تجميع وبناء وحدة تغذية أخذ القياسات عليها بدون وجود حمل أخذ القياسات عليها مع وجود حمل مناسب مقارنة جهد الخرج مع جهد الخرج في التمرين السابق الأدوات والمعدات المستخدمة: جميع معدات وعدد التمرين السابق مكثف كيميائي F =1000uF /16V احتياجات الأمن والسلامة:
لاحظ أن الطرف الطويل للمكثف الكيميائي هو الموجب لو لم يكتب عليه
أو إذا كانت أطراف المكثف مقصوصة فاتبع الرموز على المكثف نفذ بدقة وتأني حاذر من وجود قصر في الدائرة واحذر من أي حرارة في الدائرة استخدم أسلاك ملونة بالأحمر والأسود غير متساوية الطول للخرج الخطوات الأدائية:
-نظف ورتب طاولة العمل واستخدم القماش المبلل بالماء لتنظيف الكاوي -أعد رسم الدائرة الفنية في دفترك العملي كما نفذت في التمرين السابق
-فك الثنائيات السابقة التركيب على اللوحة ومن ثم نظف اللوحة باستخدام سلك الشيلد ( راجع التمرين معدات فك اللحام desoldering ) في الصفحة http://www.qariya.com/vb/showpost.php?p=222419&postcount=31 -أعد تجميع الدائرة بعد أن تعمل معاينة على لوحة الفيبر لجميع القطع المستخدمة قبل التركيب -وصل سلكين للخرج بحيث يكون الجهد الموجب عليه سلك أحمر والسالب أسود (في العادة السلك الأحمر أطول)
-وصل المحول بالجهد الكهربي وفوراً قم بقياس جهد الخرج .. يجب أن يزيد جهد الخرج عن الجهد AC للمحول بمقدار الثلث بمعنى لو كان جهد المحول 3VAC يكون جهد الخرج 4.5VDC 6VAC يكون جهد الخرج 9VCD وهكذا .... مع ملاحظة أن المكثف المستخدم هنا لا يجوز استخدامه في محول يزيد جهده عن 6VAC -إذا لم يكن الجهد الخارج بالقيم الموضحة افصل المحول من الجهد الكهربي فوراً ولاحظ التالي: 1 لا يوجد أي جهد خرج يحتمل وجود فصل أو قصر في الدائرة 2 جهد الخرج منخفض يحتمل عكس أطراف المكثف 3 أي حرارة تدل على وجود قصر أو قطعة ركبت بالخطأ -عندما يكون جهد الخرج مساوي تقريباً أو تماماً سجل قيمته على الرسم -ارسم براسم الإشارة الجهد الخارج ولا تنسى وضع مفتاح اختيار الدخل على DC
-قارن بين نتيجة هذه الدائرة والدائرة في التمرين السابق -استخدم مصباحاً كالمستخدمة في العجلات (البسكليته) ذو القدرات المنخفضة حيث المصباح المطلوب V=6V والقدرة P= 1W أو P=2W وقم بتوصيله في السلكين (لحام) -قم بقياس جهد الخرج وقارنه مع قياس الجهد بدون حمل
-إذا وجدت أن جهد الخرج مع الحمل يصبح أقل من القيمة المقننة للمحول وهي هنا V/OUT=6VDC فهذا يعني أنك سحبت من الدائرة تياراً أعلى من المفترض واستبدل المصباح بقدرة أقل
التقويم:
1-علل الطلب بعدم جعل الأسلاك الخارجة من الوحدة بنفس الطول 2-علل ضرورة فحص جهد الخرج مباشرة بعد وصل المحول بالجهد الكهربي AC . 3-لو أتتك وحدة تغذية كالتي معك ولاحظت أن جهد الخرج منخفض كأن يكون V/OUT=5V في حين أن جهد خرج AC من المحول ACV=6V فما هي احتمالات العطل؟ وما هي خطوات تتبع العطل؟ 4-حاول حصر أكبر قدر ممكن الأعطال المحتملة في الدائرة مع ترتيبها حسب الأهمية إجابة (3) nمكثف التنعيم ناشف (قيمته ناقصة) nيوجد حمل زائد على الوحدة تعتبر خطوات تتبع العطل شيء متغير بحسب إمكانيات الوصول ولكن بشكل مبدأي يتم رفع الحمل عن الدائرة وقياس الجهد الخارج والداخل
الملاحظات: يمكنك رسم الثنائيات أو القنطرة على نفس لوحة الفيبر ( البوردة) وكذلك المكثف وموقع توصيل المحول وأطراف الخرج
الثنائيات الضوئية عالم واسع من البحث ولكنا سنقطف نبذة صغيرة لتساعدنا في فهم البعض اليسير من هذا العالم
الكلمة LED هي اختصار للكلمات Light Emitting Diode ومنه يتضح وضيفة هذا الثنائي وهي اصدار إضاءة عندما يمر به التيار ويمكن لهذا الثنائي أن يركب بشكل ثانوي في أي دائرة إلكترونية لإظهار حالتها كالمستخدم في معظم الأجهزة المنزلية (تلفزيون راديو رسيفر حاسوب وملحقاته ... إلخ) ويمكن أن يكون جزء أصيل في الدائرة كما هو الحال في العديد من دوائر التحكم على أن لا يزيد التيار المار به عن ما هو مقنن (الثنائي ذو الحجم المتوسط والشهير جداً ذو تيار I = 20 mA) (يعمل على V=2V ) ويمكن أن يكون إصداره للضوء يؤدي إلى تشغيل دائرة أخرى كالمستخدم في أبواب المصاعد والروابط الضوئية وكذلك يمكن أن يكون هذا الضوء مرسلاً لإشارات معينة كالمستخدم في أجهزة التحكم عن بعد ويمكن أن يستغل هذا الضوء نفسه في الإضاءة بدل مصباح عادي (يعمل على V=4.5V) ويمكن استخدامه للإشارات الضوئية الـ LED عبارة عن لمبة ضوء الكترونية اي لا تحتوي على فتيلة ولا تسخن كما في المصابيح الكهربية. فهي تصدر الضوء من خلال حركة الالكترونات في داخل مواد من اشباه الموصلات semiconductor وقد سبق لنا الحديث عن الثنائيات العادية في هذه الصفحة وكان قد ذكر أن المواد الخام المستخدمة هي السليكون ذو جهد العتبة V=0.6V والجرمانيوم ذو جهد العتبة V=0.2V ولكن في الثنائيات الضوئية LED (المستخدمة لإظهار الحالة) فإن المادة الخام المستخدمة هي الومنيوم جاليوم ارسانيد (AlGaAs) ذو جهد العتبة V=1.42V كحد أدنى و V=2.16V كحد أقصى للإضاءة طبعاً تختلف الثنائيات الضوئية في نوع المادة الخام حسب إختلاف الوظيفة وهذا جدول بمواصفات ثنائيات مختلفة
يختلف حجم الثنائي حسب المهمة الموكلة له ويختلف تبعاً لذلك التيار المار به والجهد المسلط عليه ونحن سنسلط الضوء حول الثنائي العادي المستخدم في الأجهزة الكهربية المنزلية التركيب يركب الثنائي الضوئي بشكل توصيل أمامي كما بالشكل
على أن لا يزيد التيار المار به عن ما هو مقنن والثنائي هنا تياره I=20mA وبالتالي فإنه يحتاج دائماً لمقاومة كي تعيق مرور التيار به وهذه المقاومة تحسب على النحو التالي: حساب مقاومة الثنائي مادمنا قد عرفنا التيار الأعلى الذي يحتمله الثنائي فنقوم بتطبيق قانون أوم السابق هنا VS = supply voltage VL = LED voltage (usually 2V, but 4V for blue and white LEDs) I = LED current (e.g. 20mA), this must be less than the maximum permitted
حيث التيار معروف i=20mA والجهد معروف وهو الجهد المراد تركيب الثنائي عليه مطروحاً منه جهد الثنائي نفسه وبتطبيق مباشر للقانون نحصل على قيمة المقاومة المطلوبة وللأمان نستخدم نفس القيمة أو أعلى مثال: لدينا جهد خرج مقداره V=12VDC ومطلوب تركيب ثنائي ضوئي أحمر لإظهار الحالة فما هي قيمة المقاومة المطلوب تركيبها على التوالي مع هذا الثنائي حتى يضيء ولا يحترق علماً بأن تيار الثنائي I=20mA وجهده V=2V الحل الجهد الكلي V=12V وهو على المقاومة وعلى الثنائي وما دام الجهد الواقع على الثنائي (جهد العتبة) هو V=2V فيكون الجهد على المقاومة = 12 – 2 = 10 فولت والتيار المار في المقاومة هو نفس تيار الثنائي = I = 0.02A (تم التحويل من مللي إلى أمبير) إذاً : المقاومة تساوي قيمة الجهد مقسوماً على التيار R=V/R (قانون أوم) R = 10 / 0.02 = 500
وبالطبع نستخدم مقاومة أعلى قليلاً للأمان ولتكن R= 560
أو أعلى ملاحظات: يمكن تركيب أي عدد من الثنائيات على التوالي وبمقاومة واحدة وتحسب القيمة بنفس الطريقة
لا يجوز تركيب الثنائيات على التوازي بمقاومة واحدة ويجب وضع مقاومة لكل ثنائي
محول خافض TRA= 12V \ 1A لوحة فيبر 7X5 سم مجموعة من الثنائيات D = 1N4007 مكثف كيميائي سعته C=1000
F/ 25V ثنائي ضوئي أحمر مقاومة مناسبة واحد كيلو أوم سلك أحمر شعاري وسلك أسود شعاري صندوق فارغ أو لوح خشبي أو بلاستيكي مفتاح OFF/ON منصهر (افيوز) I=0.2A مع بيت له صندوق العدة المعروف قد يكون المحول المستخدم أقل قليلاً من المطلوب ولكنه يفي بالغرض احتياجات الأمن والسلامة:
هذا التمرين سيبقى لباقي التطبيقات لذا وصل الأسلاك بشكل جيد الأهداف السلوكية: فحص الثنائي الضوئي حساب قيمة مقاومة الثنائي الضوئي تركيب الثنائي بهدف إظهار الحالة فقط الحصول على وحدة تغذية لتستخدم في تطبيقات قادمة
الخطوات الأدائية:
جهز جميع القطع اللازمة للتمرين أمامك عندما نطلب محول 12V/1A نكون أمام ثلاثة خيارات 1- أن يكون المحول 12 فولت 1 أمبير ذو نقطة في الوسط 2- أن يكون المحول 12 فولت 1 أمبير عادي 3- أن يكون المحول 6 فولت 2 أمبير ذو نقطة في الوسط وأي واحد منهم يفي بالمطلوب تركيب المحول الأول (أن يكون المحول 12 فولت 1 أمبير ذو نقطة في الوسط )
تركيب المحول الثاني (أن يكون المحول 12 فولت 1 أمبير عادي)
تركيب المحول الثالث (أن يكون المحول 6 فولت 2 أمبير ذو نقطة في الوسط)
يفحص الثنائي الضوئي على خاصية فحص أشباه الموصلات في الساعات الرقمية وعندما يكون في وضع توصيل أمامي يضيء عند الفحص وتعطي الساعة قياس مقداره حوالي 1.8 فولت ولكن بعض الساعات الرقمية لا يصل جهدها لأكثر من 1.5 فولت وبالتالي يتعذر الحصول على قراءة وإضاءة واضحة من الثنائي عند الفحص ومنها ساعة السانوا المطروحة في هذه التمارين ركب الثنائي والمقاومة كما بالشكل رتب الصنوق أو اللوح وابدأ بتجميع الدائرة والمحول عليه ثم ثبت سلكي التوصيل في أي وقت تشغل الدائرة ولا يضيء الثنائي افصلها من الجهد الكهربي وقم بمراجعتها ملاحظة: يستمر الثنائي بالإضاءة لثواني بعد جعل المفتاح OFF يمكن استخدام هذه الدائرة في التطبيقات العملية المختلفة التقويم: قارن بين الثنائي الضوئي والمكثف الكيميائي من حيث 1- الشكل العام 2- الأحجام 3- طول الأطراف 4- الجهد الذي يحتمله كل منهما 5- القطبية 6- قلب الأطراف لماذا يستمر الثنائي بالإضاءة حتى بعد فصل الدائرة من الكهرباء؟ لديك المصابيح التالية في الأسفل حدد ماذا سيحدث لكل مصباح أو الدائرة عند تشغيله عليها: 1- 12فولت 5 وات 2- 12 فولت 10 وات 3- 12 فولت 20 وات 4- 6 فولت 10 وات إجابة 6 من السؤال الأول لم نذكر خلال الحديث عن الثنائيات الجهد العكسي ولكنها لا تحتمل الكثير من الجهد وبالتالي يمكن للثنائي أن يعطل إذا قلبت أطرافه
__________________
لكي يتحقق الغرض من استخدام المقاومات في تهيئة الجهود المناسبة لعمل الدوائر الكهربية المختلفة فإن هذا يستلزم وجود n مقاومات ثابتة القيم n مقاومات متغيرة القيم n مقاومات خاصة
أولاً المقاومات ثابتة القيم
وهي مقاومات بقيم ثابتة لا تتغير أبداً ( في حال إهمال المعامل الحراري) وتغير قيمها يعني أنها أصبحت معطوبة وتظهر قيمها عليها بشكل مباشر أو عن طريق حلقات لونية وتنقسم هذه المقاومات لعدة أنواع n مقاومات كربونية n مقاومات غشائية n مقاومات سلكية n مقاومات سطحية n مقاومات شبكية
المقاومات الكربونية CARBON RESISTOR
وتصنع هذه المقاومات من مزيج من الكربون مع مادة السيراميك وتصب في قوالب وتجمد بالحرارة ويركب لها طرفان للتوصيل ثم ترش بمادة عازلة وتطبع عليها قيمتها سواءً بالحلقات اللونية أو تكتب القيمة مباشرة أو على شكل رموز وتصنع بأحجام مختلفة تتناسب مع قدراتها
المقاومات الغشائية FILM RESISTOR
