور doc يك صفحه html با يك سري اطلاعات بيشتر را نمايش مي دهد .

قسمت پايين نمايش help در مورد تابع date را به شما نشان مي دهد كه اين نمايش با استفاده از دستوارات متفاوت انجام شده .

help date

DATE Current date as date string. S = DATE returns a string containing the date in dd-mmm-yyyy format.

See also NOW, CLOCK, DATENUM

توجه : خروجي help معمولاً توابعي كه به موضوع مربوط هستند را نيز نشان مي دهد . در اين مثال ، help علاوه بر موضوع اصلي به شما مي گويد : See also NOW, CLOCK, DATENUM. حالا شما مي توانيد در مورد همين توابع نيز از help  استفاه كنيد

helpwin date

توجه : محتواي اطلاعات دستور help و helpwin يكسان است ولي بهتر است از helpwin استفاده كنيد چون :

1-      متن در صفحه هاي مجزا نشان داده مي شود

2-      شما در قسمت see also مي توانيد روي تابع يا توابعي كه در همين قسمت ليست شده كليك كنيد تا اطلاعاتي در مورد آنها كسب كنيد تا اينكه مجبور باشيد آنرا در خط فرمان تايپ كنيد تا اطلاعاتي در مورد آن بدست آوريد .

3-      لينك موضوعات پيش فرض ، كليه دسته بندي ها را ليست مي كند و شما مي توانيد تابع مربوطه با دسته بندي مربوطه را ببينيد . بعنوان مثال ، اگر شما بخواهيد بدانيد خروجي دستور پلات x  بر حسب y چيست مي توانيد روي لينك matlab\graph2d topic كليك كنيد .

doc date

توجه : خروجي دستور doc بسيار كامل است و فقط يه قسمت از اطلاعات خواسته شده در مورد موضوع مورد نظر نيست بلكه مثال هاي كاملي ارائه مي كند كه مي توانند مورد مطالعه قرار گيرند يا اجرا شوند .

سعي كنيد براي توابع مقابل از دستورات مختلف اجراي help  استفاده كنيد : magic, fft, and surf

استفاده از جستجوگر help متلب

منبع ديگر help در متلب ، جستجوگر help  متلب است . شما مي توانيد جستجوگر help  متلب را با تايپ دستور helpbrowser در خط فرمان متلب فراخواني كنيد ، روي دكمه ؟ كليك كنيد يا با انتخاب Start->MATLAB-> از desktopاين جستجوگر را فرخواني كنيد .

جستجوگر help دو قسمت عمده دارد ، help navigator و صفحه نمايش . صفحه نمايش ، همانگونه كه از نامش پيداست ، اطلاعاتي در مورد موضوع انتخاب شده را نشان مي دهد . help navigator در قسمت سمت چپ جستجوگر قرارگرفته ، و براي هدايت كردن از طريق اطلاعات online در مورد موضوع انتخاب شده كاربرد دارد . اين قسمت در برگيرنده موارد زير است :

  • فيلتر فراورده
  • نوار محتويات
  • نوار شاخص
  • نوار دمو
  • نوار جستجو
  • نوار favorit

اين بخش منبع گسترده اي براي شما خواهد بود اگر بدنبال يادگيري نكات بيشتري در مورد موضوع داده شده باشيد . نوار سرچ در مورد موضوع مورد نظر از ميان كليه اطلاعات موجود جستجو مي كند ، و لغات كليدي كه آنها را سرچ كرده ايد را بصورت highlight مشخص مي كند تا خواندن اطلاعات مورد نظر راحتتر باشد .

حالا با استفاده از امكانات سرج در مورد help از جستجوگر خودش استفاده كنيد

 

بخش ششم: ساخت متغير
 
يكي از جنبه هاي اصلي متلب متغير ها هستند ، و شما همواره از آنها استفاده مي كنيد . در اصل ، يك متغير مكاني است براي يك مقدار كه شما مي توانيد نامي را به آن نسبت دهيد . منظور ما اين است كه ، هنگامي كه چيزي را بعداً محاسبه خواهيد كرد ، شما مي توانيد ازاين مقدار استفاده كنيد كه متغيري است كه بعنوان قسمتي از محاسبات جديد بكار رفته . بيايد تا براي واضح تر شدن مطلب از چند مثال استفاده كنيد .

در ساده ترين حالت ، متلب مي تواند بعنوان يك ماشين حساب جيبي باشد . بعنوان مثال دراينجا شما چند محاسبه ساده با استفاده از متلب مانند يك ماشين حساب انجام مي دهيد .

4 + 10
ans =
14
5 *10 + 6

ans =
56
(6 + 6) / 3

ans =
4
9^2

ans =
81

شما مي توانيد ببينيد كه متلب كليه اپراتورهاي اصلي رياضياتي را شامل + ، - ، * ، / ، ^ و ... را ساپرت مي كند . و شما مي توانيد عملگر هاي را با قرار دادن آنها در داخل پرانتز بصورت دسته و گروه در آوريد . با اين وجود عبارت ans دقيقا چيست ؟ ans اختصاري answer يا همان پاسخ است ، و در متلب اين عبارت بعوان نام پيش فرض متغير ها در نظر گرفته شده . و شما مي توانيد به متغيري كه فعلا اسمي براي ان انتخاب نشده فقط با تايپ عبارت ans دست پيدا كنيد .

4 + >>5

ans = 9

 >>ans

ans = 9

با اين وجود اگر معادله جديدي وارد شود ، مقدار ans تغيير خواهد كرد .

>>ans + 10

ans = 19

حالا شما هم متغير هاي خودتان را بعنوان تمرين وارد كنيد .

متغير ans به خودي خود سودمند نيست ، اما قدرت حقيقي ان در اين است كه شما مي توانيد متغير خودتان را تعريف و استفاده كنيد . بعنوان مثال :

>>a = 10

a = 10

 >>b = 20

b = 20

 >>c = 30

c = 30

 >>a

a = 10

 >>the_average = (a + b + c) / 3

the_average = 20

حالا بياييد بگوئيم كه شما متغير هاي زيادي را تعريف كرده ايد . احتمالاً نام كليه متغير هايي را كه تعريف كرده ايد بخاطر نخواهيد آورد ، پس داشتن ليستي از كليه متغير هايي كه تعريف شده اند سودمند خواهند بود . اين دقيقا چيزي است كه دستور whos انجام مي دهد . حالا با تايپ كردن دستور whos در خط فرمان و زدن اينتر شما مي توانيد نام و مقدار كليه متغير هايي را كه تا كنون وارد كرده ايد ببينيد . بعنوان مثال :

>>a = 5

a = 5

 >>b = 6

b = 6

 whos

Name
Size
Bytes
Class
a
1x1
8
double array
b
1x1
8
double array

در كل دو عنصر داريم كه از شانزده بيت استفاده كردهاند

براي پاك كردن متغير هايي كه قبلا وارد كرده ايدو در حافظه ذخيره شده اند چه كاري بايد انجام داد ؟ پاسخ اين سوال دقيقا پاسخ به اين است كه دستور clear چه كاري انجام مي دهد . clear را در خط فرمان تايپ كنيد ، خواهيد ديد كه كليه متغير ها و مقاديري را كه قبلا ذخيره شده اند را پاك مي كند . مثال فوق را ادامه مي دهيم .

whos

Name    Size      Bytes     Class

a          1x1       8          double array

b          1x1       8          double array

Grand total is 2 elements using 16 bytes

 clear

 whos

جلوگيري از نمايش نتايج بااستفاده از «؛»

اگر بعد از دستور سميكولون تايپ شود باعث مي شود كه نتيجه نشان داده نشود . اگر شما عبارتي تايپ كنيد ( مثلا b=4+5 ) و در انتهاي آن سميكولون بگذاريد ، سپس متلب عبارت را محاسبه مي كند ولي نتايج را در حافظه بصورت داخلي ( بدون نمايش ) ذخيره مي كند . بعنوان مثال :

>>a = 10;

>>b = 20;

>>c = 30;

>>d = 40;

>>the_average = (a + b + c + d) / 4

the_average =

25

the_average;

>>b

b =

20

>>e = 50

e =

50

the_blank_average = (a + b + c + d + e) / 5;

>>the_blank_average

the_blank_average =

30

ممكن است اينطور به نظر برسد كه استفاده از سميكولون زياد هم مهم نيست ، اما در حقيقت سميكولون هميشه دم دست است و هميشه استفاده مي شود . نتيجه نهايي عملياتي كه در متلب انجام داده ايد برايتان مهم است ، كه با تركيب بسياري از داده ها و نتايج موقت و متغير هاي مياني  محاسبه مي شود . و با افزودن سميكولون به انتهاي دستوري كه مقدار آن موقت يا نتيجه بصورت نتيجه مياني است باعث مي شود كه نتيجه آنها نشان داده نشود . بعنوان مثال ، در مثال بالا سميكولون بعداز متغير ها a,b,c,d تايپ شده است ولي فقط نتيجه نهايي كه ميانگين اين چهار متغير است مهم مي باشد و مي بينيم كه سميكولون بعد از عبارت the_average تايپ نشده است و نتيجه اين دستور نشان داده مي شود . 
 
برگرفته از وبلاگ : http://azizkhani.mihanblog.com
+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

 
حسگر يك وسيله الكتريكي است كه تغييرات فيزيكي يا شيميايي را اندازه گيري مي كند و آن را به سيگنال الكتريكي تبديل مي نمايد.حسگرها در واقع ابزار ارتباط ربات با دنياي خارج و كسب اطلاعات محيطي و نيز داخلي مي باشند. انتخاب درست حسگرها تأثير بسيار زيادي در ميزان كارايي ربات دارد. بسته به نوع اطلاعاتي كه ربات نياز دارد از حسگرهاي مختلفي مي توان استفاده نمود:
فاصله
رنگ
نور
صدا
حركت و لرزش
دما
دود
و...

اما چرا از حسگرها استفاده مي كنيم ؟ همانطور كه در ابتداي اين گفتار اشاره شد حسگرها اطلاعات مورد نياز ربات را در اختيار آن قرار مي دهند و كميتهاي فيزيكي يا شيميايي موردنظر را به سيگنالهاي الكتريكي تبديل مي كنند.مزاياي سيگنالهاي الكتريكي را مي توان بصورت زير دسته بندي كرد:
پردازش راحتتر و ارزانتر
انتقال آسان
دقت بالا
سرعت بالا
و...
حسگرهاي مورد استفاده در رباتيك:
در يك دسته بندي كلي حسگرهاي مورد استفاده در رباتها را مي توان در يك دسته خلاصه كرد:
حسگرهاي تماسي ( Contact )
مهمترين كاربردهاي اين حسگرها به اين شرح مي باشد:
آشكارسازي تماس دو جسم
اندازه گيري نيروها و گشتاورهايي كه حين حركت ربات بين اجزاي مختلف آن ايجاد مي شود .

در شكل يك ميكرو سوئيچ يا حسگر تماسي نشان داده شده است. در صورت برخورد تيغه فلزي به مانع و فشرده شدن كليد زير تيغه همانند قطع و وصل شدن يك كليد ولتاژ خروجي سوئيچ تغيير مي كند.
حسگرهاي هم جواري (Proximity )
آشكارسازي اشيا نزديك به روبات مهمترين كاربرد اين حسگرها مي باشد. انواع مختلفي از حسگرهاي هم جواري در بازار موجود است از جمله مي توان به موارد زير اشاره نمود:
القايي
اثرهال
خازني
اولتراسونيك
نوري

حسگرهاي دوربرد ( Far away)
كاربرد اصلي اين حسگرها به شرح زير مي باشد:
فاصله سنج (ليزو و اولتراسونيك)
بينايي (دوربينCCD)

در شكل يك زوج گيرنده و فرستنده اولتراسونيك (ماورا صوت) نشان داده شده است. اساس كار اين حسگرها بر مبناي پديده داپلر مي باشد.
- حسگر نوري (گيرنده-فرستنده)
يكي از پركاربردترين حسگرهاي مورد استفاده در ساخت رباتها حسگرهاي نوري هستند. حسگر نوري گيرنده- فرستنده از يك ديود نوراني (فرستنده) و يك ترانزيستور نوري (گيرنده) تشكيل شده است.
خروجي اين حسگر در صورتيكه مقابل سطح سفيد قرار بگيرد 5 ولت و در صورتي كه در مقابل يك سطح تيره قرار گيرد صفر ولت مي باشد. البته اين وضعيت مي تواند در مدلهاي مختلف حسگر برعكس باشد. در هر حال اين حسگر در مواجهه با دو سطح نوري مختلف ولتاژ متفاوتي توليد مي كند.

در زير يك نمونه مدار راه انداز زوج حسگر نوري گيرنده فرستنده نشان داده شده است. مقادير مقاوتهاي نشان داده شده در مدلهاي متفاوت متغيير است و با مطالعه ديتا شيت آنها مي توان مقدار بهينه مقاومت را بدست آورد.

منبع : http://www.bselectron.mihanblog.com

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

 
1. آشنايي با مدارهاي مجتمع تي تي ال TTL 74000 – مسعود نظرزاده – جليل شبري – مؤسسه انتشارات تلاش – 1371
 
2. آشنايي با مهندسي برق و الكترونيك – حسن كلهر – انتشارات شركت سهامي انتشار – 1363
 
3. آنتن ها تحليل و طراحي- حبيب الله عبيري و ديگران – انتشارات دانشـگاه شـيراز- 1373
 
4. آنتن ها ( زميني – ماهواره اي ) – توماس آدامسون – عليرضا سروالدين – انتشارات نيريز – 1378
 
5. اصول الكترونيك – سيدمحسن موسوي – ابراهيم برزآبادي – انتشارات دانشگاه اصفهان – 1381
 
6. اصول عيب يابي مدارات الكترونيك – حسن صمدي آذر – انتشارات سازمان آموزش فني و حرفه اي مديريت پژوهش – 1372
 
7. اصول مقدماتي الكتريسيته – غلامعلي سرابي تبريزي – انتشارات سازمان آموزش فني و حرفه اي مديريت پژوهش – 1371
 
8. اصول مهندسي فشار قوي الكتريكي – محمدقلي محمدي – انتشارات مركز نشر دانشگاه صنعتي اميركبير – 1375
 
9. اصول و روشهاي اندازه گيري -  بهرام جريهي - انتشارات دانشـگاه شـيراز - 1376
 
10.     اصول و مباني عيب يابي و تعمير سيستمهاي صوتي و تصويري بدون استفاده از نقشه – هومر. ال. ديويدسون – رضا خوش كيش – انتشارات ناقوس – 1378
 
11.     الكترومغناطيس – درك. ف. لاودن – عليرضا بينش – انتشارات نيما – 1367
 
12.     الكترومغناطيس – ژوزف ادمينيستر – محمدصادق ابريشميان – نصرت ا... گرانپايه – انتشارات دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي – 1378
 
13.     الكترومغناطيس مهندسي – ويليام اچ. هايت – جان ا. باك – محمود دياني – انتشارات نشر علوم دانشگاهي – 1380 
 
14.     الكترونيك – جي. ام. كالورت – ام. آ. اچ. مك كازلند – ابراهيم برزآبادي – حسين حسن زهرايي – سيدمحسن موسوي – مركز نشر دانشگاهي – 1368
 
15.     الكترونيك صنعتي : الكترونيك قدرت – هانس رودي بولر – قدير عزيزي قنادي – انتشارات مركز نشر دانشگاهي – 1369
 
16.     الكترونيك عملي – ابراهيم برزآبادي – محسن موسوي – انتشارات دانشگاه اصفهان – 1378
 
17.   الكترونيك قدرت – ريموند ريمشو – ابراهيم سيدگوگاني – مركز نشر دانشگاهي – 1364 
 
 
19.   انتشار امواج و طراحي سيستمهاي ارتباط راديويي – محمد سليحي – محمدعلي رزمي – حسن افضل – انتشارات نويد شيراز
 
20.   انتقال و توزيع قدرت الكتريكي – ام. فالكنبري – والتر كافر – محمود جورابيان – صادق زنده بودي – انتشارات شركت برق منطقه اي خوزستان – اهواز – 1384
 
21.   بررسي سيستمهاي قدرت – گرينگر – استيونسون – محمد فرخي – انتشارات شهر آب – 1381
 
22.     بررسي مبدلهاي ِDC به AC از نوع كموتاسيون باز- محمدحسينفتوحي اردكاني-فرحناز فرهمندفر- انتشارات دانشـگاه شـيراز- 1373
 
23.     بهينه سازي و طراحي كامپيوتري ماشينهاي الكتريكي – م. رامامورتي – هاشم اورعي – انتشارات خراسان – 1370
 
 
25.     تحقيق در مباني مهندسي برق ( اصول تجربي ) – محمدعلي رحيمخاني – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1370
 
26.     تشريح اصول مهندسي الكترونيك – حسين چشمه قصاباني – انتشارات جهاد دانشگاهي
 
27.     تشريح مسائل ماشينهاي الكتريكي – ج. ر. سلمون – ا. استراون – حميد لساني – انتشارات نداي دانش – 1377
 
28.     تعمير تلويزيون به زبان ساده – بهروز سهرابيان – ناشر : مؤلف – 1370
 
29.     تعمير و سيم پيچي الكتروموتورهاي سه فازه – غلامعلي سرابي تبريز – انتشارات سازمان آموزش فني و حرفه اي كشور – 1375
 
30.     iتكنولوژي تلويزيون اصول و چشم انداز آينده – اA. Michael Noll – ماهرخ مقصودي – نشر طراح – 1381
 
31.     تكنولوژي ساخت و طراحي مدارهاي مجتمع الكترونيكي – جان آليسون – يحيي جاسم زاده – حميدرضا شهروي – انتشارات قائم – 1378
 
32.     تلويزيون رنگي (سيستم سكام و شرح مداري گيرنده آن) – خليل باغاني – انتشارات خراسان – 1370
 
33.     توربو ماشين – اس. ال. ديكسون – جعفر مددنيا – رضا رضايي ساروي – مركز نشر دانشگاهي تهران – 1368
 
34.     تَئوري و كاربرد الكترومغناطيس -حسن كلهر- انتشارات دانشـگاه شـيراز- 1371
 
35.     تئوري و مسائلي از الكترومغناطيس – جوزف ا. ادمينيستر – محمود حقي – محمدجعفر اكبرزاده خويي – انتشارات مؤسسه خدمات فرهنگي رسا – 1375
 
36.     خطوط انتقال وموج برها- محمودكمالي معاوني – انتشارات دانشگاه شيراز- 1365
 
37.     درآمدي بر ميكروتكنولوژي نيمه هاديها(مدارهاي مجتمع) – دي. وي. مورگان – كي. بورد – عليرضا صالحي – انتشارات دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي – 1380
 
38.     دستگاههاي ديجيتالي – ا. ج. باونز – حميدرضا صادق محمدي – انتشارات جهاددانشگاهي دانشگاه علم و صنعت ايران – 1370
 
39.     راديو ديجيتال – حميدرضا رحيمي – انتشارات نويد شيراز – 1378
 
40.     راهنماي آزمايشگاه فن فشار قوي – مسعود سلطاني – انتشارات افروز – 1375
 
41.     راهنماي سيستم هاي مخابراتي – ا. ب. كارلسون – فريال فرماني – هاجر عليزاده – انتشارات استاد – 1377
 
42.     راهنماي طراحي ترانسفورماتور و القاگر – كلنل. و. ت. مكلي من – حسن مقبلي – زهرا زارع زاده – انتشارات محتشم – 1380
 
43.     راهنماي كامل تعمير و عيب يابي ابزار تلفني – جان. د. لنك – مهرنوش حريرچيان – انتشارات جهاددانشگاهي دانشگاه صنعتي اميركبير – 1374
 
44.     راهنماي كاهش هزينه هاي مصرف انرژي در موتورهاي الكتريكي و سيستم هاي محرك – سازمان بهره وري انرژي ايران- انتشارات وزارت نيرو ، معاونت امور انرژي – 1378
 
45.     روشهاي محاسباتي براي الكترومغناطيس و مايكروويو – ريچارد سي بوتن – محمدسليماني – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1375
 
46.     سيستم توزيع انرژي الكتريكي – محمد قرباني – انتشارات نيلوفر – 1372
 
47.     سيستمهاي كنترل ديجيتالي – بنيامين سي. كو – بهزاد قهرمان – انتشارات معاونت فرهنگي آستان قدس رضوي – 1372
 
48.     سيصدوسه مدار الكترونيك – جان ماركوس - بهروز احمدي – انتشارات اسكار – 1375
 
49.     طراحي موتور جريان متناوب – اچ. سي. جي. دوجانگ – جواد فيض – انتشارات دانشگاه صنعتي سهند – 1373
 
50.     طراحي و اندازه گيري مدارات فركانس بالا – پيتر سي. ال. ئيپ – محمد سليماني – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1376
 
51.     طرح ايزولاسيون خطوط انتقال انرژي و محيط زيست – گ. ن. الكساندرف – ط. شاهرخشاهي – نشر دانش امروز – 1372
 
52.     طرحهاي جالب الكترونيكي – امير اميد – انتشارات فني حسينيان – 1372
 
53.     قطعه ها و مدارهاي الكترونيكي - محمدرضا آزادي - انتشارات دانشـگاه شـيراز- 1373
 
54.     كاربرد MATLAB در علوم مهندسي – حيدرعلي شايان فر – حسين شايقي – انتشارات ياوريان – 1382
 
55.     كنترل توان راكتيو در سيستمهاي الكتريكي – تي.جي.اي.ميلر – رضا قاضي – انتشارات جهاد دانشگاهي مشهد – 1371
 
56.     كنترل كننده هاي منطقي برنامه پذير : اصول و كاربردها – جان وب – رونالد ريس – علي اكبر جلالي – حميد محمودي – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1378
 
57.     كنترل كننده هاي منطقي قابل برنامه ريزي PLC – حجت سبزپوشان – مركز انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1377
 
58.     كويل متغير-  محمد حسين رهنورد- انتشارات دانشـگاه شـيراز- 1374
 
59.     كيفيت توان سيستم هاي الكتريكي – راجر سي. دوگان – مارك اف. مگ گراناهان – اچ. واين بيتي – جواد روحي – علي نبوي نياكي – عبدالرضا شيخ الاسلامي – حسين محمديان – انتشارات دانشگاه مازندران – 1378
 
60.     گزينش قطعات الكترونيكي و دستگاههاي اندازه گير- احمداسلامي - انتشارات دانشـگاه شـيراز- 1375
 
61.     ماشينهاي الكتريكي – فيتز جرالد – كينگسلي – اومنس – بهزاد قهرمان – انتشارات نما+اسفند – 1381
 
62.     ماشينهاي مخصوص و كنترل سرعت ماشين هاي الكتريكي – اسحق ثابت مرزوقي – انتشارات دانشگاه تهران – 1371
 
63.     مباني طراحي مخابرات سيار – ويليام سي. واي. لي – محمد حكاك – مسعود كهريزي – مركز نشر دانشگاهي – 1380
 
64.     مباني ماشينهاي الكتريكي و كاربرد الكترونيك قدرت در كنترل آنها – پي.جي.مك لادن – بهزاد قهرمان – هاشم اورعي – چاپ و انتشارات آستان قدس رضوي – 1367
 
65.     مباني مدارهاي ترانزيستوري: مقدمه اي بر طراحي تقويت كننده ها، گيرنده ها و مدارهاي منطقي – اس. و. ايموس – نسترن عادلي رانكوهي – شركت انتشارات فني ايران – 1379
 
66.     مباني مهندسي فشار قوي – كافل – زانگل – عبدالرضا رنجبران – انتشارات دانشگاه آزاد اسلامي – 1373
 
67.     محاسبات اتصال كوتاه در شبكه – مسعود سلطاني – انتشارات دانشگاه تهران -1366
 
68.     مخابرات فيبر نوري – جوزف س. پالي – محمد مولوي – مجتبي محدث – انتشارات دانشگاه امام رضا(ع) – 1374
 
69.     مدارهاي مجتمع سي موس CMOS4000 – مسعود نظرزاده – جليل شبري – ناشر: حميدغفاري – 1371
 
70.     مقدمه اي بر سيستم هاي توليد مشترك برق و حرارت – مطلب ميري – غلامرضا بياتي – محمدحسن زربخش – انتشارات سازمان بهرهوري انرژي ايران – 1383
 
71.     مقدمه اي بر سيستمهاي رادار – اسكو لنيك – محمد سليماني – انتشارات پژوهشكده الكترونيك و مخابرات شهيد بهشتي – 1370
 
72.     موتورهاي الكتريكي مغناطيس دايم و بدون جاروبك – تي. كنجو – اس. ناگاموري – هاشم اورعي – احمدغفوري – انتشارات سحوري – 1363
 
73.     موتورهاي الكتريكي و كاربرد آنها در صنعت – تام. سي. لويد – مرتضي سقائيان نژاد – انتشارات جهاددانشگاهي واحد صنعتي اصفهان – 1381
 
74.     مهندسي روشنايي – حسن كلهر – انتشارات شركت سهامي انتشار – 1364
 
75.     مهندسي مايكروويو – پيتر ريزي – محمد خيام روحاني – انتشارات دانشگاه صنعتي شريف – 1374
 
76.     نظريه سيستم هاي انرژي الكتريكي – ال آي. الگرد – نجات مهدوي طباطبائي – سعيد قاسم زاده – حسين حسيني – انتشارات دانشگاه صنعتي سهند – تبريز – 1373
 
77.     نظريه سيستمهاي كنترل خطي – محمدرضا هاشمي گلپايگاني – مركز نشر دانشگاهي ، دانشگاه تهران – 1370
 
78.     نمونه مسايل امتحاني مدارهاي الكتريكي – مهرداد عابدي – رسول دليرروي فرد – انتشارات دانشگاه صنعتي اميركبير واحد تفرش – 1376
 
79.     هنر الكترونيك (جلد اول) – پاول هوروويتز – وين فيلدهيل – محمود دياني – مؤسسه انتشارات علمي دانشگاه صنعتي شريف – 1377
+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

 
مقدمه

اسيلوسكوپ در حقيقت رسامهاي بسيار سريع هستند كه سيگنال ورودي را در برابر زمان يا در برابر سيگنال ديگر نمايش مي‌‌دهند. قلم اين رسام يك لكه نوراني است كه در اثر برخورد يك باريكه الكترون به پرده‌اي فلوئورسان بوجود مي‌آيد.

به علت لختي بسيار كم باريكه الكترون مي‌‌توان اين باريكه را براي دنبال كردن تغييرات لحظه‌اي (ولتاژهايي كه بسيار سريع تغيير مي‌كنند، يا فركانسهاي بسيار بالا) بكار برد. اسيلوسكوپ بر اساس
ولتاژ كار مي‌‌كند. البته به كمك مبدلها (ترانزيستورها
) مي‌‌توان جريان الكتريكي و كميتهاي ديگر فيزيكي و مكانيكي را به ولتاژ تبديل كرد.




قسمتهاي مختلف اسيلوسكوپ

لامپ پرتو كاتدي

اسيلوسكوپ از يك لامپ پرتو كاتدي كه قلب دستگاه است و تعدادي مدار براي كار كردن لامپ پرتو كاتدي تشكيل شده است. قسمتهاي مختلف لامپ پرتو كاتدي عبارتند از:


  • تفنگ الكتروني :

    تفنگ الكتروني باريكه متمركزي ازالكترونهارا بوجود مي‌‌آورد كه شتاب
    زيادي كسب كرده‌اند. اين باريكه الكترون با انرژي كافي به صفحه فلوئورسان برخورد مي‌كند و بر روي آن يك لكه نوراني توليد مي‌‌كند. تفنگ الكتروني از رشته گرمكن ، كاتد ، شبكه آند پيش شتاب دهنده ، آند كانوني كننده و آند شتاب دهنده تشكيل شده است.

    الكترونها از كاتدي كه بطور غير مستقيم گرم مي‌شود، گسيل مي‌‌شوند. اين الكترونها از روزنه كوچكي در شبكه كنترل مي‌‌گردند. شبكه كنترل معمولا يك استوانه هم محور با لامپ است و داراي سوراخي است كه در مركز آن قرار دارد. الكترونهاي گسيل شده از كاتد كه از روزنه مي‌‌گذرند (به دليل پتانسيل مثبت زيادي كه به آندهاي پيش شتاب دهنده و شتاب دهنده اعمال مي‌‌شود)، شتاب مي‌‌گيرند. باريكه الكتروني را آند كانوني كننده ، كانوني مي‌‌كند.

  • صفحات انحراف دهنده :

    صفحات انحراف دهنده شامل دو دسته صفحه است. صفحات انحراف قائم كه بطور افقي نسب مي‌شوند و يك ميدان الكتريكي
     در صفحه قائم ايجاد مي‌‌كنند و صفحات y ناميده مي‌‌شوند. صفحات انحراف افقي بطور قائم نصب مي‌شوند و انحراف افقي ايجاد مي‌‌كنند و صفحات x ناميده مي‌‌شوند. فاصله صفحات به اندازه كافي زياد است كه باريكه بتواند بدون برخورد با آنها عبور كند.

  • صفحه فلوئورسان :

    جنس اين پرده كه در داخل لامپ پرتو كاتدي قرار دارد، از جنس فسفر است. اين ماده داراي اين خاصيت است كه انرژي جنبشي الكترونهاي برخورد كننده را جذب مي‌‌كند و آنها را به صورت يك لكه نوراني ظاهر مي‌سازد. قسمتهاي ديگر لامپ پرتو كاتدي شامل پوشش شيشه‌اي ، پايه كه از طريق آن اتصالات برقرار مي‌‌شود، است.

مولد مبناي زمان

اسيلوسكوپها بيشتر براي اندازه گيري و نمايش كميات وابسته به زمان بكار مي‌‌روند. براي اين كار لازم است كه لكه نوراني لامپ روي پرده با سرعت ثابت از چپ به راست حركت كند. بدين منظور يك ولتاژ مثبت به صفحات انحراف افقي اعمال مي‌‌شود. مداري كه اين ولتاژ مثبت را توليد مي‌‌كند، مولد مبناي زمان يا مولد رويش ناميده مي‌‌شود.

مدارهاي اصلي اسيلوسكوپ

سيستم انحراف قائم

چون سيگنالها براي ايجاد انحراف قابل اندازه گيري بر روي صفحه لامپ به اندازه كافي قوي نيستند، لذا معمولا تقويت قائم لازم است. هنگام اندازه گيري سيگنالهاي با ولتاژ بالا بايد آنها را تضعيف كرد تا در محدوده تقويت كننده‌هاي قائم قرار گيرند. خروجي تقويت كننده قائم ، از طريق انتخاب همزماني در وضعيت داخلي، به تقويت كننده همزمان نيز اعمال مي‌‌شود.




سيستم انحراف افقي

صفحات انحراف افقي را ولتاژ رويش كه مولد مبناي زمان توليد مي‌‌كند، تغذيه مي‌كند. اين سيگنال از طريق يك تقويت كننده اعمال مي‌‌شود، ولي اگر دامنه سيگنالها به اندازه كافي باشد، مي‌‌توان آن را مستقيما اعمال كرد. هنگامي ‌كه به سيستم انحراف افقي ، سيگنال خارجي اعمال مي‌‌شود، باز هم از طرق تقويت كننده افقي و كليد انتخاب رويش در وضعيت خارجي اعمال خواهد شد. اگر كليد انتخاب رويش در وضعيت داخلي باشد، تقويت كننده افقي ، سيگنال ورودي خود را از مولد رويش دندانه‌داري كه با تقويت كننده همزمان راه اندازي مي‌‌شود، مي‌‌گيرد.

همزماني

هر نوع رويشي كه بكار مي‌‌رود، بايد با سيگنال مورد بررسي همزمان باشد. تا يك تصوير بي حركت بوجود آيد. براي اين كار بايد فركانس سيگنال مبناي زمان مقسوم عليه‌اي از فركانس سيگنال مورد بررسي باشد.

مواد محو كننده

در طي زمان رويش ، ولتاژ دندانه‌دار رويش اعمال شده به صفحات x ، لكه نوراني را بر يك خط افقي از چپ به راست روي صفحه لامپ حركت مي‌دهد. اگر سرعت حركت كم باشد، يك لكه ديده مي‌‌شود و اگر سرعت زياد باشد، لكه به صورت يك خط ديده مي‌‌شود. در سرعتهاي خيلي زياد ، ضخامت خط كم شده و تار به نظر مي‌‌رسد و يا حتي ديده نمي‌‌شود.

كنترل وضعيت

وسيله‌اي براي كنترل حركت مسير باريكه بر روي صفحه لازم است. با اين كار شكل موج ظاهر شده بر روي صفحه را مي‌‌توان بالا يا پائين يا به چپ يا راست حركت داد. اين كار را مي‌‌توان با اعمال يك ولتاژ كوچك سيستم داخلي (كه مستقل است) به صفحات انحراف دهنده انجام داد. اين ولتاژ را مي‌‌توان با يك پتانسيومتر تغيير داد.

كنترل كانوني بودن

الكترود كانوني كننده مثل يك عدسي با فاصله كانوني تغيير مي‌‌كند. اين تغيير با تغيير پتانسيل آند كانوني كننده صورت مي‌‌گيرد.

كنترل شدت

شدت باريكه با پتانسيومتر كنترل كننده شدت كه پتانسيل شبكه را نسبت به كاتد تغيير مي‌‌دهد، تنظيم مي‌‌شود.

مدار كاليبره سازي

در اسيلوسكوپهاي آزمايشگاهي معمولا يك ولتاژ پايدار داخلي توليد مي‌‌شود كه دامنه مشخصي دارد. اين ولتاژ كه براي كاليبره سازي مورد استفاده قرار مي‌گيرد، معمولا يك موج مربعي است.

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

 

img/daneshnameh_up/c/c6/compics0005.jpg


براي كساني كه از يك زبان سطح بالا مانند pascal يا basic به سراغ سي ميايند ممكن است جمله "اين زبان سطح پايين است " برايشان چندان با معني نباشد. حقيقتا زبان سي فقط مقداري از يك اسمبلر بيشتر دارد و البته به همراه تعدادي قابليت سطح بالا ، در سي مانند اسمبلي همه چيز به عهده خودتان است.دليلي كه بخاطر آن سي هنوز وجود دارد سرعت آن است ! سرعت اجراي كد برنامه شما براي C يعني همه چيز ! البته اين بدان معني نيست كه سرعت برنامه نويسي براي شما افزايش ميابد درواقع C براي اينكه برنامه شما را با تمام سرعت اجرا كند از تمام قابليتهايي كه به نوعي باعث ميشود بتوان به برنامه شما SAFE گفت چشم پوشي كرده است .ميتوان زبان C را به ماشين مسابقه ايي تشبيه كرد كه كمربند ايمني ندارد ! با اين ماشين ميتوان با حد اكثر سرعت حركت كرد ولي اگر تصادفي رخ دهد... !C زبان برنامه نويسي سيستم است: ويندوز 95 - 96 - NT و UNIX نيز با كمك اين زبان طراحي شده اند. اغلب هم ديده ايم كه در اين سيستم عاملها C اولين زباني است كه پشتيباني ميشود. يكي از مسائلي كه شما احتمالا از آن خبر داريد آن است كه اسمبلر Portable نيست . حتي آنجا كه يك برنامه به زبان پاسكال بهتر عمل ميكند برنامه نوشته شده با اسمبلر اجرا نميشود. اگر بگوييم كه C چيزي بيشتر از يك اسمبلر نيست پس بايد بگوييم كه اصلا Portable هم نيست ، اما اين موضوع به شيوه طراحي C بر ميگردد. در اين مورد زبان C طوري طراحي شده است كه به هيچ عنوان مشكلي نخواهد داشت . البته منظور اين نيست كه برنامه اي كه تحت داس با سي نوشته شده است تحت لينوكس هم كار خواهد كرد بلكه بحث در مورد سيستم سخت افزاري و پردازنده است.زبان C داراي يك شهرت ترسناك! به نام "Write Only" است . اين بدين معني است كه شما ميتوانيد كدي بنويسيد كه قابل خواندن و اجرا شدن نباشد (نه به اين معني كه خطاي كامپايل يا لينكر داشته باشد).تاريخچه زبان سي:- در سال 1972 توسط برايان كرناين ( Brian Kernighan ) و دنيس ريچي ( Dennis Ritchie ) در AT&T Bell Labs اختراع شد.- در سال 1983 موسسه استاندارد آمريكا شروع به استانهدارد سازي اين زبان كرد.- در سال 1989 كار استاندارد سازي زبان سي توسط سازمان جهاني استاندارد ادامه ادامه پيدا كرد.- در سال 1990 كار استاندارد سازي به پايان رسيد و امروزه آن را به نام C استاندارد مي شناسيم.- هر چيزي قبل از اين C را به نام K&R C مي شناسيم.سي اولين بار توسط برايان كرناين و دنيس ريچي در شركت AT&T اختراع شد . موضوع از آنجا شروع شد كه سعي كردند يك بازي به نام "asteroids" را بر روي مين فريم هاي شركت AT&T اجرا كنند ولي متاسفانه كارايي مين فريم باعث شد كه نتوانند آنچه را كه ميخواهند به اجرا در بياورند. بعد ها آنها با استفاده از قدرت كامپيوتر هاي 386 و تقريبا كمك 100 نفر كاربر متوجه شدند كه به اندازه كافي كنترل بر روي فضانورد موجود در بازي ندارند. فضانوردها معمولا به محض اينكه از كنار يك سياره رد ميشدند از بين ميرفتند!اين قضيه تقريبا جنبه شخصي پيدا كرد تا اينكه آنها تصميم به كد نويسي مجدد بازي بر روي يك سيستم DEC PDP-7 كه در شركت بلا استفاده مانده بود ، گرفتند متاسفانه PDP-7 هيچ سيستم عاملي نداشت بنابر اين آنها يك سيستم عامل هم طراحي كردند.پروژه طراحي سيستم عامل آنقدر عظيم شد كه عملا باعث فراموشي بازي astroids گرديد . بعدها تصميم بر آن شد كه اين سيستم عامل را براي يك DEC PDP-11 آماده كنند ولي اين كار واقعا كار سخت و مشكلي بود چرا كه تمام كد با دست و بدون كمك هرنوع اسمبلري به زبان ماشين نوشته شده بود.مجددا تصميم گيري شد كه سيستم عامل را دوباره با كمك يك زبان سطح بالا كد نويسي كنند بنابراين اين برنامه بين ماشين هاي مختلف قابليت portablity بيشتري پيدا ميكرد. تنها چيز مورد نياز طراحي يك كامپايلر براي هر ماشين جديد و نهايتا كامپايل مجدد كد در ماشين جديد بود.زباني كه در آن زمان براي اين منظور طراحي شد B نام داشت . اما اين زبان براي PDP-7 طراحي شده بود و امكانات آن به اندازه اي نبود كه بتواند از Instruction Set ماشين PDP-11 استفاده كند در نتيجه زبان C اختراع شد.Instruction Set مجموعه دستوراتي است كه توسط واحد پردازش مركزي سيستم قابل اجرا است به عنوان مثال تعدادي از دستورات موجود در instruction set يك PIC16Fxxx عبارتند از :

MOVLWADDLWSETB....


