فصل دوم بوبین پیچی هدف کلی طراحی و ساخت چند نمونه بوبین یک الیه و چندالیه هدف هاى رفتارى: پس از پایان این فصل از فراگیرنده انتظار می رود که بتواند:

Transcript

1 فصل دوم بوبین پیچی زمان اجرا : 9 ساعت آموزشی هدف کلی طراحی و ساخت چند نمونه بوبین یک الیه و چندالیه هدف هاى رفتارى: پس از پایان این فصل از فراگیرنده انتظار می رود که بتواند: انواع سیم های مورداستفاده در بوبین را شرح دهد. اجزای ساختمان یک بوبین یک الیه رانام ببرد. اجزای ساختمان یک بوبین چندالیه را نام ببرد. یک بوبین ی ک الیه و چندالیه را با هسته هوا بپیچد. ضری ب خودالقایی بوبین پیچیده شده را توسط سلف سنج اندازه بگیرد. تأثیر تغییر طول و جنس هسته را روی ضریب خودالقایی بوبین آزمایش کند. هدف رفتاری در حیطه عاطفی که در فصل اول آمده است را در این فصل نیز اجرا کند. 41

2 1 اطالعات مقدماتى 1 1 سىم پىچ ىا بوبىن: از پیچیدن سیم هادى روپوش دار روى یک استوانه یک سیم پیچ الکتریکى یا بوبین یا سلف ایجاد مى شود. از بوبین براى ایجاد مقاومت القایى در مدارها استفاده مى کنند. این سیم پیچ ها داراى ابعاد و اشکال مختلفى هستند ولى مى توان آن ها را به دو دسته کلى طبقه بندى کرد: الف( سیم پیچ بدون هسته )با هسته هوا( ب( سیم پیچ با هسته فلزى یا فریت در سیم پیچ بدون هسته سیم را روى لوله هاى عایق مانند مقوا یا پالستیک مى پیچند. این لوله ها که قرقره نام دارند فقط براى حفظ و نگه دارى سیم پیچ مورد استفاده قرار مى گیرند. سلف هاى با خود القایی زیاد اگر بدون هسته )با هسته هوا( ساخته شوند ابعاد آن ها بزرگ مى شود بنابراین بهتر است آن ها را با هسته )فلزى( بسازند در این مورد هسته مناسب بخصوص در صنعت الکترونیک فریت ها هستند. در شکل 1 تعدادى از سلف ها و ترانسفورماتورها نشان داده شده اند. شکل ١ ٢ نمونه هاىی از سلف ها و ترانسفورماتورهای کوچک با هستۀ فرىت پیچیدن سیم روى هسته معموال به دو صورت یک الیه و چند الیه انجام مى گیرد. الف( سىم پىچ ىک الىه: در این نوع سیم پیچ بر روى یک قرقره یا بر روى هسته استوانه اى شکل سیم را به طور منظم مى پیچند. شکل دو بوبین یک الیه را نشان مى دهد. ب( سىم پىچ چند الىه: اگر به بوبین با خود القایی زیاد احتیاج باشد از سیم پیچ چند الیه استفاده مى کنیم. پیچیدن سیم پیچ چند الیه روش هاى مختلفى دارد. شکل 3 یک سیم پیچ دو الیه را که به صورت معمولى پیچیده شده است نشان مى دهد سىم پىچ شکل ٣ ٢ بوبىن چندالىه شکل ٢ ٢ بوبىن ىک الىه 4

