عنوان :

تحقیق اندازه گیری کننده ی سلف،خازن و مقاومت و انتقال اطلاعات به

صورت سریال (  RLCمتر)

تعداد صفحات : ۸۳

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

با توجه به پیشرفت روز افزون علم الکترونیک و دقت در ساخت وسایل الکترونیکی حساس، به دستگاه هایی نیاز خواهیم داشت که در همان گام نخست، دقت کار و دقت در طراحی را برای ما روشن سازد. این مدار می تواند سلف ، خازن و مقاومت را اندازه گیری نموده و مقادیر اندازه گیری شده را برروی صفحه نمایشگر نمایش دهد و  همچنین از طریق ارتباط سریال مقادیر اندازه گیری شده را به سیستم های دیگر از جمله کامپیوتر منتقل کند.

سلف یک عنصر غیر فعال الکترونیکی است که می تواند انرژی الکتریکی را در مجاورت یک هادی و در داخل یک میدان مغناطیسی که به وسیله جریان الکتریکی موجود در هادی به وجود آمده، ذخیره کند. توانایی سلف برای ذخیره انرژی ضریب خود القایی گفته می شود و واحد آن نیز هانری می باشد.

خازن عبارت است ازاجتماع دو یا چند صفحه که در بین آنها یک ماده عایق بنام دی الکتریک قرار گرفته به نحوی که بتواند انرژی الکتریکی را در خود ذخیره نماید. مقاومتهااجزایی هستندکه مقاومت مدار رازیاد میکنند.

ارتباط سریالUSARTیکی از پروتکل‌های ارتباطی سریال است که توسط رایانه‌ها نیز حمایت می‌شود. لذا برای برقراری ارتباط میان رایانه ها و میکروکنترلرها نیز از این پروتکل استفاده می‌شود.

واژه های کلیدی: سلف ، خازن و مقاومت، ارتباط سریال

فهرست مطالب

مقدمه    ۱
فصل اول     ۲
پیکره بندی و اصول اولیه ی پروژه    ۲
۱-۱ مقدمه ای بر کل مدار    ۳
۲-۱ پیکره بندی تجهیزات پروژه    ۴
۱-۲-۱ سلف    ۴
۲-۲-۱ بررسی فیزیکی    ۴
۳-۲-۱ ساختمان سلف    ۵
۴-۲-۱ خازن و انواع آن    ۵
۵-۲-۱خازن های بدون قطب    ۶
۶-۲-۱ خازن های قطب دار    ۸
۷-۲-۱ مقاومت الکتریکی    ۱۱
۸-۲-۱ تاثیر سطح مقطع بر مقاومت الکتریکی    ۱۱
۹-۲-۱ انواع مقاومت ها     ۱۱
۱۰-۲-۱ آی سی LM311    ۱۲
۱۱-۲-۱ ارتباط سریال USART    ۱۳
۱۲-۲-۱ مشخص کردن نحوه عملکرد و پروتکل انتقال سریال    ۱۵
۱۳-۲-۱LCD    ۱۹
۱۴-۲-۱ Resolution یا تفکیک پذیری    ۲۰
۱۵-۲-۱ Response timeیا زمان پاسخگویی    ۲۰
۱۶-۲-۱  Viewing angle    ۲۰
۱۷-۲-۱Brightnessیا روشنایی     ۲۰
۱۸-۲-۱Contrast ratio     ۲۱
۱۹-۲-۱LCDهای LEDچیست؟    ۲۲
۲۰-۲-۱میکروکنترلر ATMEGA32    ۲۳
۲۱-۲-۱نحوه کار میکروکنترلر     ۲۶
۲۲-۲-۱ساختمان داخلی میکروکنترلر     ۲۶
۲۳-۲-۱ تفاوت میکروپروسسور و میکروکنترلر     ۲۷
معرفی انواع میکروکنترلر     ۲۷
۲۴-۲-۱ عیب میکروکنترلر     ۲۷
میکروکنترلر PLC     ۲۸
میکروکنترلرAVR     ۲۸
بهره های کلیدی AVR     ۲۸
۲۵-۲-۱راههای مختلف برای عمل برنامه ریزی     ۳۰
۲۶-۲-۱ طراحی برای زبان های BASIC وC     ۳۱
۲۷-۲-۱ تغذیه سوئیچینگ     ۳۳
فصل دوم    ۴۰
۱-۲ شرح کار پروژه    ۴۱
۱-۱-۲ چگونگی استفاده از دستگاه     ۴۱
۲-۱-۲ توضیحات قطعات داخلی    ۴۲
۲-۲ نقشه شماتیک مدار     ۴۴
۳-۲ نقشه PCB مدار     ۴۵
۴-۲ برنامه نویسی     ۴۶
ضمیمه ۱-۱     ۶۸
ضمیمه ۲-۱     ۷۱
منابع و مآخذ     ۷۴

منابع و مآخذ:

دکتر رضایی امیرحسین – مهندس ذهابی محمد رضا؛ اندازه گیری الکترونیکی. تهران، نشر ققنوس ، ۱۳۸۸٫

مقدمه

با توجه به پیشرفت روز افزون علم الکترونیک و دقت در ساخت وسایل الکترونیکی حساس، به دستگاه هایی نیاز خواهیم داشت که در همان گام نخست، دقت کار و دقت در طراحی را برای ما روشن سازد. این مدار می تواند سلف ، خازن و مقاومت را اندازه گیری نموده و مقادیر اندازه گیری شده را برروی صفحه نمایشگر نمایش دهد و  همچنین از طریق ارتباط سریال مقادیر اندازه گیری شده را به سیستم های دیگر از جمله کامپیوتر منتقل کند.

کاربرد اصلی این مدار برای افزایش و بهبود کیفی و کمی مدارات و همچنین قطعات به کاربرده شده در مدارات می باشد. عمده ترین استفاده ی این مدار میتواند در تعمیرات، جهت تشخیص خطای مقادیر المانها که بر اثر حرارت ، استفاده ی مداوم و… ایجاد می شود، مورد توجه قرار گیرد.

۱ـ۱ مقدمه ای بر کل مدار

: ATMEGA 32هسته اصلی این دستگاه میکروکنترلر AVR می باشدکه بخش اصلی پردازش اطلاعات در این قسمت صورت می گیرد و همچنین وظیفه اندازه گیری مقادیر و تبدیل اطلاعات را به عهده دارد. میکروکنترلر استفاده شده ATMEGA32می باشد و با زبان BASCOM برنامه نویسی شده است.

SEARIAL PORT :انتقال اطلاعات به صورت سریال برای دستگاه های جانبی از جمله کامپیوتر.

Measurement inductance: با استفاده از آی سی LM311 یک اسیلا تور  LC موازی ساخته شده که خازن آن ثابت و دارای یک سلف ثابت و سلف متغیر می باشد که با تغییر سلف متغیر فرکانس خروجی تغییر کرده و با استفاده از فرمول  می توان مقدار سلف مجهول را بدست آورد.

Measurement capacitor: برای اندازه گیری خازن از یک مدار RC سری با مقاومت های مختلف که رنج خازن اندازه گیری را تعیین می کند و با استفاده از رابطه  و ثابت بودن مقاومت می توان مقدار خازن مجهول را بدست آورد.

Measurement resistanc: این قسمت با استفاده از تعدادی مقاومت ثابت و تقسیم مقاومتی بین مقاومت مجهول و مقاومت های ثابت می توان مقدار مقاومت مجهول را بدست آورد.

LCD: صفحه نمایشگر می باشد که اطلاعات را روی خود نمایش می دهد.

KEY: توسط کیبورد می توان تغییرات را روی دستگاه اعمال نمود.

SWITCH: توسط رله ها می توان کمیت های اندازه گیری را تغیر داد.

Power supply: ولتاژتغذیه مدار تامین ولتاژ ۵ ولت برای قطعات.

 ۱ـ۲ پیکره بندی تجهیزات پروژه

۱-۲-۱سلف

سلف یک عنصر غیر فعال الکترونیکی است که می تواند انرژی الکتریکی را در مجاورت یک هادی و در داخل یک میدان مغناطیسی که به وسیله جریان الکتریکی موجود در هادی به وجود آمده، ذخیره کند. توانایی سلف برای ذخیره انرژی ضریب خود القایی گفته می شود و واحد آن نیز هانری می باشد.

۲-۲-۱ بررسی فیزیکی

خود القایی ( با واحد هانری ) در اثر شکل گیری میدان مغناطیسی حول یک حامل هادی جریان به وجود می آید و همواره با تغییرات جریان در هادی مقابله می کند. جریان الکتریکی در هادی ، یک شار مغناطیسی متناسب با جریان می سازد. بروز یک تغییر در این جریان موجب تغییر در شار مغناطیسی می شود که طبق قانون فارادی یک نیروی محرکه الکتریکی ( EMF ) در جهت عکس تولید کرده و این نیرو در مخالفت با این تغییر به وجود آمده، عمل می کند. ضریب خود القایی مقیاسی است برای اندازه گیری مقدار EMF تولید شده در ازای یک واحد تغییر در جریان.

