نوسان ساز های سینوسی

نوسان ساز های سینوسی نوسان ساز های سینوسی کاربرد گسترده ای در الکترونیک دارند.این نوسان سلز ها منبع حامل فرستنده ها را تامین می کنندوبخشی از مبدل فرکانس را در گیرنده های سوپر هیترودین تشکیل می دهند.نوسان ساز ها در پاک کردن وتولید مغناطیسی در ضبط مغناطیسی و زمانبندی پالسهای ساعت در کار های دیجیتال به کار می روند.بسیاری از وسایل اندازه گیری الکترونیکی مثل ظرفیت سنج ها نوسان ساز دارند. نوسان ساز های سینوسی انواع مختلفی دارند اما همه آنها از دو بخش اساسی تشکیل می شوند: بخش تعیین کننده فرکانس که ممکن است یک مدار تشدید یا یک شبکه خازن مقاومتی باشد.مدار تشدید بسته به فرکانس لازم می تواند ترکیبی از سلف و خازن فشرده طولی ازخط انتقال یا تشدید کننده حفره ای باشد.البته شبکه های خازن مقاومتی فرکانس طبیعی ندارندولی می توان از جابه جایی فاز آنها برای تعیین فرکانس نوسان استفاده کرد. دوم بخش نگهدارنده که انرژی رابه مدار تشدید تغذیه می کند تا آن را در حالت نوسان نگه دارد.بخش نگه دارنده به یک تغذیه نیاز دارد. در بسیاری از نوسان ساز ها این قسمت قطعه ای فعال مثل یک ترانزیستور است که پالسهای منظمی را به مدار تشدید تغذیه می کند. شکل دیگری از بخش نگهدارنده تشدید نوسان ساز یک منبع با مقاومت منفی یعنی قطعه یا مداری الکترونیکی است که افزایش ولتاز اعمال شده به آن سبب کاهش جریان آن می شود. قطعات نیمه رسانا یا مدار های متعددی وجود دارند که دارای چنین مشخصه ای هستند.  سه دسته مشخص از نوسان ساز ها را می توان دسته بندی کرد که در ادامه این مقاله توضیح خواهم داد: نوسان ساز های فید بک مثبت ابتدا بهتر می دانم تا کمی در باره فید بک توضیح بدهم به طور کلی هر سیستم دارای ورودی و خروجی می باشد حا لا اگر بنا به هر علتی مقداری از خرو جی را با ورودی ها ترکیب کرده و وارد یک سیستم کنیم به این کار فید بک گفته می شود که کار برد های فراوانی در دنیای تکنولوژی دارد برای نمونه از فید بک برای کنترول فرایند یک سیستم استفاده می شود مثلاَ در هنگام راه رفتن شما یک سیستم(خیلی مدرن) هستید که اطلاعات را با چشم خود گرفته و به مغز می فرستید ودر آنجا پردازش شده تصمیم می گیرید که چه کار کنید اما در مورد فید بک مثبت با ید بگویم که دو نوع فید بک را می توان در نظر گرفت منفی و مثبت. در فید بک مثبت که یک مثال جالب از آن را در بالا برایتان بیان کردم هدف اغلب کنترول یک فرایند است یک مثال دیگر فرض کنید یک ظرف از مایعی که در حال جوشیدن است در تماس با یک منبع گرما مثل شعله گاز قرار دارد با گرم شدن بیش از حد مایع از ظرف بیرون می ریزد وآتش را کم می کند و دمای مایع را کاهش می دهد وبا کاهش دمای ما یع آتش دوباره احیا می شود ومایع دو باره گرم شده وسر ریز می کند و دوباره ... اما در فید بک مثبت خرو جی به ورودی اضافه می شود واز فید بک مثبت به همین دلیل برای تشدید استفاده می شود همان مثال قبل را در نظر بگیرید با یک مایع آتشزا این بار با گرم شدن مایع و سر ریز آن آتش شدشدتر می شود وهمین طور تا آخر. نکته مهم این است که در دنیای مادی همه چیز روبه میرایی و مردن میرود (ای روزگار نا مراد)وچیز هایی مثل اصطکاک همیشه(بعضی موقع های بیشتر)مزاحم هستند در باره نوسان هم میرایی باعث کاهش دامنه نوسان و از بین رفتن آن می شود بنا براین از فید بک مثبت برای جبران این میرایی استفاده می کنیم. انواع مختلفی از نوسان ساز ها که از فید بک مثبت استفاده می کنند وجود دارد. نوسان ساز هارتلی  این نوسان ساز نمونه ای از نوسان ساز های فرکانس پایین است که با استفاده از مدار فرکانس را تعیین می کند ویک ترانزیستور نیز تامین کننده پالس های نگه دارنده است.مدار شکل زیر یک تقویت کننده امیتر مشترک را نشان می دهد که مدار بین کلکتور و بیس آن متصل شده است سر وسط سلف به طور موثر به امیتر متصل شده است (مقاومت منبع تغذیه برابر صفر فرض می شود). تقویت کننده امیتر مشترک سیگنال ورودی خود را معکوس می کند و سیگنال خروجی آن با سر وسط زمین شده سلف قبل از اعمال به بیس معکوس می شود.در نتیجه در این مدار ورودی را خود تقویت کننده تا مین می کند. یعنی فید بک مثبت قابل تو جهی که وجود دارد باعث ایجاد نوسان می شود و دامنه سیگنال (در فر کانس تشدید ) به سرعت افزایش می یابد.پالسهای ناشی از جریان بیس را پر می کنند در نتیجه جهت ولتاژ تو لید شده بیس را به طور منفی بایاس می کند با افزایش دامنه سیگنال ولتاز دو سر نیز زیاد می شود تا به حالت تعادل بر سد. حالت تعادل زمانی روی می دهد که اتلاف مدار ناشی از بار شدن خروجی مقاومت اهمی و جریان بیس با انرژی وارد شده از کلکتور به این خازن برابرشود.در این شرایط نهایی ترانزیستور می تواند به خوبی در بیشتر قسمتهای سیکل قطع باشد ودر هر قله مثبت بیس پالس ناگهانی به جریان بیس (وجریان کلکتو)اعمال شود.در فاصله زمانی بین دو فله متوالی از طریق شروع به تخلیه می کند. اما اگر یک ثابت زمانی در مقایسه با زمان تناوب نوسان بزرگ باشد مقدار کمی از ولتاژ دو سر در این فاصله زمانی از بین می رود و می توان را به عنوان یک منبع ثابت بایاس منفی در نظر گرفت . در بسیاری از نوسان ساز ها از این روش بایاس کردن استفاده می شود. این روش دارای مزیت جبران سازی برای هر گونه افت دامنه نوسان در اثر افزایش بار خروجی یا افت ولتاژ منبع تغذیه است.کاهش دامنه نوسان باعث کاهش بایاس می شود به طوری که ترانزیستور پالس های جریان بزرگتری برای ثابت نگه داشتن دامنه می گیرد.    نو سان ساز کلپیتس  نکته مهم در شکل بالانیاز به وجود سه اتصال میان مدار تنظیم شده و ترانزیستور برای ایجاد فید بک مثبت است. امیتر به سر وسط سلف متصل می شود ولی می توان آن را به صورت معادل با استفاده از دو خازن برابر به طور سری مانند شکل بعد به شاخه خازنی مدار متصل کرد.در این نوسان ساز از یک فت اتصالی با مقاومت در مدار درین استفاده شده و مدار با خازن به در ین متصل شده است. بنا بر این مدار بر خلاف تغذیه مستقیم شکل اول به طور موازی تغذیه می شود. خازن های تعیین کننده فرکانس و با خازن های ورودی و خروجی ترانزیستور موازی هستند و در نتیجه این خازنها در تعیین فر کانس نوسان نیز تاثیر دارند. با بزرگتر کردن و تا حد امکان تاثیر این خازنها به حد اقل می رسد.از سوی دیگر اگربه نوسانی با فر کانس بالا نیاز باشد خازنهای تنظیم باید خیلی کوچک باشند. در این موارد می توان از خازنهای ورودی و خروجی ترانزیستور به جایواستفاده کرد. یک خازن متغییر کوچک مانند شکل سوم برای تنظیم به دو سر سلف متصل می شود. در این مدار نیز که با پالسهای جریان گیت شارژ و از طریق تخلیه می شود به طور خود کار بایاس لازم را تامین می کند. برای آنکه امکان زمین شدن سر متغییر خازن (و در نتیجه بیس ترانزیستور) وجود داشته باشد یک چوک با امپدانس زیاد در فر کانس کار به مدار امیتر افزوده می شود. هر سه نوسان ساز بالا که شرح دادم در کلاس برای دامنه های نوسان بزرگ عمل می کنند. برای به دست آوردن شکل موج سینوسی خروجی را باید از مدار گرفت. مثلا با سیم پیچی که مانند شکل اول و دوم به طور القایی به مدار متصل می شود.اگر خروجی از خود ترانزیستور گرفته شود مثلا از مقاومتی در مدار امیتر یا سورس قطار پالسی با فر کانس تکراری برابر با فرکانس تشدید به دست می آید.    نوسان ساز راینارتز  این نوسان ساز چون زیاد در گیرنده های ترانزیستوری استفاده می شود باید حتما در بارش می نوشتم.در این مدار فید بک مثبت با اتصال مدار کلکتور به مدار امیتر با القای متقابل وتامین می شود. و هر دوبه مدار تعیین کننده فرکانسنیز متصل هستند. این نوسان ساز به روش تقسیم ولتاژ پایدار می شود ولی همانطور که نشان داده شده است اثر بازوی پایینی مقسم ولتاژ باید با خازن کم مقاومتی خنثی شود تا سیگنال تولید شده در دوسرمستقیما بین بیس و امیتر اعمال شود . در نگاه اول به نظر می رسد که بخش تعیین کننده فرکانس در نوسان ساز راینرتز چهار اتصال دارد ولی اتصال مثبت و منفی منبع تغذیه در واقع مشترک هستند زیرا امپدانس منبع در فرکانس نوسان ناچیز است یا بهتر است که چنین باشد. نوسان ساز کنترل شده کریستالی  و اما از همه مهمتر که حتما باید در باره ا ش بدانید این مورد است چون در بعضی کاربرد ها لازم که نوسان ساز پایداری فرکانسی زیادی داشته باشد یعنی یک فر کانس ثابت را بدون وابستگی به عوامل دیگر تولید کند مثل منبع موج حامل در فرستنده ها اگر کنترل تلویزیون را دیده باشید احتمالا یک قطعه مکعبی زرد رنگ(کریستال) را در آن دیده اید یا مدار تلویزیون یا بعضی رادیو ها واز دیگر جاهایی که این نوسان ساز به کار می رود منابع تولید کننده پالسهای ساعت در کامپیوتر ها و سیستم های دیجیتال است . روش رایج برای به دست آوردن پایداری فرکانسی لازم استفاده از کریستال پیزوالکتریک برای کنترل فرکانس نوسان است .چنینکریستالهایی(بسته به ابعاد و شکلشان)دارای فرکانس تشدید طبیعی هستنددر عمل کریستال بین دو صفحه فلزی نصب می شود که اتصال الکتریکی با کریستال را ایجاد می کند . را ه های متعددی بزای اتصال کریستال به مدار نوسان ساز وجود دارد.که یک نمونه از آن در شکل بعدی آمده است در این شکل کریستال بین کلکتور و بیس ترانزیستور وصل شده تا نوسان ساز کلپیتس را تشکیل دهد . خازنهای داخلی کلکتور بیس و بیس امیتر فید بک مثبت را تامیین می کنند. مدار کلکتور نیازی به تنظیم ندارد سیم پیچ ثانویه ترانسفور ماتور نقطه ی خروجی را ایجاد می کند.   نوسان سازهای مقاومت منفی همان طور که گفتم اگریک مدار تشدید به منبعی با مقاومت منفی مناسب متصل شود نوسان خواهد کرد. که تفاوت آن با نوسان ساز هایی که قبلا گفتم این است که تنها به دو اتصال به بخش تعیین کننده فرکانس نیاز دارد.منظور از مقاومت منفی قطعه ای است که مشخصه انقالی آن(نمودار ولتاژ _جریان) حد اقل در یک محدوده ی کو چک شیب منفی داشته باشد یعنی با افزایش ولتاژ لا اقل در بعضی از ناحیه های ولتاژی جریان آن کاهش یابدویا با افزایش جریان ولتاژ آن کاهش یابد.این عنصر می تواند یک قطعه خواص یا یک مدار باشد که یکی با کلی فکر طراحی کرده. برای استفاده از یک مقاومت منفی در یک نوسان ساز از این نوع باید مقدار مقاومت منفی برابر مقدار مقاومت مثبت مدار تشدید متصل به آن باشد. چون اصولا چیزی که باعث میرایی دامنه نوسان می شود مقاومت مثبت است(ای عنصر مزاحم)و تمام این قصه ها که گفتیم خلا صه اش این بود که چه طور این میرایی را جبران کنیم حا لا یک عنصر مطلوب مثل مقا ومت منفی را داریم که اثر میرایی مقاومت مثبت را از بین می برد.  دیود تونل  یکی ازقطعات نیمه رسانا که مشخصه اش یک مقاومت منفی را نشان می دهد دیود تونل است . این قطعه یک دیود است که غلظت ناخالصی درآن بسیار زیاد وپیوند آن بسیارنازک است. شکست در دیود تونل در مقاذیر بایاس معکوس خیلی پایین اتفاق می افتد و در نتیجه ناحیه ی مقاومت معکوس زیاد وجود ندارد.شیب منفی در بایاس مستقیم کم معمولا بین0.1 تا 0.3 ولت ایجاد می شود.(از این جا به بعد چند خط حرف بیخود...)_این مشخصه جالب و عجیب ومفیدو..به دلیل نفوذ در سد پتانسیل در پیوند با الکترونهایی که انرژی کافی برای عبور از این سد ندارند به وجود می آید. این اثر معروف به اثر تونل در فیزیک کلاسیک غیر قابل توجیه است ولی با مکانیک کوانتومی قابل توضیح است . دیود های تونل را می توان باظرفیت خیلی کمی تولید کرد و نوسان ساز هایی که با آن کار می کنند در فرکانسهای چند مگا هرتزی قابل ساخت هستند برای به دست آوردن بیشترین مقدار خروجی (یا همان به قول دانشجویان متعال برق ماکزیمم سویینگ متقارن) باید نقطه کار در وسط ناحیه مقاومت منفی قرار داده شود واضح است که دامنه خروجی کمتر از یک ولت می باشد.  نوسان ساز پوش_ پول  مشخصه مقاومت منفی را می توان از یک مدار دو ترانزیستوری نیز به دست آورد. نمونه این مدار در شکل زیر نشان داده شده است که اساس آن از یک ملتی ویبراتور استابل تشکیل می شود.اگر ترکیب وجود نداشته باشد شکل موج مربعی خروجی در هر دو کلکتور تولید خواهد کرد و ترانزیستورهابه طور متناوب بین قطع و اشباع تغییر وضعیت خواهند داد. وجود مدار تنظیم شده این عملکرد را اصلاح می کند زیرا سلف در فرکانس های پایین مسیری با امپدانس کم میان کلکتور ها ایجاد می کند در حالی که خازنها این کار را در فرکانس های بالا انجام می دهند که هر دو عملکرد معمولی مولتی ویبراتور را تحت تاثیر قرار خواهد داد عملکرد مدار منطبق بر فرکانس تشدید مدار تنظیم شده است که در آن مدار تنظیم شده بیشترین امپدانس را دارد و در نتیجه خروجی مدار سینوسی است در این فرکانس مقاومت موثر میان کلکتورها تقریبا برابر است که قابلیت هدایت متقابل ترانزیستور هاو تضعیف مدار های تزویج میان ترانزیستور هاست . یکی از این مدار های تزویج است ولی با خازن ورودی موازی است و این امر می تواند در تضعیف مدار تاثیر بگذارد . برای ایجاد نوسان باید مقاومت دینامیکی مدار بیشتر از باشد.