3 براى کاهش ظرفىت خازن هاى پراکنده در سىم پىچ مى توان از روش پىچىدن مستقىم بر روى هم مطابق شکل 4 استفاده کرد شکل ٤ ٢ بوبین چندالیه باکاهش ظرفیت خازن پراکنده توجه : هنگام ساخت و پیچیدن بوبین ها سعی کنید بوبین های ١٠٠ µh µh ٣٠٠ mh ١٠ و ١٠٠ mh بپیچید تا آن ها را در کارگاه الکترونیک عمومی سال سوم مورد استفاده قرار دهید. براى کاهش بىش تر ظرفىت خازن هاى پراکنده از روشى مطابق شکل 5 استفاده مى کنند. البته پىچىدن سىم پىچ با اىن روش بسىار مشکل است. شکل ٦ ٢ سیم پیچ چندالیه با روش النه زنبوری 1 محاسبۀ عملى سىم پىچ )بوبىن( با هستۀ هوا: براى پىچىدن بوبىن باىد اطالعات زىر را داشته باشىم: الف( جرىان عبورى از بوبىن. ب( ضرىب خودالقاىى بوبىن. پ( حجم فضاىى که بوبىن اشغال مىکند. با در دست داشتن اطالعات فوق باىد مجهوالت زىر را محاسبه کنىم: الف( قطر قرقره )D( ب( طول مفىد سىمپىچ )l( پ( تعداد دور سىمپىچ )N( ت( قطر سىم مورد استفاده )d( شکل 7 ىک بوبىن ىک الىه را با مشخصات فوق نشان طول سیم پیچ مىدهد به نحوۀ پیچیدن سیم ها روی قرقره توجه کنید. قطر قرقره ( N )تعداد دور شکل ٧ ٢ مشخصات بوبین یک الیه شکل ٥ ٢ نوع دیگری از بوبین چندالیه روش راىج براى کاهش ظرفىت خازن هاى پراکنده پىچىدن سىم پىچ چند الىه به روش ىونىورسال ىا النه زنبورى است شکل 6 اىن روش را نشان مى دهد. براى محاسبه ىک بوبىن ىک الىه منظم با هسته هوا از فرمول زىر استفاده مىکنىم. 0/ 08DN L = 3D+ 9 l در اىن فرمول L ضرىب خود القاىى بوبىن برحسب مىکروهانرى D قطر قرقره برحسب سانتى متر l طول سىم پىچ

4 44 برحسب سانتى متر و N تعداد دور سیم پیچ است. اگر قطر سیم را d در نظر بگیریم طبیعى است که l = N.d خواهد شد. در محاسبات چون l بر حسب سانتى متر است باید d هم برحسب سانتى متر باشد. ٣ ١ براى پىچىدن ىک بوبىن باىد مراحل زىر را اجرا کنىد: الف( متناسب با فضاى موجود ابعاد قرقره را انتخاب کنید. ب( قطر سیم را مطابق با جریان عبورى از آن محاسبه کنید. چون سیم الکى با سطح مقطع دایره اى براى پیچیدن بوبین به کار مى رود باید براى محاسبه قطر سیم از چگالى جریان استفاده کنید. 4 1 چگالى جرىان: مقدار جریان عبورى از واحد سطح را چگالى جریان گویند. چگالى جریان را با J نشان مى دهند و واحد آن آمپر بر میلى متر مربع است. )آمپر( I J = )میلی متر مربع( A A سطح مقطع سیم برحسب میلىمترمربع است. اگر قطر سیم d باشد: πd 4A I A= d= d = 1/ 13 4 π J مقدار J متناسب با توان بوبین انتخاب مى شود. در جدول 1 مقادیر J متناسب با توان )P( نشان داده شده است. جدول ١ ٢ P)V.A( آمپر J ) ( مىلی متر مربع 4 3/٥ 3 /٥ ٥٠ ٠ 1٠٠ ٥٠ ٠٠ 1٠٠ ٥٠٠ ٠٠ چون توان بوبین ها معموال کم است بنابراین مقدار J 4 آمپر بر میلى مترمربع در نظر گرفته مى شود. چنانچه در فرمول محاسبه L به جاى l مساوى آن Nd را قرار دهیم N را مى توانیم به صورت زیر محاسبه کنیم: 3 9Ld ± ( 9Ld) + 0/ 96LD N = 0/ 16 D ٥ ١ مثال: بوبینى با ضریب خود القایى 10 µh و جریان عبورى 00mA طراحى کنید. حل: )1 1cm D = و I = cm انتخاب مى کنیم. J = A mm 4 ) d = 1/ 13 = 1/ 13 = 0/ 5mm قطرسیم )3 J 4 قطر سیم استاندارد d = 0/5mm = 0/05cm 3 9Ld ± ( 9Ld) + 0/ 96LD N = 0/ 16D 4( تعداد دور / 05 ± ( / 05) + 0/ N = 0/ 16 1 / 5 ± 3 / 8 = 0/ 16 I 0 / / / 8 دور = 38 = N 0/ محاسبه بوبىن چندالىه: اگر ضریب خود القایى زیاد باشد پیچیدن سیم به صورت یک الیه باعث بزرگ شدن بوبین مى شود لذا بوبین را به صورت چندالیه مى پیچند. شکل 8 یک بوبین چند الیه را نشان مى دهد. d