 ۳-۲-۱ ساختمان سلف

یک سلف معمولاً از یک سیم پیچ ساخته شده از یک ماده هادی – معمولاً سیم مسی – که بر روی هسته ای از هوا یا ماده ای فرومغناطیسی پیچیده شده، ساخته می شود. مواد تشکیل دهنده هسته با ضریب نفوذپذیری بیشتر از هوا، میدان مغناطیسی را افزایش داده و آن را کاملاً در سلف محبوس می کند و به این وسیله باعث افزایش خود القایی می شود.. در فرکانس های بالاتر از صوت، فریت های نرم به طور گسترده ای به عنوان هسته مورد استفاده قرار می گیرند زیرا بر خلاف آلیاژ های معمولی که در فرکانس های بالا انرژی زیادی را تلف می کنند، تلفات زیادی ندارد و این به دلیل منحنی هیسترزیس باریک آن ها می باشد و اینکه مقاومت اهمی این نوع هسته ها از برقراری جریان گردابی جلوگیری می کند. سلف ها در شکل های مختلفی موجود می باشند. بیشتر آن ها به شکل یک سیم عایق شده ( سیم لاکی ) که بر روی یک بوبین از جنس فریت پیچیده شده است و دو سر سیم ها در بیرون آن آزاد هستند، ساخته می شوند و حال آنکه در بعضی دیگر، سیم پیچ به طور کامل در فریت قرار می گیرد که این گونه سلف ها را حفاظت شده ( shielded ) می نامند. دسته ای از سلف ها دارای هسته متغیر می باشند که این امکان، قابلیت تغییر دادن ضریب خودالقایی سلف را فراهم می سازد.

۴-۲-۱ خازن و انواع آن

خازن عبارت است ازاجتماع دو یا چند صفحه که در بین آنها یک ماده عایق بنام دی الکتریک قرار گرفته به نحوی که بتواند انرژی الکتریکی را در خود ذخیره نماید.

خازن ها انرژی الکتریکی را نگهداری می کنند و به همراه مقاومت ها ، در مدارات تایمینگ استفاده می شوند . همچنین از خازن ها برای صاف کردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم استفاده می شود . از خازن ها در مدارات بعنوان فیلتر هم استفاده می شود . زیرا خازن ها به راحتی سیگنالهای غیر مستقیم AC را عبور می دهند ولی مانع عبور سیگنالهای مستقیم DC می شوند.
ظرفیت معیاری برای اندازه گیری توانایی نگهداری انرژی الکتریکی است . ظرفیت زیاد بدین معنی است که خازن قادر به نگهداری انرژی الکتریکی بیشتری است. واحد اندازه گیری ظرفیت فاراد است . ۱ فاراد واحد بزرگی است و مشخص کننده ظرفیت بالا می باشد . بنابراین استفاده ازواحدهای کوچکتر نیز در خازنها مرسوم است . میکروفاراد µF ، نانوفاراد nF و پیکوفاراد pF واحدهای کوچکتر فاراد هستند .

µ means 10-6 (millionth), so 1000000µF = 1F
n means 10-9 (thousand-millionth), so 1000nF = 1µF
p means 10-12 (million-millionth), so 1000pF = 1nF

مهمترین نوع خازنهایی که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد:

۱-خازنهای واریابل وتریمر ها
۲-خازنهای سرامیکی
۳-خازنهای میکا
۴-خازنهای پلی استر
۵-خازنهای کاغذی
۶-خازنهای مومی وروغنی
۷-خازنهای الکترولیت
۸-خازنهای تانتالیوم
۹-خازنهای مایلر

دو نوع اصلی آنها ، با پلاریته ( قطب دار ) و بدون پلاریته ( بدون قطب ) می باشد.

۵-۲-۱خازنهای بدون قطب

خازن های بدون قطب معمولا خازنهای با ظرفیت کم هستند و میتوان آنها را از هر طرف در مدارات مورد استفاده قرار داد . این خازنها در برابر گرما تحمل بیشتری دارند و در ولتاژهای بالاتر مثلا ۵۰ ولت ، ۲۵۰ ولت و … عرضه می شوند.

پیدا کردن ظرفیت این خازنها کمی مشکل است. چون انواع زیادی از این نوع خازنها وجود دارد و سیستم های کد گذاری مختلفی برای آنها وجود دارد . در بسیاری از خازن ها با ظرفیت کم ، ظرفیت بر روی خازن نوشته شده ولی هیچ واحد یا مضربی برای آن چاپ نشده و برای دانستن واحد باید به دانش خودتان رجوع کنید . برای مثال بر ۱/۰ به معنی ۰٫۱µF یا ۱۰۰ نانوفاراد است.  گاهی اوقات بر روی این خازنها چنین نوشته می شود ( ۴n7 ) به معنی ۷/۴ نانوفاراد . در خازن های کوچک چنانچه نوشتن بر روی آنها مشکل باشد از شماره های کد دار بر روی خازن ها استفاده می شود . در این موارد عدد اول و دوم را نوشته و سپس به تعداد عدد سوم در مقابل آن صفر قرار دهید تا ظرفیت بر حسب پیکوفاراد بدست اید . بطور مثال اگر بر روی خازنی عدد ۱۰۲ چاپ شده باشد ، ظرفیت برابر خواهد بود با ۱۰۰۰ پیکوفاراد یا ۱ نانوفاراد .
کد رنگی خازن هادر خازن های پلی استر برای سالهای زیادی از کدهای رنگی بر روی بدنه آنها استفاده می شد در این کد ها سه رنگ اول ظرفیت را نشان می دهند و رنگ چهارم تلرانس را نشان می دهد.

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .