انجمن های گفتگوی روبوایکیو

لطفا به سیستم وارد یا ثبت‌نام کنید.

لطفا برای ورود نام کاربری و رمز عبورتان را وارد نمایید

لطفا برای استفاده بهتر از انجمن، ثبت نام کنید!

دیدن ارسال ها

این قسمت به شما امکان مشاهده تمامی پست‌های این کاربر را می‌دهد. توجه کنید که شما پست‌هایی که در قسمت‌های قابل دسترس شما، ارسال شده‌اند را می‌بینید.


نمایش موضوع ها - مسئول فنی

صفحه: [1] 2 3 ... 7
1
ابزارهای متن باز برای توسعه سیستم‌های Embedded صنعتی

از دهه ۱۹۹۰سیستم‌های کنترل صنعتی، با هدف کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری، کاهش پیچیدگی معماری سیستم کنترل و در عین حال بهینه‌سازی سرعت و دقت پردازش، و همچنین استفاده بهینه از فضا و انرژی، به استفاده از سیستم‌های   Embedded روی آوردند. به طور کلی سیستم‌های Embedded این قابلیت را برای سازندگان سیستم‌های کنترل صنعتی به وجود آورده‌اند که با برنامه‌ریزی و شخصی‌سازی سخت‌افزار این سیستم‌ها، کیفیت و سرعت پردازش و امنیت و ایمنی را افزایش دهند. ابزارهای متن باز، امکانات فوق را به طور گسترده‌ای در حوزه نرم‌افزار سیستم‌های Embedded در اختیار قرار می‌دهد. به همین دلیل استفاده از ابزارهای متن باز برای سیستم‌های Embedded به سرعت در حال گسترش است.
در این مقاله برخی از این ابزارها را که در سیستم‌های کنترل صنعتی کاربرد گسترده‌ای دارند معرفی می‌کنیم.

سیستم عامل

سیستم عامل‌های Embedded دسته خاصی از سیستم عامل‌ها هستند که برای کاربردی خاص و در یک سخت‌افزار اختصاصی مورد استفاده قرار می گیرند. این سخت‌افزارها عموماً دارای منابع محدود هستند و وظیفه انجام دادن یک کار به خصوص را به صورت بهینه بر عهده دارند.
برای یک سیستم سخت‌افزاری Embedded سیستم عامل یک عنصر اساسی به شمار می رود. به غیر از سیستم هایی که می توان بدون سیستم عامل راه اندازی کرد، برای باقی سیستم‌ها که دارای ماژول‌های پیشرفته‌تری مانند شبکه و یا باس‌های ارتباطی متنوعی هستند، ما نیازمند یک سیستم عامل برای جلوگیری از اتلاف وقت و هزینه هستیم.
انتخاب این سیستم عامل بستگی زیادی به کاربرد ما دارد. معیارهایی که برای تصمیم‌گیری مهم هستند عبارتند از:
    •   آیا سیستم ما بلادرنگ (Real Time) است؟
    •   آیا سیستم ما دارای رابط کاربری تصویری یا لمسی است؟
    •   محدودیت منابع سخت‌افزاری ما تا چه اندازه‌ای است؟
    •   پشتیبانی شرکت‌های سازنده سخت‌افزار و کتابخانه‌های برنامه‌نویسی از سیستم عاملی که قصد استفاده از آن را داریم چگونه است؟
تمامی این فاکتورها به همراه تعدادی دیگر، مشخص کننده سیستم عاملی است که قصد استفاده از آن را داریم.
در ادامه تعدادی از این سیستم‌های عامل را معرفی می کنیم:



    •   vxWorks: (غیر متن باز) یک سیستم عامل بلادرنگ است که توسط شرکت Windriver بر اساس معماری میکرو کرنل توسعه داده شده است. امروزه در بسیاری از صنایع فضایی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.
    •   QNX: (غیر متن باز) این سیستم عامل نیز معماری میکرو کرنل دارد و بلادرنگ است. مانند vxWorks از استاندارد POSIX پیروی میکند. این سیستم عامل در کاربردهای نظامی و صنایع خودروسازی مورد استفاده قرار می گیرد. این سیستم عامل در سال ۲۰۱۰ توسط «بلک بری» خریداری شد.
    •   Windows CE: (غیر متن باز) توسط مایکروسافت توسعه داده شده است و از استاندارد POSIX پیروی نمی کند. دارای رابط گرافیکی است.
    •   Android: (متن باز) توسعه داده شده توسط «اندی رابین» که بعدها تحت مالکیت گوگل درآمد. زیر مجموعه لینوکل به شمار می-رود و دارای رابط گرافیکی قوی است. با اجرای ماشین مجازی دالویک می تواند نرم‌افزارهای متنوعی را اجرا کند. امروزه در وسایل شخصی و خانگی کاربرد وسیعی دارد.
    •   Embedded Linux: (متن باز) سیستم عامل متن باز، که از استاندارد POSIX پیروی می‌کند و امروزه به عنوان پراستفاده‌ترین سیستم عامل برای دستگاه‌های Embedded به شمار می رود. دارای کاربردهای متنوعی از قبیل صنایع نظامی، صنعتی، خانگی، دستگاه‌های پخش ویدیو، لوازم خانگی، ربات ها و … می باشد. این سیستم عامل به علت رایگان بودن، پشتیبانی دسته وسیعی از سخت‌افزارها، جامعه کاربری گسترده و بروزرسانی منظم بسیار محبوب و پرکاربرد است.

توسعه بدون سیستم عامل:

در بسیاری از کاربردهای سیستم‌های Embedded نیازی به استفاده از سیستم عامل دیده نمی‌شود، و یا به علت خاص بودن کاربرد آن سیستم و یا بلادرنگ بودن آن، نمی‌توان از سیستم‌های عامل استفاده کرد. در این گونه از سیستم‌ها تمامی وظایف سیستم عامل که مورد نیاز است، باید توسط برنامه نویس پیاده‌سازی شود. همچنین تمام درایورهای مورد نیاز تجهیزات (Peripherals) باید به صورت HAL (Hardware Abstraction Layer) پیاده‌سازی شده و مورد استفاده قرار گیرد.
 
 
با توجه به اینکه در این نوع توسعه نرم‌افزار برای سیستم‌های Embedded، مدیریت منابع به طور کامل در اختیار برنامه نویس است، رعایت کامل استانداردهای برنامه نویسی نظیر MISRA و یا CERT در کاربردهای صنعتی بسیار اهمیت دارد.


این روزها با گسترش سخت‌افزارهای باز و ابزارهای متن باز در برنامه‌نویسی سخت‌افزار، امکانات گسترده‌ای به صورت متن باز در اختیار توسعه دهندگان قرار دارد. همچنین بسیاری از تولیدکنندگان پردازنده و میکروکنترلرها درایورهای سخت‌افزاری تولیدات خود را به صورت متن باز در اختیار مشتریان قرار می‌دهند تا زمان و هزینه توسعه را به مقدار قابل توجهی برای مشتریان کاهش دهند.
برای توسعه نرم‌افزارهای متن باز قابل اجرا روی سیستم‌های Embedded در بسترهای بدون سیستم عامل، تنها ابزار مورد نیاز یک کامپایلر متن باز برای پردازنده مورد نظر است. سایر ابزارهایی که استفاده می‌شوند، به جهت ایجاد سادگی، و تست و دیباگ است و می‌توانند وجود نداشته باشند. اما استفاده از یک IDE خوب و از آن مهم‌تر ابزارهای دیباگ یا شبیه‌ساز، می‌تواند زمان توسعه را به مقدار قابل توجهی کاهش دهند.
از جمله کامپایلرهای متن باز برای بسترهای بدون سیستم عامل می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
1.   Atmel GNU AVR Tool Chain
2.   GNU Tool Chain For ARM
3.   GNU Tool Chain For Microchip PIC
 
همچنین با ازدیاد روزافزون کاربرد میکروکنترلرهای مبتنی بر پردازنده‌های ARM به خصوص سری cortex بسیاری از سازندگان این پردازنده‌ها اقدام به انتشار درایورهای استاندارد CMSIS برای پردازنده‌ها و تجهیزات (Peripheral) کرده‌اند.
 
شرکت NXP Semiconductor پا را فراتر نهاده و با استفاده از کتابخانه‌های کامپایل شده emWin از شرکت Segger، یک ابزار قدرتمند طراحی رابط کاربری را برای تمام نمایشگرهای استاندارد به صورت متن باز در اختیار کاربران قرار داده است.


 
کامپایلر کراس Cross Compiler

اولین قدم اجرای یک برنامه روی سیستم Embedded، کامپایل آن است. استفاده از کامپایلر Native روی سیستم Embedded، به دلیل محدودیت منابع معمولاً کاری سخت و گاهی غیر ممکن است. بنابراین از زنجیر ابزارهای کراس (Cross Tool chain) استفاده می‌شود که شامل کامپایلر کراس و سایر ابزارهای لازم است. کامپایلرهای کراس روی یک سیستم میزبان (host) اجرا می‌شوند، اما می‌توانند کد قابل اجرا (executable code) را برای بستر سخت‌افزاری، سیستم‌عاملی و اجرایی غیر از میزبان، یعنی سیستم هدف‌ (target) ایجاد کنند. به عنوان مثال می‌توانیم با استفاده از یک کامپایلر کراس که روی یک سیستم desktop با سیستم عامل اوبونتو اجرا می‌شود، کدی را برای یک PowerPC کامپایل کنیم.
زنجیر ابزارهای کراس را می‌توان براساس نیازمندی و بستر هدف ساخت، همچنین می‌توان از ابزارهای پیش‌ساخته استفاده کرد. عموماً تولید کننده سیستم Embedded، ابزارهای مناسب را در اختیار کاربران قرار می‌دهد. اما ممکن است این ابزارهای پیش‌ساخته در برخی موارد که از کرنل متفاوتی استفاده شود، مشکلاتی ایجاد کند. در این موارد استفاده از ELDK برای ساخت لینوکس مناسب پیشنهاد می‌شود. کیت توسعه لینوکس Embedded، ELDK (Embedded Linux Development Kit)، ابزاری آزاد، متن باز و با مستندات بسیار خوب است که به راحتی می‌توان از طریق آن root file system مورد نیاز سیستم Embedded را ایجاد کرد.
بسته پشتیبانی برد یا BSP (Board Support Package) رابط استانداردی برای ارتباط سخت‌افزار با سیستم‌عامل را در بر دارد، و موجب می‌شود نرم‌افزار به خوبی بتواند از منابع سخت‌افزار موجود در سیستم Embedded استفاده نماید. BSP تنظیمات مورد نیاز برای ELDK را شامل می‌شود.
انواع مختلفی از کامپایلرهای کراس برای بسترهای هدف مختلف وجود دارند. یکی از پرکاربردترین آنها مجموعه کامپایلرهای GCC می‌باشد که از جمله مهم‌ترین نرم‌افزارهای متن باز و آزاد است. GCC بسیاری از زبان‌ها و بسترها را پشتیبانی می‌کند. برای استفاده از GCC به عنوان یک کامپایلر کراس، کافی است بسته GCC را براساس تنظیمات سیستم هدف، پیکربندی کنیم. همان طور که اشاره شد، در صورت استفاده از زنجیر ابزارهای پیش‌ساخته، کامپایلر کراس GCC نیز در دسترس خواهد بود.