تقريبا همان دستورات اسمبلي!STANDARDIZATION :C كم كم داشت بسيار مشهور ميشد و با رشد سريع برنامه نويسان در اوايل دهه 1980 هزاران نفر به كمك آن مشغول به برنامه نويسي شدند . حالا زمان آن رسيده بود كه قواعد اين زبان استاندارد شود.ANSI :در آمريكا مسوليت استاندارد سازي زبانها به عهده موسسه استاندارد ايالات آمريكا ( ANSI ) ميباشد . نام ANSI در C معرف آن است كه اين نسخه از زبان C توسط كميته اي وابسته به ANSI استاندارد سازي شده است . اولين استاندارد ANSI ، X3J11 نام داشت . امروزه استاندارد ANSI براي C ض X3.15901989 ميباشد .ISO :در عرصه جهاني سازمان استاندارد جهاني ( ISO ) مسوليت استاندارد سازي زبانهاي كامپيوتري را بر عهدا دارد. ISO يك كميته متخصص JTC1/SC22/WG14 را براي برسي استاندارد X3J11 تشكيل داد. در حال حاظر استاندارد ISO براي C ض ISO 9889:1990 ميباشد كه بسيار شبيه و هماهنگ با X3.159 است.در بين استاندارد هاي مختلف تفاوتي در مورد زبان و قواعد آن وجود ندارد و


تنها اختلاف در مورد قالب بندي و موارد اين چنيني است .در آخر زبان C كه امروزه از آن استفاده ميكنيم ISO Standard C است كه آن را Standard C ميشناسند و آن چيزي را كه Kernighan و Dennis طراحي كرده بودند K&R C ميشناسيم.Standard C در مقابل K&R C :- قابليت برسي نوع داده اضافه شد.- محاسبات مميز شناور اضافه شد.- كتابخانه استاندارد براي C طراحي شد.- قابليت هاي جديدي اضافه گرديد- امروزه تنها انتخابStandard C است.- بسياري از كامپايلر هاي جديد سي از Standard C استفاده ميكنند.- از اين به بعد در مباحث درسي منظور ما از سي همان سي استاندارد است. زبان C بسياري از محاسن خود را مديون مراحل استاندارد سازي است . سي كه امروزه از آن استفاده ميكنيم با آنچه در گذشته بوده بسيار فرق دارد. در K&R C هيچ مكانيزم و روشي براي برسي نوع داده پارامترهايي كه به توابع ارسال ميگردد وجود نداشت بنابراين اگر شما به عنوان يك برنامه نويس ميخواستيد يك تابع خاص از زبان سي را CALL كنيد مسئوليت خواندن دقيق راهنما و ارسال صحيح پارامتر ها به عهده خودتان بود و كامپايلر هيچ كمكي در اين مورد به شما نميكرد. البته يك برنامه به نام lint در آن زمان براي انجام اين كار طراحي شد.محاسبات مميز شناور در K&R C بيشتر شبيه به جوك بود تا واقعيت ! در تمام محاسبات از نوع داده double استفاده ميشد. با وجود اينكه نوع ساده اي از مميز شناور به نام float وجود داشت اما چون براي محاسبات اعداد float اول بايد آنها را به double تبديل ميكرديم و بعد دوباره به float ، انجام اين گونه محاسبات بسيار كند بود.(n9 اگرچه يك كتابخانه همراه زبان K&R C وجود داشت اما هيچ استانداردي در مورد اينكه اين كتابخانه سامل چه توابعي است وجود نداشت . در بسياري موارد ممكن يك تابع خاص نامهاي متفاوتي داشته باشد ! يا حتي به روشهاي متفاوتي از هم كار ميكردند .يك برنامه به زبان سي:در اينجا فقط ميخواهيم يك كليت از نحوه برنامه نويسي در سي را بيان كنيم.

  1. include /* comment */int main(void){printf("Hellon");printf("Welcome to the Course! n");return 0;}
  2. includeاين يك دستور پيش پردازنده است . به كمك اين دستور محتويات يك فايل خاص به برنامه شما اضافه ميشود بنابراين شما ميتوانيد از توابع و ... موجود در آن استفاده كنيد. stdio مخفف نام Standard Input and Output ميباشد و همانطور كه از نامش پيداست حاوي توابع مربوط به ورودي و خروجي ميباشد.پسوند h. نشان دهنده آن است كه اين فايل يك فايل سر باره ( Header ) است نه يك فايل سورس ( فايلهاي سورس داراي پسوند c. هستند. ) در اين باره بيشتر توضيح داده خواهد شد.Commentsتوضيحات در برنامه بين */ و /* قرار ميگيرند و هر تعداد خط كه بين اين دو قرار گيرند از نظر كامپايلر مفهوم نخواهند داشت . نكته : اگر توضيحات شما يك خطي است به كمك // ميتوانيد توضيحات خود را در برنامه اضافه كنيد :
printf("Hello"); // comment


mainمهمترين تابع در سي main ميباشد. اين تابع نقطه اي كه اجراي برنامه شما از آنجا شروع ميشود را مشخص ميكند . در واقع اگر شما اين تابع را در برنامه تان ننويسيد برنامه شما اصلا اجرا نميشود ( شروع برنامه شما كجاست ؟! ) و صد البته برنامه شما كامپايل هم نخواهد شد.آكولاد Brace در زبان سي از اكولاد باز "}" به معني شروع "Begin" و آكولاد بسته "{" به معني "End" ميباشد . اين روش نسبت به پاسكال هم ساده تر است و هم در آينده خواهند كد برنامه را سهل تر ميكند.nترتيب دو كاراكتر و n در سي ايجاد يك كد ميكند ( اين كد ها در مباحث بعدي مطرح شده اند ) كد n به معني "برو به ابتداي خط بعد" است . returnاين دستور در اين مثال باعث ميگردد كه مقدار 0 به سيستم عامل برگردانده شود و اجراي برنامه پايان يابد . اينكه سيستم عامل چگونه از اين اطلاعات استفاده خواهد كرد به خودش مربوط ميگردد.!به عنوان مثال MS-DOS اين مقدار را در متغير ERRORLEVEL و UNIX آن را در يك متغير موقت ?$ ذخيره ميكند. تا به حال عرف بر آن بوده است كه 0 به معني عدم رخداد خطا تلقي ميگردد و هر مقداري مانند 1و2و3و... نشاندهنده يك كد خطا ميباشد. تمام سيستم عاملها مقادير به بزرگي 255 را پشتيباني ميكنند و بعضي ديگر تا 65535 ! البته اگر Portable بودن برنامه تان برايتان مهم است بهتر است از مقادير بين 0 تا 255 استفاده كنيد.قالب زبان سي:- هر دستور با يك سميكالن (‌;‌ ) ختم ميشود.- فضاهاي خالي كه قبل يا بين دستورها قرار ميگيرد از طرف كامپايلر ناديده گرفته ميشود.- زبان سي به بزرگي و كوچكي حروف تايپ شده حساس است (Case sensitive) تمامي كلمات كليدي (Keyword) و توابع كتابخانه اي استاندارد در سي حرف كوچك هستند.- عبارات رشته اي (Strings) در بين دو علامت نقل قول - كوتيشن - ("......") قرار ميگيرند.- مفهوم خط بعد توسط n به كامپايلر سي فهمانده ميگردد. ( مثلا در دستور printf )- رفتار شانسيسميكالن :سميكالنها در سي بسيار مهم هستند. آنها دستورات را از هم متمايز ميكنند و به كامپايلر سي ميفهمانند كه چه زمان يك دستور به پايان رسيده و دستور بعدي شروع شده است. اگر شما فراموش كنيد كه در انتهاي يك دستور علامت سميكالن را قرار دهيد كامپايلر از برنامه شما خطا ميگيرد.قالب آزاد:زبان سي يك زبان آزاد در قالب بندي است يعني شما ميتوانيد كه كل برنامه تان را در يك خط بنويسيد فقط كافي است كه انتهاي هر دستور يك سميكالن بگذاريد و اين دليل اجباري بودن سميكالن است . همچنين همانطور كه گفتيم هرگونه tab يا فضاي خالي بين دستورات ناديده گرفته ميشود و فقط براي فرم دادن برنامه است.نكته : بهتر است شما هم از الگويي كه براي برنامه نويسي در اين مباحث استفاده شده استفاده كنيد تا برنامه تان در آينده خوانا تر باشد .بزرگي و كوچكي حروف :زبان سي يك زبان حساس به بزرگي و كوچكي حروف است يعني int با Int يا INT يا ... فرق دارد . به عنوان مثال شما ميتوانيد يك متغير به نام InT از نوع int داشته باشيد. تمامي كلمات كليدي و توابع كتابخانه اي استاندارد در سي حرف كوچك هستند. انواع داده اي در ادامه بحث خواهند شد.رفتار شانسي :اگر به هر دليلي دستور return در تابع main قرار نگيرد رفتار برنامه در زمان بازگشت به سيستم عامل مشخص نميباشد يعني هر بار يك مقدار شانسي به سيستم عامل تحويل داده ميشود كه اين مقدار ميتواند 0 به معناي خروج موفق و بدون خطا يا هر مقدار عددي ديگر به عنوان رخداد خطا باشد.متغير ها :- هر متغيري قبل از استفاده بايد



تعريف شده باشد . در سي استاندارد تعريف متغير دقيقا بعد از آكولاد باز } امكان پذير است ولي در ورژن هاي بعد و خصوصا ويژوال سي اين تعريف ميتواند در هر كجاي برنامه صورت گيرد.- كاراكترهاي مورد قبول براي نامگذاري متغير ها ميتواند حرف ، عدد و "_" باشد.- كاراكتر اول در نام يك متغير نميتواند عدد باشد.- 31 كاراكتر اول در نام متغير محلي ( Local ) از طرف كامپايلر سي براي تشخيص نام متغير استفاده ميگردد و مابقي آن ناديده گرفته ميشود.- در برخي از نسخه هاي سي تا 6 كاراكتر اول در نام يك متغير سرتاسري ( Global ) براي تشخيص آن به كار ميرود اين مساله در مورد نام توابع نيز وجود دارد.- حروف كوچك و بزرگ در نام گذاري متغيرها و يا توابع آنها را از هم متمايز ميكند.تعريف متغير ها :در زبان سي ، تمامي متغير ها قبل از استفاده بايد بعريف شده باشند.( دليل اين كار قبلا توضيح داده شده است ) البته اين هيچ شباهتي با زبان فرترن ندارد زيرا در اين زبان هرگاه كامپايلر به نام متغيري برخورد كند كه قبلا برخورد نكرده است آن را همانجا تعريف كرده و نوع آن را بر اساس نام متغير تعيين ميكند. در زبان سي شما بايد هر متغيري را قبل از استفاده تعريف كنيد و نوع آن را مشخ كرده و در صورت نياز آن را مقدار دهي اوليه كنيد.نام گذاري :همانطور كه گفته شد كاراكترهاي مورد قبول براي نامگذاري متغير ها ميتواند حرف ، عدد و "_" باشد. اولين كاراكتر نام يك متغير يا تابع ميتواند حرف يا خط زير باشد اگرچه استاندارد سي پيشنهاد ميكند كه از خط زير به عنوان كاراكتر اول استفاده نكنيد.بنابر اين نامهاي "temp_in_celsius" يا "index32" نامهاي قابل قبول و "32index" يا "temp$celsius" نامهاي غير قابل قبول هستند.طبق توضيح داده شده دقت كنيد كه در نامگذاري متغير ها اختلاف نام آنها در 31 كاراكتر اول آنها باشد. حروف بزرگ :حروف بزرگ ممكن است بر طبق تصميم شما در نام گذاري يك متغير استفاده شود . معمولا برنامه نويسان براي خود داري از استفاده از "_" در نام متغير از حروف بزرگ استفاده ميكنند بنابر اين نام "temp_in_celsius" به صورت "TempInCelsius" در خواهد آمد.امروزه اين روش نام گذاري بين برنامه نويسان متداول شده است و استفاده از خط زير تقريبا به فراموشي سپرده شده است.دستورات printf و scanf - printf مقادير عددي صحيح را زماني كه از كاراكتر فرمت i% استفاده شود در روي مانيتور چاپ ميكند. - scanf مقادير عددي صحيح را زماني كه از كاراكتر فرمت i% استفاده شود از ورودي ( كاربر - صفحه كليد ) ميخواند.- "&" در دستور scanf بسيار مهم مي باشد — مفهوم و كاربرد آن جلو تر گفته خواهد شد . — چنانچه فراموش شود برنامه شما شديدا با اشكال روبرو خواهد شد !!- "&" در دستور printf لازم نيست زيرا مقدار فعلي يك متغير در اين دستور مورد استفاده قرار ميگيرد.printf : اين دستور عبارات مورد نظر شما را در خروجي چاپ ميكند و به عنوان مثال چنانچه به كاراكتر فرمت i% برخورد كند مقدار عددي متغير متناظر با آن را چاپ ميكند. با اين مورد از مثال قبل آشنا هستيد .scanf : همانطور كه گفته شد اين دستور از صفحه كليد يك مقدار ميخواند. به عنوان مثال زماني كه به كاراكتر فرمت i% برخورد ميكند منتظر دريافت يك مقدار عددي از صفحه كليد ميماند. & :همانطور كه گفتيم عملگر "&" در دستور scanf بسيار مهم مي باشد . اين عملگر به دستور scanf قابليت تغيير مقدار ذخيره شده در متغير مربوطه اش را ميدهد.چنانچه فراموش كنيد كه اين عملگر را قبل از نام متغير قرار دهيد سي نميتواند مقدار موجود در متغير را تغيير دهد و بد تر از آن اگر اين متغير را مقدار دهي اوليه نكرده باشد در آنصورت هر بار يك مقدار شانسي در آن خواهد بود و طبعا باعث گيج شدن شما خواهد شد.از آنجاييكه دستور printf نيازي به تغيير مقدار ذخيره شده در متغير را ندارد بنابر اين نيازي هم به استفاده از عملگر & قبل از نام متغير در آن نيست . بنابر اين اگر به عنوان مثال تا قبل از اجراي دستور زير در متغير j عدد 15 ذخيره شده باشد بازهم همان مقدار ذخيره خواهد بود .
prinf( " %i " , j );


انواع عددي صحيح در سي - زبان سي انواع مختلفي از اعداد صحيح را پشتيباني ميكند. - حداكثر و حداقل مقادير قابل ذخيره سازي در هر نوع داده اي در فايل "limits.h" تعريف شده اند.نوع داده كاراكتر فرمت تعداد بايت حداقل مقدار حداكثر مقدار
CHAR_MAX CHAR_MIN 1 %c charSCHAR_MAX SCHAR_MIN 1 %c signed charUCHAR_MAX 0 1 %c unsigned charSHRT_MAX SHRT_MIN 2 %hi short (int)USHRT_MAX 0 2 %hu unsigned shortINT_MAX INT_MIN 2 or 4 %i intUINT_MAX 0 2 or 4 %u unsigned intLONG_MAX LONG_MIN 4 %li long (int)ULONG_MAX 0 4 %lu unsigned long



limits.h :اين دومين فايل سرباره استانداردي است كه تا به حال ديده ايم. اين فايل شامل تعريف مقادير عددي ثابتي است كه حداقل و حداكثر اندازه انواع متفاوت عددي صحيح را در خود ذخيره كرده اند. اين فايل هم يك فايل متني است و محتويات آن با هر اديتوري حتي notepad قابل رويت است . انواع اعداد صحيح :زبان سي انواع عددي در اندازه هاي مختلف را پشتيباني ميكند. كلمات short و long نشان دهنده ميزان حافظه مورد نياز و تخصيص داده شده براي هر نوع داده است . اين به دليل وسواس سي در ميزان استفاده از حافظه است بنابر اين به شما به عنوان برنامه نويس امكان ميدهد بسته به كاري كه ميخواهيد با متغير انجام دهيد و ميزان حافظه اي كه احتياج دارد نوع مناسب را براي آن انتخاب كنيد و از تخصيص حافظه اي كه بلا استفاده ميماند خود داري كنيد.مثلا فرض كنيد كه در برنامه خود ميخواهيد يك حلقه شمارش ايجاد كنيد كه از 1 تا 800 شمارش كند در اين صورت نيازي به تعريف متغير مربوطه از نوع long نيست و بهتر است آن را از نوع short تعريف كنيد.SHRT_MAX يا LONG_MAX درواقع مقادير ثابتي هستند كه حداكثر مقدار عددي قابل ذخيره در متغير از نوع short و long را در خود نگه ميدارند مثلا براي short حداكثر مقدار 32,767 و براي long حداكثر مقدار 2,147,483,647 قابل ذخيره سازي است . البته اجباري نيست كه در ماشينهاي متفاوت اين مقادير يكسان باشد و براي رفع اين مشكل ، سي راه حل هايي دارد كه در آينده گفته خواهد شد.نكته مهم و قابل توجه در اينجا آن است كه تعداد بايت نوع داده int برابر 2 يا 4 ميتواند باشد بنابراين در حالت كلي نميتوانيم مشخص كنيم كه در يك متغير عددي صحيح int حداكثر مقدار 32 هزار قرار ميگيرد ويا مقدار 2 هزار ميليون ! به همين دليل برنامه هايي كه واقعا ميخواهند portable باشند هرگز از نوع عددي int استفاده نميكنند بلكه از long يا short استفاده ميكنند. البته اغلب ماشينها خصوصا PC ها طول 4 بايت را براي نوع عددي int در نظر گرفته اند.unsigned :اين كلمه كليدي باعث ميشود تا تمام بيتهاي يك متغير از اين نوع عددي ، براي ذخيره سازي عدد استفاده شود و طبعا بيت علامت ( براي اعداد منفي ) نخواهيم داشت . در اين نوع داده نميتوان مقادير منفي را ذخيره كرد ، فقط اعداد مثبت و عدد صفر !char :در سي هيچ نوع داده اي براي ذخيره رشته هاي كاراكتري وجود ندارد البته در ++C اين مشكل با بوجود آمدن كلاس CString رفع شده است ولي فعلا به آن نمي پردازيم.در نوع داده char تنها ميتوان يك كاراكتر ذخيره كرد و براي ذخيره سازي رشته هاي كاراكتري بايد هر كاراكتر را در يك عنصر آرايه اي از نوع char ذخيره كرد.ih% :كاراكتر h در موارد فوق بيانگر half يا نيمه است زيرا معمولا short داراي نصف اندازه نوع داده int است ( از نظر تعداد بايتها در يك ماشين كه طول int در آن 4 است ) انواع عددي حقيقي در سي - مانند اعداد صحيح ، اعداد حقيقي هم انواع مختلفي دارند. - مقادير حداكثر و حداقل در فايل float.h تعريف شده اند.مثل قبل :نوع داده كاراكتر فرمت تعداد بايت حداقل مقدار حداكثر مقدار
FLT_MAX FLT_MIN 4 %g %e %f floatDBL_MAX DBL_MIN 8 %lg %le %lf doaubleLDBL_MAX LDBL_MIN 10 %Lg %Le %Lf long double
float.h اين سومين فايل سرباره استاندارد سي است كه تا به حال ديده ايم . اين فايل علاوه بر مقادير ثابت كمينه و بيشينه اعداد مميز شناور محتوي چيزهاي با ارزش ديگري هم است ازجمله ميزان دقت و خطاي هر يك از سه نوع مذكور.float اين نوع داده كوچكترين نوع عددي از انواع عددي حقيقي در سي است . محاسبات به كمك اين نوع سريع تر است ولي از دقت كمتري برخوردار است همچنين براي اعداد اعشاري تا 6 رقم اعشار مناسب ميباشد. در حالت كلي بزرگترين و كوچكترين عدد قابل ذخيره توسط اين نوع عددي به ترتيب 10 به توان مثبت 38 و 10 به توان منفي 38 است.doubleاين نوع عددي درواقع نوع ميانه در بين سه نوع اشاره شده است محاسبات كند تر از نوع قبل ولي قابل اطمينان تر است . ميتوان تا 12 رقم اعشار به كمك اين نوع عددي دقت داشت . چون فضاي بيشتري براي ذخيره سازي اعداد دارد طبعا اعداد بزرگتري هم ميتواند ذخيره كند ( 10 به توان مثبت 308 يا حتي مثبت 1000 )long doubleاين نوع عددي بزرگترين نوع عددي است كه سي ميتواند آن را هندل كند و البته كند ترين و مطمئن ترين !! به كمك اين نوع ميتوان اعداد را تا 18 رقم اعشار محاسبه كرد بدون اينكه به هيچ حقه و روش رياضي خاصي براي شبيه سازي اين عدد بزرگ نياز باشد. برخي از پياده سازي هاي سي امكان ذخيره سازي اعداد به بزرگي 10 به توان مثبت 4000 را ميدهند.Constants- ثابتها در سي براي خودشان نوع داده دارند.- اعدادي كه در آنها كاراكترهاي "." يا "e" به كار رفته باشند به عنوان عدد double در نظر گرفته ميشوند.- اگر ميخواهيد صراحتا بگوييد كه عددتان float است بايد در انتهاي آن يك كاراكتر F قرار دهيد مانند : 3.5F يا 1e-7F- براي اعداد long double يك L قرارداده ميشود.- هر عددي كه حداقل شامل يكي از كاراكترهاي "." يا "e" يا "F" نباشد int در نظر گرفته خواهد شد.- اگر يك عدد int در نظر گرفته شود و بزرگي عدد چنان باشد كه از محدوده int خارج گردد بعضي از كامپايلرها بصورت اتوماتيك آن را long int در نظر ميگيرند.- اگر ميخواهيد كه صراحتا بگوييد كه عددتان يك long int است در انتهاي عدد يك L قرار دهيد مانند 9000000Lثابتهاوقتي كه يك متغير تعريف ميگردد قطعا يك نوع هم براي آن در نظر گرفته ميشود. اين نوع باعث ميگردد كه كامپايلر بداند كه اين متغير چه فضايي از حافظه اشغال ميكند و ضمنا چگونه بايد با آن برخورد كند. به طور مشابه وقتي كه يك "ثابت" تعريف ميگردد كامپايلر براي آن يك نوع داده در نظر ميگيرد فقط يك تفاوت داريم و آنهم اينكه در مورد متغير ها برنامه نويس صراحتا نوع داده اي متغير را تعيين ميكند حال اينكه در مورد ثابتها هميشه اينطور نيست. قوانين تعيين نوع داده براي "ثابتها" در بالا گفته شده است . ميبينيد كه تنها نبود "." به كامپايلر ميگويد كه عدد از نوع int است . اما كافي است شما اينگونه بنويسيد ".120" تا كامپايلر آن را بصورت "120.0" ديده و double برايش درنظر بگيرد.عملگر ها در زبان سي در زبان سي مجموعه عملگر هاي زير را داريم :- عملگرهاي حسابي- عملگرهاي casting ( كه از هولمون جلو جلو در موردش صحبت كرديم. )- عملگرهاي افزايش و كاهش يك واحد- عملگرهاي دستكاري بيتها ( Bitwise )- عملگرهاي مقايسه اي- عملگرهاي مقداردهي- عملگر sizeof- عملگرهاي شرطي

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

اطلاعات كلي در مورد ميكروكنترلرهاي AVR
میکروهای AVR دارای انعطاف پذیری غیر قابل مقایسه و بی همتایی هستند.آنها قادر به ترکیب هر نوع کدی با یک معماری کارامد از طریق زبانهای C و Assembly هستند و قادرند از طریق این برنامه ها تمام پارامترهای ممکن در یک سیکل یا چرخه ماشین را با دقت بسیار بالا هماهنگ کنند.

 

اين مقاله اطلاعات كلي در مورد ساختار داخلي و انواع مختلف ميكروهاي AVR و همچنين مزاياي آنها نسبت به نمونه هاي قبلي 8051 پرداخته است.در ترجمه آن سعي كردم بيشتر از لغات فارسي معادل استفاده كنم با اينكه خودم زياد راضي نيستم ولي چاره اي نداشتم بايد فارسي را پاس بداريم ! حتما مي دانيد كه براي برخي لغات تخصصي انگليسي هيچ معادل فارسي وجود ندارد به خاطر همين در بعضي از قسمتها خود لغت انگيسي را آورده ام كه فهم صحيح آن بستگي به تجربه ي خواننده دارد.مسلم است كه اگر شما درباره ي ميكروكنترلرها پيش زمينه اي داشته باشيد آنگاه آمادگي بيشتري براي فهم اين مقاله خواهيد داشت پس اگر يك خواننده مبتدي در ميكروكنترلرها هستيد ممكن است در درك برخي مطالب كمي دچار مشكل شويد البته كمي ! كه با پرسيدن چند سوال كوچك از كسي كه اينكاره است مي توانيد بعضي ابهامات را برطرف كنيد.اميدوارم هميشه پيروز و شاد باشيد .

 

مقدمه اي بر ميكروكنترلرهاي AVR

ميكروهاي AVR داراي انعطاف پذيري غير قابل مقايسه و بي همتايي هستند.آنها قادر به تركيب هر نوع كدي با يك معماري كارامد از طريق زبانهاي C و Assembly هستند و قادرند از طريق اين برنامه ها تمام پارامترهاي ممكن در يك سيكل يا چرخه ماشين را با دقت بسيار بالا هماهنگ كنند.ميكرو AVR داراي معماريي است كه ميتواند در تمام جهات مورد استفاده شما،عمل كند ميكرو AVR معماريي دارد كه براي شما كارايي 16 بيتي ارائه مي دهد كه البته قيمتش به اندازه يك 8 بيتي تمام مي شود.

 بهره هاي كليدي AVR :

داراي بهترين MCU براي حافظه فلش در جهان ! (MCU: Master Control Unit)

داراي سيستمي با بهترين هماهنگي

داراي بالاترين كارايي و اجرا در CPU (يك دستورالعمل در هر سيكل كلاك)

داراي كدهايي با كوچكترين سايز

داراي حافظه خود برنامه ريز

داراي واسطه JTAG كه با IEEE 1149.1 سازگار است

 (IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers.)

داراي سخت افزار ضرب كننده روي خود

داراي بهترين ابزارها براي پيشرفت و ترقي

داراي حالات زيادي براي ترفيع دادن يا Upgrade .

 واژگان كليدي AVR :

 ميكرو كنترلر AVR به منظور اجراي دستورالعملهاي قدرتمند در يك سيكل كلاك(ساعت) به اندازه كافي سريع است و مي تواند براي شما آزادي عملي را كه احتياج داريد به منظور بهينه سازي توان مصرفي فراهم كند.

ميكروكنترلر AVR بر مبناي معماري  RISC(كاهش مجموعه ي دستورالعملهاي كامپيوتر) پايه گذاري شده و مجموعه اي از دستورالعملها را كه با 32 ثبات كار ميكنند تركيب مي كند.

به كارگرفتن حافظه از نوع Flash  كه AVR ها به طور يكسان از آن بهره مي برند از جمله مزاياي آنها است.

يك ميكرو AVR مي تواند با استفاده از يك منبع تغذيه 2.7 تا 5.5 ولتي از طريق شش پين ساده در عرض چند ثانيه برنامه ريزي شود يا Program شود.

ميكروهاي AVR در هرجا كه باشند با 1.8 ولت تا 5.5 ولت تغذيه مي شوند البته با انواع توان پايين (Low Power)كه موجودند.

راه حلهايي كه AVR پيش پاي شما مي گذارد، براي يافتن نيازهاي شما مناسب است:

با داشتن تنوعي باور نكردني و اختيارات فراوان در كارايي محصولات AVR، آنها به عنوان محصولاتي كه هميشه در رقابت ها پيروز هستند شناخته شدند.در همه محصولات AVR مجموعه ي دستورالعملها و معماري يكسان هستند بنابراين زماني كه حجم كدهاي دستورالعمل شما كه قرار است در ميكرو دانلود شود به دلايلي افزايش يابد يعني بيشتر از گنجايش ميكرويي كه شما در نظر گرفته ايد شود مي توانيد از همان كدها استفاده كنيد و در عوض آن را در يك ميكروي با گنجايش بالاتر دانلود كنيد.

خانواده هاي محصولات AVR :

Tiny AVR:

ميكروكنترلري با اهداف كلي و با بيش از 4 كيلو بايت حافظه فلش و 128 بايت حافظه استاتيك و قابل برنامه ريزي است.(منظور از حافظه استاتيك SRAM و حافظه قابل برنامه ريزي EEPROM است.)

Mega AVR:

اين نوع ميكروها قابليت خود برنامه ريزي دارند و مي توان آنها را بدون استفاده از مدارات اضافي برنامه ريزي كرد همچنين بيش از 256K بايت حافظه فلش و 4K بايت حافظه استاتيك و قابل برنامه ريزي دارند.

LCD AVR:

اين نوع ميكرو داراي درايور براي نمايشگر LCD با قابليت كنترل اتوماتيك تباين و مقايسه تصوير مي باشد.باعث تمديد عمر باتري مي شود و در حالت فعال داراي توان مصرفي پاييني است.

توان مصرفي پايين:

توان مصرفي پايين آنها براي استفاده بهينه از باتري و همچنين كاربرد ميكرو در وسايل سيار و سفري طراحي شده كه ميكروهاي جديد AVR با توان مصرفي كم از شش روش اضافي در مقدار توان مصرفي ، براي انجام عمليات بهره مي برند.

اين ميكروها تا مقدار 1.8 ولت قابل تغذيه هستند كه اين امر باعث طولاني تر شدن عمر باتري مي شود.

در ميكروهاي با توان پايين ، عمليات شبيه حالت Standby است يعني ميكرو مي تواند تمام اعمال داخلي و جنبي را متوقف كند و كريستال خارجي را به همان وضعيت شش كلاك در هر چرخه رها كند!

ابعاد مختلف ميكروهاي AVR را در اشكال زير مشاهده مي كنيد:

 AVR هاي مدل tiny:

به خود اجازه ندهيد كه نام آن شما را گول بزند... ميكروهاي مدل tiny توانايي هاي عظيمي دارند.به خاطر كوچك بودن و داشتن MCU بسيار پر قدرت به اينگونه ميكروها نياز فراواني هست آنها به هيچ منطق خارجي نياز نداشته و به همراه يك مجتمع مبدل آنالوگ به ديجيتال و يك حافظه قابل برنامه ريزي EEPROM قابليتهاي خود را ثابت مي كنند.

نكات كليدي و سودمند مدل Tiny :

آنها به منظور انجام يك عمليات ساده بهينه سازي شده و در ساخت وسايلي كه به ميكروهاي كوچك احتياج است كاربرد فراوان دارند.

كارايي عظيم آنها براي ارزش و بهاي وسايل موثر است.

 AVR هاي مدل Mega:

اگر شما به ميكرويي احتياج داريد كه داراي سرعت و كارايي بالا باشد و توانايي اجراي حجم زيادي از كد برنامه را داشته و بتواند داده هاي زيادي را سروسامان دهد بايد از AVR هاي مدل Mega استفاده كنيد آنها به ازاي هر يك مگا هرتز سرعت ، توانايي اجراي يك ميليون دستورالعمل در هر يك ثانيه را دارند همچنين قابل برنامه ريزي و بروزرساني كدها با سرعت و امنيت بسيار بالايي هستند.

نكات كليدي و سودمند مدل Mega :

حافظه سريع از نوع فلش با عملكرد خود برنامه ريز و بلوكه ي بوت (Boot Block)

دقت بسيار بالاي 8-كانال در تبديل آنالوگ به ديجيتال 10 بيتي

USART و SPI و TWI بر طبق واسطه هاي سريال

واسطه ي JTAG بر طبق IEEE 1149.1

TWI: Two Wire Interface is a byte oriented interface

USART: Universal Serial Asynchronous Receiver/Transmitter

SPI: Serial Peripheral Interface

JTAG available only on devices with 16KB Flash and up

واسط JTAG فقط در ميكروهاي با بيش از 16 كيلوبايت حافظه فلش موجود است.

AVR هاي مدل LCD:

آنها با بالاترين يكپارچگي و انعطاف پذيري ممكن طراحي شده اند و با داشتن درايور LCD و كنترلر اتوماتيك وضوح تصوير ،بهترين واسطه را با انسان دارند و داراي توان مصرفي پايين و كارايي بالايي هستند.اولين عضو اين خانواده 100 سگمنت داشت و داراي يك UART و SPI به منظور ارتباط به صورت سريال بود.

نكات كليدي وسودمند مدل LCD :

كارايي فوق العاده با سرعت يك ميليون دستورالعمل در ثانيه به ازاي يك مگاهرتز

واسطه ها براي ارتباط با انسان: وقفه هاي صفحه كليد و درايور نمايشگر LCD

آنها اين اجازه را به طراح سيستم مي دهند كه توان مصرفي را در برابر سرعت پردازش تا جايي كه امكان دارد بهينه كند.

نكات كليدي و سودمند حافظه ي فلش خود برنامه ريز:

قابليت دوباره برنامه ريزي كردن بدون احتياج به اجزاي خارجي

128 بايت كوچك كه به صورت فلش سكتور بندي شده اند

داشتن مقدار متغير در سايز بلوكه ي بوت (Boot Block)

خواندن به هنگام نوشتن

بسيار آسان براي استفاده

كاهش يافتن زمان برنامه ريزي

كنترل كردن برنامه ريزي به صورت سخت افزاري

راههاي مختلف براي عمل برنامه ريزي:

موازي يا Parallel :

يكي از سريعترين روشهاي برنامه ريزي

سازگار با برنامه نويس هاي(programmers) اصلي

 خود برنامه ريزي توسط هر اتصال فيزيكي:

برنامه ريزي توسط هر نوع واسطه اي از قبيل TWI و SPI و غيره

دارا بودن امنيت صد درصد در بروزرساني و كدكردن

ISP:

واسطه سه سيمي محلي براي بروزرساني سريع

آسان و موثر در استفاده

 واسطه JTAG :

واسطه اي كه تسليم قانون IEEE 1149.1 است و مي تواند به صورت NVM برنامه ريزي كند يعني هنگام قطع جريان برق داده ها از بين نروند.استفاده از فيوزها و بيتهاي قفل.

بيشتر براي ديباگ كردن آنچيپ و به منظور تست استفاده مي شود

نرم افزار ارائه شده توسط شركتATMEL به نام AVR Studio 4 :

اين نرم افزار به صورت رايگان در سايت شركت ATMEL قرار دارد مي توانيد با رجوع به آدرس http://www.atmel.com آن را دانلود كنيد.

اين نرم افزار در حقيقت يك اسمبلر براي محصولات AVR اتمل است و به صورت كاملا ويژوالي است.

مي تواند با انواع دستگاههاي برنامه نويس ميكرو ارتباط برقرار كند و كدها را در ميكرو دانلود كند.

و قابليت ترجمه كدها به زبانهاي C و Assembly را دارد و ...

 انواع برنامه نويسها كه AVR Studio 4 با آنها سازگار است:

در اين قسمت خصوصيات پروگرامر ها را به زبان انگليسي ارائه كردم چون به زبان فارسي اصلا قابل فهم نمي بود و بايد يكي پيدا مي شد تا ترجمه فارسي آن را دوباره ترجمه كند...

 

Emulators Platforms

In System Programmers

Starter Kits

ICE 40/50

AVRISP

STK500

JTAGICE

JTAGICE

STK501

 

 

STK502

 

 

 STK500/STK501/STK502

 STK500

Supports All AVR Devices

Interfaces with AVR Studio

Early Support for New

Devices Push Buttons, LEDs & RS232

STK501

STK500 Expansion Module for ATmega64/128

ZIF Socket & PCB Footprint

Onboard 32 kHz Oscillator

Additional RS232 Port

STK502

STK500 Expansion Module for ATmega169

ZIF Socket & PCB Footprint

Onboard 32 kHz Oscillator

Demo Application with Temperature Sensor

JTAGICE / JTAGICE mkII

Interfaced using AVR Studio

 Real-Time Emulation in Actual Silicon

Debug the Real Device at the Target Level

Communicates Directly to the Device through 4-Pin JTAG Interface

One-wire Debug Interface (JTAGICE mkII only)

Supports

Program Breakpoints

Data Breakpoints

Full I/O View and Watches

Full Execution Control

 ICE40/50 Emulator

ICE50

Emulates all Peripherals (Both Digital and Analog)

Supports all Instructions And Peripherals Real-Time

All Configurations Done from AVR Studio

Unlimited Number of Breakpoints

Source Level Debugging

Supports the Newest Members of AT mega

And AT tiny Product Families

 ICE40

Same Features as ICE50

End Low Cost ICE for ATtiny13, ATtiny26, ATmega8, ATmega8515,

ATmega8535

ICE50 Upgrade Available

روگرامرهايي كه AVR هاي خاصي را پشتيباني مي كنند:

 

ICE50

ICE40

ICE200

JTAGICE mkll

JTAGICE

STK502

STK501

STK500

AVRISP

Product

 

 

*

 

 

 

 

*

 

Tiny11

 

 

*

 

 

 

 

*

*

Tiny12

*

*

 

*

 

 

 

*

*

Tiny13

 

 

 

 

 

 

 

*

*

Tiny15

*

*

 

 

 

 

 

*

*

Tiny26

 

 

 

 

 

 

 

*

 

Tiny28

*

 

 

*

 

 

 

*

*

Tiny2313

 

 

*

 

 

 

 

*

 

90S1200

 

 

*

 

 

 

 

*

 

90S2313

 

 

*

 

 

 

 

*

 

90S2323

 

 

*

 

 

 

 

*

 

90S2343

*

*

 

 

 

 

 

*

*

Mega8

*

*

 

 

 

 

 

*

*

Mega8515

*

*

 

 

 

 

 

*

*

Mega8535

*

 

 

*

*

 

 

*

*

Mega16

*

 

 

*

*

 

 

 

*

Mega162

*

 

 

*

*

 

 

*

*

Mega32

*

 

 

*

*

 

*

*

*

Mega64

*

 

 

*

*

 

*

*

*

Mega128

*

 

 

*

 

 

 

*

*

Mega48

*

 

 

*

 

 

 

*

*

Mega88

*

 

 

*

 

 

 

*

*

Mega168

*

 

 

*

*

*

 

*

*

Mega169

 اميد وارم اين اطلاعات كوچك مفيد واقع شده و اندكي به آموختني هاي شما دوست عزيز افزوده شود.

