مختصری در مورد آی سی های رگولاتور

همه می دونن که تقریبا هر دستگاه الکترونیکی به یک تغذیه ی DC نیاز داره که این منبع DC باید در مقابل تغییرات ورودی(برق شهر) و همچنین تغییرات بار(مصرف کننده) تثبیت شده باشه، پس در واقع مدارات مجتمع رگولاتور از عناصر ولتاژ مرجع(مثل دیودهای زنر) برای تثبیت ولتاژ استفاده می کنند. آی سی های رگولاتور متداول معمولا 3 پایه(مثل سری 78xx) یا 5 پایه(مثل L200) یا بیشتر (مثل LM723 با 14 پایه) می باشند. دسته ای از رگولاتور های سه پایه مثل سری 78xx دارای ولتاژ ثابت اند و گروهی دیگه از سری LM، ولتاژ خروجی شان قابل تنظیم است. آی سی های سری 78xx که دو رقم آخر بیانگر ولتاژ ثابت خروجی است جریان 1 آمپر رو تامین می کنن و از 5 تا 24 ولت موجودند. مثلا شماره ی 7808 دارای ولتاژ 24 و جریان 1 آمپر است. xx می تونه اعداد 05، 06، 08، 10، 12، 15، 18 یا 24 باشه. رگولاتور های سری LM با ولتاژ های متغیر موجودند و رگولاتور بسیار دقیق و جالب LM723 که دارای 14 پایه است، ولتاژ خروجی متغیر 2 تا 37 و جریان 150 میلی آمپر رو بدون ترانزیستور خارجی تامین میکنه که با افزودن ترانزیستور تا 10 آمپر قابل افزایشه.

رگولاتوری که در اینجا می خواهیم ازش در ساخت یک منبع تغذیه استفاده کنیم، آی سی سه پایه LM317 است. این رگولاتور مشخصات مناسبی داره که براحتی می تونه به عنوان یه منبع تغذیه ی آزمایشگاهی یا به عنوان منبع تغذیه ی پروژه های الکترونیکی استفاده بشه. ولتاژ متغیر خروجی که این آی سی در اختیار می گذاره در رنج 1.2 تا 37 تغییر می کنه، همچنین حداکثر جریان خروجی تا 1.5 آمپر و درصد رگولاسیون 0.1 درصد که بسیار مناسب می باشد. اگر جریان 1.5 آمپر براتون کافی نیست می تونید از LM338 با 5 آمپر جریان استفاده کنید و همچنین زوج منفی LM317، آی سی LM337 است که ولتاژ منفی 1.2- تا 37- رو تامین میکنه.

مشخصه که بعضی از اجزا می تونن بدون اینکه خللی در کار مدار بوجود بیارن حذف بشن، مثلا فیوزها فقط برای محافظت مدار هستند و وجودشون الزامی نداره. همچنین ولت متر و آمپر متر در صورتی مفیدند که بخواهیم یک منبع تغذیه ی آزمایشگاهی بسازیم ولی در مورد پروژه ها وجودشون ضرورتی نداره. در مورد فن هم در صورت وجود، در جریان های بالا منبع خنک تر خواهد بود و می تونه بسته به نظر شما حذف بشه و Heatsink کفایت میکنه. واضحه که به جای پل یکسوساز می تونید از چهار دیود به صورت مجزا استفاده کنید و پل رو خودتون بسازید اما PIV و جریان رو در نظر بگیرید.

ترانسفورماتور برق شهر رو به دو خروجی 9 ولت (18 ولت در مجموع) تبدیل میکنه و 18 ولت سینوسی وارد پل یکسوساز میشه و به صورت تمام موج یکسو میشه و خازن ضرفیت بالای C1 ریپل ولتاژ رو کم میکنه و در واقع به عنوان صافی عمل میکنه. بعد از اون ولتاژ رگوله نشده ی DC وارد رگولاتور میشه و پس از تثبیت شدن، خروجی از پایه ی Out گرفته میشه و مقدارش بوسیله پتانسیومتری که در پایه Adjust وجود داره تنظیم میشه و خازن C2 که به صورت موازی با بار قرار داره هم به صورت یک صافی عمل میکنه. بقیه ی المان ها عناصر جانبی هستند، مثلا دیود D2 و خازن C3 یک منبع DC از ترانس برای فن تامین میکنن. و همچنین LED و R2 وضیعت روشن یا خاموش بودن منبع رو نشون میدن و دیود D1 به عنوان محافظ عمل میکنه.

توضیح:

این مدار کاملا عملیه و قطعاتش به وفور در بازار تهران پیدا میشه و میتونه بسته به نیاز شما قابل انعطاف باشه، ولتاژ خروجی 37 ولت تنها در صورتی قابل دسترسه که ثانویه ی ترانس تون در این حدود باشه. در صورتی که از رگولاتور LM338 استفاده میکنید، سعی کنید حتما از فن استفاده کنید در صورتی که برای LM317 استفاده از فن چندان ضرورتی نداره.

 

ارائه ی طرح یک دیمر کم مصرف با تایمر 555

در اين مدار تايمر 555 به صورت مولتی ويبراتور آستابل پيکربندی شده. خروجی تايمر که يک پالس مربعی است از پايه ی 3 گرفته می شود و به گيت يک ماسفت قدرت وصل شده است. با استفاده از پتانسيومتر موجود می توان عرض پالس خروجی را کم يا زياد کرد و بدين ترتيب مقدار جريان موثری که در درين ماسفت سيلان می يابد قابل کنترل است و به همين ترتيب توان مصرف شده در لامپ قابل کنترل است. واضح است که به جای تايمر 555 می توان از مولتی ويبراتور آستابل ترانزيستوری(کلکتور کوپله يا اميتر کوپله) و يا مولتی ويبراتور آستابل آپ امپی نيز استفاده کرد اما به صرفه ترين حالت تايمر 555 می باشد.

 

تاریخچه ی ریزپردازنده ها

در اواخر 1947 ترانزیستور در آزمایشگاه های بل بوسیله سه فیزیکدان اختراع شدو صنایع الکترونیک رو به شدت تحت تاثیر خودش قرار داد. حدود 10 سال بعد (سپتامبر 1958) با اختراع مدار مجتمع (IC) توسط Texas Instruments انقلابی مجدد در صنعت الکترونیک به وقوع پیوست و دریچه هایی تازه به روی این دانش باز شد. در سال 1968 شرکت اInte توسط Robert Noyce تاسیس شد و سه سال بعد یعنی در نوامبر 1971 این شرکت اولین میکروپروسسور را به نام 4004 معرفی کرد. این میکروپروسسور 4 بیتی شامل 2300 ترانزیستور بود و در ماشین حساب ها استفاده شد. در سال 1974 میکروپروسسور 8 بیتی 8008 به عنوان نسل دوم ریزپردازنده ها توسط اینتل معرفی شد و به دنبال آن سریعا 8080 وارد بازار شد. در همین زمان Motorola اولین میکروپروسسور خود را به نام 6800 منتشر کرد. 6800 میکروپروسسوری 8 بیتی با قدرتی تقریبا برابر با 8080 بود، اگرچه معماری 8080 با 6800 کاملا متفاوت بود و این روند متفاوت در آینده نیز حفظ شد. در ادامه اینتل نسخه ای شبیه 8080 به نام 8085 را معرفی کرد و پس از آن در 1978 با تولید میکروپروسسور 16 بیتی 8086 نسل سوم پردازنده ها متولد شد. 8086 در اولین کامپیوتر شخصی IBM استفاده شد. سپس اینتل ورژن ارزانتر 8086 را به نام 8088 (دارای 8 بیت دیتا باس مالتی پلکس شده) به بازار عرضه کرد. قابل توجه است که این سیاست اینتل (ارائه یک نسخه ی ارزانتر پس از یک پردازنده پرقدرت) هنوز هم ادامه دارد و هدف آن کنار زدن رقیبان بوده و هست به طوری که این مسئله بعدها در مورد 386DX و 486DX با ارائه ی 386SX و 486SX تکرار شد. در ادامه اینتل پردازنده های 16 بیتی (منظور 16 خط گذرگاه اطلاعات است) 80186 و 80286 را معرفی کرد. نسل پردازنده های 32 بیتی با ارائه ی 80386 ظهور کرد و پردازنده ی قدرتمند و 32 بیتی 80486 آخرین پردازنده ی 32 بیتی اینتل بود. پس از 80486 اولین ریزپردازنده ی 64 بیتی اینتل توسط خانواده ی پنتیوم وارد بازار شد و به سازندگان کامپیوتر اجازه تولید کامپیوترهایی قدرتمندتر داد. در همین زمان موتورولا پا به پای اینتل با ارائه ی پردازنده های 6805، 6808، 6811، 6820 و ... حرکت کرد به طوری که این میکروپروسسورها اغلب در کامپیوترهای اپل استفاده می شدند و آخرین آن ها که در کامپیوتر G5 اپل در سال گذشته معرفی شد توانست در آزمایش ها پردازنده 3 گیگاهرتزی پنتیوم 4 اینتل را پشت سر بگذارد. همزمان با اینتل شرکت هایی نظیر Advanced Micro Devices و Cyrix به ارائه ی پردازنده های خود پرداخته اند و اگرچه در بسیاری موارد این ریزپردازنده ها قابل رقابت با پردازنده های اینتل بوده اند اما همواره اینتل سهم عمده ی بازار را اختیار داشته است.

