روش تهیه ی فیبر مدار چایی با یرینتر لیزری

 

در این قسمت قصد دارم شما را با نحوه ی تهیه ی فیبر مدار چاپی به روشی ساده و پر کاربرد آشنا کنم.استفاده از این روش میتواند به شما کمک کند تا زمان کمتری را صرف طراحی مدار و انتقال آن بر روی فیبر کنید و همچنین دقت این روش بسیار بیشتر از طراحی با ماژیک ضد آب و یا لتراست است.

 

 

برای انجام این کار به وسایل زیر نیاز دارید:

• پرینتر لیزری
• کاغذ گلاسه ی مناسب
• فیبر مسی مدار چاپی
• اتو

برخلاف پرینترهای جوهر افشان که در آن به جای تونر از جوهر مایع استفاده میشود در پرینترهای لیزری تونر هنگام عمل چاب از کارتریچ خارج میشود و به صورت یودر بر روی صفحه ی کاغذ منتقل میشود. برای آنکه تصویر یا متنی را به وسیله ی یرینترهای لیزری چاب کنیم تونر که شامل یلاستیک است بر اثر حرارت ذوب میشود و بر روی کاغذ باقی میماند.

به دلیل سخت بودن فیبر های مسی نمیتوانیم به صورت مستقیم از پرینتر برای ایجاد خط ها و سایر علائم بر روی فیبر مدار چایی ا ستفاده کنیم  ,بنابراین باید به صورت غیر مستقیم تونر را از پرینتر بر روی فیبر مسی انتقال دهیم.

یک راه ساده آن است که ابتدا بر روی کاغذی که تونر به نرمی بر روی آن مینشیند مدار را با دقت ۶۰۰ dpi یرینت بگیریم و بعد با دادن حرارت به آن به وسیله ی اتو تونر را برای بار دوم مذاب کنیم و بر روی فیبر مسی انتقال دهیم. نوع کاغذ استفاده شده بسیار مهم است و حتما باید از نوع گلاسه باشد تا تونر را به خود جذب نکند و با اعمال حرارت به راحتی از سطح کاغذ جدا شود و بر روی فیبر مسی منتقل شود.

سطح فیبر مسی قبل از انتقال تصویر مدار باید به وسیله ی آب گرم و پودر لباسشویی یا سمباده ی پوسته آب ۴۰۰ کاملا پاکیزه شود و در انتها آن را خشک کنید. پس از تمیزکردن فیبر مسی توجه کنید که بر روی آن دست نزنید. برای تمیز کردن فیبر مسی همچنین میتوانید از سیم ظرفشویی استفاده کنید.

هنگامی که سطح فیبر کاملا تمیز و براق شد وقت آن است که کاغذ گلاسه ای را که مدار بر روی آن با دقت ۶۰۰dpi یرینت گرفته شده را به صورت وارون بر روی فیبر مسی قرار دهیم و ادامه ی کاغذ را در پشت فیبر مسی توسط نوار چسب ثابت کنیم تا کاغذ بر روی فیبر حرکت نکند.

حال اتو را با درجه حرارت نسبتا بالا بر روی آن تا اندازه ای میکشیم که رنگ کاغذ کمی تیره شود و کاغذ حالت چسبیده به فیبر را پیدا کند دقت کنید که اتو باید به صورت یکنواخت به تمامی نواحی گرما برساند این عمل را به صورت پیوسته انجام دهید. توجه داشته باشید که با چندین بار آزمایش و تمرین میتوانید به بهترین زمان بندی دست پیدا کنید اما زمان مورد نیاز کمتر از 5 دقیقه در شرایط عادی میباشد.

فیبر مسی در این زمان دارای حرارت بسیار زیادی است پس هنگام جا به جا کردن آن مراقب باشید.

 

 

حال فیبر مسی را با همان صورت برای مدتی کمتر از 10 دقیقه در آب داغ قرار دهید و آن را از آب بیرون آورید و قطعه های کاغذ را از روی آن جدا کنید.

همانطور که میبینید مدار به صورت کاملا دقیق بر روی فیبر مسی منتقل شده است.

 

 

قدم بعدی از بین بردن قسمت های مسی اضافی از فیبر مدار چابی است

برای از بین بردن قسمت های مسی اضافی که بدون پوشش عایق هستند از نوعی اسید به نام پرکلروردوفر که در بازار به نام اسید مدار چاپی معروف است استفاده میشود. پرکلروردوفر در بازار به صورت بلور و یا به صورت پودر یافت می شود. روش کار با این نوع اسید به این صورت است که تا اندازه ای به آب گرم از این اسید اضافه میکنیم که محلول به صورت چای پر رنگ در آید در این حالت محلول اسید آماده ی استفاده است. در هنگام کار با این نوع اسید باید توجه داشته باشید که تنها از ظروف غیر فلزی نظیر ظروف پلاستیکی و شیشه ای باید استفاده شود. همچنین توجه داشته باشید که این اسید سمی میباشد و هنگام استفاده از آن باید کاملا مراقب لباس و بدن خود باشید. توصیه میکنم عمل اسیدکاری را در فضای آزاد انجام دهید.

