آشنایی با مدارات فرمان

بهره برداری مطمئن و بی وقفه از تاسیسات الکتریکی و مراکز تولید نیرو و تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز تجهیزات برقی کارخانه جات صنعتی و مراکز اقتصادی تا حدود زیادی به خصوصیات و ویژگی ها و طرز عمل کلیدها و وسایل کنترل مدارها بستگی دارد.
آموزش تعمیر بردهای الکترونیکی
در مدارهای الکتریکی وسایل مختلفی به کار می رود که از مهمترین آنها کنتاکتور یا کلید مغناطیسی است . استفاده از این کنتاکتور در مدارهای کنترل تنوع طراحی های مختلف را به وجود می آورد.
برای طراحی مدارهای کنترل و کار با آنها باید وسایل تشکیل دهنده آن را به طور کامل شناخت و به اصول ساختمان و مورد استفاده این وسایل آشنا شد.
وسایلی که در مدارهای فرمان به کار می روند به این قرار است:
1_کنتاکتور(کلید مغناطیسی)
2_شستی استاپ استارت
3_رله الکتریکی
4_رله مغناطیسی
5_لامپ های سیگنال
6-فیوزها
7_لیمیت سویچ
8_کلیدهای تابع فشار
9_کلیدهای شناور
10_چشم های الکتریکی(سنسورها)
11_تایمر و انواع آن
12_ترموستات
13_کلیدهای تابع دور
در مورد کنتاکتور می توان گفت که یک کلید مغناطیس است که وقتی ولتاژ مورد نظر به آن اعمال می شود یک سری کنتاکت (یا کلید) باز را بسته و یک سری کنتاکت بسته را باز می کند. که با استفاده از این خاصیت مدارهای مختلفی می توان مدارهای زیادی را طراحی کرد.
ساختمان کنتاکتور:
این کلید از دو هسته به شکل E یا U که یکی ثابت و دیگری متحرک است و در میان هسته ثابت یک بوبین یا سیم پیچ قرار دارد، تشکیل شده است. وقتی بوبین به برق وصل می شود با استفاده از خاصیت مغناطیسی ،نیروی کششی فنر را خنثی می کند و هسته فوقانی را به هسته تحتانی متصل کرده باعث می شود که تعدادی کنتاکت عایق شده از یکدیگر به ترمینال های ورودی و خروجی  کلید متصل شود و یا باعث باز شدن کنتاکت های بسته کنتاکتور بسته کنتاکتور گردد.
در صورتی که مدار تغذیه بوبین  کنتاکتور قطع شود ، در اثر نیروی فنری که داخل کلید قرار دارد هسته متحرک دوباره به حالت اول باز می گردد.
مزایای استفاده از کنتاکتور:
 کنتاکتورها نسبت به کلیدهای دستی صنعتی مزایایی به شرح زیر دارند:
1_مصرف کننده می تواند از راه دور کنترل می شود.
2_مصرف کننده می تواند از چند محل کنترل شود.
3_امکان طراحی مدار فرمان اتوماتیک برای مراحل مختلف کار مصرف کننده وجود دارد.
4_سرعت قطع و وصل کلید زیاد و استهلاک آن کم است.
5_از نظر حفاظتی مطمئن ترند و حفاظت مطمئن تر و کامل تری دارند.
6_عمر موثرشان بیشتر است.
7_هنگام قطع برق،مدار مصرف کننده نیز قطع می شود و به استارت مجدد پیدا میکند؛در نتیجه از خطرات وصل ناگهانی دستگاه جلو گیری می کند.