 

اعوجاج هارمونیکی

در حال حاضر يکی از معضلات شرکت های توزيع نيرو مسئله ی اعوجاج هارمونیکی است که در نوع ساده و کم تاثیر، علت اون می تونه دیمرهای کنترل لامپ ها و موتورها باشه و در حالت جدی یکسوسازهای چند فاز قدرت در سیستم های کنترل می تونن مشکل ساز باشند. در این مقاله چند راه حل مفید بوسیله ی فیلترهای فعال ویکسوسازهای با ضریب قدرت یک ارائه شده است.

 

چکيده : يکسوسازهای ديود و تريستور که در مصرف کننده های الکترونيکی و سيستم های کنترل موتورها استفاده می شوند خود را به صورت يک بار غيرخطی بر روی منابع AC نشان می دهند و بنابراين جريان هارمونيکی توليد می کنند. اين مسئله منجر به ضريب قدرت پايين، بازده انرژی پايين و اختلال مضر بر روی مصرف کننده های ديگر می شود. يکسوکننده های با ضريب قدرت واحد و فيلترهای قدرت فعال (Power Filter Active) می توانند اين هارمونيک ها را حذف کنند و به طور کلی موجب بهبود ضريب قدرت شوند. در اين مقاله چندين راه حل سخت افزاری و استراتژی کنترل بر پايه ی پردازش ديجيتال سيگنال (Digital Signal Processing) ارائه شده است. نتيجه ی اين راه حل ها، کارايی تکنيک جبران فعال (Compensation Technique) را نمايش داده اند و برای کابردهای صنعتی توصيه می شوند.

 

معرفی پورت موازی

به طور کلی کامپیوترهای سازگار با IBM دارای دو دسته پورت موازی و سری هستند و پورت موازی که مورد بحث ماست دارای یک کانکتور 25 پین Female در پشت کیس کامپیوتر است که این کانکتور D25 نام دارد. سیستم عامل ویندوز پورت موازی را با نام LPT می شناسد و پورت های سریال را با نام های COM2 ،COM1 و USB و اخیرا Firewire یا IEEE1394 که هر کدام دارای استاندارهای خاص خود می باشند

می دانیم که در ارتباطات موازی یک بایت که شامل هشت بیت است به صورت موازی و همزمان منتقل می شود و در ارتباط سریال هر بایت توسط یک ثبات انتقالی Shift Registe  به شکل سریال در می آید و سپس توسط یک کانال انتقالی (یک بیت یا یک سیم سیگنال و یک سیم زمین) منتقل می شود. بنابراین کوچکتر بودن کانکتور سریال (معمولا 9 پین) نسبت به پورت موازی بدین دلیل است. امروزه پورت سریال کاربردهای نسبتا کمی دارد و تقریبا در آینده ای نزدیک جای خود را به اتصالات سریال و مخصوصا استاندارد سریع USB خواهد داد به طوری که امروزه حتی بخش عمده ای از پرینترها با اتصال USB وارد بازار می شوند. سرعت استاندارد پورت موازی بین 50 تا 100 کیلوبایت در ثانیه می باشد و وظیفه هر یک از پین های این پورت در زیر توضیح داده شده است:

 

پین 1: سیگنال

strobe را حمل می کند. قابل ذکر است که زمان بندی و انتقال اطلاعات در هر بیت می تواند به دو صورت سنکرون و آسنکرون انجام شود که در روش سنکرون یک سیگنال زمانی به همراه اطلاعات فرستاده می شود تا مرجعی برای تشخیص و تفکیک بیت ها فراهم آورد که به این سیگنال Strobe گفته می شود. در ارتباطات سریال معمولا از روش آسنکرون استفاده می شود که در آن صورت بیت شروع و بیت پایان به همراه اطلاعات ارسال می شود و زمان بندی را انجام می دهد. (در این مورد در یادداشت ارتباطات سریال بیشتر توضیح خواهم داد.) سطح ولتاژ این پین معمولا بین 2.8 تا 5 ولت است اما زمان ارسال یک بایت اطلاعات به حدود 0.5 ولت کاهش می یابد.