پس از ساختن محلول اسید فیبر مدار چاپی را وارد محلول میکنیم و آهسته آن را تکان میدهیم بعد از مدتی شاهد از بین رفتن قسمت های مسی اضافی از کناره میشویم.

 

 

این عمل را تا از بین رفتن تمامی قسمتهای اضافی انجام میدهیم. پس از از بین رفتن قسمت های اضافی فیبر مسی را از با آب سرد شستشو میدهیم و به وسیله ی سیم ظرفشوئی تونرهای به جا مانده روی فیبر را از بین میبریم . تنها بخش باقیمانده بخش سوراخکاری است که با دریل انجام میدهیم .

 

 

حال فیبر مدار چاپی ما آماده است و میتوانیم قطعات را بر روی آن لحیم کنیم.

ساخت یک باتری ساده با سیب زمینی !

 

در این مقاله خواهید دید که میتوان از یک سیب زمینی ولتاژ الکتریکی دریافت کرد. همچنین در این آزمایش میتوانید از برخی میوه جات نظیر لیمو , پرتقال و ... استفاده کنید. 

 

 

 

وسایل لازم برای انجام این آزمایش:

• یک عدد سیب زمینی در سایز متوسط یا بزرگ
• یک قطعه آهن گالوانیزه (میتوانید از میخ آهنی استفاده کنید.)
• یک قعه سطح مسی (میتوانید از فیبر مدارچاپی استفاده کنید.) 
• یک عدد آوومتر

شرح انجام آزمایش:

میخ فلزی را در یک انتهای سیب زمینی فرو کنید و سطح مسی را در انتهای دیگر سیب زمینی فرو ببرید. در قدم بعدی آوومتر را بر روی قسمت اندازه گیری ولتاژ قرار دهید وپراب منفی آن را به میخ آهنی و پراب مثبت آن را به سطح مسی متصل کنید.

همانطور که میبینید در الکترودها ولتاژ الکتریکی برقرار است که دلیل آن واکنش های شیمیایی بین الکترودها میباشد. شما میتوانید با اتصال های سری و موازی الکترودهای چند سیب زمینی به ولتاژ و آمپراژ بالاتری دست پیدا کنید. 

قطعات مورد نیاز

 

1. 1 عدد سنسور TGS-813
2. 1 عدد آیسی CA3130 یا آیسی CA3140
3. 1 عدد پتانسیومتر 10 کیلو اهم
4. 1 عدد پتانسیومتر 5 کیلو اهم
5.  
6. سیم تلفنی
7. 1 عدد کلید PUSH-BOTTOM
8. 1 عدد دیود 1N4148
9. 1 عدد خازن 100 نانو فاراد
10. 1 عدد ترانزیستور BC107
11. 1 عدد مقاومت 10 کیلو اهم
12. 1 عدد مقاومت 4.7 کیلو اهم
13. 1 عدد مقاومت 1 کیلو اهم
14. 2 عدد مقاومت 1 کیلو اهم
15. 1 عدد مقاومت 220 اهم
16. 1 عدد LED

 

نقشه مدار

 

اگر بخواهید مدار خود را بر روی برد بورد پیاده سازی کنید.متوجه خواهید شد که پایه های این سنسور از سوراخ های موجود در برد بورد خیلی بزرگتر است.این سنسور 6 پایه دارد.6 عدد تکه سیم مسی را که هر کدام در حدود 1 تا 2 سانتی متر هستند به این پا یه ها لحیم کنید.برای بهتر لحیم شدن این سیم های مسی به پای های سنسور از روغن لحیم استفاده کنید.
پس از مرحله لحیم کردن، این سنسور را به گونه ای بر روی برد بورد قرار دهید که این پایه ها با یکدیگر ارتباط پیدا نکند.
برای پیدا کرد شماره پایه ها ی سنسور وارد قسمت سنسور گاز در انتهای همین صفحه بشوید.

مطابق نقشه پایه های 1و3 را به یکدیگر وصل کنید.ار این اتصال به مثبت 5 ولت از منبع تغذیه وصل کنید.پایه 5 از این سنسور را زمین کنید.،و پایه 2 را به مثبت 5 ولت از منبع تغذیعه متصل نمایید.

پایه های 4و6 این سنسور را به یکدیگر وصل کنید.از این اتصال مشترک به سر وسط پتانسیومتر 50 کیلو اهم متصل نمایید.یک سر کناری این پتانسیومتر را با یک مقاومت یک کیلو اهم به منفی یا زمین منبع تغذیه متصل نمایید.سر دیگر یان پتانسیومتر را با یک مقاومت 4.7 کیلو اهم به پایه 3 آیسی CA3130 یا CA3140 که ورودی مثبت است.،متصل نمایید.آیسی CA3130 شود.این آیسی حاوی  جهت مقایسه ولتاژ های ورودی است.