5 4٥ N D max D min e D ave D ave را D max قطر متوسط یعنى D min و با معلوم بودن بهدست مىآوریم. D ave D = max + D min براى بهدست آوردن عمق سیمپیچ )e( از رابطه زیر استفاده مىکنیم: D e = L = max D min ave 0/ 08D N D + l+ e با استفاده از رابطه : 3 ave 9 10 مقدار ضریب خودالقایى L محاسبه مىشود. که در آن: L ضریب خودالقایى برحسب میکروهانرى D ave قطر متوسط برحسب سانتىمتر l طول سیمپیچ برحسب سانتىمتر e عمق سیمپیچ برحسب سانتىمتر و N تعداد دور بوبین است D min معلوم باشد بهصورت زیر عمل مىکنیم: اگر فقط الف( محاسبه قطر سیم عینا شبیه محاسبات قطر سیم در بوبین یک الیه است. l = n به دست ب( تعداد دور در یک الیه از رابطه d مىآید. D min مىتوان تعداد پ( اگر بوبین را یک الیه فرض کنیم از دور یعنى N را بهدست آورد: min min 0/ 08D N L = 3D + 9 l N = L( 3D + 9l) min min 0/ 08D ت( بعد از محاسبه تعداد دور فرضى تعداد الیه ها را به دست مى آوریم: آن = n = تعداد الیهها n ث( عمق سیمپیچ برحسب سانتىمتر n.d e = است. D ave بهدست = D min ج( قطر متوسط از رابطه + e مىآید. 7 1 مراحل محاسبه و اجراى ىک بوبىن چند الىه الف( ابعاد قرقره را متناسب با فضاى موجود انتخاب کنید. ب( قطر سیم را با توجه به جریان محاسبه کنید. پ( تعداد دور فرضى را براى بوبین یک الیه محاسبه ( 3D + 9l) کنید. D ave و e را محاسبه کنید. ت( ه( در رابطه N= L 0 / 08 D = L به جاى e مساوى ave ave 0/ 08D N 3D + 9l+ 10e Nd l را قرار دهید سپس N را به دست آورید به فرمول نهایى زیر مى رسید. Ld ave 10Ld 10 ± ( ) + 0/ 3LD ( 3Dave + 9l) N = l l 0/ 16D ave 8 1 مثال: بوبینى با ضریب خودالقایى 10 میلى هانرى را براى جریان 00 میلى آمپر با قرقره اى به ابعاد D min و l = cm طراحى و محاسبه کنید. = 1/5 cm حل: l = cm و D min الف( = 1/5cm ب( محاسبه تعداد دور فرضى براى یک الیه: L( 3D + 9l) 10 ( 3 1/ ) N = = 0/ 08D 0/ 08(/ 1 5) / 5 10 = = / شکل ٨ ٢ مشخصات بوبىن چندالىه دور پ( قطر سیم که در بوبین یک الیه محاسبه شد d = 0/5mm

6 چ( عمق سیم پیچ = 0/35cm 14 * 0/05 = d.n e = D ave = D min ح( قطر متوسط + 0/35 1/5 = e + D ave = 1/85cm ث( دور یک الیه ج( تعداد الیه l n = = = 80 d 0/ 05 N 1118 n = = = 13 / n 80 4 (/ ) 4 (/ ) / 3 10 (/ 1 85)( 3 1/ ) ± + 0/ 16 (/ 1 85) N = خ(محاسبه تعداددور 0/ 16 (/ 1 85) 31/ 5 ± 508 / دور = 1000 N= N= 0/ 54 0/ 54 پس مشخصات این بوبین به قرار زیر است: D ave = 1/85cm e = 0/35cm l = cm دور = 1000 N 46 توجه کنید : از آن جا که یکی از قطعات اصلی در دستگاه های الکترونیکی ترانسفورماتور است در ضمیم ه شماره 1 در جلد دوم )کتاب گزارش کار و فعالیت های آزمایشگاهی و کارگاهی( اطالعات جامعی را در ارتباط با طراحی و محاسبه و پیچیدن ترانسفورماتور آورده ایم که افراد عالقه مند می توانند از آن استفاده کنند. ٢ ٢ نکات اىمنی کلیه نکات ایمنی مرتبط با کار عملی فصل اول را دراین مرحله نیز اجرا کنید. ٣ ٢ کار با نرم افزار با جست وجو در فضای مجازی نرم افزاری بیابید که بتوانید با استفاده از آن بوبین های یک الیه و چند الیه را محاسبه کنید. ٤ ٢ قطعات ابزار مواد و تجهىزات مورد نىاز سیم الکی بوبین پیچ قرقره جعبه ابزار الکترونیکی و LCR متر ