مختصری از امواج رادیویی و تقسیم بندی باند ها و فرکانس ها

مختصری از امواج رادیویی و تقسیم بندی باند ها و فرکانس هاامروزه و در عصر پیشرفت تکنولوژی، کاربرد و استفاده از طیف‌های فرکانسی و امواج رادیویی در حال گسترش روزافزون است. مهم‌ترین مزیت این فناوری کاهش حجم اتصالات و وسایل رابط همچون سیم‌ها و کابل‌ها هستند که در نتیجه موجب کاهش چشم‌گیر هزینه‌ها می‌گردند. به طوری که روابط بدون سیم جایگزین مطمئن آنها می‌شوند.ارتباطات به وسیله امواج رادیویی، برپایه قوانین فیزیک و انرژی امواج الکترومغناطیسی استوار است. بدین منظور برخی مفاهیم اولیه مربوط به این موضوع را به اجمال از نظر می‌گذرانیم.* همه ما تاکنون عباراتی نظیر UHF, VHF, AM, FM و ... را شنیده‌ایم. فضای اطراف ما آکنده از امواج رادیویی است که در تمام جهات در حال انتشار و عبور و مرور می‌باشند. اصولا یک موج رادیویی یک موج الکترومغناطیسی می‌باشد که معمولا توسط آنتن منتشر می‌گردد. امواج رادیویی دارای فرکانس‌های مختلفی هستند، که برحسب کاربری مطابق با استانداردهایی تقسیم‌بندی شده‌اند. در آمریکا FCC کمیته ملی ارتباطات مسئولیت مدیریت و تصمیم‌گیری در مورد تخصیص طیف‌های فرکانسی و صدور مجوز و یا تعیین استانداردها را برعهده دارد.امواج رادیویی در هوا با سرعتی نزدیک به سرعت نور انتقال می‌یابند. این امر یکی از مهم‌ترین مزایای این فناوری می‌باشد که نقش بسزایی در تسریع ارتباط به عهده دارد.واحد اندازه ‌گیری فرکانس رادیویی hertz "هرتز" یا "سیکل بر ثانیه" است و برای فرکانس‌های بزرگ‌تر، جهت خواندن و نوشتن از عباراتی مانند KHz "کیلوهرتز"، MHz "مگا هرتز" و ... استفاده می‌شود. در جدول  تقسیم بندی فرکانس‌ها برحسب واحد آمده است.امواج رادیویی دارای فرکانس‌ها و باندهای مختلفی هستنتد، به وسیله یک گیرنده مخصوص رادیویی شما می‌توانید، امواج مربوط به همان گیرنده را دریافت نمایید. برای مثال زمانی که شما مشغول گوش دادن به یک ایستگاه رادیویی هستید، گوینده فرکانس 91.5 MHz و باند FM را اعلام می‌کند. رادیوی FM شما تنها می‌تواند گستره فرکانسی تخصیص یافته مربوط به خود را دریافت نماید.Wavelength یا طول موج یک سیگنال الکترومغناطیسی با فرکانس یا بسامد آن رابطه معکوس دارد، بدین معنی که بالاترین فرکانس کوتاه ‌ترین طول موج را دارا می‌باشد. در کل سیگنال‌های با طول موج‌های بلند تر مسافت بیشتری را می‌پیمایند و از قابلیت نفوذ بهتری در میان اجسام در برابر سیگنال‌های دارای طول موج کوتاه برخوردارند. مخفف باندهاگستره فرکانس تقسیمات نمادها      b.mam      30KHZ-3 امواج۱۰ هزارمتری           VLF        b.km      300khz-30   امواج کیلومتری            LF        b.hm        3000khz-300   امواج هکتامتری             FM       b.dam       30mhz-3   امواج دکامتری            HF         b.m      300MHz-30      امواج متری           VHF        b.dm    3000MHz-300    امواج دسیمتری           UHF        b.cm         30GHz-3 امواج سانتیمتری            SHF        b.mm       300GHz-30  امواج میلیمتری           EHF  3000GHz-300امواج دسیمیلیمتر در زیر بخشی از کاربردهای این امواج با ذکر محدوده فرکانسی آمده است:رادیوهای AM از 535 کیلو هرتز تا 1.7MHzرادیوهای موج کوتاه: 509 MHz تا 26.1 MHzرادیوهای باند شهری: 26.96MHz  تا 27.41MHzرادیوهایFM  :از 88 تا 108MHzو برخی تقسیمات جزئی‌تر عبارتند از:سیستم‌های دزدگیر، دربازکن بدون سیم پارکینگ و ... : در حدود 40MHzتلفن‌های بدون سیم متداول: در حدود 40 MHz الی 50 MHzهواپیماهای مدل کنترلی: در حدود72MHzماشین‌های اسباب‌بازی رادیو کنترلی: درحدود 75MHzگردنبند ردیابی حیوانات: 215MHz الی 220MHzتلفن‌های سلولی (مانند موبایل):824MHz الی 849MHzتلفن‌های جدید بدون سیم:در حدود 900MHzسیستم‌های موقعیت‌یاب ماهواره‌ای:1.227 MHz الی 1.577 MHz دردسته بندی امواجی که قبلا ذکر شد هر گروه کاربردهای خاص خود را دارد در زیر برخی از آنها آمده است۱-متحرک هوانوردی۲-ناوبری رادیویی۳- آماتور۴-آماتور ماهواره ای۵-پخش همگانی صدا۶- متحرک خشکی۷-متحرک دریایی۸- هواشناسی ماهواره ای۹-تعیین موقعیت رادیویی و ماهواره ای۱۰-تحقیقات فضایی۱۱-پخش تصاویر تلویزیونیو غیره... که خود نیز دارای دسته بندی هستند. یک موج رادیویی یک موج الکترومغناطیسی است که میتواند بوسیله یک آنتن انتشار یابدوهمانطور که میدانید امواج رادیویی فرکانسهای متفاوتی دارند  یکی از  سوالهای ابتدایی شما ممکن است این باشد که چرا برخی از امواج و فرکانسهایی که حتی بر روی یک باند مشترک منتشر می شوندمثلا باند "F M" چرا  بوسیله رادیوهای گیرنده خانگی قابل دریافت نمی باشند؟پاسخ این است که گیرنده خانگی شما فقط میتواند باندهاوفرکانسهایی را که کارخانه سازنده از پیش برای آن تعیین کرده و مثلا برای موج  FM    بین  88 megahertz  تا   108 megahertz    می باشد را دریافت نماید. AM radio: 535 kilohertz to 1.7 megahertz  Short wave radio: bands from 5.9 megahertz to 26.1 megahertz Citizens Band (CB) radio: 26.96 megahertz to 27.41 megahertz Television stations: 54-88 megahertz for channels 2-6 FM radio: 88 megahertz to 108 megahertz Television stations: 174-220 megahertz for channels 7-13 Garage door openers, alarm systems, etc.: around 40 megahertz Standard cordless phones: Bands from 40 to 50 megahertz Baby monitors: 49 megahertz Radio controlled airplanes: around 72 megahertz, which is different from... Radio controlled cars: around 75 megahertz Wildlife tracking collars: 215 to 220 megahertz MIR space station: 145 megahertz and 437 megahertz Cell phones: 824 to 849 megahertz New 900 MHz cordless phones: Obviously around 900 megahertz! Air Traffic Control radar: 960 to 1,215 megahertz Global Positioning System: 1,227 and 1,575 megahertz Deep space radio communications: 2290 megahertz to 2300 megahertz

آشنایی با واژگان کاربردی فیزیک لیزر

آشنایی با واژگان کاربردی فیزیک لیزر طرح یا نقشه (تداخل امواج) توزیع شدت بر روی پرده که متشکل از منطقه روشنی است که توسط حلقه‌های تاریک و روشن در بر گرفته شده است. Pattern تابع متقابل همدوسی همدوسی معمولا بر حسب تابع متقابل همدوسی (12γ (τ مشخص می‌شود این مقدار که در واقع عدد مختلف است، اندازه گیری هم خوانی دو موج نوری در مکان و زمان مشخص می‌باشد و مقدار 0 تا 1 دارد. وقتی که مقدار صفر دارد نور کاملا غیر همدوس است. مقدار یک دلالت بر همدوسی کامل دارد. Mutual coherence function میخه میخه‌ها قسمتهایی از پالس را تشکیل می‌دهند. Spike عدد F منظور عدد F عدسی است که برابر نسبت فاصله کانونی به قطر عدسی را گویند. (F = f/D) F Number دو برابر کننده فرکانس مواد دو برابر کننده فرکانس بسیار مفید بوده و همانطور که از نامشان پیداست، قادر هستند که فرکانس پرتوهای لیزر را دو برابر کنند (یعنی طول موج را نصف کنند). Frequency Doubling همیوغی فاز در خیلی از موارد عملکرد لیزر بصورت یک مد طولی TEMoo با شکل گاوسی مورد نظر است. در عمل با بسیاری از لیزرها دستیابی به این امر مشکل است. یک راه حل ممکن استفاده از آینه‌های همیوغ فلزی است. وقتی پرتوهای نور از چنین آینه‌هایی بازتاب می‌شود به ترکیب فازی پرتو می‌انجامد. یک ویژگی جالب دیگر این است که با این روش صرف نظر از شعاع انحناء آینه و یا طول کاواک ، لیزر پایدار است. Phase Conjugation ابزار نوری کلیه وسایل و ابزار اپتیکی را گویند. Optical tooling لبه‌های نوری لبه‌های مستقیم نوری برای تعریف خطهای مستقیم برای جستجو و همچنین پروژه‌های مهندسی شهرسازی مانند ساختن خط لوله ، هدایت ماشینهای لوله گذاری و ایجاد تونلها بکار می‌رود. در عملیات تنظیم کردن دیگر مانند سوار کردن یا مونتاژ کردن ابزارهای خیلی بزرگ مانند هواپیماها و کشتیها ، ایجاد ساختمانهای عظیم و تنظیم لیزرهای پر قدرت که برای برش ، سوراخکاری و جو.شکاری بکار می‌روند و معمولا دارای طول موجهای مادون قرمز هستند، بکار می‌رود. Stright edges منشور پنج گانه منشور پنج تایی پرتو را صرف نظر از جهت دقیق منشور ْ90 می‌چرخاند و بدین طریق می توان زاویه ْ90 را بدست آورد. Penta Prism گوشه مکعبی (بازتاب کننده گوشه مکعبی‌ها می‌توانند نور برخورد کننده را طوری بازتاب کنند که موازی نور برخوردی اولی با مقدار کمی جابجایی حرکت کند. مزیت دیگر این بازتاب کننده‌ها این است که تنظیم تداخل سنج را آسان می‌کنند، چرا که دو درجه آزادی زاویه‌ای هر آینه با دو درجه آزادی جانبی جایگزین می‌شود. Cube Corner طرح لکه‌ای طرح لکه‌ای نامی است که به طرح بازتابی که نور لیزر بازتاب شده از یک سطح ناصاف بدست می‌دهد، داده شده است. نورهایی که از نقاط مجاور که دارای بی نظمیهای کوچکی هستند، بازتاب می‌شوند، می‌تواند تداخل انجام دهند و مناطق تاریک و روشنی را بوجود آورند. این اثرات در حقیقت وقتی که سطح به کمک یک نور غیر همدوس تحت تابش قرار گیرد ظاهر می‌شود. Speckle Pattern بیناب نمایی پرتو مولکولی در این روش اتمها یا مولکولهای مورد بررسی بصورت پرتو جمع می‌شوند و نور کاوخ (Prob) بطور عمود بر امتداد حرکت آنها می‌تابد. ذرات در پرتو مولفه کوچکی از سرعت در امتداد پرتو کاوه دارند و از این رو پهن شدگی دوپلر بطور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد. Molecular beam spectroscqoy بیناب نمایی اشباع روشی است که در آن خروجی لیزر به دو پرتو تقسیم می‌شود که از دو جهت مخالف وارد ماده هدف می‌شوند. یکی از این پرتوها (پرتو اشباع کننده) خیلی شدیدتر است از دیگری (پرتو کاوه) است و مدوله شده (دامنه). Saturation Spectroscopy تابندگی   Irradiance دیفیوژن گازی روشی است که سطح نیم هادی در معرض گازی که حاوی ناخالصی است قرار می گیرد که از این طریق مقداری از این ناخالصی وارد نیم هادی می‌شود. Gaseous diffusion رونشست از طریق فاز مایع زمان حدودا از مرتبه -610 ثانیه است که در این مدت یونهای کاشته شده حدود μm 1.0 نفوذ می‌کند (با استفاده از لیزرهای پالسی). (Liquid phase epitaxy (LPE رونشست از طریق فاز جامد با استفاده از لیزرهای مداوم (جهت کاشت یون) نیاز به ذوب شدن سطح نمی‌باشد، با این وجود ساختمان سطح به شکل کریستالی در می‌آید، این فرآیند رونشستی از طریق فاز جامد نامیده می‌شود. (Solid phose epitaxy (SPE جوشکاری میکرونی با توجه به امکان متمرکز نمودن باریکه لیزر در ناحیه‌ای حدود چند میکرون ، و به دلیل آنکه می‌توان باریکه لیزر را هدایت و کنترل نمود، استفاده از لیزر در جوشکاری و لحیم کاری اتصالات دقیق فلزی مانند آنچه در مدارهای الکترونیکی یافت می‌شود، وجود دارد. Micro wleding تمام نگاری تکنیکی است که از بعضی جهات شبیه عکسبرداری می‌باشد. در تمام نگاری امواج شیئی ثبت می‌شوند، نه تصویر شیئی. موج شیء طوری ثبت می‌شود که با نور دهی مجدد به فیلم مثبت شده ، جبهه موجی شیئی اصلی حتی در غیاب شیئی اصلی باز سازی می‌شود. تمام نگاری معمولا باز سازی جبهه موج نامیده می‌شود. Holography تمام نگار تمام نگار از توزیع پیچیده‌ای از نواحی تاریک و شفاف مربوط به فریزهای تداخلی تاریک و روشن تشکیل شده است. تمام نگار به مانند یک توری پراش عمل می‌کند. Hologram تمام نگاری بازتابی وقتی که امواج شیئی و مرجع از جوانب مختلف وارد ماده ثبت کننده می‌شوند، هر یک از جبهه‌های موج با عمود بر سطح ماده ثبت کننده زاویه ْ90 درجه می‌سازد، تمام نگار بازتابی (که معمولا به تمام نگار براگ- لیپ من) یا دنیسوگ خوانده می‌شود. Reflection Hologram بازدهی تمام نگار بازدهی تمام نگار به نسبت توان نوری پراشیده شده مرتبه اول موج به توان نوری در پرتو باز سازی کننده که به تمام نگار تابیده می‌شود، تعریف می‌شود. Hologram Efficiency تداخل سنجی تمام نگاری تداخل سنجی به روش تمام نگاری توسعه تکنیک تداخل سنجی است. تنها مزیت تداخل سنجی با استفاده از تمام نگاری این است که تمام نگار جبهه موج شیئی را برای باز سازی در زمانهای بعد ذخیره می‌سازد. Holographic تمام نگارهای ساندویچی در این نوع تمام نگاری جفتهایی ناشی از صفحات عکاسی بطور همزمان نور دهی می‌شوند. از مزایای این روش: الف-عدم اطمینان از جهت جابجایی از بین می‌رود. ب -اثرات حرکت اجسام بزرگ سخت یا کبیر شدن قطعات نوری را می‌توان با حرکت نسبی کوچک تصاویر تمام نگاری حین باز سازی جدا نمود. Sandwich holograms تار ضریب شکست تدریجی تار با ضریب شکست تدریجی ، همانطور که از نام آن بر می‌آید، دارای ضریب شکست متغیر در عرض هسته می‌باشد. Graded - index fiber پاشندگی ماده‌ای پاشندگی عبارت است از تغییرات ضریب شکست نسبت به طول موجهای مختلف. Material dispersion اتلافهای تار اتلافها در تارها دو چشمه اصلی دارند: اتلافهای پراکندگی و اتلافهای جذب. Fiber losses پراکندگی ریلی بیان ریلی بیان می‌کند پراکندگی نور با طول موجهای مختلف متناسب با عکس توان چهارم طول موج است. Royleigh scattering دیود نوری بهمنی در این دیود ، ساختمان اصلی p-n تحت بایاس خیلی زیاد در مرتبه حدود V 100 عمل می‌کند. آنگاه حاملهای عبور کننده از ناحیه تهی سازی با تحریک به روش برخورد قادر خواهند بود تا انرژی کافی از میدان بدست آورند تا حاملهای بیشتری را در پهنای گاف انرژی تحریک نمایند. بهره خیلی به مقدار ولتاژ بایاس حساس است. از این رو منبع تغذیه بسیار پایدار مورد نیاز است. بهره به تغییرات دما بسیار حساس است، لازم است که دمای طرح کنترل شده یا اثرات تغییرات دما با تغییر دادن بایاس جبران شود. Avalanch - photodiod نور شناختی تجمعی هدف نور شناختی تجمعی این است که قادر باشیم تا به هر مقدار که بتوانیم سیگنال را به سیگنال اپتیکی تبدیل کنیم. (Integrated optics (IO دو پایداری نوری دو پایداری نوری به معنی وجود دو حالت پایدار در یک سیستم نوری برای یک سری از شرایط ورودی ، می‌باشد. Bistability دیسک نوری در زمینه ذخیره اطلاعات رایانه‌ای ، ترکیب ظرفیت اطلاعات خیلی زیاد و دسترسی سریع به آنها توسط دیسکهای نوری یک جایگزین جذاب برای روشهای دیگر ذخیره حافظه رایانه‌ای است. ظرفیت اطلاعات زیاد ، طول عمر زیاد و زمان طولانی نگهداری ، کاربردهای ذخیره آرشیو را منحصر به خود کرده است. اصلی‌ترین مزیت این دیسکها نسبت به سیستمهای دیگر ، عدم تماس فیزیکی بین سیستم قرائت و ماده ذخیره اطلاعات است، از پاره شدن جلوگیری می‌نماید و خواص بی نظیر دیگر.

اصول طراحی سیستم کنترلی با استفاده از PLC

مفهوم کنترل کردن یک پروسه، کاری بسیار ساده و آسان است و انجام اصولی موارد زیر را می‌طلبد: مشخص کردن ترتیب کار ماشینانتخاب مدل PLC اختصاص دادن آدرسهایی از حافظه PLC  به ترمینالهای ورودی و خروجیبرنامه‌نویسی و ذخیره آن در حافظه PLCتست نهایی و اجرای برنامه کنترلیمفهوم کنترل کردن یک پروسه، کاری بسیار ساده و آسان است و انجام اصولی موارد زیر را می‌طلبد: مشخص کردن ترتیب کار ماشین عملیات سیستم کنترلی توسط المانهای ورودی تعیین می‌شود، بسته به شرایط موجود یک سیگنال به PLC فرستاده می‌شود. در پاسخ، کنترلر بر طبق برنامه کنترلی که در حافظه خود دارد سیگنالی به ترمینالهای خروجی، که کار دستگاه را کنترل می‌کنند، می‌فرستد و به این ترتیب عمل کنترلی خواسته شده، انجام می‌شود. قبل از نوشتن برنامه باید فلوچارت ترتیب و توالی عملیات را رسم کنید. مفهوم کنترل کردن یک پروسه، کاری بسیار ساده و آسان است و انجام اصولی موارد زیر را می‌طلبد: مشخص کردن ترتیب کار ماشینانتخاب مدل PLC اختصاص دادن آدرسهایی از حافظه PLC  به ترمینالهای ورودی و خروجیبرنامه‌نویسی و ذخیره آن در حافظه PLCتست نهایی و اجرای برنامه کنترلیمفهوم کنترل کردن یک پروسه، کاری بسیار ساده و آسان است و انجام اصولی موارد زیر را می‌طلبد: مشخص کردن ترتیب کار ماشین عملیات سیستم کنترلی توسط المانهای ورودی تعیین می‌شود، بسته به شرایط موجود یک سیگنال به PLC فرستاده می‌شود. در پاسخ، کنترلر بر طبق برنامه کنترلی که در حافظه خود دارد سیگنالی به ترمینالهای خروجی، که کار دستگاه را کنترل می‌کنند، می‌فرستد و به این ترتیب عمل کنترلی خواسته شده، انجام می‌شود. قبل از نوشتن برنامه باید فلوچارت ترتیب و توالی عملیات را رسم کنید. انتخاب مدل PLC با بررسی سیکل کاری پروسه‌ای که می‌خواهیم کنترل کنیم، مشخص کردن تعداد و نوع Input/Output های سیستم و با توجه به دقت مورد نیاز، PLC مناسب را انتخاب می‌کنیم. در مورد انتخاب یک PLC بایستی مشخصه‌های زیر را تعیین کنیم: تعداد ورودی‌ها تعداد خروجی‌ها نوع ورودی و خروجی‌های دستگاه تعداد رجیستر‌ها و بیت‌های کمکی تعداد تایمر‌ها و شمارنده‌های مورد نیاز اندازه حافظه سرعت اجرای برنامه و پاسخ‌دهی دستگاه Scan Time برخی از شرکت‌های مشهور سازنده PLC عبارتند از : LG ، MITSUBISHI، TELEMECANIQUE، OMRON ، ALAM BRADLEY ، SIEMENS‌ و...  اختصاص دادن آدرسهایی از حافظه PLC  به ترمینالهای ورودی و خروجی: سومین قدم این است که تمامی قطعات کمکی که به PLC وصل می‌شوند باید مشخص شوند. بعد از گرفتن لیست از این قطعات، به هر کدام از آنها آدرسی از حافظه PLC I/O اختصاص داده می‌شود. در حین سیم‌بندی مدار هم باید دقت کرد که این قطعات به ترمینالهای مشخص شده وصل شوند. مشخص کردن آدرس‌های ورودی خروجی باید قبل نوشتن برنامه انجام شود. چرا که این آدرس‌ها به کنتاکتهایی که در برنامه نردبانی استفاده خواهد شد،  معنی می‌دهد. برنامه‌نویسی و ذخیره آن در حافظه PLC:بعد از تجزیه تحلیل مدار و انتخاب  PLC حال نوبت به برنامه‌نویسی آن می‌رسد. برنامه با توجه به ترتیب عملیات که در قدم اول مشخص شده، نوشته می‌شود. زبان برنامه‌نویسی آن که بصورت اعداد و حروف است از یک استاندارد مشخصی تبعیت می‌کند. روشهای نمایش برنامه در تمام PLCها مشترک می‌باشد و به سه صورت زیر است: دیاگرام نردبانی     LADDER DIAGRAM سیستم کنترل فلوچارت  CONTROL SYSTEM FLOWCHART لیست بیانی  ( STATEMENT LIST ( MNEMONIC CODE  برای نوشتن برنامه در PLCمی‌توان از برنامه‌ریز دستی programmer console و یا PC استفاده کرد. هر کدام از سازنده‌های PLC نرم‌افزاری برای محصول خود ارائه کرده‌اند که اغلب هر سه روش برنامه‌نویسی، LADDER، CSF، STL را پشتیبانی می‌کند و می‌توان براحتی PLC را به کامپیوتر وصل کرد. از طریق پورت RS232-C، می‌توان برنامه نوشته شده را به حافظه PLC فرستاده و در آنجا ذخیره نمود. در نوشتن برنامه کنترلی می‌توان از دستورات منطقی، محاسباتی و انتقال داده استفاده نمود. دستورات منطقی مثل NOT، XOR،  OR، AND و... دستورات محاسباتی مانند انواع جمع، تفریق، ضرب، تقسیم، دستورات مثلثاتی، توان، لگاریتم، تبدیل کدها، محاسبات مربوط به اعداد اعشاری، دستورات مقایسه و ....معمولا در مواقعی که بخواهیم در کار ماشین وقفه‌ای ایجاد کنیم یا در بین فرآیندها فاصله قایل شویم و یا زمان لازم برای انجام یک یا چند فرآیند در نظر گرفته شود از تایمر‌های داخلی PLC در مدهای مختلف تاخیر در وصل، تاخیر در قطع، تایمر حافظه‌دار، مولد پالس و... استفاده می‌کنیم. برای شمارش پالس‌های  ورودی، شمارش سیکل‌های کاری و یا کاربردهایی از قبیل شمارش تعداد قطعاتی که از جلوی سنسوری رد شده‌اند و... از کانترهای داخلی خود PLC استفاده می‌کنیم. این کانترها را در هر دو حالت بالا شمار و پایین شمار می‌توان بکار برد. تعداد تایمر/ کانتر از 256تا برای مدل‌های پایین PLC تا چند هزار عدد برای مدل‌های بالاتر می‌باشد که دسترسی به آنها تنها با نوشتن چند خط برنامه و بصورت نرم‌افزاری امکان‌پذیر بوده و هیچ نیازی به قطعات خارجی و سیم‌بندی اضافی و حجیم کردن تابلو کنترل ندارند. تست نهایی و اجرای برنامه کنترلی:قبل از آنکه شستی استارت زده شود، بی‌خطر بودن سیستم کاملا تست خواهد شد و از درست وصل شدن قطعات خروجی به ترمینالهای PLC بر طبق آدرس‌های اختصاص داده شده اطمینان حاصل می‌شود. بعد از تایید نهایی می‌توان عملیات کنترلی را آغاز نمود. برای اجرای برنامه بایستی PLC را به مد اجرا RUN برده و کلید استارت را فشار دهیم. بعد از مشاهده عملکرد ممکن است سیستم نیاز به اشکال‌زدایی داشته باشد تا در صورت لزوم عملکرد سیستم بهتر شود. در این صورت هم فقط برنامه PLC است که تغییر خواهد کرد

نصب و راه اندازی ISA Server

نصب و راه اندازی ISA Server اشاره : ISA Server از پیچیدگی‌های بسیاری برخوردار بوده و استفاده از آن تنها در صورتی امکانپذیر است که بر روی یک سرور نصب شده و قابلیت‌های آن در یک شبکه آزمایش شود بنابراین هدف ما در این مقاله تنها نزدیک کردن مفهوم به واقعیت است چرا که درپی آشنائی مختصر در قسمت پیشین بهتر دیدیم نحوه پیاده سازی سناریوهای مختلف را از طریق این نرم افزار نشان دهیم تا یک قدم هر چند کوچک به سمت عملی شدن آنچه به صورت تئوری بیان کرده‌ایم, برداشته باشیم. لذا کسب اطلاعات جزئی‌تر را با معرفی منابع اطلاعاتی بر عهده خوانندگان عزیز قرار می‌دهیم. • برای نصب به چه امکاناتی نیازمندیم؟برای نصب ISA Server و استفاده از تمامی‌قابلیت‌ها بایستی آن را بر روی ویندوز سرور نصب کنید, یکی از نسخه‌های قابل اطمینان موجود ISA، نسخه 2004 آن است که بایستی بر روی Windows server نصب شود که می‌تواند ویندوز سرور 2003 یا 2000 باشد.نکاتی که بایستی در نصب بر روی ویندوز سرور 2000 به خاطر بسپارید اینست که ویندوز بایستی سرویس‌پک نسخه 4 به بالا باشد یعنی Windows Server 2000 SP4 و شایان ذکر است که می‌توانید ISA را بر روی ویندوز XP نیز نصب کنید اما به عنوان Firewall نمی‌توانید از آن بهره ببرید و در حقیقت تنها یک نوع ابزار در اختیار شما قرار می‌دهد که کنسول مدیریتی محسوب می‌شود. که برخی از مدیران سیستم برای استفاده راه دور و یا زمانی که به سرور اصلی دسترسی ندارند از آن استفاده می‌کنند. • نکات امنیتی در ISA Serverاز مهم‌ترین مسائلی که در نصب و استفاده از  ISA باید مورد توجه قرار گیرد:1. مستحکم سازی سیستم عامل : به لحاظ حساسیت سروری که برنامه ISA را نیز به یدک می‌کشد به روز بودن سیستم عامل بسیار مهم  است. بدین معنا که استفاده از وصله‌های امنیتی مایکروسافت روی سرور، یکی از ضروری ترین مسائل می‌باشد. 2. مدیریت Update‌ها : برای امنیت و کارائی بهتر بایستی تمامی آپدیت‌ها برای ویندوز, ISA Server و اجزائی که توسط آن استفاده می‌شوند مانند:  (OWC ( Office WEB Component،  (MSDE 2000 (Microsoft SQL Server 2000 Desktop  قبل از نصب و بعد از آن دائماً دریافت و نصب شوند. 3. موقعیت فیزیکی سرور :‌به لحاظ اهمیتی که ISA Server ایفا می‌کند از فایروال گرفته تا Cache کردن اطلاعات, کامپیوترمورد نظر بایستی در محل امنی قرار بگیرد.4. حفاظت اطلاعات : زمانی که آرایه‌ای از  ISA Serverها وجود دارد هر عضو آرایه دارای اطلاعات مهم رمزشده‌ای درباره دیگر اعضای آرایه و کلید رمزگشائی این اطلاعات می‌باشد پس حفاظت اطلاعات بسیار مهم بوده و در صورت دسترسی غیرمجاز افراد دیگر به یکی از سرورها سعی کنید تمام اطلاعات حیاتی مانند رمز عبورها را تغییر دهید.5. مشخص کردن عضویت در Domain :مشخص کنید ISA Server شما قرار است عضو Domain باشد یا درWorkgroup  قرار گیرد یا به عنوان عضوی خارجی از شبکه, حفاظت کل شبکه LAN را برعهده دارد. اگر ISA Server شما در ایجاد Policyهای کاربری در یک دامین استفاده شود بهتر است عضوی از همان Domain باشد , اگر وجود آن در شبکه برای حفاظت کلی از شبکه است بایستی آن را در آرایه‌ای خارج از شبکه نصب کنید تا از بیرون به حفاظت شبکه بپردازد, اگر بنا بر هر دلیلی ترجیح می‌دهید که از دامین و Active directory استفاده نکنید می‌توانید ISA خود را عضوی از Workgroup تنظیم نمائید.6. از فعال بودن سرویس‌هایی که برای اجرای صحیح ISA Server  مورد نیاز است اطمینان حاصل کنید.یک سری از سرویس‌های ویندوز بایستی در کنار ISA Server در وضعیت خاصی مانند Automatic یا Manual فعال باشند, از ذکر نام و جزئیات این بخش به علت تعدد سرویس‌ها می‌پرهیزیم اما شما می‌توانید با مراجعه به آدرس زیر اطلاعات تکمیلی در این مورد را بیابید.http://www.microsoft.com/technet/isa/2004/plan/ • نصب ISA Serverنصب ISA Server مانند بسیاری از نرم‌افزارهای دیگر در مراحل اولیه بسیار ساده به نظر می‌رسد, اما دانستن جزئیات شبکه‌ای که بایستی مورد حمایت ISA Server قرار گیرد الزامی ‌است بنابراین از پیچیدگی‌های خاص خود برخوردار است, پس از اجرای فایل اجرائی نصب برنامه صفحه‌ای مانند شکل 1 ظاهر می‌شود.                                                   شکل 1در این صفحه به شما پیشنهاد می‌شود که به مطالعه راهنماها و متون همراه نرم‌افزار بپردازید و یا نصب جدیدی را آغاز کنید, جهت نصب گزینه ISA Server Install  در اختیار شماست که مطابق معمول شما را به صفحاتی مانند توافقنامه نرم‌افزار, وارد کردن نام و اطلاعات سازمانی و شماره سریال نرم‌افزار هدایت می‌کند, سپس بایستی از بین سه حالت نصب Typical , Complete, Custom یکی را انتخاب کنید, توجه به این نکته ضروری است که برنامه نصب, ویندوز و سرویس‌ها را بررسی می‌کند و در صورتیکه ISA Server را نتوان بر روی آن نصب کرد اعلام می‌کند؛ به طور مثال, پیامی‌که در شکل 2 می‌بینید پس از اجرای برنامه نصب بر روی Windows XP مشاهده شده است که بیان می‌دارد ویژگی فایروال را نمی‌توان بر روی این ویندوز نصب نمود.                                                   شکل 2در هر حال زمانی‌که ویندوز مورد نظرServer 2003 است به طور پیش فرض امکانات firewall services , ISA Server Management , Advanced Logging نصب می‌شود و ویژگی Message Screener نیز را می‌توان به دلخواه نصب کرد این قابلیت برای فیلترکردن اسپم‌ها و ضمایم نامه‌های الکترونیکی استفاده می‌شود که قبل از نصب آن بایستی سرویس SMTP از IIS  نصب شده باشد.پس از طی مراحل اولیه نوبت به تعیین و معرفی شبکة داخلی می‌رسدبرای ISA Server ضروری است که محدوده IP های موجود در شبکه را برای آن مشخص کنیم و دقت در انجام این عمل از ضروری‌ترین مسائلی است که باید  در تنظیمات ISA Server به آن توجه کرد مطابق شکل 3 بایستی محدوده‌‌های IP مورد نظر را به لیست پائین صفحه اضافه کرد برای انجام این کار دکمه Add را انتخاب و در پنجره جدید آدرس ابتدائی و انتهائی شبکه را وارد کرده سپس آن را به لیست سمت راست Add می‌کنیــم و یا با انتخــــاب Select Network Adapter به وســیله جدول مســیریـــابی (Routing Table) این کار را  انجام می‌دهیم.( به شکل 4 دقت نمایید.) .                                                    شکل 3                                                  شکل 4پس از اینکه شبکه داخلی معین شد در مرحله بعد باید تعیین کنید که آیا Client هائی که از نسخه‌های قدیمی‌تر فایروال ( مانندProxy Server 2.0 , Winsock Proxy و ISA 2000 ) استفاده می‌کنند می‌توانند به ISA Server متصل شوند یا نه, البته همیشه پیشنهاد می‌شود که برای کارائی بهتر, تمامی‌کامپیوترها به Client های ISA Server تبدیل شوند اما ممکن است در زمان نصب بنا به ضرورت نیاز باشد که وضعیت قبلی حفظ شود. یکی از بزرگترین مزایای امنیتی کلاینت فایروال   ISA Server2004 این است که ارتباط بین ISA Server و کلاینت زمانیکه کلاینت در حال آپدیت شدن به نرم‌افزار جدید است؛ به صورت رمزنگاری شده انجام می‌پذیرد. جالب است بدانیم قبل از اینکه نصب واقعاً شروع شود سرویس‌های SNMP و IIS Admin متوقف می‌شوند و ICS ، ICF و سرویس RRAS NAT غیر فعال می‌گردند. ICF , ICS, RRAS NAT, نمی‌توانند با ISA Server کار کنند و با آن در تعارض خواهند بود.پس از اینکه این مراحل طی شد نصب کامل شده است و صفحه‌ای مانند شکل 5 را خواهیم دید.                                                   شکل 5 • تنظیمات پیش فرضپس از اینکه ISA Server نصب شد دارای یک سری تنظیمات پیش ‌فرض می‌باشد که تا زمانی که آنها را تغییر ندهید فعال باقی خواهند ماند؛ این تنظیمات عباتند از:• تنها یک قانون دسترسی ( Access Rule ) پیش فرض وجود دارد که از نوع قوانین جلوگیری‌ (Deny) است و به هیچ گونه ترافیکی از هیچ شبکه‌ای اجازه عبور به شبکه دیگر را نمی‌دهد این Rule برای تأمین امنیت بالا است اما در صورتی که آن را تغییر ندهید ممکن است ISA Server برای شما بسیار آزار دهنده به نظر برسد چرا که در این صورت هیچ کامپیوتری نمی‌تواند به اینترنت متصل شود.                                                  شکل 6• SystemPolicy های پیش‌فرض که به ترافیک‌های انتخاب شده اجازه عبور می‌دهند در ابتدا تنها به سرویس‌های مورد نیاز اجازه فعالیت می‌دهند.• یک ارتباط مسیریابی شده بین شبکه‌های  VPN و VPN-Q و شبکه داخلی وجود دارد.• یک مجموعه ارتباطات NAT بین شبکه داخلی و شبکه خارجی پیش فرض وجود دارد.• Cache کردن غیرفعال است.                                                   شکل 7توجه داشته باشید که تنها مدیر سیستم به صورت Locally می‌تواند در تنظیمات ISA Server تغییر ایجاد کند. • منوهای برنامه ISA Server همانطور که شکل‌های 6 یا 9 مشاهده می‌نمایید ISA Server از منوهای زیر تشکیل شده است:ـ Monitoringـ Firewall Policyـ Virtual Private Networks ) VPN )ـ Configuration که خود شامل موارد زیر می‌باشد:• Networks• Cache• Add-ins •Generalهمانطور که می‌دانید توضیح تمامی ‌منوهای فوق قابل توضیح دراین مقاله نمی‌باشد و نیز با توجه به اینکه در شماره آینده قصد داریم یک پروژه عملی را حضورتان تقدیم نماییم در ادامه این قسمت به توضیحی مختصر بعضی از موارد مهم اکتفا شده است و از توضیح برخی ار منوهایی که کاربرد کمتری دارد صرفنظر شده است.Monitoring :در این قسمت گزارشات کاملی از نرم‌افزار ISA و همچنین عملکرد برنامه‌هایی که در هنگام اجرای ISA در پس زمینه فعال هستند نمایش داده می‌شود که خود دارای بخش‌های زیر است:ـ Dashboard : این صفحه خلاصه‌ای از قسمت های دیگر و نگاهی گذرا به آنها دارد. ( به شکل 8 دقت نمایید. )                                                  شکل8ـ Alerts : اتفاقاتی که در برنامه می‌افتد در این قسمت نمایش داده می‌شود.ـ Sessions : با کمک امکان نمایش همزمان (Real-Time) برنامه ISA Server در این قسمت تمام کانکشن های فعال بصورت اتوماتیک و همزمان نمایش داده می‌شود.ـ Services : با نصب برنامه ISA سرویس های زیر نیز نصب می‌شود:   Microsoft Firewall service    Microsoft ISA Server Control service    Microsoft ISA Server Job Scheduler service    Microsoft Data Engine          می‌توانید سرویس های فوق را در این بخش Stop یا Start نمایید.ـ Reports : این قسمت یکی از مهمترین قسمت های برنامه است چراکه به شما کمک می‌کند با ایجاد گزارشات، فعالیت‌های کاربران را از چندین روش که در شماره بعدی توضیح داده خواهد شد، مانیتور و کنترل نمایید. همانطور که در شکل 9 ملاحظه می‌نمایید می توانید با انتخاب گزینه Create a New Report گزارش دلخواه خود را ساخته و پس از ساختن آن با کمک گزینه‌های واقع در پانل سمت راست , آن را Refresh یا Configure نمایید.                                                    شکل 9ـ Logs : با نصب ISA Server عمل ثبت وقایع (Logging) برای اکثر کامپوننت ها فعال می‌گردد که می‌توان هرکدام از آنها را مانند Web Proxy ، Microsoft Firewall service و ... به دلخواه غیرفعال نمود. برنامه ISA Server از این Log ها برای قسمت Report استفاده می‌کند. همچنین مدیر شبکه در هنگام رفع ایرادات احتمالی ( Troubleshoot) از آن استفاده خواهد نمود. نکته قابل توجه اینکه خواندن Logهای برنامه کار ساده‌ای نمی‌باشد و گزارشاتی که از این Logها بدست می‌آید در بعضی مواقع خواسته مدیر شبکه را برآورده نمی‌نماید برای این منظور می‌توانید از برنامه‌هایی جانبی مانند Internet Access Monitor که از Logهای برنامه ISA Server استفاده نموده و گزارشات جامع و کاملی را تهیه کنید.بازدن دکمه Start Query از پانل سمت راست می‌توانید Logging را فعال نمایید. و اتفاقاتی که در برنامه می‌افتد را ثبت نمایید.ـ Connectivity : با امکان Connectivity که در برنامه ISA Server قرار دارد می‌توانید ارتباط سیستم با دیگر کامپیوترها در شبکه را امتحان نمایید.برای مثال با زدن دکمه Create New Connectivity Verifier که در پانل سمت راست قرار داد، پنجره ای باز می‌شود که لازم است در این پنجره یک نام برای این کانکشن در نظر بگیرید، سپس مطابق شکل 10 ،  ابتدا آیپی آدرس مقصد و  گزینه Send a Ping request انتخاب می‌شود. با زدن دکمه Next  در صفحه بعد دکمه Finish و سپس دکمه Apply را می‌زنیم. حال با زدن دکمه refresh سیستم آدرس 192.168.0.1  را Ping کرده و پاسخ را زیر فیلد Result نمایش می‌دهد.                                                  شکل 10همانطور که در شکل 10 نیز می‌بینید می‌توان به سه روش ارتباط را چک نمایید:TCP Connect PingHTTP Request Firewall Policyاز مهمترین قسمت های ISA Server است. با توجه به خواسته و نیاز خود از راه اندازی برنامه ISA Server در این بخش می‌توانید سیاست های امنیتی که شامل سیاست های انتشار وب یا ایمیل (Web Publishing , Mail Publishing) یا قواعد دسترسی به منابع داخلی یا خارجی باشد را تعریف کرد. همانطور که در شکل 11 ملاحظه می‌کنید Firewall Policy خود از قسمت‌های گوناگونی تشکیل شده است که توضیح هرکدام خود نیاز به تعداد زیادی صفحه دارد. اما در شماره آینده طریقه ساختن یک Access Rule که معمول ترین استفاده از ISA Server در شرکت هاست را حضورتان تقدیم می‌نماییم.                                                    شکل 11 Virtual Private Networkingدر این قسمت از برنامه ISA می‌توانید یک ارتباط امن و مجازی بین دو سیستمی که در شبکه‌های داخلی وجود دارد برقرار نمایید. بعد از Enable کردن VPN Client access لازم است سیاست (Policy) مناسبی برای VPN Clientها ایجاد و پیکربندی گردد. همانطور که در شکل 12 ملاحظه می‌نمایید ایجاد و پیکربندی VPN، تنظیمات کاربران راه دور (RADIUS Server) و ... از دیگر امکانات این قسمت است.                                                    شکل 12 Cofiguration برای پیکربندی ISA Server ابتدا باید Network Ruleها را ساخته ، Network Topolgy را انتخاب نمایید و چگونگی ترافیک بین نت‌ورک‌ها را تعیین نمود بنابراین این قسمت وظیفه پیکربندی برنامه را  دارد و همچنین راه‌اندازی و تنظیم Cache را می‌توان از این قسمت انجام داد.همانطور که از وظایف این بخش مشخص است زیر مجموعه این قسمت از بخش‌های Networks, Cache, Add-ins, General تشکیل شده است. سخن پایانیدر شماره گذشته و این شماره تا حدودی با ISA Server آشنا شدیم, همانطوریکه گفته شد به هیچ وجه نمی‌توان در طی یک یا چند مقاله به یادگیری و بررسی آن پرداخت اما هدف ما تنها ایجاد بستری برای انتقال بهتر مفاهیم تئوری بوده است. در شماره آینده نیز مطالبی در مورد ISA Server خواهیم داشت بدین ترتیب که چند نوع از تنظیمات مهم ISA Server را به صورت پروژه‌های عملی کوچک بررسی خواهیم کرد, پس چنانچه منتظر آموختن نکات بیشتری درباره ISA هستید در شماره آتی نیز با ما باشید.