حال سر وسط پتانسیو متر 10 کیلو اهم را همانطور که در نقشه نیز مشخص است.،به ورودی منفی آیسی CA3130 که پایه 2 آیسی است.،متصل نمایید.یکی از پایه های کناری این پتانسیومتر را با یک مقاومت 2.2 کیلو اهم به زمین و پایه دیگر این پتانسیومتر را با یک مقاومت 2.2 کیلو اهم به مثبت 5 ولت متصل نمایید.

تغذیه زمین این آیسی را که پایه 4 است.،به زمین متصل کرده و تغذیه مثبت آنرا که پایه 7 می باشد را بر روی برد بورد یا بورد سوراخدار مسی به مثبت منبع تغذیه متصل نمایید.بین ورودی های مثبت و زمین این مدار یک عدد خازن 100 نانو فاراد قرار دهید.همانطور که می دانید.،در این خازنها جهت مهم نیست.

از پایه خروجی 6 با دیود 1N4148 به پایه 3 که ورودی مثبت می باشد.متصل نمایید.نحوه اتصال این دیود به گونه ای است که پایه مثبت یا آند آن در پایه 6 و پایه منفی یا کاتد آن در پایه 3 باشد.

از پایه خروجی با یک مقاومت 220 اهم به بیس ترانزیستور BC107 متصل نمایید.امیتر این ترانزیستور را زمین کنید.از کلکتور ترانزیستور به یک مقاومت 10 کیلو اهم به مثبت ولتاژ متصل کنید.از اشتراک کلکتور با این مقاومت با یک مقاومت 220 اهم به کاتد یا منفی LED متصل کنید.،و آند یا مثبت LED را به صورت مستقیم به ,ولتاژ‌5 ولت متصل نمایید.

 

تست مدار

جهت تست مدار از فندک استفاده کنید.البته فندک را روشن نکنید.،فقط گاز موجود در آن را بروی سنسور تست کنید.
در این مدار به محض سنس شدن گاز توسط سنسور ولتاژی که در پایه 3 ایجاد می شود.بیشتر از ولتاژی است.،که در پایه 2 ایجاد می شود.میزان این اختلاف ولتاژ‌و حساسیت مدار را می توانید با پتانسیو متر تنظیم کنید.
حتی شما می توانید میزان ماندگاری مدار را با پتانسیومترها تنظیم کنید.به طور مثال قسمت هشدار این مدار که در اینجا LED است.آیا پس از مدتی خاموش شود.یا اینکه شما به طور دستی این قسمت را غیر فعال کنید.برای غیر فعال کردن قسمت هشدار یا آلارم همانطور که در نقشه مشخص است.از یک عدد کلید PUSH-BOTTOM استفاده شده است.
یک سر این کلید در پایه 3 که ورودی مثبت است .،می باشد و سر دیگر آن در زمین است.
زمانیکه قسمت هشدار دهنده مدار را با تنظیم پتانسیومترها به گونه ای تنظیم کرده باشید.،که پس از سنس گاز توسط سنسور هیچگاه به صورت غیر دستی فعال نشود.در این حالت با فشار کلید push-bottom می توانید قسمت هشدار را غیر فعال کنید.
در اینجا برای سادگی و جلوگیری از مزاحمت برای دیگران از LED استفاده کردم.برای روشن شدن یک فن جهت کم کردن میزان گاز منتشر شده یا فعال شدن یک آژیر می توانید از ترکیب همین ترانزیستور و رله ای که آمپر مورد نظر شما را بدهد.، استفاده کنید.

تذکر

در هنگام کار با این سنسور،اگر منبع تغذیه را به آن متصل کنید.،متوجه گرمایی در سنسور می شوید.این به خاطر المنتی است.که بین پایه های 2و 5 وجود دارد.از بابت گرم شدن سنسور نگران نباشید.پایه های مربوط به سنسور را به طور صحیح و مطابق با نقشه ببندید.در بستن مدار دقت کنید و اطلاعات مربوط به سنسور را در انتهای این صفحه به دقت ملاحظه کنید تا در بستن پایه های سنسور دچار اشتباه نشو ید.
متاسفانه نمی توانید این مدار را با باطری تست کنید.تغذیه لازم جهت تست این مدار را یا بایستی از منبع تغذیه فراهم شود.، یا اینکه با استفاده از ترانس و دیود پل و خازن و رگولاتور 7805 این تغذیه را برای تست فراهم کنید.ترانسی که برای این مدار تهیه می کنید.جریانش بایست بین 500 تا 1000 میلی آمپر باشد.
در ضمن میتوانید.به جای تغذیه های بالا از 3 عدد باطری CFL 2300A یا باطری SONY 2300A استفاده کنید.