تشخیص وجود یک جسم توسط رادار چگونه انجام می شود؟

رادار وسیله ای است که بطور رایج در همه جا استفاده می شود . اما اغلب فعالیت این وسیله از دید ما پنهان است . درکنترل ترافیک هوایی از رادار برای تعیین موقعیت هواپیماها هم از روی زمین و هم در آسمان و همچنین کمک به آنها برای پیمودن مسیر صحیح استفاده می شود. پلیس از رادار برای بدست آوردن سرعت اتومبیل ها استفاده می کند . ناسا از رادار برای ترسیم نقشه سطح کره زمین و دیگر سیارات ، همچنین برای تعیین موقعیت ماهواره ها و اجسام فضایی وهدایت سفاین خود استفاده می کند. و در صنایع نظامی نیز رادار کاربردهای وسیعی از جمله کشف نیروهای دشمن و یا هدایت موشک دارد. هواشناسان از رادار برای ردیابی و تعیین سرعت و موقعیت توفان ها ، تندبادها و توده های هوا بهره می جویند و حتی شما می توانید نوعی از رادار را در ساختار دربهایی که به طور خودکار بروی شما گشوده می شوند نیز بیابید. پس همانطور که به نظر می رسد رادار یک وسیله بسیار سودمند است. جایی از رادار استفاده می شود که غالبا یکی از اهداف زیر مد نظر است : • تشخیص وجود یک جسم در فواصل دور که معمولا اجسام در حال حرکت هستند . اما رادارها قادرند اجسام ثابت و حتی اجسامی که در زیر خاک یا آوار مدفون شده اند را نیز تشخیص دهند. حتی در بعضی موارد رادارها می توانند نوع جسمی را که کشف کرده اند مشخص کنند مثلا رادارهایی که در صنایع هوایی مورد استفاده قرار می گیرند می توانند نوع هواپیما را هم تشخیص دهند. • تشخیص سرعت حرکت یک جسم که این خاصیت رادارها دلیل استفاده پلیس از این وسیله است . • نقشه برداری از سطوح : برخی سفینه های فضایی و ماهواره ها مجهز به وسیله ای به اسم Synthetic Aperture Radar هستند که از آن برای تهیه نقشه های توپوگرافی از سطح سیاره ها و اجسام فضایی دیگر استفاده می کنند. هر سه مورد از کاربردهای بالا با بهره جویی از دو پدیده فیزیکی که در زندگی روزمره شما هم به طور متعدد اتفاق می افتد انجام می شوند : پدیده های صوتی اکو و داپلر ! مفهوم این دو پدیده صوتی برای شما براحتی قابل درک هستند زیرا گوشهای شما هر روز اصوات اکو و داپلر را می شنوند. رادار از این دو پدیده در غالب امواج صوتی استفاده می کند. ما در این مقاله سعی داریم که که از رازهای رادار پرده برداریم . ابتدا به توضیح پدیده های اکو و داپلر می پردازیم که شما با آن آشناتر هستید. اکو و داپلر         اکو پدیده ای است که شما حتما آن را تجربه کرده اید. اگر شما در داخل یک چاه یا یک دره فریاد بزنید برگشت صدای خود را پس از چند لحظه خواهید شنید و دلیل این پدیده اینست که برخی از امواج صوتی فریاد شما به سطحی ( مثلا بدنه چاه یا سطح آب در ته چاه و یا دیواره روبرویی شما در یک دره ) برخورد کرده و مجددا به سوی شما منعکس شده و به گوش شما می رسد و شما مجددا آنها را می شنوید. فاصله زمانی بین احظه ای که شما فریاد زده اید و لحظه ای که اکوی صدای خود را می شنوید بستگی به فاصله بین شما و سطح منعکس کننده امواج دارد. داپلر نیز یک پدیده رایج است . شما حتما بارها آن را تجربه کرده اید ( شاید بدون اینکه آن را درک کرده باشید). این پدیده هنگامی اتفاق می افتد که منبع صدا و یا منعکس کننده آن، یک جسم در حال حرکت باشد و این پدیده در نهایت منجر به تولید امواج سونیک می شود . حال به توضیح این پدیده می پردازیم . تصور کنید اتومبیلی که با سرعت 60 مایل در ساعت بسوی شما در حال حرکت است بوق خود را به صدا در میاورد . هنگامی که اتومبیل در حال نزدیک شدن است صدای بوق آن هم بطور یکنواخت با نزدیک شدن اتومبیل بلند تر می شود اما هنگاهی که اتومبیل از مقابل شما عبور کرد صدای بوق بطور ناگهانی کم می شود . در حالی که این صدای یک بوق است که آن بوق همیشه یه صوت را تولید می کند اما پدیده داپلر باعث می شود که شما صدا را این گونه بشنوید. چرا این اتفاق می افتد؟ سرعت صوت به شرط اینکه هوا ساکن باشد تقریبا در همه جا ثابت و حدود 600 مایل بر ساعت است. (سرعت دقیق آن بستگی به فشار و رطوبت هوا و دما دارد) . تصور کنید اتومبیل متوقف است و دقیقا یک مایل با شما فاصله دارد و به مدت یک دقیقه بطور مداوم بوق می زند. امواج صوتی منتشر شده توسط بوق با سرعت 600 مایل بر ساعت به سمت شما حرکت می کنند و شما صدای بوق را با 6 ثانیه تاخیر خواهید شنید. (زیرا 6 ثانیه طول می کشد تا امواج با سرعت 600 مایل برساعت مسافت یک مایلی بین بوق و شما را طی کنند)        حالا اجازه دهید تصور کنیم که اتومبیل با سرعت 60 مایل بر ساعت به سمت شما حرکت می کند . مبدا حرکت اتومبیل مسافت یک مایلی شماست و به مدت یک دقیقه تمام هم بطور مداوم بوق می زند. شما باز هم صدا را با 6 ثانیه تاخیر خواهید شنید اما اینبار به نظر شما اتومبیل فقط 54 ثانیه بوق می زند. این بدین خاطر است که اتومبیل پس از یک دقیقه دقیقا مقابل شما خواهد بود و صدا در این لحظه بلا فاصله و بدون هیچ تاخیری به شما می رسد. اتومبیل (از دیدگاه راننده آن ) یک دقیقه کامل بطور مداوم بوق زده است زیرا او نیز همراه با اتومبیل در حال حرکت بوده و صدا بدون تاخیر به گوش او رسیده است . اما در جایگاه شما امواج صوتی که در طول یک دقیقه تولید شده است در 54 ثانیه فشرده می شود. در واقع تعداد یکسانی از امواج صوتی در مقدار کمتری از زمان بسته بندی شده اند. بنابراین فرکانس آنها افزایش یافته و شما با صدایی بلندتر از صدای واقعی آن را خواهید شنید. اما هنگامی که اتومبیل از مقابل شما عبور کرد همه این وقایع بصورت برعکس تکرار می شوند و مقدار یکسان صوت در مدت زمان بیشتری انتشار می یابد در نتیجه فرکانس کاهش می یابد و شما صدای آهسته تری از حد واقعی را خواهید شنید. شما می توانید ترکیبی از اکو و داپلر را بصورت زیر تجربه کنید : یک صدای بلند را به سمت اتومبیلی که بسوی شما در حرکت است ارسال کنید. برخی از امواج این صوت به اتومبیل برخورد کرده و به سمت شما منعکس می شوند( اکو). اما چون اتومبیل به سوی شما در حال حرکت است امواج صوتی بازگشتی فشرده می شوند بنابراین امواج بازگشتی فرکانس بیشتری از صدایی که شما ارسال کرده اید را دارند. با انجام محاسباتی روی مقدارتفاوت فرکانس امواج ارسالی و بازگشتی ، می توان سرعت اتومبیل را محاسبه نمود.   رادار ها چگونه کار می کنند ؟‌ ۲ در قسمت قبل مشاهده کردیم که از پدیده اکو می توانیم برای تعیین فاصله یه شیء از یک محل مشخص استفاده کنیم همچنین مشاهده کردیم که با استفاده از ترکیب پدیده های اکو و داپلر می توانیم سرعت شیی را که به سمت ما می آید تعیین کنیم . بنابراین ما می توانیم یک رادار صوتی داشته باشیم و این دقیقا همان کاری است که سونار انجام می دهد. زیردریایی ها و کشتی ها همواره از سونار استفاده می کنند. دستگاه های سونار دقیقا طبق اصول انتشار صوت در هوا کار می کنند اما استفاده از امواج صوتی چندین مشکل دارد: • امواج صوتی برد کمی دارند و حداکثر پس از یک مایل نابود می شوند. • امواج صوتی را تقریبا همه می توانند بشوند و بنابراین یک رادار صوتی می تواند برای افرادی که در اطراف آن هستند مزاحمت زیادی ایجاد کند.( که البته می توان این مشکل را با استفاده از امواج فراصوتی بجای امواج قابل شنیدن تا حد زیادی مرتفع کرد) • امواج صوتی پس از اکو ضعیف می شوند و این، کشف و دریافت آنها را مشکل می کند. بنابراین در رادارها بجای استفاده از امواج صوتی از امواج رادیویی استفاده می شود. امواج رادیویی برد زیادی دارند ، توسط انسانها قابل حس نیستند و کشف و دریافت آنها حتی هنگامی که ضعیف هم شده اند براحتی امکان پذیر است. اجازه بدهید عملکرد یک رادار را که برای کشف هواپیماهای در حال پرواز طراحی شده است شرح دهیم . ابتدا مکانیزم ارسال در رادار فعال می شود و امواج رادیویی را با قدرت زیاد و فرکانس بالا را به طرف هواپیما ارسال می کند. مدت ارسال این امواج در حد یک میکروثانیه است. سپس مکانیزم ارسال در رادار غیر فعال شده و مکانیزم دریافت فعال می گردد و منتظر دریافت اکوی امواج ارسال شده می ماند. سیستم رادار مدت زمان بین ارسال امواج و دریافت اکوی آنها را به دقت اندازه گیری می کند. سرعت امواج رادیویی برابر با سرعت نور و در حدود 1000 فوت در هر یک میکروثانیه است . بنابراین اگر سیستم رادار از یک ساعت بسیار دقیق برخوردار باشد می تواند مسافت هواپیما با رادار را بسیار دقیق اندازه گیری کند و اگر مجهز به یک سیستم ویژه پردازشگر امواج نیز باشد می تواند امواج داپلر را به دقت بررسی کرده و سرعت هواپیما را به طور کاملا دقیق مشخص کند. در رادارهای زمینی امکان مداخله امواج بسیار بیشتر از رادارهای هوایی است .هنگامی که یک رادار پلیس پالسی را ارسال می کند امواج آن به هر شیئ که در مقابل آن باشد مانند: حفاظهای جاده ، پل ها ، ساختمان ها ، کوه ها و ... برخورد کرده و اکو می شوند. بهترین راه برای فیلتر کردن امواج بازگشتی این است که بتوانیم امواج داپلر را از میان سایر امواج تشخیص دهیم . رادارهای پلیس فقط امواج داپلر را مورد بررسی قرار می دهند و چون این امواج بطور دقیق روی یک اتومبیل خاص فکوس شده می توانند سرعت آن اتومبیل را بدست آورند. امروزه رادارهای پلیس از تکنولوژی لیزر برای بدست آوردن سرعت اتومبیل ها برخوردار گشته اند که این رادار های لیزری را لیدار می نامند. لیدار ها بجای امواج صوتی از نور استفاده می کنند.