محیط توسعه و برنامه نویسی مجتمع IDE

نرم‌افزارهای آزاد متنوعی برای برنامه نویسی، توسعه و رفع عیب برنامه‌ها برای سیستم Embedded وجود دارند. مهم‌ترین خصوصیت یک محیط توسعه برای برنامه نوسی سیستم‌های Embedded، امکان استفاده از کامپایلر خارجی است. چرا که کاربر باید بتواند کامپایلر کراس متناسب با سیستم هدف را جایگزین کامپایلر پیش‌فرض IDE کند. فهرستی از نرم‌افزارهای معتبر و قدرتمند برای برنامه نویسی به زبان C/C++ – که همگی نرم‌افزارهای آزاد هستند – در اینجا آمده است.



    •   Qt Creator
    •   Code::Blocks
    •   CodeLite
    •   KDevelop
    •   Eclipse
    •   NetBeans
    •   Ultimate++ TheIDE
یکی از پرکاربردترین IDEها که برای برنامه ریزی سیستم‌های Embedded بکار برده می‌شود، Eclipse است. Eclipse شامل یک فضای کار اصلی است و با استفاده از افزونه‌ها (Plug-in) می‌توان محیط برنامه‌نویسی را به دلخواه گسترش داد. به عنوان مثال با استفاده از افزونه Eclipse CDT توسعه برنامه‌ها با زبان C/C++ امکان‌پذیر می‌شود. همچنین کامپایلر Eclipse را می‌توان به راحتی تغییر داد و کامپایلر کراس را جایگزین نمود. امکان استفاده از Remote Debugging با ابزار GDB روی بستر هدف در Eclipse وجود دارد. Eclipse روی سیستم‌‌عامل‌های ویندوز، لینوکس، مک و… به عنوان سیستم میزبان اجرا می‌شود. بنابراین محیط Eclipse این شرایط را ایجاد می‌کند که برنامه‌نویس به راحتی برنامه خود را بنویسد، برای سیستم هدف کامپایل کند، کد اجرایی را روی سیستم هدف بارگذاری نماید، و همچنین اجرای آن را خط به خط دنبال کند و اشکال‌ زدایی نماید.

اشکال زدایی و اجرای خط به خط (Trace And Debugging):

در توسعه نرم‌افزار وجود یک ابزار قدرتمند برای اشکال زدایی می‌تواند زمان و هزینه توسعه را به مقدار قابل توجهی کاهش دهد. خوشبختانه همان GDB که ابزار قدرتمند اشکال زدایی در PC برای Linux است در سیستم‌های Embedded نیز قابل استفاده است. GDB می‌تواند با Eclipse شامل افزونه CDT یکپارچه شود و تمام امکانات اشکال زدایی استاندارد را در اختیار برنامه نویس قرار می‌دهد.
جهت استفاده از GDB نیاز به راه اندازی GDB Server در Target و نرم‌افزار GDB که در BSP ارائه می‌شود داریم. GDB امکان ارتباط با سخت‌افزار Target را از طریق Ethernetو یا پورت سریال دارد. بنابراین در صورتی که طراحی سیستم Embedded به صورت سفارشی انجام می‌شود، باید پورت مناسب برای این منظور در سخت‌افزار پیش بینی شود.
 

2
مقالات الکترونیک / اسلات PCI
« : 26 تیر, 1396, 11:32:15  »
شناخت انواع اسلات های کارت های PCI
رابط اجزای دستگاه های جانبی ، که اختصارا  PCI نامیده می‌شوند، معمول ترین شیوه ارتباط کارت های  کنترل جانبی و سامانه های دیگر به مادربرد رایانه ها می‌باشند. ابداع این نوع اتصالات از اوایل سال های 1990 انجام شده و تا امروز نیز ادامه داشته و مورد استفاده قرار می‌گیرند. در حال حاضر تعداد سه نوع اتصال اصلی PCI به مادربرد وجود دارند (که معمولا به نام "اسلات²" شناخته می‌شوند.)
•   PCI های 64 بیتی
•   PCI های 32 بیتی و PCI-X سریع تر از PCI
•   PCI Express (PCI-E) انتقال سری یا سریال اطلاعات (دوطرفه)
انواع شکاف ها با یکدیگر تفاوت هایی دارند و دستگاه های مختلفی را به رایانه متصل می کنند. جاگذاری یک کارت PCI در شکاف  اشتباه باعث خرابی آن کارت خواهد شد، و می تواند بالقوه منجر به نابودی رایانه گردد.

PCI 64 بیتی :
 

شرکت LaCie  دیگر همه نوع محصولات سازگار با این نوع شکاف را تولید نمی‌کند. این کار در رایانه های شخصی معمول و رایج نبود، اما همه مدل های G4 و G3 رایانه های مکینتاش از آن ها استفاده می‌کردند. این شکاف سه قطعه‌ای  بوده، به نحویکه کوتاهترین قطعه در مرکز آن قرار می‌گیرد.
PCI و PCI-X 32 بیتی :
 
شرکت LaCie  تعداد وسیعی از انواع کارت ها را برای این نوع  اتصالات تولید می‌کند. تفاوت اسلات های PCI 32 بیتی و PCI-X طول متوسط شکاف در قطعه سمت چپی است. فقط  نوع PCI-X، این نوع قطعه پایانی را دارد. اضافه بر آن کارت های PCI 32 بیتی در شکاف های PCI-X به خوبی کار می‌کنند، اما کارت های PCI-X در شکاف های  PCI 32 بیتی کارآیی ندارند.
تقریبا مادربرد تمام رایانه های شخصی حداقل دارای یک اسلات PCI 32 بیتی می‌باشند. رایانه های مکینتاش مدل G5، تا زمانیکه برای سخت افزارهای خود از خنک کننده مایع استفاده کند، دارای شکاف های نوع PCI-X بودند. اپل می تواند با جستجوی شماره سریال رایانه G5 خود مطمئن شود که آیا شکاف PCI-X موجود است، یا باید به جای آن از شکاف  PCI-E استفاده نماید.
تفاوت این نوع شکاف ها با شکاف PCI 64 بیتی، از طریق سازماندهی قطعات آن قابل تشخیص می‌باشد. قطعه کوچک به جای آنکه در وسط شکاف باشد، در ابتدای شکاف قرار گرفته است.
PCI Express (PCI-E) :
 

بیشتر رایانه هایی که بعد از سال 2005 (شامل رایانه های مکینتاش) تولید شدند، با شکاف های نوع PCI-E مجهز گردیدند. این امر می‌توانست باعث ایجاد مشکل در تشخیص گردد، زیرا طول این نوع شکاف ها متفاوت بودند. این تنوع و تغییر فیزیکی در طول شکاف ها، "مسیر "  نامیده شدند، و معمولا با یک شماره به دنبال یک حرف x مشخص می‌شوند 1x 8x 16x ...) ). تصویر بالا یک شکاف PCI نوع 16x را نشان می‌دهد. یک شکاف 1x با همان قطعه کوچک شروع می‌شود، اما با قطعه کوچک دوم ادامه می‌یابد. مقادیر بیشتر "مسیر"، عموما مقادیر سرعت بالاتر را نشان می‌دهند. اکثر کارت های PCI-X دارای مقدار "مسیر" معادل 1x و یا 4x هستند ( با استثناء قابل ملاحظه در کارت های گرافیک، که اکثرا از نوع 16x می‌باشند.)
یک کارت توسعه یافته PCI-E با مقدار "مسیر" معادل 1x درون شکاف 16x نصب می‌شود. به دلیل اختلاف اندازه فیزیکی، باقیمانده شکاف خالی می‌ماند، اما این امری طبیعی بوده و مشکلی ایجاد نمی‌کند.
این شکاف با دیگر شکاف ها ( به خصوص کارت های PCI 32 بیتی ) از طریق مقایسه اندازه آنها قابل تفکیک و تشخیص می‌باشد. تمام اتصالات روی یک شکاف PCI-E به صورت قابل ملاحظه‌ای کوچکترند، و محل قرار آن در  مادربرد‌ از دیگر شکاف ها دورتر است.
__________________________________________________________________________
PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express)، به اختصار رسمی با عنوان PCIe یا PCI-E یک سیستم استاندارد خط انتقال سریع اطلاعات رایانه‌ای است، که برای جایگزینی سیستم های استاندارد خط انتقال اطلاعات قدیمی PCI, PCI-X و AGP  طراحی شده است. استاندارد PCIe نسبت به استاندارد های قدیمی بهبود قابل توجه و بی شماری یافته، که شامل افزایش حداکثر ظرفیت سیستم خط انتقال، تعداد کمتر و اندک I/O PIN و اشغال فیزیکی فضای کمتر، تصحیح کارآیی و توان بهتر برای دستگاه خط انتقال، کشف جزئیات بیشترخطاها ( Error ) و مکانیزم گزارش دهی ( گزارش خطای پیشرفته، AER )، و عملکرد بی عیب و نقص ورودی های فعال می‌باشد. ضمنا استاندارد PCIe با انجام ویرایش های جدید، پشتیبانی سخت افزاری برای شبیه سازی های I/O تدارک می‌بیند.
از رابط الکتریکی PCI Express خصوصا در استانداردهای بی شمار دیگری می‌توان استفاده نمود، خصوصا از این رابط ها میتوان در اکسپرس کارت های توسعه یافته بی شمار به عنوان لپ تاپ ها، و در NVMe به عنوان رابط حافظه های کامپیوتری استفاده کرد.
خصوصیات طرح توسط PCI-SIG ( گروه معتبر ویژه  PCI ) پشتیبانی شده و توسعه یافته‌اند، یک گروه شامل بیش از 900 کمپانی که PCI های متداول را پشتیبانی می‌کنند.
PCIe 3.0 آخرین استاندارد برای کارت های توسعه یافته است که در خط تولید قرار دارند و برای استفاده در مدرن ترین رایانه های شخصی، در دسترس قرار دارند.
قابل فهم اینکه، خط انتقال اطلاعات در PCI Express تبادل پرسرعت اطلاعات مابین خطوط انتقال PCI های قدیمی و PCI-X ها می‌باشد. یکی از مهمترین تفاوت ها بین خط انتقال PCI-Express و PCI های قدیمی، مکان شناسی خط انتقال است; PCI ازمعماری یک خط انتقال موازی مشترک استفاده می‌کند، که در آن PCI میزبان و تمام سامانه های دیگر، یک ست رایج آدرس ها، اطلاعات و خطوط کنترل را به اشتراک می‌گذارند. متقابلا، PCI Express پایه و اساس مکان شناسی نقطه به نقطه می‌باشد، که ارتباط لینک های سریال هر دستگاه را به میزبان تفکیک و مشخص می‌نماید.
در رابطه با پروتوکل های خطوط انتقال اطلاعات، ارتباطات PCI Express در یک بسته فشرده ذخیره می‌شوند. عملیات ذخیره سازی و باز کردن اطلاعات و ترافیک وضعیت و جایگاه پیام ها، توسط درگاه های PCI Express انجام می‌شوند ( بعدا توضیح داده می‌شود). تفاوت های بنیادین در سیگنال های الکتریکی و پروتوکل خط انتقال، معیارهای متفاوتی را در طراحی مکانیکال ( شکل ظاهری ) وهمچنین اتصالات توسعه یافته ایجاب می‌نمایند ( و متعاقب آن مادربرد و برد تطبیق دهنده جدید ); شکاف های PCI و PCI Express قابل تعویض نیستند. در سطح نرم افزاری، PCI Express از بروز اشکالات در سازگاری با PCI جلوگیری می‌نماید;  بازمانده سیستم نرم افزاری PCI می‌تواند دستگاه های PCI Express جدید را شناسایی و سازگار نماید، بدون آنکه سیستم پشتیبانی کاملی برای استاندارد PCI Express موجود داشته باشد، حتی با وجودیکه عملکردهای PCI Express جدید غیر قابل دسترسی هستند.
ارتباط PCI Express میان دو دستگاه می‌تواند در همه جا از 1 تا 32 مسیر داشته باشد. در یک ارتباط چند مسیره، بسته اطلاعاتی در پهنای مسیرها تقسیم بندی شده، ومیزان ظرفیت پذیرش اطلاعات در وسعت کل مسیر به نقطه اوج میرسد. در زمانی که دستگاه جدید در حال شناسایی و نصب می‌باشد، عملیات فهرست برداری از مسیر به صورت اتوماتیک نیز در حال انجام است و می‌تواند در نقطه انتهایی دیگر محدود شده و خاتمه پذیرد. به طور مثال، یک مسیر تکی کارت PCI Express ( 1x ) می‌تواند داخل یک شکاف چند مسیره جاگذاری و نصب گردد (4x, 8x  و ...)، و سیکل نصب نیز انتقال اتوماتیک  فهرست مسیر را  به صورت دو سویه با بالاترین سطح پشتیبانی انجام دهد. ارتباط قادر است به تنظیم آرایش خود رابصورت دینامیکی کاهش داده و مسیرهای کمتری را اشغال نماید، تا بدینوسیله تلرانس خطای کمتری را در صورت وجود مسیرهای خراب یا غیرقابل اطمینان، ارائه نماید. بر اساس استاندارد PCI Express شکاف ها و اتصالات  برای پهنای متعدد تعریف می‌شوند: 32x و 16x،12x ،8x،4x،1x. این امر خط انتقال PCI Express را از استفاده از هردو نوع نرم افزارهای هزینه بر، شامل نرم افزارهای کاربردی با توان بالا، نرم افزارهای گرافیکی سه بعدی، نرم افزارهای مخصوص شبکه ( اترنت 10 گیگابیت یا اترنت گیگابیت مولتی‌ پورت)، و حافظه های بزرگ ( SAS یا کانال های فیبری ) بی نیاز می‌کند.
به عنوان نقطه مرجع، یک دستگاه PCI-X ( 133 MHz 64-bit ) و یک دستگاه PCI Express 1.0 که از 4 مسیر استفاده می‌کنند ( 4x ) تقریبا مقدار 1064 MB/s اطلاعات را در نقطه اوج به صورت یک طرفه انتقال می‌دهند. خط انتقال PCI Express در زمانی که چندین دستگاه همزمان در حال انتقال اطلاعات هستند و یا اگر ارتباط با دستگاه جانبی PCI Express به صورت دو طرفه باشد، پتانسیل اجرایی بهتری از خط انتقال PCI-X را دارد.

 

3
مقالات الکترونیک / سیستم های فتوولتائیک
« : 13 خرداد, 1396, 09:28:05  »
فتوولتاییک(به انگلیسی: Photovoltaics) یا به اختصار PV، یکی از انواع سامانه‌های تولید برق از انرژی خورشیدی می‌باشد. در این روش با بکارگیری سلول‌های خورشیدی، تولید مستقیم الکتریسیته از تابش خورشید امکان‌پذیر می‌شود. سلول‌های خورشیدی از نوع نیمه رسانا می‌باشند که از سیلیسیوم یعنی دومین عنصر فراوان پوسته زمین ساخته می‌شوند. وقتی نور خورشید به یک سلول فتوولتاییک می‌تابد، بین دو الکترود منفی و مثبت اختلاف پتانسیل بروز کرده و این امر موجب جاری شدن جریان بین آنها می‌گردد. می‌توان فتوولتایک را در دسته فناوری‌های انرژی‌های تجدید پذیر (نوشو) قرار داد.

انرژی خورشیدی

مقدار انرژی تابشی خورشید بر روی کره زمین(در یک ساعت یا یک دقیقه(جمله باید تابع زمان باشد)) ۶۰۰۰ برابر کل مصرف انرژی‌های سالیانه بر روی زمین است که این مطلب نشان دهنده اهمیت توجه به این منبع در تامین نیازهای روزمره بشر است. اگر تا به حال انرژی خورشیدی رقیبی جدی برای سوخت‌های فسیلی محسوب نمی‌شده است، به دلیل پایین بودن تاریخی قیمت سوخت‌های فسیلی بوده است. اگر چه هنوز هم فناوری استفاده از انرژی خورشیدی به بلوغ خود نرسیده است، اما رسیدن به این تکامل نزدیک است. بسیاری از کشورهای جهان در تلاشند تا با جایگزینی انرژی  خورشیدی در تولید حرارت و الکتریسیته حداکثر استفاده از این منبع انرژی را به دست آورده و زیان‌های ناشی از مصرف سوخت‌های فسیلی را کاهش دهند.

تاریخچه فتوولتاییک

عبارت فتوولتاییک "Photovoltaic" ترکیبی از کلمه یونانی "Photos" به معنی نور با "Volt" به معنای تولید الکتریسیته از نور است. کشف پدیده فتوولتاییک به فیزیکدان فرانسوی آلکساندر ادمون بکرل نسبت داده می‌شود که در سال ۱۸۳۹ با چاپ مقاله‌ای Becquerel )، ۱۸۳۹( تجربیات خود را با باتری تر (Wet Cell) ارائه نمود. او مشاهده نمود که ولتاژ باتری وقتی که صفحات نقره‌ای آن تحت تابش نور خورشید قرار می‌گیرند، افزایش می‌یابد.
اما اولین گزارش از پدیده PV در یک ماده جامد در سال ۱۸۷۷ بود وقتیکه دو دانشمند کمبریج R.E. Day و W.G.Adams در مقاله‌ای به انجمن سلطنتی تغییراتی که در خواص الکتریکی سلنیوم وقتی که تحت تابش نور قرار می‌گیرد را، توضیح دادند  (Adams and Day)، ۱۸۷۷).
در سال ۱۸۸۳ Charles Edgar Fritts که یک مهندس برق اهل نیویورک بود، یک سلول خورشیدی سلنیومی ساخت که از برخی جهات شبیه به سلـولهای خورشیـدی سیلیکونی امروزی بود. این  سلول از یک ویفر نازک سلنیوم تشکیل شده بود که با یک توری از سیمهای خیلی نازک طلا و یک ورق حفاظتی از شیشه پوشانده شده بود. اما سلول ساخت او خیلی کم بازده بود. بازده یک سلول خورشیدی عبارت از درصدی از انرژی خورشیدی تابیده به سطح آن می‌باشد که به انرژی الکتریکی تبدیل شده باشد. کمتر از ٪۱۱ انرژی خورشیدی تابیده شده به سطح این سلول ابتدایی به  الکتریسیته تبدیل می‌شد. با وجود این، سلول‌های سلنیومی سرانجام در نورسنج‌های عکاسی به طور وسیعی بکار گرفته شد.

سلول های خورشیدی (فتوولتائیک)

عنصر اصلی فناوری فتوولتاییک، سلول خورشیدی است. سلول‌های فتوولتاییک (PV) که عموم آن را با نام سلول‌های خورشیدی می‌شناسند، از مواد نیمه رسانای حالت جامد تشکیل شده‌اند. سیلیکون، عمومی‌ترین ماده نیمه رسانا است که به واسطه  فراوانی آن در سلول‌های PV مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگر چه سیلیکون عنصر فراوانی است و درصد زیادی از پوسته زمین را تشکیل می‌دهد، ولی سلول‌های سیلیکونی به خاطر فرایند ساخت و خالص سازی سیلیکون، قیمت بالایی دارند.
سلولهای فتوولتائیک با استفاده از اشعه خورشید و سلو لهای خورشیدی، و با ایجاد اختلاف فشار الکتریکی در نیمه هادی‌هایی که بطور مناسب ساخته شده‌اند الکتریسیته تولید می‌شود. امروزه موثرترین و ارزان ترین سلولهای خورشیدی ماده‌ای به نام سیلیسم می‌باشد. ماسه یکی از منابع مهم سیلیسم بوده که پس از پالایش آن کریستال‌های سیلیسم بدست می‌آید و پس از بریده شدن به صورت صفحه آماده می‌شود. به عبارت دیگر سلول‌های فتوولتائیک که گاه نام سلولهای خورشیدی نیز به آن اطلاق می‌گردد از پولک‌هایی ساخته می‌شوند که نور را مستقیماً به الکتریسیته تبدیل می‌کند. این پولک‌ها همانند ترانزیستور معمولاً از لایه‌های نازک یک ماده نیمه هادی مانند سیلیکان با مقادیر کمی افزودنی‌های خاص به منظور ایجاد مازادی از الکترون در یک لایه و کمبودی از الکترون در لایه دیگر ساخته می‌شوند. فوتون‌های نور در یک لایه الکترو نهای آزاد را بوجود می‌آورند و یک رشته هادی، الکترونها را قادر می‌سازد که در یک مدار خارجی جریان یافته و به لایه‌هایی که فاقد الکترون است دسترسی پیدا کنند. پنلهای فتوولتائیک از نیمه هادی‌ها ساخته شده و با اتصال سیلیکونهای نوعP  و N شکل می‌گیرند. وقتی نور خورشید به یک سلول فتوولتائیک می‌تابد، به الکترون‌ها در آن انرژی بیشتری می‌بخشد. با تابش نور خورشید الکترون‌ها در نیمه هادی پلاریزه شده، الکترون‌های منفی در سیلیکون نوع N  و یون‌های مثبت در سیلیکون نوعP  بوجود می‌آیند. بدین ترتیب بین دو الکترود ، اختلاف پتانسیل بروز کرده و این امر موجب جاری شدن جریان بین آن‌ها می‌شود. از آنجا که سلو لهای PV  کوچک، شکننده بوده و تنها مقدار کمی برق تولید می‌کنند آنها را به صورت مدول شکل می‌دهند. مدو لها در اندازه‌های متنوع عرضه می‌گردند ولی برای سهولت جابجایی ابعاد آن‌ها به ندرت از ۹۰ سانتیمتر عرض در ۱۵۰ سانتیمتر طول تجاوز می‌کند. هنگامی که دو سلول با مدول در یک ردیف متصل می‌گردند ولتاژ آ نها دو برابر می‌شود و هنگامی که بصورت موازی به یکدیگر متصل می‌شوند جریان برق آن دو برابر می‌گردد.



اجزای اصلی یک سیستم فتوولتائیک

اجزا کلی یک سیستم فتوولتائیک عبارتند از: صفحه‌ها (پانل‌های) خورشیدی، باتری‌های ذخیره، مبدل برق مستقیم به متناوب، دستگاه کنترل کننده، سازه فلزی یا ساختمانی، کابل‌های ارتباط.

پانل های خورشیدی

عبارتند از تعدادی ماجول که به هم متصل شده‌اند و از اجتماع پانل‌ها آرایه‌ها به وجود می‌آیند. آرایه‌های فتوولتائیک به طور کلی به دو حالت سری یا موازی به هم متصل می‌شوند. این آرایه‌ها به حالت  ثابت و یا ردیاب متحرک که بنابر فصل با زاویه تابش خورشید خود را تطبیق می‌دهند، نصب می‌شوند. ردیاب‌ها بر دو نوع هستند، ردیاب‌هایی که بر روی یک محور و یا بر روی دو محور دوران می‌کنند و ردیاب‌ها همواره پانل‌های خورشیدی را در جهت تابش خورشید نگاه داشته بنابراین موجب افزایش راندمان خروجی پانل‌ها تا ۲ برابر می‌شوند.

باتری

بانک باتری معمولاً ۱۲ ولتی بوده و تعدادی باتری را شامل می‌شود و به صورت سری به هم متصل شده و ولتاژ مورد نیاز سیستم را تامین می‌نماید. در سیستم‌های منفصل از شبکه، انرژی ذخیره شده در باتری‌ها، در هنگام شب و یا مواقع ضروری دیگر به کار گرفته می‌شود. در سیستم‌های پشتیبانی در مواقع قطع برق شبکه سراسری از باتری استفاده می‌شود، سیستم‌های متصل به شبکه نیازی به باتری ندارند.

مبدل یا اینورتر

برق تولیدی توسط پانل‌های خورشیدی به صورت DC بوده و با کمک مبدل‌ها به برق AC تبدیل می‌گردد. مبدل‌ها در انواع و سایزهای مختلفی ساخته می‌شوند و برخی از آنها بازده بسیار بالایی دارند.

کنترلر شارژ باتری

دستگاه کنترل شارژ باتری در سیستم‌های فتوولتائیک منفصل از شبکه، به منظور جلوگیری از تخلیه کامل باتری‌ها و یا شارژ بیش از حد باتری‌ها به کار می‌رود. کلیه سیستم‌های استاندارد منفصل از شبکه خورشیدی خانگی دارای دستگاه کنترل شارژ باتری هستند.

سازه های فلزی یا ساختمانی

از اجزاء اصلی سیستم‌های فتوولتائیک بوده و نگهدارنده ماجول در جهت و زاویه خاص به سمت نور خورشید هستند. جنس سازه‌های ساختمانی از فلز یا مواد مصنوعی مقاوم در برابر عواملی نظیر باد و بارندگی می‌باشد. سازه‌های ساختمانی متناسب با موقعیت استقرار سیستم‌های فتوولتائیک طراحی و انتخاب می‌گردند.

انواع سامانه های فتوولتائیک

دو نوع اصلی از سامانه‌های فتوولتائیک (PV)برای استفاده در ساختمان‌ها وجود دارد: منفرد و متصل به شبکه. هنگامی که اتصال به شبکه برق ممکن نبوده و یا مورد دلخواه نباشد نیاز به یک سامانه منفرد می‌باشد. در چنین مواردی برای تأمین برق به هنگام شب و یا در روزهای ابری و نیز هنگام نیاز به حداکثر مقدار برق نیاز به چند انباره می‌باشد. اندازه آرایه هایPV طوری تنظیم می‌شود که هم بارهای معمول روز هنگام و هم شارژ انباره‌ها را مهار کنند. در یک سامانه متصل به شبکه، برای تغییر جریان مستقیم از آرایه PVبه جریان متناوب (AC)با ولتاژ مناسب شبکه نیاز به یک مبدل می‌باشد. باید توجه داشت که در این حالت نیازی به انباره وجود ندارد و بدین ترتیب صرفه جویی قابل توجهی هم در هزینه و هم در نگهداری سامانه، ایجاد خواهد شد. در سامانه‌های منفرد، الکتریسیته مازادی که در طول روز تولیده شده است برای استفاده در شب و یا روزهای تاریک و ابری در انباره‌ها ذخیره می‌گردد. از آنجا که قیمت مبدلها و سلولها و انباره گران می‌باشد، یک سامانه ترکیبی (هیبریدی) که از نیروی باد استفاده می‌کند اغلب مکمل ایده‌آل برای سامانهPV  می‌باشد چرا که نه تنها در طول شب باد می‌وزد بلکه در هوای بد نیز معمولاً باد قابل توجهی وجود دارد. علاوه بر آن در زمستان، زمانی که انرژی خورشیدی کمی برای برداشت وجود دارد هوا معمولاً باد خیزتر از تابستان می‌باشد. با این حال تمام مناطق برای استفاده از نیروی باد مناسب نیستند.

جهت گیری پنل های فتوولتائیک

حداکثر جمع‌آوری امواج تابشی خورشید زمانی اتفاق می‌افتد که گردآور (کلکتور)، عمود بر پرتوهای تابش مستقیم باشد. از آنجا که خورشید هم به صورت روزانه و هم سالانه حرکت می‌کند تنها یک گردآور لولایی دو محوری می‌تواند میزان جذب را در طول سال به حداکثر برساند. با این حال گردآورهای لولایی تنها در اقلیم‌های خشک که اکثراً دارای پرتوهای تابشی مستقیم می‌باشند می‌تواند برتری داشته باشد و حتی در آنجا نیز ۱۰ تا ۲۰ درصد امواج تابشی خورشید به صورت پخشی است. در اکثر اقلیم‌های آفتابی و مرطوب، حدود یک دوم امواج تابشی خورشید مستقیم می‌باشد در حالیکه در اقلیم‌های ابری ۸۰٪ یا بیشتر از امواج تابشی، پخشی می‌باشد. در صورت یکپارچگی با ساختمان نیز می‌بایست جهت‌گیری و زاویه مناسبی را مورد توجه قرار داد. بهترین زاویه برای یک آرایه PV اساساً تابع زمانی از سال است که بیشترین مقدار برق در آن مورد نیاز می‌باشد. اقلیم‌های گرم بیشترین الکتریسیته را در طول تابستان و برای تهویه مطبوع نیاز دارند در حالیکه اقلیم‌های سرد نیاز به حداکثر الکتریسیته در زمستان و برای پمپها و پنکه‌های سامانه‌های گرمایش و روشنایی دارند. معمولاً جهت گیری مطلوب رو به جنوب می‌باشد با این حال تا ۲۰ درجه به سمت شرق یا غرب از جهت جنوب افت بسیار ناچیزی در سامانه وجود دارد با این وجود مقدار بارهای روزانه می‌تواند بر جهت گیری تاثیر گذارد.

کاربرد سیستم های فتوولتائیک

از جمله موارد کاربرد سلول‌های فتوولتائیک عبارتند از: تأمین انرژی مورد نیاز حصارهای الکتریکی، تأمین روشنایی مناطق دور افتاده، سیستم‌های مخابراتی از راه دور، پمپاژ کردن آب، سیستم‌های تصفیه آب، تأمین برق مناطق روستایی، ماشین حساب، ساعت و اسباب‌بازی‌ها، سیستم‌های اضطراری، یخچال‌های نگهداری واکسن و خون برای مناطق دورافتاده، سیستم‌های تهویه استخرها، ماهواره‌ها و تجهیزات فضایی. به طور کلی کاربردهای سلول‌های فتوولتائیک را می‌توان به سه دسته طبقه‌بندی نمود: ۱- کاربردهای متصل به شبکه ۲- کاربردهای منفصل از شبکه ۳- کاربردهای  سیستم‌های پشتیبانی

کاربردهای متصل به شبکه سیستم های فتوولتائیک

طراحی سیستم‌های فتوولتائیک متصل به شبکه، به گونه‌ای است که هم‌زمان و به طور متصل به شبکه برق سراسری عمل می‌نمایند. یکی از اجزاء اصلی سیستم‌های فتوولتائیک متصل به شبکه، مبدل‌ها هستند که برق DC تولیدی توسط سلول‌های خورشیدی را متناسب با ولتاژ و توان شبکه برق منطقه‌ای به AC تبدیل نموده و در هنگام عدم نیاز، به طور خودکار انتقال نیرو را قطع می‌نماید. به طورکلی ارتباطی دو جانبه میان سلول‌های فتوولتائیک و شبکه انتقال نیرو وجود دارد به نحوی که اگر برق DC تولیدی توسط سیستم‌های فتوولتائیک بیش از نیاز سایت باشد، مازاد آن به شبکه برق سراسری تغذیه می‌گردد و در هنگام شب و مواقعی که به دلایل اقلیمی، امکان استفاده از نور خورشید وجود ندارد، بار الکتریکی مورد نیاز سایت توسط شبکه برق سراسری تأمین می‌گردد. همچنین در کاربردهای متصل به شبکه در صورتی که سیستم فتوولتائیک به دلایل تعمیراتی از مدار خارج گردد، برق مورد نیاز سایت از طریق شبکه برق سراسری تأمین خواهد شد.