مدار تغذیه دوبل

در این مقاله با یک مدار تغذیه دوبل 5 ولت آشنا می شوید از این مدار جهت تغذیه آی سی های آپ امپی و آی سی های که دارای تغذیه دوبل هستند می توانید استفاده کنید حتی می توانید با استفاده از رگولاتور های مختلف ولتاژهای دوبل مختلفی از 5 تا 24 ولت مثبت و منفی را در خروجی این مدار داشته باشید.
یکی از موارد استفاده این مدار زمانی است که ورودی یک آپ امپ دارای شکل موج ورودی AC باشد در این حالت شما می بایست برای آپ امپ دو تغذیه مثبت و منفی را در نظر بگیرید تا به طور مثال اگر ورودی آپ امپ یک شکل موج سینوسی باشد.(همانطور که می دانید شکل موج سینوسی یک شکل موج AC است.)
در این حالت اگر آپ امپ شما مشتق گیر باشد.، مشتق شکل موج سینوسی را که شکل موجی کسینوسی است در خروجی ایجاد می کند و شما می توانید این شکل موج ها را براحتی در اسیلسکوپ مشاهده کنید اما این کار در صورتی میسر است که شما برای آپ امپ از تغذیه دوبل استفاده کنید.
 آموزش تعمیر بردهای الکترونیکی
قطعات مورد نیاز
1. ترانس دوبل 220 ولت به 9 ولت
2. دیود پل 1 آمپر
3. 1 عدد رگولاتور LM7805
4. 1 عدد رگولاتورL7905
5. 2 عدد خازن 470 میکروفاراد 16 ولت
6. 2 عدد خازن 220 میکروفاراد 16 ولت
ولتاژهای مثبت و منفی 9 ولت را در سرهای 5 و 8 خواهیم داشت پایه 6 نیز به زمین متصل می شود این شماره گذاری ها صرفا جهت آموزش است و در روی ترانس دوبلی که تهیه می کنید این شماره گذاری وجود ندارد در این نوع ترانس یک طرف دو سیم و طرف دیگر سه سیم دارد.
محل ورود ولتاژ های ورودی 220 ولت و خروجی های 9 ولت بر روی ترانسی که تهیه می کنید کاملا مشخص است.
پایه 6 سر مشترک ترانس است که به زمین وصل می شود زمین در واقع نقطه ای در مدار است که دارای ولتاژ یا اختلاف پتانسیل صفر است.
دیود پل در بازار دارای اشکال مختلف دایره ای شکل و مکعبی می باشد بر روی این قطعه الکترونیکی علامت مثبت(+) و منفی(-) به همرا دو علامت مدی شکل(~) وجود دارد ولتاژ های مثبت و منفی 9 ولت را به صورت مجزا به پایه های مربوط به این علامات مدی شکل متصل کنید.
حال پایه مربوط به علامت مثبت را با یک خازن 470 میکروفاراد به زمین متصل نمایید خازن 470 میکروفاراد،خازن الکترولیت است بنابراین دارای دو جهت مثبت و منفی می باشد که علامت منفی بر روی این خازن بیانگر جهت منفی است جهت مثبت را به مثبت دیود پل و جهت منفی این خازن را زمین کنید.
پایه مربوط به علامت منفی را نیز با یک خازن 470 میکروفاراد زمین کنید در این حالت برعکس حالت قبل سمت مثبت خازن را زمین کنید و سمت منفی آن را به پایه منفی دیود پل متصل نمایید چرا که خروجی منفی دیود پل در این حالت دارای ولتاژ منفی است و زمین نسبت به این ولتاژ منفی،مثبت تر است بنابران با این کار شما مثبت و منفی مربوط به خازن الکترولیت را با این کار رعایت کرده اید.
البته این مطلب را نیز اضافه کنم که در سرهای مثبت و منفی دیود پل ولتاژ‌ موثر (RMS) داریم این ولتاژ از حاصلضرب رادیکال 2 در مقدار 9ولت بدست می آید.
ولتاژ مثبت 9 ولت را به پایه ورودی رگولاتور 7805 و ولتاژ منفی 9 ولت را به پایه ورودی رگولاتور 7905 متصل کنید پایه Adjusment هر دو رگولاتور را زمین کنید پایه خروجی هر دو رگولاتور را با خازن های 220 میکروفاراد به زمین متصل نمایید
در رگولاتور 7805 پایه خروجی را به گونه ای به زمین متصل کنید که سر مثبت خازن در پایه خروجی رگولاتور و سمت منفی آن در زمین باشد در واقع در این حالت اگر کمی فکر کنید می بینید پایه مثبت نسبت به پایه منفی خازن دارای اختلاف پتانسیل مثبت است.
در رگولاتور 7905 خروجی را به گونه ای با یک خازن زمین کنید که سمت منفی خازن در پایه خروجی 7905 باشد و سمت مثبت خازن به زمین متصل باشد در واقع در این حالت نیز اختلاف پتانسیل سر مثبت نسبت به سر منفی مثبت است چرا که خروجی این رگولاتور ولتاژ منفی 5 ولت است اگر برعکس این کار عمل کنید خازن می ترکد.