سنسور گاز

 

تمام میکروکنترلرها جزء این 5 قسمت هستنند:
1) 8051
2) Pic
3) Avr
4) 6811
5) Z8

البته مدل های 6811 ساخت شرکت موتورلا و z8 ساخت شرکت زایلوگ حداقل در ایران خیلی کم استفاده می شوند و رقابت اصلی بین سه نوع دیگر است.
تا به امروز هر میکروکنترلری که ساخته شده زیر مجموعه یکی از این5 نوع است. البته کارخانه های خیلی زیادی با مارک های مختلف میکرو کنترلر تولید میکنند ولی همه اونها زیر مجموعه یکی از این 5 قسمت هستنند .شما برای هر کدام از این5 نوع میکروکنترلر میتوانید میکروکنترلر های مختلفی از شرکت های مختلفی را پیدا کنید.(البته در بازار ایرن کمی با مشکل).
اما خوشبختانه همه میکروکنترلر هایی که جزء هر کدام از 5 نوع بالا باشند از یک برنامه پیروی میکنند. بدین معنا که اگر شما کار با یکی از مدل های آن میکرو را یاد گرفته باشید مثل اینکه کار با تمام میکروکنترلرهای آن نوع را یاد گرفته اید.مثلا شما اگر با یکی از مدل های میکروکنترلر avr مثلا atmega8 را یاد گرفته باشید دیگر با صد ها مدل دیگر میکروکنترلر avr مشکلی ندارید وتقریبا بدون هیچ مشکلی میتوانید با دیگر مدل های این میکرو کار کنید.
اما یه مشکل که در میکروکنترلر ها وجود دارد این است که این5 نوع از لحاظ برنامه نویسی به هیچ وجه با هم دیگر سازگاری ندارند . به طور مثال اگر شما میکروکنترلر های avr و 8051 را کامل یاد گرفته باشید حتی ساده ترین برنامه رو روی یک میکروکنترلر pic نمیتوانید اجرا کنید. واین یکی از بزرگترین عیب و مشکل برای یاد گیری میکرو است .بنابراین از همون اول باید یک انتخاب درست داشته باشید و میکروکنترلر مناسب را برگزینید تا با یادگیری آن میکروکنترلر بتوانید بعدا به سادگی پروژه های خود را اجرا کنید . البته بسیاری از دوستان هستنند که کار با چند میکروکنترلر را میدونند و حتما این هم از هوش بالای ایرانی هاست. ولی اگر به صورت خیلی حرفه ای نخواهید وارد این بحث بشوید باید یکی از این میکروکنترلرها را انتخاب کنید و کار با آن را آغاز کنید. در قسمت بعدی شما را برای این انتخاب کمک خواهم کرد.

معایب و مزایای میکروکنترلر های مختلف نسبت به هم :

از آن جای که 6811 و z8 خیلی کمتر استفاده میشوند به معرفی سه نوع دیگر میپردازم.

1) : اول از 8051 که اولین میکروکنترلری بود که به دست بشر ساخته شد شروع میکنیم . همانطور که در مقاله قبلی گفته شد ابتدا این میکروکنترلر توسط شرکت بزرگ intel ساخته شد .اما بعدا intel این امکان را به دیگر شرکت ها داد که این میکروکنترلر را تولید کنند و شرکت هایی مانند ATMEL , PHILIPS , SIEMENS , DALLAS و... به تولید این میکروکنترلر پرداختنند یکی از شرکت هایی که به صورت گسترده به تولید این تراشه پرداخت ATMEL بود که مدل های مختلف میکروکنترلر ساخت این شرکت در سرار جهان و در ایران به خوبی یافت می شود. اما اگربخواهیم به صورت کلی سیر پیشرفت این نوع میکروکنترلر رو در نظر بگیریم اولین میکروکنترلر هایی که ساخته شد با جدیدترین میکروکنترلرهای 8051 که الان تولید میشود با توجه به این پیشرفت شگفت در تمام زمینه ها که صنایع دیگر در دنیا دارند پیشرفت زیادی ندارد به طور مثال AT89S5X که میکروکنترلر 8051 جدید ساخت ATMEL است نسبت به مدل های اولیه 8051 پیشرفت آنچنانی ندارد . امکانات این میکرو نسبت به AVR و PIC قابل مقایسه نیست . به صورتی که که همین مدل جدید 8051 تقریبا حافظه ای برابر یک صدم (0.001 ) میکروکنترلر های AVR را دارد و سرعتش 4 برابر کمتر از میکروکنترلر های PIC و 12 بار کمتر از میکروکنترلر های AVR است . از لحاظ امکانات دیگر هم چنین ضعفی احساس میشود. اما برای کارهای ساده تر که پیچیدگی زیادی در آن نباشد به خاطر قیمت بسیار پایینی که این میکروکنترلر دارد بسیار مناسب است . قیمت همین مدل جدید AT89S5X حول و حوش 1000 تومان است که قیمت بسیار مناسبی است.
این میکرو کنترلر از زبان اسمبلی و C پشتیبانی میکند که زبان برنامه نویسی اصلی آن اسمبلی است که واقعا نوشتن با این زبان برنامه نویسی نسبت به زبان های برنامه نویسی دیگر هم مشکل تر و هم طولانی تر است. در کل این میکروکنترلر امروزه دیگر توانای رقابت با AVR و PIC رو ندارد و امروزه رقابت اصلی بین این دو میکروکنترلر است.