موقعیت جغرافیایی بوسیله کامپیوتر GPS

فناوری تعیین موقعیت جغرافیایی بوسیله کامپیوتر GPS در گذشته، زمانی که تکنولوژی پیشرفته امروزی وجود نداشت، مردم وبخصوص اشخاصی مانند سیاحان، جهانگردان و ...گاهی اوقات در یک گستره جغرافیایی و بخصوص شهرها و کشورهای بیگانه، از مکان دقیق خود با خبر نبودند وحتی گاهی نیز در بیابانها ودریاها مسیر خود را گم می کردند، فناوری تعیین موقعیت جغرافیایی بوسیله کامپیوتر GPS   در گذشته، زمانی که تکنولوژی پیشرفته امروزی وجود نداشت، مردم وبخصوص اشخاصی مانند سیاحان، جهانگردان و ...گاهی اوقات در یک گستره جغرافیایی و بخصوص شهرها و کشورهای بیگانه، از مکان دقیق خود با خبر نبودند وحتی گاهی نیز در بیابانها ودریاها مسیر خود را گم می کردند، از سوی دیگر در دنیای قدیم، استفاده از ستارگان، قطب نما وسایر عوامل طبیعی تا اندازه ای راهگشای بشر بوده، ضمن اینکه همه این موارد،بطور کلی انسان عصر گذشته را مورد هدایت و راهنمایی قرار می داد، در حالیکه امروزه پیچیدگی های جغرافیایی، اعم از بافت شهر، خیابان، و... اصولا زمینه استفاده از اینگونه روشها را تا حد زیادی منتفی و بی معنا کرده است. به هر صورت در شرایط فعلی، با گسترش فناوری های گوناگون، این مشکل توسط یک سیستم ماهواره ای مدرن وپیشرفته، با نام و عبارت(GPS(Global Position Systemکه به معنای سیستم موقعیت یاب جغرافیایی می باشد، رفع شده است. در حقیقت دنیای امروز، دنیایی است که هیچ فردی در آن گم نخواهد شد و همه چیز بر روی تمام نقاط زمین قابل شناسایی است واین قدرت دستیابی به سیستم های شناسایی را ماهواره ها ودر اساس کامپیوترها، در اختیار بشر قرار داده اند. امروزه دستگاه هایی به نام گیرنده های GPS با قیمتی حدود 100 دلار یا کمتر و در اندازه های یک گوشی تلفن همراه، در دسترس می باشند که با استفاده از آنها همیشه می توانید موقعیت دقیق خود را بر روی هر نقطه از کره زمین بدست آورید. اکثر شما نام GPS را به کرات شنیده اید، در واقع امروزه بیشتر دستگاههای الکترونیکی قابل حمل،مانند تلفن های همراه پیشرفته، کامپیوترهای Laptop و PDAها را به سیستم GPS مجهز می کنند تا شخص دارنده سیستم های مذکور، همیشه موقعیت خود را بر روی نقشه الکترونیکی رویت کند.در این مقاله ابتدا به کاربرد، مزایا و معایب این سیستم می پردازیم و سپس بطور تخصصی، طرز کار و نحوه استفاده از آن را مورد بررسی قرار می دهیم.  GPS چیست ؟معمولا وقتی مردم از GPS صحبت می کنند، منظور آنها دستگاه GPS Receiver یا گیرنده GPS است، اما این دستگاهها فقط نقش یک گیرنده امواج رادیویی را بازی می کنند و سیستم داخلی آنها چندان پیچیده نیست. ولی در واقع GPS عبارتست از یک صورت فلکی که مجموعه ای از 27 ماهواره است که با دقت هر چه تمام تر در مدار زمین به گردش در می آید.فاصله بین این 27 ماهواره و سرعت آنها به گونه ای طراحی شده که هیچگاه تداخلی در کارشان ایجاد نمی شود وتمام زمین را تحت پوشش خود قرار می دهند. این ماهواره ها بطور دائم وشبانه روزی، امواج رادیویی را به تمام سطوح زمین ارسال می کنند. این امواج دائما فاصله بین ماهواره ها را گزارش می دهند؛ به این ترتیب که اگر یک گیرنده GPS بر روی زمین این اطلاعات را دریافت کند، از طریق آن قادر به شناسایی موقعیت خود می باشد.لازم به ذکر است که امواج رادیویی در GPS بر روی 2 فرکانس  ۱۲۲۸MHz و 1575MHz ارسال می شود. این سیستم ارسال و دریافت امواج رادیویی، شباهت زیادی به رادیو های معمولی و دیگر وسایل گیرنده امواج رادیویی دارد. در حقیقت شما میتوانید رادیوهای خانگی را یک گیرنده GPS فرض نمایید و 27 ماهواره موجود در فضا را نیز Transmitterهای صدا وسیما بپندارید. در سیستم GPS به غیر از این 27 ماهواره، تعداد 3 عدد ماهواره اضافی بصورت یدکی وجود دارد که در صورت بروز نقص فنی در یکی از ماهواره های اصلی، بلافاصله وظیفه آن به یکی از ماهواره های یدکی سپرده می شود. زیرا در صورت از کار افتادن یکی از ماهواره ها، قطعا قسمتی از کره زمین از شناسایی GPS خارج می شود و افراد دارنده گیرنده GPS در نقاط کور، قادر به دریافت امواج رادیویی نیستند. لازم به ذکر است اگر 3 ماهواره یدکی مذکور در مدار زمین قرار نمی گرفت، با بروز مشکلی در یکی از ماهواره های اصلی، می بایست حتما ماهواره جدید به فضا پرتاب شود که این خود زمان و هزینه زیادی را می طلبد.ماهواره های مورد بحث در فاصله 19300 کیلومتری زمین قرار دارند و روزی 2 بار به دور زمین می گردند. نظم قرار گرفتن این ماهواره ها به گونه ای است که هر گاه با استفاده از تلسکوپ به آسمان نگاه کنید، حداقل 4 عدد و شاید هم بیشتر از آنها را رویت خواهید کرد که این خود نشان دهنده حضور همیشگی این سیستم در تمام دنیا می باشد.  کاربرد GPS:ایده ایجاد ماهواره GPS توسط وزارت دفاع ایالات متحده امریکا در سال 1970 و در جهت کمک به نیروهای نظامی این کشور در شناسایی هر چه بهتر مکانهای مختلف تعبیه و پیاده سازی شد و اولین ماهواره GPS در سال 1978 در جو زمین قرار گرفت. در واقع نیروهای نظامی امریکایی در هر مکان، بلافاصله موقعیت خود را از GPS در خواست می کنند. بر همین اساس اشتباه در شناسایی محل مورد نظر برای نیروهای نظامی، در حد چند میلیمتر می باشد. البته GPS علاوه بر کاربرد نظامی، برای مصارف عمومی مانند دریانوردی نیز مورد استفاده قرار می گیرد که البته ضریب خطای نسبتا زیادی نسبت به مصارف نظامی امریکا دارد، ولی بطور کلی اجازه استفاده برای عموم مردم ( برای مصارف غیر نظامی ) از این سیستم در سال 1980 تصویب شد. نظامیان امریکایی برای استفاده از این سیستم از کد ( رمز عبور ) خاصی استفاده می کنند، ولی افراد معمولی فقط قادر به استفاده از GPS در مصارف غیر نظامی ( عمومی ) هستند، زیرا به رمز این سیستم دستیابی ندارند و مسلما در سیستم عمومی که در اختیار همه مردم جهان قرار دارد، ضریب خطای زیادی ( حداقل 15 متر ) وجود دارد.شاید در بعضی فیلم های پلیسی دیده باشید که ردیابی به مجرم متصل می شود تا موقعیت دقیق آن بر روی نقشه الکترونیکی رویت شود، خب این عمل توسط سیستم GPS انجام می گیرد. امروزه اکثر هواپیماهای مسافربری در سراسر جهان نیز به این سیستم مجهز شده اند که خلبان ها با استفاده از آنها هیچگاه مسیر صحیح پرواز را گم نمی کنند. حتی امروزه اکثر کارخانه های تولید اتومبیل های پیشرفته در جهان، از GPS و نقشه الکترونیکی در اتومبیل هایشان استفاده می کنند. در واقع اینگونه سیستم ها با استفاده از فناوری GPS قابل پیاده سازی است و استفاده از آن به صنعت خاصی محدود نمی شود. لازم به ذکر است که بخش Monitoring این سیستم ها در اختیار وزارت دفاع امریکا قرار دارد، و دائما هرگونه تبادل اطلاعات بین ماهواره های GPS و گیرنده ها در هر نقطه از جهان، ثبت و بررسی می شود تا استفاده از این سیستم، توسط کشورهای دیگر در مراکز حساس مشخص گردد. ضمنا گیرنده های GPS علاوه بر نمایش نقشه الکترونیکی از محل دقیق منطقه، قادر به محاسبه سرعت حرکت جسم و حتی نمایش حرکت جسم نیز می باشد.با توجه به آنچه مطرح شد، متاسفانه در حال حاضر در کشور ما فعالیت چندانی انجام نگرفته، و حتی بسیاری از مردم عادی از وجود این سیستم و طرز کار آن با اطلاع نیستند. این در حالی است که در کشورهای پیشرفته حتی افراد عادی نیز از GPS استفاده می کنند، ولی با توجه به شرایط فعلی کشور ما، هنوز برای رسیدن عموم به این فناوری، ظاهرا مدت زمانی در پیش خواهد بود.  طریقه محاسبه فاصله ها توسط گیرنده GPS :همانطور که گفته شد، در هر لحظه حداقل چهار عدد از این ماهواره ها در آسمان قابل رویت است. بر همین اساس یک دستگاه GPS Receiver با دریافت امواج رادیویی متصاعد شده از ماهواره های مذکور و با ادغام اطلاعات و محاسبات عملیات ریاضی، قادر به شناسایی محل مورد نظر هستند. این محاسبات ریاضی در این سیستم ، Trilateration نام دارد و در فضای سه بعدی بصورت مجازی انجام می گیرد.سیستم زمان در محاسبات :همانطور که اشاره شد، هر کدام از ماهواره های GPS بلا استفاده از امواج رادیویی مسافتها را مشخص می کنند، ولی امواج به تنهایی قادر به شناسایی فاصله ها نیستند، از اینرو برای محاسبه مسافت،از ساعت های بسیار دقیق اتمی در ماهواره ها و همچنین گیرنده های GPS استفاده می شود. در این حالت زمان ارسال هر سیگنال توسط ساعت اتمی موجود در ماهواره، به گیرنده GPS ارسال می شود، وگیرنده GPS نیز با ساعت داخلی خود تفاضل زمانی را بدست آورده و فاصله دقیق را کسب می کند. همانطور که متوجه شدید، در این فناوری زمان بسیار مهم است و بصورت نانو ثانیه محاسبه می گردد.البته ناگفته نماند یکی از مشکلاتی که در سیستم زمان وجود دارد، گرانقیمت بودن ساعت اتمی می باشد. بعبارت دیگر قیمت این ساعت ها حدود 50 تا 100 هزار دلار است که فقط در ماهواره های GPS قرار می گیرد، ولی در گیرنده های GPS به روی زمین، از ساعت های معمولی دیجیتالی استفاده می کنند. به همین دلیل امکان اختلال در سیستم زمانی متصور است و از این رو در گیرنده های GPS از ساعت هایی که دائما Reset می شود و در واقع نقش کرنومتررا بازی می کنند، استفاده می شود.  محدودیت های GPS:مشکلی مهمتر از قیمت زیاد ساعت های اتمی در سیستم GPS نیز وجود دارد. همانطور که می دانید سیگنالهای رادیویی از خارج از جو زمین، توسط ماهواره ها به زمین ارسال می شود. این امواج می بایست از اتمسفر زمین عبور کنند و اتمسفر سرعت انتقال سیگنالها را کم می کند. بنابراین امواج با تاخیر چند صدم ثانیه ای به گیرنده های GPS می رسند، اما گیرنده های GPS از وجود اتمسفر زمین خبر نداشته و محل ماهواره ارسال کننده امواج را دورتر از موقعیت حقیقی شناسایی می کنند.بنابراین مشاهده می کنید که با وجود ساعت های اتمی و محاسبات در حد نانو ثانیه، اتمسفر زمین باعث تاخیر در ارسال امواج رادیویی شده و اختلالی در سیستم GPS ایجاد می کند و در این حالت ضریب خطای Trilateration بالا خواهد رفت. برای رفع این مشکل، از ایستگاه های (DGPS (Differential GPS که بر روی زمین و در مکانهای مشخصی قرار دارند استفاده می شود. این ایستگاه ها فاصله دقیق بین ماهواره ها تا همان ایستگاه را می دانند و در صورت بروز خطای حاصل از اتمسفر زمین، این خطا را توسط سیگنالهای رادیویی به دستگاه های گیرنده های GPS انتقال می دهند تا آنها نیزازاین درصد خطا باخبر باشند. اما 2 نکته مهم در این رابطه وجود دارد. اولین نکته این است که دستگاه های گیرنده GPS باید مجهز به سیستم DGPS باشند و نکته دوم این است که ایستگاه های DGPS، امواج رادیویی را درهمان منطقه و در اختیار گیرنده های GPS همان منطقه قرار می دهند. زیرا ضخامت اتمسفر زمین در نقاط مختلف متفاوت می باشد و از این رو در هر ناحیه ، ایستگاه DGPS خاص همان ناحیه می تواند قرار بگیرد. همچنین لازم به ذکر است که ایستگاه های DGPS قابل حمل بوده و در هر ناحیه ای می توانند مستقر شوند. از دیگر مشکلات گیرنده های GPS این است که در ساختمان ها نمی توان از آنها استفاده کرد، زیرا امواج رادیویی متصاعد شده از ماهواره ها بدرستی از ساختمانها عبور نمی کنند و حتما می بایست در محیط بدون پوشش، از گیرنده های GPS استفاده شود. گیرنده های سیستم GPS در ابتدا قسمتهای یک گیرنده را شرح می دهیم و در ادامه به توضیح هر کدام خواهیم پرداخت . بخشهای اصلی یک گیرنده GPS عبارتند از : 1_ آنتن با Preamplifier گیرنده های سیستم GPS در ابتدا قسمتهای یک گیرنده را شرح می دهیم و در ادامه به توضیح هر کدام خواهیم پرداخت . بخشهای اصلی یک گیرنده GPS عبارتند از : 1_ آنتن با Preamplifier 2_ بخش RF ( Radio Frequency ) 3_ بلوک ردیابی سیگنال 4_واحد ورودی دستورات و واحد نمایش 5_واحد خروجی و ذخره داده ها 6 _منبع نیرو 7 _میکروپروسسور آنتن : آنتن گیرنده وسیله ای است جهت تبدیل انرژی الکترومغناطیسی موج به جریان الکتریکی . به عبارت ساده تر ، آنتن سیگنالهای ماهواره های بالای افق خود را دریافت و بعد از انکه نویزها را به کمک فیلتر هایی از ورودی سیگنالها برداشته آنها را به بخش RF انتفال می دهد . یک مشخصه اصلی در آنتها الگوی حصول (Gain Panern  ( آنها می باشد که حساسیت آنها در دریافت سیگنالهایارسالی از زاویه ارتفاعی مشخصی را نشان می دهد . بر طبق این الگو انتنها موظف می شوند که سیگنالهای ارسالی از ماهواره ها را تتا زائیه ارتفاعی مشخصی دریافت کنند . Gain آنتن باید متناسب با نوع کاربرد گیرنده باشد . به عنوان مثال در کارهای Static در مکانهای شهری ، Gain آنتن باید به گونه ای باشد که امواج ارسالی از ماهواره ها با زاویه ارتفاعپایین را دریافت نکند (جهت اجتناب از بروز پدیده چند مسیری ( Multipath ) ) و در کاربرد های ناوبری در دریا ها انتنهایی با Gain بالا نیاز است تا امواج مربوط به ماهواره ها با زاویه ارتفاعی پایین را نیز دریافت کند . توضیح : یکی از اثرات و خطاهایی که در GPS با آن مواجه هستیم ، اثر چند مسیری (Multipath  ) می باشد . این پدیده در اثر انعکاس امواج از سطح منعکس کننده مانند ساختمانها به وجود می آید . در اثر این پدیده آنچه گیرنده دریافت می کند سیگنالی است که از دو یا چند مسیر مختلف به آن رسیده است . جهت اجتناب از این مسئله معمولاً الگوی حصول آنتن را به گونه ای طراحی می کنند که سیگنالهای ماهواره ها تا زاویه ارتفاعی مشخصی را ردیابی نمایند که به این زاویه ارتفاعی Cut of angle می گویند . معمولاً  Cut of angle را 15 درجه اختیار می کنند . یعنی آنتنها سیگنالهای ارسالی با زاویه ارتفاعی کمتر از 15 درجه را دریافت نمی کنند . الگوی خصول آنتن باید به گونه ای باشد که اجازه ورود سیگنالهای چند مسیری را به گیرنده ندهد . یک مشخصه دیگر آنتنها ، استحکام مرکز فاز آنها می باشد . مرکز الکترونی آنتنها باید بر مرکز فیزیکی آنها نزدیک باشد و همچنین باید نسبت به دوران هم غیر حساس باشد . این مسئله به خصوص در کاربردهایی که آنتن در حال حرکت است اهمیت زیادی دارد . برای آنتنهای مورد استفاده در کاربردهای دقیق تعیین موقعیتی ، مرکز فاز آنتن یعنی مرکز آلکتریکی آن که موقعیت به آن منسوب می شود باید از استحکام بالایی برخوردار باشد . انواع آنتنهای GPS : باید ذکر کنم که انواع مختلفی از آنتنها در سیتم  GPS مورد بهره برداری قرار می گیرند اما عمده آنها عبارتند از : Dipoles   یا Monopole Quadrifila helix   یا Volutes  Spiral helix Micro strip Choke ring لازم به ذکر است که برخی از آنتنهای ذکر شده مانند Micro strip به یک Ground Plane نیاز دارند که معمولاً این نیاز با قطعات فلزی که المانهای آنتن Micro strip روی آن قرار می گیرد مرتفع می شود . خصوصیات آنتنها : Dipoles   یا Monopole  : _ به یک Ground Plane نیاز دارد _ تک فرکانسه هستند _ عمده مزیت آنها این است که اندازه آنها کوچک بوده و به آسانی قابل ساخت هستند _ اندازه Ground Plane می تواند به گونه ای طراحی شود که خطای چند مسیری را کاهش دهد . Quadrifila helix   یا Volutes _ به Ground Plane نیاز ندارند _ تک فرکانسه هستند _ از نقطه نظر ساخت پیچیده تر از گیرنده های  Dipole می باشند _ Gain Pattern خوبی دارند Spiral helix  _ دو فرکانسه هستند _ Ground Plane خوبی دارد _ مرکز فاز این آنتنها از استحکام خوبی برخوردار نیست Micro strip _ ممکن است تک فرکانسه یا دو فرکانسه باشند _ از نقطه نظر ساخت ساده هستند _ با داشتن مقطع کوچک برای کاربردهای ناوبری ایده آل هستند _ عیب عمده این آنتنها این است که Gain یایینی دارند Choke ring _ عموماً دو فرکانسه هستند _ به یک Ground Plane نیاز دارند _ شامل چندین حلقه متحدالمرکز به محور قائم آنتن هستند _ Ground Plane به گونه ای طراحی شده اند که اثر چند مسیری را کاهش می دهند . بخش Radio Frequency : بخش RF بخش اصلی آنتن و در واقع قلب گیرنده می باشد . وظیفه اصلی این بخش ، تبدیل فرکانسهای سیگنال در یافتی در آنتن به فرکانس پایین تر که فرکانس متوسط IF یا فرکانس بیت می باشد . یک قسمت مهم در این بخش ، تعداد کانالها و به عبارت دیگر تعداد ماهواره هایی است که می توانند به طور همزمان ردیابی شوند . در گیرنده های قدیمی ، تعداد کانالها محدود بود و ردیابی ماهواره ها به صورت متوالی روی همان کانال صورت می گرفت ( حدود هر 20 ثانیه یک ماهواره تعقیب می شد و در انتهای این زمان ماهواره بعدی تعقیب می شد ). امروزه بیشتر گیرنده ها ، ماهواره ها را در کانالهای جداگانه ردیابی می کنند و ردیابی ماهواره ها به صورت پیوسته صورت می گیرد . گیرنده های چند کاناله ، دقت بیشتری دارند و نسبت به گم کردن سیگنال و قطع Lock  غیر حساس تر هستند ، اما دارای بایاسهای بین کانالی می باشد که این بایاسها در گیرنده های مدرن می تواند به طور کامل کالیبره شده و در سطح کمتر از 1/0 میلیمتر نگه داشته شوند . المنهای اصلی بخش RF عبارتند از : _ اسیلاتورها ، برای تولید فرکانس مرجع _ فیلتر ها ، برای حذف فرکانسهای ناخواسته _ Mixer ها ، جهت ضرب فرکانسها در هم

پیجر چیست ؟

فراخوان پیجر چیست ؟ فراخوان پیجر گیرنده کوچک و سبکی است که براحتی قابل حمل می باشد . این دستگاه پیام های عددی و پیام های صوتی ( به مدت سی ثانیه ) را دریافت می کند . در فراخوان یک صفحه نشاندهنده برای مشخص کردن پنج شماره و یک بلندگو جهت پخش پیام صوتی در نظر گرفته شده است . هر فراخوان دارای یک آدرس مشخص می باشد و پیام مربوط به یک فراخوان را فراخوان های دیگر نمی توانند دریافت کنند . با برنامه ریزی خاصی ، هر ده یا چند فراخوان می توانند تشکیل یک گروه بدهند به طوریکه پیام در یک زمان توسط فراخوان های یک گروه دریافت شود . فراخوان دارای دو حافظه به منظور ذخیره کردن دو پیام ده رقمی است . اعداد یک پیام ده رقمی می تواند مشخص کننده اطلاعات خاصی از قبیل شماره تلفن اتاق ، دستگاه و امثال آن باشد . دستورالعمل استفاده از سیستم فراخوان شخصی که بخواهد شما را فراخوانی کند بایستی اقدامات زیر را انجام دهد . شماره فراخوان شما را بداند و از طریق تلفن شماره 198 را بگیرد و به محض شنیدن بوق ممتد ، شماره 4 رقمی فراخوان شما را بگیرد . - در این لحظه شخص متقاضی می تواند شماره تلفن خود را تا 10 شماره بگیرد . - پس از اتمام شماره گیری توسط متقاضی و چند لحظه تامل ، صدای بوق ممتد و سپس بوق اشغال بگوش متقاضی می رسد که نشاندهنده ارسال پیام و دریافت پیام از طرف شما می باشد . ( متقاضی گوشی را می گذارد و دیگر اقدامی ندارد .) - دستگاه گیرنده شما نیز به صدا درمی آید و تمام شماره هایی را که متقاضی گرفته بود روی صفحه گیرنده شما ثبت می گردد بدین ترتیب که 5 شماره اول آن روی صفحه نمایان می گردد و چند شماره بعدی در حافظه دستگاه قرار دارد که با فشار دکمه قرمز رنگ ، شماره های بعدی روی صفحه نمایان می گردد . - ارسال پیام در حالت اضطراری در صورتیکه شخص بخواهد پیام فوری و مهم برای شما بفرستد باید پس از گرفتن 198 و شنیدن صدای بوق آزاد و گرفتن شماره فراخوان شما بلافاصله عدد 06 را بگیرد و سپس پیام رمز خود را با 8 شماره بگیرد . در این حالت گیرنده فراخوان شما با صدای مقطع حالت اضطراری را باطلاع می رساند و پیام عددی روی صفحه گیرنده ثبت می گردد . در این حالت عدد 06 نیز روی صفحه و در ابتدای پیام ثبت می شو د. تاریخچه پیجرپیجر یک دستگاه گیرنده رادیویی کوچک می باشد که امکان دریافت پیام، توام با دسترسی مداوم یک طرفه را برای کابر فراهم می نماید.این سیستم شبکه پیجر در سال 1921 توسط دیترویت ( امریکا) مورد استفاده قرار گرفت. اصطلاح پیجر اولین بار در سال 1959 در اشاره به یک محصول ارتباط رادیویی ساخت شرکت موتورولا بکار گرفته شد و آن وسیله کوچکی بوده که پیامهای رادیویی را بطور رادیویی را بطور انفرادی به کسانی که آن را حمل می کردند، می رساند.در اوایل دهه 1990 پیجرهای با پوشش آنتن دهی وسیعی به بازار آمد و تعداد استفاده کنندگان آن به 22 میلیون نفر رسید. در سال 1994 بیش از 61 میلیون نفر از پیجر استفاده می کردند. در کشورهای پیشرفته پس از یک دوره رکود کوتاه مدت پیجر مجددا به عنوان یک وسیله ارتباطی، کارامد، بی خطر و ارزان مورد توجه قرار گرفته و استفاده از آن بجای سایر وسایل ارتباطی بسیار معمول گشته است. بطوریکه در سال 2003 تعداد مشترکین به بیش از 250 میلیون نفر رسید. پیجر چگونه کار می کند؟پیجر یک وسیله پیام گیر ارتباطل قابل حمل می باشد. شخص ارسال کننده پیام (خواهان ارتباط calling party))، از تلفن معمولی برای گرفتن شماره پیجر طرف مقابل استفاده می کند و پیام عددی یا حرفی یا صوتی خود را ارسال می کند.ئد مدت کوتاهی پیام توسط گیرنده پیجر دریافت شده و دارنده پیجر با شنیدن صدای بیپ و یا لرزش بدون صدا،‌از رسیدن پیام آگاه می شود. این پیام در صفحه نمایشگر(LCD) پیجر قابل رویت می باشد. رمز و راز پیجر در این است که در داخل آن جعبه کوچک گیرنده ای کار گذاشته شده که در عین سادگی از نظر تکنیکی بسیار پیچیده می باشد. تعریف گیرنده پیجرپیجر(Pager) یک لغت انگلیسی است و فارسی آن توسط فرهنگستان ادب فارسی به پیجو معادل سازی شده است و در واقع یک دستگاه گیرنده رادیویی می باش. اما تعریف استاندارد بین المللی از پیجینگ توسط اتحادیه بین المللی مخابرات بصورت زیر ارائه گردیده است.«پیجینگ سرویسی است یک طرفه و غیر صوتی که پیامهای عددی و حروفی را ارسال می کند» انواع پیجر1- پیجر بوقی یا بیپر (Beeper)ابتدایی ترین نوع پیجر میباشد که با دریافت سیگنال از مراکز پیام به صدا در آمده و صاحب خود را از وجود پیام در مرکر آگاه می کند که بعنوان نسل اول پیجر نام برده می شود.2- پیجرعددی (Numeric)این نوع پیجر با داشتن یک صفحه نمایشگر کوچک اعداد ارسال شده توسط مرکز پیام (Paging Terminal) را برروی صفحه نمایش نشان می دهد.3- پیجر صوتی(Voice Pager)این نوع پیجر با داشتن امکان دریافت و پخش صدا در بعضی از موارد خاص کاربرد داردکه توسط اپراتور پیام صوتی به مشترک ارسال می گردد. نوع پیشرفته آن نیز امکان دریافت و ضبط صدا را دارد که بدلخواه مشترک در موقع مناسب می تواند به پیامهای رسیده گوش دهد. این نوغ پیجر جای خود را به تکنولوژی دیجیتالی واگذار کرده که پیجر عددی است.4- پیجر حروفی – عددی (Alphanumeric)متداولترین گیرنده پیجر حروفی و عددی است و نسل جدیدی از استانداردهای پیام رسانی مانند پروتکل POGSAG می باشد که علاوه بر نمایش اعداد قادر به ارسال حروف بصورت رمز و گشایش و تماس آنها بصورت حرف می باشد و به دو صورت اپراتوری و مستقیم می توان روی این نوع پیجرها پیام ارسال نمود که امکان پیام رسانی سریعتر، ظریف و قابلیت اطمینان بیشتری را به دارنده آن می دهد.5- پیجر دو طرفه(Tow – Way Pager)اصولا پیجر گیرنده یک طرفه است. معهذا بمنظور تنوع بخشیدن و ایجاد جذابیت بیشتر اخیرا گیرنده هایی ساخته شده است که پس از دریافت پیام گیرنده پیامی برای فرستنده ارسال می کندکه با ارسال این سیگنال یا پیام، گیرنده دریافت پیام را تائید می کند.طراحی این سیستم بسیار پیچیده و دارای هزینه بسیار بالاست. ساختار اصلی شبکه رادیویی پیجراصولا طراحی شبکه های رادیویی به عوامل زیادی بستگی داشته و میتوان گفت عواما چون: پیش بینی میزان ترافیک مشترکین، درجه سروسی دهی ، تعداد مدارات ارتباطی به شبکه، فرهنگ مکالمه تلفنی مشترکین ، تراکم جمعیتی مشترکین، وسعت منطقه، ساختار و جغرافیای محیطی منطقه تحت پوشش، میزان مکالمات در ساعات پر ترافیک، احتمال دریافت مکانی و زمانی، آرایش ایستگاهها از نظر موقعیت مکانی،‌ توان انتشار امواج، رفع مشکلات تداخل فرکانسی،‌تعداد و نوع استفاده از حاملهای گوناگون فرکانس، محدودیت در گسترش محدوده پوشش رادیویی، میزان مطلوب نسبت signal به noise، ظرفیت اولیه شبکه در مرحله راه اندازی ،‌گسترش ظرفیت سیستم در ارتباط با افزایش تعداد مشترکین شبکه، رشد جمعیت منطقه از نظر شهری و روستایی،‌ توزیع تلفن در شبکه تلفن ثابت، میزان تقاضای امور تجاری،‌صنعتی، سیاحتی و مسافرتی و غیره... نقش تعیین کننده ای در طراحی اصولی شبکه را دارا میباشد. بخش اولبطور کلی اجزاء ساختاری یک شبکه پیجر یک طرفه رادیو دیجیتال بدون در نظر داشتن نوع پروتکل آن و اینکه از نوع برون ایستگاهی Off Site (برای استفاده در منطقه وسیع و یا سراسری ) و یااز نوع درون ایستگاهی On site ( برای استفاده در محوطه های بیمارستانی،‌ کارخانجات و غیره ) باشد را میتوان به شرح ذیل دسته بندی کرد:1- ترمینال پیجینگعبارتست از یک یا چند ترمینال رادیویی پیجویی با واسطه های ورودی جهت دریافت پیامهای فراخونی خواهان مشترکین از شبکه های PSTN و PSPDN و غیره، اعمال مدیریت لازم بر روی آنها از نظر امور مشترکین و نهایتا انتقال پیامهای اولیه به طبقه بعدی واحد پردازنده سیستم.2- پردازنده سیستمپردازنده سیستم طبقه بعدی بوده که نقش یک سویچ را نیز ایفا می کند. یعنی در این مرحله پیامهای پیجویی اولیه و دریافتی از ترمینال (ها) رادیویی را با اعمال مدیریت لازم و بر حسب پروتکل تعریف شده مثلا POCSAG در قالی اطلاعات اصلی (پیجویی) و فرعی (کنترلی) یه طبقه بندی یعنی واحد کنترل کننده منطقه ای بصورت درجا و با از طریق بستر انتقال ارسال میشود.3- کنترل کننده منطقه ایضمن تقسیم پیامهای کد شده (اصلی و فرعی) نقش کنترل فرستنده ها را با مدیریتی از پیش تعریف شده ایفا می کند.واحد (های) کنترل کننده منطقه ای می تواند بصورت درجا و در کنار واحد پردازنده سیستم، نصب و یا از طریق بستر انتقال مناسب در فاصله دورتری و یا در منطقه دیگری مستقر شود.4- ایستگاه رادیوییشامل یک یا چند دستگاه فرستنده ثابت یک یا چند کاناله بوده که پیامهای واصله خواهان مشترکین را برای پیجر مشترک مربوطه در سطح منطقه تعریف شده و تحت پوشش شبکه و از طریق آنتن ایستگاه ارسال می کند.معمولا این واحد به یک سیستم گیرنده همزمان کننده نیز تجهیز می شود.5- بستر انتقالاین واحد در بین واحدهای کنترل کننده منطقه ای و ایستگاه رادیویی و یا بعظا بین واحد کنترل کننده منطقه ای و واحد پردازنده سیستم قرار دارد و حامل پیامهای پیجویی کد شده و تقسیم شده برای مناطق از قبل تعریف شده می باشد.6- نحوه به کارگیری فرستنده هادر ارسال پیامها، بطور کلی فرستنده های یک سیستم پیجو می تواند پیامهای پیجویی مشترکین را بصورت همزمان SIMULCASTING و یا بصورت تک تک و یا غیر همزمان ارسال کند. شبکه های پیجر به دو صورت مورد استفاده قرار می گیرند:الف - شبکه های عمومی(Public Network) ب -   شبکه های اختصاصی (Private Network) الف - شبکه های رادیویی پیجر عمومیاصطلاحا در سیستمهای پیجر،‌شبکه پیجر عمومی به شبکه هایی اطلاق می شود که در یک شهر، برای سرویس دهی به مشترکین عمومی و برای تعداد بیش از هزار نفر راه اندازی گردد.در اینحالت هر شهری بطور مستقل مشترکین خود را سرویس دهی نموده و همچنین در حالتهای خاص می تواند با بهره گیری از شبکه سراسری پیجر، مشترکین شهرهای دیگر را ورد پوشش قرار دهد.از مشخصات اصلی شبکه پیجر عمومی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:1- طراحی متناسب با عوارض طبیعی و جغرافیایی شهر مورد نظر، بطوریکه پوشش امواج رادیویی در حد مطلوب بوده و پیام با بهترین کیفیت دریافت گردد.2- طراحی متناسب با تعداد کاربران شبکه به دو صورت مستقیم و غیر مستقیم حد اقل 8 تا 16 خط تلفن در مدار ورودی در نظر گرفته می شود. در روش غیر مستقیم تعدادی خطوط تلفن از نوعEnd to End, DID مورد نیاز خواهد بود. اساس سیستم ارتباط یک طرفه پیجر:مشترک می تواند در تمام مدت غیبت خود در خواست نماید تا به محض تماس وی پیامهای دریافت شده را به اطلاع وی برسانند.بازخوانی پیامها : در صورتیکه مشترکی پیامی را به صورت کامل دریافت ننماید در اینصورت با تماس تلفنی با مراکز پیام پیجر، در خواست بازخوانی آن پیام را بکند.سیستم پیجینگ به طور خودکار سابقه چند پیام آخر را جهت بازخوانی ذخیره می کند.پیام عمومی روزانه:پیامهایی از قبیل یش بینی وضع هوا، اخبار عمومی، اخبار ورزشی و قیمت ارز و شبکه پیام عمومی محسوب شده و مرکز پیام پیجر همه روزه در ساعات معین آنها را باطلاع مشترکین می رساند.امنیت پیام:مشترک جهت ایجاد امنیت در بازخوانی پیامهای خود،‌می تواند اسم رمزی را تعیین و به مراکز اعلام نماید.بدین ترتیب اگر کسی در خواست بازخوانی پیامهای مشترک مزبور را بکند باید اسم رمز را اعلام نماید، در صورت مطابقت،‌ اپراتور اقدام به بازخوانی خواهد نمود.ب - شبکه های رادیویی پیجر اختصاصی : با قابلیت شبکه عمومی براسی تعداد کاربر و مکان محدود طراحی و مورد استفاده قرار می گیرد. بخش دومسرویسهای شبکه پیجو اصولا به توجه به وضعیت زیربنایی ارتباطی شبکه های PSTN PSPN ، PLMN ، ISDN کشورها دایر و یا بعضا تکمیل و قابل ارائه به مشترکین می شود. مزایای داشتن پیجر1- داشتن پیجر به شما آزادی حرکت می دهد. کافیست به مردم بگویید « اگر با من کاری دارید کافیست با پیجر من تماس بگیرید»2- کسانی که برای شما مهم هستند می توانند در هر زمان به شما دسترسی پیدا نمایند. پیجر وسیله ای است مطمئن – فوری و اختصاصی3- اگر بنا به مناسبت شغلی ولو برای مدت کوتاهی باید در حال حرکت و دور از محل کارتان باشید، داشتن پیجر به شما این امکان را می دهد که همیشه در دسترس باشید.4- داشتن پیجر به شما استفاده مادی نیز می رساند. همیشه در دسترس بودن یعنی ارائه سرویس خوب به مشتریها و سرویس خوب به مشتریها یعنی در آمد بیشتر.5- همیشه مشتریها نیستند که نیاز به تماس با شما را دارند.با داشتن پیجر افراد خانواده – فرزندان و دوستان شما نیز می توانند به راحتی با شما تماس بگیرند.6- از طرف دیگر داشتن پیجر توسط هر یک از اعضای خانواده،‌ به شما این امکان را می دهد هر وقت که بخواهید با همسر و فرزندان خود تماس داشته باشید.7- همیشه در دسترس بودن به نوعی حرفه ای بودن و کارایی و قابلیت اطمینان محسوب می شود. پیجر همیشه همه این امتیازات را برای شما فراهم می آورد.8- پیجرباعث صرفه جویی در وقت و پول نیز هست. در شهرهای پر جمعیت امروزی داشتن پیجر بهترین راه صرفه جویی در وقت و پول است.   قابلیتها: - دریافت پیامها اختصاصی (MMS) در کوتاهترین زمان- دریافت اطلاعات(IMS)- دریافت اخبار عمومی (PMS): اجتماعی – ورزشی و هواشناسی- دریافت اخبار اقتصادی (EMS): نرخ ارز و سکه- امکان ذخیره کردن و بازخوانی پیامها- یاد آوری کارهای ضروری روزانه مثل قرار ملاقات و مصرف دارو- دفترچه یادداشت- دفترچه تلفن- اوقات شرعی- ساعت و تقویم- بدون نیاز به خاموش کردن

ساختار کلی یک حسگر-نانوحسگرها

حسگر یک وسیله ی الکتریکی است که تغییرات فیزیکی یا شیمیایی را اندازه گیری می کند وآنها را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل می نماید. حسگرها درواقع ابزار ارتباط ربات با دنیای خارج وکسب اطلاعات محیطی ونیز داخلی می باشند، ویا به طور کلی ابزارهایی هستند که تحت شرایط خاص ازخود واکنشهای پیش بینی شده ومورد انتظار نشان می دهند. شاید بتوان دماسنج را جزء اولین حسگرهایی دانست که بشرساخت .          ساختار کلی یک حسگر: درطراحی یک حسگر دانشمندان علوم مختلف مانند بیوشیمی، بیولوژی، الکترونیک، شاخه های مختلف شیمی و فیزیک حضوردارند. قسمت اصلی یک حسگرشیمیایی یا زیستی عنصرحسگر آن می باشد. عنصرحسگر در تماس با یک آشکارساز است. این عنصرمسئول شناسایی و پیوند شدن با گونه ی مورد نظر در یک نمونه ی پیچیده است. سپس آشکارساز سیگنالهای شیمیایی را که در نتیجه ی پیوند شدن عنصرحسگر با گونه ی موردنظر تولید شده است را به یک سیگنال خروجی قابل اندازه گیری تبدیل می کند. حسگرهای زیستی بر اجزای بیولوژیکی نظیرآنتی بادی ها تکیه دارند. آنزیمها ، گیرنده ها یا کل سلولها می توانند به عنوان عنصر حسگرمورد استفاده قرار گیرند. خصوصیات حسگرها: یک حسگرایده آل باید خصوصیات زیررا داشته باشد : 1. سیگنال خروجی باید متناسب با نوع و میزان گونه ی هدف باشد. 2. بسیار اختصاصی نسبت به گونه مورد نظر عمل کند. 3. قدرت تفکیک و گزینش پذیری بالایی داشته باشد. 4. تکرارپذیری و صحت بالایی داشته باشد. 5. سرعت پاسخ دهی بالایی داشته باشد. ( درحد میلی ثانیه ) 6. عدم پاسخ دهی به عوامل مزاحم محیطی مانند دما ، قدرت یونی محیط و …   نانوحسگرها با پیشرفت علم در دنیا و پیدایش تجهیزات الکترونیکی و تحولات عظیمی که در چند دهه ی اخیر و درخلال قرن بیستم به وقوع پیوست نیاز به ساخت حسگرهای دقیق تر،کوچکتر و دارای قابلیتهای بیشتر احساس شد. امروزه از حسگرهایی با حساسیت بالا استفاده می شود به طوریکه در برابر مقادیر ناچیزی از گاز، گرما و یا تشعشع حساس اند. بالا بردن درجه ی حساسیت، بهره و دقت این حسگرها به کشف مواد و ابزارهای جدید نیاز دارد. نانو حسگرها، حسگرهایی در ابعاد نانومتری هستند که به خاطرکوچکی و نانومتری بودن ابعادشان از دقت و واکنش پذیری بسیار بالایی برخوردارند به طوری که حتی نسبت به حضور چند اتم از یک گاز هم عکس‌العمل نشان می دهند. انواع نانو حسگرها: نانوحسگرها براساس نوع ساختارشان به سه دسته ی نقاط کوانتومی ، نانولوله های کربنی و نانوابزارها تقسیم بندی می شوند: 1.استفاده از نقاط کوانتومی درتولید نانو حسگرها: نقاط کوانتومی به عنوان بلورهای نیمه هادی کوچک تعریف می شوند. با کنترل ابعاد نقاط کوانتومی، میدان الکترومغناطیسی نور را دررنگها و طول موجهای مختلف، منتشرمی کند. به عنوان مثال، نقاط کوانتومی از جنس آرسنیدکادمیوم با ابعاد 3 نانومتر نور سبز منتشر می کند؛ درحالی که ذراتی به بزرگی 5/5 نانومتر از همان ماده نور قرمز منتشرمی کند. به دلیل قابلیت تولید نور در طول موجهای خاص نقاط کوانتومی ، این بلورهای ریز در ادوات نوری به کارمی روند. دراین عرصه از نقاط کوانتومی در ساخت آشکارسازهای مادون قرمز، دیودهای انتشار دهنده ی نورمی توان استفاده نمود. آشکارسازهای مادون قرمز از اهمیت فوق العاده ای برخوردارند. مشکل اصلی این آشکارسازها مسئله ی خنک سازی آنهاست. برای خنک سازی این آشکارسازها از اکسیژن مایع وخنک سازی الکترونیکی استفاده می شود. این آشکارسازها برای عملکرد صحیح باید دردماهای بسیار پائین، نزدیک به 80 درجه کلوین کارکنند، بنابراین قابل استفاده در دمای اتاق نیستند، درصورتی که از آشکارسازهای ساخته شده با استفاده از نقاط کوانتومی می توان به راحتی در دمای اتاق استفاده کرد. 2. استفاده ازنانولوله ها درتولید نانوحسگرها: نانو لوله های کربنی تک دیواره و چند دیواره به علت داشتن خواص مکانیکی و الکترونیکی منحصر به فردشان کاربردهای متنوعی پیدا کردند که از جمله می توان به استفاده از آنها به عنوان حسگرهایی با دقت بسیار بالا برای تشخیص مواد در غلظتهای بسیار پائین و با سرعت بالا اشاره کرد. به طورکلی کاربرد نانو لوله ها در حسگرها را می توان به دو دسته تقسیم کرد: الف ) نانولوله های کربنی به عنوان حسگرهای شیمیایی: این حسگرها می توانند دردمای اتاق غلظتهای بسیارکوچکی از مولکولهای گازی با حساسیت بسیاربالا را آشکارسازی کنند. حسگرهای شیمیایی شامل مجموعه ای از نانولوله های تک دیواره هستند و میتوانند مواد شیمیایی مانند دی اکسید نیتروژن ( NO2 ) وآمونیاک ( NH3 ) را آشکارکنند. هدایت الکتریکی یک نانولوله نیمه هادی تک دیواره که درمجاورت ppm200 از NO2 قرارداده می شود، می تواند در مدت چند ثانیه تا سه برابر افزایش یابد و به ازای اضافه کردن فقط 2% NH3 هدایت دو برابر خواهد شد. حسگرهای تهیه شده ازنانولوله های تک دیواره دارای حساسیت بالایی بوده ودردمای اتاق هم زمان واکنش سریعی دارند. این خصوصیات نتایج مهمی درکاربردهای تشخیصی دارند. ب) نانولوله های کربنی به عنوان حسگرهای مکانیکی: هنگامی که یک نانولوله توسط جسمی به سمت بالا یا پائین حرکت می کند، هدایت الکتریکی آن تغییر می یابد. این تغییر در هدایت الکتریکی، با تغییر شکل مکانیکی نانولوله کاملا ً متناسب است. این اندازه گیری به وضوح امکان استفاده از نانولوله ها را به عنوان حسگرهای مکانیکی نشان می دهد. یا می توان با استفاده از مواد واسط مانند پلیمرها در فاصله ی میان نانولوله های کربنی وسیستم، نانولوله های کربنی را برای ساخت بیوحسگرها توسعه داد. شبیه سازی های دینامیکی نشان می دهد که برخی پلیمرها مانند پلی اتیلن می توانند به صورت شیمیایی با نانولوله کربنی پیوند یابند. همچنین مولکول بنزن نیز می تواند به وسیله ی پیوندهای واندروالس روی نانولوله ی کربنی جذب شود. این تحقیقات کاربردهای بسیار متنوع و وسیع نانولوله ها ی کربنی را نشان می دهد. تحقیق دراین زمینه هنوزدرحال توسعه وپیشرفت است ومطمئنا ً درآینده ای نه چندان دور شاهد به کارگیری آنها درابزارها و صنایع مختلف خواهیم بود. 3.استفاده ازنانو ابزارها درتولید نانوحسگرها: با استفاده از این حسگرها شناسایی مقادیر بسیار کم آلودگی شیمیایی یا ویروس و باکتری در سامانه ی کشاورزی وغذایی ممکن است. تحقیقات درزمینه ی نانوابزارها جزء پژوهشهای علمی به روز دنیاست. نانو حسگرها و کنترل آلودگی هوا: یکی از نیازهای مهم و اساسی در ارتباط با کنترل آلودگی محیط زیست، پایش مستمرآلودگی هواست. با استفاده از نانوحسگرها پیشرفت مؤثری در زمینه ی کنترل آلودگی هوا صورت گرفته است. یکی از این راهکارها اختراع غبارهای هوشمند می باشد. غبارهای هوشمند مجموعه ای از حسگرهای پیشرفته به صورت نانو رایانه های بسیارسبک هستند که به راحتی ساعتها درهوا معلق باقی می مانند. این ذرات بسیار ریز از سیلیکون ساخته می شوند و می توانند ازطریق بی سیم موجود درخود اطلاعات موجود در خود را به یک پایگاه مرکزی منتقل کنند. سرعت این انتقال حدود یک کیلوبایت در ثانیه است. هم چنین حسگرهایی از جنس نانولوله های تک لایه ساخته شده اند که می توانند مولکولهای گازهای سمی را جذب کنند و همچنین آنها قادر به شناسایی تعداد معدودی از گازهای مهلک موجود درمحیط هستند. محققان معتقدند این نانوحسگرها برای شناسایی گازهای بیوشیمیایی جنگی و آلاینده های هوا کاربرد خواهند داشت. مبارزه با انتشار گازهای سمی: انتشار و پخش گازهای مهلک و سمی یکی از خطرات روزمره زندگی صنعتی است. متأسفانه هشدار دهنده‌های موجود در صنعت اغلب بسیار دیر موفق به شناسائی این‌گونه گازهای نشتی می‌شوند. نانوحس‌گرها که از نانوتیوب‌های تک لایه به ضخامت حدود یک نانومتر ساخته شده‌اند و می‌توانند مولکول‌های گازهای سمی را جذب کنند. آنها هم‌چنین قادر به شناسائی تعداد معدودی از مولکول‌های گازهای مهلک در محیط هستند. محققان مدعی‌اند که این حس‌گرها برای شناسائی به هنگام گازهای بیوشیمیائی جنگی، آلاینده‌های هوا و حتی مولکول‌های آلی موجود در فضا کاربرد خواهند داشت. جذابیت‌های نانوحسگرها به طور صریح این قبیل مزایای نانوحسگرها باعث شده است که به عنوان فرصتی وسوسه‌انگیز برای بازار تلقی شوند. نانوحسگرها به طور ذاتی کوچک‌تر و حساس‌تر از سایر حسگرها می‌باشند. همچنین این ظرفیت را دارند که قیمت تمام شدة آنها کمتر از قیمت تمام‌شده حسگرهای موجود در بازار باشد. برای مثال اگر قیمت حسگرهای صنعتی متداول امروزی، چند 10 هزار دلار باشند برای نانوحسگرهایی که بتوانند همان کار را انجام دهند به صورت نظری چند 10 دلار برآورد می‌شود. نانوحسگرها همچنین هزینه جاری را نیز کاهش می‌دهند؛ زیرا به طور ذاتی برق کمتری مصرف می‌کنند. درنهایت از آنجایی که نانوحسگرها هزینه‌های خرید و اجرا را کاهش می‌دهند؛ ممکن است به‌کارگیری آنها به صورت آرایه‌ها و توده‌ها مقرون به صرفه باشد و همچنین بتوانند به شکل فراگیر و حتی اضافی در قطعات کاربرد پیدا کنند؛ به طوری‌که اگر یک نانوحسگر از کار بیفتد و از مدار خارج شود بتوان از آن صرف نظر کرد و ضریب امنیت در حد مطلوبی باقی بماند، زیرا تعداد زیادی نانوحسگر دیگر در سیستم می‌توانند کار آن را به عهده بگیرند. در بخش نظامی و امنیت ملی نیز احتیاج به حسگرهای بسیار حساسی است که بتوانند به صورت گسترده توزیع شوند تا به کمک آنها بتوان تشعشعات و بیوسم‌های زیستی را مورد بررسی قرار داد. در زمینه پزشکی نیاز به حسگرهای بسیار حساسی به صورت آزمایشگاه‌هایی بر روی تراشه است که بتوانند کوچک‌ترین علائم نشان‌دهندة سرطان را شناسایی کنند. در صنایع هوافضا احتیاج به نانوحسگرهایی است که در بدنة هواپیماها به عنوان سیستم هشداردهنده ثابت قرار بگیرند و مشخص کنند که چه زمانی هواپیما احتیاج به تعمیرات دارد. در صنایع اتومبیل می‌توان از نانوحسگرها برای مصرف بهینه سوخت استفاده کرد. همچنین در اتومبیل‌های گران‌قیمت می‌توان برای بهبود وضعیت صندلی و وضعیت کنترل‌های موجود به تناسب حالت‌های مختلف بدن، این نانوحسگرها را مورد استفاده قرار داد.   آینده نگری: می توان انتظار داشت که در آینده با ترکیب محرک ها و نانوحسگرها بتوان مواد هوشمندی ساخت که در فرآیندهای تولید سیستم های پیچیده نقش های مهمی ایفا کرده و فناوری جدید دیگری را پایه ریزی کنند. گرچه موانعی مانند افزایش قیمت، اطمینان پذیری از تاثیر آنها و نیز اطمینان از کاربرد آنها در زمینه های صلح آمیز نیز باید از سر راه برداشته شوند.

ماسفت-ماسفتها

استفاده عملی از ماسفتها ماسفتهای المانهای اکترونیکی هستند با سه پایهGateDrainSourceدر مورد ماسفت منفیدر صورتی که اختلاف ولتاژی بین پایه های Gate و Source وجود داشته باشد ماسفت اجازه عبور جریان از Drain به Source به را میدهدبه طور عملی از ماسفت اینگونه استفاده کنیدپایهِDrain ماسفت را به مصرف کننده وصل کنید و مثبت منبع تغذیه را به پایه دیگر مصرف کننده متصل کنیدپایه Sourse ماسفت را به منفی (زمین) منبع تغذیه متصل کنید حال با اعمال اختلاف ولتاژ به Gate ماسفت نسبت به پایه Source ان مصرف کننده(مثلا موتور الکتریکی) شروع به کار خواهد کردطرز کار ماسفت شبیه ترانیزیستور ها و رله هاست چه زمانی از ماسفت استفاده کنیم ؟ماسفتهایی با قابلت سویچ سریع( fast switching) وجود دارند بنابراین زمانی که نیاز به سویچ سریع هست مثل زمانی که میخواهیم موج pwm تولید کنیم ماسفتها مناسب هستند.ماسفتهای با قابلیت عبور شدت جریان زیاد وجود دارند بنابراین میتوانند جایگزین رله ها شوند.