قاتل بیصدا Silent Killer

بنابر نوشته ی مجله انجمن پزشکی آمریکا Journal of American Medical Association، مسمومیت ناشی از منواکسید کربن علت عمده مرگ های ناشی از مسمومیت های تصادفی در ایالات متحده است. گاز منواکسیدکربن به میزان خیلی کم در هوا وجود دارد. مونواکسد کربن یا CO گازی بی بو، بی رنگ و بدون طعم است. هر مولکول CO از ترکیب یک اتم کربن و یک اتم اکسیژن بوجود میآید. این گاز در نتیجه احتراق ناقص سوختهای فسیلی مانند چوب، نفت چراغ، گازولین، زغال چوب، پروپان، گاز طبیعی و نفت ایجاد میشود.  در محیط منزل، این گاز با سوخت ناقص هر وسیله شعله دار (نه الکتریکی) مانند اجاق گاز، منقل، لباس خشک کن، بخاری، آبگرمکن، اتومبیل و موتورسیکلت و... ایجاد میشود. در این بین وسایل با شعله رو باز نظیر بخاری و فر خوراک پزی و اتوموبیل و موتور سیکلت عمده ترین علت مسمویت ناشی از گاز مونواکسید کربن هستند. بخاری و آبگرمکن نیز از جمله منابع این گازند، ولی با کمک لوله ی مناسب میتوان گاز ناشی از احتراق را به خارج از منزل هدایت کرد. هنگامی که مونو اکسید کربن استنشاق میشود با عبور از شش ها وارد مولکولهای هموگلوبین سلولهای قرمز خون شده ، پیوند بسیار محکمی با اتمهای آهن خون ایجاد میکند. قدرت جذب بین CO و هموگلوبین 200 بار قویتر از هموگلوبین و اکسیژن است. گاز با محدود کردن رسیدن اکسیژن به هموگلوبین آنرا محصور و "کربوکسی هموگلوبین" را تشکیل میدهد. کربوکسی هموگلوبین از انتقال اکسیژن در خون جلوگیری و توانایی سلولهای قرمز خون را تغییر می دهد. در نتیجه بدن دچار کمبود اکسیژن و ضایعه بافتی و در نهایت مرگ میشود. مسمومیت با مقدار اندک این گاز علائمی شبیه سرماخوردگی دارد: تنگی نفس، سردرد، و دل آشوبی. مقدار بیشتر این گاز سبب سرگیجه، گم گشتگی ذهنی، سردرد شدید، تهوع و ضعف قوای جسمی میشود. افزایش بیشتر استنشاق گاز موجب بیهوشی، ضایعات مغزی دائمی، و نهایتاً مرگ میشود. نوزادان، کودکان، زنان آبستن، افراد با بیماریهای مزمن خونی و تنفسی و سالخوردگان آسیب پذیرترین افراد در برابر این گاز هستند. بر اساس استانداردهای ارائه شده توسط موسسه اجرایی سلامت و بهداشت HSE (Health and Safety Executive) میزان مجاز  CO در محیط باید کمتر از 50ppm باشد. مقدار 200ppm از این گاز ظرف 2 تا 3 ساعت باعث سردرد میشود. میزان 400ppm از گاز CO ظرف 1 تا 2 ساعت باعث سردرد در پیشانی و سپس گسترش آن در تمام نواحی سر در 3 ساعت میشود. مقدار 800ppm از این گاز طی 45 دقیقه باعث گیجی، تهوع و تشنج و بعد از 2 ساعت باعث بی حسی و بیهوشی میشود. اکنون در بسیاری از بخشهای منازل مجتمع های مسکونی دتکتورهای CO نصب شده اند تا میزان CO ی موجود در هوا را تعیین و در صورت رسیدن به مقدار تعیین شده – معمولاً 300 تا 350ppm – آلارم دهند. این آشکارسازها بکلی با دتکتورهای دود Smoke Detectors متفاوتند و نمی توان آنها را بجای یکدیگر بکاربرد. نوع تجاری دتکتور دود و CO نیز اکنون در یک بسته بندی در بازار عرضه میشود.  شکل یک - آشکارساز CO قیمت آشکار ساز CO در حدود 20 تا 50 دلار است و با برق و باطری کار می کند. بسته به اینکه باطری دستگاه قابل شارژ باشد و اینکه باطری بک آپ داشته باشد یا خیر، قیمت دستگاه تغییر می کند. این وسیله را با توجه به کاتالوگ سازنده هم میتوان نزدیک سقف و هم نزدیک به کف اتاق یا هر محل مناسب دیگری نصب کرد. حتماً توجه داشته باشید که این وسیله را باید خارج از اتاق خواب نصب کنید. در بعضی از ایالات آمریکای شمالی مثل ایلی نویز، ماساچوست، مینه سوتا، نیوجرسی و ورمونت و در کانادا در اونتاریو نصب این وسیله در منازل اجباری است.   در آشکارسازهای گاز CO از یکی از سه نوع سنسور بایومیمتیک Biomimetic الکتروشیمیایی Electrochemical و نیمه هادی Semiconductor استفاده می شود و تفاوت آنها در قیمت، دقت و زمان پاسخ سنسورهای بکار رفته می باشد. از آنجاییکه بطور معمول سطح گاز CO کم کم افزایش می یابد و فاصله زیادی بین میزان ایمن و غیر ایمن غلظت گاز وجود دارد، هر سه نوع این سنسورها دارای ویژگی تقریباً یکسانی بعنوان آشکارساز گاز CO هستند. سنسورهای گاز CO هر سه تا پنج سال یکبار باید تعویض و با سنسور نو جایگزین شوند. بعلاوه آشکارساز CO باید بطور معمول هر هفته – و یا حداکثر هر ماه – یکبار تست شوند (بدین منظور دکمه تستی روی دستگاه تعبیه شده است). سنسورهای CO از نوع بایومیمتیک این سنسورها بر مبنای تاثیر گاز CO بر هموگلوبین خون از الیاف مصنوعی و شفافی با خواصی نظیر آن ساخته شده اند. در حضور گاز CO این الیاف تیره میشوند و با خروج گاز مجدداً به حالت اولیه باز میگردند. در جعبه آشکارساز محتوی این سنسورها سپس از یک سنسور نوری معمولی یا لیزر سنسور میتوان جهت تشخیص وجود و میزان گاز استفاده نمود. آَشکار سازهای CO از نوع الکتروشیمیایی این دسته از سنسورهای گاز CO در بین سایر تکنولوژیها در زمره دقیقترین نوع سنسورهای گاز CO محسوب میشوند که دارای خروجی کاملاً خطی نسبت به غلظت گاز CO بوده و توان مصرفی بسیار ناچیزی دارند. بعلاوه طول عمر این سنسورها بیش از 5 سال است. مشکل عمده تنها در قیمت این سنسورهاست که با کمک تکنولوژیهای مدرن و به روز شده تا اندازه ای کمتر شده است.   شکل دو - نمونه سنسور الکتروشیمیایی CO و منحنی پاسخ خروجی این سنسورها بصورت یک باطری تر عمل می کنند که بجای تولید برق، جریانی را تولید می کند که متناسب با غلظت گاز هدف – در این جا گاز CO – است. این سنسورها شامل محفظه ای مرکب از 2 الکترود، سیمهای اتصال و الکترولیت – معمولاً اسید سولفوریک – هستند. گاز CO در یک الکترود اکسیده شده و بصورت CO2 در میآید و در همین حین اکسیژن در الکترود دوم مصرف میشود. در نتیجه جریان الکترونی بین دو الکترود از درون الکترولیت تولید می شود که متناسب – و کاملاً خطی – با غلظت گاز CO است. سنسور نیمه هادی گاز CO   این نوع سنسورها بیشتر بر اساس دی اکسید قلع و در حضور موادی برای دوپینگ و فیلتر کردن نظیر پالادیوم و نقره بر روی بستری از جنس سرامیک یا آلومینا ساخته میشوند. کوچکی ابعاد و قیمت بسیار پایین آنها در مقایسه با دو نوع سنسور قبلی از مزایای این نوع سنسورهاست. بعلاوه ساخت این سنسورها در قالب ماسفت های حساس به گاز باعث میشود تا بتوان تعداد بسیار زیادی از این سنسورها را روی یک بستر ایجاد و همزمان روی همان بستر مدار جانبی و سیگنال کاندیشنیگ را ساخت. اکنون بینی های الکترونیکی یا E-Nose ها بر مبنای تکنولوژی MGS (MOS-Gas Sensors) برای آشکارسازی انواع گازهای تاکسیک نظیر CO رو به گسترش اند.                         شکل سه- مدار مجتمع حسگر CO  سنسورهای نیمه هادی (اکسید فلز) گاز CO – Metal Oxide CO Gas Sensor   سنسورهای گاز نیمه هادی بر اساس پدیده تغییر سطحی کار می کنند. بدین معنی که گاز هدف با اتمهای لایه ی سطحی واکنش داده سبب تغییر سطح باند انرژی از نیمه هادی به هدایت یا عایقی می شود. یکی از انواع سنسورهای بسیار مهم در تشخیص گازهای خطرناک، سنسور گاز CO است.   در این دسته از سنسورها المان حسگر لایه ی نازکی از اکسید قلع است که روی الکترودهای سنسور را پوشانده است. در حالت عادی و در محیط خلا، الکترودها هیچ نوع ارتباطی با یکدیگر نداشته و سیستم کاملاً مدار باز است. در محیط آزاد، سطح اکسید قلع باعث جذب اکسیژن و مونو اکسید کربن می شود. اکسیژن باعث محدودیت جریان الکترونها و در نتیجه افزایش مقاومت بین دو الکترود میشود. از طرف دیگر مونو اکسید کربن باعث افزایش حرکت الکترونهای سطحی در اکسید قلع شده و هدایت الکتریکی را افزایش میدهد (کاهش مقاومت الکتریکی).   شکل 1- چگونگی اثر سطحی در سنسور گاز CO   برای داشتن حداکثر حساسیت معمولاً اکسید قلع را با کلرید پالادیوم PdCl2 و اکسید منگنز MgO به نسبت 99 به 1 ترکیب می کنند. سپس به نسبت 95 به 5 به ترکیب حاصل اکسید توریوم ThO2 می افزایند. اکنون با افزودن ترکیب هایدروفیلیک سلیکا Hydrophilic Silica با نسبت 2.5 به 97.5 به آن پودری را در اختیار دارید که می توانید با افزودن Binder از آن برای چاپ فیلم ضخیم استفاده کنید.   یکی از روشهای معمول برای ساختن Binder یا اصطلاحاً چسب در این نوع سنسورها استفاده از ترکیبات ارگانیک نظیر ترکیب بتا-ترپینوئل Beta-Terpeneol، بوتیل کاربیتول استیت Butyl Carbitol Acetate و اتیل سلولز است.   پس از چاپ فیلم روی الکترودهای مربوطه و انجام پروسه Thermal Treatment در دماهای متفاوت شما سنسوری را خواهید داشت که علاوه بر CO به گاز قابل اشتعال H2 نیز حساس است. دمای کار قطعه در بهترین حالت در رطوبت 45 درصد در حدود 250 درجه سانتیگراد است. با انتخاب کاتالیست مناسب نظیر ترکیبات نقره و پالادیوم می توانید با بالاتر بردن حساسیت دمای کار را تا حدود 150 درجه کاهش دهید.   شکل 2 - پاسخ سنسور به گاز CO و CH4

تلفن همراه

امروزه میلیون‌ها نفر در سراسر جهان از تلفن‌های سلولی (همراه) استفاده می‌کنند . در واقع تلفن‌‌های همراه نوع پیشرفته رادیو تلفن‌های دهه 1880 هستند که در آن زمان روی خودروها نصب و استفاده می‌شد . این سامانه دارای یک یا چند دکل آنتن مرکزی برای هر شهر بود وهر دکل می‌توانست تا 25 کانال ارتباطی را تا شعاع 40 الی 50 مایل پوشش دهد . اما به علت محدودیت  کانال‌های ارتباطی امکان مشترک شدن برای  همه وجود نداشت. تلفن همراه سامانه ای  سلولی است زیرا مناطق تحت پوشش آن به سلول‌های تقریباً 6 گوش تقسیم بندی می شود. بدین ترتیب کل فضای مورد نظر تحت پوشش سلول‌های مختلف قرار می‌گیرند . در مرکز هر سلول یک دکل آنتن به نام (BTS) نصب می‌شود و بر حسب ظرفیت هر سلول  تعداد مشترکان تغییرمی کند.معمولاً هر سلول آ‌نالوگ قادر است تا 56 کانال رادیویی را پشتیبانی کند به عبارت دیگر هر سلول می‌تواند همزمان مکالمه‌ی 56 نفر با تلفن همراه را در محدوده‌ی تحت پوشش خود اداره نماید . اما این ظرفیت در روش‌های ارتباطی دیجیتالی امروزه افزایش یافته است . برای مثال درسامانه ی دیجیتالی TDMA  می توان تا سه برابر ظرفیت آنالوگ یعنی تقریباً 168 کانال را پوشش داد.  تلفن همراه یک سامانه ی کم توان رادیویی است . اکثر تلفن های همراه دارای دو سطح توان خروجی 0.6 وات و 0.3 وات هستند. به همین ترتیب ایستگاه‌های مبنای هر سلول نیز با توان کم کار می‌کنند. عملکرد با توان کم دارای دو مزیت است: 1-تبادل سیگنال‌ در محدوده‌ی هر سلول بین ایستگاه و گوشی با آنتن همان سلول انجام می‌پذیرد و سیگنال‌ها از حیطه‌ی سلول فراتر نرفته بنابر این هر گوشی فقط با یک دکل آنتن ارتباط برقرار می‌سازد و از این جهت کانال‌های BTS‌های دیگر برای یک نفر اشغال نخواهد شد. 2- مصرف انرژی باتری گوشی تلفن بهینه و نسبتاً کم می‌شود. شبکه‌ی سلولی همچنان که گفته شد نیازمند نصب دکل‌های زیادی است. یعنی یک شهر بزرگ ممکن است دارای هزاران دکل جهت پوشش سرتاسری باشد و هزینه‌ی سنگینی را در بر دارد، ولی از جهتی که امکان استفاده از این سامانه برای تعداد زیادی از مردم را فراهم می‌آورد هزینه‌ی لازم به مرور جبران خواهد شد. جابجایی سلولی هر تلفن یک کد شناسه‌ی مختص خود دارد. این کد‌ها جهت شناسایی مالک تلفن و شرکت خدمات دهنده است. هنگامی‌که گوشی روشن می‌شود، منتظر دریافت سیگنال‌ از یک کانال کنترل می‌ماند. این کانال یک کانال ارتباطی مخصوص جهت ارتباط گوشی و نزدیک‌ترین ایستگاه BTS است. اگر تلفن به هر دلیلی نتواند چنین سیگنالی را دریافت و شناسایی نماید، پیغام خارج از محدوده « No Service» خواهد داد. در صورت دریافت این سیگنال گوشی آماده‌ی برقراری ارتباط می‌شود. کاربر چه در حال صحبت و چه در حال آماده باش حرکت و جابجایی داشته باشد، ممکن است از حیطه‌ی یک سلول خارج و وارد محدوده‌ی سلول دیگر شوید. سامانه‌های سلولی می توانند بدون قطع ارتباط تلفنی، آن را از سلولی به سلول دیگر هدایت نماید. سامانه ‌های آنالوگ اولیه در سال 1983 با عنوان (سامانه پیشرفته تلفن متحرک) Amps مجوز ایجاد خود را از کمیسیون فدرال ارتباطات آمریکا دریافت نموده و با بسامد 824 الی 894 مگاهرتز آغاز به کار کردند. این تلفن‌ها دارای 832 کانال به صورت جفت بودند، 790 کانال برای انتقال صوت و 42 کانال جهت تبادل داده، در واقع هر جفت بسامد (یکی جهت ارسال و دیگری جهت دریافت) در این سامانه ‌ها تشکیل یک کانال ارتباطی را می‌دادند که پهنای باند هر کانال نیز برابر 30 کیلوهرتز تعیین شده بود. نسل جدید تلفن‌‌های سلولی دیجیتالی مشابه نوع آنالوگ اما متفاوت از آن کار می‌کنند و قادر به ایجاد کانال‌های ارتباطی بیشتر و با کیفیت مطلوب‌تری هستند. این سامانه ‌ها اطلاعات مورد تبادل را به صورت 0 و 1 و فشرده شده ارسال و دریافت میکنند به این دلیل حجم سیگنال اشغالی در شبکه‌ی دیجیتالی توسط هر گوشی برابر 1/3 تا 1/10 سامانه آنالوگ است. فناوری دسترسی سلولی سه نوع روش معمول جهت انتقال اطلاعات توسط شبکه‌های تلفن سلولی عبارتنداز: - دسترسی چند‌گانه‌ی تقسیم بسامدی (FDMA): که هر تماس را برروی یک بسامد مجزا قرار می‌دهد. - دسترسی چندگانه‌ی تقسیم زمانی (TDMA): هر تماس را به بخشی از یک زمان روی یک بسامد واگذار می‌کند. - دسترسی چندگانه‌ی تقسیم کدی (CDMA): که به هر تماس یک کد منحصر اختصاص داده و به کل طیف پخش می‌کند. در قسمت اول هر یک از این سه روش عبارت «دسترسی چندگانه» را می‌بینیم، این بدین مفهوم است که هر سلول امکان برقراری ارتباط بیش از یک نفر را در یک زمان فراهم می‌آورد. 1- FDMA: در این روش کل طیف بسامد به چندین کانال تقسیم می‌شود، این روش اکثراً جهت سامانه‌های آنالوگ به کار می رود ولی قابلیت طراحی به صورت دیجیتال را نیز دارد، اما جهت سامانه ‌های دیجیتالی کارآیی موثر نخواهد داشت. 2- TDMA: از یک پهنای باند نازک 30khz کیلوهرتز و به طول 6.7 میلی‌ثانیه جهت تقسیم زمان به سه بخش استفاده می‌کند. هر مکالمه 1/3 حجم زمانی معمول را در این حالت اشغال نموده و موجب فشرده‌سازی و افزایش بهره‌وری می‌گردد و باعث افزایش تعداد کانال‌های هر سلول خواهد شد. این سامانه در باند‌های 900 و 1800 مگاهرتز در اروپا و آسیا و نیز 1900 مگاهرتز در آمریکا مورد استفاده قرار دارد. متأسفانه باند 1900 GSM)) که در آمریکا کاربرد دارد با سامانه ‌های جهانی  همساز نیست. 3- CDMA: یک تفاوت کلی با سامانه TDMA  دارد. در این روش بعد از تبدیل سیگنال‌ها به دیجیتال آن‌ها را بر روی کل پهنای باند موجود انتشار می‌دهند و همچنین به هر تماس و سیگنال‌ یک کد منحصر به فرد اختصاص می‌دهند. در این حالت گیرنده‌ نیز جهت بازیابی اطلاعات از کد مشابه مختص هر تلفن استفاده می‌نماید. بازده‌ی این سامانه 8 الی 10 برابر سامانه ‌های آنالوگ (AMPS) است و ظرفیت را به میزان چشم‌گیری افزایش خواهد داد. مختل کننده‌ی تلفن همراه :وسیله‌ای است که با ارسال سیگنال‌های همسان با بسامد کار تلفن و با ایجاد تناوب‌های نامنظم، با توانی بیشتر از یک تلفن سلولی، مانع ارتباط بین گوشی و BTS سلول خواهد شد و ایجاد ارتباط و مکالمه را غیر ممکن می‌سازد. این وسیله غالباً در مواردی که استفاده از تلفن همراه مخاطرات امنیتی در بردارد به کار می‌رود، مثلاً در مکان‌هایی مانند مراکز نظامی ، تالارهای همایش و جلسات مهم از نظر حفظ امنیت، این وسایل می‌توانند ثابت و یا قابل حمل باشند. تقویت کننده تلفن همراه این دستگاه وسیله‌ای است که قادر است سیگنال‌های بسامدی مربوط به تلفن همراه را که از طرف سلول (BTS) پخش می‌شود، حتی اگر بسیار ضعیف باشند، به‌ طوری‌که گوشی تلفن قادر به تشخیص و دریافت آن‌ها نباشد، دریافت نموده و پس از تقویت دوباره ارسال نماید، این وسایل تقریباً شبیه تکرار کننده‌ها‌ی رادیویی عمل می‌کنند. تقویت  کننده‌ها معمولاً در نقاطی که سیگنال‌ها بسیار ضعیف اند (نقاط کور) مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین می‌توان از آن‌ها جهت انتقال گستره‌ی سیگنال مثلاً انتقال سیگنال‌ تا چندین طبقه زیرزمین ساختمان که در حالت عادی امکان پذیر نیست و یا مسیر‌های مترو زیرزمین استفاده نمود.

کنترل قفل‌ها با موبایل و رایانه

یک شرکت آمریکایی در نمایشگاهی در دنور قفل‌هایی را به نمایش گذاشت که از طریق اینترنت و با استفاده از تلفن همراه و رایانه قابلیت باز و بسته شدن دارند و می توان آنها را کنترل کرد. این قفلها که نیروی خود را از یک باتری تامین می کنند به وسیله چهار کد دسترسی دیجیتالی کنترل شده و باز و بسته می شوند.در این صورت افرادی که فراموش کرده اند در منزل خود را قفل کنند می توانند با اتصال به یک ورودی شبکه و یا با استفاده از برنامه ای که به گوشی های همراه افراد اضافه می شود، کد رمز را وارد کرده و در را قفل کنند.ورودی های شبکه که از امنیت بالایی نسبت به کدهای رمز برخوردارند، به کاربران اجازه تغییر، فعال سازی یا غیر فعال سازی کد خود را خواهند داد. طبق گفته سازندگان، حتی سیگنال‌هایی که به سمت قفل‌ها فرستاده می شوند نیز رمز گذاری شده اند.قیمت بسته کامل این محصول که شامل قفل و یک پل ارتباطی بی سیم برای ارتباط قفل با شبکه است، 299 دلار اعلام شده است. در عین حال مبلغ ماهیانه 13 دلار نیز به عنوان حق عضویت در شبکه و برنامه ای که قابلیت کنترل قفلها را به کاربران خواهد داد، تعیین شده است.بر اساس گزارش MSNBC، این سیستم که به ادعای تولید کنندگانش در نوع خود اولین به حساب می آید در اواخر ماه اکتبر به مصرف کنندگان ارائه خواهد شد.

استفاده از باتری‌های سولفور ـ سدیم (NAS) با چگالی انرژی بالا برای ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی:

استفاده از باتری‌های سولفور ـ سدیم (NAS) با چگالی انرژی بالا برای ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی:هم‌اکنون کارشناسان در آزمایشگاه تحقیقاتی برق آمریکا (AEP) در ایالت اوهایو در حال آزمایش بر روی یک باتری جدید ساکن هستند که قابلیت انباشت مقدار زیادی انرژی الکتریکی جهت استفاده در زمان‌های اوج مصرف و کاربردهای کیفیت توان(Power Quality Applications) را داراست. این فن‌آوری می‌تواند کمبودهای تولید و محدودیتهای انتقال را که موجب خاموشی و سایر نارسایی‌های برقی می‌شود، تأمین کند.شرکت برق توکیو (TEPCO) و شرکت NGK ساخت باتری با چگالی بالای سولفور ـ سدیم (NAS) را طی دهه 1980 به نتیجه رساندند. به عنوان بخشی از این فعالیت بیش از 20 نمونه نمایشی از باتریهای مذکور از جمله دو واحد 6 مگاواتی در نیروگاههای (TEPCO)،‌در ژاپن نصب شده‌اند. هر یک از این واحدها می‌توانند تا 48 مگاوات‌ساعت انرژی ذخیره شده برای کاربردهای متوازن‌سازی بار روزانه فراهم کنند که نیاز به تولید برق لازم در ساعات اوج مصرف را کاهش می‌دهد.به عنوان بخشی از همکاریهای مشترک TEPCO و NGK برای معرفی فن آوری NAS در آمریکا، مرکز تحقیقات (AEP) یک باتری فشرده 5/12 کیلوواتی را در مرکز فن آوری دولان (Dolan Technology Center) آزمایش می‌کند . این آزمایش اولین کاربرد باتری ساکن در امریکا با استفاده از فن‌آوری باتری سولفور – سدیم خواهد بود.ذخیره‌سازی انبوه و اقتصادی انرژی همواره به عنوان حلقه مفقوده حداکثرسازی بازده سیستم قدرت تلقی شده است. به نظر مدیر شرکت دولان، فن آوری باتری‌های NAS می‌تواند این حلقه مفقوده باشد. هزینه و سازگاری سیستم از عوامل اصلی ارزیابی این سیستمها به شمار می‌روند. در واقع باتری ابزار جدیدی است که برای حل مشکلات تحویل انرژی در آینده به کار گرفته می‌شود.باید توجه داشت که ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی فکر جدیدی نیست و قبلاً نیز با استفاده از فن آوریهای دیگری چون چرخ طیار (Fly Wheels)، خازن‌ها، باتری‌های اسید و سرب، هوای فشرده و ذخیره‌سازی انرژی مغناطیسی فوق هادی(Super Conductivity Magnetic Energy Storage) انجام شده است.آنچه که فن‌آوری باتری NAS را متمایز می‌کند، چگالی انرژی زیاد، کارایی بالا و طول عمر زیاد آن است . به نحوی که چگالی انرژی باتری‌های NAS سه برابر باتری‌های اسید و سرب معمولی است.باتری می‌تواند در 8 ساعت شارژ شده و انرژی الکتریکی ذخیره شده را در همان مدت پس داده و در صورت ثابت نگه داشتن دما در حدود 600 درجه فارنهایت، بطور نامحدود ذخیره کند.باتری‌های سولفور ـ‌ سدیم نیاز به زیرساخت‌های لازم برای تولید، توزیع و انتقال جهت برآورده‌ساختن تقاضای انرژی در زمانهای اوج مصرف را کاهش می‌دهند. باتری‌های مذکور می‌توانند برای تحویل برق به مناطقی که قبلاً‌ به علت محدودیت‌های انتقال و توزیع دارای کمبودهایی بوده‌اند، بکار برده شده و نیز به عنوان منبعی آماده برای حفاظت در مقابل اختلالات برق عمل کنند.باتری NAS در ژاپن برای کاربردهای متوازن سازی بار (Load Leveling) و نیز به عنوان یک منبع توان اضطراری و یا به عنوان واسطه (Suffer) برای خروجی ناپایدار منابع انرژی طبیعی از قبیل باد و انرژی خورشیدی مورد آزمایش قرار گرفته‌اند.استفاده از باتری‌های NAS تثبیت تقاضای برق را که دارای نوسانات قابل ملاحظه‌ای بین ساعات روز و شب است ممکن می‌سازد که یکی از نتایج آن کاهش هزینه برق مشتریان خواهد بود.با شارژ کردن باتری در طول ساعات غیراوج مصرف و استفاده از برق ذخیره شده در مواقع اوج مصرف، تولید‌کننده انرژی خواهد توانست تولید خود را به نحوی کاراتر به انجام برساند. این فرآیند برای یک مشتری (مصرف‌کننده) هنگامی اقتصادی خواهد بود که بین هزینه برق در ساعات اوج و غیر اوج مصرف تفاوت زیادی وجود داشته باشد و یا باعث کاهش قله دیماند (تقاضا) شده و یاکنتورهای دوتعرفه‌ای نصب شده باشد.اگر نتایج آزمایشات بر باتری NAS موفقیت‌آمیز باشد، AEP بعداً در یکی دیگر از جایگاه‌های خود برای اصلاح قله بار (پیک‌سایی) و نیز کاربردهای اضطراری از این باتری استفاده خواهد کرد. در واقع هدف آن است که باتری‌های NAS بصورت تجاری طی 2 تا 3 سال آینده در آمریکا عرضه شوند.توزیع تولید با استفاده از میکروتوربین‌ها هزینه انتقال و توزیع برق سهم بالایی از هزینه تولید انرژی را در برمی‌گیرد. این میزان برای شبکه‌های رایج تا 500 دلار به ازای هر KW می‌رسد. در مسیر انتقال و توزیع الکتریسیته تا7% انرژی هدر می‌رود. بنابراین چنانچه توزیع تولید جایگزین انتقال و توزیع الکتریسیته گردد هزینه انرژی الکتریکی به مقدار قابل توجهی کاهش خواهد یافت. در صنعت برق آمریکا در دهه 1990 توزیع تولید گسترش بیشتری یافته به طوری که 20% نیروگاههای جدیدالتاسیس از نوع واحدهای کوچک می‌باشند. براساس اطلاعات موجود در حدود GW10 از نیروگاههای موجود در گستره –1MW10 می‌باشند که حدود 80% آن را نیروگاههای دیزلی (رفت و برگشت) تشکیل می‌دهند. قسمت اعظم واحدهای کوچک تولید برق توسط کارخانه کاترپیلار (Caterpillar) ساخته شده‌اند. جنرال الکتریک (GE)، زیمنس و ABB نیز در این زمینه با کاترپیلار رقابت دارند . موتورهای رفت و برگشتی از لحاظ اقتصادی بسیار مقرون به صرفه بوده و قطعات یدکی و سرویس آنها نیز به سادگی در سراسر دنیا دردسترس است ولی نکته منفی این ماشینها نگهداری و آلودگی ایجاد شده توسط آنهاست. گرچه تلاشهای زیادی در زمینه بهبود این دو مسأله برای ماشینهای رفت و برگشتی می‌شود ولی میکروتوربینها از لحاظ نگهداری و ایجاد آلودگی وضعیت بهتری در مقایسه با موتورهای دیزلی دارند.زمانی که میکروتوربین مدل 330 توسط کپستون ارایه شد موجب معرفی فن‌آوری جدید میکروتوربین شد. البته تاکنون یک تعریف دقیق برای میکروتوربین نشده است ولی معمولاً این لفظ برای توربینهای گازی با سرعت بالا در گستره قدرت KW300-15 بکار می‌رود. صنعت میکروتوربین در چند تکنولوژی توربینهای گازی کوچک، مولدهای کمکی و اتومربینهای توربو مطرح شد. هسته اصلی یک میکروتوربین قسمت توربین ـ کمپرسور است که با سرعت بسیار بالا دوران می‌کند (در مدل Capstone 330 سرعت دوران rpm96000 است) و در امتداد آن ژنراتور با سرعت بالا وجود دارد که دارای مغناطیس‌های دایمی است. یک پارامتر کلیدی جهت کاهش اصطکاک استفاده از یاتاقانهای هوایی یا به عبارتی یاتاقان‌های گازی است که ضمن کاهش اصطکاک عمر یاتاقان را نیز افزایش داده و امکان داشتن سرعت بالا را فراهم می‌کند.ژنراتور سرعت بالا برق با فرکانس بالا (در مدل Capstone 330, 1600HZ) تولید کرده و فرکانس برق تولیدی به روش الکترونیکی به مقدار مناسب کاهش می‌یابد.به طور کلی میکروتوربین دو مزیت عمده دارد یکی کاهش تزریق آلاینده‌ها به محیط و دیگر کاهش تعمیرات و مقایسه با مولدهای دیگر است. در جدول زیر مقادیر تولیدی THC, CO, Nox (هیدروکربورها) برای چند نمونه مقایسه شده است.میزان آلاینده‌های تولیدی در واحدهای مختلف (PPM)همانطور که ملاحظه می‌شود میزان ذرات اشاره شده در محصولات خروجی میکروتوربین کمترین است.در ارتباط با تعمیرات تجربه نشان داده که میکروتوربین‌ها نیاز به تعمیرات بسیارکمی دارند . به طور نمونه یک واحد میکروتوربین در Tulsa بعد از 20000 ساعت کار تنها نیاز به تعویض فیلترهای هوا داشته است . به علاوه میکروتوربین‌ها سبک و کوچک هستند و عملکرد آنها با لرزش کم و تولید صدای اندک همراه است.نکته دیگری که برای میکروتوربین‌ها وجود دارد چگونگی اتصال به شبکه سراسری برق است. این مسأله به کمک الکترونیک و میکروپروسسورها تا حد زیادی مرتفع شده و همچنان در حال پیشرفت است. البته به غیر از مسأله تکنیکی اشاره شده در صنعت برق آمریکا جهت اتصال به شبکه، شرایط حداقلی لازم است است که این نیز مسأله‌ای برای میکروتوربین‌ها وجود دارد ولی این شرایط در حال بهبود بوده و ارتباط میکروتوربین‌ها با شبکه آسان‌تر شده است.مسأله دیگری که در گسترش میکروتوربین‌ها مطرح است هزینه تمام شده است. این هزینه برای یک واحد تا 1100 دلار به ازای هر KW است گرچه این مبلغ کمتر از مقادیر مربوط به واحدهای توزیع قدرت مشابه مانند توربینهای بادی و پیل سوختی است ولی از این میزان 500 دلار مربوط به واحدهای دیزلی بیشتر است . چنانچه میکروتوربین‌ها به تعداد زیاد مورد استفاده قرار گیرند هزینه اشاره شده در بالا کاهش یافته و با هزینه مربوط به انواع دیزلی قابل رقابت بوده بخصوص که از لحاظ تعمیرات بسیار بهتر از واحدهای دیزلی هستند.ترکیب میکروتوربین‌ها با تجهیزات ذخیره انرژی (مانند باطری‌ها و چرخ لنگرها) موجب بهبود کیفی برق تولیدی و افزایش قابلیت سیستم خواهد شد. امکانات ایجاد شده توسط شبکه اینترنت و کامپیوترهای حساس موجب افزایش کارایی صنعت تولید برق شده است. البته تولید برق تنها مسأله میزان KWh نیست بلکه بیشتر مسأله کیفیت و قابلیت در مدار بودن برق تولیدی است. بیشتر قطعی برق در شبکه‌ها در قسمت توزیع است که بهترین راه حل این مسأله توزیع تولید است. با توجه به آلودگی کم میکروتوربین‌ها و بخصوص عدم استفاده از روغن‌ در یاتاقانها امکان استفاده از محصولات خروجی توربین در بعضی فرآیندهای صنعتی وجود دارد و می‌توان از این واحدها در سیستمهای تولید مشترک قدرت و حرارت بنحو مناسب استفاده کرد. در این صورت بازده کلی واحد تا 80-70% افزایش خواهد یافت. استفاده به عنوان شارژر باطری در بعضی از اتومبیل‌های جدید (با توجه به آلودگی کم)‌مورد توجه قرار گرفته که این مورد بطورعملی در نوعی اتوبوس در آمریکا استفاده شده و نتیجه مثبت داشته است.خصوصی‌سازی و رقابت در صنعت برق درایالتهای آمریکارقابت و خصوصی‌سازی صنابع برق در جهان به سرعت در حال رشد است. بطور کلی هدف از رقابت و خصوصی‌سازی صنعت برق،‌کاهش هزینه‌های مربوط به انرژی است. با توجه به اینکه در ایالات متحده آمریکا نیز تاکنون 24 ایالت و District of Columbia این سیاست را اتخاذ کرده‌اند، لذا همواره درباره رقابت صنایع برق و نحوه انتخاب شرکت تولیدکننده سؤالاتی مطرح است که در زیر به نمونه‌ای از آنها پرداخته شده است.منظور از رقابت الکتریکی چیست؟ رقابت الکتریکی ایده‌ای است که به مصرف‌کنندگان این امکان را می‌دهد که شرکت تأمین‌کننده انرژی الکتریکی خود را از میان شرکتهای برق رقیب انتخاب کنند. این انتخاب اصولاً‌ براساس قیمت انرژی و قیمت کیفیت سایر خدمات آن شرکتهاست.تفاوت بین سرویسهای الکتریکی رایج سنتی با سیستم رقابتی چیست؟ تحت سیستم رایج سنتی (غیررقابتی)، مصرف‌کنندگان امکان انتخاب تأمین‌کننده برق را نداشته و برق مصرفی آنها از شرکتهای برق منطقه‌ای (دولتی) تأمین می‌شود و آن شرکت برق مصرفی مشترکان را تولید،‌انتقال و به نواحی مصرفی توزیع می‌کند. در این طرح نرخ و تعرفه‌ها توسط قانونگذاران ایالتی و دولتی (Regulators) تعیین می‌شود. در حالی که در سیستم رقابتی علاوه بر اینکه مصرف‌کنندگان، شرکت تأمین‌کننده را تعیین می‌کنند،‌ نرخ‌ها و تعرفه‌های فروش، با اینکه اساساً از مقررات خاصی تبعیت می‌کند،‌ سرانجام توسط بازار تعیین می‌شود، این بدان معنا است که میزان نرخ تقاضا و عرضه انرژی، قیمت نهایی را مشخص می‌کند. نرخ هزینه‌های مربوط به خدمات شبکه‌های انتقال و توزیع همچنان تحت نظارت و قانونگذاران ایالتی باقی خواهد ماند.تاکنون چند ایالت این سیستم رقابتی را در پیش گرفته است؟ در آمریکا تاکنون 23 ایالت و Disrict of Columbia بازارهای الکتریکی رقابتی را پذیرفته‌اند.چگونه قیمتهای متفاوت انرژی در یک فضای رقابتی مطرح هستند؟ در سیستم رایج سنتی تمامی هزینه‌هایی که مشترک پرداخت می‌کند توسط نهادهای قانونگذار دولت فدرال و ایالتها تعیین می‌شود در حالی که در سیستم رقابتی هزینه‌های برق در بازار تعیین می‌شود. به عبارت بهتر مکانیزم عرضه و تقاضا آن را تعیین می‌کند. ولی همچنان هزینه‌های انتقال و توزیع تحت مقررات و تعرفه‌های تعیین شده توسط سازمانهای قانونگذار تعیین می‌شود.آیا هنوز مصرف‌کننده‌ای می‌تواند برق مصرفی خود را از شرکت برق منطقه‌ خود خریداری کند؟بیشتر ایالتها که این سیستم را اتخاذ کرده‌اند،‌مصرف‌کننده می‌تواند برق مصرفی خود را از شرکت برق منطقه خود و یا از شرکت خدماتی رقابتی که به آن ملحق شده است، خریداری کند.چه اتفاقی رخ خواهد داد اگر مصرف‌کننده‌ای نخواهد یک تولیدکننده رقابتی را انتخاب کند؟ در صورتی که مصرف‌کننده‌ای تمایل نداشته باشد به سیستم رقابتی بپیوندند، برق مصرفی او از همان شرکت قبلی تأمین می‌شود.اگر مصرف‌کنندگان به این سیستم بپیوندند چه حقوقی بدست خواهند آورد؟ در سیستم رقابتی، بیشتر ایالتها قوانین و استانداردهایی را اتخاذ می‌کنند که در آنها ایمنی، قابلیت اطمینان و سایر شرایط را تضمین می‌کند همچنین اطلاعات روشنی در مورد هزینه‌های مصرف انرژی، به مصرف‌کنندگان داده می‌شود و در واقع بین مصرف‌کننده و تولیدکننده قرارداد روشنی وجود دارد که به امضای آنها خواهد رسید.چه عاملی در این سیستم حفظ حقوق مصرف‌کنندگان را تضمین می‌کند؟ در این سیستم کمیسیون‌های دولتی ـ‌ایالتی مسؤول حفظ حقوق مصرف‌کنندگان هستند و در صورت هرگونه اختلافی بین تولیدکننده و مصرف‌کننده این کمیسیون‌ها موظف به حل و فصل آن می‌باشند.