پین 2 تا 9:

 این پین ها وظیفه حمل یک بایت اطلاعات Dat

را بر عهده دارند و در واقع یک منطقی معادل 5 ولت و 0 منطقی معادل حدود صفر ولت می باشد.

پین 10: وظیفه ی ارسال

Acknowledgment را بر عهده دارد. بدین ترتیب که مانند سیگنال Strobe با ارسال 0 منطقی اعلان دریافت اطلاعات ارسال شده را بر عهده دارد.

پین 11:

 یک بودن این پین اعلام می کند که پرینتر مشغول است و با صفر شدن آن به کامپیوتر اجازه ی ارسال اطلاعات را می دهد.

پین 12:

 پرینتر با ارسال یک منطقی از طریق این پین اعلام می دارد که کاغذ ندارد

پین 13:

پرینتر با ارسال یک اعلام می کند که به کامپیوتر متصل است. 

پین 15:

در صورت بروز مشکل برای پرینتر با ارسال صفر منطقی، کامپیوتر را بروز خطا مطلع می کند.

پین 16:

 کامپیوتر با ارسال صفر پرینتر را برای وظیفه ی بعدی آماده می کند.

پین 17:

 وظیفه اش این است که در صورت لزوم به صورت از راه دور با ارسال یک منطقی اتصال پرینتر را از کامپیوتر قطع کند.

پین 18 تا 25:

 

ستون دوم مربوط استاندارد 36 پین Centronics که امروزه در کامپیوترهای سازگار با IBM کمتر استفاده می شود.
همان طور که ملاحظه می شود ارتباطات پورت موازی با استاندار اصلی به صورت Simplex یا یکطرفه می باشد. اما در سال های بعد از معرفی استاندارد اولیه، در سال 1991 استاندارد (Enhanced Parralel Port (EPP توسط شرکت های Intel, Xircom و Zenith معرفی شد. EPP سرعتی بین 500 کیلوبایت تا 2 مگابایت دارد و معمولا برای اتصالات وسائل جانبی غیر از پرینتر استفاده می شود. پس از آن در سال 1992 استاندارد (Extended Capabilities Port (ECP توسط Microsoft و Hewlett Packard برای بهبود عملکرد واسط پرینتر معرفی شد. و سرانجام یک سال بعد استاندارد IEEE 1284 توسط سازمان IEEE شد که مشخصات کار با هر دو نوع EPP و ECP را دارا بود.
در حال حاضر معمولا کامپیوترهای IBM از استاندارد ECP جهت پورت موازی یا LPT استفاده می کنند. (جهت اطلاع از این مسئله در سیستم عامل ویندوز در Device Manager شاخه ی Ports را بررسی کنید. وظایف تخصیص داده شده به پین های پورت موازی با استاندارد ECP در جدول زیر آورده شده است:

 

رعایت نکردن نکات زیر نیز خالی از ضرر نیست:

1. پورت موازی از امکان Hot Swapping یا تعویض در حین کار پشتیبانی نمی کند. بنابراین باید در زمانی که سیستم عامل بوت نشده و یا در زمان خاموش بودن آن باید تجهیزات را به این پورت متصل یا جدا کنید.

2. ولتاژهای ورودی نباید از 5 ولت بیشتر شوند و یا از صفر کمتر.

3. پورت موازی در مقابل جریان بیش از حد محافظت نشده بنابراین مراقب اتصال کوتاه باشید و برای بارهای بزرگ از بافر استفاده کنید.

 

 

Rank 2006 Electrotecnic Communication

 