ويتم نثر مادة مقاومة على إطار اسطواني عازل قد يكون من السليكون ثم تنشر المقاومة بشكل لولبي لتحديد قيمتها ومنها ثلاثة أنواع أن بكون الغشاء المقاوم من الكربون أن يكون الغشاء المقاوم من أكسيد معدني مثل أكسيد القصدير أن يكون الغشاء المعدني من النيكل وتشبه المقاومات الغشائية المقاومات الكربونية في كل شيء تقريباً ولكنها أغلى سعراً
المقاومات السلكية WIREWOUND RESISTOR
وتصنع هذه المقاومات من معدن النيكل كروم لأنه يحتمل الحرارة ولا تتغير قيمته بارتفاعها حيث يلف سلك النيكل على مشكل اسطواني من مادة معزولة وتتحمل الحرارة كشرائح الزجاج وتلف بطبقة من الرمل والإسمنت ثم تغلف بالفخار الحراري ويمكن أن يضاف لغلافها مشتت حراري من الألمنيوم وتكتب قيمتها وقدرتها عليها مباشرة حسب النظام الترميز البريطاني BS1852 وقد سبق الإشارة إليه وهو
المقاومات السطحية Surface Mount Resistors-SMR
ويرمز لها بالرمز SMR وتتميز بصغر حجمها لتتلاءم مع اللوحات المطبوعة عالية الكثافة وكان لها شكل قديم اسطواني مشابه للمقاومات الكربونية وتعرف قيمتها بالحلقات اللونية أما الحديث منها فهي تأخذ الشكل المسطح وتقرأ قيمها كما المكثفات السيراميك تماماً مع الأخذ بعين الاعتبار أن قيم المكثفات تكون بالبيكو فاراد أما المقاومات فتكون بالأوم
المقاومات الشبكية Network Resistors
وهي عبارة عن مجموعة من المقاومات المتشابه عادة وليس قصراً وتستخدم عند الحاجة لمجموعة مقاومات متشابه في الدوائر الإلكترونية وخاصة الرقمية منها
ثانياً :المقاومات المتغيرة Variable Resistors
وهي عبارة عن مقاومات مصنوعة كما العادية الكربونية والسلكية ولكن السطح المقاوم يكون مكشوفاً ويمر عليه منزلق وتكون بثلاثة أطراف بحيث نهايتين تمثلان قيمة المقاومة والثالث للحصول على قيم مختلفة حيث يمكن تغيير قيمتها بواسطة المنزلق من الصفر تقريباً وحتى القيمة القصوى لها وتكتب عليها قيمتها (القصوى) بشكل مباشر مثل R= 10KΩ وأحياناً بالأكواد مثل R= 103 وهي نفس القيمة السابقة وتوجد المقاومات المتغيرة بقيم صغيرة وكبيرة وقدرات مختلفة وتستخدم في عمليات الضبط والتحكم الدقيق وأشكالها متعددة يطلق على المقاومة المتغيرة اسم Potentiometer يمكن للمقاومات المتغيرة أن تكون خطية Lin كما معظم المقاومات أو لوغاريتمية Log كالمقاومات التي تستخدم للفاين في نواخب القنوات ملاحظة: حول مقاومة قيمتها R=100KΩ موضوع منزلقها في الوسط الخطية يكون النصف العلوي = النصف السفلى أي R=50KΩ+50KΩ اللوغاريتمية يكون نصفها العلوي غير مساوي لنصفها السفلي أي R=30KΩ+70KΩ مثلاً. يمكن استخدامها أيضاً كمقياس للجهد
ثالثاً: المقاومات الخاصة
n مقاومة الثيرمستور n مقاومة الفاريستورVDR n المقاومة الفيوزية n المقاومة الضوئية LDR Light Dependent Resistor
مقاومات الثيرمستور وهي في نوعين
1- ذات معامل حراري موجب (PTC) تزيد مقاومتها بزيادة درجة حرارتها وتستخدم عندما نريد وصول الجهد لمرحلة معينة في بداية التشغيل فقط كما هو الحال في ملفات إزالة المغنطة في التلفزيون و يمكن استخدامها كمجس حراري
2- مقاومات ذات معامل حراري سالب(NTC) تنقص مقاومتها عند ارتفاع درجة حرارتها وتستخدم للحد من دخول تيار مفاجئ لتشغيل بعض الأجهزة ويمكن استخدامها كمجس حراري
مقاومة الفاريستورVDR تقل قيمة هذه المقاومة بزيادة الجهد على طرفيها وتستخدم لوقاية المعدات الكهربية من ارتفاع الجهد لأي جهاز وهي توصل بالتوازي مع الجهاز المراد حمايته وتقل قيمتها لحظة ارتفاع الجهد وتكون مناسبة للاستخدام في حال وجود تشويشات كهربية لحظية.