2) میکروکنترلر PIC
واقعا میکروکنترلر خیلی قوی است که بر اساس بعضی آمار ها بیشترین کاربر را به خود اختصاص داده است البته متذکر شوم که در ایران این آمار به نفع AVR است. این میکروکنترلر ساخت شرکت میکرو چیپ است که PIC رو در مدل های خیلی زیادی با امکانات مختلف برای کارهای مختلف میسازد . این میکروکنترلر با مدل های مختلفPIC16XXX و PIC12XXXX که به جای X دوم از چپ به راست حروف C ,X,E,F قرار میگره که هر کدام مفهوم خاصی داره که چون بحث ما آموزش AVR است از روی اون سریع میگزریم X های بعدی هم اعدادی هستنند که نشان دهنده مدل های مختلف هستنند.

3)میکروکنترلر AVR
به میکروکنترلر AVR میرسیم که به نظر من و خیلی از دیگر بهترین میکروکنترلر موجود در بازار است البته خود من با 8051 و AVR بخصوص AVR خیلی کار کردم ولی تجربه ای با PIC ندارم و قضاوت من ممکنه یه طرفه باشه ولی این نظر بسیاری از کسانی است که با AVR کار کرده اند .به دلایلی.....
اول از همه سرعت این میکروکنترلر بسیار بالاست و به قولی دستوراتی که بهش داده میشه در یک سیکل کلاک انجام میده در صورتی که این سیکل کلاک برای 8051 باید تقسیم بر12شودو برای PIC باید تقسیم بر 4 بنابراین AVR سریعترین میکروکنترلر موجود در بازار است . AVR از زبان های برنامه نویسی سطح بالا یا به اصطلاح (HIGH LEVEL LANGUAGE) HLL پشتیبانی میکند که باعث تولید کدهای بیشتری میشود که در کل برنامه نوشته شده نسبت به برنامه هایی که برای 8051 و PIC نوشته میشود کوتاهتر است. امکانات جانبی این میکروکنترلر بسیار مناسب است و شما را از خرید بعضی لوازم جانبی مانند چیپ های آنالوگ به دیجیتال (ADC) , مقایسه گر آنالوگ و... راحت میکند .در ضمن AVR از بسیاری از استاندارد های ارتباطی مانند SPI,UART,12C,JTAG پشتیبانی میکند که به راحتی میتوان این میکروکنترلر را با میکروکنترلر دیگر یا و سایل دیگر وصل کرد و با وسایل دیگر به راحتی ارتباط برقرار کند. قیمت این میکروکنترلر هم به نسبت امکانات فراوانی که داره بسیار پایین است به طوری که یک میکروکنترلر AVR تقریبا پیشرفته رو با قیمت حول و حوش 3 تا 4 هزار تومان می شه خرید .

در مورد میکروکنترلرها بیشتر بدانیم میکروکنترلر ها حکم یک کامپیوتر در ابعاد کوچک و قدرت کمتر را دارند
بیشتر این آی سی ها برای کنترل و تصمیم گیری استفاده می شود چون طبق الگوریتم برنامه ی آن عمل می کند این آی سی ها برای کنترل ربات ها تا استفاده در کارخانه صنعتی کار برد دارد

میکرو کنترلر ها دارای کامپایلرهای خاصی می باشد که با زبان های Assembly basic, c می توان برای آنها برنامه نوشت سپس برنامه نوشته شده را توسط دستگاهی به نام programmer که در این دستگاه ای سی قرار می گیرد و توسط یک کابل به یکی از در گاه های کامپیوتر وصل می شود برنامه نوشته شده روی آی سی انتقال پیدا میکند و در Rom ذخیره می شود 

امکانات میکرو کنترلرها یکسان نیست و هر کدام امکانات خاصی را دارا می باشند و در قیمت های مختلف عرضه می شود. در صورتی که بخواهیم میکروکنترلر را با میکروپروسسور مقایسه کنیم می توان به مورد زیر اشاره کرد

1. یک میکرو کنترلر را می توان طوری برنامه ریزی کرد که کار چندین گیت منطقی را انجام دهد. 

2. تعداد آی سی هایی که در مدار به کار میرود به حداقل می رسد. 

3. به راحتی می توان برنامه میکرو کنترلر را تغییر داد و تا هزاران بار میتوان روی میکرو برنامه های جدید نوشت و یا پاک کرد. 

4. به راحتی می توان از روی یک مدار منطقی کپی کرد و مشابه آن را ساخت ولی در صورتی که از میکرو کنترلر استفاده شود و برنامه میکرو را قفل کرد به هیچ عنوان نمی توان از آن کپی گرفت . 

ممکن است سوال دیگری مطرح گردد و آن تفاوت میکروپروسسور با میکروکنترلر است: 

میکروپرسسور نیز یک پردازنده است و برای کار باید به آن چیپ های حافظه و قطعاتی را اضافه کرد این امکان زمانی مناسب است که بر حسب نیاز حافظه مناسب و قطعات دیگر مانند تایمرها و غیره به میزان بیشتری مورد استفاده باشد عین این نوع ودارات آن است که مدار خیلی پیچیده می شود و از لحاظ هزینه هم هزینه بیشتر می گردد به همین دلیل امروزه از میکروپرسسورها کمتر استفاده می شود زیرا میکرو کنترلر های جدید با حافظه های زیاد تعداد تایمر زیاد پورت های زیاد و تنوع بسیار زیاد انها بر حسب این امکانات دست ما را باز گذاشته است تا دیگر میکروپرسسورها را فراموش کنیم.

Circuitry

درایور L298  یکی از قطعات مناسب جهت راه اندازی موتور است که با توجه به جریان دهی مناسب ( تا یک آمپر در هر کانال ) می تواند نیاز بسیاری از پروژه ها را مرتفع سازد. این قطعه با مدار ارائه شده می تواند دو موتور را  به صورت مجزا راه اندازی کرده و جهت گردش آنها را کنترل نماید. که این کنترل  توسط اعمال ولتاژ به چهار ورودی منطقی این قطعه صورت می گرد. ( برای هر موتور دو ورودی )  که می توان خروجی میکروکنترلر یا مدارات حسگر را به صورت مستقیم به این چهار ورودی متصل نمود و به راحتی موتور را کنترل کرد. در صورتی که از این قطعه برای راه اندازی موتورهای روبات خود بهره میگیرید دقت کنید که حتماً بر روی آن حرارت گیر مناسب وصل نمایید. اطلاعات کاملتر در مورد این قطعه را می توانید در برگه اطلاعی آن جستجو کنید. که لینک دانلود آن در زیر قرار دارد. برای مشاهده چند مدار پیشنهادی و همچنین تشریح پایه های این قطعه بر روی ادامه مطلب کلیک نمایید.

فایل : L298 Datasheet
فرمت : پی دی اف - pdf
حجم : 185kb

 

این مدار تنها یکی از راه های اتصال درایور ال 298 L298  به موتور را نشان می دهد. در این مدار پایه های حسگر جریان ( current sensing pins )  به زمین متصل شده اند که با روشهایی می توان توسط این پایه ها جریان مصرفی موتور را کنترل نمود همچنین کنترل سرعت را می توان به روش مدلولاسیون پهنای باند PWM  (Pulse Width Modulation) و با اعمال فرکانس به پایه های 6 و 11 انجام داد که با اعمال +5 ولت موتور روشن و با  اعمال 0 موتور خاموش می گردد. در این مدار پایه های مذکور به +5 ولت متصل شده اند و موتور با حداکثر سرعت گردش خواهد نمود.         

 

 

تشریح پایه های درایور موتور ال  298                       L298            L298 Pin Description

 Pin 1. CURRENT SENSING A

از این پایه جهت کنترل جریان موتور A  استفاده می گردد. همچنین می توان این پایه را به صورت مستقیم به خط منفی مدار GND اتصال داد که در این صورت کنترلی بر روی جریان وجود ندارد.

Pin 2. OUTPUT 1

این پایه به یکی از ترمینالهای موتور A  متصل می گردد . همچنین دیودها نیز جهت حفاظت به همین پایه متصل می شوند . ( به نقشه مدار توجه کنید )

.

Pin 3. OUTPUT 2

این پین به ترمینال دیگر موتور A متصل شده و دیودها نیز مانند نقشه به آن متصل می گردند.

Pin 4. SUPPLY VOLTAGE (VS)

به پایه باید ولتاژ مورد نظر خود جهت اعمال به موتورها را متصل نمایید. این ولتاژ با توجه به  موتورهای مورد استفاده شما حداکثر تا 46 ولت می تواند افزایش یابد. به برای ساخت رباتهای کوچک به طور معمول بین 6 تا 12 ولت است.

Pin 5. INPUT 1 TTL Compatible Inputs 1 to drive Motor A.

این پایه باید به صفر یا پنج ولت متصل گردد که همراه با پین 7 می توانند جهت گردش موتور را مشخص نمایند.

Pin 6. ENABLE A TTL Compatible Enable Input for Motor A.

این پایه جهت روشن و خاموش کردن موتور A  و در بیشتر مواقع جهت اعمل فرکانس  PWM  به موتور استفاده می گردد. پنج ولت موتور را روشن و صفر موتور را خاموش می کند.

Pin 7. INPUT 2 TTL Compatible Inputs 2 to drive Motor A.

این پایه باید به صفر یا پنج ولت متصل گردد که همراه با پین 5 می توانند جهت گردش موتور را مشخص نمایند.

Pin 8. GND

اتصال به خط منفی مدار GND

Pin 9. LOGIC SUPPLY VOLTAGE (VSS)

اتصال به 5 تا 7 ولت

Pin10. INPUT 3 TTL Compatible Inputs 1 to drive Motor B.

این پایه باید به صفر یا پنج ولت متصل گردد که همراه با پین 12 می توانند جهت گردش موتور B  را مشخص نمایند.

Pin 11. ENABLE B TTL Compatible Enable Input for Motor B.

این پایه جهت روشن و خاموش کردن موتور B  و در بیشتر مواقع جهت اعمل فرکانس  PWM  به موتور استفاده می گردد. پنج ولت موتور را روشن و صفر موتور را خاموش می کند.

Pin 12. INPUT 4 TTL Compatible Inputs 2 to drive Motor B.

این پایه باید به صفر یا پنج ولت متصل گردد که همراه با پین 10 می توانند جهت گردش موتور B  را مشخص نمایند.

Pin 13. OUTPUT 3

این پایه به یکی از ترمینالهای موتور B  متصل می گردد . همچنین دیودها نیز جهت حفاظت به همین پایه متصل می شوند . ( به نقشه مدار توجه کنید )

Pin 14. OUTPUT 4

این ترمینال دیگر موتور B  متصل می گردد . همچنین دیودها نیز جهت حفاظت به همین پایه متصل می شوند . ( به نقشه مدار توجه کنید )

Pin 15. CURRENT SENSING B

از این پایه جهت کنترل جریان موتور B  استفاده می گردد. همچنین می توان این پایه را به صورت مستقیم به خط منفی مدار GND اتصال داد که در این صورت کنترلی بر روی جریان وجود ندارد.

 

 

قبل از هر چيز کمي درباره اصول الکترونيک صحبت کنيم:

الکترونيک تقريبا با اختراع ترانزيستور شروع شد البته قبلش هم وجود داشت اما اين همه تاثير گذار نبود، ترانزيستور يک عنصر سه پايه است که کارش تنظيم جريان عبوري با کمک ولتاژ ورودي است ... سخت شد نه؟
از اول توضيح ميدهم: همان طور که ميدانيد يک بورد الکترونيکي در حقيقت يک سري مسير براي عبور الکترون ها است و جريان و ولتاژ هم دو پارامتر اصلي براي توصيف الکترون هاي عبوري از هر قسمت مدار هستند ؛ اولي نشانگر تعداد الکترون هاي عبوري از توي هر قطعه مدار در هر ثانيه است و دومي هم زور و قدرت همان الکترون ها را نشان ميدهد، مثلا وقتي ميگوييم جريان عبوري از اين قطعه 1بيشتر از قطعه 2 است يعني در هر ثانيه تعداد بيشتري الکترون از توي قطعه1 عبور ميکند. و وقتي ميگوييم دو سر اين قطعه ولتاژ بيشتري دارد يعني الکترون ها انرژي بيشتري براي عبور دارند.

يکي از معمول ترين قطعات الکترونيکي مقاومت است. احتمالا شما هم چيز هايي در باره آن شنيده ايد. وقتي الکترون ها به اين قطعه ميرسند با توجه به ولتاژ دو سر مقاومت با يک جريان معين از توي آن عبور ميکنند، وقتي ولتاژ دو سر مقاومت را زياد کنيم ( يعني مثلا با اضافه کردن باتري انرژي الکترون ها براي عبور از مقاومت را زياد کنيم) تعداد بيشتري الکترون از توي مقاومت رد ميشود و در نتيجه جريان زياد ميشود. به همين سادگي!
توي الکترونيک قطعات زيادي وجود دارند، مثل خازن، سلف، ديود و ...

ترانزيستور هم يکي از اين قطعات است که اتفاقا خيلي قطعه مهم و تاثير گذاري است، ترانزيستور سه تا پايه دارد ، بر خلاف غالب قطعات که 2 تا پايه بيشتر ندارند، الکترون ها از دو تا از اين پايه ها وارد ميشوند و از سومي خارج ميشوند. يکي از اين پايه ها base نام دارد ، کار کل ترانزيستور اين است که با توجه به ولتاژ روي اين پايه base معلوم کند چه قدر الکترون بايد بين دو تا پايه ديگر عبور کند ... در حقيقت مثل يک شير آب روي لوله اي از الکترون ها عمل ميکند، اگر شما ولتاژ را روي base زياد کنيد ( يعني مثلا با اضافه کردن باتري انرژي الکترونهايي که به پايه base ميرسند را زياد کنيد) شير باز ميشود و الکترون هاي بيشتري عبور ميکنند و اگر ولتاژ را کم کنيد هيچ الکتروني عبور نميکند.
مهندسان الکترونيک و سخت افزار از اين خاصيت "شير آب بر روي لوله الکترون ها" خيلي استفاده ميکنند ... براي مثال همين کامپيوتر که داريد از آن استفاده ميکند ... حدودا چند ميليون ترانزيستور دارد که با بستن يا باز کردن آنها کار ميکند!

مدار روبورو را نگاه کنيد، 10 تا عنصر سياه رنگ ميبيند ... اين ها ترانزيستور هستند. تازه توي IC که روي مدار روبورو قرار دارد در حدود چند ده صد هزار ترانزيستور وجود دارد! ... ببينيد توي کامپيوتر ديگر چه خبر است!