Massachusetts Institute of Technology
University of California–Berkeley
Stanford University (CA)
University of Illinois–Urbana-Champaign
California Institute of Technology
Georgia Institute of Technology
University of Michigan–Ann Arbor
Carnegie Mellon University (PA)
Cornell University (NY)
Princeton University (NJ)
Purdue University–West Lafayette (IN)
University of Texas–Austin
University of California–Los Angeles (Samueli)
University of Southern California (Andrew and Erna Viterbi)
University of Wisconsin–Madison
University of Maryland–College Park (Clark)
University of Washington
Pennsylvania State University–University Park
Rice University (Brown) (TX)
Texas A&M University–College Station (Look)
University of California–San Diego (Jacobs)
University of California–Santa Barbara
University of Minnesota–Twin Cities
Columbia University (Fu Foundation) (NY)
Johns Hopkins University (Whiting) (MD)
Rensselaer Polytechnic Institute (NY)
Northwestern University (IL)
Arizona State University (Fulton)
Duke University (NC)
North Carolina State University
University of Colorado–Boulder
University of Florida
University of Pennsylvania
Virginia Tech
University of Arizona
Yale University (CT)
Brown University (RI)
Iowa State University
University of California–Davis
University of Notre Dame (IN)
University of Virginia
Washington University in St. Louis (Sever)
Case Western Reserve University (OH)
Michigan State University
Rutgers State University–New Brunswick (NJ)
University of Massachusetts–Amherst
Vanderbilt University (TN)
University of California–Irvine (Samueli)
Boston University
Dartmouth College (Thayer) (NH)
rtheastern University (MA)
SUNY–Stony Brook
Texas Tech University
University at Buffalo–SUNY
University of Connecticut
University of Illinois–Chicago
University of Missouri–Rolla
University of New Mexico
Worcester Polytechnic Institute (MA)
University of Delaware
University of Tennessee–Knoxville
Brigham Young University (Fulton) (UT)
Illinois Institute of Technology (Armour)
New Jersey Institute of Technology
Southern Methodist University (TX)
University of Central Florida
University of Houston (Cullen)
University of Kansas
University of North Carolina–Charlotte (Lee)
Auburn University (Ginn) (AL)
Colorado State University
Lehigh University (Rossin) (PA)
Polytechnic University (NY)
Syracuse University (NY)
University of Iowa
University of Pittsburgh
University of Utah
Washington State University
Oregon State University

ارتباطات سریال

ü تعریف

مبادله ی بیت به بیت اطلاعات تنها از طریق یک کانال (البته بجز زمین) را ارتباط سریال می گویند.

ü انواع

سنکرون (همزمان):

یک سیگنال زمانی از طریق یک کانال مجزا همراه با پیام ارسال می شود. (مثل استاندارد I2C و RS232 )

آسنکرون (غیرهمزمان):

در این روش اطلاعات زمان بندی همراه با سیگنال ارسال می شود. (مثل RS232, RS485)

ü بررسی

از لحاظ تئوری تنها یک سیم برای انتقال اطلاعات سریال به صورت آسنکرون لازم است اما در واقعیت این مسئله عملی نیست. به عنوان مثال اگر یک بیت از اطلاعات بر اثر خطا یا نویز تغییر کند ممکن است کل اطلاعات بعد از آن یک بیت شیفت پیدا کند و پس از تفسیر و تبدیل به دیتای موازی کل اطلاعات مخدوش شود. بنابراین نیاز به استاندارهایی وجود دارد که امکان ارتباط قابل اطمینان را فراهم کند. یکی از این استانداردها RS232-C است که در سال 1969 توسط موسسه EIA تعریف شد. اگرچه نام این استاندارد RS232-C است اما معمولا به نام RS232 شناخته می شود و مخفف Recommended Serial می باشد. این استاندارد معمولا در پورت سریال کامپیوترهای شخصی استفاده می شود.

پروتکل ارتباطی RS232 در لایه ی هفتم مدل OSI قرار می گیرد و موارد زیر در آن تعریف شده است:

- مشخصات الکتریکی سیگنال از قبیل سطح ولتاژ، نرخ سیگنال، زمان بندی و Slew Rate، سطح مقاومت ولتاژ، رفتار اتصال کوتاه، بیشینه ی جریان ظرفیتی و طول کابل

- مشخصات مکانیکی واسط از قبیل سوکت اتصال و تعریف پین ها.

- عملکرد هر مدار در کانکتور واسط

- زیر مجموعه های استاندارد از مدارهای واسط برای آن کاربرد ارتباطی

همانطور که گفته شد این استاندارد در لایه های زیرین مدل OSI کار می کند و مشخصات لایه های بالا از جمله کدگذاری کاراکتر (مثلا ASCII) و همچنین قالب بندی کاراکتر (مثل بیت شروع و پایان یا بیت توازن) در قالب این استاندارد قرار نمی گیرد و معمولا بوسیله ی نرم افزار تعیین و تفسیر می شوند. این استاندارد سقف ماکزیمم نرخ بیت را 20.000 bps تعریف کرده است در حالی که بسیاری از تجهیزات جانبی مثل مودم ها از این اندازه تجاوز کرده و با نرخ هایی بالاتر از این (مثل: 38.400 ، 37.600 و 115.200) با سطح ولتاژ RS232 کار می کنند.