المقاومات الفيوزية
وهي مقاومات كربونية أو سلكية تعمل كمنصهر فالكربونية عبارة عن مقاومات صغيرة القيمة أقل من 2أوم وتكون بقدرات توازي قدرة الحمل فإذا زاد الحمل احترقت ووجب تغييرها أماالسلكية فهي تعتمد على وصلة زمبركية بالقصدير وعندما ترتفع درجة حرارة المقاومة ينصهر القصدير وتصبح الدائرة مفتوحة ولا يمر تيار حتى يعاد لحام السلك (وقد أصبح استخدامها محدوداً)
المقاومة الضوئيةLight Dependent Resistor LDR
وهي مقاومة تنقص قيمتها عند تعرضها للضوء فقد تكون قيمتها في الظلام عدة ميجات من الأوم وعند تعرضها للضوء تصبح عدة مئات من الأوم وهي تصنع من مواد شبه موصل وحساسة للضوء مثل كبريتيد الكاديميوم (CdS) أو سيلينيد الكاديميوم (CdSe) وتستخدم هذه المقاومة في تطبيقات عملية كثيرة كالإنذار والتحكم والإحساس بالضوء
وهي اختصار لكلمتي TRANSFER RESISTOR بمعنى مقاومة مرحلة والترانزستور يشبه في عمله مقاومة تتراوح قيمتها من أقرب ما يكون من الصفر وحتى أكثر من مئات الآلاف من الأوم أي مقاومة متغيرة ولكن أداة تغيير قيمتها هو الجهد المسلط على قاعدتها وهو يستخدم كمكبر للإشارات الكهربية أو كمفتاح إلكتروني
وينقسم الترانزيستور للأنواع التالية:
n ترانزيستور الوصلة ثنائي القطبية Bipolar Junction Transistor(BJT) n ترانزيستور تأثير المجالField Effect Transistor(FET) n ترانزيستور الوصلة أحادي المجال Unipolar Junction Transistor(UJT)
تركيب الترانزيستور ثنائي القطبية الترانزيستور ذو الوصلة ثنائي القطبية Bipolar Junction Transistor(BJT) وهو أشهر أنواع الترانزيستور وموجود في نوعين NPN و PNP وله ثلاثة أطراف تسمى المجمع COLLECTOR ويرمز له بالرمز (C) . القاعدةBASE ويرمز لها بالرمز (B) الباعث (المشع) EMITTERويرمز له بالرمز (E)
ويتكون من ثلاث شرائح من مادة شبه موصلة واحدة ولكن كل شريحة لها خصائص ومواصفات تختلف عن الأخرى وليس كما هو الحال في الثنائي حيث كانت الشريحتين متطابقتين عدا الشوائب المختلفة نحن لن نفتتح معملاً للترانزيستور ولكن معرفة تركيبه سوف تفيدنا بالتأكيد في فهم عمله فهو يصنع على شكل شريحة مسطحة كلها من نفس المادة السليكون أو الجرمانيوم المطعم سواء P أو N ثم تتم معالجة سطحها الخارجي من المركز بعمق محوسب لتكوين القاعدة من شائبة معاكسة ثم تعالج مرة ثانية لتكوين الباعث من نفس شائبة المجمع كما في الشكل
واضح أن المجمع يأخذ أكبر حجم ثم يليه القاعدة وهي الحجم الأصغر ثم يليه الباعث وهو بحجم متوسط وهذا شكل مقارب للترانزيستور NPN