رله نیو ماتیکی

یکی از وسایل فرمان دهنده مدار های کنترل اتوماتیک ،تایمر ها یا رله های زمانی هستنند که وظیفه کنترل مدار را برای مدت زمان معینی بر عهده دارند
آموزش تعمیر بردهای الکترونیکی
از میان رله های موجود به چند نمونه پرکاربرد آن که شامل:
1.    1-رله زمانی موتوری یا الکترو مکانیکی
2.    2-رله زمانی الکترونیکی
3.    اشاره نمودیم
4.    حال رله دیگری به نام 3- رله نیوماتیکی : در این رله خاصیت ذخیره سازی و فشردگی هوا استفاده می شود .به این ترتیب که رله هنگام رها شدن،خیلی راحت رها می شود.
وقتی که بوبین تحریک قسمت متحرک را جذب می کند، اهرم، قطعه ای را که به شکل دم آهنگری است فشار خواهد داد هوای دم از طیق سوپاپ یک طرفه خارج می شود وقتی که بوبین از تحریک خارج می شود، فنر دم را منبسط می کند دم از طریق سوپاپ تنظیم ،از هوا پر می شود سرعت انبساط دم در رابطه با پیچ تنظیم تفاوت می کند وقتی که دم به حالت عادی برگشت، کنتاکت ها عمل می کنند بنابراین به وسیله تنظیم کردن پیچ تنظیم ،عمل کردن کنتاکت ها را می توان تعقیر داد کار این زمان سنج شبیه تایمر موتوری است با این تفاوت که زمان سنج موتوری پس از تنظیم و وصل بوبین آن به ولتاژ شروع به کار می کند، ولی زمان سنج نیو ماتیکی پس از قطع بوبین آن از ولتاژ شروع به کار می کند.
4-رله زمانی بی متال یا حرارتی (تایمر حرارتی)
این نوع تایمر با استفاده از خاصیت بی متال کار می کند و در انواع رله ذوب شونده ، رله حرارتی بی متال و رله حرارتی منعکس کننده میله ای ساخته می شوند زمانی که جریان از بی متال عبور می کند گرم می شود و پس از مدتی در اثر تعقیر شکل عمل کرد مدار را قطع یا وصل می کند دقت این نوع تایمر زیاد نیست  و آب و هوای محیط بر روی آن اثر می گذارد به طور کلی می توان رله های زمانی را به دو دسته تقسیم کرد:
الف-رله های تاخیر در وصل(ON-DELAY) : به رله ای گفته می شود که باید به رله انرژی داده شود  و سپس رله عمل کرده کنتاکتی را باز یا بسته کند؛مثل رله زمانی موتوری.
ب-رله تاخیر در قطع(OFF-DELAY) : به رله ای گفته می شود که بعد از قطع شدن انرژی عمل کرده کنتاکتی را باز یا بسته کند؛ مثل رله نیو ماتیکی.
5-رله زمانی هیدرو لیکی
در این رله ها از سیستم هیدرو لیکی جهت تاخیر در مدار استفاده می شود طرز کار آن طوری است که وقتی جریان برق به رله وصل می شود ،مقداری روغن در داخل آن جابه جا می شود.
برای بازگشت روغن به مکان اولیه زمانی لازم است که این زمان را به عنوان زمان تایمر در نظر می گیرند این رله ها را در مدارهای مختلف به کار می برند.