اسیلاتور کریستال

یک اسیلاتور کریستالی مداری الکترونیکی است که از رزونانس مکانیکی یک کریستال در حال لرزش پیزوالکتریکی بهره می برد تا سیگنال الکتریکی با فرکانس بسیار دقیقی بوجود آورد. این فرکانس معمولا برای داشتن حسی از زمان (مانند در ساعت های مچی کوارتز) استفاده می شود تا سیگنال ساعتی پایدار برای مدارت مجتمع دیجیتال فراهم کند و نیز فرکانس ها را در فرستنده های رادیویی پایدار (Stable) کند. برای مطالعه بیشتر به ادامه متن رجوع فرمایید   استفاده از تقویت کننده و فیدبک فرم دقیقی از یک اسیلاتور الکترونیکی است. به کریستال استفاده شده در آن برخی مواقع "کریستال زمان سنجی (timing crystal)" گفته می شود. در دیاگرام های شماتیکی، گاهی کریستال را با XTAL نمایش می دهند. فهرست- کریستال های برای اهداف زمان سنجی- کریستال ها و فرکانس- رزونانس سری یا موازی- فرکانس های ساختگیSpurious frequencies- یادداشت کریستال های برای اهداف زمان سنجی یک کریستال 4MHz کوچک کوارتز که داخل پکیج هم اندازه ی خود (HC-49/US) واقع شده است یک کریستال جامدی است که در آن اجزای تشکیل دهنده، اتم ها، مولکول ها، یا یون ها در یک ترتیب منظمی بسته بندی شده اند و الگوی تکراری خود را در هر سه بعد فضایی گسترش می دهند. تقریبا هر چیزی که از مواد الاستیک ساخته شده می تواند مانند کریستال مورد استفاده قرار گیرد، با ترنسدیوسرهای (مبدل ها) متناسب، زیرا تمامی اجسام دارای فرکانس رزونانس طبیعی لرزش هستند. برای مثال، فولاد الستیسیته بالایی دارد و سرعت صوت در آن بالاست. این اغلب در فیلترهای مکانیکی، قبل از کوارتز، استفاده می شد. فرکانس رزونانس به اندازه، شکل، الاستیسیته و سرعت صوت در آن ماده بستگی دارد. کریستال های فرکانس بالا معمولا به شکل صفحه مستطیلی ساده ای بریده می شوند. کریستال های فرکانس پایین، مثل آن هایی که در ساعت های دیجیتالی استفاده می شود، به شکل یک دیاپازون (tuning fork) بریده می شوند. برای کاربردهایی که زمان سنجی بسیار دقیقی نمی خواهند از یک رزونانس کننده سرامیکی ارزان به جای کریستال کوارتز استفاده می شود. وقتی که یک کریستال کوارتز به طور صحیح بریده و سوار شد، می توانیم با قرار دادن آن در یک میدان الکتریکی (اعمال ولتاژ به الکترودی نزدیک یا روی کریستال) باعث خم شدن آن شویم. این ویژگی به نام پیزوالکتریک بودن (piezoelectricity) معروف است. وقتی میدان برداشته شود، کوارتز با بازگشت به شکل اولیه اش یک میدان الکتریکی تولید می کند که این می تواند یک ولتاژ تولید کند. این رفتار کریستال کوارتز شبیه مداری متشکل از یک سلف، خازن و مقاومت (RLC Circuit) با فرکانس رزونانسی دقیق است. کوارتز مزیت دیگری نیز دارد و آن کم بودن تغییرات اندازه آن با تغییرات دما است. لذا فرکانس رزونانس صفحه ی مان که به اندازه ی آن وابسته است، تغییر چندانی نمی کند. این یعنی که ساعت کوارتز، فیلتر یا اسیلاتر دقیق خواهد ماند. برای کاربردهای حساس اسیلاتور کوارتز در ظرفی که دمای آن کنترل شده است (به نام اجاق کریستال crystal oven) سوار می شود، و همچنین می تواند روی جذب کننده های ضربه shock absorbers ، که برای جلوگیری از اختلال هایی که ناشی از لرزش های مکانیکی خارجی است، قرار بگیرد. کریستال های کوارتز زمان سنجی برای فرکانس های از ده ها کیلوهرتز تا ده ها مگاهرتز ساخته می شوند. سالانه بیشتر از دو میلیارد (2×109) کریستال تولید می شود. اکثر آن ها برای استفاده در ساعت های مچی، ساعت ها، و مدارات الکترونیکی هستند. هر چند، کریستال کوارتز داخل ابزارهای تست و اندازه گیری مثل شمارنده ها، سیگنال ژنراتورها و اسیلوسکوپ ها نیز پیدا می شود. کریستال ها و فرکانس FPRIVATE "TYPE=PICT;ALT=CrystalOsc" نماد شماتیک و مدار معادل یک کریستال کوارتز در یک اسیلاتور   مدار اسیلاتور کریستالی نوسان را با گرفتن سیگنال ولتاژی از رزونانس کننده ی کوارتز، تقویت آن و فیدبک کردن آن به رزونانس کننده، نگه می دارد. سرعت خم و راست شدن کوارتز فرکانس رزونانس است و توسط برش اندازه کریستال تعیین می شود. یک کریستال معمول زمان سنجی از دو صفحه ی رسانا با یک برش (slice) یا دیاپازونی از کریستال کوارتز که بین آنها ساندویچ شده تشکیل شده است. هنگام راه اندازی به مدار حول کریستال سیگنال نویز اتفاقی ac اعمال می شود و کاملا بسته شانس کسر اندکی از آن در فرکانس رزونانس کریستال خواهد بود. بنابراین کریستال شروع به نوسان کردن همگام با آن سیگنال می کند. اسیلاتور سیگنال خروجی از کریستال را تقویت می کند و لذا فرکانس کریستال محکم تر می شود و سرانجام خروجی غالب اسیلاتور را شامل می شود. فرکانس طبیعی در مدار و در کریستال کوارتز تمام فرکانس های ناخواسته را فیلتر می کند. یکی از مهمترین خصوصیات اسیلاتورهای کریستالی کوارتز این است که نویز در فاز بسیار کمی نشان می دهند. به زبانی دیگر سیگنال تولیدی آن ها یک تون خالص (pure tone) است. این آن ها را در مخابرات پر کاربرد می کند، جایی که سیگنال های پایدار مورد نیاز هستند. و همچنین در وسایل علمی که مرجع دقیق زمانی مورد نیاز است. فرکانس خروجی یک اسیلاتور کوارتز یا فرکانس اصلی رزونانس آن یا یک ضریبی از فرکانس رزونانس آن به نام فرکانس اور تون (overtone) است. Q (ضریب کیفیت) معمول برای یک اسیلاتور کوارتز بین 10^4 تا 10^6 تغییر می کند. Q ماکزیمم برای یک اسیلاتور کوارتز بسیار پایدار می تواند به اینگونه تقریب زده شود که f فرکانس رزونانس به MHz است: Q = 1.6 × 107/f تغییرات محیطی دما، رطوبت، فشار و لرزش می تواند فرکانس رزونانس یک کریستال کوارتز را تغییر دهد اما طراحی های گوناگونی وجود دارند که این اثرهای محیطی را کاهش می دهند. این ها شامل TCXO، MCXO و OCXO هستند مه در یادداشت توضیح داده شده اند. این طرح ها (به ویژه OCXO) وسایلی با پایداری کوتاه مدت عالی ایجاد می کنند. محدودیت هایی که در پایداری کوتاه مدت وجود دارد عمدتا به دلیل نویز اجزای الکترونیکی در مدار اسیلاتور است. پایداری بلند مدت با پیری کریستال محدود می شود.به دلیل پیری و فاکتورهای محیطی چون دما و لرزش، نگه داشتن فرکانس آنها درون یک از 10^-10 فرکانس نامی آن ها، حتی برای بهترین اسیلاتورهای کوارتز، بدون تنظیم مستمر بسیار سخت خواهد بود. به همین علت اسیلاتورهای اتمی (atomic oscillators) برای کاربردهایی که نیاز به پایداری و دقت بهتری دارند استفاده می شوند. اگر چه کریستال ها می توانند برای هر فرکانس رزونانسی ساخته شوند، به دلیل محدودیت های فنی، در عمل مهندسان مدار اسیلاتور کریستالی در حوالی فرکانس های استاندارد کمی طراحی می کنند مانند 10MHz، 20MHz و 40MHz. استفاده از مدار های مقسم فرکانس، چند برابر کننده ی فرکانس و phase locked loop برای سنتز کردن (ساختن) هر فرکانس دلخواه از فرکانس مرجع امکان پذیر است. مراقب باشید و تنها از یک اسیلاتور کریستالی در طراحی مدارات خود استفاده کنید تا از وقوع نمونه های ظریفی از خطاهای خودپایداری در الکترونیک (metastability in electronics) جلوگیری کنید. اگر این ممکن نیست تعداد کریستال اسیلاتورهای مجزا (PLLها) و دامنه های ساعتی متحد با آن های بایستی به شدت کم شوند با تکنیک هایی چون نصف کردن کلاک (Clock) موجود به جای استفاده از یک منبع جدید کریستالی. هر منبع مجزای کریستالی باید دقیقا توجیه شود زیرا هر کدام حالت های خطای محتمل غیر قابل رفعی را به علت برهم کنش چند کریستالی در وسیله، ایجاد می کنند Series or parallel resonance A quartz crystal provides both series and parallel resonance. The series resonance is a few kHz lower than the parallel one. Crystals below 30 MHz are generally operated at parallel resonance, which means that the crystal impedance appears infinite. Any additional circuit capacitance will thus pull the frequency down. For a parallel resonance crystal to operate at its specified frequency, the electronic circuit has to provide a total parallel capacitance as specified by the crystal manufacturer. Crystals above 30 MHz (up to >200 MHz) are generally operated at series resonance where the impedance appears at its minimum and equal to the series resistance. For this reason the series resistance is specified (

تولید اشعه X با نوار چسب

تولید اشعه X با نوار چسب کریسمس امسال که هدایای خود را باز می کنید مراقب باشید کندن نوار چسبها باعث ایجاد اشعه X میشود... تولید اشعه X با نوار چسبمترجم : امین روستاپورباز کردن سریع نوار چسب تولید نور می کند. آنهم از نوع اشعه ... کریسمس امسال که هدایای خود را باز می کنید مراقب باشید.کندن نوار چسبها باعث ایجاد اشعه X میشود.پژوهشگران در دانشگاه کالیفرنیا-لس آنجلس نشان دادهاند که کندن نوار چسبهای معمولی در خلاء اشعه X تولید می کند.میزان تولید آن به اندازه کافی بوده است که از آن برای عکسبرداری از استخوان انگشت یکی از دانشمندان شرکت کننده در این آزمایش استفاده شود."از برخی جهات ما کمی ترسیده بودیم" این نقل قولی است از Juan Escobar یکی از اعضای این تیم تحقیقاتی. اما او و همکارانش بزودی دریافتند که اشعه X تنها وقتی ساطع می شود که این آزمایش در شرایط خلاء انجام گیرد.لذا دلیلی برای ترس مردم در استفاده روزمره از نوار چسبها وجود ندارد.این نوع آزادسازی انرژی triboluminescence نام داشته و به صورت تابش نور مشاهده می شود.این پدیده زمانی روی می دهد که یک جامد(غالبا یک کریستال-بلور) شکسته شده یا مالیده شده یا خراشیده شود. این یک پدیده رازآلود است که از زمانهای قدیم مکرر مشاهده شده است.فرانسیس بیکنFrancis Bacon در سال 1605 میلادی آن را مشاهده کرده بود.او گزارش کرده است که خراشیدن یک تکه بلور شکر باعث ساطع شدن نور از آن شده است.توضیح این پدیده بدین صورت است که وقتی یک تکه کریستال خرد می شود این عمل باعث می شود تا بارهای الکتریکی مخالف و غیر همنام از یکدیگر جدا شده و فاصله بگیرند.سپس تخلیه الکتریکی ایجاد شده و این آزادسازی انرژی بصورت بارقه ای از نور نمایان می شود.Escobar اضافه میکند:از مدتها قبل حدود سال ۱۹۵۳ میلادی گروهی از دانشمندان روسی اظهار کرده بودند که کندن نوار چسب می تواند اشعه X تولید کند.ولی ما در باره نتایج آزمایشهای قدیمی آنها بسیار بد بین بودیم.تیم ما تصمیم گرفت تا این آزمایشات را با دقت بیشتری نجام دهد. و با کمال تعجب مشاهده نمودیم که در این آزمایش اشعه X به شکل پالسهای پر انرژی آزاد می شود.وقتی این پژوهشگران یک دریچه پلاستیکی را بروی مخزن ایجاد خلاء خود تعبیه کردند موفق شدند با استفاده از یک آشکارساز معمولی اشعه X دندانپزشکی از استخوان انگشت عکسبرداری کنند.نتایج آزمایش آنها در آخرین شماره مجله علمی Nature به چاپ رسیده است.Escobar اضافه میکند:از میان تخلیه های الکتریکی که انجام می شود فقط یک در ده هزار آنها تولید اشعه X میکند.انرژی هر تک پالس اشعه X در مدت زمانی معادل چند نانو ثانیه حدود ۱۵ کیلو الکترون ولت است.تصویر گرفته شده از استخوان انگشت با استفاده از نوار چسبانرژی اشعه Xمسقیما به مقدار بار الکتریکی بستگی دارد که در لحظه کندن نوار چسب در سطح آنتولید می شود.دانشمندان محاسبه نمودهاند که مقدار این بار الکتریکی ده ها بار بزرگتر از آن چیزی است که در آزمایشهای معمولی دیده می شود.Escobar می گوید:"ما دقیقا نمی دانیم چرا نوار چسب تا این حد بسیار زیاد باردار است."ماشین اشعه X نوارچسبی سایر دانشمندان را نیز گیج کرده است.Ken Suslick متخصص در mechanoluminescence از دانشگاه الینویز در Urbana-Champaign می گوید:" ما اصلا فکر نمیکردیم که اکثر انرژی مکانیکی قابلیت این را داشته باشد که به صورت اشعه X آزاد شود.چسب استفاده شده در نوار چسبها یک مایع غیر متبلور است نه یک کریستال.دقیقا چه چیزی باعث انقال بار الکتریکی شده است؟گروه های دهنده و گیرنده بار الکتریکی در این آزمایش کدامند؟"این مسئله هنوز دقیقا واضح نیست.پژوهشگران حدس می زنند که چگالی بالای بار الکتریکی تولید شده در این آزمایش به میزان کافی زیاد باشد که یک واکنش همجوشی هسته ای را استارت بزند.البته Michael Loughlin دانشمند علوم هستهای آزمایشگاه بین المللی همجوشی هسته ای ITERدر Cadarache فرانسه به این مسئله به دیده تردید می نگرد.ولی با وجود این اضافه می کند که اگر او اشتباه کرده باشد و این مورد امکان پذیر باشد.چنین سیستمی که قادر به استارت سریع یک همجوشی هسته ای باشد بسیار مفید فایده خواهد بود.در حال حاضر Ken Suslick تمایل دارد که سیستمهای mechanoluminescence را که در آزمایشگاه خود به روی آنها کار کرده است را مجددا مورد برسی قرار دهد.در این حینEscobar و همکارانش قصد دارند تا آزمایش خود را با سایر انواع چسبها انجام دهند و اثرات مشابه احتمالی را بررسی کنند.ولی مهمترین چالش پیش روی آنها این است که در یابند.این پدیده حقیقتا به چه دلیلی روی می دهد؟Escobar می گوید : "که این مسئله در راس اولویتهای آنها قرار دارد."