راه اندازی موتورهای القایی سه فاز ( آسنکرون )

پرواضح است که جریان موتور در لحظه راه اندازی بمراتب بیشتر از جریان دربار اسمی است . باید دانست که موتورهای  القایی جون سخت هستند و تحمل جریان راه اندازی را می کنند ، اما معمولا موتورها را با ولتاژ اسمی راه اندازی نمی کنند زیرا این جریان زیاد ممکن است برای منبع تغذیه زیان آفرین باشد . همچنین این جریان زیاددر کابلهای تغذیه موتورها افت ولتاژ شدیدی بوجود می آورند .لذاولتاژ پایانه های استاتور افت پیداکرده و ممکن است گشتاور راه انداز مطلوبی حاصل نگردد و شاید موتور اصلا راه نیفتد. در زیر به چند روش جهت راه اندازی موتورهاو کاهش جریان راه اندازی اشاره می کنیم :   راه اندازی با ولتاژ کاهش یافته معمولاً در این روش بین موتور سه فاز و منبع تغذیه یک اتو ترانسفورماتور سه فاز قرار می دهند . در مرحله راه اندازی ولتاژ کمی به موتور اعمال می شود وقتی سرعت موتور افزایش یافت و به  حدود 25 درصد سرعت اسمی رسید کل ولتاژ اسمی به موتور اعمال خواهد شد . شمای چنین سیسمتی در شکل (5-16 )نشان داده شده است باید دانست در هنگام راه اندازی کنتاکتهای c,a بسته و کنتاکت b باز است پس از آنکه موتور زاه اندازی گشت کنتاکت b بسته و کنتاکتهای c,a  باز می شوند . راه اندازی به کمک کلید ستاره -مثلث یکی دیگر از روشهای موجود از استفاده از کلید Y-D  است . در این روش باید هر دو پایانه هر فاز سیم پیچ استاتور از ماشین خارج شده و در دسترس باشند در مرحله راه اندازی کلیدY-D در وضعیت Y متصل شده و از طریق کلید به شبکه وصل می شوند . وقتی موتور دورگرفت و سرعت آن به حوالی سرعت اسمی رسید کلید را در وضعیت   قرار می دهیم . در اینصورت سیم پیچ های استاتور درون کلید بصورت   بهم متصل شده و از طریق کلید از شبکه تغذیه می شوند . حال بعهده شما خوانندگان است که ثابت کنید در حالت ستاره جریان کشیده شده از شبکه مثلث موقعی است که موتور بصورت مثلث باشد و بهمین منظور در راه اندازی از اتصال Y استفاده می شود . راه اندازی به کمک مقاومت متغیر هدف از این روش انستکه در لحظه راه اندازی مقاومت رتور چندین برابر موقعی باشد که موتور در حالت عادی کار می کند . در موتورهای با رتور سیم بندی شده همانطور که قبلاً گفتیم رئوستا در هر فاز رتور قرار می دهیم با توجه به مطالب قبلی رد میابیم که : گشتاور راه انداز زیاد می شود و حتی می توان گشتاور ماکزیمم را له لحظه راه اندازی سوق داد .

خازن‌های حالت جامد(Solid Capacitor) و مادربردهایی با طول عمر بیشتر

خازن‌های حالت جامد(Solid Capacitor) و مادربردهایی با طول عمر بیشتر  اشاره : خازن‌ها یکی از عناصر اصلی در هر مدار الکترونیکی می‌باشند.این قطعات با تنوع بسیار زیاد در نوع، شکل و اندازه،دارای وظایف گوناگونی در قطعات الکترونیکی مختلف هستند. خازن‌های الکترولیت یکی از انواع مهم خازن‌ها است که از آن برای انجام وظایفی چون ذخیره موقت الکتریسیته ،فیلترینگ و... استفاده می‌شود. ساختمان این خازن‌ها بسیار ساده است.این خازن‌ها از دو ورقه آلومینیومی‌که به دور هم پیچیده شده‌اند و یک لایه عایق الکترولیت که میان آنها قرار گرفته ، تشکیل شده است.این خازن‌ها علاوه بر مزایای مهم ، دارای معایبی نیز هستند.خازن‌های الکترولیت معمولا نمی‌توانند شدت جریان بالایی را تحمل کنند. این خازن‌ها دارای مقاومت ظاهری بالایی هستند که همین امر سبب می‌شود هنگام استفاده از آنها در جریان‌های بالا حرارت زیادی تولید شود.حرارت بالا می‌تواند سبب بروز تغییرات در ماده الکترولیت شده و علاوه بر ایجاد تغییر در مشخصات الکتریکی خازن باعث نشت و یا باد کردگی خازن شود و ثبات عملکرد آن را از بین ببرد. بعلاوه مقاومت ظاهری این خازن‌ها هنگام کار در فرکانس‌های بالا افزایش یافته و همین امر باعث افزایش هرچه بیشتر تلفات توان و در نتیجه افزایش حرارت در آنها می‌گردد. به دلیل افزایش فرکانس و مصرف توان قطعاتی چون پردازنده‌ها، حافظه و کارت‌های توسعه، مشکلات ایجاد شده توسط خازن‌های الکترولیت در کامپیوتر‌ها روز به روز بیشتر می‌شوند. از همین رو طراحان و تولید کنندگان شروع به استفاده از خازن‌های حالت جامد (Solid Capacitor ) در قطعات مختلف کامپیوتر نموده‌اند. شکل 1: نمونه‌ای از خازن‌های الکترولیتخازن‌های حالت جامد در حقیقت نوع جدیدی از خازن‌های الکترولیت هستند که با ارایه تمهیداتی مشکلات موجود در خازن‌های الکترولیت معمولی را برطرف کرده‌اند. ساختمان این دو نوع خازن تا حد زیادی شبیه به هم است. مهمترین تفاوت میان خازن‌های حالت جامد و خازن‌های الکترولیت معمولی ، در ماده الکترولیت به کار رفته در آنها است.ورقه جدا کننده در خازن‌های معمولی از یک صفحه کاغذی که به ماده الکترولیت آغشته شده است تشکیل شده در حالی که در خازن‌های حالت جامد ورقه جدا کننده از ترکیب ماده الکترولیت  با یک پلیمر رسانا تشکیل می‌شود. خازن‌های حالت جامد تقریبا تمامی ‌مشکلات موجود در خازن‌های الکترولیتی معمولی را برطرف کرده‌اند. این خازن‌ها دارای مقاومت ظاهری کمی‌ در فرکانس‌های بالا بوده و به همین دلیل حرارت کمتری را تولید می‌کنند.ظرفیت خازن‌های حالت جامد با تغییر درجه حرارت تغییر نمی‌کند به همین دلیل می‌توان از آنها در محدوده حرارتی وسیع‌تری استفاده نمود.این خازن‌ها توانایی کار در جریان‌های بالا را داشته و دارای طول عمر بیشتری نیز می‌باشند. طول عمر متوسط این خازن‌ها بین 60 تا 300 درصد بیش از خازن‌های الکترولیت معمولی است. در این نوع خازن‌ها، مشکلاتی چون بروز نشتی و یا باد کردگی به طور کلی از میان رفته است.خازن‌های حالت جامد دارای ایمنی بالایی می‌باشند و هنگام استفاده از آن‌ها ثبات سیستم به نحو چشمگیری افزایش می‌یابد. علاوه بر این، این خازن‌ها فاقد مواد آلاینده بوده و زیانی را به محیط زیست وارد نمی‌آورند.به علت توانایی کار در فرکانس‌های بالا، این خازن‌ها برای استفاده در منابع تغذیه سوییچینگ، مانند مدارهای تغذیه پردازنده بر روی مادربردها، ایده آل هستند.مشخصات منحصر به فرد و طول عمر بالای خازن‌های حالت جامد آنها را برای استفاده در سیستم‌هایی که به طور پیوسته و در مدت زمان طولانی مورد استفاده قرار می‌گیرند مناسب می‌سازد. شکل 2 : نمونه‌ای از خازن‌های Solid Capacitorبه خاطر مزایای غیر قابل انکار خازن‌های حالت جامد، سازندگان قطعات مختلف الکترونیکی و کامپیوتری، شروع به استفاده گسترده از آنها در محصولات خود نموده‌اند.در این میان شرکت GIGABYE به عنوان یکی از بزرگترین تولید کنندگان مادربرد و دیگر سخت افزارهای کامپیوتری در جهان اقدام به ارایه مادربردهایی نموده است که به طور کامل از خازن‌های حالت جامد استفاده می‌نمایند. در حال حاضر سری مادربردهای DS و DQ این شرکت که بر پایه چیپ ست‌های سری P965 و G965 تولید می‌شوند تماما از این خازن‌ها استفاده می‌کنند.این مادربردها برای کار به صورت مداوم و برای مدت طولانی ایده‌آل هستند.کافی نت‌ها، گیم نت‌ها و مکان‌هایی که مدت زمان زیادی از کامپیوترهای خود به صورت مداوم استفاده می‌کنند می‌توانند از مزایای این مادربرد‌ها بهره ببرند.علاوه بر این به خاطر توانایی این خازن‌ها برای کار در فرکانس‌های بالا، مادربرد‌هایی که از این خازن‌ها استفاده می‌کنند دارای توانایی‌های بالایی در زمینه Overclocking هستند که همین مساله آنها را برای مشتاقان بازی‌ها و کاربرانی که می‌خواهند از حداکثر توانایی‌های سیستم خود استفاده کننده مناسب می‌سازد.

آشنایی با دستگاه تست کابل شبکه

آشنایی با دستگاه تست کابل شبکه   اشاره : همانگونه که می دانید یکی از مهمترین و پیچیده ترین شاخه های دانش کامپیوتر ، بخش شبکه های کامپیوتری می باشد. در این بخش دستگاه های بسیار گوناگونی به کار میرود. یکی از اصلی ترین آنها انواع آزمون کننده های شبکه یا Network testers میباشند. با توجه به پیچیدگی و گستردگی کار در شبکه ها عیب یابی ، کارشناسی و بررسی آنها مستلزم صرف هزینه و وقت زیادی است. البته باید گفت در برخی موارد که شبکه دارای پیچیدگی باشد یافتن و رفع ایراد بدون مجهز بودن به دستگاه های تستر ، ناممکن می باشد. بویژه اگر به طراح و مجری شبکه نیز دسترسی نباشد. برای نمونه فرض کنید در ساختمانی 4 طبقه در هر طبقه 24 گره یا Node شبکه وجود داشته باشد. کابل ها درون کانال های ویژه دیوارها کار کذاری شده اند و حدود 2500 متر کابل مصرف شده است. پس از اتصال رایانه ها به شبکه برخی از آنها به شبکه داخل Login نمی شوند. حتی تصور آن که باید چنین شبکه ای را ( که تازه دارای مقیاسی خیلی بزرگی هم نمی باشد. ) بدون تستر مورد بررسی قرار داد و پس از عیب یابی به رفع آن اقدام نمود سر را گیج می کند!! اینجاست که اهمیت فوق العاده دستگاه های عیب یاب و تستر شبکه ارزشمندی کار آنان نمایان می گردد. در این نوشتار بر آن هستیم یکی از نوین ترین و بهترین اینگونه دستگاه ها به نام LAN Smart را حضورتان معرفی نماییم. دستگاه مزبور یک تستر دستی کابل چند کاره دیجیتالی با فناوری بسیار پیشرفته می باشد. این وسیله بسیار سودمند علاوه بر عیب یابی ساده اتصالات سیم ها در شبکه نظیر اتصال باز یا کوتاه ( Short / Open ) ، زوج سیم های از هم جدا شده یا اشتباه بسته شده و غیره را می تواند بصورت بلادرنگ ( real time ) و با استفاده از فن آوری Time Domain Reflectometers - TDR ( بازتاب سنج دامنه زمان ) طول یک کابل را نیز محاسبه کرده و ارائه دهد. نتایج ارائه شده توسط این وسیله بصورت پایه به پایه ( pin to pin format ) می باشد. اگر هرگونه ایراد اتصال Short یا  Openدرکابل باشد ، LAN Smart آن را پیدا کرده ، مکان یابی نموده و نتیجه را نشان خواهد داد. این وسیله همچنین قادر به ارسال علائم و سیگنال های صوتی است تا بوسیله آن بتوان کابل های نظیر و مشابه را پیدا نمود. کاربران نیز می توانند با ارسال علائم خودکار ( auto negation signals ) پورت های ( Ports ) نظیر در هاب hub یا سوئیچ را پیدا کنند. به بیان دیگر این وسیله در برگیرنده یک مولد صدا و یک پورت یاب خودکار است که نتایج کار خود را در یک نمایشگر LCD و بصورت پایه به پایه نمایش می دهد. فنوری پیشرفته این وسیله موجب دقت بسیار زیادی در برآورد طول کابل ها و مکان یابی اشکالات حتی در انتهای کابل می گردد. این دستگاه بسیار مناسب و اقتصادی است. کارکرد با آن بسیار ساده می باشد. کارایی ها گوناگون و پیشرفته آن ، دستگاه مزبور را تبدیل به تستری مناسب برای کارشناسان و نصابان حرفه ای شبکه کرده است.   برخی ویژگی های بر جسته آن بصورت فهرست وار عبارتند از:  دارای فن آوری TDR یا همان بازتاب سنج دامنه زمان می باشد. بوسیله این فناوری می توان با اتصال دستگاه تنها به یک سر کابل ، طول آن را اندازه گرفت. اتصال های کوتاه ، باز ، زوج سیم های اشتباه و وارونه بسته شده یا جدا شده از هم و نیز وضعیت پوسته و شیلد Shield کابل را بررسی می کند. با فنا وری پورت یاب PORT Finder می تواند سوکت های متناظر را بر روی هاب یا سوئیچ مکان یابی نماید. طول کابل های  STP و UTP را اندازه گیری می کند. دارای قابلیت تنظیم سرعت پخش سنجش و کالیبراسیون ( Velocity of Propagation Adjustable Calibrate )برای کابل های غیر استاندارد می باشد تا بوسیله آن دقت اندازه گیری افزایش پیدا کند. واحد اندازه گیری آن متر و فوت می باشد. مولد صدای آن بر روی کلیه پایه های اتصال و نیز تک تک آنها عمل می کند. نتایج آزمون بصورت یک نقشه بر روی تک تک پایه های سیم نشان داده میشود. سازگار با کلیه سیم های زوج به هم تابیده از نوع CAT3 , 4 , 5 , 6 میباشد. طول کابل های توده ای و انباشته را نیز اندازه گیری می کند.

مرجع دستورات بیسیک avr (قسمت1)

میکرو ها چه جوری به وجود اومدند!  خب ببینید در ابتدا تراشه های اولیه به صورت ROMبودند که مخفف Read Only Memoryاست یعنی تو کارخونه یه سری اطلاعات روی اونا می ریختن و اونا فقط با استفاده از اون اطلاعات پردازش می کردند یعنی سطح پردازش محدودی داشتند.اطلاعات روی اونا هم قابل پاک شدن یا تعویض نبود و فقط خواندنی بودند. یعنی مثلا طوری برنامه ریزی شده بودند که  اگه یک پایه ی اونا 1 شد پایه ی دیگر 0 شود ولی مثلا اگه می خواستین این عمل برعکس اجرا شود باید از یه رله استفاده می کردین . به تدریج ملت اومدن دیدن این حافظه های ROM خیلی ضایعه ! لذا اومدن حافظه های ERom رو ساختند یعنی Eraseable ROM حافظه های که قابل برنامه ریزی بودند و می توانستید به تعداد محدودی برنامه روی آنها بنویسید ولی اینکار به وسیله ی اشعه ی فرابنفش انجام می شد به طوریکه به هنگام نوشتن یه تعداد سلول داخل تراشه را می سوزاند و به هنگام پاک کردن اونا رو باز آوری می کرد. یواش یواش ملت دیدن که به دلیل سرطان زا بودن فرابنفش و خاصیت پرتوزایی تراشه بعد از هر بار نوشتن یا پاک کردن دهنشون داره آسفالت می شه ! لذا حافظه های EEROMرو اختراع کردند که مخفف Electricaly Erasaeble ROM یعنی حافظه با قابلیت برنامه ریزی الکترونیکی که میکرو کنترلر ها جزء این دسته می باشند . البته حافظه های مدرن تری به نام Flashهم اختراع شد که الان برای ذخیره و حمل اطلاعات ازشون استفاده می کنیم ولی یه نوع EEROM هستند. معرفی میکرو  برای شروع یک برنامه در این محیط در ابتدا باید میکرو مورد نظر خود را معرفی کنید که این کار با دستور زیر انجام می شود. regfile=var$ var نام میکرو مورد نظر است که می تواند یکی از موارد زیر باشد: مدل avr یا مدل atmega یا مدل atiny مثال:   معرفی کریستال برای مشخص کردن فرکانس کریستال مورد استفاده از دستو زیر استفاده می کنیم. crystal=x$ x فرکانس کریستال بر حسب هرتز است. crystal=8000000$ اسمبلی(اختیاری) برای نوشتن به زبان اسمبلی در میان بیسیک می توان از این دستور استفاده کرد. ASM$ assembly programme ENDASM$ با این دستور می توان در بین برنامه بیسیک به نوشتن برنامه اسمبلی پرداخت و پس از اتمام برنامه با دستور endasm$ برنامه اسمبلی تمام شده و به نوشتن به زبان بیسیک پرداخت. یادداشت(اختیاری) گاهی نیاز دارید در برنامه خود یادداشت هایی را اضافه کنید در اینصورت از( ' ) یا Rem در برنامه خود استفاده می کنید به این صورت که ابتدا این علامت ( ' )را گذاشته سپس توضیح خود را بعد از آن ذکر می کنیم. توضیحات بعد از این علامت در برنامه بی اثر بوده و کامپایل نمی شوند و به رنگ سبز در می آیند.مثال: config lcd=2*16 ' we use lcd with 16 and 2 chracter شاید برای شما این سوال پیش بیاید که کلمه (کامپایل) که در بالا به آن اشاره شد چیست؟ تمامی میکروکنترلر ها و عموماً کامپیوتر ها از سیستم مبنای دو اعداد یا همان باینری استفاده می کنند که این ماشین ها به جز 0 و 1 چیز دیگری نمی فهمند بنابراین در هر محیط برنامه نویسی بعد از نوشتن برنامه باید آن را به زبان ماشین یا همان 0 و 1 تبدیل کرد که به این عملیات کامپایل کردن می گویند. پایان برنامه END این دستور در انتهای تمامی برنامه های شما قرار می گیرد که با این دستوربرنامه به پایان رسیده و خاتمه می یابد. تعریف متغیر با این دستور می توان متغیر های به کار برده شده در برنامه را تعریف کرد. DIM var AS [xram/sram/eram] data type[at location]0 به عنوان توضیح باید بگم که در کل در دستورات هر عبارتی که داخل آکولاد [] باشد اختیاری است و لزومی به نوشتن آن نیست. var نام متغیر به کار برده شده در برنامه است.گزینه اختیاری xram را برای استفده از حافظه جانبی استفاده کنید و استفاده از گزینه اختیاری sram متغیر را در حافظه sram قرار می دهد و استفاده از گزینه اختیاری eram متغیر مورد نظر را در EEPROM داخلی جای می دهد. data type نوع متغیر است که می تواند طبق جدول زیر bit,byte,integer,long,word,string, یا single باشد. در صورتی که متغیر خود را از نوع داده string تعریف کردید باید بیشترین طول آن را نیز ذکر کنید. value range stores as data type 0 1OR A BIT BIT 0TO 255 UNSIGNED 8-BITS BYTE 32767TO32767- SIGNED 16-BITS INTEGER 0TO 65535 UNSIGNED 16-BIT WORD 2147483648TO 214783647 - SIGNED 32-BITS LONG   SIGNED 32-BITS SINGLE - 0-254 BYTES STRING متغیر STRING به طول 15 کاراکتر DIM F AS STRING*15 گزینه اختیاری AT LOCATION به منظورذخیره کردن متغیر در آدرس دلخواه حافظه به کار می رود. مثال: DIM B1 AS BYTE AT 120 دستور ALIAS از این دستور برای تغییر اسم متغیر استفاده می شود.مثال: Ld ALIAS PORTA.4 SET Ld '=SET PORTA.4 دستور INCR این دستور یک واحد به متغیر VAR می افزاید. INCR VAR مثال: A=0 INCR A:PRINT A 'A=1 www.Cmos.irدستور DECR این دستور از متغیر VAR یک واحد می کاهد. DECR VAR مثال: DIM D AS BYTE D=6 DECR D: PRINT D 'D=5 دستور LCASE این دستور تمام حروف رشته تعیین شده را تبدیل به حروف کوچک می کند. (Target=Lcase(source که source رشته مورد نظر است که به حروف کوچک تبدیل و در رشته Target قرار می گیرد.مثال: Dim P As String * 12 , H As String * 12"P = "FARZAN SHOJAEE(H = Lcase(p "Lcd H                                                       'lcd"farzan shojaeeEnd دستور UCASE این دستور تمام حروف رشته تعیین شده را تبدیل به حروف بزرگ می کند. (Target=Ucase(source که source رشته مورد نظر است که به حروف بزرگ تبدیل و در رشته Target قرار می گیرد.مثال: Dim P As String * 12 , H As String * 12"P = "in the name of god(H = Ucase(p "Lcd H                                                       'lcd"IN THE NAME OF GODEnd دستور LEN این دستور تعداد کارکترهای یک رشته را حساب کرده و در متغیر VAR قرار می دهد که تعداد کارکترهای آن همان طول رشته است. (var=LEN(string طول رشته string در متغیر var قرار می گیرد.رشته string می تواند حداکثر 255 بایت طول داشته باشد به این نکته نیز باید توجه داشت که فضای خالی خود یک کاراکتر محسوب می شود.مثال: Dim A As String * 12 , B As Byte"A = "god (B = Len(aLcd B                                                       'lcd 3  "A = "lo v e   (B = Len(aLcd B                                                       'lcd 6End همانطور که دیدید کلمه love چهار کاراکتر طول دارد که با دو فاصله بین حروف آن 6 کاراکتر می شود. دستور swap این دستور محتوای دو متغیر var1 و var2 را با هم عوض می کند.یعنی محتوای متغیر var1 را در متغیر var2 ومحتوای متغیر var2 را در متغیر var1 می ریزد. نکته: دو متغیر باید از یک نوع داده تغریف شوند.مثال: Dim A As Byte , B As ByteA = 20 : B = 35 Swap A , BLcd A                                                       'lcd 35Lcd B                                                       'lcd 20End دستور space از این دستور برای ایجاد فضای خالی استفاده می شود که x تعداد فضای خالی است که به عنوان رشته در متغیر var قرار می گیرد. (var=space(x مثال: Dim A As String * 10A = Space(4)Lcd "{" ; S ; "}"                                           '{    }4 spaceEnd دستور LTRIM این دستور فضای خالی یک رشته را از سمت چپ حذف می کند که STRING رشته ای است که فضای خالی آن برداشته می شود و رشته بدون فضای خالی در متغیر VAR قرار می گیرد.مثال: Dim A As String * 10 , B As String * 10"A = "     AB(B = Ltrim(a"Lcd B                                                       'LCD"ABEnd دو نوع LCD وجود دارد: LCD های کاراکتر و اعداد(متن) و LCD های گرافیکی. LCD 2x16 به طور مثال یک LCD متنی است و دارای دوسطر است که هر سطر دارای 16 مکان برای نمایش کاراکتر می باشد.www.Cmos.ir LCD2x16دارای 16 پایه می باشد. توضیحات سمبول شماره پایه زمین منبع تغذیه ولتاژ+5 ولت منبع تغذیه ولتاژ کنترل کنتراست VSS VDD V0 1 2 3 اگر RS=0 باشد ثبات دستور انتخاب می شود و اگر RS=1 باشد ثبات داده انتخاب می شود. RS 4 R/W=0 برای نوشتن در LCD R/W=1 برای خواندن از LCD R/W 5 فعال ساز E 6 بیت های 0 تا 7 دیتا D0 – D7 14-7 آنود لامپ LED پشت LCD کاتود لامپ LED پشت LCD - - 15 16