 برگرفته از سايت :بايتس كلوپ

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

براي ديدن مقالات IEEE روي لينك زير كليك كنيد:
انجمن مهندسين برق آمريكا
و براي ورود از يكي از نام كاربري و رمزهاي زير استفاده كنيد (با تشكر از باشگاه مهندسين ايراني)
 Username: SLAND409
 
Password: 72SKYEDI 
Username: PRETOR01
 
Password: TUKKIES1
 
   
Username: PRETOR04
 
Password: TUKKIES4 
Username: PRETOR02
 
Password: TUKKIES2
Username: PRETOR05
 
Password: TUKKIES5
Username: PRETOR03
 
Password: TUKKIES3 
در صورتي كه با پيام "All online seats are currently occupied, you should try to login after some minutes"مواجه شديد بقيه اسم (يوزر نيم) و پسورد ها را به كار بريد. همچنين ميتوانيد منتظر بمانيد تا اجازه ورود به شما داده شود.
+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

فيبرنوري چگونه كار ميكند؟
هرجا که صحبت از سیستم های جدید مخابراتی، سیستم های تلویزیون کابلی و اینترنت باشد، در مورد فیبر نوری هم چیزهایی میشنوید.فیبرهای نوری از شیشه شفاف و خالص ساخته میشوند و با ضخامتی به نازکی یک تار موی انسان، میتوانند اطلاعات دیجیتال را در فواصل دور انتقال دهند.

فيبرنوري چگونه كار ميكند؟
هرجا كه صحبت از سيستم هاي جديد مخابراتي، سيستم هاي تلويزيون كابلي و اينترنت باشد، در مورد فيبر نوري هم چيزهايي ميشنويد.
فيبرهاي نوري از شيشه شفاف و خالص ساخته ميشوند و با ضخامتي به نازكي يك تار موي انسان، ميتوانند اطلاعات ديجيتال را در فواصل دور انتقال دهند. از آنها همچنين براي عكسبرداري پزشكي و معاينه هاي فني در مهندسي مكانيك استفاده ميشود. 

يك رشته فيبر نوري

فيبرنوري چيست؟

فيبرهاي نوري رشته هاي بلند و نازكي از شيشه بسيار خالصند كه ضخامتي در حدود قطر موي انسان دارند. آنها در بسته هايي بنام كابلهاي نوري كنار هم قرار داده ميشوند و براي انتقال سيگنالهاي نوري در فواصل دور مورد استفاده قرار ميگيرند.

اگر با دقت به يك رشته فيبر نوري نگاه كنيد، مي بينيد كه از قسمتهاي زير ساخته شده :

قسمتهاي مختلف يك رشته فيبر نوري  

• هسته _ هسته بخش مركزي فيبر است كه از شيشه ساخته شده و نور در اين قسمت سير ميكند.       

• لايه روكش _ واسطه شفافي كه هسته مركزي فيبر نوري را احاطه ميكند وباعث انعكاس نور به داخل هسته ميشود.
• روكش محافظ _ روكشي پلاستيكي كه فيبر نوري در برابر رطوبت و آسيب ديدن محافظت ميكند.

صدها يا هزاران عدد از اين رشته هاي فيبر نوري بصورت بسته اي در كنار هم قرار داده ميشوند كه به آن كابل نوري گويند. اين دسته از رشته هاي فيبر نوري با يك پوشش خارجي موسوم به ژاكت يا غلاف محافظت ميشوند.

فيبرهاي نوري دو نوعند :

• فيبرهاي نوري تك وجهي _ اين نوع از فيبرها هسته هاي كوچكي دارند ( قطري در حدود inch (4-) 10x 5/3  يا   9 ميكرون ) و ميتوانند نور ليزر مادون قرمز ( با طول موج 1300 تا 1550 نانومتر ) را درون خود هدايت كنند.
• فيبرهاي نوري چند وجهي _ اين نوع از فيبرها هسته هاي بزرگتري دارند ( قطري در حدود inch (3-) 10x 5/2 يا  5/62  ميكرون ) و نور مادون قرمز گسيل شده از ديودهاي نوري موسوم به LEDها را ( با طول موج 850 تا 1300 نانومتر ) درون خود هدايت ميكنند.

برخي از فيبرهاي نوري از پلاستيك ساخته ميشوند. اين فيبرها هسته بزرگي ( با قطر 4 صدم inch يا يك ميليمتر ) دارند و نور مرئي قرمزي را كه از LEDها گسيل ميشود ( و طول موجي برابر با 650 نانومتر دارد ) هدايت ميكنند.

يك فيبر نوري چگونه نور را هدايت ميكند؟

فرض كنيد ميخواهيد يك باريكه نور را بطور مستقيم و در امتداد يك كريدور بتابانيد. نور براحتي در خطوط راست سير ميكند و مشكلي ازين جهت نيست. حال اگر كريدور مستقيم نباشد و در طول خود خميدگي داشته باشد چگونه نور را به انتهاي آن ميرسانيد؟
براي اين منظور ميتوانيد از يك آينه استفاده كنيد كه در محل خميدگي راهرو قرار ميگيرد و نور را در جهت مناسب منحرف ميكند. اگر راهرو خيلي پيچ در پيچ باشد و خمهاي زيادي داشته باشد چه؟ ميتوانيد ديوارها را با آينه بپوشانيد و نور را به دام بيندازيد بطوريكه در طول راهرو از يك گوشه به گوشه ديگر بپرد. اين دقيقا همان چيزي است كه در يك فيبرنوري اتفاق مي افتد.
نور در يك كابل فيبرنوري، بر اساس قاعده اي موسوم به بازتابش داخلي، مرتبا بوسيله ديواره آينه پوش لايه اي كه هسته را فراگرفته، به اين سو و آن سو پرش ميكند و در طول هسته پيش ميرود.
 

تصويري از بازتابش كلي نور در يك فيبر نوري

از آنجا كه لايه آينه پوش اطراف هسته هيچ نوري را جذب نميكند، موج نور ميتواند فواصل طولاني را طي كند. به هر حال، برخي از سيگنالهاي نوري در حين حركت در طول فيبر، ضعيف ميشوند كه علت عمده آن وجود برخي ناخالصيها داخل شيشه است. ميزان ضعيف شدن سيگنال به درجه خلوص شيشه بكار رفته در داخل فيبر و نيز طول موج نوري كه درون فيبر سير ميكند بستگي دارد (بعنوان مثال
850 نانومتر = 60 تا 75 درصد در هر يك كيلومتر
1300 نانومتر = 50 تا 60 درصد در هر يك كيلومتر
1550 نانومتر = بيش از 50 درصد در هر يك كيلومتر ).
برخي از فيبرهاي نوري هم هستند كه سيگنال در داخل آنها خيلي كم تضعيف ميشود. (كمتر از 10 درصد در هر يك كيلومتر براي 1550 نانومتر ).

سيستم ارتباط بوسيله فيبرنوري

براي پي بردن به اينكه فيبرهاي نوري چگونه در سيستم هاي ارتباطي مورد استفاده قرار ميگيرند، اجازه دهيد نگاهي بياندازيم به فيلم يا سندي كه مربوط به جنگ جهاني دوم است. دو كشتي نيروي دريايي را درنظر بگيريد كه از كنار يكديگر عبور ميكنند و لازم است باهم ارتباط برقرار كنند درحالي كه امكان استفاده از راديو وجود ندارد و يا دريا طوفاني است. كاپيتان يكي از كشتي ها پيامي را براي يك ملوان كه روي عرشه است ميفرستد. ملوان آن پيام را به كد مورس ترجمه ميكند و از نورافكني ويژه كه يك پنجره كركره جلو آن است براي ارسال پيام به كشتي مقابل استفاده ميكند. ملواني كه در كشتي مقابل است اين پيام مورس را ميگيرد، ترجمه ميكند و به كاپيتان ميدهد. (ملوان كشتي دوم عكس عملي را انجام ميدهد كه ملوان كشتي اول انجام داد.)

حالا فرض كنيد اين دو كشتي هر يك در گوشه اي از اقيانوسند و هزاران مايل فاصله دارند و در فاصله بين آنها يك سيستم ارتباطي فيبرنوري وجود دارد.


سيستم هاي ارتباط بوسيله فيبرنوري، شامل اين قسمت هاست:

• فرستنده _ سيگنالهاي نور را توليد ميكند و به رمز در مياورد.
• فيبرنوري _ سيگنالهاي نور را تا فواصل دور هدايت ميكند.
• تقويت كننده نوري _ ممكن است براي تقويت سيگنالهاي نوري لازم باشد. (براي ارسال سيگنال به فواصل خيلي دور)
• گيرنده نوري _ سيگنالهاي نور را دريافت و رمزگشائي ميكند.


فرستنده

نقش فرستنده شبيه ملواني است كه روي عرشه كشتي فرستنده پيام ايستاده و پيام را ارسال ميكند. فرستنده ابزار توليد نور را در فواصل زماني مناسب خاموش يا روشن ميكند.
فرستنده درعمل به فيبر نوري متصل ميشود و حتي ممكن است داراي لنزي براي متمركز كردن نور به داخل فيبر هم باشد. قدرت اشعه ليزر بيش از LEDهاست اما با كم و زياد شدن دما شدت نورشان تغيير ميكند و گرانتر هم هستند. متداول ترين طول موجهايي كه استفاده ميشود عبارتند از: 850 نانومتر، 1300 نانومتر و 1550 نانومتر. (مادون قرمز و طول موجهاي نامرئي طيف )

تقويت كننده نوري

همانطور كه قبلا هم به آن اشاره شد، نور حين عبور از فيبر ضعيف ميشود. (مخصوصا در فواصل طولاني بيش از نيم مايل يا حدود يك كيلومتر مثلا در كابلهاي زير دريا) بنابرين يك يا بيش از يك تقويت كننده نوري در طول كابل بسته ميشوند تا نور ضعيف شده را تقويت كنند.
يك تقويت كننده نوري داراي فيبرهاي نوري با پوشش ويژه اي است. نور ضعيف شده پس از ورود به اين تقويت كننده تحت تاثير اين پوشش خاص و نيز نور ليزري كه به اين پوشش تابيده ميشود تقويت ميشود. ملكولهاي موجود در اين پوشش ويژه با تابش ليزر به آنها، سيگنال نوري جديد و قوي توليد ميكنند كه مشخصات آن مشابه نور ورودي به تقويت كننده است. درواقع تقويت كننده نوري يك آمپلي فاير ليزري براي نور ورودي به آن است. گيرنده نوري مشابه ملواني كه روي عرشه كشتي گيرنده پيام بود عمل ميكند. اين گيرنده سيگنالهاي نوري ورودي را ميگيرد، رمزگشائي ميكند و سيگنالهاي الكتريكي مناسب را براي ارسال به كامپيوتر، تلويزيون يا تلفن كاربر توليد و به آنها ارسال ميكند. اين گيرنده براي دريافت و آشكارسازي نور ورودي از فتوسل يا فتوديود استفاده ميكند./

گيرنده نوري

گيرنده نوري مشابه ملواني كه روي عرشه كشتي گيرنده پيام بود عمل ميكند. اين گيرنده سيگنالهاي نوري ورودي را ميگيرد، رمزگشائي ميكند و سيگنالهاي الكتريكي مناسب را براي ارسال به كامپيوتر، تلويزيون يا تلفن كاربر توليد و به آنها ارسال ميكند. اين گيرنده براي دريافت و آشكارسازي نور ورودي از فتوسل يا فتوديود استفاده ميكند

منبع : http://www.geesu.blogfa.com

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

فهرست مطالب - بررسي سيستم هاي كنترل صنعتي
در هر صنعتی اتوماسیون سبب بهبود تولید می گردد که این بهبود هم در کمیت ومیزان تولید موثر است و هم در کیفیت محصولات.هدف از اتوماسیون این است که بخشی از وظایف انسان در صنعت به تجهیزات خودکار واگذار گردد.بسیاری از کارخانه ها کارگران خود را برای کنترل تجهیزات می گمارند و کارهای اصلی را به عهده ماشین می گذارند.

نويسنده : رسول باقري

بررسي سيستم هاي كنترل صنعتي


فهرست مطالب
مقدمه
فصل اول: مقدمه اي بر سيستمهاي كنترل
1-1 كنترل و اتوماسيون
2-1 مشخصات سيستمهاي كنترل
3-1 انواع فرايندهاي صنعتي
4-1 استراتژيهاي كنترل
5-1 انواع كنترلرها
1-5-1 كنترلر هاي گسسته
2-5-1 كنترلر هاي پيوسته
6-1 سير تكاملي كنترل كننده ها
فصل دوم: انتقال اطلاعات در صنعت
1-2 مقدمه
2-2 معماري شبكه
3-2 استاندارهاي معروف لايه فيزيكي شبكه هاي صنعتي
4-2 معرفي واسطهاي انتقال و عوامل موثر در انتخاب
5-2 پروتكل ها و استانداردها
فصل سوم: كنترل كننده هاي برنامه پذير (PLC)
1-3 مقدمه
2-3 مقايسه سيستمهاي كنترلي مختلف
3-3 سخت افزار PLC
4-3 انواع محيطهاي برنامه نويسي وامكانات نرم افزاري در PLC
5-3 توابع كنترل پيوسته در PLC ها
6-3 ارتباط در PLC ها
فصل چهارم:سيستمهاي كنترل گسترده (DCS)
1-4 مقدمه
2-4 ايجاد سيستمهاي كنترل گسترده
3-4 ساختار سيستم هاي DCS
4-4 Data Base Organization
5-4 اصول كاري سيستمهاي DCS
فصل پنجم: سيستم اتوماسيون APACS
1-5 مقدمه
2-5 بسته هاي نرم افزاري APACS
3-5 سخت افزار سيستم APACS
1-3-5 Redundancy
2-3-5 معماري سخت افزاري APACS
3-3-5 QUADLOG
4-5 بسته هاي سخت افزاري APACS
1-4-5 محفظه هاي صنعتي APACS
2-4-5 RACK ها در APACS
3-4-5 RIS
4-4-5 ماژولهاي كنترل
5-4-5 ماژولهاي I/O
فصل ششم :سيستمهاي SCADA
1-6 SCADAچيست؟
2-6 معماري SCADA
1-2-6 معماري سخت افزاري
2-2-6 معماري نرم افزاري
3-6 ارتباطات
4-6 واسطها
5-6 Redundancy
فصل هفتم: سيستمهاي FCS
1-7 مقدمه
2-7 نحوه عملكرد سيستمهاي FCS در مقايسه با DCS
1-2-7 معرفي سيستمهاي كنترل فيلدباس
2-2-7 مدل مرجع OSI
3-2-7 توپولوژيهاي فيلد باس
3-7 مقايسه فيلد باس با DCS و مزايا و معايب آنها نسبت به يكديگر
4-7 انواع بلوكهاي استاندارد
+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

ليست كتبي كه در دانشگاههاي كشور در زمينه مهندسي برق تدريس ميشود
1. آشنایی با مدارهای مجتمع تی تی ال TTL 74000 – مسعود نظرزاده – جلیل شبری – مؤسسه انتشارات تلاش – 1371
2. آشنایی با مهندسی برق و الکترونیک – حسن کلهر – انتشارات شرکت سهامی انتشار – 1363
3. آنتن ها تحلیل و طراحی- حبیب الله عبیری و دیگران – انتشارات دانشـگاه شـیراز- 1373

1. آشنايي با مدارهاي مجتمع تي تي ال TTL 74000 – مسعود نظرزاده – جليل شبري – مؤسسه انتشارات تلاش – 1371
 
2. آشنايي با مهندسي برق و الكترونيك – حسن كلهر – انتشارات شركت سهامي انتشار – 1363
 
3. آنتن ها تحليل و طراحي- حبيب الله عبيري و ديگران – انتشارات دانشـگاه شـيراز- 1373
 
4. آنتن ها ( زميني – ماهواره اي ) – توماس آدامسون – عليرضا سروالدين – انتشارات نيريز – 1378
 
5. اصول الكترونيك – سيدمحسن موسوي – ابراهيم برزآبادي – انتشارات دانشگاه اصفهان – 1381
 
6. اصول عيب يابي مدارات الكترونيك – حسن صمدي آذر – انتشارات سازمان آموزش فني و حرفه اي مديريت پژوهش – 1372
 
7. اصول مقدماتي الكتريسيته – غلامعلي سرابي تبريزي – انتشارات سازمان آموزش فني و حرفه اي مديريت پژوهش – 1371
 
8. اصول مهندسي فشار قوي الكتريكي – محمدقلي محمدي – انتشارات مركز نشر دانشگاه صنعتي اميركبير – 1375
 
9. اصول و روشهاي اندازه گيري -  بهرام جريهي - انتشارات دانشـگاه شـيراز - 1376
 
10.     اصول و مباني عيب يابي و تعمير سيستمهاي صوتي و تصويري بدون استفاده از نقشه – هومر. ال. ديويدسون – رضا خوش كيش – انتشارات ناقوس – 1378
 
11.     الكترومغناطيس – درك. ف. لاودن – عليرضا بينش – انتشارات نيما – 1367
 
12.     الكترومغناطيس – ژوزف ادمينيستر – محمدصادق ابريشميان – نصرت ا... گرانپايه – انتشارات دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي – 1378
 
13.     الكترومغناطيس مهندسي – ويليام اچ. هايت – جان ا. باك – محمود دياني – انتشارات نشر علوم دانشگاهي – 1380 
 
14.     الكترونيك – جي. ام. كالورت – ام. آ. اچ. مك كازلند – ابراهيم برزآبادي – حسين حسن زهرايي – سيدمحسن موسوي – مركز نشر دانشگاهي – 1368
 
15.     الكترونيك صنعتي : الكترونيك قدرت – هانس رودي بولر – قدير عزيزي قنادي – انتشارات مركز نشر دانشگاهي – 1369
 
16.     الكترونيك عملي – ابراهيم برزآبادي – محسن موسوي – انتشارات دانشگاه اصفهان – 1378
 
17.   الكترونيك قدرت – ريموند ريمشو – ابراهيم سيدگوگاني – مركز نشر دانشگاهي – 1364 
 
 
19.   انتشار امواج و طراحي سيستمهاي ارتباط راديويي – محمد سليحي – محمدعلي رزمي – حسن افضل – انتشارات نويد شيراز
 
20.   انتقال و توزيع قدرت الكتريكي – ام. فالكنبري – والتر كافر – محمود جورابيان – صادق زنده بودي – انتشارات شركت برق منطقه اي خوزستان – اهواز – 1384
 
21.   بررسي سيستمهاي قدرت – گرينگر – استيونسون – محمد فرخي – انتشارات شهر آب – 1381
 
22.     بررسي مبدلهاي ِDC به AC از نوع كموتاسيون باز- محمدحسينفتوحي اردكاني-فرحناز فرهمندفر- انتشارات دانشـگاه شـيراز- 1373
 
23.     بهينه سازي و طراحي كامپيوتري ماشينهاي الكتريكي – م. رامامورتي – هاشم اورعي – انتشارات خراسان – 1370
 
 
25.     تحقيق در مباني مهندسي برق ( اصول تجربي ) – محمدعلي رحيمخاني – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1370
 
26.     تشريح اصول مهندسي الكترونيك – حسين چشمه قصاباني – انتشارات جهاد دانشگاهي
 
27.     تشريح مسائل ماشينهاي الكتريكي – ج. ر. سلمون – ا. استراون – حميد لساني – انتشارات نداي دانش – 1377
 
28.     تعمير تلويزيون به زبان ساده – بهروز سهرابيان – ناشر : مؤلف – 1370
 
29.     تعمير و سيم پيچي الكتروموتورهاي سه فازه – غلامعلي سرابي تبريز – انتشارات سازمان آموزش فني و حرفه اي كشور – 1375
 
30.     iتكنولوژي تلويزيون اصول و چشم انداز آينده – اA. Michael Noll – ماهرخ مقصودي – نشر طراح – 1381
 
31.     تكنولوژي ساخت و طراحي مدارهاي مجتمع الكترونيكي – جان آليسون – يحيي جاسم زاده – حميدرضا شهروي – انتشارات قائم – 1378
 
32.     تلويزيون رنگي (سيستم سكام و شرح مداري گيرنده آن) – خليل باغاني – انتشارات خراسان – 1370
 
33.     توربو ماشين – اس. ال. ديكسون – جعفر مددنيا – رضا رضايي ساروي – مركز نشر دانشگاهي تهران – 1368
 
34.     تَئوري و كاربرد الكترومغناطيس -حسن كلهر- انتشارات دانشـگاه شـيراز- 1371
 
35.     تئوري و مسائلي از الكترومغناطيس – جوزف ا. ادمينيستر – محمود حقي – محمدجعفر اكبرزاده خويي – انتشارات مؤسسه خدمات فرهنگي رسا – 1375
 
36.     خطوط انتقال وموج برها- محمودكمالي معاوني – انتشارات دانشگاه شيراز- 1365
 
37.     درآمدي بر ميكروتكنولوژي نيمه هاديها(مدارهاي مجتمع) – دي. وي. مورگان – كي. بورد – عليرضا صالحي – انتشارات دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي – 1380
 
38.     دستگاههاي ديجيتالي – ا. ج. باونز – حميدرضا صادق محمدي – انتشارات جهاددانشگاهي دانشگاه علم و صنعت ايران – 1370
 
39.     راديو ديجيتال – حميدرضا رحيمي – انتشارات نويد شيراز – 1378
 
40.     راهنماي آزمايشگاه فن فشار قوي – مسعود سلطاني – انتشارات افروز – 1375
 
41.     راهنماي سيستم هاي مخابراتي – ا. ب. كارلسون – فريال فرماني – هاجر عليزاده – انتشارات استاد – 1377
 
42.     راهنماي طراحي ترانسفورماتور و القاگر – كلنل. و. ت. مكلي من – حسن مقبلي – زهرا زارع زاده – انتشارات محتشم – 1380
 
43.     راهنماي كامل تعمير و عيب يابي ابزار تلفني – جان. د. لنك – مهرنوش حريرچيان – انتشارات جهاددانشگاهي دانشگاه صنعتي اميركبير – 1374
 
44.     راهنماي كاهش هزينه هاي مصرف انرژي در موتورهاي الكتريكي و سيستم هاي محرك – سازمان بهره وري انرژي ايران- انتشارات وزارت نيرو ، معاونت امور انرژي – 1378
 
45.     روشهاي محاسباتي براي الكترومغناطيس و مايكروويو – ريچارد سي بوتن – محمدسليماني – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1375
 
46.     سيستم توزيع انرژي الكتريكي – محمد قرباني – انتشارات نيلوفر – 1372
 
47.     سيستمهاي كنترل ديجيتالي – بنيامين سي. كو – بهزاد قهرمان – انتشارات معاونت فرهنگي آستان قدس رضوي – 1372
 
48.     سيصدوسه مدار الكترونيك – جان ماركوس - بهروز احمدي – انتشارات اسكار – 1375
 
49.     طراحي موتور جريان متناوب – اچ. سي. جي. دوجانگ – جواد فيض – انتشارات دانشگاه صنعتي سهند – 1373
 
50.     طراحي و اندازه گيري مدارات فركانس بالا – پيتر سي. ال. ئيپ – محمد سليماني – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1376
 
51.     طرح ايزولاسيون خطوط انتقال انرژي و محيط زيست – گ. ن. الكساندرف – ط. شاهرخشاهي – نشر دانش امروز – 1372
 
52.     طرحهاي جالب الكترونيكي – امير اميد – انتشارات فني حسينيان – 1372
 
53.     قطعه ها و مدارهاي الكترونيكي - محمدرضا آزادي - انتشارات دانشـگاه شـيراز- 1373
 
54.     كاربرد MATLAB در علوم مهندسي – حيدرعلي شايان فر – حسين شايقي – انتشارات ياوريان – 1382
 
55.     كنترل توان راكتيو در سيستمهاي الكتريكي – تي.جي.اي.ميلر – رضا قاضي – انتشارات جهاد دانشگاهي مشهد – 1371
 
56.     كنترل كننده هاي منطقي برنامه پذير : اصول و كاربردها – جان وب – رونالد ريس – علي اكبر جلالي – حميد محمودي – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1378
 
57.     كنترل كننده هاي منطقي قابل برنامه ريزي PLC – حجت سبزپوشان – مركز انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1377
 
58.     كويل متغير-  محمد حسين رهنورد- انتشارات دانشـگاه شـيراز- 1374
 
59.     كيفيت توان سيستم هاي الكتريكي – راجر سي. دوگان – مارك اف. مگ گراناهان – اچ. واين بيتي – جواد روحي – علي نبوي نياكي – عبدالرضا شيخ الاسلامي – حسين محمديان – انتشارات دانشگاه مازندران – 1378
 
60.     گزينش قطعات الكترونيكي و دستگاههاي اندازه گير- احمداسلامي - انتشارات دانشـگاه شـيراز- 1375
 
61.     ماشينهاي الكتريكي – فيتز جرالد – كينگسلي – اومنس – بهزاد قهرمان – انتشارات نما+اسفند – 1381
 
62.     ماشينهاي مخصوص و كنترل سرعت ماشين هاي الكتريكي – اسحق ثابت مرزوقي – انتشارات دانشگاه تهران – 1371
 
63.     مباني طراحي مخابرات سيار – ويليام سي. واي. لي – محمد حكاك – مسعود كهريزي – مركز نشر دانشگاهي – 1380
 
64.     مباني ماشينهاي الكتريكي و كاربرد الكترونيك قدرت در كنترل آنها – پي.جي.مك لادن – بهزاد قهرمان – هاشم اورعي – چاپ و انتشارات آستان قدس رضوي – 1367
 
65.     مباني مدارهاي ترانزيستوري: مقدمه اي بر طراحي تقويت كننده ها، گيرنده ها و مدارهاي منطقي – اس. و. ايموس – نسترن عادلي رانكوهي – شركت انتشارات فني ايران – 1379
 
66.     مباني مهندسي فشار قوي – كافل – زانگل – عبدالرضا رنجبران – انتشارات دانشگاه آزاد اسلامي – 1373
 
67.     محاسبات اتصال كوتاه در شبكه – مسعود سلطاني – انتشارات دانشگاه تهران -1366
 
68.     مخابرات فيبر نوري – جوزف س. پالي – محمد مولوي – مجتبي محدث – انتشارات دانشگاه امام رضا(ع) – 1374
 
69.     مدارهاي مجتمع سي موس CMOS4000 – مسعود نظرزاده – جليل شبري – ناشر: حميدغفاري – 1371
 
70.     مقدمه اي بر سيستم هاي توليد مشترك برق و حرارت – مطلب ميري – غلامرضا بياتي – محمدحسن زربخش – انتشارات سازمان بهرهوري انرژي ايران – 1383
 
71.     مقدمه اي بر سيستمهاي رادار – اسكو لنيك – محمد سليماني – انتشارات پژوهشكده الكترونيك و مخابرات شهيد بهشتي – 1370
 
72.     موتورهاي الكتريكي مغناطيس دايم و بدون جاروبك – تي. كنجو – اس. ناگاموري – هاشم اورعي – احمدغفوري – انتشارات سحوري – 1363
 
73.     موتورهاي الكتريكي و كاربرد آنها در صنعت – تام. سي. لويد – مرتضي سقائيان نژاد – انتشارات جهاددانشگاهي واحد صنعتي اصفهان – 1381
 
74.     مهندسي روشنايي – حسن كلهر – انتشارات شركت سهامي انتشار – 1364
 
75.     مهندسي مايكروويو – پيتر ريزي – محمد خيام روحاني – انتشارات دانشگاه صنعتي شريف – 1374
 
76.     نظريه سيستم هاي انرژي الكتريكي – ال آي. الگرد – نجات مهدوي طباطبائي – سعيد قاسم زاده – حسين حسيني – انتشارات دانشگاه صنعتي سهند – تبريز – 1373
 
77.     نظريه سيستمهاي كنترل خطي – محمدرضا هاشمي گلپايگاني – مركز نشر دانشگاهي ، دانشگاه تهران – 1370
 
78.     نمونه مسايل امتحاني مدارهاي الكتريكي – مهرداد عابدي – رسول دليرروي فرد – انتشارات دانشگاه صنعتي اميركبير واحد تفرش – 1376
 
79.     هنر الكترونيك (جلد اول) – پاول هوروويتز – وين فيلدهيل – محمود دياني – مؤسسه انتشارات علمي دانشگاه صنعتي شريف – 1377
+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

Proportional Integral Derivative PID Controllers
Tutorials about PID are often very technical with a lot of mathematics that leave many people unable to comprehend. Our goal is try to explain PID controllers so that people can easily understand the theory behind them. On this first page we have to start out with terminology and some technical information so that you understand the basics of PID control.

Proportional Integral Derivative PID Controllers

Terminology & Technicalities

 

Tutorials about PID are often very technical with a lot of mathematics that leave many people unable to comprehend.  Our goal is try to explain PID controllers so that people can easily understand the theory behind them.  On this first page we have to start out with terminology and some technical information so that you understand the basics of PID control.  On the next page we will discuss PID in a more practical manner. 

PID controllers are process controllers with the following characteristics:

  • Continuous process control
  • Analog input (also known as "measurement" or "Process Variable" or "PV")
  • Analog output (referred to simply as "output")
  • Setpoint (SP)
  • Proportional (P), Integral (I), and / or Derivative (D) constants

Examples of "continuous process control" are temperature, pressure, flow, and level control. 

For example, controlling the heating of a tank.  For simple control, you have two temperature limit sensors (one low and one high) and then switch the heater on when the low temperature limit sensor turns on and then turn the heater off when the temperature rises to the high temperature limit sensor.  This is similar to most home air conditioning & heating thermostats. 

In contrast, the PID controller would receive as input the actual temperature and control a valve that regulates the flow of gas to the heater.  The PID controller automatically finds the correct (constant) flow of gas to the heater that keeps the temperature steady at the setpoint.  Instead of the temperature bouncing back and forth between two points, the temperature is held steady.  If the setpoint is lowered, then the PID controller automatically reduces the amount of gas flowing to the heater.  If the setpoint is raised, then the PID controller automatically increases the amount of gas flowing to the heater.  Likewise the PID controller would automatically compensate for hot, sunny days (when it is hotter outside the heater) and for cold, cloudy days. 

The analog input (measurement) is called the "process variable" or "PV".  You want the PV to be a highly accurate indication of the process parameter you are trying to control.  For example, if you want to maintain a temperature of + or - one degree then we typically strive for at least ten times that or one-tenth of a degree.  If the analog input is a 12 bit analog input and the temperature range for the sensor is 0 to 400 degrees then our "theoretical" accuracy is calculated to be 400 degrees divided by 4,096 (12 bits) = 0.09765625 degrees.  We say "theoretical" because it would assume there was no noise and error in our temperature sensor, wiring, and analog converter.  There are other assumptions such as linearity, etc..  The point being -- with 1/10 of a degree "theoretical" accuracy -- even with the usual amount of noise and other problems -- one degree of accuracy should easily be attainable. 

The analog output is often simply referred to as "output".  Often this is given as 0 to 100 percent.  In this heating example, it would mean is the valve totally closed (0 %) or totally open (100 %). 

The setpoint (SP) is simply -- what process value do you want.  In this example -- what temperature do you want the process at? 

 

How a PID Controller Works

The PID controllers job is to maintain the output at a level so that there is no difference (error) between the process variable (PV) and the setpoint (SP). 

proportional integral derivative PID controllers

In this diagram the valve could be controlling the gas going to a heater, the chilling of a cooler, the pressure in a pipe, the flow through a pipe, the level in a tank, or any other process control system. 

What the PID controller is looking at is the difference (or "error") between the PV and the SP.  It looks at the absolute error and the rate of change of error.  Absolute error means -- is there a big difference in the PV and SP or a little difference?  Rate of change of error means -- is the difference between the PV or SP getting smaller or larger as time goes on. 

When there is a "process upset", meaning, when the process variable OR the setpoint quickly changes  -- the PID controller has to quickly change the output to get the process variable back equal to the setpoint.  If you have a walk-in cooler with a PID controller and someone opens the door and walks in, the temperature (process variable) could rise very quickly.  Therefore the PID controller has to increase the cooling (output) to compensate for this rise in temperature. 

Once the PID controller has the process variable equal to the setpoint, a good PID controller will not vary the output.  You want the output to be very steady (not changing).  If the valve (motor, or other control element) are constantly changing, instead of maintaining a constant value, this could case more wear on the control element. 

So there are these two contradictory goals.  Fast response (fast change in output) when there is a "process upset", but slow response (steady output) when the PV is close to the setpoint. 

Note that the output often goes past (over shoots) the steady-state output to get the process back to the setpoint.  For example, a cooler may normally have it's cooling valve open 34% to maintain zero degrees (after the cooler has been closed up and the temperature settled down).  If someone opens the cooler, walks in, walks around to find something, then walks back out, and then closes the cooler door -- the PID controller is freaking out because the temperature may have raised 20 degrees!  So it may crank the cooling valve open to 50, 75, or even 100 percent -- to hurry up and cool the cooler back down -- before slowly closing the cooling valve back down to 34 percent. 

 

How do PID Controllers Work

Common Sense / Practical Approach

 

Enough of the technical stuff -- let's look at PID control from a common sense / practical approach.  On this page we will build a PID controller using Microsoft Excel so that you can see, and experiment with, the results that we are talking about. 

 

Let's think about how we would design a PID controller

We focus on the difference (error) between the process variable (PV) and the setpoint (SP).  There are three ways we can view the error. 

  1. The absolute error.  This means how big is the difference between the PV and SP.  If there is a small difference between the PV and the SP -- then let's make a small change in the output.  If there is a large difference in the PV and SP -- then let's make a large change in the output.  Absolute error is the "proportional" (P) component of the PID controller. 

 

  1. The sum of errors over time.  Give us a minute and we will show why simply looking at the absolute error (proportional) only is a problem.  The sum of errors over time is important and is called the "integral" (I) component of the PID controller.  Every time we run the PID algorithm we add the latest error to the sum of errors.  In other words Sum of Errors = Error1 + Error2 + Error3 + Error4 + ...

 

  1. The dead time.  Dead Time refers to the delay between making a change in the output and seeing the change reflected in the PV.  The classical example is getting your oven at the right temperature.  When you first turn on the heat, it takes a while for the oven to "heat up".  This is the dead time.  If you set an initial temperature, wait for the oven to reach the initial temperature, and then you determine that you set the wrong temperature -- then it will take a while for the oven to reach the new temperature setpoint.  This is also referred to as the "derivative" (D) component of the PID controller.  This holds some future changes back because the changes in the output have been made but are not reflected in the process variable yet. 

 

Absolute Error / Proportional

One of the first ideas people usually have about designing an automatic process controller is what we call "proportional".  Meaning, if the difference between the PV and SP is small -- then let's make a small correction to the output.  If the difference between the PV and SP is large -- then let's make a larger correction to the output.  This idea certainly makes sense.

We simulated a proportional only controller in Microsoft Excel (if you click on this link then you will download the Excel spreadsheet).  Here is the chart showing the results of the first simulation:

How do PID Controllers Work

In this first example, we assumed that there was no dead time, meaning, that if we made a change in the output of the controller, the input immediately changed.  For example, zero dead time on our oven means that if we changed the temperature setpoint on the oven, then the temperature inside the oven instantly changed to the new setpoint (the oven did not require time to heat up or cool down). 

The blue line represents a proportional constant of .1, the magenta lines represents a proportional constant of .2, the yellow line represents a proportional constant of .4, and the white line represents the setpoint (SP).  From this graph, hopefully two things jump out at you.  First, once the output settles out, the output (blue, magenta, and yellow lines) are no where near the setpoint (SP) (the white line).  Therefore, some offset has to be added to the output to make the PV reach the SP.  Second, the greater the proportional constant, the less the offset needs to be.  For example the yellow line, with a proportional constant = .4 is closer to the white line than the blue line with a proportional constant of .1. 

If you download the Excel spreadsheet of the PID controller simulator and look at the effects of increasing dead time you will notice that the outputs settle at the same output level -- it simply takes longer for the output to reach its final level. 

In summary, automatic proportional (only) controllers are not very good because there is an offset that has to be continually adjusted. 

 

Proportional and Integral Controllers

The integral portion of the PID controller accounts for the offset problem in a proportional only controller.  We have another Excel spreadsheet that simulates a PID controller with proportional and integral control.  Here is a chart of the first simulation with proportional and integral:

How do PID Controllers Work

As you can tell, the PI controller is much better than just the P controller.  However, dead time of zero (as shown in the above graph) is not common.  So let's take a look when the dead time equals two. 

How do PID Controllers Work

Now this graph is starting to look more typical of a PID controller.  Notice how the dark blue line quickly goes up to the SP (50) and cycles around 50 a little but quickly settles down.  In contrast, the dark purple line way overshoots the SP of 50, going above 80, back down to 30, then over 50, and back and forth until it eventually settles down. 

If you download the Excel spreadsheet and look through the different scenarios you will notice that the P & I parameters that look good for one dead time do not look optimal for another dead time.  In other words, for each process element (valve, motor, pump, heater, chiller, etc) you are trying to control -- you will have different process characteristics and will have to determine the optimal P, I, and possibly D constants.  Determining what these constants should be is called "tuning".  Theoretically, you want to minimize the sum of absolute errors, as given in the spreadsheets. 