مدارهای اصلی اسیلوسکوپ

آموزش تعمیر بردهای الکترونیکی
سیستم انحراف قائم
چون سیگنالها برای ایجاد انحراف قابل اندازه گیری بر روی صفحه لامپ به اندازه کافی قوی نیستند، لذا معمولا تقویت قائم لازم است. هنگام اندازه گیری سیگنالهای با ولتاژ بالا باید آنها را تضعیف کرد تا در محدوده تقویت کننده‌های قائم قرار گیرند. خروجی تقویت کننده قائم ، از طریق انتخاب همزمانی در وضعیت داخلی، به تقویت کننده همزمان نیز اعمال می‌‌شود.
سیستم انحراف افقی
صفحات انحراف افقی را ولتاژ رویش که مولد مبنای زمان تولید می‌‌کند، تغذیه می‌کند. این سیگنال از طریق یک تقویت کننده اعمال می‌‌شود، ولی اگر دامنه سیگنالها به اندازه کافی باشد، می‌‌توان آن را مستقیما اعمال کرد. هنگامی ‌که به سیستم انحراف افقی ، سیگنال خارجی اعمال می‌‌شود، باز هم از طرق تقویت کننده افقی و کلید انتخاب رویش در وضعیت خارجی اعمال خواهد شد. اگر کلید انتخاب رویش در وضعیت داخلی باشد، تقویت کننده افقی ، سیگنال ورودی خود را از مولد رویش دندانه‌داری که با تقویت کننده همزمان راه اندازی می‌‌شود، می‌‌گیرد.
همزمانی
هر نوع رویشی که بکار می‌‌رود، باید با سیگنال مورد بررسی همزمان باشد. تا یک تصویر بی حرکت بوجود آید. برای این کار باید فرکانس سیگنال مبنای زمان مقسوم علیه‌ای از فرکانس سیگنال مورد بررسی باشد.
مواد محو کننده
در طی زمان رویش ، ولتاژ دندانه‌دار رویش اعمال شده به صفحات x ، لکه نورانی را بر یک خط افقی از چپ به راست روی صفحه لامپ حرکت می‌دهد. اگر سرعت حرکت کم باشد، یک لکه دیده می‌‌شود و اگر سرعت زیاد باشد، لکه به صورت یک خط دیده می‌‌شود. در سرعتهای خیلی زیاد ، ضخامت خط کم شده و تار به نظر می‌‌رسد و یا حتی دیده نمی‌‌شود.
کنترل وضعیت
وسیله‌ای برای کنترل حرکت مسیر باریکه بر روی صفحه لازم است. با این کار شکل موج ظاهر شده بر روی صفحه را می‌‌توان بالا یا پائین یا به چپ یا راست حرکت داد. این کار را می‌‌توان با اعمال یک ولتاژ کوچک سیستم داخلی (که مستقل است) به صفحات انحراف دهنده انجام داد. این ولتاژ را می‌‌توان با یک پتانسیومتر تغییر داد.
کنترل کانونی بودن
الکترود کانونی کننده مثل یک عدسی با فاصله کانونی تغییر می‌‌کند. این تغییر با تغییر پتانسیل آند کانونی کننده صورت می‌‌گیرد.
کنترل شدت
شدت باریکه با پتانسیومتر کنترل کننده شدت که پتانسیل شبکه را نسبت به کاتد تغییر می‌‌دهد، تنظیم می‌‌شود.
مدار کالیبره سازی
در اسیلوسکوپهای آزمایشگاهی معمولا یک ولتاژ پایدار داخلی تولید می‌‌شود که دامنه مشخصی دارد. این ولتاژ که برای کالیبره سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد، معمولا یک موج مربعی است.

نحوه اتصال 7segment ها به مدار

این آی سی دارای پایه های A1 تا G1 برای اولین 7segment
A2 تا G2 برای دومین 7segment
A3 تا G3 برای سومین 7segment
پایه 20 این آی سی نیز تعیین کننده پلاریته ولتاژ ورودی است
در مورد پلاریته به طور مثال اگر از ورودی های مثبت و منفی تغذیه، ورودی مثبت را به سر آزاد مقاومت 1.8 مگا اهم متصل کنید و سر منفی آن را به زمین متصل کنید در این صورت پلاریته مثبت است حال اگر این کار رابرعکس انجام دهید به صورتی که ورودی منفی منبع تغذیه به سر آزاد مقاومت 1.8 مگا اهم و سر مثبت به زمین متصل باشد شما شاهد علامت منفی بر روی 7segment ای که جهت تعیین پلاریته در نظر گرفته اید خواهید بود  
پایه های a,b,c,d,e,f و g این قطعه الکترونیکی در کنار نقشه کاملا مشخص است  
برای جلوگیری از شلوغی در نقشه از کشیدن خروجی های پایه های مربوط به 7segment آی سی به 7segment خودداری کردیم این پایه های مربوط به آی سی و پایه های a تا g یک 7segment در نقشه کاملا مشخص شده است  
ما دراینجا از دو 7segment استفاده کردیم و با کم و زیاد کردن ولتاز منبع تغذیه تا رنج انتهایی آن، که در حدود 40 ولت dc بود به صورت دقیق ولتاژ را در این دو 7segment مشاهد کردیم  
اگر می خواهید پلاریته پتانسیل ورودی را نیز تعیین کنید  پایه 20 این آی سی را به پایه g یک 7segment که به پایه های دیگر این آی سی متصل نیست وصل کنید در این حالت اگر ولتاژ ورودی منفی یا دارای اختلاف پتانسیل منفی باشد علامت منفی در این 7segment قابل مشاهده است در واقع از این 7segment تنها، از پایه g استفاده کنید  
آموزش تعمیر بردهای الکترونیکی
تنظیم کردن ولتمتر:
پتانسیومتر 2.2 کیلو اهم در این مدار جهت کالیبره کردن به کار می رود ولتاژ منبع تغذیه را یک بار با یک ولتمتر دیگر اندازه گیری کنید و این مقدار را به خاطر بسپارید و حال ولتاژ منبع تغذیه را با ولتمتری که ساخته اید اندازه بگیرید اگر مقدار دیده شده در 7segment کمتر یا بیشتر از ولتمتر دیگر بود این پتانسیومتر 2.2 کیلو اهم را با پیچ گوشتی ساعتی آنقدر به چپ و راست بچرخانید تا ولتاژ خوانده شده در ولتمتری که شما ساخته اید با ولتاژی که در ولتمتر دیگر نشان داده شد یکسان باشد  
مشاهده پالس مربعی شکل:
در پایه های مربوط به اسیلاتور این آی سی زمانی که تغذیه آن وصل باشد و اسیلسکوپ نیز در اختیار داشته باشید می توانید پالسی مربعی شکل را در پایه 38 این آی سی و مشتق این پالس را در پایه 40 مشاهده کنید
تغذیه 7segment ها:
نوع 7segment های استفاده شده در این مدار آند مشترک است در واقع می بایست پایه مشترک هر تعداد 7segment که استفاده می کنید با هم مشترک کنید آنگاه این پایه مشترک را با یک مقاومت به ولتاژ مثبت 5 ولت متصل کنید پایه مشترک در 7segment پایه وسط آن است هر 7segment دو پایه مشترک دارد همانطور که در نقشه می بینید یکی از پایه های مشترک 7segment به جایی وصل نیست چون این پایه مشترک به پایه مشترک دیگر ارتباط دارد بنابراین نیازی نیست به جایی متصل شود
بقیه پایه های a تا g با ورودی صفر تحریک می شوند یعنی زمانی هر کدام از 7segment ها عددی نشان می دهند که ولتاژ ورودی این پایه ها از سمت آی سی صفر باشند  
در این مدار تغذیه 7segment ها به طور مشترک از یک رگولاتور 7805 گرفته شده که این عمل باعث کشیدن جریان از این رگولاتور و داغ شدن آن می شود برای این منظور یا بایست از heat sink (خنک کننده) استفاده کنید یا از رگولاتور 7805 دیگری استفاده کنید و ورودی 9 ولت مثبت را به ورودی این رگولاتور نیز بدهید و خروجی 5 ولت آن را با یک مقاومت 100 اهم به پایه مشترک 7segment ها که با هم مشترک شده است متصل نمایید  
یا آنکه ولتاز مثبت 9 ولت ورودی را به صورت مستقیم با یک مقاومت 1 کیلو اهم به پایه مشترک 7segment ها متصل کنید

گیت XNOR - سری TTL

آی سی معادلی که می توان برای این گیت در نظر گرفت ،آی سی 4077 است این آی سی حاوی 4 گیت XNOR است پایه های ورودی و خروجی در شکل بالا کاملا مشخص است  
آموزش تعمیر بردهای الکترونیکی
فرمول مربوط به گیت XNOR
فرض کنید A=0 و B=1 باشد با توجه به فرمول زیر جواب و توضیحات داده شده در مورد گیت XOR جواب این دو پرانتز داخلی و مجموع آنها برابر یک می شود به علامت NOT در بیرون هر دو پرانتز توجه کنید این علامت جواب دو پرانتز داخلی و جواب کلی را عکس می کند بنابراین جواب کلی صفر یا LOW است شما می توانید به راحتی و با استفاده از این فرمول بفهمید که جواب خروجی این گیت منطقی زمانی یک است که هر در ورودی آن یک یا صفر باشند
XNOR(A,B)=!((A+!B)+(!A+B))
اطلاعاتی راجع به آی سی ها سری 74
پس از بررسی گیت های NOT , NAND , AND , OR , ....  به بررسی سری آی سی ها و توضیح اجمالی آنها می پردازیم این آی سی ها در نوع TTL ,CMOS در بازار موجود هستند  
نوع TTL و CMOS این آی سی ها دارای رتبه بندی های مختلفی است  
نوع TTL
نوع TTL آن شامل L،LS،S،AS،ALS و F می باشد به طور مثال آی سی مربوط به گیت منطقی AND را در نظر بگیرید  
این آی سی را شاید بتوانید در بازار با نام های 74L08،74LS08،74S08،74AS08، 74ALS08 و 74F08 بیابید اگر به یکی از این آی سی ها با دقت کنید بعد از عبارت 74 شاهد یکی از عبارت های L،LS،S،AS،ALS و F و بعد از آن شماره آی سی را می بینید  
تغذیه گروه TTL
خانواده L ،LS ،AS ،ALS و F دارای تغذیه مثبت بین 4.5 تا 5.5 ولت است در واقع این رنج از ولتاژ، ولتاژ قابل تحمل این آی سی است و این آی سی در این رنج درست کار خواهد کرد  
خانواده S دارای تغذیه مثبت بین 4.75 تا 5.25 است  
میزان ولتاژ خروجی در حالت 1 و 0
میزان ولتاژ خروجی در حالت صفریا LOW برای تمامی این گروه TTL برابر 0.3 ولت می باشد  
مقدار ولتاژ خروجی در حالت یک یا HIGH برای خانواده گروه L،LS و S برابر 3.4 ولت می باشد  
مقدار ولتاژ خروجی در حالت یک یا HIGH خانواده گروه AS و ALS از تفریق تغذیه مثبت آی سی از عدد 2 بدست می آید  
مقدار ولتاژ‌ خروجی در حالت یک یا HIGH برای خانواده گروه F نیز برابر 3.5 است  
جریان خروجی خانواده گروه TTL
مقدار جریان خروجی برای خانواده گروه L برابر5mA (منظور از mA میلی آمپر است)
مقدار جریان خروجی برای خانواده گروه LS برابر 8mA
مقدار جریان خروجی برای خانواده گروه S برابر 40mA
مقدار جریان خروجی برای خانواده گروه AS برابر 20mA
مقدار جریان خروجی برای خانواده گروه ALS برابر 8mA
مقدار جریان خروجی برای خانواده گروه F نیز برابر 20mA
نوع CMOS
این آی سی نیز دارای خانواده C،AC،HC و HCT می باشد