کاربرد های منفصل از شبکه سیستم های فتوولتائیک

طراحی سیستم‌های منفصل از شبکه به گونه‌ای است که مستقل از شبکه برق سراسری عمل نموده و غالباً جهت تولید بار الکتریکی DC و یا AC طراحی می‌شوند. به منظور تولید برق توسط سیستم‌های منفصل از شبکه، می توان از توربین‌های بادی، ژنراتورها و یا از شبکه برق سراسری به عنوان نیروی کمکی استفاده نمود، به این گونه سیستم‌ها، هیبرید فتوولتائیک گویند. در سیستم‌های منفصل از شبکه به منظور ذخیره انرژی و بکارگیری آن در هنگام شب و یا مواردی که نور خورشید به اندازه کافی وجود ندارد از باتری استفاده می‌گردد.

سیستم های پشتیبانی

مهمترین کاربرد سیستم‌های پشتیبانی فتوولتائیکی، در طی دوره قطع برق شبکه سراسری است. یک سیستم پشتیبانی فتوولتائیک کوچک تأمین کننده برق مورد نیاز تجهیزاتی همچون روشنایی، کامپیوتر، تلفن، رادیو، فاکس و … می‌باشد و سیستم‌های بزرگ‌تر می‌توانند برق مورد نیاز تجهیزاتی همچون یخچال را در زمان قطع برق تأمین نمایند.

4
موتورها / موتور استرلينگ
« : 07 فروردین, 1396, 12:49:22  »
تاريخچه

موتور استرلينگ اولين بار در 27 سپتامبر در سال 1816 توسط رابرت استرلينگ در اسكاتلند (چنسري، ادينبرگ) اختراع شد كه امن‌تر و اقتصادي‌تر از موتورهاي بخار آن روزگار بنظر ميرسيد (از نظر انفجار). اولين نمونه قابل توجه در سال 1850 توسط پروفسور Mc Quorne Rankine ارايه شد و تقريباٌ 100 سال بعد به عنوان موتور استرلينگ به انواع موتورهاي گازي با چرخه بسته اطلاق شد.

با وجود اين موتورهاي اتو (Otto) و ديزل (Diesel) كه به ترتيب در سال‌هاي 1877 و 1893 اختراع شدند بيشتر مورد استقبال قرار گفتند (از لحاظ ظرفيت). بعد از مدتها در سال 1940 موتور استرلينگ دوباره مورد توجه قرار گرفت. در اين سال شركت فيليپس تحقيقاتي روي اين موتور بعنوان يك منبع توليد نيروي قابل حمل شروع كرد. در سال 1950 يك نمونهW  200 از اين موتور كه ميتوانست در قدرت‌هاي پايين كار كند آماده شد. اما اين موتور باز هم مورد استقبال قرار نگرفت زيرا مصادف شد با ورود ترانزيستور. از آن زمان تاكنون موتور استرلينگ در اروپا و آمريكا و 20 سال بعد در ژاپن مورد مطالعه دقيق قرار گرفته است خصوصاٌ بعد از شوك نفتي سال 1973. در حال حاضر نمونه‌هايي از اين موتور در سرتاسر جهان مورد استفاده قرار گرفته است. مثل موتور استرلينگ خورشيدي، چشمه‌هاي آب گرم، سيستم تهويه مطبوع استرلينگ، يخچال استرلينگ، سيستم توليد نيرو زيردريايي كه بي‌سروصدا بودن آن خيلي مهم است. در آينده‌اي نزديك شاهد نسل نويني از اين موتورها و كاربردهاي جديد آن خواهيم بود مثل:
Stirling Cryo – Coolero Vuilleumier Heat pump, Solar Power System, Underwater Vehicle
رابرت استرلينگ تا سن 86 سالگي در كليساي اسكاتلند بعنوان مبلغ مذهبي خدمت ميكرد و اوقات فراغت خود را روي ساخت و تكميل يك نمونه موتور گرمايي از اين نوع در كارگاه كوچك منزل خود ميگذراند.0

مزاياي موتور استرلينگ

امروزه از موتور استرلينگ در موارد بسيار تخصصي مثل زيردريايي و مولدهاي كمكي، جاييكه عملكرد بي‌سروصدا اهميت دارد، استفاده ميشود. اين موتورها يك دسته از موتورهاي حرارتي خاص هستند زيرا بازده آنها تقريباً نزديك ماكزيمم بازدهي است كه توسط تئوري پيش بيني ميشود (بازده چرخه كارنو). اين موتور با گاز كار ميكند. انبساط آن هنگام گرم شدن و انقباض آن هنگام سردشدن نيروي اين موتور را تامين ميكند. اين مقدار گاز بين دو انتهاي سرد و گرم در حركت است و هيچگاه از اين چرخه خارج نميشود. يك پيستون وظيفه انتقال گاز به دو منبع سرد و گرم را انجام ميدهد كه حركت آن ناشي از انبساط و انقباض حجم گاز است.

همانطور كه گفته شد اين گاز هيچوقت از موتور استرلينگ خارج نميشود. اين موتور برخلاف موتورهاي ديزلي يا بنزيني هيچ كانال تخليه ندارد زيرا اساس كار آن بر احتراق سوخت نيست بنابراين كاملاً بي صدا عمل ميكند. منبع تامين گرماي آن ميتواند انرژي خورشيدي، سوخت‌هاي فسيلي يا هر نوع گرماي اتلاف شده در طبيعت باشد.
نوعي از اين موتور بنام موتور استرلينگ خورشيدي كه توسط شركت Stirling Energy System Inc. تهيه شده است از سال 1984 تا حال حاضر مدت 20 سال است كه در نهايت بازدهي مؤثر در حدود 30000 ساعت تابش نور خورشيد را به انرژي الكتريكي تبديل كرده است. اين شركت در حال حاضر با سرمايه‌گذاري مشترك شركت بويينگ و دپارتمان انرژي ايالات متحده و لابراتوار ملي سانيدا (Sanida) مشغول كار روي استفاده اقتصادي از اين سيستم هستند.

موتور استرلينگ چگونه كار مي‌كند؟

موتورهاي استرلينگ دو پيستون دارند كه با هم اختلاف فاز زاويه‌اي 90 درجه دارند و دو مخزن دمايي مختلف دارند. گاز درون اين مجموعه كاملاً محبوس شده است و از مجموعه خارج نميشود. دو نوع اصلي اين موتورها عبارتند از موتورهاي استرلينگ دو پيستونه و موتورهاي استرلينگ جابجا كننده . كه نحوه كار هركدام در شكل‌هاي زير توصيف شده است.

اين دو نوع اصلي ميتوانند در مدل‌ها و ساختارهاي مختلف منطبق با نوع كاربرد آن طراحي شوند.
موتور استرلينگ يك موتور احتراق خارجي است و تقريباً مثل موتور بخار عمل ميكند اما سوخت آن موضوع مهمي نيست و ميتواند با هر منبع توليد گرما كار كند. گاز محصور شده در آن (هوا، هليوم يا هرچيز ديگر) با گرم شدن دچار افزايش فشار ميشود. اين افزايش فشار باعث هل دادن پيستون و انجام كار ميشود. گاز سپس سرد ميشود و فشار آن كاهش مييابد و پيستون دوباره به محل اوليه خود برميگردد. اين گاز مرتباً با همان مقدار گاز ثابت اوليه تكرار ميشود. در اين فرايند هيچ احتراق، جرقه، مصرف سوخت و ... اتفاق نمي‌افتد.


اين دو نوع اصلي ميتوانند در مدل‌ها و ساختارهاي مختلف منطبق با نوع كاربرد آن طراحي شوند.
موتور استرلينگ يك موتور احتراق خارجي است و تقريباً مثل موتور بخار عمل ميكند اما سوخت آن موضوع مهمي نيست و ميتواند با هر منبع توليد گرما كار كند. گاز محصور شده در آن (هوا، هليوم يا هرچيز ديگر) با گرم شدن دچار افزايش فشار ميشود. اين افزايش فشار باعث هل دادن پيستون و انجام كار ميشود. گاز سپس سرد ميشود و فشار آن كاهش مييابد و پيستون دوباره به محل اوليه خود برميگردد. اين گاز مرتباً با همان مقدار گاز ثابت اوليه تكرار ميشود. در اين فرايند هيچ احتراق، جرقه، مصرف سوخت و ... اتفاق نمي‌افتد.


خرید موتور استرلینگ

5
سنسور SW-18015 یک سنسور ارتعاش است که وقتی بایاس شود، میزان ولتاژ خروجی آن به شدت ارتعاش سنسور بستگی دارد.
بنابراین می توان با استفاده از این سنسور مداری ساخت که در صورت وجود ارتعاش و لرزش با یک مقدار معین، یک سیگنال خروجی تولید کند و وجود لرزش مورد نظر را اعلام نماید.


برای این کار لازم است که سنسور به درستی بایاس شده و ولتاژ خروجی آن با یک مقدار مرجع که توسط کاربر تنظیم می شود مقایسه شود. در صورتی که لرزش از حد مشخصی بالاتر رود، ولتاژ خروجی سنسور افزایش یافته و از مقدار مرجع بیشتر می شود این باعث می شود که وضعیت خروجی مقایسه کننده ولتاژ تغییر کند و وجود لرزش با میزان مشخص را اعلام نماید. شماتیک چنین مداری در شکل زیر قابل مشاهده است.


در این مدار LED1 و R1 کاملا اختیاری هستند و با وصل شدن تغذیه به مدار، LED1 روشن می شود که نشان دهنده وصل بودن تغذیه است. خازن C1 برای صاف کردن تغذیه استفاده شده است. سنسور SW-15015 از طریق مقاومت R2 بایاس شده است و ولتاژ سنسور به ورودی معکوس کننده مقایسه کننده ولتاژ LM393 متصل شده است. خروجی سنسور توسط خازن C2 فیلتر شده است تا خروجی پایدارتر و با نویز کمتری داشته باشد. یک ولتاژ مرجع که توسط پتانسیومتر P1 ایجاد و توسط کاربر تنظیم می شود، به ورودی غیر معکوس کننده مقایسه کننده ولتاژ متصل شده است. در صورتی که میزان لرزش افزایش یابد، ولتاژ ورودی معکوس کننده LM393 افزایش می یابد و در صورتی که از ولتاژ مرجع بیشتر شود، خروجی مقایسه کننده به وضعیت LOW رفته و LED2 روشن می شود که نشان دهنده وجود لرزش به حد تنظیم شده است.


6
مدار سنسور نور با استفاده از LED

اساس کار سنسور

LEDها قطعاتی هستند که اغلب برای تولید نور از آن ها استفاده می شوند اما در صورتی که اندکی با ساختمان LED آشنایی داشته باشید مشخص خواهد شد که در صورتی که به LED بایاس شده نور تابانده شود، موجب ایجاد یک جریان الکتریکی کوچک در آن به صورت معکوس خواهد شد. از این ویژگی می توان استفاده کرد و LED را به عنوان سنسور نور به کار برد. در صورتی که یک LED معمولی را با ولتاژ صفر ولت بایاس کنید، جریان نشتی معکوس آن در کمترین مقدار خود خواهد بود. علاوه بر این با توجه به ولتاژ بایاس کمتر از ولتاژ فروارد (معمولا ولتاژ فوروارد چندین ولت است) جریان فوروارد هم در LED با بایاس صفر ولت مشاهده نخواهد شد. در این حالت ولتاژ LED نزدیک به صفر است و فقط یک جریان معکوس کوچک در آن برقرار است که ناشی از نور تابیده شده به LED می باشد. مقدار این جریان به شدت نور تابیده شده بستگی دارد. توجه کنید که حساسیت LED با رنگ های مختلف به نور با طول موج های مختلف متفاوت است.

شرح عملکرد مدار

برای ساخت یک سنسور نور با LED، لازم است جریان ناشی از نور تابیده شده را به ولتاژ تبدیل کنیم تا بتوانیم سطح سیگنال را به حد لازم تقویت کنیم. با توجه به اینکه جریان ناشی از نور تابیده شده در محدوده نانو آمپر می باشد، می توان این جریان را از مقاومت در محدوده مگا اهم عبور داد تا یک ولتاژ با سطح قابل قبول ایجاد شود.
در مدار زیر، این کار توسط مقاومت R1 انجام شده است. از یک آپ امپ با ورودی CMOS با امپدانس ورودی بالا به منظور بایاس کردن و مقایسه ولتاژ استفاده شده است. امپدانس ورودی آپ اپ مورد استفاده باید به حدی زیاد باشد که جریان بایاس ورودی آن در محدوده پیکوفاراد باشد و با جریان نانو آمپری ناشی از نور در LED1 قابل مقایسه نباشد. با توجه به فیدبک منفی آپ امپ، ولتاژ دو سر LED تقریبا با هم مساوی و بنابراین ولتاژ بایاس LED صفر ولت است. در صورتی که نور کافی به LED تابانده شود، جریان ایجاد شده در دیود از طریق آپ امپ و مقاومت های R1 و R2 تقویت شده و ترانزیستور های Q1 و Q2 را که به صورت دارینگتون بسته شده اند را روشن می کند. ترانزیستور Q2 نیز LED2 را روشن می کند که می تواند با رله یا انواع مصرف کننده های دیگر جایگزین شود. در صورتی که نور به LED1 تابیده نشود، ولتاژ خروجی آپ امپ پایین بوده و ترانزیستورهای Q1 و Q2 خاموش خواهند ماند. کلیه قطعات این مدار در فروشگاه RoboEQ موجود است.


7
ساخت سنسور برای ربات های تعقیب خط

در این نوشته یک سنسور مادون قرمز مبتنی بر CNY70 که در فروشگاه موجود می باشد ارائه می شود. این سنسور در ربات های تعقیب خط کاربرد دارد. تراشه CNY70 یک اپتوکوپلر بازتابی مادون قرمز است که می تواند برای فواصل 5 تا 10 میلی متر به کار رود. این تراشه شامل یک LED مادون قرمز و یک فتوترانزیستور است. LED مادون قرمز نور نامرئی فرو سرخ را به بیرون تراشه ارسال می کند. در صورتی که در بیرون تراشه بازتاب کننده مناسبی مثل سطح سفید رنگ وجود داشت باشد، بخش قابل توجهی از نور ساطع شده به داخل تراشه بازتاب می شود و فتوترانزستور را روشن می کند. در صورتی که سطح بازتاب کننده وجود نداشته باشد و یا رنگ سطح سیاه رنگ باشد، مقدار زیادی از نور LED جذب می شود و بنابراین فتوترانزیستور فعال نمی شود. بر همین اساس می توان یک سنسور برای ربات های تعقیب خط ساخت تا بتواند خط سیاه را در سطح سفید رنگ تشخیص دهد. شماتیک این سنسور در شکل زیر مشاهده می شود.


در صورتی که تراشه CNY70 بر روی خط سیاه قرار گیرد، نور LED جذب شده و بنابراین فتوترانزیستور داخل تراشه روشن نمی شود. در این صورت جریانی در مقاومت R2 و پتانسیومتر P1 جاری نمی شود. در این صورت ولتاژ بیس ترانزیستور T1 در حدود صفر ولت و بنابراین T1 خاموش می شود. با خاموش بودن T1، ترانزیستور T2 نیز خاموش می باشد. با خاموش بودن ترانزیستور T2 ال ای دی D1 نیز خاموش می گردد و خروجی SIG در سطح ولتاژ High (پنج ولت) قرار می گیرد.
در صورتی که تراشه روی سطح سفید رنگ قرار گیرد، بخش قابل توجهی از  نور LED از سطح سفید رنگ بازتاب شده و فتوترانزیستور CNY70 را روشن می کند. در این صورت در مقاومت و پتانسیومتر P1 که به عنوان مقاومت متغیر استفاده شده است جاری می شود. در این صورت ولتاژ بیس T1 بالا می رود و ترانزیستور T1 و در نتیجه ترانزیستور T2 روشن می شوند. با روشن شدن ترنزیستور T2 ال ای دی D1 روشن می شود و خروجی SIG به سطح ولتاژ LOW (حوالی صفر ولت) می رود.
برای ساخت ربات مسیریاب از خروجی SIG این سنسور می توان استفاده کرد و بر اساس آن موتورها را روشن و خاموش کرد و یا اینکه این سیگنال ها به میکروکنترلر متصل و از طریق آن سرعت موتورها کنترل شود.
پتانسیومتر P1 که به عنوان مقاومت متغیر استفاده شده است برای تنظیم حساسیت و کارکرد سنسور می باشد و با تنظیم مناسب آن ، سنسور به خوبی کار می کند.
خازن C1 برای صاف کردن تغذیه به کار رفته است و خازن C2 برای فیلتر کردن خروجی سنسور CNY70 و در نتیجه خروجی SIG سنسور می باشد.
مقاومت R1 نیز به عنوان محدود کننده جریان LED تراشه ی CNY70 استفاده شده است. در صورت نیاز می توانید مقدار آن را کاهش دهید تا میزان تابش ال ای دی بیشتر شود.

8
آشنایی با قطعات / کابلشو چیست؟
« : 10 اسفند, 1395, 01:43:24  »
قطعه ای که برای اتصال دو یا تعاد بیشتر مدار الکتریکی به یکدیگر استفاده می شود کانکتور الکتریکی نام دارد. کانکتورها برای اتصالات دائم و یا موقت استفاده می شوند. کانکتورها قطعا یکی از مهمترین قسمت های وسائل الکتریکی امروزی هستند. انواع مختلفی کانکتور شامل ترمینال های بلوکی، فیش ها، سوکت ها، ترمینال های گیره ای، سر سیم و کابلشو، مفصل و غیره وجود دارد.
کابلشو ها (Cable lugs, Terminal ends, Temial Shoes) کانکتورهایی هستند که برای اتصال مطمئن کابل ها به تجهیزات برقی استفاده می شوند. گاهی کابلشو ها برای اتصال دو کابل به هم نیز استفاده می شوند. کابلشو ها برای ایجاد اطمینان در ایمنی تجهیزات و انسان استفاده می شوند. کابلشو ها بر اساس نیاز و کابردها مختلف می تواند به شکل های مختلفی طراحی و ساخته شوند. هدف اصلی در استفاده از کابلشو، اتصال صحیح، مطمئن و ایمن کابل ها می باشد.
کابلشو ها در زمان استفاده جریان های الکتریکی را به ادوات برقی هدایت می کنند. بسته به سایز کابل، میزان جریان متفاوت خواهد بود. کابلشوی نامناسب می تواند موجب قطع اتصال و یا اتصال کوتاه شود و خسارت های هزینه بر به دستگاه های برقی تحمیل کند. استفاده صحیح از کابلشو هم برای جلوگیری از رخ داد موارد فوق بسیار اهمیت دارد. کابلشو ها یکی از بهترین روش های اتصال کابل ها به تجهیزات می باشند. کابلشو ها به نحوی طراحی شده اند که استفاده از آن ها آسان باشد و نیازی به تعمیر و نگهداری نداشته باشند و یا تعمیر و نگهداری آن ها به آسانی انجام شود. این موضوع باعث شده که کابلشو ها به وفور در صنعت برق استفاده شوند.
جنس کابلشو ها بسته به جنس کابل ها انتخاب می شوند. کابلشوهای مسی کاربرد فراوانی دارند. گاهی از این کابلشو ها برای کاهش قطر کابل از یک محل به بعد استفاده می شود. برخی از کابلشو ها از جنس آلومینیوم ساخته می شوند که برای کابل های آلومینیومی استفاده می شوند. گاهی بر روی کابلشوها یک پوشش PVC جهت حفاظت در برابر برق گرفتی و یا اتصال کوتاه کشیده می شود. کابلشو و مفصل های بی متال نیز کابل شو هایی هستند که از یک طرف مسی و از یک طرف آلومینیوم هستند. کاربرد کابلشو بی متال و مفصل های بی متال برای اتصال کابل ها و یا کابل و ادوات از دو جنس مختلف مس و آلومینیوم است.


9
در این نوشته یک روش ساده لحیم کاری سریع و قوی بدون نیاز به برق، دستگاه مخصوص و فقط با استفاده از شعله معمولی کبریت و یا فندک ارائه می شود.


کاربرد این روش در ترمیم کردن سوراخ ها، شکاف ها و ترک خوردگی ها در مصارف صنعتی و خانگی بر روی انواع سطوح می باشد. این سطوح شامل موارد زیر است:

فلزات(آهن، چدن، مس، آلومینیوم، برنج و...)
پلاستیک(پلی اتیلن، پلی پروپیلن، جنت، فایبر گلاس، لوله سبز، پلیکا و...)
سنگ، چوب، سرامیک و...
انواع لوله جات، تانکرها، شوفاژ و مخازن آبی و قطعات اتومبیل های سبک و سنگین

بعد از جوش کاری محکم شدن اولیه طی 20 دقیقه و محکم شدن نهایی طی 7 ساعت انجام می شود.

برای استفاده کافی است که سطح مورد نظر را تمیز و خشک کرده و با سمباده ی همراه با کالا، سطوح را زبر کنید. سپس مطابق راهنمای کالا، لحیم را روشن و بر روی سطوح مورد نظر بچکانید.

برای خرید این کالا، اینجا کلیک کنید.

10
اسپری های کاربردی در صنعت الکترونیک

در این نوشته به معرفی چهار نوع اسپری مختلف که در تعمیرات و ساخت بوردهای الکترونیکی کاربرد فراوان دارند، پرداخته می شود. امروزه اسپری های مختلفی در بازارهای قطعات الکترونیک وجود دارد که آشنایی با کابرد آن ها می تواند در تعمیرات و ساخت و راه اندازی بوردهای الکترونیکی بسیار کمک کننده باشند. برخی از این اسپری ها کاربرد تمیزکنندگی، برخی کابرد محافظت کنندگی و برخی کاربرد سرد کنندگی دارند!

اسپری های تمیز کننده خشک

این اسپری های خشک هم برای تمیز کردن و هم برای رفع اشکال قطعات به کار می روند. کاربرد این اسپری ها در تمیز کردن بوردهای الکترونیکی، تمیز کردن و رفع اشکال انواع سوئیچ ها، تمیز کردن و رفع اشکال انواع اتصالات الکترونیکی و کانکتورها و افزایش هدایت الکتریکی آن ها می باشد. این اسپری ها بعد از استفاده اثر چرب کنندگی ندارند و محل اسپری شده را تمیز می کنند.


اسپرهای روان کننده و محافظ چرب

این اسپری ها برای روان سایزی حرکت قطعات و همچنین ایجاد یک لایه محافظ چرب برای جلوگیری از اکسید شدن فلزات می باشد. این اسپری ها در روان سازی کلید و سوئیچ ها، انواع موتور و وسایل متحرک و غیره به کار می رود و باعث جلوگیری از به وجود آمدن اکسید و زنگ زدگی قطعات و محل اتصال آن ها می گردد.


اسپری پلاستیک شفاف محافظ

این اسپری ها پس از خشک شدن، یک لایه شفاف محافظ پلاستیکی ایجاد می کنند که جهت عایق کردن مدارهای الکترونیکی در برابر شرایط آب و هوای مرطوب، ایزوله کردن مدار و جلوگیری از لرزش قطعات الکترونیکی می باشد. این اسپری برای محافظت و افزایش طول بوردهای الکترونیکی بسیار موثر می باشد.


اسپری سرد کننده

یکی از کاربردهای اسپری خنک کننده، یافتن قطعه ای از مدار است که گرم شدن آن باعث از کار افتادن یا بد کار کردن مدار می شود. با استفاده از این اسپری می توانید قطعات گرم شده را یکی یکی خنک کرده و تاثیر آن را بر عملکرد مدار مشاهده کنید. همچنین می توان از این اسپری برای سرد کردن قطعات و بررسی عملکرد مدار در دماهای پایین استفاده کرد. مشخصات و پارامترهای قطعات در دماهای مختلف تغییر می کند. این تغییرات می تواند حتی موجب از کار افتادن مدار گردد به طوری که ممکن است مداری که در دمای اتاق به خوبی کار می کند، در صورتی که در فصل زمستان در محیط باز قرار داده شود به خوبی کار نکند. در طراحی مدارها لازم است که به محیط مورد استفاده از مدار و دمای آن توجه شود و در صورتی که لازم است مداری در دماهای پایین کار کند، در هنگام طراحی به پارامترهای قطعات در دمای پایین توجه و بر اساس آن ها طراحا انجام شود. همچنین پس از طراحی بهتر است که با استفاده از روش های موجود مثل استفاده از اسپری خنک کننده، دمای قطعات کاهش داده شود و عملکرد مدار بررسی شود.


11
مدارهای تشخیص دود و اساس کار آن ها

مدارهای تشخیص دود معمولا مدارهای امنیتی و امینی هستند که وقوع آتش سوزی، گرمای زیاد یا اشکال در دستگاه های مختلف را تشخیص می دهند و بر اساس آن یک آلارم یا سیستم هایی نظیر اتفا حریق را فعال می کنند. روش های مختلفی برای تشخیص دود از طریق سنسورهای الکترونیکی وجود دارد. برخی از این روش مبتنی بر سنسورهای گاز هستند که به دود و گازهای موجود در آن مثل کربن دی اکساید و یا کربن مونو اکساید و... حساس هستند. این مدارها از طریق سنسورهای گاز میزان غلظت دود را به طور دائم اندازه می گیرد و در صورتی که غلظت از حد مشخصی بالاتر رود، آلارم فعال می گردد. برخی دیگر از مدارهای تشخیص دود مبتنی بر سنسورهای نوری هستند. با فزایش غلظت دود در فضا، شفافیت و در نتیجه قابلیت گذر دهی نور در هوا کاهش می یابد. با اندازه گیری میزان قابلیت گذر دهی نور در هوا از طریق سنسورهای نوری (مرئی و یا غیر مرئی) می توان وجود دود یا هر آلاینده ی رنگ داری را تشخیص داد.

معرفی مدار تشخیص دود مبتنی بر سنسور نوری

مداری که در این نوشته معرفی می گردد مبتنی بر سنسورهای نوری بوده و از یک سنسور اپتوکانتر که معمولا برای دورسنجی موتورها و یا به عنوان سنسور حرکت استفاده می شود، به عنوان تشخیص دهنده دود در فضا استفاده می کند. با افزایش غلظت دود در فضا، قابلیت عبور نور از یک طرف شیار اپتوکانتر به طرف دیگر آن کمتر می شود. بنابراین فتوترانزیستور موجود در اپتوکانتر توسط نور نامرئی(مادون قرمز) ارسالی توسط LED موجود در اپتوکانتر کمتر تحریک می گردد. از این ویژگی می توان در تشخیص دود استفاده کرد. برای دریافت شماتیک با اندازه اصلی اینجا کلیک کنید.


نحوه عملکرد مدار معرفی شده

همانطور که در مدار شکل بالا مشاهده می کنید، LED مادون قرمز اپتوکانتر توسط یک پتانسیومتر به عنوان مقاومت متغیر و یک مقاومت دیگر به صورت مستقیم بایاس شده است. پتانسیومتر R7 برای تنظیم حساسیت مدار به دود استفاده می شود. مقاومت R6 نیز به عنوان محافظ LED می باشد که در صورت صفر کردن مقاومت R7 توسط کاربر، جریان LED همچنان محدود و در حد قابل قبول باقی بماند. در حالت عادی نور LED به مقدار زیادی به فتوترانزیستور اپتوکانتر می رسد و آن را روشن می کند. با روشن شدن Q3 ولتاژ تغذیه روی مقاومت R2 افت می کند و بنابراین ولتاژ ورودی inverting مقایسه کننده ولتاژ LM358 برای حدود 0.2 ولت خواهد شد. این ولتاژ در صورت تنظیم صحیح R1 از ولتاژ ورودی non-inverting مقایسه کننده ولتاژ کمتر است بنابراین خروحی OUT1 در حالت High می باشد که باعث می شود Q1 روشن و لتاژ بیس Q2 نزدیک به صفر باشد. در نتیجه Q2 خاموش شده و بازر و ال ای دی آلارم نیز خاموش می مانند. از طریق پتانسیومتر R1 یک ولتاژ مرجع ثابت ایجاد و به ورودی non-inverting مقایسه کننده LM358 اعمال می شود. با افزایش غلظت دود، میزان نور رسیده به Q3 کم شده بنابراین میزان هدایت کنندگی آن کمتر می شود. در نتیجه جریان کلکتور کاهش یافته و افت ولتاژ روی R2 کاهش می یابد. در نتیجه با افزایش غلظت دود، ولتاژ ورودی inverting مقایسه کننده ولتاژ افزایش می یابد. در صورتی که این ولتاژ از ولتاژ مرجع که توسط پتانسیومتر R1 ایجاد شده بیشتر شود، خروجی OUT1 به حالت LOW رفته و Q1 خاموش می شود. با خاموش شدن Q1، ترانزیستور Q2 روشن و بارز و ال ای دی آلارم را روشن می کند.

ارتقای مدار

مدار بالا را می توان برای فعال کردن یک رله در زمان تشخیص دود تغییر داد و از طریق رله وسایل الکتریکی مثل فن های تهویه، سیستم های آب پاش و... را روشن کرد.

12
به اطلاع مشتریان گرامی می رساند، کانال تلگرام فروشگاه جهت ارائه تخفیفات، کالاهای جدید، مقالات و پروژه و اخبار تکنولوژی افتتاح گردید. برای عضویت اینجا کلیک کنید.


13
آنچه توسعه دهندگان نرم افزارهای Embedded از یک برنامه نویس نرم افزارهای عمومی بیشتر می دانند

در این نوشته آنچه توسعه دهندگان نرم افزارهای Embedded از یک برنامه نویس نرم افزارهای عمومی بیشتر می دانند بررسی می گردد. البته این به معنای آن نیست که هر آنچه یک توسعه دهنده برنامه های کامپیوتری می داند را یک توسعه دهنده نرم افزارهای Embedded نیز می داند. بلکه به این معناست که یک برنامه نویس برای آن که بتواند برای Embedded Systemها نرم افزار تولید کند با این موارد درگیر خواهد شد.


1- دانش سخت افزار

توسعه دهنده نرم افزارهای Embedded باید به طور کامل سخت افزاری که برای آن برنامه می نویسند را بشناسند. در سیستم های Embedded سخت افزار برای کاربردهای مختلف سفارشی شده و از امکانات معمول در سیستم های کامپیوتری خانگی خبری نیست. محدودیت های سرعت پردازش، میزان حافظه و غیره اهمیت بیشتری دارند و برنامه نویس باید از امکانات سخت افزاری به بهترین روش ممکن استفاده کند. برنامه نویس نرم افزارهای عمومی به طور کاملا مستقل از سخت افزار می توانند نرم افزار مورد نظر را توسعه دهند و قریبا لازم نیست که اطلاعات خاصی از سخت افزار داشته باشد.

2- توانایی راه اندازی تجهیزات جانبی

در توسعه نرم افزارهای Embedded پیچیدگی کار لزوما به تعداد خطوط برنامه ارتباط ندارد. ممکن است که یک برنامه 50 خطی زمان زیادی از برنامه نویس بگیرد تا بتواند سخت افزار را به نحو مناسبی با تجهیزات جانبی مثل سنسورها و غیره هماهنگ و مرتبط کند. تنظیم تاخیر ها، تنظیم اولویت های پاسخ دهی به وقفه های و مسائلی از این دست پیچیدگی نرم افزارهای Embedded را تعیین می کنند و لزوما تعداد خطوط برنامه با پیچیدگی برنامه مرتبط نیست. یک مثال دیگر پیاده سازی پروتکل های ارتباطی است. ممکن است لازم باشد ساعت ها وقت لازم باشد تا مستندات پروتکل ارتباطی بررسی شود تا توسعه دهنده نرم افزارهای Embedded یک برنامه جمع و جور برای پیاده سازی این پروتکل ارتباطی بنویسد.
در توسعه نرم افزارهای عمومی کامپیوتری، اصولا تعداد خطوط بیشتر به معنای برنامه پیچیده تر با کارکردهای بیشتر است.

3-کنترل سیستم علاوه بر الگوریتم و پردازش داده

توسعه دهنده نرم افزار Embedded در درجه اول باید با برنامه خود سیستم را کنترل و سخت افزار را مدیریت کند. علاوه براین باید بتواند در قالب مدیریت سیستم، اطلاعات را از دنیای خارج دریافت و پردازش کند و احتمالا خروجی هایی تولید کند و یا بر اساس داده های ورودی سخت افزار را مدیریت کند. این در حالی است که نرم افزارهای عمومی اصولا حول الگوریتم و داده هستند و اصولا یا محاسباتی را انجام می دهند و یا داده ها را ذخیره سازی، پردازش و یا نمایش می دهند.

4- برنامه نویسی برای پردازنده های روی PCB

روند توسعه نرم افزار برای Embedde Systemها به این صورت است که از یک سیستم کامپیوتری برای توسعه نرم افزار و انتقال آن به Embedded Sytem و دیباگ کردن استفاده می شود. این در حالی است که توسعه دهندگان نرم افزارهای عمومی نرم افزار را در محیطی ایجاد می کنند که در همان محیط  نیز اجرا خواهد شد. آشنایی با روش های انتقال نرم افزار به Embedded System، دیباگ کردن و غیره آن مواردی هستند که یک توسعه دهنده نرم افزارهای کامپیوتری به آن ها برخورد نخواهد کرد.

5- عیب یابی با اسیلوسکوپ و لاجیک آنالایزر به جای BreakPointها

عمدتا عیب یابی نرم افزارهای Embeddeed با بررسی سیگنال های الکترونیکی که توسط سخت افزار و تحت هدایت نرم افزار ایجاد می گردند، انجام می شود. این بررسی ها با اسیلوسکوپ، لاجیک آنالایزرها و مالتی متر و غیره انجام می شود. در واقع این بررسی ها مشخص می کنند که آیا ارتباط سخت افزار با تجهیزات جانبی و دنیای خارج به طور موثر برقرار شده یا خیر. این در حالی است که دیباگ کردن نرم افزارهای کامپیوتری از طریق Break Point ها و بررسی مقادیر متغیرها در IDE انجام می شود.

14
فلایت کنترلرها(Flight Controllers) یکی از اجزای مهم در کواد کوپتر ها و به طور کلی مالتی کوپترها هستند. فلایت کنترلر یک پردازنده سریع است که اطلاعات را از سنسورهای مختلف دریافت و بر اساس آن ها وسیله پرنده را در هوا به صورت پایدار نگه می دارد. در حین پرواز، اطلاعات ارسالی از طریق رادیو کنترل نیز پردازش و بر اساس آن وسیله پرنده هدایت می گردد. انواع مختلفی از فلایت کنترلرهای تجاری و غیر تجاری وجود دارد که یکی از آن ها فلایت کنترلر KK 2.1.5 می باشد. در این راهنما به بررسی منوهای این فلایت کنترل می پردازیم. این فلایت کنترلر شامل منوهای نسبتا کاملی برای تنظیمات، کالیبراسیون و تست و اشکال یابی دارد.


راهنما را از اینجا دریافت کنید.

15
شبیه سازی مدارها

یکی از مشکلات افرادی که تازه به طراحی و ساخت مدارهای الکترونیکی روی آورده اند انجام محاسبات مربوط به مدارها می باشد. این محاسبات نیاز به دانش کافی در هر دو زمینه ریاضیات و الکترونیک دارد. برخی از این محاسبات توسط ماشین حساب ها نیز قابل انجام نیست (مثلا حل یک معادله غیر خطی نمایی). نرم افزارهای مختلفی برای شبیه سازی و انجام محاسبات مرتبط وجود دارد که در این نوشته یکی از موارد جالب، کم حجم و رایگان آن ها معرفی می شود.

نرم افزار Solve Elec

نرم افراز Solve Elec با توجه به اسم آن نرم افزاری است که وظیفه انجام محاسبات را بر عهده می گیرد. در این نرم افزار از اولین مرحله یعنی رسم مدارتا آنالیز و تهیه نتایج شبیه سازی قابل انجام است. با این نرم افزار می توانید مدارهای مختلفی که به ذهنتان می رسد را بررسی و شبیه سازی کنید. در ادامه برخی از قابلیت های این نرم افزار ارائه شده است.

همه امکانات در یک صفحه

یکی از ویژگی های Solve Elec آن است که همه امکانات مورد نیاز از المان های مداری تا نتایج شبیه سازی را در یم پنجره نمایش می دهد و شما نیاز به رفتن به پنجره های مختلف ندارید.

نمای نرم افزار

دارای دو حالت شبیه سازی DC و AC

در حالت DC منابع DC هستند و در حالت AC منابع سینوسی و هم فرکانس هستند. در این دو حالت امکان شبیه سازی مدار وجود دارد که برای بسیاری از کاربردهای آماتوری کافی می باشد.

آنالیز مدار و مدار معادل

نرم افزار Solve Elec می تواند مدار معادل هر مداری که شامل المان های خطی باشد را از هر دو نقطه دلخواه محاسبه و ارائه کند. به عبارت دیگر این نرم افزار می تواند مقاومت معادل مجموعه ای از مقاومت ها و مدار معادل تونن را محاسبه و ارائه کند.

آنالیز و تعیین مدار معادل

شبیه سازی پاسخ فرکانسی

نرم افزار Solve Elec می تواند مدار را در فرکانس های مختلف مورد آزمایش قرار دهد و عملکرد آن را در یک طیف فرکانسی مشخص نمایش دهد. این آنالیز به وِیژه برای بررسی عملکرد انواع فیلترها بسیار مورد نیاز است. در این شبیه سازی فقط باید از یک منبع ولتاژ و یک ولتمتر استفاده کنید. به عبارت دیگر مدار باید تک ورودی و تک خروجی باشد. برای بررسی خروجی های مختلف می توانید از چندین مرحله شبیه سازی استفاده کنید و اگر مدار شما خطی باشد از خاصیت جمع آثار و چندین مرحله شبیه سازی استفاده کنید.

پاسخ فرکانسی فیلتر پایین گذر

اندازه گیری های مختلف

نرم افزار شامل چندین ابزار مختلف اندازه گیری شامل آمپرمتر و ولت متر است که می توانید در نقاط مختلف مدار قرار دهید و اندازه گیری های ولتاژ و جریان را انجام دهید. نتایج این اندازه گیری ها شامل مقادیر و فرمول مورد استفاده برای اندازه محاسبه آن ها خواهد بود که به افراد مبتدی این امکان را می دهد که برخی از روش های محاسبه را متوجه شده و در صورت نیاز خیلی سریع آن ها را به صورت دستی و سرانگشتی انجام دهند. همچنین ارتباط هر یک از این پارامترها با مقادیر المان های مدار از طریق فرمول ها آشکار شده و مثلا مشخص می شود که برای افزایش جریان کدام ولتاژ ها افزایش یابند و غیره.
اندازه گیری های ولتاژ نسبت به نقطه زمین در مدار می باشد که توسط شما محل آن مشخص می گردد.
سایر اندازه گیری ها شامل توان مصرف شده در قطعات یا توان تولیدی منابع تغذیه است. این محاسبات به راحتی و اتوماتیک انجام می شوند.

رسم آسان مدارها

با استفاده از ابزارهای موجود در برنامه Solve Elec می توانید به راحتی مدارها را رسم و شبیه سازی کنید. قطعات هم دارای نماد امریکایی و هم نماد اروپایی هستند که می توانید به دلخواه انتخاب کنید. در این نرم افزار قطعات و سیم ها نمی توانند از روی هم رد شوند اما سیم های می توانند با یا بدون تماس از روی هم رد شوند.

تنظیم پارامترهای المان ها و محدودیت های آن ها

در نرم افزار می توانید پارامترهای هر یک از قطعات مثل  ولتاژ بایاس مستقیم دیود ها و غیره را تغییر دهید. همچنین در صورتی که یک قطعه خارج از محدوده تحمل قرار گیرد نرم افزار به شما هشدار خواهد داد.

تنظیم پارامترهای قطعات و نام گذاری نِت ها

ارائه گزارش

یکی از ویژگی های جالب نرم افزار ارائه یک گزارش از طراحی مدار است. در یک منو می توانید المان ها، فرمول ها، نمودار ها و آنچه لازم است را انتخاب کنید تا نرم افزار یک گزارش آماده به شما تحویل دهد.

دریافت و نصب نرم افزار

نسخه 2.5 این نرم افزار با حجم حدود 3 مگابایت برای سیستم عامل های ویندوز و مک به صورت رایگان در دسترس است. پس نرم افزار Solve Elec را از اینجا دریافت و امتحان کنید.

صفحه: [1] 2 3 ... 7