Let's show one other graph to warn you about a very dangerous condition:

How do PID Controllers Work

We wanted to show this graph to illustrate what can happen if you choose the wrong parameters.  The green line illustrates an unstable or "out-of-control" controller.  Notice how it continues to get worse and worse.  This is not good.  This is why you want to start with very small P, I, and D constants and increase them to improve performance.  If you start with large constants, bad things can happen. 

 

 

Derivative Control

Derivative control takes into consideration that if you change the output, then it takes time for that change to be reflected in the input (PV).  For example, let's take heating of the oven.  If we start turning up the gas flow, it will take time for the heat to be produced, the heat to flow around the oven, and for the temperature sensor to detect the increased heat.  Derivative control sort of "holds back" the PID controller because some increase in temperature will occur without needing to increase the output further.  Setting the derivative constant correctly, allows you to become more aggressive with the P & I constants. 

 

PID Controllers(Final Thoughts / More Information)

free tutorial example overview lession PID controller proportional integral derivative

 Actual PID Controllers

PID controllers can be stand-alone controllers (also called single loop controllers), controllers in PLCs, embedded controllers, or software in Visual Basic or C# computer programs. 

Typically each manufacturer's PID controller acts differently than controllers from other manufacturers.  In other words, do not expect PID controllers from different manufacturers to act exactly the same. 

Many PID controllers today have an "auto tune" feature that will calculate good values for the P, I, & D constants for a process. 

We typically use a product called Expertune which does exactly what it's name implies. 

Remember that as a systems integrator you do not need to be a master of every technology.  You are as good as the resources you manage.  Therefore, learn what you can do, and what you can not do, and then call in the experts listed below to help you with the difficult applications. 

free tutorial example overview lession PID controller proportional integral derivative

 

 

Ziegler Nichols Tuning Method

There is a manual way of calculating PID constants known as the Ziegler Nichols tuning method.  We will give a brief example using another Excel spreadsheet

  1. Initially set the integral and derivative constants to zero -- proportional control only

 

  1. Increase the proportional constant until you get a sinusoidal wave with a constant amplitude (see Excel spreadsheet for examples at different deadtimes).  In our Excel PID simulations, this sinusoidal wave occurs when the proportional constant = 1.0.  See the chart below where the Deadtime = 1, Proportional constant = 1, and the period = 4.  Note that the proportional constant of 1.0 was determined to give the process a constant amplitude wave. 

free tutorial example overview lession PID controller proportional integral derivative

  1. For optimal P & I controller (no derivative), the proportional constant should be 0.45 times the proportional constant.  In this case 0.45 times 1.0 = 0.45. 

 

  1. The integral constant is 1.2 / period of the sinusoidal wave.  For deadtime = 0, the period is 2 so the optimal integral constant = 1.2 / 2 = 0.6.  For deadtime = 1, the period is 4 so the integral constant = 1.2 / 4 = 0.3.  For deadtime = 2, the period is 6 so the integral constant = 1.2 / 6 = 0.2.  The new PI controller results are shown below. 

free tutorial example overview lession PID controller proportional integral derivative

 

More PID Information

We have only touched on the "tip of the iceberg" for PID controllers.  For small, stand alone applications, the information you learned from this tutorial may solve many of the PID applications.  For large, complex systems -- what we presented might only get you in trouble.  As with any new ideas or technology -- start working on a small, non critical application first and as your experience grows then start tackling more complex projects. 

  • Expertune -- makers of software that automatically determine what your P, I, & D constants should be.  They also have much more elaborate products that look at the interactions of multiple parameters in control systems. 
  • PID Website by John Shaw -- good tutorial and information on PID control
+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

اصول عملكرد اسيلوسكوپ
اسیلوسکوپ در حقیقت رسامهای بسیار سریع هستند که سیگنال ورودی را در برابر زمان یا در برابر سیگنال دیگر نمایش می‌‌دهند. قلم این رسام یک لکه نورانی است که در اثر برخورد یک باریکه الکترون به پرده‌ای فلوئورسان بوجود می‌آید.

اصول عملكرد اسيلوسكوپ

مقدمه

اسيلوسكوپ در حقيقت رسامهاي بسيار سريع هستند كه سيگنال ورودي را در برابر زمان يا در برابر سيگنال ديگر نمايش مي‌‌دهند. قلم اين رسام يك لكه نوراني است كه در اثر برخورد يك باريكه الكترون به پرده‌اي فلوئورسان بوجود مي‌آيد.

به علت لختي بسيار كم باريكه الكترون مي‌‌توان اين باريكه را براي دنبال كردن تغييرات لحظه‌اي (ولتاژهايي كه بسيار سريع تغيير مي‌كنند، يا فركانسهاي بسيار بالا) بكار برد. اسيلوسكوپ بر اساس
ولتاژ كار مي‌‌كند. البته به كمك مبدلها (ترانزيستورها
) مي‌‌توان جريان الكتريكي و كميتهاي ديگر فيزيكي و مكانيكي را به ولتاژ تبديل كرد.




قسمتهاي مختلف اسيلوسكوپ

لامپ پرتو كاتدي

اسيلوسكوپ از يك لامپ پرتو كاتدي كه قلب دستگاه است و تعدادي مدار براي كار كردن لامپ پرتو كاتدي تشكيل شده است. قسمتهاي مختلف لامپ پرتو كاتدي عبارتند از:


  • تفنگ الكتروني :

    تفنگ الكتروني باريكه متمركزي ازالكترونهارا بوجود مي‌‌آورد كه شتاب
    زيادي كسب كرده‌اند. اين باريكه الكترون با انرژي كافي به صفحه فلوئورسان برخورد مي‌كند و بر روي آن يك لكه نوراني توليد مي‌‌كند. تفنگ الكتروني از رشته گرمكن ، كاتد ، شبكه آند پيش شتاب دهنده ، آند كانوني كننده و آند شتاب دهنده تشكيل شده است.

    الكترونها از كاتدي كه بطور غير مستقيم گرم مي‌شود، گسيل مي‌‌شوند. اين الكترونها از روزنه كوچكي در شبكه كنترل مي‌‌گردند. شبكه كنترل معمولا يك استوانه هم محور با لامپ است و داراي سوراخي است كه در مركز آن قرار دارد. الكترونهاي گسيل شده از كاتد كه از روزنه مي‌‌گذرند (به دليل پتانسيل مثبت زيادي كه به آندهاي پيش شتاب دهنده و شتاب دهنده اعمال مي‌‌شود)، شتاب مي‌‌گيرند. باريكه الكتروني را آند كانوني كننده ، كانوني مي‌‌كند.

  • صفحات انحراف دهنده :

    صفحات انحراف دهنده شامل دو دسته صفحه است. صفحات انحراف قائم كه بطور افقي نسب مي‌شوند و يك ميدان الكتريكي
     در صفحه قائم ايجاد مي‌‌كنند و صفحات y ناميده مي‌‌شوند. صفحات انحراف افقي بطور قائم نصب مي‌شوند و انحراف افقي ايجاد مي‌‌كنند و صفحات x ناميده مي‌‌شوند. فاصله صفحات به اندازه كافي زياد است كه باريكه بتواند بدون برخورد با آنها عبور كند.

  • صفحه فلوئورسان :

    جنس اين پرده كه در داخل لامپ پرتو كاتدي قرار دارد، از جنس فسفر است. اين ماده داراي اين خاصيت است كه انرژي جنبشي الكترونهاي برخورد كننده را جذب مي‌‌كند و آنها را به صورت يك لكه نوراني ظاهر مي‌سازد. قسمتهاي ديگر لامپ پرتو كاتدي شامل پوشش شيشه‌اي ، پايه كه از طريق آن اتصالات برقرار مي‌‌شود، است.

مولد مبناي زمان

اسيلوسكوپها بيشتر براي اندازه گيري و نمايش كميات وابسته به زمان بكار مي‌‌روند. براي اين كار لازم است كه لكه نوراني لامپ روي پرده با سرعت ثابت از چپ به راست حركت كند. بدين منظور يك ولتاژ مثبت به صفحات انحراف افقي اعمال مي‌‌شود. مداري كه اين ولتاژ مثبت را توليد مي‌‌كند، مولد مبناي زمان يا مولد رويش ناميده مي‌‌شود.

مدارهاي اصلي اسيلوسكوپ

سيستم انحراف قائم

چون سيگنالها براي ايجاد انحراف قابل اندازه گيري بر روي صفحه لامپ به اندازه كافي قوي نيستند، لذا معمولا تقويت قائم لازم است. هنگام اندازه گيري سيگنالهاي با ولتاژ بالا بايد آنها را تضعيف كرد تا در محدوده تقويت كننده‌هاي قائم قرار گيرند. خروجي تقويت كننده قائم ، از طريق انتخاب همزماني در وضعيت داخلي، به تقويت كننده همزمان نيز اعمال مي‌‌شود.




سيستم انحراف افقي

صفحات انحراف افقي را ولتاژ رويش كه مولد مبناي زمان توليد مي‌‌كند، تغذيه مي‌كند. اين سيگنال از طريق يك تقويت كننده اعمال مي‌‌شود، ولي اگر دامنه سيگنالها به اندازه كافي باشد، مي‌‌توان آن را مستقيما اعمال كرد. هنگامي ‌كه به سيستم انحراف افقي ، سيگنال خارجي اعمال مي‌‌شود، باز هم از طرق تقويت كننده افقي و كليد انتخاب رويش در وضعيت خارجي اعمال خواهد شد. اگر كليد انتخاب رويش در وضعيت داخلي باشد، تقويت كننده افقي ، سيگنال ورودي خود را از مولد رويش دندانه‌داري كه با تقويت كننده همزمان راه اندازي مي‌‌شود، مي‌‌گيرد.

همزماني

هر نوع رويشي كه بكار مي‌‌رود، بايد با سيگنال مورد بررسي همزمان باشد. تا يك تصوير بي حركت بوجود آيد. براي اين كار بايد فركانس سيگنال مبناي زمان مقسوم عليه‌اي از فركانس سيگنال مورد بررسي باشد.

مواد محو كننده

در طي زمان رويش ، ولتاژ دندانه‌دار رويش اعمال شده به صفحات x ، لكه نوراني را بر يك خط افقي از چپ به راست روي صفحه لامپ حركت مي‌دهد. اگر سرعت حركت كم باشد، يك لكه ديده مي‌‌شود و اگر سرعت زياد باشد، لكه به صورت يك خط ديده مي‌‌شود. در سرعتهاي خيلي زياد ، ضخامت خط كم شده و تار به نظر مي‌‌رسد و يا حتي ديده نمي‌‌شود.

كنترل وضعيت

وسيله‌اي براي كنترل حركت مسير باريكه بر روي صفحه لازم است. با اين كار شكل موج ظاهر شده بر روي صفحه را مي‌‌توان بالا يا پائين يا به چپ يا راست حركت داد. اين كار را مي‌‌توان با اعمال يك ولتاژ كوچك سيستم داخلي (كه مستقل است) به صفحات انحراف دهنده انجام داد. اين ولتاژ را مي‌‌توان با يك پتانسيومتر تغيير داد.

كنترل كانوني بودن

الكترود كانوني كننده مثل يك عدسي با فاصله كانوني تغيير مي‌‌كند. اين تغيير با تغيير پتانسيل آند كانوني كننده صورت مي‌‌گيرد.

كنترل شدت

شدت باريكه با پتانسيومتر كنترل كننده شدت كه پتانسيل شبكه را نسبت به كاتد تغيير مي‌‌دهد، تنظيم مي‌‌شود.

مدار كاليبره سازي

در اسيلوسكوپهاي آزمايشگاهي معمولا يك ولتاژ پايدار داخلي توليد مي‌‌شود كه دامنه مشخصي دارد. اين ولتاژ كه براي كاليبره سازي مورد استفاده قرار مي‌گيرد، معمولا يك موج مربعي است.

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

پورت USB  چيست ؟
کامپیوترهای جدید دارای یک و یا چندین کانکتور Universal Serial Bus)USB) می باشند. کانکتورهای فوق امکان اتصال تجهیزات جانبی متفاوتی نظیر : چاپگر، اسکنر ، دوربین های وب و ... را فراهم می نمایند.سیستم های عامل پورت های USB را حمایت می نمانید و درایور آنان به سرعت و به سادگی نصب می گردد .

 كامپيوترهاي جديد داراي يك و يا چندين كانكتور Universal Serial Bus)USB) مي باشند. كانكتورهاي فوق امكان اتصال تجهيزات جانبي متفاوتي نظير : چاپگر، اسكنر ، دوربين هاي وب و ... را فراهم مي نمايند.سيستم هاي عامل پورت هاي USB را حمايت مي نمانيد و درايور آنان به سرعت و به سادگي نصب مي گردد .

USB چيست ؟
همواره اتصال يك دستگاه به كامپيوتر و پيكربندي مناسب آن براي استفاده ، يكي از چالش هاي  اصلي در رابطه با به خدمت گرفتن تجهيزات جانبي در كامپيوتر بوده است :

  • چاپگرها به پورت موازي متصل شده و اغلب كامپيوترها داراي يك پورت هستند . فرض نمائيد كه داراي يك Zip drive باشيم . درايوهاي فوق نيازمند يك اتصال با سرعت بالا با كامپيوتر مي باشند. در صورت استفاده از پورت موازي، از لحاظ سرعت خواسته يك Zip Drive  تامين نخواهد گرديد

  • مودم ها از پورت هاي سريال استفاده مي نمايند. اغلب كامپيوترها داراي دو پورت سريال بوده و در اكثر موارد سرعت مناسبي را دارا نمي باشند.

  • دستگاههائي كه به سرعت بالائي نياز دارند بهمراه كارت هاي خود عرضه مي گردند.اين نوع كارت ها مي بايست در يكي از اسلات هاي برد اصلي نصب گردند.متاسفانه تعداد اسلات هاي موجود محدود بوده و در برخي حالات نصب نرم افزار مربوط به كارت دردسرآفرين نيز  مي باشد .

هدف USB خاتمه بخشيدن به تمام موارد و مشكلات موجود در زمينه بخدمت گرفتن تجهيزات جانبي در كامپيوتر است .USB يك روش آسان و استاندارد را براي اتصال  127 دستگاه به كامپيوتر، فراهم مي كند. هر دستگاه مي تواند شش مگابيت در ثانيه پهناي باند داشته باشد. پهناي باند فوق براي اكثر دستگاههائي كه مي خواهيم به كامپيوتر متصل نمائيم ، مناسب خواهد بود.
اكثر تجهيزات جانبي كه جديدا" توليد مي گردند، داراي يك پورت USB مي باشند. چاپگر، اسكنر، موس، دوربين هاي ديجيتال، دوربين هاي وب ،مودم، بلندگو، تلفن، رسانه هاي ذخيره سازي، اتصالات شبكه و ... نمونه هائي از اين نوع دستگاهها مي باشند.
اتصال يك دستگاه USB به كامپيوتر ساده است . كانكنورهاي USB را مي توان در پشت سيستم مشاهده و در ادامه كانكنور USB را به آنها متصل كرد. شكل زير كانكنورهاي USB را در پشت سيستم نشان مي دهد.

ح

در صورتيكه دستگاهي براي اولين مرتبه ( بار اول ) نصب گردد، سيستم عامل مربوطه آن را تشخيص و با نصب درايور ، عملا" زمينه استفاده از دستگاه فراهم خواهد شد. دستگاههاي USB را مي توان بدفعات به سيستم متصل و يا آنها را از سيستم جدا كرد.اغلب دستگاههاي USB بهمراه كابل اختصاصي خود ارائه مي گردند . كابل هاي فوق داراي اتصالي از نوع A مي باشند.شكل زير يك كانكنور USB را كه از نوع A است نشان مي دهد.

1

در صورتيكه دستگاه USB داراي كانكتور A نباشد بهمراه آن سوكتي ارائه شده كه مي تواند يك كانكنور از نوع B را قبول نمايد.

2

از كانكتور نوع A  براي اتصال به كامپيوتر و از كانكتور نوع B براي اتصال دستگاههاي خاص استفاده مي گردد.
اغلب كامپيوترهاي جديد بهمراه يك و يا بيش از يك سوكت USB ارائه مي گردند. با توجه به وجود دستگاههاي متعدد كه داراي پورت USB مي باشند، مي توان بسادگي دستگاه مورد نظر را ازطريق پورت USB به يكي از سوكت هاي USB كامپيوتر متصل نمود.مثلا" مي توان به  كامپيوتر يك چاپگر USB ، يك اسكنر USB ، يك دوربين وب USB و يك كارت شبكه USB را متصل نمود. در صورتيكه كامپيونر داراي صرفا" يك كانكتور USB باشد و بخواهيم تجهيزات USB گفته شده را به آن متصل نمائيم چه كار بايد كرد؟ براي حل مشكل فوق مي بايست يك USB hub را تهيه كرد. USB استاندارد قادر به حمايت از 127 دستگاه است . هاب USB بخشي از استاندارد فوق محسوب مي گردد.

2

شكل زير يك هاب USB را بهمراه چهار كانكنور از نوع A نشان مي دهد.

3

يك هاب ممكن است چهار و يا بيش از چهار پورت داشته باشد. هاب به كامپيوتر متصل شده و هر يك از دستگاهها به يكي از پورت هاي هاب متصل خواهند شد. هاب ها مي توانند با برق و يا بدون برق باشند. استاندارد USB اين امكان را فراهم مي سازد كه دستگاهها برق مورد نياز خود را از طريق اتصال USB مربوطه تامين نمايند. يك دستگاه با مصرف برق بالا نظير اسكنر داراي منبع تغذيه اختصاصي خود است ولي دستگاههاي با مصرف برق پايين نظير موس و دوربين هاي ديجيتال ، برق مورد نياز خود را مي توانند از گذرگاه مربوطه تامين نمايند. در صورتيكه از دستگاههائي نظير چاپگر و يا اسكنر استفاده مي گردد كه خود داراي منبع تغذيه اختصاصي مي باشند، نيازي به هاب با برق نخواهد بود در صورتيكه از دستگاههاي فاقد منبع تغذيه نظير موس و دوربين استفاده مي گردد ، به هاب برق دار نياز خواهد بود. هاب داراي ترانسفورماتور اختصاصي خود بوده و برق مورد نياز گذرگاه را تامين خواهد كرد.

ويژگي هاي USB

USB داراي ويژگي هاي زير است :

  • حداكثر 127 دستگاه را مي توان متصل نمود. ( مستقيما" و يا توسط هاب هاي USB)

  • كابل هاي  USBبتنهائي قادر به حمايت از طول 5 متر مي باشند. در صورت استفاده از هاب حداكثر طول 30 متر خواهد بود.

  • نرخ انتقال اطلاعات گذرگاه دوازده مگابيت در ثانيه است .

  • هر دستگاه قادر به درخواست شش مگابيت در ثانيه است . عملا" بيش از يك دستگاه در هر لحظه نمي تواند درخواست شش مگابيت در ثانيه را داشته باشد چراكه از پهناي باند گذرگاه تجاوز خواهد كرد.

  • يك كابل USB  داراي دو سيم براي برق ( 5+ ولت و Ground) و يك سيم بهم تابيده براي حمل داده است .

  • بر روي سيم برق، كامپيوتر قادر به تامين  برق با حداكثر پانصد ميلي آمپر و پنج ولت است .

  • دستگاههاي با مصرف برق پايين نظير موس مي توانند برق مورد نياز خود را مستقيما" از طريق گذرگاه تامين نمايند.

  • دستگاههاي USB را مي توان هر زمان متصل و مجددا" از سيستم جدا كرد.

  • اكثر دستگاههاي USB مي توانند توسط كامپيوتر و در زمان حالت Power-saving ، به خواب ( غيره استفاده  گردند) روند.

  • دستگاههائي كه به پورت USB متصل مي گردند از يك كابل USB كه حامل برق و داده است استفاده مي نمايند. دو سيم حامل برق ( قرمز - پنج ولت و قهوه اي ( زمين ) يك زوج كابل بهم تابيده براي حمل داده ( زرد و آبي )

3

زمانيكه كامپيوتر روشن مي گردد ، عمليات پرس و جو در رابطه با دستگاههاي متصل به گذرگاه  انجام شده  و به هر يك از آنها يك آدرس خاص ، نسبت خواهد شد . فرآيند فوق "سرشماري"  ناميده مي شود. دستگاهها نيز زمانيكه به گذرگاه متصل مي گردند شمارش مي گردند. كامپيوتر از نحوه انتقال اطلاعات توسط دستگاهها با استناد بر يكي از روشهاي زير ، آگاهي مي يابد. 

  • وقفه : دستگاهي نظير موس يا صفحه كليد كه داده هاي كمي را ارسال مي دارند از روش " وقفه " استفاده مي نمايند.

  • Bulk ( توده اي ) . يك دستگاه نظير چاپگر كه حجم بالائي از اطلاعات را در يك بسته دريافت مي دارد، از روش فوق استفاده مي نمايد. يك بلاك از داده ها براي چاپگر ارسال و صحت آنها نيز بررسي مي گردد.

  •  Isochronous ( همزمان ) . دستگاههاي  نظير بلندگو از روش فوق استفاده مي نمايند. جريان پيوسته اي از داده ها بين دستگاه و كامپيوتر برقرار مي گردد.

USB پهناي باند موجود را به مجموعه اي از فريم ها تقسيم و كامپيوتر فريم ها را كنترل خواهد كرد. فريم ها شامل 1500 بايت بوده و هر ميلي ثانيه يك فريم جديد، بوجود مي آيد.
اخيرا" استاندارد  USB نسخه دو،  مطرح شده است . بر اساس  استاندارد فوق ، سرعت  ده تا بيست برابر افزايش خواهد يافت . با رسيدن به سرعت هاي فوق مي توان تقريبا" هر نوع دستگاهي را از طريق USB به كامپيوتر متصل كرد. هارد ديسك هاي خارجي و دوربين هاي فيلم برداري نمونه هائي در اين زمينه مي باشند.

 برگرفته از سايت www.srco.ir

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

انتقال برق بدون سيم از سطح ماه
یکی از ایده های جدید تولید انرژی، انتقال انرژی خورشیدی از سطح ماه بصورت بی سیم است. اصول اولیه این طرح توسط دکتر دیوید کریسول (Dr. David Criswell) محقق دانشگاه هوستون تگزاس و مدیرمؤسسه Space Systems Operations ارائه شده است.

انتقال برق بدون سيم از سطح ماه

يكي از ايده هاي جديد توليد انرژي، انتقال انرژي خورشيدي از سطح ماه بصورت بي سيم است. اصول اوليه اين طرح توسط دكتر ديويد كريسول (Dr. David Criswell) محقق دانشگاه هوستون تگزاس و مديرمؤسسه Space Systems Operations ارائه شده است. بر اساس اين طرح، ابتدا مجموعه اي بسيار وسيع از سلولهاي خورشيدي بر سطح ماه (كه هميشه به طرف زمين است) قرار داده ميشوند تا نور خورشيد را به انرژي الكتريكي تبديل كنند. سپس انرژي الكتريكي حاصله به يك فرستنده مايكروويو ارسال ميشود تا به امواج راديويي در فركانس 2.5 گيگاهرتز تبديل شده و از آنجا بوسيله آنتنهاي با پهناي بيم (beam) بسيار باريك بطرف زمين ارسال گردد. در سطح زمين اين امواج الكترومغناطيسي پر قدرت بوسيله آرايه هاي بسيار بزرگ (very large array) از آنتنهاي مايكروويو دريافت شده و دوباره به انرژي الكتريكي تبدِل ميشوند. همچنين بخشي از اين امواج توسط ماهواره هاي مخصوصي كه در اطراف كره زمين قرار خواهند گرفت به نقاط ديگر كره زمين كه در ديد مستقيم ماه نمي باشند منعكس ميشوند.
در واقع تبديل انرژي الكتريكي به امواج الكترومغناطيسي اين امكان را ميدهد تا انرژي بصورت بي سيم از يك نقطه به نقطه ديگر منتقل شود و در نقطه مقابل پس از دريافت امواج الكترومغناطيسي با انجام عمل عكس، انرژي ااكتريكي مجدداً توليد گردد (به اين روش اصطلاحاً
power beaming ميگويند). تقريباً اساس تمام سيستمهاي انتقال برق بدون سيم بر همين پايه استوار است. البته واضح است كه بازدهي چنين سيستمهايي در مقايسه با انتقال برق در خطوط برق بسيار پايين است چون مقدار زيادي از انرژي در تبديل برق به امواج الكترومغناطيسي و بالعكس تلف ميشود و بعلاوه مقداري ازانرژي موجود در امواج نيز در فرايند تشعشع وانتقال در محيط (اتمسفرزمين) به هدر خواهد رفت. بااين وجود، دكتر كريسول در مقالات مختلفي كه ارائه كرده ( منجمله مقاله 1 و مقاله 2) بصورت تحليلي به اين مسائل اشاره كرده و با محاسبات مختلف ادعا نموده است كه ميزان انرژي توليد شده با احتساب تمام اين تلفات و مخارجي كه صرف ساخت و نصب تجهيزات خواهد شد باز مقرون به صرفه خواهد بود و تنها به كسري از يك سنت براي توليد يك كيلو وات بر ساعت برق خواهد رسيد. البته دانشمندان ناسا نيز ايده هاي مشابهي مثل قرار دادن مجموعه اي از سلولهاي خورشيدي و يا حتي صرفاً صفحه هاي منعكس كننده نور در مدار كره زمين ارائه كرده اند كه بحث بر سر اينكه كدام روش مناسبتر است هنوز ادامه دارد.

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

آدم‌ها و كنترلر PID
گاهی می‌شود آدم‌ها را شبیه یک کنترلر PID در نظر گرفت.
معمولا ضریب Pی‌شان زیاد است و در نتیجه تا به عقیده‌ای برسند حسابی نوسان عقیدتی دارند. یک روز می‌گویند آب سرد است، فردا می‌گویند گرم است، روز بعد می‌گویند سرد است، فردای‌اش می‌گویند گرم است تا این‌که آخر سر به این نتیجه برسند که ولرم است

گاهي مي‌شود آدم‌ها را شبيه يك كنترلر PID در نظر گرفت.
معمولا ضريب Pي‌شان زياد است و در نتيجه تا به عقيده‌اي برسند حسابي نوسان عقيدتي دارند. يك روز مي‌گويند آب سرد است، فردا مي‌گويند گرم است، روز بعد مي‌گويند سرد است، فرداي‌اش مي‌گويند گرم است تا اين‌كه آخر سر به اين نتيجه برسند كه ولرم است! بعضي‌ها هم كه ضريب D دارند و كافي است ناگهان متوجه بشوند كه تصور فعلي‌شان از حقيقت خيلي با آن‌چه مشاهده مي‌كنند فرق دارد كه ديگر شروع كنند به كفر گفتن. بعضي‌ها هم ضريب I در زندگي‌شان تاثيرگذار است و آرام آرام نظرشان عوض مي‌شود ولي در نهايت حسابي مي‌چسبند به آن‌چيزي كه ديده‌اند.

بقيه‌ي اوقات كه آدم‌ها شبيه كنترلر PID نيستند، لازم است با مدل‌هاي پيچيده‌تر توضيح‌شان داد! (;

توضيح مختصر: كنترلر چيزي است براي كنترل كردن چيزها. چيزها هم يعني چيزهايي مثل هواپيماي جت، بچه، ترميناتور و غيره.
اساس كار كنترلر اين است كه با مشاهده‌ي تفاوت بين نتيجه‌ي كار آن چيز و آن‌چه بايد باشد، تغييري در آن چيزها(!)‌ ايجاد كند تا در نهايت تفاوت از بين برود. در واقع كنترلر نقش تربيتي دارد.
كنترلر PID بر اساس سه مشخصه از آن تفاوت اين تغيير را ايجاد مي‌كند. مشخصه‌ي اول ميزان تفاوت است. هر چه تفاوت بيش‌تر باشد، كنترلر سعي مي‌كند تغييرات بيش‌تري در آن چيز(!) ايجاد كند (اين بخش Proportional كنترلر PID است). مشخصه‌ي دوم، كل تفاوت در طول زمان است. اگر گذشته‌ي يك چيزي خوب نبود لازم است هم‌چنان به تغيير در آن چيز اهتمام ورزيد. نتيجه‌اش اين مي‌شود كه اگر احساس كرديم يك چيزي خوب شده است اما بدانيم كه در گذشته بد بوده، نبايد يك‌هو فكر كنيم كار تمام شده و برويم پي كارمان. هم‌چنان بايد مثل قبل (حالا كمي رقيق‌القلب‌تر) با آن چيز رفتار كنيم (اين بخش Integrator كنترلر است). در نهايت اگر ببينيم تفاوت بين كمال مطلوب(!) و هستِ واقع(!) ناگهان زياد (كم) شد، ما هم بايد ناگهان در تصميم‌مان تغيير ايجاد كنيم. بخش سوم كنترلر PID (يعني بخش Derivative) به اين تغييرات توجه مي‌كند.
به عنوان مثال عملي فرض كنيد مي‌خواهيد بچه‌تان را تربيت كنيد تا دست توي دماغ‌اش نكند. اين‌كار را با شكلات‌دادن و كتك‌زدن انجام مي‌دهيد. بخش P مي‌گويد هر وقت بچه دست توي دماغ‌اش كرد، به ميزان فرورفتن انگشت (انتظار نداشتيد كه بگويم تا آرنج؟!) بايد كتك‌اش بزنيد. هر چقدر بيش‌تر رفت، بيش‌تر كتك بزنيد. كاملا به همان نسبت. بخش D مي‌گويد اگر خيلي سريع و ناگهاني دست‌اش را كرد توي دماغ‌اش كه مثلا به خيال خام خودش شما را غافل‌گير كند (حتي اگر نه خيلي زياد)، فورا خيلي محكم كتك‌اش بزنيد! بخش I هم مي‌گويد اگر ديديد تا همين پنج دقيقه‌ي پيش دست‌اش توي دماغ‌اش بود اما ديگر دست‌اش توي دماغ‌اش نيست، زياد گول‌اش را نخوريد، بلكه هم‌چنان كتك بزنيد! در ضمن شكلات را هم خودتان بخوريد. البته قبل‌اش دست‌تان را بشوييد.
اين‌كه اين روش موثر است يا خير، موضوع ديگري است. بستگي به اين دارد كه آن چيزي كه مي‌خواهيد كنترلش كنيد چطوري رفتار كند. براي بعضي سيستم‌ها اين خوب است، براي بعضي نه. در واقع نكته‌ي مهم اين است كه چقدر به هر كدام از عناصر P و I و D اهميت بدهيد. مثلا اگر به P خيلي اهميت بدهيد ممكن است باعث رفتارهاي عجيب و غريب از آن چيزتان بشود. بقيه عوامل نيز همين‌طورند. وظيفه‌ي مهندس كنترل اين است كه متناسب با بچه‌تان، شيوه‌ي مناسب كتك‌زدن را مشخص كند. البته اين موضوع هنوز در حال تحقيق است و خيلي خوب شناخته شده نيست.

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

 

منبع تغذيه اي كه جريانش بيشتر باشد ميتواند كار بيشتري انجام دهد يا منبع تغذيه اي كه ولتاژش بيشتر باشد ؟

گفتيم كه ولتاژ باعث حركت الكترونها ميشود كه حركت الكترونها همان جريان ميباشد .

در منابع تغذيه يك مقاومت داخلي وجود دارد كه باعث ميشود در هنگام تغذيه نمودن يك مصرف كننده ولتاژ منبع تغذيه كاهش يابد پس قدرت يك منبع تغذيه به دو عامل بستگي دارد يكي ولتاژش و ديگري مقاومت داخلي اش .

حالا ميخواهيم ببينيم كه چگونه براي يك منبع تغذيه جريان تعيين ميكنند ؟

وقتي ميگويند مثلاً : يك باطري يا يك آدابتور 12 ولت و 2 آمپر است يعني اينكه اگر جريان 2 آمپر از اين منبع تغذيه دريافت كنيم كاهش ولتاژش در حدود 5 - 10 درصد است كه اين مقدار كاهش ولتاژ تاثير چنداني بر روي مدارات ندارد حالا اگر بيشتر از اين مقدار جريان از منبع تغذيه بگيريم (مصرف كننده هاي بيشتري به آن وصل كنيم ) اين كار دو پي آمد دارد يكي اينكه ولتاژ مورد نياز را به مانمي دهد (ولتاژش كاهش ميابد) و دوم اينكه به خود منبع تغذيه آسيب وارد ميشود .

معمولاً ولتاژ منابع تغذيه را كمي بيشتر انتخاب ميكنند كه در حالت كار معمولي كه جريان متوسطي از آن گرفته ميشود ولتاژش به ولتاژ اصلي برسد مثلاً يك منبع تغذيه را كه ما به عنوان منبع 12 ولتي خريداري ميكنيم در حالتي كه هيچ مصرف كننده اي به آن وصل نيست اگر با ولتمتر ولتاژش را اندازه گيري كنيم حدوداً 14 ولت را نشان ميدهد .

چرا در حالتي كه منبع به هيچ مصرف كننده اي وصل نيست مقاومت داخلي ولتاژ را افت نميدهد ؟

چون كه مقدار ولتاژي را كه مقاومت داخلي افت ميدهد به مقدار جريان عبوري از منبع تغذيه بستگي دارد كه در اين حالت چون جريان صفر است افت ولتاژي هم وجود ندارد .

نتيجه گيري كلي :

هر منبع تغذيه دو كميت دارد ، يكي ولتاژ و ديگري قابليت جريان دهي (حداكثر جريان مجاز) كه بستگي به مقاومت داخلي اش دارد پس قدرت كلي منبع تغذيه به اين دو كميت وابسته است لذا براي تعيين قدرت يك منبع كميت سومي نيز بوجود مي آيد كه توان نام دارد و واحد آن وات (W) است كه از حاصلضرب جريان و ولتاژ بدست مي آيد يعني توان يك منبع 12 ولتي 2 آمپر 24=12*2 وات است كه نشان دهنده قدرت آن ميباشد .

هر چه توان يك منبع بيشتر باشد حجم و وزن آن نيز بيشتر ميشود . فرق باطري ماشين با 8 عدد باطري 1.5 ولتي سري(باطري قلمي) در اين است كه اگر با 8 عدد باطري 1.5 ولتي بتوانيم حداكثر 2 لامپ 12 ولتي را روشن كنيم با باطري ماشين دست كم 50 عدد از همان لامپ را ميتوان هم زمان روشن كرد زيرا مقاومت داخلي باطري ماشين خيلي كم است و وقتي جريان زيادي از آن دريافت ميكنيم كاهش ولتاژش كم است ولي در باطري قلمي وقتي بيشتر از 2 يا 3 لامپ به آن وصل ميكنيم ولتاژش كاهش يافته و نور لامپها كم ميشود.

براي محاسبه مقدار افت ولتاژ از همان رابطه اهم استفاده ميكنيم

V=R*I

طبق اين رابطه مقدار افت ولتاژ دو سر مقاومت با تغيير جريان تغيير ميكند.

براي هر عنصري كه در يك مدار الكتريكي وجود دارد ميتوان توان را محاسبه كرد بطور كلي دو نوع توان در يك مدار وجود دارد 1- توان توليدي كه توسط منبع تغذيه توليد ميشود 2- توان مصرفي كه توسط مصرف كننده ها مصرف ميشود ، در يك مدار هميشه توان توليدي با توان مصرفي برابر است ((در صورت صرفنظر كردن از تلفات سيمهاي رابط))

تواني كه يك مقاومت مصرف ميكند به جريان عبوري از آن بستگي دارد كه طبق رابطه زير محاسبه ميشود :

W=R*I^2

بطور كلي سه فرمول براي توان ميتوان نوشت :

W=V^2/R

W= V*I

W=R*I^2

منبع :s-ta-p.persianblog.com

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |


نرم افزار رمز گشاي مقاومت ها

اين نرم افزار ساده براي فهميدن مقدار مقاومت هاي 4 خط و 5 خط بسيار مفيد مي باشد؛ كافي است ابتدا روي آيكوني كه مربوط به مقاومت مورد نظر شماست ( 4 يا 5 خط ) كليك كرده تا انتخاب گردد سپس رنگ هاي مقاومت را انتخاب كنيد تا مقدار مقاومت با تلورانس براي شما نمايش داده شود.

از
اينجا دانلود كنيد.

نرم افزار 555 Desginer

نرم افزاري كه مشاهده مي فرماييد، نرم افزاري ساده براي طراحي و محاسبات مدارات ساخته شده با IC 555 و IC 556 مي باشد.

از قسمت هاي مختلف آن مي توان به قسمت هاي زير اشاره نمود:

4 مود IC 555 )3 استابل و 1 مونواستابل)

16 مورد مدار به عنوان مثال

مشخصات IC و …

از
اينجا دانلود كنيد.

نرم افزار 8051 IDE (8051 Integrated Development Environment)

8051 IDE تركيبي از يك اديتور، اسمبلر و يك سيمولاتور در يك برنامه مي باشد. و تمام برنامه هاي مورد نياز براي كار با يك 8051 را در اختيار دارد.

براي كار با برنامه ابتدا مي بايست سورس كد وارد اديتور گشته سپس سورس كد به وسيله اسمبلر اسمبل شده در صورت نداشتن خطايي در سورس كد در نهايت شبيه سازي شده تا براي پروگرم شدن ميكرو برنامه آماده شود.

از
اينجا دانلود كنيد.

نرم افزار Electrical Calculations v2.31

اين نرم افزار مخصوص محاسبات الكتريكال و بيشتر مورد توجه مهندسين برق قدرت مي باشد از قابليت هاي اين نرم افزار مي توان به محاسابات شين، كابل، راه اندازي موتور و ... اشاره نمود. همچنين مي توان به محاسبات اتلاف جريان در شين هاي آلمينيومي و مسي در حالات مختلف اشاره نمود.

از
اينجا دانلود كنيد.

نرم افزار IC-Databook

در اين نرم افزار شما مي توانيد اطلاعات اكثر IC هاي معروف سري 74XXX و

40XXX را كه در واقع ترتيب پايه ها، جدول كاركرد و كار IC را شامل مي شود ملاحضه نماييد.

در كل اين نرم افزار شامل 230 IC مختلف مي باشد، همچنين شما به راحتي مي توانيد IC جديدي كه دلتان مي خواهد به آن اضافه نماييد.

از
اينجا دانلود كنيد.