همه اين بند و بساط ( يعني قطعات الکترونيکي روي مدار!) بايد با کمک يک منبع تغذيه روشن شوند، در حقيقت اين باطري است که انرژي اصلي الکترون ها را تامين ميکند و آن ها را به صورت الکترون هاي سرحال و قبراق ميفرستد توي مدار، آن ها توي مدار ميچرخند و با توجه به عناصر مدار مسير خودشان را انتخاب ميکنند و همين باعث ميشود مدار کار کند. مثلا اگر شما دستوري براي روشن شدن LED هاي روبورو داده باشيد، ترانزيستور هاي توي IC جوري تنظيم ميشوند که الکترون ها از توي LED ها عبور کنند و آن ها را روشن کنند!

حالا که تا حدودي با کليت قضيه آشنا شديد برويم سراغ قسمت هاي مختلف بورد روبورو:
اولين قسمت بخش تغذيه است:
همان طور که ميبيند چهار تا باتري 1.5 ولت را به روبورو وصل کرده ايم، اين باتري ها هم تغذيه مدار و IC و ترانزيستور ها را فراهم ميکنند و هم تغذيه موتور ها را. آن خازن گنده هم که کنار باتري لحيم شده است براي کم کردن نويز تغذيه است ... حالا نويز تغذيه چي هست ديگر ....!
در حقيقت ولتاژ الکترون هاي ورودي دقيقا 6 ولت نيست و بالا و پايين ميرود، به هزار دليل مختلف، از نزديک کردن يک موبايل به مدار بگيريد تا روشن شدن ناگهاني موتور ها باعث تغيير ولتاژ ورودي ميشود، اين خازن کارش کم کردن اين تغييرات است ... اصولا خارن ها يکي از کارهايشان همين است يعني کم کردن نوسان هاي روي ولتاژ.

ميکرو کنترولر:

IC وسط مدار در حقيقت يک ميکرو کنترولر است. ميکرو کنترولر ها يک چيز هايي مثل CPU کامپيوتر هستند، يک IC چند پايه که کار هاي مختلفي ميتواند انجام دهد. معمولا اين IC ها بايد برنامه ريزي شوند، تا بتوانند کاري که ميخواهيم را انجام دهند. در اين جا هم ما يک ميکرو کنترولر داريم که براي انجام دادن کار هاي روبورو برنامه ريزي شده است. پايه هاي آن به سنسور ها و موتور ها وصل است و يک پايه آن هم به کامپيوتر وصل ميشود تا برنامه هاي شما را از آن دريافت کند. همه مديريت مدار با اين IC است. شما به آن دستور ميدهيد و او هم حرف شما را گوش ميکند!

درايور موتور ها :

درايور(driver) به معني راننده است، در حقيقت ما بايد يک راننده براي موتور ها داشته باشيم تا حرف ما را گوش کند و موتور ها را هدايت کند. اين درايور ها را همان طور که ميبينيد با ترانزيستور ميسازند. حالا اصلا چرا اين کار را انجام ميدهيم؟
ببينيد، ما ميتوانيم پايه هاي ميکرو را بر اساس برنامه اي که به آن داده ايم به صفر منطقي يا يک منطقي ( يعني 0 ولت يا 5 ولت ) ببريم. يعني انرژي الکترون هاي خروجي از پايه هاي ميکرو را کنترل کنيم، اما نميتوانيم اين پايه ها را به موتور ها وصل کنيم چون درست است که انرژي الکترون هاي خروجي ميتواند 5 ولت باشد اما تعداد آن ها نميتواند زياد باشد، در حقيقت ميکرو نميتواند تعداد زيادي الکترون از توي خودش عبور دهد، اگر اين اتفاق بيفتد ميکروي ما داغ ميشود و ميسوزد!
براي همين ما بايد به طريق ديگري جريان زياد را به موتور ها برسانيم ( موتور يک عنصري است که ماشالله هزار ماشالله خيلي جريان ميخورد!) براي همين از ترانزيستور ها استفاده کنيم، يادتان ميآيد که چه توصيفي از ترانزيستور کرديم که؟ "يک شير آب بر روي يک لوله از الکترون هاي سرحال و قبراق"، ما شير آب را هر وقت بخواهيم با کمک ولتاژ هايي که روي پايه هاي ميکرو مي آيد باز ميکنيم تا جريان الکترون ها به داخل موتور برقرار شود و آن را روشن کند! ... ساده بود نه؟!

بخش سنسور ها:

روبورو 6 تا سنسور دارد که همگي به پايه هاي ميکرو وصل ميشوند، ميکرو مقدار ولتاژ روي پايه هاي خود را ميخواند و بر اساس آن و چيزي که شما به عنوان برنامه به او داده ايد عمل ميکند. در حقيقت خروجي سنسور ها ولتاژ هاي مختلف است و ميکرو بايد آن را به روشن يا خاموش تفسير کند. اين کار با کمک آن دو تا دکمه قرمز رنگ کوچک انجام ميشود، هر وقت شما يکي از آن دو تا را فشار دهيد ميکرو مقدار ولتاژ روي پايه هاي خود را ميخواند و آن را به عنوان معيار ذخيره ميکند .... از آن به بعد ولتاژ هاي زير اين مقدار خاموش و بالاي آن روشن در نظر گرفته ميشود و شما ميتوانيد بر اساس آن برنامه هاي خود را بنويسيد ...