نرم افزار نرم افزار MiscEI

اين برنامه شامل قسمت هاي مختلفي جهت محاسبات در سيستم هاي مختلف برقي است.

از جمله قسمت هاي مختلف به موارد زير مي توان اشاره نمود:

محاسبات

ماشين حساب

كشيدن منحني براي مجموعه اي از نقاط

مجموعه اي كامل از محاسبات هندسي (محيط، مساحت و ...)

محاسبات قانون اهم (قانون اهم، به دست آوردن امپدانس و ...)

محاسبات قانون اهم براي سيستم هاي سه فاز

محاسبات دسي بل

محاسبات مربوط به شارژ و دشارژ خازن و سلف و ...

به دست آوردن RMS، پيك، ميانگين و ...

محاسبات لنز

محاسبات روشنايي

مكانيكال

محاسبه مقاومت و اتلاف توان در سيم ها

محاسبات اندازه و بزرگي فن

محاسبات مربوط به خنك كننده ها

محاسبات مربوط به PCB

محاسبات مربوط به كابل

قطعات

مباحث مربوط به رنگ در مقاومت ها، خازن ها و ...

محاسبات سنسورهاي معروف دما (PT100، NTC)

رنگ و طول موج LED ها و طراحي مدار مناسب براي راه اندازي LED سيستم هاي شماره گزاري قطعات

محاسبات مربوط به MOS ها

مدرات نمونه

محاسبات مدارات RC، RL، RLC

محاسبات اتصال موازي و سري مقاومت، خازن، سلف

محاسبات IC 555

طراحي مدارات تقسيم ولتاژ

محاسبات مدارات با المان هاي وابسته

مدار

طراحي و محاسبات 32 نوع فيلتر

طراحي انواع مختلف آنتن

طراحي منابه تغذيه با74XX و LM317

MPU

محاسبات تقسيم زمان براي تايمر

تبديل اعداد حقيقي به كسر و پكيج هاي مورد نياز

محاسبات ارتباطات سريال

از
اينجا دانلود كنيد.

.

منبع : www.hupaa.com

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

 

سوال :

اگر جريان تابعي از ولتاژ و مقاومت است پس چرا مثلا يك باطري ولتاژش 12 ولت است و جريانش 1 آمپر و براي يك باطري ديگر ولتاژ 12 ولت ولي جريان 2 آمپر است؟ در واقع تا وقتي مقاومتي به باطري وصل نشده چطوري جريان آن را تعيين ميكنند؟

جواب :

وقتي براي يك باطري يا يك آدابتور يا هر منبع ولتاژ ديگر جرياني تعيين ميكنند منظور حداكثر جرياني است كه ما ميتوانيم از منبع دريافت كنيم.

چرا نميتوانيم از يك منبع هر چقدر كه دوست داريم جريان بگيريم ؟

( در ادامه مثال ليوان) ضعف جريان دهي بر ميگردد به پمپي كه بالاي ليوانها بود. فرض كنيد ميخواهيم بيشتر از ظرفيت ليوانها از آنها جريان بگيريم.

شير آب پايين ليوانها را تا جايي كه ميتوانيم باز ميكنيم در ضمن لوله ها را هم تا جايي كه ميتوانيم گشاد انتخاب ميكنيم .( يعني مقاومت را تا جايي كه توانستيم كاهش داديم ) ، گفتيم هر چه مقاومت سر راه جريان را كمتر كنيم جريان عبوري بيشتر ميشود. در اين صورت ميشود آنقدر مقاومت رواكم كرد كه جريان به بينهايت نزديك بشود.

ولي اين اتفاق نميافتد چون ما فقط ميتوانيم لوله پايين ليوانها را گشاد كنيم اما شيلنگ بالاي ليوانها را نميتوانيم. قدرت و سرعت آن پمپ را هم نميتوانيم تغيير دهيم پس چه اتفاقي ميافتد ؟

با اين كاري كه ما انجام داديم به سرعت آب از ليوان پر به سمت ليوان نصفه سرازير ميشود و سطح آبشان به يك اندازه ميشود. در اين زمان كوتاه پمپ بالايي قادر نيست كه سطح آبها را مثل همان وضعيت اول نگه دارد . چرا ؟ ( چون خودش هم داراي يك مقاومت است . همان مقاومت شيلنگ و پمپ )(گفتيم تمام رساناها يه مقدار مقاومت دارند) پس چه اتفاقي ميافتد ؟

اختلاف سطح آبها كم ميشود كه اگر مقاومت لوله پاييني را تا حد صفر برسانيم اختلاف سطح آبها نيز به صفر ميرسد. در مدار الكتريكي هم همينطور ميشود يعني اگر بيشتر از حد مجاز از يك منبع جريان بكشيم ولتاژش افت ميكند و اگر مقاومت را تا حد صفر برسانيم ولتاژ دو سر منبع هم صفر ميشود.

منبع ايده آل چيست؟

اين منبع وجود خارجي ندارد.

منبع ايده آل به منبعي ميگويند كه هر چقدر جريان بخواهيم بتوانيم از آن بگيريم بدون اينكه ولتاژ خروجيش كم شود.

پس يك منبع معمولي (غير ايده آل ) را ميتوان مانند يك منبع ايده آل درنظر گرفت كه يك مقاومت با آن سري شده و باعث محدود شدن جريان دهي منبع ميشود.(گفتيم كه مقاومت باعث محدود كردن جريان ميشود ) كه به اين مقاومت مقاومت داخلي منبع گويند در واقع اين مقاومت داخلي درون هر منبعي وجود دارد اما نه به شكلي كه ما فرض ميكنيم (سري) بلكه در ذات هر مولد وجود دارد .

نتيجه گيري : هر گاه از يك منبع جريان بگيريم ولتاژ آن منبع مقداري افت ميكند (كم ميشود) و اين افت ولتاژ به علت وجود مقاومت داخلي آن است .

پس بين دو منبع كه ولتاژ آنها با هم برابر است آن منبعي كه مقاومت داخليش كمتر است ميتواند انرژي بيشتري به ما بدهد.

چگونه مقاومت باعث افت ولتاژ ميشود ؟

گفتيم كه كه هر گاه مقاومتي بر سر راه يك مدار قرار بگيرد باعث محدود كردن (كاهش دادن ) جريان عبوري از آن مدار ميشود .

و اين را هم قبول داريم كه قانون اهم يك قانون اثبات شده است و هيچگاه عوض نميشود .

در مدار شكل جريان عبوري از مقاومت 6 آمپر است . بعد يك مقاومت 2 اهم ديگر نيز به مدار اضافه ميكنيم .

طبق قانون اهم چون مقاومت دوبرابر شد جريان نصف ميشود (مقاومت/ولتاژ=جريان)

سوال :

به هر كدام از مقاومتها چند ولت رسيده ؟

آيا دو سر مقاومت R1 همون ولتاژ قبلي يعني 12 ولت وجود دارد كه باعث شده جريان 3 آمپر از آن عبور كند؟

اگر بگوييم كه همان ولتاژ اولي يعني 12 ولت كه قانون اهم را به هم زديم چون اگر دوسر مقاومت 2 اهمي ولتاژ 12 ولت قرار بديم جريان 6 آمپر از آن عبور ميكند ولي در اينجا جريان 3 آمپر است پس نتيجه ميگيريم كه در مدار دوم ولتاژ كمتري دوسر مقاومت R1 قرار گرفته كه طبق فرمول (جريان * مقاومت = ولتاژ) 3 * 2 = 6 يعني در مدار دوم فقط 6 ولت دو سر مقاومت R1 قرار گرفته (از افت ولتاژ منبع صرفنظر كرديم )

سوال:

براي بقيه ولتاژ چه اتفاقي افتاد؟

بقيه ولتاژ هم به مقاومت R2 رسيده چون مقدار اين مقاومتها با هم برابر است در نتيجه ولتاژي كه به آنها ميرسد هم با هم برابر است.

اين يك قانون است كه هر چه مقاومت بيشتر باشد ولتاژي هم كه به آن ميرسد بيشتر است.

مثال ليوان آب:

گفتيم به ولتاژ الكتريكي فشار الكتريكي هم ميگويند كه منظور همان فشاريست كه به الكترونها وارد ميشود تا آنها را به حركت در بيارود.

در مثال آبي-ليواني هم اين فشار آب كه باعث حركت آب ميشود وقتي يك شير سر راه يك لوله پرفشار قرار ميدهيم آن شير فشار آب را كم ميكند. اصطلاحا ميگوييم فشار را ميشكند. اين موضوع را بارها تجربه كرديد .

وقتي با شيلنگ آب ميپاشيد شير را تا آخر باز ميكنيد كه جلوي فشار آب را نگيرد تا بتوانيد آب را به مسافت دور تري بپاشيد پس با كم و زياد كردن شير آب ميتوانيد فشار آب را به هر اندازه اي كه ميخواهيد تنظيم كنيد.

شير هم كه نقش همان مقاومت را داشت (در مثالهاي قبل) پس مقاومت هم مثل شير باعث افت فشار الكتريكي ميشود.

دانستيم كه مقاومت R2 باعث افت ولتاژ شده پس هر مقاومتي كه در مدار وجود دارد، مقداري از ولتاژ منبع را تقليل ميدهد.

منبع :s-ta-p.persianblog.com

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

انرژى پايان ناپذير

نگين كرويى

نيروگاه هاى توليد الكتريسيته در اعماق آب درياها با استفاده از قدرت جزر و مد مى توانند كمكى براى مسئله انرژى جامعه بشرى باشند. نخستين پروژه از اين نمونه با يك سيستم نوين، در حال حاضر مشغول به كار است.

پره هاى 11 مترى يك توربين زير آبى به آرامى و بدون سر و صدا در حال گردشند. اين نخستين پروژه توليد الكتريسيته از نيروى جزر و مد در عمق درياست كه به شيوه اى نوين به كار گرفته شده است. توربين هاى توليد انرژى، كه در عمق 20 مترى در فاصله 2 كيلومترى ساحل «دوون» واقع در جنوب غربى انگليس كار مى كنند حاصل 4 سال تلاش مهندسان و كارشناسان دانشگاه كاسل آلمان است. اين تنها نيروى جزر و مد است كه پروانه هاى عظيم اين توربين هاى زيرآبى، با نام «جريان دريايى» را به چرخش درمى آورد. اين توربين ها، برخلاف توربين هاى بادى كه وابسته به شرايط آب و هوايى هستند مى توانند در اعماق دريا و به دور از تغيير و تحولات جوى به طور دائم به كار خود ادامه داده و به توليد الكتريسيته بپردازند.

در واقع، اينجا، صحبت از يك منبع انرژى پايان ناپذير است. البته بايد خاطرنشان شد كه استفاده از اين نيرو، ايده جديدى نيست. در قرن يازدهم ميلادى نيز آسيابان هاى سواحل ولز، سنگ هاى آسياب خود را با كمك نيروى جزر و مد به كار مى انداختند و بر همين اساس هم يك نيروگاه بهره بردارى از قدرت جزر و مد در «سانت متلو»ى فرانسه از 35 سال پيش تاكنون به كار مشغول است. اما از اين روش، تنها در شمار اندكى از سواحل جهان مى توان استفاده كرد. يعنى در سواحلى كه تفاوت ارتفاع سطح آب، در حين جزر و مد بيش از چندين متر است.

توربين موسوم به «جريان دريايى» نيز، از اين تفاوت ارتفاع استفاده مى كند. اما كار اين توربين، بر اصل ديگرى استوار است. اين چرخ آسياب زير دريايى، مانند نمونه هايى كه قبلاً از آنها ياد كرديم از نيروهاى عمودى بالا و پائين رفتن سطح آب استفاده نمى كند بلكه از جريان هاى افقى اى بهره مى گيرد كه بر اثر جزر و مد به وجود مى آيند. به همين دليل اين توربين جديد مى تواند در مكان هاى ديگر با ميزان كمتر جزر و مد نيز به كار گرفته شود.

از مزيت هاى ديگر اين توربين ها مى توان به اين نكته اشاره كرد كه براى به حركت درآوردن اين توربين ها نيروى زيادى لازم نبوده و اين توربين ها قادرند با سرعت هاى بسيار پائين نيز به حركت درآيند. ميزان كار مفيد به دست آمده از اين توربين ها 2 برابر ميزان كار مفيد توربين هاى بادى بر روى زمين است چرا كه جرم حجمى آب 700 بار بيشتر از جرم حجمى هواست و به همين علت نيروهاى انتقال يافته بزرگتر هستند. بايد يادآورى كنيم كه توربين «جريان دريايى» هنوز به صورت آزمايشى و با ميزان توليد حداكثر 300 كيلووات كار مى كند اما قرار است به زودى توربين ديگرى به كار گرفته شود كه حداقل 2 برابر توربين كنونى است.

متخصصان امر، تنها در اروپا 100 محل را شناسايى كرده اند كه مى توان در آنها با كمك نيروى جريان هاى دريايى، اختلاف ارتفاع سطح آب در هنگام جزر و مد و امواج، جمعاً 12 هزار مگاوات الكتريسيته توليد كرد: يعنى به ميزان 10 نيروگاه بزرگ اتمى. انرژى توليد شده 15 تا 20 درصد انرژى مورد نياز كشورهاى اروپايى است.

در سواحل نروژ توربين هاى مشابهى به كار گرفته شده اند. اين توربين ها قرار است به صورت آزمايشى، ابتدا تامين كننده برق ،50 سپس 1000 و سرانجام 20 هزار خانه مسكونى باشند. در سواحل جزيره «شتلند» توربين ديگرى به توليد الكتريسيته مشغول است. در مقابل سواحل كاليفرنيا، فلوريدا و كرانه شرقى كانادا پروژه اى مشابه به كار گرفته شده است. كارشناسان معتقدند طى 30 سال آينده مى توان از اين توربين ها براى توليد 40 درصد از انرژى مورد نياز خانه هاى مسكونى بهره جست.

در سواحل اسكاتلند براى توليد الكتريسيته تنها از نيروى امواج استفاده مى شود. باله ها جريان امواج را به درون تونلى منتقل كرده و به اين ترتيب توده هوا را به جلو مى رانند و با كمك اين توده هوا توربينى به گردش در مى آيد. اما ساده ترين سيستم بهره بردارى از انرژى جزر و مد سيستمى است كه دانماركى ها به كار مى گيرند. در اين سيستم، امواج مستقيماً توسط يك سطح شيب دار به سوى پره هاى توربين رانده مى شوند و آن را به حركت درمى آورند. طبق محاسبات شوراى مشورتى انرژى جهانى، حركت هاى دريايى از اين پتانسيل برخوردارند كه تمامى نياز جهان به انرژى را تامين سازند. البته سواحل كشور آلمان به خاطر رفت و آمد زياد كشتى ها و سرعت اندك جريان هاى آبى براى اين منظور مناسب نيستند.

در حال حاضر تقريباً 86 درصد از انرژى مورد نياز جهانيان توسط زغال سنگ، گاز طبيعى و نفت خام تامين مى گردد. اين سوخت هاى فسيلى نه تنها اثر گلخانه اى را در اتمسفر زمين تشديد مى كنند كه به نوبه خود تغييرات آب و هوايى را به دنبال دارد، بلكه منابع پايان ناپذيرى نبوده و سرانجام، روزى به پايان خواهند رسيد. طبق ارزيابى كارشناسان امر منابع نفت خام زمين كه به تنهايى 40 درصد از انرژى جهان را تامين مى كنند طى 50 تا 70 سال آينده به پايان خواهند رسيد.

منبع :www.sharghnewspaper.com

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

 

بار الكتريكي ...

وقتي تكه اي از پلاستيك را با يك پارچه مالش دهيد، نيرويي درآن بوجود مي آيد كه مي تواند اجسام سبك را به حركت در آورد. در اين حالت، تكه هاي پلاستيك، بار الكتريكي گرفته و باردار مي شوند.

بار الكتريكي هر تكه پلاستيك، به آن انرژيي مي دهد كه براي مدتي در پلاستيك ذخيره مي شود .به اين انرژي، انرژي پتانسيل الكتريكي مي گويند.

دو نوع بار الكتريكي وجود دارد...

دو نوع بار الكتريكي وجود دارد كه هر دو نوع آن مي توان اجسام سبك را بلند كرده وجرقه توليد كند. اين بارها، بار مثبت و بار منفي ناميده مي شوند.

نيروي ميان بارها

ميله هايي از جنس پلي تن واََََسِتات را باردار كنيد وآنها را بر روي دو شيشة ساعت به حال تعادل در آوريد به طوري كه آزادانه بچرخند. اكنون يك ميلة پلي تني را باردار كرده وآن را به ترتيب به ميله هاي پلي تني واستاتي نزديك كنيد. در حالت اول، ميله ها يكديگر را دفع و در حالت دوم طرف چـپ ديده يكديگر را جذب مي كنند. بنابراين، نتيجه مي گيريم كه نوع بار روي دو ميله متفاوت است.

عايقها ( نا رساناها ) ...

پلاستيك و موادي مانند آن را اجازه نمي دهند بار الكتريكي در آنها حركت كند، عايق يا نارسانا مي نامند. به الكتريسيته اي كه حركت نداشته باشد، الكتريسيتة ساكن مي گويند.

رساناها ...

رساناها (مانند فلزات )، موادي هستند كه بار الكتريكي مي تواند به طور آزادانه در آنها حركت كند.

ذخيره كردن بار الكتريكي

خازنها ــ خازنها، اجزايي الكترونيكي هستند كه براي ذخيرة بار الكتريكي مورد استفاده قرار مي گيرند، همچنين از خازنه براي جدا كردن جريان متناوب ( a.c )از جريان مستقيم ( d.c )استفاده مي شود.

اندازه گيري انرژي پتانسيل الكتريكي

انرژي پتانسيل الكتريكي بر حسب ولت اندازه گرفته مي شود.

براي برسي اين موضوع، دستگاه الكتروسكوپ وسيلة مناسبي است. در الكتروسكوپ براي آشكار كردن بار الكتريكي از يك ورقة نازك طلا استفاده مي شود. اين ورقه بسيار سبك بوده و به يك ميلة فلزي وصل است. چنانچه بار بر روي كلاهك اين وسيله قرار بگيرد ( يا به آن نزديك شود )، ورقةطلا از ميلة فلزي جدا شده وبالا مي رود.

بارها، اتمها و الكترونها

ما با اين نظريه كه تمام مواد از اتمها تشكيل شده اند و اتمها بسيار كوچك اند، آشنايي داريم .تا اينكه ذرة كوچكتر از اتم نيز كشف شد. اين ذره بار منفي داشت و دو هزار مرتبه كوچكتر از سبكترين اتم بود و نام آن الكترون است.

تمام اتمها هستة خيلي كوچك وسنگيني در مركز خود دارند و بار اين هسته مثبت است. اگر چه هستة اتم خيلي سنگينتر از الكترونهاست امّا مقدار آن با بار الكترون برابر است. يك اتم در حا لت عادي بدون بار است، زيرا بار (+‌) هسته با بار (-) الكترونها خنثي مي شود.

نظرية الكتروني بار الكتريكي

هر جسم ، تعداد زيادي بار مثبت ومنفي دارد. با مالش دادن ماده، تعادل ميان بارها به هم مي خورد وجسم باردار مي شود. بنابراين، بايد توجه كرد كه در اثر مالش دادن اجسام، بار توليد نمي شود بلكه تعادل بارها به هم مي خورد.

بار الكتريكي در حال حركت

به طور كلي، دو نوع الكتريسيته وجود دارد : الكتريسيتة ساكن كه به وسيلة مالش ايجاد مي شود و الكتريسيتة جاري كه به وسيلة باتريها و مولدها توليد مي شود. مـي شود. وقتي طـرف راسـت وچپ عوض حركت الكترونها موجب ايجاد جريان الكتريكي است.

جريان الكتريكي در سيمها

در يك سيم مسي چندين ميليون الكترون وجود دارد. اگر دو سر آن را به دو قطب مثبت ومنفي يك باتري وصل كنيم، تعدادي از الكترونها به طرف قطب مثبت سيم حركت مي كند. اين حركت الكترونها موجب ايجاد جريان الكتريكي مي شود.

كولن و آمپر ...

كولن و آمپر به تر تيب يكاهاي اندازه گيري بار وجريان الكتريكي هستند.

بار الكتريكي بر حسب كولن اندازه گيري مي شود. يك كولن بار برزگي است، به طوري كه در يك كولن بار منفي، تعداد 10 ^18 الكترون وجود دارد.

جريان الكتريكي بر حسب آمپر اندازه گيري مي شود وچون جريان الكتريكي حركت بارهاي الكتريكي است، بنابراين كولن وآمپر با هم رابطه دارند.

پيلها و ولتاژها

پيلها دو ترمينال (قطب ) دارند كه ترمين0ال مثبت (+) ترمينال منفي (-) ناميده مي شوند.

فعاليت شيميايي داخل پيلها موجب مي شود كه در ترمينال مثبت تجمعي از بارهاي مثبت ودر ترمينال منفي تجمعي از بارهاي منفي وجود داشته باشد.

اختلاف ميان انرژي دو سر ترمينالها را اختلاف پتانسيل ( p.d ) مي نامند.

نيروي محركة الكتريكي e.m.f....

وقتي كه بار الكتريكي از ميان باتري مي گذرد، باتري انرژي مي گيرد. ودر مدار خارج از باتري مصرف مي شود.

انرژي تأمين شده براي هر كولن بار الكتريكي را نيروي محركة الكتريكي (e.m.f.) باتري مي نامند. نيروي محركة الكتريكي را بر حسب ولت ( V ) اندازه مي گيرند.

باتريها

يك باتري از به هم بستن چند پيل به يكديگر تشكيل مي شود.

براي توليد جريان هاي زياد كه در اتومبيلها مورد نياز است از باتريهايي كه محتوي مايعات هستند، استفاده مي شود.

باتريهاي سرب ــاسيد نمونه اي از اين باتريها هستند.اگر چه اين باتريها گران قيمت هستند اما مي توان آنها را پس از تخليه، مجدداً پر كرد.

به پبلهايي كه انرژي آنها را مي توان توسط منبع ديگري تأمين كرد، پيلهاي قابل شارژ گفته مي شود.

مدارهاي الكتريكي

به كمك يك منبع تغذية كم ولتاژ ودو قطعه سيم، لامپي را روشن كنيد. اين اتصال منبع به لامپ، يك مسير بستة رسانا ايجاد مي كند كه الكتريسيته مي تواند در ‎آن مسير جاري شود. اين اتصال را مدار الكتريكي مي نامند.

روشن شدن دو لامپ به طور همزمان

لامپها پشت سرهم و در يك خط به هم وصل شده اند. يعني اتصال لامپها سري است. بنابراين، جريان الكتريكي ابتدا از يكي از لامپها عبور كرده و سپس از لامپ دوم مي گذرد.

دراين قسمت با استفاده از يك سيم اضافي، روش ديگري براي روشن كردن لامپها مطرح مي كنيم. در اين روش، لامپها به طور موازي به هم وصل مي شوند وهر لامپ به طور مستقيم به باتري وصل است. دراتصال موازي، هر دو لامپ به صورت پر نور روشن مي شوند، واگر يكي از لامپها برداشته شود لامپ ديگر خاموش نمي شود.

منبع :www.schoolnet.ir

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

 

 

AC به معني جريان متناوب و DC  به معني جريان مستقيم مي باشد . اين دو مولفه گاهي به سيگنالهاي الكتريكي ( مثلاً ولتاژ ) هم كه جريان نيستند اطلاق مي شود . بنابراين سيگنالهاي الكتريكي جريان يا ولتاژي هستند كه منتقل كننده اطلاعات ( كه معمولا ولتاژ ميباشد ) هستند .

جريان متناوب  AC



سيگنالهاي متناوب در يك مسير منتشر ميشوند و سپس تغيير مسير مي دهند و اين عمل دائماً تكرار مي شود . يعني ابتدا يك سيكل مثبت و بعد يك سيكل منفي و به همين ترتيب تكرار مي شوند .

يك ولتاژ  متناوب  دائماً بين مثبت و منفي تغيير ميكند و بصورت موجي تكرار ميشود .

به هر تغييرات بين مثبت و منفي ، يك سيكل گفته مي شود و واحد آن هرتز مي باشد . در ايران وسائل الكتريكي با فركانس 50 هرتز كار مي كنند .

شكل بالا شكل موج يك منبع تغذيه متناوب است كه به آن موج سينوسي اطلاق مي شود و به شكل پائين از آنجا كه مستقيماً بين مثبت و منفي تغيير مي كند ، شكل موج مثلثي اطلاق مي شود .

سيگنالهاي متناوب براي راه اندازي وسائلي از قبيل لامپ ها و گرم كننده ها بكار مي روند ولي اكثر مدارهاي الكتريكي براي كار نياز به يك ولتاژ مستقيم دارند كه در زير به آن اشاره شده است .

جريان مستقيم  DC




جريان مستقيم هميشه در يك مسير جاري مي شود ( هميشه مثبت و يا هميشه منفي است ) ولي ممكن است ميزان آن كاهش يا افزايش پيدا كند .

باتري ها و رگولاتورها ولتاژ مستقيم مي دهند و اين ولتاژ براي مدارهاي الكترونيكي مناسب است . اكثر منابع تغذيه شامل يك تبديل كننده ترانسفورماتوري هستند كه جريان اصلي غير مستقيم را به يك جريان غير مستقيم كم و بي خطر تبديل مي كنند .

سپس اين جريان كم و بي خطر توسط مدارات يكسو كننده جريان از غير مستقيم به مستقيم تبديل مي شود . البته اين ولتاژ مستقيم يك ولتاژ متغيير مي باشد و براي مدارهاي الكترونيكي مناسب نيست و لذا براي صاف كردن سطح ولتاژ مستقيم از يك خازن استفاده مي شود تا ولتاژ مستقيم براي مدارات الكترونيكي حساس قابل استفاده شود .

در شكل مقابل بالا شكل موج يك ولتاژ مستقيم ثابت و يكنواخت كه از طريق باتري تامين ميشود نشانداده شده است .

شكل وسط يك ولتاژ مستقيم با صاف كننده سطح ولتاژ ( خازن )  است كه مناسب بعضي از مدارهاي الكترونيكي مي باشد .و شكل پائين يك ولتاژ مستقيم بدون استفاده از خازن را نشان مي دهد

مشخصات سيگنال هاي الكتريكي

همانطور كه بيان شد ، سيگنالهاي الكتريكي ولتاژ يا جرياني هستند كه انتقال دهنده اطلاعات كه معمولا ولتاژ است ، هستند .

در نمودار مقابل مشخصات مختلفي از سيگنال الكتريكي نشان داده شده است . يكي از اين مشخصات فركانس است كه به تعداد سيكل ها در ثانيه اطلاق مي شود .

Amplitude  ماكزيمم ولتاژي است كه سيگنال دارد و Peak voltage  نام ديگري براي Amplitude  است .

  پيك تو پيك ( Peak-peak voltage ) دو برابر مقدار پيك ولتاژ مي باشد .

 دوره تناوب ( Time period )  زماني است كه براي طي شدن يك سيكل كامل نياز است . اين زمان بر حسب ثانيه اندازهگيري مي شود و در زمانهاي خيلي كوتاه از واحد هاي ميكروثانيه هم استفاده مي شود .

فركانس ( Frequency   ) به تعداد سيكل ها در هر ثانيه اطلاق مي شود و واحد آن هرتز است . در اندازه گيري فركانس هاي بالا از واحد هاي كيلوهرتز و مگاهرتز نيز استفاده مي شود .

 

در ايران فركانس شبكه برق 50 هرتز است بنابراين دوره تناوب برابر است با 20 ميكروثانيه .

1/50 = 0.02s = 20ms.

هر كيلو هرتز برابر با هزار هرتز و هر مگاهرتز برابر را يك ميليون هرتز است .

1kHz = 1000Hz    و   1MHz = 1000000Hz.

 

فركانس  =  

        1        

     و          

دوره تناوب  =  

        1        

دوره تناوب  

فركانس

 

ارزش و مقدار  RMS  ( ولتاژ مؤثر )


در ولتاژ غير مستقيم ، ولتاژ از صفر شروع و به پيك مثبت مي رسد و دوباره به صفر رسيده و سپس به پيك منفي مي رسد و لذا در بيشتر اوقات ، ولتاژ از مقدار پيك ولتاژ كمتر است . لذا از يك مقدار موثر استفاده مي كنيم كه همان RMS  است . مقدار ولتاژ RMS برابر است با 0.7 ولتاژ پيك

VRMS = 0.7 × Vpeak   and   Vpeak = 1.4 × VRMS

ارزش يا معيار RMS  يك ارزش موثر ولتاژ يا جريان متغيير مي باشد ، بدين معني كه اين ولتاژ تاثير اصليش در مدار معادل آن مقدار است . بعنوان مثال يك لامپ كه به ولتاژ 6 ولت RMS  متصل شده ، همان مقدار روشنائي را دارد كه اگر به يك ولتاژ 6 ولت مستقيم متصل مي شد .به هر حال نور لامپي كه با ولتاژ 6 ولت RMS  روشن شود ، كمتر است از نور لامپي كه با 6 ولت مستقيم روشن شود . چون ولتاژ موثر 6 ولت غير مستقيم برابر است با 2/4 ولت يعني برابر با 2/4 ولت مستقيم نور مي دهد .

بحث ولتاژ مؤثر اين فكر را بوجود مي اورد كه مقدار RMS  نوع ديگري از ميانگين است ولي بخاطر داشته باشيد كه اين مقدار قطعاً ميانگين نيست . در واقع ولتاژ يا جريان ميانگين غير مستقيم ، صفر خواهد بود . چون بخش هاي مثبت و منفي سيگنال هم را خنثي مي كنند و وقتي ميانگين مي گيريم ، ميانگين براببر با صفر خواهد بود . بنابراين ولتاژ RMS  قطعاً يك ولتاژ ميانگين نيست .

اينك اين سوال پيش مي ايد كه يك ولتمتر AC  چه مقداري را نشان مي دهد ، مقدار مؤثر يا مقدار پيك ولتاژ ؟

پاسخ اين است كه ولتمترهاي AC  مقدار موثر ولتاژ يا جريان را نشان مي دهند در ولتاژهاي مستقيم هم مقدار مؤثر DC نشانداده مي شود .

سؤال ديگري كه مطرح است اين است كه بطور مثال  6 ولت مستقيم دقيقاً چه معنائي دارد ، مقدار مؤثر يا مقدار پيك ولتاژ معني دارد ؟

در اين موارد اگر منظور پيك ولتاژ باشد معمولاً قيد مي شود و در غير اينصورت منظور مقدار مؤثر خواهد بود . براي مثال وقتي مي گوئيم 6 ولت AC  به معني 6 ولت مؤثر است كه پيك ولتاژ آن 8/6 ولت است .

در ايران ولتاژ 220 ولت براي مصارف عمده الكتريكي مورد استفاده قرار مي گيرد ، اين به معني 220 ولت موثر بوده  و پيك آن حدود 320 ولت است .

منبع :www.mashhadkit.com

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

 
1- نيروگاه حرارتي: از اواخر قرن نوزدهم بشر براي توليد الكتريسيته از نيروگاه هاي حرارتي استفاده مي كند. در اين نيروگاه ها ابتدا زغال سنگ مصرف مي شد و بعدها فرآورده هاي سنگين نفتي مورد استفاده قرار گرفت. اساس كار اين نيروگاه ها بر گرم كردن آب تا حالت بخار است و سپس بخارهاي توليد شده توربين هاي توليدكننده الكتريسيته را به حركت در مي آورند. عيب اين نوع نيروگاه ها توليد گاز كربنيك فراوان و اكسيدهاي ازت و گوگرد و غيره است كه در جو زمين رها شده و محيط زيست را آلوده مي كنند. دانشمندان بر اين باورند كه در اثر افزايش اين گازها در جو زمين اثر گلخانه اي به وجود آمده و دماي كره زمين در حال افزايش است. در كنفرانس هاي متعددي كه درباره همين افزايش گازها و به ويژه گرم شدن كره زمين در نقاط مختلف جهان برگزار شد (لندن، ريو دوژانيرو و همين سال گذشته در كيوتو) غالب كشورهاي جهان جز ايالات متحده آمريكا موافق با كم كردن توليد اين گازها بر روي كره زمين بودند و تاكنون تنها به علت مخالفت آمريكا موافقتي جهاني حاصل نشده است.

2- نيروگاه هاي آبي: در مناطقي از جهان كه رودخانه هاي پر آب دارند به كمك سد آب ها را در پس ارتفاعي محدود كرده و از ريزش آب بر روي پره هاي توربين انرژي الكتريكي توليد مي كنند. كشورهاي شمال اروپا قسمت اعظم الكتريسيته خود را از آبشارها و يا سدهايي كه ايجاد كرده اند به دست مي آورند. در كشور فرانسه حدود 30 تا 40 درصد الكتريسيته را از همين سدهاي آبي به دست مي آورند. متاسفانه در كشور ما چون كوه ها لخت (بدون درخت) هستند غالب سدهاي ساخته شده بر روي رودخانه ها در اثر ريزش كوه ها پر شده و بعد از مدتي غير قابل استفاده مي شوند.

3- نيروگاه هاي اتمي: در دهه اول و دوم قرن بيستم نظريه هاي نسبيت اينشتين امكان تبديل جرم به انرژي را به بشر آموخت (فرمول مشهور اينشتين mc2=E). متاسفانه اولين كاربرد اين نظريه منجر به توليد بمب هاي اتمي در سال 1945 توسط آمريكا شد كه شهرهاي هيروشيما و ناكازاكي در ژاپن را به تلي از خاك تبديل كردند و چند صد هزار نفر افراد عادي را كشتند و تا سال هاي متمادي افراد باقي مانده كه آلوده به مواد راديواكتيو شده بودند به تدريج درپي سرطان هاي مختلف با درد و رنج فراوان از دنيا رفتند. بعد از اين مرحله غير انساني از كاربرد فرمول اينشتين، دانشمندان راه مهار كردن بمب هاي اتمي را يافته و از آن پس نيروگاه هاي اتمي متكي بر پديده شكست اتم هاي اورانيم- تبديل بخشي از جرم آنها به انرژي- براي توليد الكتريسيته ساخته شد.

اتم هاي سنگين نظير ايزوتوپ اورانيم 235 و يا ايزوتوپ پلوتونيم 239 در اثر ورود يك نوترون شكسته مي شود و در اثر اين شكست، 200 ميليون الكترون ولت انرژي آزاد شده و دو تكه حاصل از شكست كه اتم هاي سبك تر از اورانيم هستند توليد مي شود. اتم هاي به وجود آمده درپي اين شكست غالباً راديواكتيو بوده و با نشر پرتوهاي پر انرژي و خطرناك و با نيمه عمر نسبتاً طولاني در طي زمان تجزيه مي شوند. اين پديده را شكست اتم ها (Fision) گويند كه بر روي اتم هاي بسيار سنگين اتفاق مي افتد. در اين فرايند همراه با شكست اتم، تعدادي نوترون به وجود مي آيد كه مي تواند اتم هاي ديگر را بشكند، لذا بايد نوترون هاي اضافي را از درون راكتور خارج كرد و اين كار به كمك ميله هاي كنترل كننده در داخل راكتور انجام مي گيرد و اين عمل را مهار كردن راكتور گويند كه مانع از انفجار زنجيره اي اتم هاي اورانيم مي گردد.

از آغاز نيمه دوم قرن بيستم ساخت نيروگاه هاي اتمي يا براي توليد الكتريسيته و يا براي توليد راديو عنصر پلوتونيم كه در بمب اتم و هيدروژني كاربرد دارد، شروع شد و ساخت اين نيروگاه ها تا قبل از حوادث مهمي نظير تري ميل آيلند در آمريكا در سال 1979 ميلادي و چرنوبيل در اتحاد جماهير شوروي سابق در سال 1986 همچنان ادامه داشت وتعداد نيروگاه هاي اتمي تا سال 1990 ميلادي از رقم 437 تجاوز مي كرد. بعد از اين دو حادثه مهم تا مدتي ساخت نيروگاه ها متوقف شد. در سال 1990 مقدار انرژي توليد شده در نيروگاه هاي صنعتي جهان از مرز 300 هزار مگاوات تجاوز مي كرد.

ولي متاسفانه در سال هاي اخير گويا حوادث فوق فراموش شده و گفت وگو درباره تاسيس نيروگاه هاي اتمي جديد بين دولت ها و صنعتگران از يكسو و دانشمندان و مدافعان محيط زيست آغاز شده است. بديهي است اغلب دانشمندان و مدافعان محيط زيست مخالف با اين روش توليد انرژي هستند و محاسبات آنها نشان مي دهد كه اگر قرار باشد تمام جهانيان از نيروگاه اتمي استفاده كنند، از يكسو احتمالاً توليد پلوتونيم از كنترل آژانس جهاني كنترل انرژي هسته اي خارج خواهد شد و امكان دارد هر ديكتاتور غيرمعقول و ناآشنا با مفاهيم علمي تعادل محيط زيست، داراي اين سلاح خطرناك شود. از سوي ديگر افزايش مواد زايد اين نيروگاه ها كه غالباً راديوايزوتوپ هاي سزيم 137 و استرانسيم 90 و پلوتونيم 239 است، سياره زمين را مبدل به جهنمي غير قابل سكونت خواهد كرد.

با وجود اين، اخيراً ايالات متحده آمريكا مسائل فوق را فراموش كرده و برنامه ساخت نيروگاه هاي اتمي را مورد مطالعه قرار داده است. در كشورهاي اروپايي نيز صنايع مربوطه و به ويژه شركت هاي توليدكننده برق دولت هاي متبوع خود را براي تاسيس نيروگاه هاي اتمي تحت فشار قرار داده اند. ولي خوشبختانه در اين كشورها با مقاومت شديد مدافعان محيط زيست روبه رو شده اند. اما در كشورهاي آسيايي، در حال حاضر 22 نيروگاه اتمي در دست ساخت است (تايوان 2- چين 4- هندوستان 8- كره جنوبي 2- ژاپن 3- كره شمالي 1- ايران 2) و در كشورهاي كمونيستي سابق ده نيروگاه در حال ساخت است (اوكـراين 4- روسيه 3- اسلواكي 2- روماني 1)

مواد زايد نيروگاه هاي موجود و در حال بهره برداري از 300 هزار تن در سال تجاوز مي كند و تا سال 2020 كه 33 نيروگاه در حال ساخت كنوني است به بهره برداري خواهند رسيد، مواد زايد راديواكتيو و خطرناك از مرز 500 هزار تن در سال تجاوز خواهد كرد. (مجله كوريه اينترناسيونال 17-11 دسامبر 2003 صفحه 12) اگر اروپايي ها و آمريكا و كانادا نيز ساخت نيروگاه هاي اتمي را شروع كنند، مواد زايد و راديواكتيو جهان از حد ميليون تن در سال تجاوز خواهد كرد. بايد توجه داشت كه براي از بين رفتن 99 درصد راديو اكتيويته اين مواد بايد حداقل 300 سال صبر كرد.

4- نيروگاه متكي بر پديده پيوست اتم ها: از اواسط قرن بيستم دانشمندان با جديت فراوان مشغول پژوهش و آزمايش بر روي پديده پيوست اتم هاي سبك هستند. در آغاز نيمه دوم قرن بيستم كشورهاي غربي (آمريكا، فرانسه و انگلستان و...) و اتحاد جماهير شوروي، از اين پديده براي مصارف نظامي و توليد بمب هيدروژني استفاده كرده و به علت ارزان بودن فرآورده هاي نفتي، كشورهاي پيشرفته كمك مالي چنداني به دانشمندان براي يافتن وسيله كنترل بمب هيدروژني نكردند و اكنون كه قسمت اعظم ذخاير نفت و گاز مصرف شده، به فكر ساخت نيروگاهي براساس پديده پيوست اتم ها افتاده اند كه در آغاز به آن اشاره شد و در زير اصول آن تشريح مي شود.

الف) بمب هيدروژني: بمب هيدروژني در واقع يك بمب اتمي است كه در مركز آن ايزوتوپ هاي سنگين هيدروژن (دوتريم D و تريسيم T و يا فلز بسيار سبك ليتيم Li) را قرار داده اند. بمب اتمي به عنوان چاشني شروع كننده واكنش است. با انفجار بمب اتمي دمايي معادل ده ها ميليون درجه (K10000000) در مركز توده سوخت ايجاد مي شود، همين دماي بالا سبب تحريك اتم هاي سبك شده و آنها را با هم گداخت مي دهد. در اثر گداخت و يا در واقع پيوست اتم هاي سبك با يكديگر انرژي بسيار زيادي توليد مي شود. اين است كه در موقع انفجار بمب هيدروژني دو قارچ مشاهده مي شود، قارچ اول مربوط به شكست اتم هاي اورانيم يا پلوتونيم است و قارچ دوم مربوط به پديده پيوست اتم هاي سبك با يكديگر است كه به مراتب از قارچ اول بزرگ تر و مخرب تر است. واكنشي كه در خورشيد اتفاق مي افتد نتيجه پيوست اتم هاي هيدروژن با يكديگر است، دماي دروني خورشيدها ميليون درجه است. (دماي سطح خورشيد 6000 درجه است).

در مركز خورشيد از پيوست اتم هاي هيدروژن معمولي ايزوتوپ هاي دوتريم و تريسيم توليد مي شود و سپس اين ايزوتوپ به هم پيوسته شده و هسته اتم هليم را به وجود مي آ ورند. اين واكنش ها انرژي زا هستند و در اثر واكنش اخير 6/17ميليون الكترون ولت انرژي توليد مي شود. و اين واكنش ها همراه انفجار وحشتناك و مهيبي است كه همواره در درون خورشيد به طور زنجيره اي ادامه دارد و دليل اينكه خورشيد از هم متلاشي نمي شود اثر نيروي گرانشي بر روي جرم بي نهايت زياد درون خورشيد است. وقتي كه ذخيره هيدروژن خورشيد تمام شود، زمان مرگ خورشيد فرا مي رسد. (البته در 5 تا 6 ميليارد سال ديگر).

در مقايسه نسبي اوزان، در پديده پيوست 4 برابر انرژي بيشتر از پديده شكست اتم هاي اورانيوم توليد مي شود.

ب) نيروگاه متكي بر پديده پيوست:در اين پديده همانطور كه گفته شد اتم هاي سبك با يكديگر پيوست حاصل كرده و اتمي سنگين تر از خود به وجود مي آورند، در واقع همان واكنشي است كه در خورشيد اتفاق مي افتد ولي بايد شرايط ايجاد آن را بدون كاربرد بمب اتمي به وجود آورد و به ويژه بايد آن را تحت كنترل درآورد. از دهه 1950 تاكنون دانشمندان سعي در به وجود آوردن دمايي در حدود ميليون درجه كرده تا واكنش پيوست را به نحو متوالي در اين دما نگه دارند، دستگاهي كه براي اين كار ساخته اند توكاماك Tokamak نام دارد. تاكنون در آزمايشگاه ها توانسته اند به مدت حداكثر 4 دقيقه اين واكنش را ايجاد و كنترل كنند. در اين دستگاه كه در شكل نمايش داده شده است، ميدان مغناطيسي بسيار شديدي ايجاد كرده و شدت جريان الكتريكي در حدود 15 ميليون آمپر از آن عبور مي كند (برق منزل شما 30 تا حداكثر 90 آمپر است). در مركز اين دستگاه اتم هاي سبك در اثر ميدان مغناطيسي و الكتريكي، حالت پلاسما را خواهند داشت. (در روي زمين ما سه حالت از ماده را مي شناسيم: جامد، مايع و بخار، ولي در داخل ستارگان يا خورشيد ماده به صورت پلاسما است، يعني در اين حالت هسته اتم ها در دريايي از الكترون ها غرق اند.) در چنين حالتي اتم هاي سبك آنقدر تحريك و نزديك به هم شده اند كه در هم نفوذ مي كنند و اتم جديدي كه هليم است به وجود مي آيد. (ستارگان بسيار حجيم تر از خورشيد دماي دروني بيش صدها ميليون و يا حتي ميليارد درجه است و در آنها اتم هاي سنگين تر نظير كربن، ازت و اكسيژن با هم پيوست مي كنند و عناصري مانند سليسيم و گوگرد و... را به وجود مي آورند .

منبع :شرق و ملاصدرا

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

 مگان سور

كيوان فيض اللهى

شايد به زودى تصور متداول درباره الماس ها، به كلى دگرگون شود. الماس هايى كه به خاطر زيبايى، كمياب بودن و زمان طولانى توليدشان ارزش فوق العاده اى داشتند، امروزه در آزمايشگاه و در مدت زمانى حدود يك ساعت به وجود مى آيند. اينكه اين دگرگونى چه تاثيرى در صنعت جواهرسازى يا قيمت الماس هاى طبيعى در بازار خواهد داشت هنوز در پرده اى از ابهام است. اما درباره نقش اين الماس هاى آزمايشگاهى در تكنولوژى، شايعه هايى برخاسته از مجامع علمى به گوش مى رسد.

بيشتر از هشتاد درصد از الماس هاى معدنى طبيعى به مصارف صنعتى از قبيل ابزارهاى برش يا مواد ساينده براى تراشكارى و پرداخت ديگر سنگ هاى قيمتى، فلزات، گرانيت و شيشه مى رسند. استفاده از الماس به عنوان نيمه رسانا نيز نيازمند شرايط ويژه اى مثل بالاترين درجه خلوص، بهترين بلورينگى و تعيين اتم ها به لحاظ الكتريكى فعال براى ايجاد گذرگاه الكتريكى در وسيله مورد نظر است. اما تمامى الماس هاى طبيعى به خاطر نقص ها، ناخالصى ها و ساختار ضعيف شان براى مصارف الكترونيكى نامناسبند. حتى با اينكه الماس هاى مصنوعى و طبيعى داراى كيفيت جواهرى بسيار ارزشمند هستند، اما ممكن است به خاطر رگه هاى ناچيز ناخالصى ها براى استفاده به عنوان نيمه رسانا مناسب نباشند. در واقع تنها خالص ترين اين سنگ ها در كاربردهاى الكترونيكى پرقدرت از سلفون ها گرفته تا كامپيوترهاى شخصى و خطوط ارتباطاتى قابل استفاده اند.

به گفته جيمز باتلر (J.Butler)، يكى از شيميدانان محقق در آزمايشگاه تحقيقات نيروى دريايى ايالات متحده، به لحاظ تاريخى سه مشكل عمده سر راه استفاده از الماس هاى طبيعى در كاربردهاى الكترونيكى وجود داشته است. الماس هاى طبيعى هميشه به شكل بازدارنده اى براى استفاده همه جانبه گران بوده اند و يافتن سنگ هاى بزرگ با خلوص كافى نيز بسيار دشوار است. علاوه بر اين هيچ دو سنگى دقيقاً شبيه هم نيستند و خواص منحصر به فرد در هر يك مى تواند مشكلاتى را در مدارهاى الكترونيكى به بار آورد. آخرين مشكل در استفاده از الماس براى كاربردهاى الكترونيكى و كامپيوترى نيز نياز به دو نوع الماس يعنى سنگ هاى نوع n و p براى هدايت الكترونيكى بوده است.

در دستگاه هاى مجتمع بايد از هر دو نوع الماس نيمه رساناى n و p، استفاده كرد اما الماس هاى نوع n به طور طبيعى وجود ندارند و الماس هاى نوع p الماس آبى، به قدرى نادرند كه هيچ راه مقرون به صرفه اى براى استفاده از آنها پيدا نشده است. به هر حال الماس هاى مصنوعى اين مشكلات را برطرف مى كنند. به گفته رابرت لينارس (R.Linares)، بنيان گذار كمپانى آپولو دياموند براى مثال مى توان با افزودن ناخالصى فلز برون به الماس، نوع P يعنى الماس آبى را توليد كرد. به طور مشابه دانشمندان مى توانند با افزودن فسفر به الماس هاى بى رنگ، الماس نوع n را نيز توليد كنند. ما براى استفاده از الماس به نوع نيمه رسانا در دستگاه هاى الكترونيكى پرقدرت نياز به تركيبى لايه اى از اين دو نوع الماس داريم. علاوه بر اين با توجه به اينكه الماس هاى بى رنگ خالص در عمل بيشتر از آنكه رسانا باشند عايق هستند، مى توان لايه هايى از آنها را به اين تركيب افزود.

امروزه نيمه رساناهاى بسيارى مثل سيليكون در گستره وسيعى از دستگاه هاى الكترونيكى به كار مى روند. اما الماس با توجه به دامنه تغييرات حرارتى و سرعت فوق العاده بيشترش، تنها در مقايسه با خلاء است كه عنوان دومين نيمه رساناى برتر جهان را به خود اختصاص مى دهد. الماس با داشتن چنين ويژگى هايى و به خصوص امروز كه آزمايشگاه قادر به توليد سنگ هاى خالص و ناخالص كنترل شده اند، مى تواند پايه گذار انواع سراسر نوينى از دستگاه هاى الكترونيكى پرقدرت باشد. با اينكه استفاده از الماس در صنايع الكترونيك به چند دهه ديگر واگذار شده است اما به اعتقاد لينارس اين سنگ قيمتى صنايع نيمه رساناسازى را به كلى دگرگون خواهد كرد.

الماس به طور طبيعى تحت فشارهاى زياد اعماق زمين و در زمانى طولانى شكل مى گيرد. اما در آزمايشگاه مى توان به كمك دو فرآيند مجزا در زمانى بسيار كوتاه تر الماس توليد كرد. فرآيند فشار بالا _ دما بالا (HP HT) اساساً تقليدى است از فرآيند طبيعى شكل گيرى الماس در حالى كه فرآيند رسوب گيرى بخار شيميايى (CVD) دقيقاً خلاف آن عمل مى كند. در واقع CVD به جاى وارد كردن فشار به كربن براى توليد الماس با آزاد گذاشتن اتم هاى كربن به آنها اجازه مى دهد با ملحق شدن به يكديگر به شكل الماس درآيند.

اين دو تكنيك براى اولين بار در دهه 1950 كشف شدند. به گفته باتلر كه هفده سال روى توليد الماس با استفاده از تكنيك CVD كار كرده است «از آنجا كه پيشگامان توليد الماس بدون فشار بالا در دهه 1950 با تمسخر سايرين از ميدان به در شدند. تكنولوژى CVD هنوز دوران كودكى اش را سپرى مى كند.» هر دو فرآيند قادرند با سرعتى خيره كننده الماس هايى با كيفيت جواهر توليد كنند اما در نهايت اين فرآيند CVD است كه به خاطر كنترل ساده ناخالصى و اندازه محصول براى تكنولوژى هاى الكترونيكى مناسب ترين خواهد بود.

فرآيند CVD با قرار دادن ذره بسيار كوچكى از الماس در خلأ آغاز مى شود. سپس گازهاى هيدروژن و متان به محفظه خلأ جريان مى يابند. در ادامه پلاسماى تشكيل شده باعث شكافته شدن هيدروژن به هيدروژن اتمى مى شود كه با متان واكنش مى دهد تا راديكال متيل و اتم هاى هيدروژن به وجود آيند. راديكال متيل نيز به ذره الماس مى چسبد تا الماس بزرگ شود. رشد الماس در تكنيك CVD، فرآيندى خطى است، بنابراين تنها عوامل محدودكننده اندازه محصول در اين روش بزرگى ذره ابتدايى و زمان قرار دادن آن در دستگاه است.

به گفته ديويد هلير (D.Hellier)، رئيس بخش بازاريابى كمپانى ژمسيس، «فرآيند HP HT نيز با ذره كوچكى از الماس آغاز مى شود. هر ذره الماس در محفظه هاى رشدى به اندازه يك ماشين لباسشويى، تحت دما و فشار بسيار بالا درون محلولى از گرانيت و كاتاليزورى فلزى غوطه ور مى شود. در ادامه تحت شرايط كاملاً كنترل شده اى اين الماس كوچك به تقليد از فرآيند طبيعى، مولكول به مولكول و لايه به لايه شروع به رشد مى كند.» گرچه جنرال الكتريك در توليد الماس ها به اين روش پيشگام است و الماس هاى ساخته شده با تكنيك HP HT را براى مصارف صنعتى به بازار عرضه مى كرد اما تا پيش از آنكه كمپانى ژمسيس با ساده سازى اين فرآيند امكان توليد نمونه هايى با كيفيت جواهر را فراهم كند، هرگز آن الماس ها به عنوان سنگ هاى قيمتى به فروش نرسيده بودند.

امروز هر دو كمپانى آپولو دياموند و ژمسيس الماس هاى جواهرى مى فروشند. اين الماس هاى «پرورشى» با قيمتى بسيار پايين تر از الماس طبيعى به فروش مى رسد. به گفته هلير «كمپانى ژمسيس از سال 2003 الماس هاى مصنوعى را با قيمت يك چهارم تا يك پنجم قيمت نمونه طبيعى به بازار عرضه مى كند كه از لحاظ رنگ، شفافيت، برش و قيراط مشابه سنگ هاى قيمتى طبيعى است. در واقع الماس هاى زينتى مصنوعى بخش كوچك و در عين حال پرسودى از صنعت الماس را تشكيل مى دهند. اين الماس هاى رنگى كه در مقايسه با همتاهاى بى رنگ شان فوق العاده كمياب و در نتيجه بسيار گران بها ترند با توجه به نوع ناخالصى ها در رنگ هاى گوناگون از قرمز و صورتى گرفته تا آبى، سبز و حتى زرد روشن و نارنجى توليد مى شوند. به گفته لينارس: «گرچه آپولو دياموند به زودى الماس هايى به رنگ آبى، صورتى و مشكى را عرضه خواهد كرد اما اين كمپانى با فروش الماس هاى بى رنگ مسير متفاوتى را در پيش گرفته است.» در واقع اين الماس ها مى توانند چنان كيفيت بالايى داشته باشند كه حتى ماشين هاى ساخته شده براى تشخيص سنگ هاى مصنوعى از طبيعى در تفكيك شان از يكديگر دچار مشكل شوند، همان طور كه امروزه برخى از بزرگ ترين الماس فروشان در صنعت نيز به زحمت از پس آن برمى آيند. شباهت فوق العاده نمونه هاى مصنوعى و طبيعى باعث شده است تا تاجران الماس براى تشخيص الماس هاى رنگى مصنوعى از سنگ هاى طبيعى دست به دامن آزمايشگاه هاى الماس بلژيك و ديگر نقاطى شوند كه به طور سنتى عهده دار تجزيه و تحليل و تاييد الماس ها از نظر بزرگى قيراط، رنگ و شفافيت هستند. به گفته جف ون روين (J.Van Royen)، يكى از فيزيكدانان شوراى عالى الماس آنتورپ «وظيفه ما حمايت از انجمن هاى الماس با يافتن شيوه هايى براى شناسايى الماس هاى مصنوعى و دست كارى شده است و با تكنولوژى فعلى مان كاملاً مطمئن هستيم كه مى توانيم از پس اين كار بر بياييم. اما با پيشرفته تر شدن تكنولوژى هاى رشد و دستكارى الماس، اين تكنولوژى فعلى ديگر ابزار مطمئنى نخواهد بود.»

آزمايشگاه آنتورپ و چند تايى ديگر در سراسر جهان براى تشخيص الماس هاى مصنوعى به طور عمده از دو نوع دستگاه استفاده مى كنند. در دستگاه نوع اول با تابش نور به الماس مشخصات طيفى نور جذب يا ساطع شده تجزيه و تحليل مى شود. اگر نشانه هايى از الماس مصنوعى مشاهده شد، آزمايشگاه دستگاه دوم را به كار مى گيرد كه اين دستگاه براى آشكار ساختن ساختار درونى كريستال از نور فرابنفش استفاده مى كند. به گفته ون روين «اين دستگاه ها نقص هاى موجود در الماس را حتى در مقياس ميكروسكوپى يا اتمى نيز بررسى مى كنند. ما در اينجا ساختار هاى رشد الماس را بررسى مى كنيم.» در واقع الماس ها نيز درست مثل درختان داراى حلقه هاى رشدى در اطراف هسته درونى هستند. الماس هايى كه در آزمايشگاه توليد يا براى تغيير رنگ دستكارى شده باشند، ساختار رشد متفاوتى از خود نشان مى دهند. بنابراين با اينكه آزمايشگاه ها با استفاده از اين دستگاه ها قادر به تشخيص الماس هاى مصنوعى از طبيعى هستند اما نگرانى عمده در صنعت الماس جايى است كه افراد بدون اين دستگاه ها توانايى تشخيص سنگ هاى مصنوعى را نخواهند داشت. به گفته ون روين «بيشتر مشترى يا حتى جواهرفروشان قادر به بيان تفاوت اين دو نمونه نيستند. با اينكه صنعت الماس هيچ مشكلى با الماس هاى مصنوعى ندارد، آنها مصرانه مى خواهند كه اين نمونه هاى مصنوعى به روشنى برچسبى داشته باشند تا مشترى نسبت به آنچه خريدارى مى كند كاملاً مطلع باشد.» بنا به اظهارات هلير و لينارس هر دو كمپانى ژمسيس و آپولو دياموند در تلاش اند تا اعتبار سنگ هاى پرورشى شان را تضمين كنند. براى مثال روى تمام الماس هاى پرورشى بزرگ تر از يك چهارم قيراط كمپانى ژمسيس، اسم كمپانى و شماره سريالى انحصارى با ليزر حك شده است. همچنين تمام سنگ هاى بزرگ تر از يك قيراط همراه با تاييد نامه رسمى از آزمايشگاه جواهر شناسى اروپا عرضه مى شود. اما به اعتقاد ون روين هنوز اين پرسش باقى است كه آيا تمام توليد كنندگان الماس لزوماً با وجدان هم خواهند بود. به گفته وى «در پايان انتظار داريم الماس هاى مصنوعى جايگاه مخصوص به خودى در بازار را پيدا كنند.» برخى ديگر از دست اندركاران صنعت الماس نيز ديد بهترى نسبت به اين سنگ هاى پرورشى دارند. به گفته مارتين راپاپورت (M.Rapaport)، رئيس گروه راپاپورت، شبكه اى از كمپانى هاى درگير در صنعت الماس «از چشم انداز سياست عمومى، انواع بيشتر محصول، انتخاب هاى بيشتر، قسمت هاى متنوع و رقابت يعنى بازار بهتر. در واقع اين شانس منطقى است كه بتوانيم در آينده اى قابل پيش بينى ابعاد صنعت الماس را دو برابر كنيم.» لينارس معتقد است سرانجام اين ميزان فروش سنگ هاى قيمتى است كه تنها وسيله پايان بخش به اين جدل خواهد بود و بازدهى هاى بزرگ در دل تكنولوژى هاى صنعتى است.

دورنماى الماس

ويژگى هاى ذاتى الماس خالص مثل نارسانايى و رسانايى الكتريكى فوق العاده و نيز عنوان سخت ترين و مقاوم ترين ماده شناخته شده در جهان، آن را تبديل به ماده طبيعى مناسبى براى كاربرد هاى صنعتى و الكترونيكى كرده است. به گفته جيمز باتلر «در پنجاه سال آينده تحقيقات شيميايى الماس در آزمايشگاه تحقيقاتى نيروى دريايى ايالات متحده احتمالاً منجر به ظهور لوازم الكترونيكى نوينى خواهد شد كه به راحتى جاى سيليكون به عنوان گزينه اى براى نيمه رساناها را اشغال مى كند. به عنوان برخى از كاربرد هاى عملى الماس مى توان به موارد زير اشاره كرد:

- لوازم الكترونيكى ولتاژ و توان بالا مثل ترن هاى سريع السير.

- دستگاه هاى فركانس بالا مثل رادار هاى پرقدرت و ايستگاه هاى مخابراتى سلولى.

- دستگاه هاى ميكرو و نانو الكترو مكانيكى مثل ساعت ها و فيلتر هاى تلفن هاى سلولى.

- محاسبات كوانتومى مثل موارد مورد نياز در ارتباطات امن.

- آشكارساز پرتو هاى پرانرژى مثل پرتو سنج هاى پزشكى.

- اپتيك و ليزر هاى پرقدرت مثل آنچه در كابل و خطوط تلفن يا پنجره شاتل هاى فضايى به كار مى رود.

- الكترود هاى الماسى مقاوم به خوردگى كه مى تواند محيط هاى آلوده را پاك كند.

منبع :www.sharghnewspaper.com

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

گيوم گراله

ترجمه: ع . فخرياسرى
آشكار ساختن ساختار ژنتيك و كشف منشاء استيكى كه جلوى ما گذاشته اند تا نوش جان كنيم...اتحاد الكترونيك و بيولوژى مى تواند حيطه هاى متنوعى چون پزشكى، علوم تغذيه، يا علوم دفاعى را دستخوش انقلاب سازد. سرعت پيشرفت ما آنچنان زياد است كه خطر زير پا گذاشتن اخلاقيات واقعاً وجود دارد.

گرى هوپر عضو انجمن بيوتكنولوژى كه كارهاى ميليون دلارى برعهده دارد، با صداى خشن، عينك كوچك هيئت كالين پاول خطاب به همكارانش كه همگى مثل او قدشان حدود دو متر است، مى گويد: «بچه ها، بجنبيد! اگر اين كار را نكنيم، چينى ها جاى ما خواهند كرد!» اين خطر را وجود يك مشت از صاحبان صنايع داروسازى كه سخنرانى هاى رمزى و در لفافه شان مدت ها به درازا مى كشد، به خوبى نشان مى دهد. بر روى صندلى هاى اين سالن كه در سال هاى پايانى سده پيش در ميدان اتحاد واقع در قلب سانفرانسيسكو ساخته شد، در پشت پرده هاى سنگين و به رنگ قرمز آتشين آن، اين مردان پنجاه، شصت ساله به ناگهان از انديشه آهسته تر كردن سرعت پيشرفت تراشه هاى زيستى به خشم مى آيند. اينجا صحبت از سيليسيم _ همان ماده اى كه سيم هاى تلفن نيز از آن ساخته مى شوند _ است كه يك رشته DNA (يا رمز حيات) بر روى آن قرار داده مى شود. تراشه اى كه بزرگ تر از نصف يك دانه شكر نيست قادر به كارهايى است _ از پزشكى تا كشاورزى و علوم زيبايى _ كه ديوانه كننده اند.

اين مجموعه سحرآميز، آميزه اى از بيولوژى و الكترونيك، درصدد زير و رو كردن آن چيزى است كه بيوتكنولوژى خوانده مى شود. علمى كه قرار است انقلابى در زندگى ما پديد آورد ... ولى چگونه؟ چيز زيادى نمى دانيم. با اين حال، ماتما كاليكورا تحليلگر موسسه «فراست و ساليوان» مطمئن است كه تا ده سال ديگر اين ابتكار بازارى بزرگ تر از 10 ميليارد دلار را به روى ما خواهد گشود. گام هاى اوليه صنايعى چون هيولت _ پاكارد، موتورولا و آى بى ام تنها آغاز اين راه است.

در واقع اين انديشه چندان جديد نيست. تراشه هاى زيستى در واقع حاصل ازدواج (كه مسلماً قدرى ديرهنگام بود) دو كشف قديمى است كه بيش از 50 سال عمر دارند. كارهاى جيمز واتسون و فرانسيس كريك _ برندگان جايزه نوبل در رشته فيزيك در سال 1962 _ در حقيقت به سال 1953 بازمى گردد. در اين سال دو پژوهشگر مولكول DNA (كه تعيين كننده وراثت ژنتيك هستند) را كشف كردند. مولكول DNA تشكيل شده از دو رشته كه ساختمانى مى سازند كه بر روى خويش مى پيچد و هر يك از اين دو رشته قرينه آن ديگرى است. در همين زمان تراشه الكترونيك كه توسط راديوسازان در ساختمان ترانزيستورها به كار مى رفت، براى نخستين بار ساخته شد. تنها كارى كه باقى مانده بود، ازدواج فرخنده اين دو پديده نوين بود و استفن فودور، زيست شناس از دانشگاه پرينستون، اين كار را انجام داد. انديشه وى بسيار ساده بود: از آنجا كه هر رشته DNA از يك رديف رمز تشكيل شده كه با دوقلوى خويش به صورتى كاملاً قرينه يكى مى شود لذا كافى است كه يك رشته تنها را بر روى تراشه اى قرار دهيم، در اين صورت به محض مواجه شدن آن با دوقلويش صدور يك پيام فلورسانت را تحريم خواهد كرد كه سپس كامپيوتر مى تواند آن را دريافت كند. اين تمام جادوى ازدواج فرخنده تكنولوژى هاست: تبديل يك واكنش زيستى به سيگنال الكترونيك. اين انديشه فى البداهه بسيار جالب بود و بار ديگر در سال هاى دهه ،1990 زمانى كه «پروژه ژنوم انسان» براى يافتن ژنوم كامل انسان به اوج رسيد، مطرح شد. از آن زمان هيچ رازى در اينكه تراشه معجزه خواهد كرد، نبود...

نقشه ژنتيك شما فقط به قيمت 300 دلار

در ابتدا اين واقعيت به ويژه براى جهان پزشكى شگفتى آور بود كه با استفاده از چنين ابزارى مى توان تشخيص ها را بدون اشتباه و به نحوى بى سابقه داد. دپارتمان زيست شناسى مولكولى در دانشگاه دوك (كاروليناى شمالى) در اين ميان به موفقيت هايى نائل شد. يكى از پروفسورها، تحقيقاتى را بر روى بيمارى كه مشكوك به ابتلا به سرطان بود، انجام داد. نمونه خونى كه به كمك يك تراشه زيستى از بيمار گرفته شد، اين امكان را داد كه ظرف كمتر از ده دقيقه ساختمان ژنتيك بيمار به دست آيد و پزشك بلافاصله توانست تصميم بگيرد كه از چه درمانى استفاده كند. جلوگيرى از اتلاف وقت كه در اينجا بى اندازه ارزشمند است. هنوز هم پس از گذشت پنج سال از آن رويداد مهم، چنين تشخيصى مى تواند يك آزمايشگاه كامل را به مدت چندين روز به تكاپو اندازد. بازار جديدى متولد شده: تاكنون چندين موسسه پيشنهاد كرده اند كه نقشه ژنتيك آدم ها را به 300 تا 500 دلار در اختيارشان قرار دهند. موسسه ايسلندى DeCode Genetics در يخچال هايش ژن هاى حدود بيست بيمارى مهم، از جمله شيزوفرنى را در اختيار دارد. در فرانسه انستيتو BioMe ,rieux روى سرطان كار مى كند.

تراشه هاى زيستى كه خود را با بيمارى ها و درمان آنها شناسانده اند، مى توانند به علاوه خطرناك نيز باشند، چه امروز ژن هايى كه نماينده بيمارى هايى هستند، شناخته شده اند. شركت AFFymetrix در كاليفرنيا، جزء نخستين موسساتى بوده كه تراشه هاى زيستى را پذيرفت و اكنون بدين كار مشغول است. يكى از كاركنان اين شركت مى گويد: «تراشه هاى ما براى كنترل كردن تركيب مواد غذايى اند، در واقع براى آنكه ببينيم غذاى روبه روى ما كه گوشت گاو يا ماهى معرفى مى شود، همان است كه از آن انتظار داريم.» براى انجام اين پروژه شركت مذكور نياز به حمايت جامعه آمريكا دارد و شريك فرانسوى اش BioMe ,rieux نيز يكى يكى ژن هايى را كه بازسازى مى كند در اختيار آن قرار مى دهد و چه بازارى! اين ابزار بسيار كوچك معجزه گر قادر است تا 30 نوع گوناگون مهره داران را شناسايى كند. حتى مى تواند حيوانات را براساس جنس (پستانداران، پرندگان و ماهى ها) يا نوع (ماكيان، گوسفند، خوك، كبك، ماهى قزل آلا) شناسايى كند و حتى از ميان جوندگان موش را تشخيص دهد. دانشمندان فكر همه چيز را كرده اند!

ولى قضيه به اينجا ختم نمى شود: تراشه هاى زيستى از گذشته حيوان نيز ما را آگاه مى كند. طبق قوانين فرانسه و اروپا غذايى كه به چهارپايان داده مى شود، نبايد منشاء حيوانى داشته باشد. توماس اشلوم برگر رئيس شركت با فرانسه شكسته بسته اى مى گويد: «شما در فرانسه وقتى كه صحبت از گاو مى كنيد، به دادن اين عنوان به حيوان مطمئنيد.» با استفاده از اين تكنولوژى مى توان از يك دانه برنج پى برد كه چه نوع كود شيميايى به آن داده اند و اينكه تحت تغيير و تبديلات ژنتيكى قرار گرفته يا خير ... يك كين واقعى. جنگ اطلاعات زيست شناسى آغاز شده است.

پارك منلو در حومه پالوآلتو راهروى ورودى با كپى تابلوى «مطالعه رنگ ها» اثر كاندينسكى (1913) تزئين شده اند. پژوهشگران باذوقند، آيا به همين اندازه بااستعداد نيز هستند؟ اين موسسه كه در سال 1997 از سوى شيمى دان آلكس زافارونى (مجله Forbes را به ياد قهرمان فقيد اسكاتلندى، جيم كلارك بيوتكنولوژى نام نهاده) بنيانگذارى شده به كاربرد به كلى جديدى از تراشه هاى زيستى مى پردازد: رديابى اشيا. اوگوست مورتى 50 ساله كه اصلاً نيويوركى است و بيش از نيمى از عمرش را در بخش زيست شناسى گذرانده اكنون به فروش تراشه هاى زيستى سنتى _ كه در واقع فعاليت اصلى موسسه را تشكيل مى دهد - مشغول است. اين بار او فكر مى كند، كسب و كار خوبى خواهد داشت. به تازگى يكى از مارك هاى بسيار شيك و گرانقيمت به وى مراجعه كرده و از نمونه هاى تقليدى كيف هاى چرمى اش كه از چرم نژاد خاصى از گاوهاست، شاكى است بايد ديد كيف هاى چرمى تقليدى در رمز ژنتيك چه تفاوت كم وبيش اندكى با چرم اصيل دارند. مورتى تنها يك كار جزيى مى كند. وى «اثر انگشت» چرم اخير را بر روى يك تراشه زيستى قرار مى دهد و هر بار كه كيف هاى وارداتى سوءظن مأمور گمرك را برمى انگيزند، كافى است «اثر انگشت» آنها با آنچه كه به عنوان نمونه موجود است مقايسه شود.

بخش خصوصى تنها كسانى نيستند كه در اين ميان منتفع مى شوند، بلكه دولت نيز مى تواند از ثمرات اين تكنولوژى بهره مند شود. بر روى تپه ماهورهاى پوشيده از درختان انگور در كاليفرنيا هزاران نفر از پژوهشگران در آزمايشگاه لارنس ليومور كه در سال 1952 به بزرگداشت مخترع سيكلوترون به نام وى ناميده شد، مشغول كارند. در سالن هاى فوق سرى اين آزمايشگاه _ كه حتى مشاهده آنها توسط افراد خارج از آزمايشگاه مستلزم داشتن اجازه كتبى مقامات است _ پژوهشگران بر روى روش هاى مقابله با ميكروب سياه زخم مطالعه مى كنند. اين پودر كه مقامات و كنگره را در آمريكا پس از 11 سپتامبر سال 2001 اينچنين وحشت زده كرده، در واقع چيزى جز يك آنزيم نيست. با اين حال به بركت وجود و ساخت تراشه هاى زيستى مناسب به راحتى مى توان آن را شناسايى كرد.

اما كار به اينجا ختم نمى شود. در پايان سال 2003 پنتاگون اعتبارى به مبلغ بيش از 2 ميليون دلار را در اختيار گروهى در دانشگاه ويرجينيا قرار داد كه از جمله گيرنده هاى بسيار كوچكى را بر روى پوست سربازان داوطلب پيش از آغاز جنگ پيوند زند. اين ترموستات هاى واقعى سلامتى سربازان، علاوه بر اندازه گيرى ميزان آنتى كر (ضد باكترى يا سموم) بدن آنها اين امكان را نيز به وجود مى آورد كه به صورت شناسنامه هاى ژنتيكى آنها عمل كنند. اين كمك ذى قيمتى به جراحانى است كه ناچارند سربازان را در همان حالت بيهوشى و بى خبرى تحت عمل جراحى قرار دهند. كاربردهاى ديگرى كه براى اين وسيله ارزشمند متصور است، از اين قرارند: سربازانى كه در بيابان گم مى شوند و به واحه اى مى رسند، مى توانند تراشه را در تماس با آب قرار دهند و دريابند كه آب آلوده (مثلاً بقاياى ناقلان ويروس سرخك) است يا خير. علاوه بر ميدان هاى نبرد، تراشه هاى زيستى كاربردهايى نيز در فضا دارند.

ناسا كه يكى از شركاى برنامه دانشگاه ويرجينياست، درصدد است فضانوردان خويش را مجهز به چنين تراشه هايى سازد كه بتواند از هيوستون سطح قند خون فضانوردان در مأموريت را اندازه گيرى كند. در كاپ كاناورال تاكيد مى شود: «اين برنامه را با ميل و علاقه دنبال مى كنيم. همه اينها چراغ سبزى است براى توليد انبوه تراشه هاى زيستى.»

در ورودى AFFymetrix كه در 20 كيلومترى سمت كاليفرنيا قرار دارد، نوشته اى از طلا _ كه يادآور دوران هجوم براى يافتن رگه هاى طلا در زمان هاى گذشته است _ ما را باخبر مى سازد كه ده سال از ساختن آن گذشته است. ولى گويى اينجا آغاز و پايان جهان است. براى آنكه به اين عمل ضدعفونى شده و عارى از ميكروب پا گذاريد، مدير آنجا براد كريگر از شما مى خواهد كه وارد سالنى شويد كه همزمان سى تايى هواكش بسيار كوچك شما را تحت بمباران هواى تصفيه و فرآورى شده قرار مى دهند. تنها چيزهايى كه مى توانيد با خود داشته باشيد، عبارتند از يك كوله پژوهش بر دوش، يك چراغ قوه، شماره تلفن هاى اشخاصى كه در موارد ضرورى مى توانيد با آنها تماس بگيريد و صحنه هاى تماشايى از اينجا آغاز مى شوند.

جنگ قيمت ها در پيش است

جالب ترين قسمت داستان در سالنى اتفاق مى افتد كه بسيار تحت نظر است. در اينجا يخچال هاى بزرگى قرار دارند كه تورهايى از آن حفاظت مى كنند. در داخل اين گاوصندوق هاست كه موسسه ردياب هايى از جنس DNA خود را ذخيره كرده است. رشته هاى تكى DNA وجود دارند كه سطح گلوكز را تعيين مى كنند. نوعى سفارش كاركنان سفارش هزاران DNA از مشتريان دريافت مى كنند كه آنها را به كمك روبوت ها بر روى صفحات شيشه اى رشته بسيار كوچك نگهدارى مى نمايند. اين تراشه هاى زيستى كه هركدام يك در يك سانتيمتر ابعاد دارند، مى توانند چندين هزار ردياب را در خود داشته باشند.

يك بازار واقعى كه جاى خود را در بورس هم باز كرده است: افى متريكس سالانه چندين صد هزار تراشه مى فروشد. استيوم لومباردى يكى از اعضاى گروه، در حالى كه تراشه اى به ابعاد دو سانتيمتر را بين انگشتان اشاره و شست خويش نگه داشته بر روى صندلى راحتى اش نشسته و در صورتش احساس رضايت يك كهنه كار به خوبى ديده مى شود. وى در گذشته به صورت دستى و با پيپت تشخيص هايش را صورت مى داد. ولى امروز كار به روشى بسيار پيشرفته صورت مى گيرد، موسسه اى كه مشغول كار است شبانه روز 24 ساعت و در هفت روز هفته فعاليت مى كند. «ما كم كم داريم به صورت اينتل اين صنعت در مى آييم: تراشه هاى ما در انبوهى از تكنولوژى در آينده ديگر به چشم نخواهند آمد.»

با اين حال افى متريكس ناچار به مبارزه كردن است چرا كه كاليفرنيا در اين ميان تنها نيست. ديگرانى هستند كه به سرعت پيش مى روند. مثلاً در فرانسه داباگ در قطب ژن اورى (اسون) در آغاز راه است. در چين چندين صد پروژه كه در ابتدا با تزريق ده ها ميليون دلار از سوى دولت كار خود را شروع كردند، اكنون اندك اندك مستقل مى شوند. علاوه بر اين ما شركت هاى بزرگى چون جنرال الكتريك، موتورولا، آى بى ام، ابزارهاى تگزاس، كورنينگ، هيتاچى- كه در ساخت «مركز حياتى» عظيم هنگ كنگ مشاركت دارد و حتى فيليپس هم گام در اين راه گذاشته اند- همه اينها آماده وارد شدن در بازارند.

سرسخت ترين آنها Agilent نام دارد. اين موسسه واقع در پالوآلتو جايگاه دوم را در اين بخش به خود اختصاص داده است. دارين سولومون معاون رئيس موسسه مى گويد: «ما سال گذشته 15درصد رشد را به ثبت رسانديم.» در واقع اين موسسه متكى به هيولت پاكارد است. (هيولت پاكارد پيش از استقلال آن را به وجود آورد) كه با 142000 كارمند داراى قدرت واقعى است Agilent كه سالانه بيش از يك ميليارد دلار خرج تحقيقاتش مى كند، امروز آزمايشگاه كاملى را بر روى يك تراشه به بازار آورده كه 20 هزار ژن در آن جاى دارد. تازه واردى كه ميدان نبرد را- كه شرط ضرورى موفقيتش است- داوطلبانه و بدون برخوردار شدن از امتيازات پذيرش صلح ترك گويد، چيزى نصيبش نمى شود. تراشه ها هنوز گرانند و گاه تا چندين ده دلار قيمت دارند. افى متريكس براساس آمار و ارقام افتخار مى كند كه از سال 1996 قيمت ها را بسيار پايين آورده، در آن سال قيمت يك تراشه فراتر از 200 دلار بوده گرچه هنوز هم براى فروش به عموم مردم قدرى گران است. براى پايين آوردن قيمت هيچ راهى بهتر از تغيير روش توليد نيست. توليد كننده آمريكايى فيبرهاى نورى- كورينگ ماده اى از شيشه ساخته كه داراى هزاران حفره بسيار كوچك است كه ردياب هاى DNA در داخل آنها جاى مى گيرند. به گفته شركت مذكور، با اين ماده جديد در هر دقيقه بيشتر از سابق مى توان تراشه توليد كرد و بدين ترتيب هزينه هاى توليد را كاهش داد.

تب جمع آورى و ثبت اطلاعات

حتى در شرايط ارزانى، مشكلات ديگرى در پيش پاى تراشه هاى زيستى قرار دارند، چه رشته هاى DNA مسائل و موضوعات بسيار جدى پيرامون اخلاقيات را به پيش مى كشند. اولين آنها برملا كردن، مثل دستكارى اطلاعات محرمانه خصوصى است. چگونه مى توان اين بانك هاى عظيم اطلاعاتى را كه هزاران اطلاعات راجع به تنوع ژنتيك را گرد آورده اند، كنترل كرد؟ در انگلستان بيوبانك اين كشور نمونه هايى از DNA 500 هزار داوطلب را جمع آورى كرده است. آيا روزى سناريوى فيلم آمريكايى «خوش آمديد به گاتاكا» كه در آن اوما تورمن عاشق اتان هاوك به وى كمك مى كند تا از چنگال يك دولت پليسى كه در آن موفقيت نه از كار يا دانش بلكه از رمز DNA افراد حاصل مى شد بگريزد، به واقعيت نخواهد پيوست؟ اين تب حتى به كانادا نيز راه يافته، در اينجا هشت ماه است كه پروژه غول آساى كارتاژن مشغول جمع آورى و ثبت اطلاعات مربوط به بيمارى هاست، اطلاعاتى كه به آسانى در اختيار بخش خصوصى قرار گيرد و اما استونى، دو سال است كه سرسختانه سياست فناورى پيشرفته را در پيش گرفته و اين انديشه جاه طلبانه را در سر دارد كه اطلاعات ژنتيك تمام شهروندان خويش _ و نه فقط بيماران _ را جمع آورى كند. ولى اين همراهى، بسيار مهم _ جذاب ولى به همان اندازه نگران كننده _ انسان و الكترونيك است كه همه را نگران مى كند و به گفته گلن مك گى مسئول مسائل و موضوعات اخلاقى در دانشگاه پنسيلوانيا: «انسان همان احساس نگرانى را دارد كه در نخستين روزهاى كلون هاى ژن ها (بازسازى و كشت ژن ها در محيط مصنوعى) داشت، احساس اينكه نمى داند بالاخره كار به كجا ختم مى شود.» وى اخيراً كتابى تحت عنوان «آن سوى علم ژنتيك» منتشر كرده كه در آن شديداً به وضع موجود كه در آن عموم مردم از كمبود اطلاعات و آگاهى رنج مى برند خرده گرفته است: «زمان آن فرا رسيده كه پس از اين همه سال تحولات بى سروصدا بالاخره در جعبه سحرآميز را بگشائيم…»

ولى تهاجم ژن ها به دنياى الكترونيك قصد از پاى ايستادن را ندارد. موسسه وايزمن نخستين كامپيوتر براساس DNA را به راه انداخته است. اين كامپيوتر كه بسيار كوچك تر از كامپيوترهاى معمولى است، احتمالاً پس از توليد انبوه بسيار ارزان تر خواهند بود. ولى در عين حال و به خصوص بسيار قدرتمندتر: داده ها در اين كامپيوتر بر پايه چهار فرآورى مى شوند (الفباى ژنتيك از چهار رمز تشكيل شده است: A براى آدنين، T براى تيمين، C براى سيتوزين و G براى گوانين) و نه برپايه دوتايى (0 و 1) همچون كامپيوترهاى كلاسيك چهار در برابر دو: طرفداران اين كامپيوترها لاف مى زنند كه قدرت آنها چهار برابر افزايش مى يابد. يك مثال؟ مايا، نخستين كامپيوتر DNA تمام بازى هاى tic-tac-toe (بازى با شركت دو حريف كه هر يك سعى مى كند سه حرف را به صورت افقى، عمودى، يا مورب زودتر از آن ديگرى به صورت يك رديف قرار دهد [در ايران بازى مشابه به نام «دوز بازى» از قديم رايج بوده است]) را بى برو و برگرد مى برد، در حالى كه كامپيوترهاى امروزى از هر ده مورد بازى تنها شش مورد شانس برملا شدن از حريف انسانى را دارند…

سخن آخر

در فرانسه فعاليت تراشه «كميسارياى انرژى اتمى» 40 نفر پرسنل در ژنوپل دورى (Genopole D,Evry) دارد و مى تواند سالانه 10 هزار تراشه DNA توليد كند. بانك ژن هاى انسانى آن كه در پايان ماه آوريل تكميل شده، هم اكنون بيش از 25 هزار ژن (رديف پياپى باز هاى آلى تشكيل دهنده مولكول DNA) را در اختيار دارد.

Express,Jul.2004

منبع :www.sharghnewspaper.com

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

ريشه لغوي

لغت ammeter از كلمه amper مشتق شده است. توجه كنيد كه حرف P در كلمه amper حذف شده است و فقط دو حرف اول اين كلمه در لغت ammeter بكار رفته است.

ما نمي‌توانيم الكترونها يا پروتونها را ديده يا لمس كنيم. به همين دليل نمي‌توانيم آنها را بشماريم. در نتيجه به ابزاري احتياج داريم تا بتوانيم آنها را بشماريم. شدت روشنايي لامپ مشخصاتي از شدت جريان را به ما نشان مي‌دهد، ولي دو نقص اصلي دارد. اول اينكه نمي‌تواند شدت جريان را در واحدي كه به آساني قابل يادداشت و مقايسه با اندازه گيري شدت جريان در محلها و زمانهاي ديگر است، اندازه بگيرد. همچنين در شدت جريانهاي معين مي‌توان از آن استفاده كرد. اگر مقدار شدت جريان خيلي كم باشد، لامپ روشن نمي‌شود و اگر شدت جريان خيلي زياد باشد، لامپ مي‌سوزد. براي رفع نقص اول به ابزاري احتياج داريم كه به ما نشان دهد، چند آمپر (چند كولن الكترون در هر ثانيه) در مدار جريان دارد. دستگاه مخصوصي كه اين اندازه گيري را انجام مي‌دهد، آمپرمتر (ammetr) ناميده مي‌شود.

طرز كار آمپرمتر

آمپرمتر مقدار شدت جرياني را كه از آن مي‌گذرد، بوسيله يك عقربه كه در روي صفحه درجه بندي شده حركت مي‌كند، نشان مي‌دهد. ميزان انحراف عقربه آمپرمتر با تعداد الكترونهايي كه از اين دستگاه مي‌گذرند، نسبت مستقيم دارد. يعني نشان مي‌دهد كه چه مقدار بار الكتريكي در ثانيه از آن عبور مي‌كند.

طرز استفاده از آمپرمتر

آمپرمتر از خيلي جهات شبيه كنتور آب است كه ميزان آب مصرف شده منازل را اندازه مي‌گيرد. هر دو دستگاه (آمپرمتر و كنتور آب) بايد طوري در مدار قرار گيرند كه جريانهاي الكتريسيته و آب از آنها بگذرد، تا بتوان شدت جريان را اندازه گرفت. تمام آبي كه از لوله اصلي وارد خانه مي‌شود، بايد از كنتور آب عبور كند. آمپرمتر نيز بايد طوري قرار گيرد كه تمام جريان الكتريسته از ان بگذرد، تا بتوان تمام شدت جريان الكتريكي را بوسيله آن اندازه گرفت. اين نوع اتصال را اتصال متوالي يا سري مي‌گويند. يعني اجزا تشكيل دهنده مدار در يك خط مستقيم (يك مسير هدايت كننده) به يكديگر اتصال دارند.

مراحل قرار دادن آمپرمتر در مدار

براي قرار دادن آمپرمتر در مدار متوالي به ترتيب زير عمل كنيد.

1. نيروي خارجي را كه به مدار وارد مي‌شود، قطع كنيد.

2. آن قسمت از مدار را كه آمپرمتر در آن قرار دارد، باز كنيد يا ببريد.

3. انتهاي مثبت آمپرمتر را به سيمي كه به قطب مثبت پيل مي‌رود، وصل كنيد.

4. انتهاي منفي آمپرمتر را به سيمي كه به قطب منفي پيل مي‌رود، وصل كنيد.

مراحل 4 , 3 (كه عبارتند از انتقال مثبت به مثبت ، منفي به منفي) را دقت در پلاريته مي‌نامند و اين امر مهم است. زيرا دستگاه اندازه گيري آمپرمتر شدت جريان را در يك جهت نشان مي‌دهد. اگر دستگاه اندازه گيري را بطور عكس در مدار قرار دهيم، چون جريان در جهت عكس (كه مناسب آمپرمتر نيست) از آن مي‌گذرد و انحراف عقربه بوجود مي‌آيد كه باعث شكسته شدن يا خم شدن آن مي‌گردد. فيش قرمز را به جك قرمز آمپرمتر و فيش سياه را به جك سياه در بالاي آمپرمتر وصل كنيد.

خطاي دستگاه اندازه گيري (Meter Tolrances)

بايد توجه داشت كه در يك مدار معين آمپرمترهاي مختلف ، اندازه شدت جريان را با كمي اختلاف نشان مي‌دهند. اين امر بدان دليل است كه مقداري از انرژي كه در مدار جريان دارد، براي بكار انداختن آمپرمتر مصرف مي‌شود و همه آمپرمترها هم يكسان نيستند. همچنين به علت اختلافي كه در ساختمان آمپرمتر و تلف شدن انرژي وجود دارد، شدت جرياني را كه در روي آمپرمتر مي‌خوانيد، تقريبي است. دستگاه اندازه گيري درست است كه حدود خطاي آن 0± در صد اندازه واقعي باشد. يعني اگر شدت جريان اصلي 100 آمپر باشد، روي دستگاه آمپرمتر حدود 9 تا 10 آمپر را مي‌خوانيد.

بكار بردن آمپرمتر

1. يك آمپرمتر ساده را برداريد. در انتخاب دستگاه اندازه گيري دقت كنيد كه شدت جريان مدار نبايد بيش از حد تعيين شده براي اندازه گيري باشد. زيرا آمپرمتر بر حسب درجه بندي خود ، شدت جريانهاي معيني را مي‌تواند اندازه بگيرد. در مورد اين آزمايش مي‌توانيد فرض كنيد كه آمپرمتر داراي توانايي كافي براي اندازه گيري شدت جريان مي‌باشد.

2. فيش قرمز را به جك قرمز و فيش سياه را به جك سياه وصل كنيد.

3. مطمئن شويد كه به مدار انرژي داده نمي‌شود. كليد مدار بايد باز باشد (به خاطر حفظ جان خود هيچگاه سعي نكنيد كه آمپرمتر را در مداري كه انرژي الكتريكي در آن جريان دارد قرار دهيد).

4. با جدا كردن سيم رابط بين T2 و T1 مدار را باز كنيد. با قرار گرفتن آمپرمتر بين اين دو نقطه مدار كامل مي‌شود.

5. با رعايت پلاريته ، فيش سياه را به T1 و فيش قرمز را به T2 وصل كنيد. اگر پلاريته مناسب در نظر گرفته نشود، عقربه آمپرمتر به طرف چپ منحرف شده و اين عمل موجب خرابي دستگاه اندازه گيري خواهد شد.

6. كليد مدار را ببنديد و درجه‌اي را كه آمپرمتر نشان مي‌دهد بخوانيد. هميشه از روبرو به صفحه درجه بندي شده آمپرمتر نگاه كنيد و هيچوقت تحت هيچ زاويه‌اي درجه آمپرمتر را نخوانيد.

7. درجه‌اي را كه خوانده‌ايد، يادداشت كنيد.

8. كليد مدار را باز كنيد.

منبع : دانشنامه رشد

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

 
آموخته ايم كه ماده سه حالت جامد ، مايع و گاز دارد كه به تازگي هم دو حالت ديگر به آن اضافه شده است. جامدات شكل خاصي دارند، يعني مولكولهاي آنها موقعيت خاصي نسبت به يكديگر داشته و نمي توانند آزادانه به هر سو حركت كنند . ولي مولكول هاي مايعات چنين قيدي نسبت به هم ندارندو در كل حجم آن در حركت اند . كريستالهاي مايع موادي هستند كه ظاهر مايع دارند، اما مولكولهاي آنها آرايش خاصي نسبت به يكديگر دارند ، درست مانند جامدات كه در شكل هم به راحتي ديده مي شود. به همين دليل كريستال مايع خصوصياتي شبيه به مايع و جامد داشته و به همين دليل با چنين اسم متناقضي خوانده مي شوند . اين مواد به شدت به دما حساس اند و اندكي حرارت لازم است تا آنها را به مايع واقعي درآورد و يا اندكي سرما تا به معمولي تبديل شود. به همين دليل است كه LCD ها در مقابل تغييرات دما عكس العمل نشان داده و به عنوان دماسنج طبي استفاده مي شوند . جالب اين است كه به دليل همين حساسيت نمي توان از كامپيوترهاي كيفي يا نظاير آن در هواي بسيار سر و يا مثلاً در آفتاب داغ ساحل دريا استفاده كرد . در اين وضعيت معمولاً LCD ها عكس العمل هاي عجيب و غريبي از خود نشان مي دهند .

انواع مختلفي از مواد شناخته شده اند كه در دماي معمولي چنين خصوصياتي دارند. اما دسته اي از آنهاهستند كه به جريان الكتريسيته هم حساس هستند و مولكولهاي آن متناسب با جريان برق ورودي مي چرخند و تغيير زاويه مي دهند . اين خصوصيت عجيب اثر جالبي هم دارد. وقتي نور از درون يك كريستال مايع اين چنين عبور كند، پلاريزاسيون يا قطبش آن هم جهت با مولكولهاي كريستال مي شود . از همين خاصيت براي LCD ها استفاده شد. با اين توضيح كه چون كريستالهاي مايع شفاف و هادي الكتريسيته هستند ، به راحتي مي توان آنها را در جريان الكتريسيته قرار داد و نور را از آن عبور داد. براي اين كار به جز كريستال مايع به 2 تكه از اين شيشه پلارويد يا قطبشگر هم نياز است. احتمالاً اين شيشه ها را ديده ايد. اگر دو تكه از اين شيشه ها را روي هم قرار دهيد. نور به راحتي از آن عبور مي كند . اما وقتي يكي از آنها را 90 درجه نسبت به ديگري بچرخانيد ، ديگر نور رد نمي شود . اين اتفاق به اين دليل روي مي دهد كه هر شيشه نو را فقط در جهت خاص محور خود عبور مي دهد . اگر دو شيشه هم محور باشند نور به راحتي عبور مي كند اما اگر محورها با هم زاويه 90 درجه داشته باشند نور رد نخواهد شد

براي ساخت LCD دو شيشه پلارويد را با 90 درجه اختلاف نسبت به يكديگر قرار مي دهند و يك كريستال مايع بين آنها مي گذارند . وقتي كريستال به جريان برق وصل نباشد؛ نور از قطبشگر اول مي گذرد و وارد كريستال مايع مي شود جهتش 90 درجه تغيير كرده و به همين دليل از قطبشگر دوم هم عبور كرده و به چشم مي رسد. اما وقتي كه جريان به كريستال وصل باشد ،نور ديگر چرخشي نخواهد داشت و نمي تواند از كريستال دوم عبور كند . ساختن يك LCD همان طور كه در بالا توضيح داده شد، بسيار ساده تر از آن است كه به نظر مي آيد . فقط به يك ساندويچ شيشه و كريستال نياز داريم. اما همين ساندويچ ساده 80 سال پس از كشف كريستالهاي مايع ساخته شد. كريستال مايع را يك گياه شناس اتريشي در سال 1888 براي اولين بار در حين ذوب جامدي از مشتقات آلي كشف كرد . اما اولين LCD را يك كارخانه آمريكايي در سال 1968 ساخت . تكنولوژي ساخت LCD هر روز متكامل تر شده و جاي بيشتري در صنايع امروز به خود اختصاص مي دهد . البته هنوز هم تحقيقات براي ساخت نمونه هاي بهتر و كاراتر اين وسيله ادامه دارد.

منبع :جام جم و ملاصدرا

 
+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

تا به حال هر چه گفتيم راجع به جريان مستقيم بود يعني جرياني كه دامنه و جهت آن نسبت به زمان ثابت است به زبان ساده تر اينكه مقدار جريان عبوري از مدار و جهت حركت الكترونها ثابت بوده و با گذشت زمان هيچ تغييري نميكند.

جريان متناوب

تعريف : جريان متناوب جرياني است كه مقدار و جهت آن نسبت به زمان دائماً در حال تغيير است. به زبان ساده تر اينكه مقدار جريان دائماً كم و زياد ميشود و جهت حركت الكترونها هم عوض ميشود (از ماكزيمم به صفر و از صفر به مينيمم ميرسد).

سوال :

چگونه مقدار جريان تغيير ميكند در صورتيكه عناصر مدار ثابت هستند ؟

جواب :

ولتاژ منبع تغذيه دائما در حال تغيير (متناوب ) است به همين جهت در مقدار جريان تاثير ميگذارد.

سوال :

جهت الكترونها چگونه عوض ميشود ؟

ميدانيد كه الكترونها هميشه از قطب منفي به سمت مثبت حركت ميكنند . در منبع تغذيه متناوب مثبت و منفي آن (پلاريته ) دائما در حال تغيير است يعني اگر خروجي منبع تغذيه ما دو سيم داشته باشد مثلا به رنگهاي قرمز و سياه در يك لحظه زماني سيم قرمز مثبت و سيم سياه منفي است و در لحظه اي ديگر عكس اين حالت وجود دارد يعني جاي قطب مثبت و منفي دائما عوض ميشود پس جهت حركت الكترونها هم كه از قطب منفي به مثبت است دائما عوض ميشود .

معروف ترين جريان متناوب جريان متناوب سينوسي است .

در نمودار روبرو مشخص است كه در لحظه 1 ثانيه جريان صفر، در لحظه 5/1 ثانيه 5- آمپر و در لحظه 5/2 ثانيه 5 آمپر است .

سيكل چيست ؟

كوچكترين قسمت موج كه دائماُ تكرار ميشود يك سيكل نام دارد مثلا در شكل روبرو از لحظه صفر ثانيه تا لحظه 2 ثانيه يك سيكل است كه تا بينهايت تكرار ميشود .

فركانس چيست ؟

به تعداد سيكل هايي كه در يك ثانيه توليد ميشود فركانس گويند كه واحد آن هرتز است . مثلاً در شكل بالا فركانس 5/0 هرتز است .

نكته :

برقي كه در خانه هاي ما استفاده ميشود همين جريان متناوب است كه فركانس آن 50 هرتز ميباشد. يعني جرياني كه از يك لامپ عبور ميكند ثانيه اي 100= 50×2 بار صفر ميشود پس چه انتظاري داريد حتماُ انتظار داريد كه لامپ در هر ثانيه 100 بار خاموش و روشن شود ولي اين عمل صورت نميگيرد چون لامپ بر اساس گرما توليد نور ميكند اگر بخواهيم كه يك لامپ را ثانيه اي صد بار خاموش و روشن كنيم بايد بتوانيم در يك ثانيه صد بار لامپ را گرم و صد بار سرد كنيم . ولي گرما چيزي نيست كه در مدت 1 صدم ثانيه صفر شود پس مدتي طول ميكشد كه دفع شود و تا آن مدت لامپ دوباره روشن ميشود .

منبع :s-ta-p.persianblog.com

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |




این ربات از ترکیب دو گونه ربات درست شده: از پایین تنه  شبیه تانک و از بالا تنه به شکل یک ربات انسان نماست.

پایین تنه ربات تشکیل شده از دو شنی. از این گونه طراحی شنی برای افزایش قدرت مانور ربات در زمین های ناهموار استفاده میشه. با تاشدن شنی، طولش کم میشه و نیاز به جای کمتری داره. با باز شدن کامل شنی دوم جوری که هر دو در امتداد هم قرار بگیرند طول ربات زیاد میشه و میتونه از مانع یا پله به راحتی رد بشه. در ضمن سطح تماسش با زمین زیاد میشه و پایداری بیشتری داره.

قراره دست های ربات به اندازه ای قوی باشه که بتونه تا 135 کیلو رو بلند کنه و مثلا ازش برای حمل مجروح در میدان جنگ استفاده کنن. این عکسی که در پایین گذاشته شده و مثلا مجروح توسط ربات داره حمل میشه بیشتر به یک جلوه تصویری میمونه تا اینکه واقعیت داشته باشه. یعنی از نگاه به اندازه ربات و حدس قدرت موتورهاش این چنین بر میاد که اون تصویر واقعی نیست.





این ربات توسط شرکت Vecna Technologies در مریلند ساخته شده

و به صورت واقعي توسط  نیروهای اشغالگر ارتش امریکا  در عراق مورد استفاده قرار گرفت

منبع:  robotics.pershanblog.com       با كمي تغيير

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

مادون در لغت به معناي زير دست و قرمز به معناي هر چه به رنگ خون باشد، است. پس ميتوان گفت كه مادون قرمز اشعه بسيار ريز و قرمز رنگ است.

اطلاعات اوليه

كشف هرسل اولن گام در ايجاد پديده‌اي كه ما آن را طيف الكترومغناطيسي ميناميم. نور مرئي و پرتوهاي مادون قرمز دو نمونه اشكال فراواني از انرژي هستند كه توسط تمام اجسام موجود در زمين و اجرام آسماني تابانده ميشوند. مادون قرمز در طيف الكترومغناطيسي داراي محدوده طول موجي بين 0.78 تا 1000 ميكرو متر است. تنها با مطالعه اين تشعشعات است كه ميتوانيم اجرام آسماني را تشخيص و تميز دهيم و تصويري كامل از چگونگي ايجاد جهان و تغييرات آن بدست آوريم. در سال 1800 سر ويليام هرشل يك نمونه نامرئي از تشعشعات را كشف كرد كه اين نمونه دقيقا زير بخش قرمز طيف مرئي قرار داشت. او اين شكل از تشعشعات را مادون قرمز ناميد.

سير تحولي و رشد

Greathouse و همكارانش طي مطالعه‌اي تاثير ليزر مادون قرمز را به انتقال عصبي ، عصب راديال بررسي كردند. زمان تاخير ، دامنه پتانسيل عمل و دما ، متغيرهاي مورد آزمايش مشاهده نشد.Lynn Snyder و همكارانش اثر ليزر كم توان هليوم - نئون را بر زمان تاخير شاخه حسي عصب راديال در دو گروه ليزر و پلاسبو بررسي نمودند و مشاهده كردند كه در گروه ليزر ، افزايش معني دارا در زمان تاخير حسي پس از بكارگيري ليزر ايجاد گرديده است.

Bas Ford و همكارانش طي مطالعه‌اي اثر ليزر كم توان هليوم - نئون را بر شاخه حسي اعصاب راديال و مدين بررسي كردند. هيچ اختلاف معني داري در دامنه پتانسيل عمل ، زمان تاخير و دما ساعد بعد از بكارگيري ليزر مشاهده نشد.Baxter و همكارانش افزايش معني دار در زمان تاخير عصب مدين بعد از بكارگيري ليزر گرارش كردند. Low و همكارانش كاهش دما را به دنبال تابش ليزر كم توان مادون قرمز ديدند.

نتايج اشعه مادون قرمز

گرمايي كه ما از خورشيد يا از يك محيط گرم احساس ميكنيم، همان تشعشعات مادون قرمز يا به عبارتي انرژي گرمايي است. حتي اجسامي ‌كه فكر ميكنيم خيلي سرد هستند، نيز از خود انرژي گرمايي منتشر ميسازند (يخ و بدن انسان). سنجش و ارزيابي انرژي مادون قرمز ساطع شده از اجرام نجومي ‌به علت اينكه بيشترين جذب را در اتمسفر زمين دارند مشكل است. بنابراين بيشتر ستاره شناسان براي مطالعه انتشار گرما از اين اجرام از تلسكوپهاي فضايي استفاده ميكنند.

مادون قرمز در نجوم

تلسكوپها و آشكارسازهايي كه توسط ستاره شناسان مورد استفاده قرار ميگيرند نيز از خودشان انرژي گرمايي منتشر ميسازند. بنابراين براي به حداقل رساندن اين تاثيرات نامطلوب و براي اينكه بتوان حتي تشعشعات ضعيف آسماني را هم آشكار ساخت، اخترشناسان معمولا تلسكوپها و تجهيزات خود را به درجه حرارتي نزديك به 450?F ، يعني درجه حرارتي حدود صفر مطلق ، ميرسانند. مثلا در يك ناحيه پرستاره ، نقاطي كه توسط نور مرئي قابل رويت نيستند، با استفاده از تشعشعات مادون قرمز بخوبي نشان داده ميشود. همچنين مادون قرمز ميتواند چند كانون داغ و متراكم را همره با ابرهايي از گاز و غبار نشان دهد. اين كانونها شامل مناطق پرستاره‌اي هستند كه در واقع ميتوان آنها را محل تولد ستاره‌اي جديد دانست. با وجود اين ابرها ، رويت ستاره‌هاي جديد با استفاده از نور مرئي به سختي امكانپذير است.

اما انتشار گرما باعث آشكار شدن آنها در تصاوير مادون قرمز ميشود. اختر شناسان با استفاده از طول موجهاي بلند مادون قرمز ميتوانند به مطالعه توزيع غبار در مراكزي كه محل شكل گيري ستاره‌ها هستند، بپردازند. با استفاده از طول موجهاي كوتاه ميتوان شكافي در ميان گازها و غبارهاي تيره و تاريك ايجاد كرد تا بتوان نحوه شكل گيري ستاره‌هاي جديد را مورد مطالعه قرار داد. فضاي بين ستاره‌اي در كهكشان راه شيري ما نيز از توده‌هاي عظيم گاز و غبار تشكيل شده است. اين فضاهاي بين ستاره‌اي يا از انفجارهاي شديد نواخترها ناشي شده‌اند و يا از متلاشي شدن تدريجي لايه‌هاي خارجي ستاره‌هايي جديد از آن شكل ميگيرند. ابرهاي بين ستاره‌اي كه حاوي گاز و غبار هستند، در طول موجهاي بلند مادون قرمز خيلي بهتر آشكار ميشوند (100 برابر بيشتر از نور مرئي).

اخترشناسان براي ديدن ستاره‌هاي جديد كه توسط اين ابرها احاطه شده‌اند، معمولا از طول موجهاي كوتاه مادون قرمز براي نفوذ در ابرهاي تاريك استفاده ميكنند. اخترشناسان با استفاده از اطلاعات بدست آمده از ماهوارهاي نجومي ‌مجهز به مادون قرمز صفحات ديسك مانندي از غبار را كشف كردند كه اطراف ستاره‌ها را احاطه كرده‌اند. اين صفحات احتمالا حاوي مواد خامي ‌هستند كه تشكيل دهنده منظومه‌هاي شمسي هستند. وجود آنها خود گوياي اين است كه سياره‌ها در حال گردش حول ستاره‌ها هستند.

مادون قرمز در پزشكي

اگر نگاه دقيق و علمي ‌به يك طيف الكترومغناطيسي بيندازيم، ميبينيم كه از يك طرف طيف تا سوي ديگر آن ، انواع تشعشعات و پرتوها بر اساس طول موج و فركانس‌هاي مختلف قرار دارند، از آن جمله ميتوان به تشعشعات گاما ، اشعه ايكس ، ماوراي بنفش ، نور مرئي ، مادون قرمز و امواج راديويي اشاره كرد. هر كدام از اين پرتوها و تشعشعات همگام با پيشرفت بشر ، به نوبه خود چالش‌هايي را در زمينه‌هاي علمي ‌پديد آورده‌اند كه در اينجا علاوه بر كاربرد مادون قرمز در شاخه ستاره شناسي ، اشاره‌اي به كارآيي چشمگيري اين پرتو در رشته پزشكي خواهيم داشت.

كاربرد درماني مادون قرمز

بكار بردن گرما يكي از متداولترين روشهاي درمان فيزيكي است. از موارد استعمال درماني مادون قرمز موارد زير را ميتوان ذكر كرد.

تسكين درد

با وجود حرارت ملايم ، كاهش درد به احتمال زياد بواسطه اثر تسكيني بر روي پايانه‌هاي عصبي ، حسي ، سطحي است. همچنين به علت بالا رفتن جريان خون و متعاقب آن متفرق ساختن متابوليتها و مواد دردزاي تجمع در بافتها ، درد كاهش مييابد.

استراحت ماهيچه

تابش اين اشعه راه مناسبي براي درمان اسپاسم و دستيابي به استراحت عضلاني ميباشد.

افزايش خون رساني

در درمان زخمهاي سطحي و عفونتهاي پوستي ، براي اينكه فرآيند ترميم به خوبي انجام گيرد، بايد به مقدار كافي خون به ناحيه مورد نظر برسد و در صورت وجود عفونت نيز افزايش گردش خون سبب افزايش تعداد گلبولهاي سفيد و كمك به نابودي باكتريها ميكند. از اين پرتو ميتوان براي درمان مفصل آرتوريتي و ضايعات التهابي نيز استفاده كرد.

كاربرد تشخيصي مادون قرمز

از مهمترين كابردهاي تشخيصي آن ميتوان توموگرافي را نام برد. اصطلاح ترموگرافي به عمل ثبت و تفسير تغييراتي كه در درجه حرارت سطح پوست بدن رخ ميدهد، اطلاق ميشود. تصوير حاصل از اين روش كه توموگرام ناميده ميشود، بخش الگوي حرارتي سطح بدن را نشان ميدهد. در توموگرافي ، آشكار ساز ، تشعشع حرارتي دريافت شده توسط دوربين را به يك سيگنال الكترونيكي تبديل ميكند و سپس آن را علاوه بر تقويت بيشتر ، پردازش ميكند تا اينكه يك صفحه كاتوديك مثل مونيتور تلويزيون آشكار شود.

تصاوير بدست آمده به صورت سايه‌هاي خاكستري رنگ ميباشند، بدين معني كه سطوح سردتر به صورت سايه‌هاي خاكستري روشن ديده ميشوند و در نوع رنگي آن نيز نواحي گرم ، رنگ قرمز و نواحي سرد ، رنگ روشن خواهند داشت. درجه حرارت پوست بدن در نتيجه فرآيندهاي فيزيكي ، فيزيولوژيك طبيعي يا بيماري تغيير ميكند. از اين خاصيت تغيير گرمايي در عضوي خاص يا در سطح بدن براي آشكارسازي يك بيماري استفاده ميشود كه مهمترين آنها به قرار زير است.

- بيماري پستان : وسيع ترين جنبه كاربردي توموگرافي در آشكار سازي سرطانهاي پستاني است.

زيرا روشي كاملا مطمئن و بدون آزار است.

از پرتوهاي يونيزان استفاده نميشود.

روشي كاملا سريع ، راحت و ارزان است.

به دليل بي ضرر بودن از قابليت تكراري بسيار زيادي برخوردار است.

كاربرد ترموگرافي در مامائي

چون جفت از فعاليت بيولوژيكي زيادي برخوردار است. درجه حرارت حاصله در اين محل بطور قابل ملاحظه‌اي از بافتهاي اطراف بيشتر است. پس ميتوان از توموگرافي براي تعيين محل جفت استفاده كرد.

ضررهاي مادون قرمز

از طرف ديگر خطرهايي نيز در استفاده از مادون قرمز وجود دارد كه ميتوان به سوختگي الكتريكي (در اثر اتصال بدن به مدارات الكتريكي دستگاه) سر درد ، توليد ضعيف در بيمار و آسيب به چشمها در اثر تابش مستقيم پرتو اشاره كرد.

منبع : دانشنامه رشد

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

تك قطبي مغناطيسي و VMR-PCR
آیا تک قطبی مغناطیسی وجود خارجی دارد؟ بار آن الکتریکی است یا مغناطیسی؟
چه اسپینی دارد و چرا به سختی مشاهده می شود؟

 

"بسم الله الرحمن الرحيم"

 

تك قطبي مغناطيسي (Magnetic Monopole)

GUT (Grand Unified Theories) و تئوري هاي ابر ريسمان (Superstring) هر دو وجود ذره اي با يك قطب مغناطيسي را پيش بيني مي كنند اما مشكلي كه در اين مدل وجود دارد اولا توليد بار مغناطيسي و ميدان در آنهاست و ثانيا رصد نشدن اين ذرات تا به امروز بوده است.

همچنين تعريف اسپين اين ذرات هم كار مشكلي به نظر مي رسد.

اگر مقدار بار را در معادلات گاس (Gauss) و فارادي (Faraday) كه هركدام از معادلات ماكسول (Maxwell) بهره مي برند مجهول قرار دهيم  مقدار آن صفر به نظر خواهد رسيد. خود اين موضوع براي پذيرش سخت است. زيرا ذرات زيراتمي (حتي كوارك ها كه نوترون خنثي را تشكيل مي دهند) داراي بار هستند.

امروزه در نسبيت براي اثبات اينكه نيروي ميادين مغناطيسي از ديگر نيروها متفاوت است از تبديلات لورنتز (Lorentz Transformations)  استفاده مي كنيم. 

اما براي آشكارسازي اين ذرات بايد تنها از راه نسبيت وارد شويم.

از معدود افرادي كه مي خواست اين كار را كند ديراك بود.

ديراك قصد داشت با معادلات كوانتومي ديدي كاملا نسبيتي از الكترومغناطيس بدست بياورد.

او در سال 1931 نشان داد بدين منظور نمي توان از مكانيك كوانتومي استفاده كرد زيرا اثبات كرد كه حتي اگر تك قطبي مغناطيسي در دنيا وجود داشته باشد بايد داراي بار كوانتيده (Quantized) شود.

براي اين منظور بايد واحدي نيز مي بود. ديراك با نگاهي جديد سعي در شكافت مساله كرد و با انجام اعمال بسيار پيچيده در رياضي و با استفاده از تابع دلتا (تابع ديراك) دريافت كه واحد بار كوانتيده بايد عكس واحد بنيادين بار الكتريكي باشد.

ديراك در تمام اين محاسبات ذره ي فرضي را الكترون در نظر گرفته بود و لازم بود كه فضا-زمان را از يكديگر باز كنيم.

ديراك براي اين كار ريسمان ديراك (Dirac String) را بوجود آورد. رفتار اين ريسمان تقريبا همانند سيم پيچ در اثر آهارونوف – بوم (Aharonov-Bohm Effect) بود.

اثر مذكور تاثير بار بر ميادين مغناطيسي را در غياب ذره در ميدان بررسي مي كند.  

 

به دليل بيان تمام اين مطالب جديد تئوري هاي ديگري كه در راس آنها تئوري شاخص (Gauge Theory) قرار داشت سعي در شناخت ساده تر  بار كوانتيده كردند.

در سري تئوري هاي شاخص نيز فرضيه اي كه از همه بيشتر مورد توجه قرار گرفت در مكانيك هيگز (Higgs Mechanism) اين موضوع را بررسي مي كرد و تك قطبي هوفت – پولياكوف (Hooft-Polyakov Monopole) نام داشت. ويژگي قابل توجهي كه اين مدل داشت نقطه اي نبودن بررسي آن بود. به اين معنا كه ديگر ذره ي خاصي مثل الكترون ديراك را مدنظر نداشت.

در واقع اين مدل ديگر محدود به پراكندگي ايده آل لورنتز نبود.

همچنين در مدل ديراك از معادله ي ديراك استفاده شده بود كه ذره را به حركت الكتروني محدود مي كرد.

در معادله ي ديراك الكترون پس از يك چرخش به نقطه ي اول خود مي رسد در صورتيكه مشخص نبود اين ذرات تك قطبي چه نوع اسپيني دارد!

حال گفته بوديم براي بررسي مدل ديراك بايد فضا-زمان را از هم باز كنيم.

توپولوژي (Topology) فضا-زمان در حالت معمول R4 مي باشد. اگر زمان را از آن حذف كنيم تقريبا مسئله هم ارز با هوموتوپي (Homotopy) خواهد شد و توپولوژي آن برابر با كره (S2) خواهد بود.

لازم به ذكر است كه در توپولوژي هوموتوپي دو تابع پيوسته است كه از يك فضاي توپولوژي به فضاي ديگري مي رود.

تئوري شاخص با اين محاسبات نشان مي دهد كه تك قطبي ديراك الزاما نبايد داراي بار كوانتيده باشد.

اگرچه اين تئوري مسائل را در قالب يك گروه واحد (ماتريس واحد  n x n) بررسي مي كند كه اين نوع بررسي بايد الزاما جدا از توپولوژي كره باشد. اين بدان معناست كه گروه واحد U(1) در Gauge Theory اصلا مماس بر كره نيست كه توپولوژي برابري با آن داشته باشد و توپولوژي در كل اتصال و به همرسي فضاها در هندسه را بررسي مي كند.

اين خود يك خلا بزرگ بود. زيرا پيش بيني ديراك در مورد بار كوانتيده اصلا درست توجيه نمي شد.

اما در سالهاي بعد و با بدست آوردن مقدار تقريبا صفر براي يك تك قطبي از معادلات گاس و فارادي اين تئوري ارزش خود را دوباره پيدا كرد.  

بعد از مدتي تئوري هاي شاخص و كوانتومي سعي كردند كه با يكديگر يك تئوري واحد را بيان كنند و به همين ترتيب GUT بيان شد. اين تئوري ذراتي را به نام ديون (Dyon) معرفي مي كند كه هم زمان هم بار الكتريكي دارند و هم بار مغناطيسي.  طبق اين مدل تك قطبي مغناطيسي ذره اي است كه بار الكتريكي صفر و عدد لپتوني يك دارد.

اين بدان معناست كه تك قطبي مغناطيسي مانند الكترون نبايد واپاشي داشته باشد و تجزيه شود.

همچنين اين مدل طبق معادلات فريدمان (Freidmann Equations) بيان مي كند چگالي ذرات تك قطبي در دنياي ما حدودا بايد 1011 برابر چگالي چرخشي (Critical Density) باشد. بنابراين بايد به طور متداول در دنياي ما قابل رصد باشند. (در بين هر 1029 ذره يك تك قطبي بايد ديده شود).

گرچه پيش بيني مي شود اين ذرات ارتباط زيادي با X Bosons و Y Bosons داشته باشند و محدوده ي جرم آنها در آزمايشات 600 (Gev/C2) تا 1017 (Gev/C2) تعيين شده است اما از آنجا كه ايجاد اين نوع از بوزون ها حتي در CERN به دليل جرم زيادشان امكان ناپذير مي باشد هنوز اين ايده در حد يك فرض مانده است.

اما دانشمندان در تلاش هستند كه اين نوع بوزون ها را در توجيه واپاشي پروتون به كار گيرند. اين ايده ها در صورتي ببان شده اند كه در سال هاي اخير در ژاپن توانسته اند نيمه عمر تقريبي پروتون منفرد را 1035 سال پيش بيني كنند كه اين نتيجه عملا ورود اين بوزون ها را به مسئله نقض مي كند.

گرچه تا به حال ذره اي تك قطبي مشاهده نشده است و دقيقا بر همين مبنا مدل هاي كيهان شناسي پيش بيني مي كنند كه اين ذرات بعد از بيگ بنگ تنها بايد تعداد كمي را شامل شوند!

اگر اين مدل را بخواهيم بپذيريم بايد نتيجه ي آزمايشات را به دو نوع بوزون مذكور ربط دهيم كه تك قطبي ها را محدود به اجرام بسيار بالا مي كند!

 

ديدگاه VMR-PCR:

 

در "مدل كيهاني VMR-PCR" بيان كرديم كه اين نظريه تمام عالم را به دو ذره يكي بوزون و ديگري فرميون مرتبط مي كند و اين ذرات را تك قطبي و مكمل يكديگر مي خواند.

اين دو ذره در مركز عالم وجود دارند و داراي جرم زيادي متمركز در خود مي باشند (كه اين جرم و چگالي زياد باعث بيگ بنگ شده است).

از آنجاييكه دنيا در حال انبساط است پس هنوز جرم متمركز در مركز دنيا بايد مقدار عظيمي باشد.

تمام اين جرم را نمي توان به آن دو ذره مرتبط كرد اما گفتيم كه همواره مقدار اختلاف بين نيروي دافعه ي خلا و ماده ناچيز است.

همچنين اينكه تنها دو ذره موجود باشد يا اين خود نيز نياز به بررسي و تجربه ي بيشتري  است. اما اينكه چرا اين ذرات در دنيا منتشر شده نيستند تنها مي توانند يك جواب داشته باشد:

مقدار ذرات تك قطبي هميشه در مركز دنيا ثابت است و در موقعيتي قرار دارد كه وقتي نوبت به انتشار آنها مي رسد جرم متمركز در مركز آنقدر كم است كه دافعه ي خلا شروع به منقبض كردن دنيا مي كند.

اما اين مدل در هر حال مي تواند مسئله ي انتشار نيافتن اين ذرات در دنيا را توجيه كند.

تنها تفاوتي كه نمي گذارد اين مدل نظر دانشمندان را تاييد كند اين مسئله است كه مدل VMR-PCR به جاي دو بوزون X و Y يك بوزون و يك فرميون را پيشنهاد مي كند. (X Boson – Y Fermion).

 

اينكه بار و ديگر پارامترها در اين ذرات بايد كوانتيده باشد از نظر VMR-PCR كاملا صحيح است.

زيرا در "مدل ديناميك و مكانيك VMR-PCR" بيان كرديم كه كوانتوم در همرسي قطرهاي ذوزنقه هاي ايجاد شده تعريف مي شود و مركز دنيا خود راس مثلث است. پس هرچيزي كه در آنجاست بايد كوانتيده باشد.

اما مسلما بار الكتريكي براي يك ذره ي تك قطبي وجود ندارد. زيرا شارش بايد بين دو منبع غيرهمنام صورت گيرد.

چگونه بار الكتريكي در يك ذره ي منفرد تك قطبي شارش كند؟

اما بالعكس در اين مدل براي مقدار بار مغناطيسي بي نهايت پيش بيني شده زيرا همانطور كه در مدل كيهاني گفتيم قدرت ميدان اجرام سماوي از بيگ بنگ تا به حال پيوسته در حال كاهش بوده است.

اما در لحظات بعد از بيگ بنگ داراي بيشترين قدرت خود بوده اند. اين نشانه ي وجود يك شارژ مغناطيسي در مركز دنياست. بنابراين نبايد قدرت ميدان و بار مغناطيسي اي محدودي داشته باشد.

مشكل ديگري كه بيان كرديم مسئله ي اسپين است.

با فرض اينكه اين دو ذره در كنار يكديگر قرار گيرند و همديگر را مكمل شون مدلي براي چرخش و دوران آنها ايجاد نمي شود. زيرا يكي از آنها فرميون با اسپين نيمه صحيح و ديگري بوزون با اسپين صحيح است.

گفتيم كه مركز دنيا بر راس مثلث در مدل VMR-PCR قرار دارد. به همين دليل زمان سفر در نظر گرفته مي شود.

بر همين مبنا متوجه مي شويم كه سرعت اين ذرات نيز صفر است و الزاما اسپين آنها صفر مي شود.

ولي با يك مثال نتيجه را بهتر بيان مي كنيم.

اگر جرمي با سرعت بي نهايت در حال چرخش به دور خود باشد آيا ما متوجه مي شويم كه در حال چرخش است؟

ثابت به نظر مي رسد. زيرا در هر لحظه هر نقطه اي از آن در همه جا وجود دارد.  

اين خيلي بعيد است كه با چگالي زياد مركز دنيا چرخشي براي آن نداشته باشيم.

سرعت نهايت در VMR-PCR همان C2  است. بنابراين اينگونه اسپين هم بايد در نهايت خود باشد.

مقدار آن مشخص نيست. زيرا دلايل واضحي براي تعيين آن نداريم اما هرچه هست در نهايت است.

بنابراين آن را بي نهايت مي ناميم.

اين مدل ديگر جاي سوالي را باقي نمي گذارد.

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

 
ديورژانس شدت ميدان گرانشي
واژه شار به معنی جریان یا سیال می‌‌باشد و هرگاه در مقابل جریان یک کمیت سطحی قرارداده شود، مقدار جریان گذرنده از سطح را شار آن کمیت یا جریان می‌‌گویند. اما در مورد میدان ها که جریانی عینی ندارد می توان این کمیت فیزیکی را در سطحی تعریف کرد که خطوط میدان از آن می گذرند ...

 

ديورژانس شدت ميدان گرانشي
 
نوشته: محمد رضا عظيمي


شار: 

واژه شار به معني جريان يا سيال مي‌‌باشد1 و هرگاه در مقابل جريان يك كميت سطحي قرارداده شود، مقدار جريان گذرنده از سطح را شار آن كميت يا جريان مي‌‌گويند.
اما در مورد ميدان ها كه جرياني عيني ندارد مي توان اين كميت فيزيكي را در سطحي تعريف كرد كه خطوط ميدان از آن مي گذرند.
يا به عبارتي ديگر شار تعداد خطوط ميداني است كه از سطح مشخص و معيني مي گذرند.


شار الكتريكي:

طبق تعريف بايد ببينيم از سطح مورد نظر چه تعداد خطوط ميدان الكتريكي مي گذرد.
كه در اينجا مي توان از قانون گاوس استفاده كرد كه بعد ها به عنوان يكي از قوانين ماكسول مورد استفاده قرار گرفت.

شار مغناطيسي:
شار مغناطيسي گذرنده از يك سطح بسته همواره صفر است. دليل اين مطلب در تعبير فيزيكي تعريف رياضي شار در سطح بسته مي باشد: خطوط ميدان مغناطيسي به دليل وجود نداشتن تك قطبي مغناطيسي پخش شدگي ندارند.2 كه اين مسئله معادله شار مغناطيسي را برابر با صفر مي كند. پس شار مغناطيسي گذرنده از سطح بسته صفر مي باشد.  


قضيه گاوس در ميدان گرانشي:

«شار گرانشي گذرنده از يك سطح بسته با جرم محصور درون آن متناسب است.»

اثبات قضيه گاوس در ميدان گرانشي:

 
 


 


 
توضيح معادلات:

- پارامترها:

 Da: جزء سطحR:شعاع كرهG:شدت ميدان گرانشيM:  جرم محصور شده در سطحK:ثابت گرانش

- توضيح كيفي:

در بخش اول معادله اول تعريف رياضي شار را مي بينيم.

در تساوي دوم از همين معادله تغيير متغير داديم و متغير انتگرال (جزء سطح) را بر حسب شعاع و زاويه فضايي نوشتيم.

حاصل انتگرال در تساوي سوم نمايش داده شده است.

در معادله دوم از تعريف كمي ميدان گرانشي كمك گرفتيم و از آن حاصل انتگرال را استخراج كرديم.
و در نهايت در معادله سوم قانون گاوس در ميدان گرانشي را مي بينيد.


ديورژانس ميدان گرانشي:

-  قضيه بنيادي ديورژانس:3


- با استفاده از اين قضيه مي توانيم ديورژانس ميدان گرانشي را محاسبه كنيم.
براي اينكار بايد از دوطرف نسبت به حجم مشتق بگيريم:



 : چگالي

عبارت پاياني همان مقدار مورد نظر ما مي باشد.
 
توضيحات پاياني:

 توضيح شكل: در شكل از يك كره جزء سطحي را انتخاب مي كنيم. به همراه اين جزء سطح بردار سطحي عمود برآن وجود دارد. بر اين كره ميدان گرانشي يكنواختي به اندازه معين وارد مي شود. پس با گرفتن انتگرال سطحي مي توان شار مغناطيسي را بدست آورد.

 
پاورقي:

1-      برگرفته از ويكي پديا

2-      

3-   به اين قضيه  قضيه گرين، گاوس و قضيه بنيادي دورژانس گفته مي شود. كه ما به اختصار از «قضيه بنيادي ديورژانس» استفاده كرديم.
منبع:[ الكترومغناطيس ]
+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

فرض كنيد روي قله يك كوه با يك توپ جنگي گلوله اي را پرتاب مي كنيد. ( بدون در نظر گرفتن مقاومت هوا ) هر چه نيروي پرتاب كننده بيشتر باشد ، سرعت گلوله بهنگام خروج از لوله بيشتر خواهد بود و گلوله مسافت بيشتري طي خواهد كرد تا با نيروي جاذبه زمين سقوط كند . حال اگر سرعت پرتاب به 7.9 كيلومتر در ثانيه ( 2800 كيلومتر در ساعت ) برسد ، گلوله ديگر به زمين سقوط نخواهد كرد و با همان سرعت دور زمين ( در مدار دايره اي شكل ) خواهد چرخيد. در اين حالت گلوله تبديل به يك ماهواره شده و اگر نيروي اصطحكاك هوا نباشد ، گلوله تا ابد در مدار زمين باقي مي ماند ولي بخاطر وجود اصطحكاك هوا در ارتفاعات كم ، سرعت گلوله كم شده و در نهايت سقوط خواهد كرد. اگر سرعت پرتابه را افزايش دهيم ، مدار حركت گلوله دور زمين از حالت دايره به حالت بيضي شكل تغيير خواهد كرد و با افزايش سرعت ، مدار حركت بيضي تر خواهد شد

براي قرار دادن ماهواره در مدار بالايي و دايره اي شكل بدور زمين از موشك هاي 2 مرحله اي استفاده مي كنند. به اين صورت كه موشك پس از بلند شدن و در ارتفاع كم ، مسير مستقيم خود را كج مي كند تا در مدار زمين قرار گيرد. در اين لحظه موتور مرحله اول از موشك جدا مي شود. همين لحظه موتور مرحله دوم روشن مي شود و موشك در مدار بيضي شكل دور زمين شروع به گردش مي كند. موتور مرحله دوم خاموش مي شود و وقتي موشك به نقطه اوج ( دورترين نقطه از زمين مدار بيضي از زمين) رسيد ، موتور دوم يكبار ديگر روشن مي شود تا موشك در مدار دايره اي شكل بزرگ قرار گيرد. در همين لحظه ماهواره از موتور دوم جدا مي شود و سپس با همان سرعت اوليه كه از موشك در حال حركت جدا شده ، در مدار دايره اي شكل دور زمين مي گردد .

ارتفاع ماهواره ها از سطح زمين :

ماهواره هاي جاسوسي را اغلب در ارتفاعات كم ( 480 تا 970 كيلومتري) قرار مي دهند. اين ماهواره ها مي توانند در عرض كمتر از دو ساعت دور زمين گردش كنند و عكس هاي دقيق از مراكز نظامي بگيرند.

ماهواره هاي علمي در مدارات مياني ( ارتفاع 4800 تا 9700 كيلومتري) قرار داده مي شوند. از اين ماهواره ها براي تحقيق در مورد مهاجرت حيوانات و بررسي فعاليت آتشفشانها استفاده مي شود.

ماهواره هاي سيستم موقعيت يابي جهاني (GPS ) در ارتفاع 10000 تا 2000 كيلومتري قرار داده مي شوند.

ماهواره هاي ارتباطي مثل ماهواره تلويزيوني را در ارتفاع 35786 كيلومتري قرار مي دهند. زمان گردش ماهواره هايي كه در اين ارتفاع قرار مي گيرند ، با زمان چرخش زمين يكي است . به همين دليل براي دريافت اطلاعات از اين ماهواره ها ، نيازي به جابجايي مكرر گيرنده زميني ( بشقاب ماهواره ) نيست.

كره ماه ( ماهواره طبيعي زمين ) هم ارتفاع ( فاصله ) حدود 384000 كيلومتري از سطح زمين در حال گردش بدور زمين است ، داراي سرعتي معادل 1 كيلومتر در ثانيه است . با اين فاصله و سرعت زمان يك دور گردش ماه بدور زمين حدودا 28 روز طول مي كشد كه همان طول ماه قمري است .

رابطه سرعت با ارتفاع :

همانطور كه مي دانيد با افزايش ارتفاع از سطح زمين ، نيروي جاذبه كم مي شود. هر مدار دايره اي ماهواره ، سرعت مخصوصي دارد كه به آن سرعت پايداري مدار مي گويند. در اين سرعت نيروي جاذبه با نيروي گريز از مركز در حالت تعادل قرار دارند. اگر سرعت ماهواره را به كمتر از سرعت پايداري كاهش دهيم ،‌ نيروي جاذبه بر نيروي گريز از مركز غلبه كرده و ماهواره به مدار پايين تر ( ارتفاع كمتر ) سقوط خواهد كرد و بالعكس اگر سرعت ماهواره را افزايش دهيم ، نيروي گريز از مركز بر نيروي جاذبه غلبه كرده و ماهواره در مدار بالاتر ( بيضي كشيده ) قرار مي گيرد.

ارتفاع از سطح زمين ( كيلومتر )
سرعت پايداري مدار گردش
زمان يك گردش كامل بدور زمين
200
7.78 ( كيلومتر در ثانيه )
88 دقيقه
500
7.61 ( كيلومتر در ثانيه )
94 دقيقه
1000
7.35 ( كيلومتر در ثانيه )
105 دقيقه
10000
4.93 ( كيلومتر در ثانيه )
حدود 6 ساعت
100000
1.94 ( كيلومتر در ثانيه )
حدود 4 روز
1000000
0.63( كيلومتر در ثانيه )
حدود 4 ماه


با كاهش سرعت ماهواره پس از پايان ماموريت ، ارتفاع آن كم مي شود تا وارد جو شود. از آنجا كه سرعت گردش ماهواره در هنگام برخورد به ملكولهاي هواي جو هنوز بسيار زياد است ، دماي سطح ماهواره آنقدر بالا مي رود كه قطعات آن آتش گرفته و ميسوزند .

البته برخي قطعات نسوخته ماهواره ها يا موشكها در مدار زمين باقي مي مانند . اين قطعات بخاطر سرعت زيادي كه در گردش بدور زمين دارند ، براي ديگر ماهواره ها و نيز موشك ها و شاتل هاي فضايي بسيار خطرناك هستند بطوريكه اگر يك قطعه كوچك ( به اندازه يك توپ پينگ پنگ ) به شاتلي اصابت كند ، مانند يك خمپاره عمل خواهد كرد و ممكن است شاتل را منفجر كند ! دانشمندان سعي مي كنند ماهواره ها را از موادي بسازند كه در هنگام برخورد با جو كاملا بسوزند و قطعات خطرناك آنها در جو باقي نماند.

منبع :www.bestofpersia.com و ملاصدرا

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

كاربرد ليزر در مصارف نظامي

كاربردهاي نظامي ليزر هميشه عمده ترين كاربردهاي آن بوده است . فعلا مهمتريم كاربردهاي نظامي ليزر عبارت اند از:

الف) فاصله يا بهاي ليزري

ب) علامت گذارهاي ليزري

ج) سلاح هاي هدايت انرژي

فاصله ياب ليزري مبتني بر همان اصولي است كه در رادارهاي معمولي از آن ها استفاده مي شود. يك تپ كوتاه ليزري ( معمولا با زمان 10 تا 20 نانوثانيه) به سمت هدف نشانه گيري مي شود و تپ پراكنده برگشتي بوسيله يك دريافت كننده مناسب نوري كه شامل آشكارساز نوري است ثبت مي شود. فاصله مورد نظر با اندازه گيري زمان پرواز اين تپ ليزري به دست مي ايد. مزاياي اصلي فاصله ياب ليزري را مي توان به صورت زير خلاصه كرد :

الف) وزن - قيمت و پيچيدگي آن به مراتب كمتر از رادارهاي معمولي است.

ب) توانايي اندازه گيري فاصله حتي براي هنگامي كه هدف در حال پرواز در ارتفاع بسيار كمي از سطح زمين و يا دريا باشد.

اشكال عمده اين نوع رادار در اين است كه باريكه ليزر در شرايط نامناسب رويت به شدت در جو تضعيف مي شود. فعلا چند نوع از فاصله يابهاي ليزري با بردهاي تا حدود 15 كيلومتر مورد استفاده اند :

:الف) فاصله ياب هاي دستي براي استفاده سرباز پياده ( يكي از آخرين مدل هاي آن در آمريكا ساخته شده كه در جيب جا مي گيرد و وزن آن با باتري حدود 500 گرم است.

:ب) سيستم هاي فاصله ياب براي استفاده در تانكها

:ج) سيستم هاي فاصله ياب مناسب براي دفاع ضد هوايي

اولين ليزرهاي كه در فاصله يابي از آن ها استفاده شد ليزرهاي ياقوتي با سوئيچ Q بودند. امروزه فاصله يابهاي ليزري اغلب بر اساس ليزرهاي نئودميم با سوئيچ Q طراحي شده اند. گرچه ليزرهاي CO2 نوع TEA در بعضي موارد ( مثل فاصله ياب تانك ها ) جايگزين جالبي براي ليزرهاي نئودميم است.

دومين كاربرد نظامي ليزر در علامت گذاري است. اساس كار علامت گذاري ليزري خيلي ساده است : ليزري كه در يك مكان سوق الجيشي قرار گرفته است هدف را روشن مي سازد به خاطر روشنايي شديد نور هنگامي كه هدف به وسيله يك صافي نوري با نوار باريك مشاهده شود به صورت يك نقطه روشن به نظر خواهد رسيد. سلاح كه ممكن است بمب - موشك - و يا اسلحه منفجر شونده ديگري باشد بوسيله يك سيستم احساسگر مناسب مجهز شده است. در ساده ترين شكل اين احساسگر مي تواند يك عدسي باشد كه تصوير هدف را به يك آشكارساز نوري ربع دايره اي كه سيستم فرمان حركت سلاح را كنترل مي كند انتقال مي دهد و بنابراين مي تواند آن را به سمت هدف هدايت كند. به اين ترتيب هدف گيري با دقت بسيار زياد امكان پذير است. ( دقت هدف گيري حدود 1 متر از يك فاصله 10 كيلومتري ممكن به نظر مي رسد.) معمولا ليزر از نوع Nd: YAG است. در حالي كه ليزرهاي CO2 به خاطر پيچيدگي آشكارسازهاي نوري ( كه مستلزم استفاده در دماهاي سرمازايي است) نامناسب اند. علامت گذاري ممكن است از هواپيما - هليكوپتر و يا از زمين انجام شود. ( مثلا با استفاده از يك علامت گذار دستي ).

اكنون كوشش قابل ملاحظه اي هم در آمريكا و هم در روسيه براي ساخت ليزرهايي كه به عنوان سلاحههاي هدايت انرژي به كار مي روند اختصاص يافته است. در مورد سيستم هاي قوي ليزري مورد نظر با توان احتمالا در حدود مگا وات ( حداقل براي چند ده ثانيه ) يك سيستم نوري باريكه ليزر را به هدف ( هواپيما - ماهواره يا موشك ) هدايت مي كند تا خسارت غير قابل جبراني به وسايل احساسگر آن وارد كند و يا اينكه چنان آسيبي به سطح آن وارد كند كه نهايتا در اثر تنش هاي پروازي دچار صدمه شود سيستم هاي ليزر مستقر در زمين به خاطر اثر معروف به شكوفايي گرمايي كه در جو اتفاق مي افتد فعلا چندان عملي به نظر نمي رسند. جو زمين توسط باريكه ليزر گرم مي شود و اين باعث مي شود كه جو مانند يك عدسي منفي باريكه را واگرا سازد با قرار دادن ليزر در هواپيماي در حال پرواز در ارتفاع بالا و يا در يك سفينه فضايي مي توان از اين مساله اجتناب ورزيد. اطلاعات موجود در اين زمينه ها به علت سري بودن آن ها اغلب ناقص و پراكنده اند. اما به نظر مي رسد كه اين سيستم ها كلا شامل باريكه هايي پيوسته با توان 5 تا 10 مگا وات (براي چند ثانيه ) با يك وسيله هدايت اپتيكي به قطر 5 تا 10 متر باشند مناسب ترين ليزرها براي اينگونه كاربرد ها احتمالا ليزرهاي شيميايي اند ( DF يا HF) . ليزرهاي شيميايي به ويژه براي سيستم هاي مستقر در فضا جالب اند زيرا توسط آن ها مي توان انرژي لازم را به صورت انرژي ذخيره فشرده به شكل انرژي شيميايي تركيب هاي مناسب تامين كرد.

منبع : دانشنامه رشد

+ نوشته شده در ساعت توسط alireza |

 
يادداشتي در باب مقاومت مصالح
مباحث مرتبط با مکانیک جامدات یا مکانیک مصالح که در ایران اغلب با نام مقاومت مصالح از آن یاد می شود شاخه ای از علم مکانیک است که با استفاده از روشهای تحلیلی به بررسی و تعیین مقاومت و صلبیت و نیز پایداری ارتجاعی اعضای باربر می پردازد....

 

يادداشتي در باب مقاومت مصالح
(شرح ديدگاههاي دكتر مسعود دهقاني در مبحث مكانيك مصالح)
  
 
عرفان كسرايي
 
مباحث مرتبط با مكانيك جامدات (mechanics of solid)يا مكانيك مصالح mechanics of material)) كه در ايران اغلب با نام مقاومت مصالح(strength of material)  از آن ياد مي شود شاخه اي از علم مكانيك است كه با استفاده از روشهاي تحليلي به بررسي و تعيين مقاومت (strength) و صلبيت(rigidity) و نيز پايداري ارتجاعي(elastic stability)  اعضاي باربر مي پردازد. مبحث مقاومت مصالح كه اصالتاً در حيطه مسائل مهندسي مطرح مي گردد مانند علم تئوري ارتجاعي(theory of elasticity)  و تئوري خميري (theory of plasticity) رفتار اجسام را با نگرش صرفاً رياضي و با چنان دقتي تحليل نميكند. مكانيك جامدات در سطحي كه در دانشكده هاي فني و مهندسي تدريس ميگردد بنام مكانيك جامدات مهندسي (technical mechanics of solids) شهرت دارد و اساساً بر پايه شرح رفتار يك عضو تحت ﺗﺄثير بار, مقاومت داخلي و تغيير شكل آن قرار دارد. علم مكانيك جامدات موضوع بسيار گسترده اي است كه با گذشت زمان, بر درك و تشريح مسائل و نيز بر دامنه آن افزوده مي شود و نگرشهاي نويني در اين زمينه طرح ميگردند. مباحث مطروحه در كتابهاي فلسفه علوم و مهندسي ﺗﺄليف دكتر مسعود دهقاني از جمله اين رويكردهاي نوين در مبحث مكانيك مصالح است. بخشهايي از اين كتاب به توضيح و تبيين ماهيت تنش (stress) در سازه ها اختصاص دارد. نيروهايي كه درداخل يك عضو ايجاد مي گردند(internal forces) تا اثر نيروهاي خارجي را متعادل كنند كميتهايي برداري هستند. در مقاومت مصالح تنش بصورت شدت گسترش نيرو بر روي سطوح تعريف ميگردد.
 
 
همچنين محاسبه تنش در يك نقطه با اين فرض صورت مي گيرد كه جسم يك محيط پيوسته و مصالح آن همگن  (homogeneous)باشند. در غير اينصورت به لحاظ اتمي ابهاماتي به وجود خواهد آمد. با التفات به برداري بودن ﺗﺄثير نيروهاي داخلي عمومي ترين حالت تنشهايي كه بر روي سطح عمل مي كنند نمايش تنسوري تنش (stress tensor) است .]ر.ك به كتاب مقاومت مصالح ايگور پوپوف/ ترجمه شاپور طاحوني[
 
 
 
 
ديدگاههاي مطرح شده توسط دكتر مسعود دهقاني در ابتدا با اشاره به وابستگي تنش ها به سطح بيان مي دارد كه هرگونه سطح يا مرز زمينه مناسبي براي ايجاد و تمركز تنش روي آن است. [ بر اين اساس از ديدگاه اصل بقاي اندازه حركت خطي و دوراني مي توان نوشت:
  
 
كه S سطح و  Vحجم و  n بردار عمود بر سطح و  Tيك تنسور است. اين انتگرال حجمي كه قابل تبديل به انتگرال روي سطح است, در بر گيرنده مفاهيم بسيار مهم فلسفي است كه از جمله آن اثبات نظريه انبساط جهان است. اين قانون با عنوان تئوري انتگرال گرين- گوس يا ديورژانس نيز شناخته شده است. از سوي ديگر بر اساس قانون استوكس مي توان انتگرال روي سطح را به روي مرز گسترش داد.
 
 
اين رابطه بيانگر آن است كه مي توان انتگرال هر كميتي را از حالت حجمي به سطح و در نهايت روي مرز تبديل كرد. اين موضوع اهميت مرز خارجي هر پديده مادي را به خوبي نشان مي دهد و در حقيقت در عالم مادي, شخصيت هندسي هر جسم در نحوه و شكل اشغال فضا خلاصه مي شود و نكته مهمتر آنكه لازمه ايجاد هرگونه تنش در ماده, وجود سطح و مرز(Boundry) ميباشد. از آنجاييكه تنش ها در نهايت باعث متلاشي شدن شخصيت هندسي جسم مي گردد اين ﺴﺆال مطرح ميگردد كه سمت و سوي اين تلاشي به كدام جهت است و از ديدگاه فلسفي مقصد نهايي اين تنشها و تمايل آنها به كدام سو است؟] از ديدگاه دكتر مسعود دهقاني در كتاب ـ جهان در انبساط ـ اگر ذرات مادي به سمت درجات آزادي بالاتر ميل كنند و از تراكم حجمي آنها كاسته گردد سطح و مرز گسترش يافته و براي يك مقدار نيروي مشخص تنش ها كاهش مي يابند. و در نهايت زماني كه مرز يا سطح به سوي بي نهايت ميل مي كند تنش ها نيز به صفر خواهند رسيد. در اينصورت هم مطابق تعريف تنش و هم بر اساس روابط ديورژنس و استوكس, تنش ها به سمت صفر رفته و حصول اين امر به معناي انبساط جهان مادي است. در رابطه مذكور مقدار انتگرال روي مرز يا سطح وابسته بردار n مي باشد. در صورت ميل كردن سطح يا مرز يك مقدار مشخص جرم m به سمت بينهايت در اين صورت سطح يا مرز محو شده و بعبارتي بردار n جاي تعريف ندارد . از اين رو مقدار تنش ها وابسته به سطح و باندري جسم هستند و به عبارتي تنش هاي حجمي (Body force)  نيز وابسته به حجم و قابل تبديل روي مرز نهايي جسم مي باشد.
 
 
1.1         نقش تكيه گاهها و درجات آزادي در ايجاد تنش
 
  
 از ديدگاه روابط فيزيكي درجات آزادي براي اجسام مادي هم در سطح مولكولي تعريف مي شود و هم در سطح ماكروسكوپيك. [ كاملاً روشن است كه يك سازه يا جسم مادي هرچه داراي تكيه گاههاي بيشتر در امتدادهاي مختلف باشد از درجه آزادي آن كاسته مي شود و كاسته شدن از درجات آزادي به مفهوم ايجاد نيروها و تنش هاي بيشتر در نقاط تكيه گاهي است و از طرفي افزايش نيروها وتنش ها سبب كاهش عمر و دوام سازه ها مي گردد. اين مفهوم به خوبي نشان مي دهد كه كاهش درجات آزادي باعث افزايش تنش ها شده در ثاني براي حفظ موقعيت هر جسم يا هر سازه در درجات آزادي كم بايد  انرژي زيادي مصرف شود لذا بخوبي پيداست كه ماده به سمتي ميل مي كند كه هر چه بيشتر درجات آزادي ذاتي ميكروسكوپي و ماكروسكوپي را افزايش دهد و حد نهايي اين درجه آزادي با ايجاد تناظر يك به يك بين نقاط فضا و جسم حاصل مي گردد و اين به معناي انبساط جهان است]. شايد اينگونه تصور شود كه نگرش دكتر دهقاني به مبحث مكانيك مصالح, جهت تبيين تئوري انبساط جهان, نحوه رفتار اشياء را به گونه اي تشريح مي نمايد كه به نوعي با ديدگاههاي جاندارانگارانه(animistic)  از طبيعت چيزها مشابهت پيدا مي كند . اما بايد گفت در اينجا اشياء و چيزها واجد يك روح دروني نيستند. آنچه سبب ايجاد تنش در سازه ها مي گردد نه يك تعيين دروني كه سنتز جدال ميان ماده(Material) و ابعاد فضا است. بنابراين به وضوح مي توان نوعي پس زمينه فلسفي هگلي را در اين مبحث مشاهده نمود. در نهايت اين نوع نگرش به خوبي از پس توضيح و تبيين سمت و سوي پديده ها بر مي آيد. در بحث تكيه گاهها(supports) با بررسي انواع تكيه گاهها نظير تكيه گاههاي غلتكي و ميله اي(roller and link supports) , تكيه گاههاي مفصلي (pinned supports) , و تكيه گاههاي گير دار و ثابت (fixed supports)  به نتايج مشابهي مي رسيم. افزايش تكيه گاهها سبب كاهش درجه آزادي شده و به تبع آن تنش ها نيز افزايش مي يابند. و همچنين مطابق با اين ديدگاه [ تا زماني كه ذرات بنيادين ماده به بالاترين درجه آزادي نرسند حركت و جنبش و تنش در جهان مادي وجود خواهد داشت. و فقط زماني جهان مادي از قيد تنش رها خواهد شد كه ماده به صورت انرژي در آيد. صورتهايي از ماده كه متراكم تر هستند مانند جامدات بيشتر تحت اثر اسارت مكان و فضا دچار تنش مي شوند و به همين دليل رو به استهلاك و تحليل مي روند و به صورتهايي از ماده كه داراي درجات آزادي بيشتري هستند ميل مي كنند.] در بخشهاي ديگري از كتاب انبساط جهان در توضيح ماهيت تنش آمده است:[اصولاً در اسارت فضا و مكان بودن كه از خصلتهاي ماده است به معني تحمل تنش ها و نيروهاست. و اين تنش ها ماده را به سمت تسليم شدن و افزايش كرنش ها و در نهايت افزايش درجات آزادي مي كشاند. به همين دليل صورتهايي از ماده كه درجات آزادي و انعطاف پذيري (flexibility) بيشتري دارند دوام و پايداريشان بيشتر است و مرز Boundry)) و شخصيت هندسي آنها داراي بقاء بيشتري است. حفاظت از شخصيت هندسي اجسام و بويژه اجسام جامد توسط كميتهاي فيزيكي مانند مدول الاستيسيته حفاظت از شخصيت هندسي اجسام و بويژه اجسام جامد توسط كميتهاي فيزيكي مانند مدول الاستيسيته (modulus of elasticity) و مدول برشي E وG  و ضريب پواسون υ صورت مي گيرد كه در صورت غير ايزوتروپ و غير همگن بوده اجسام اين مدول ها افزايش مي يابند و در هر امتداد و جهت, مقدار خاص خود را دارند. در حالت نيروهاي ديناميكي ضرايب مادي ديگري مانند ضريب استهلاك اضافه مي گردد كه براي اجسام مادي با اشكال هندسي مختلف و تحت نيروهاي ديناميكي و استاتيكي اين ضرايب در قالب ماتريسهاي چند بعدي مانند سختي و جرم و ... ارائه مي گردند. اما همه اين مقاومت هاي دروني مادي بالضروره و با گذشت زمان و تحت اثر تنش ها و خستگي ها رو به كاهش گذاشته و اجسام با تراكم حجمي بالاتر به سمت انبساط و تلاشي جرمي حركت مي كنند. در بعد سازه اي نيز هرچه انعطاف پذيري و درجات آزادي سازه ها بيشتر باشد دوام و پايداريشان بيشتر است و سطح و مرز و شخصيت هندسي آنها داراي بقاي بيشتري است. به هم فشردگي ماده به اين علت كه تراكم حجمي بالا مي رود و درجات آزادي ذرات بنيادين كاهش مي يابد به شدت تنش زاست. و لذا اين به هم فشردگي به اجبار و به طور طبيعي داراي حد و مرز خواهد بود. در حاليكه در بعد افزايش حجم و كشش در ماده هرگونه افزايش حجم و بزرگ شدن جسم داراي حدود مشخص نيست و به دليل سازگاري و انطباق اين حالت كششي با افزايش درجات آزادي باندري جسم به سرعت گسترش مي يابد. به همين علت بسياري از مصالح در مقابل كشش  (Tensional stress)ضعيف بوده و مقاومت چندان نشان نمي دهند در حاليكه در مقابل فشار(Compressional stress) ايستادگي مي كنند.] در ادامه فرسودگي و استهلاك صورتهاي مادي بر اساس درجات آزادي و تنشهايي كه هر صورت مادي متحمل مي شود توجيه مي گردد.  بنابراين مشاهده نموديم كه تبيين فلسفي تئوري انبساط جهان با براهين دقيق  ,مستدل و حساب شده چگونه قادر است رفتار مكانيكي مصالح را به خوبي توجيه نمايد.
 
 
 1.2  انرژي كرنشي , پايداري سازه و تنش هاي پس ماند
 
 
 
 
   
 با كاهش تنش ها انرژي واحد حجم نيز به حداقل مي رسد. در اين صورت پايداري و دوام و ثبات بيشتري براي جسم حاصل خواهد شد. اين مطلب دقيقاً  با اصل بقاي انرژي(principle of conservation of energy) همخواني دارد. در محدوده ارتجاعي با جايگزيني رابطه هوك و رابطه خطي تنش و كرنش رابطه وابستگي انرژي واحد حجم به توان دوم تنش بدست مي آيد. چگالي انرژي كرنش در محور طولي برابر خواهد بود با:
  
 
 
 
و     براي هر سه محور خواهيم داشت:
 
 
 
 
 
لذا   با جايگزيني رابطه هوك داريم:
 
 
 
اين رابطه انرژي كرنشي قابل بازيابي يا ذخيره كردن براي يك جزء تحت بار محوري را نشان مي دهد. بر اساس اين رابطه ضريب فنريت و (modules of resilence) و طاقت مصالح (toughness) كه نقش موثري در دوام و پايداري جسم جامد دارند بدست مي آيد. بحث انرژي كرنشي را همچنين مي توان براي خمشهاي خالص (pure bending) و تنشهاي برشي نيز بيان كرد كه همگي پيام فلسفي واحدي دارند.
 
  براي تنش هاي برشي:
 
 
 
 
 
 
 
 بااستفاده از قانون هوك :
 
 
 

 و در حالت كلي:

 
 
 
بنابراين انرژي ذخيره شده يا قابل بازيابي در اجسام جامد خطي ارتجاعي با توان دوم تنش و عكس مدول الاستيسيته رابطه مستقيم دارد. براي يك م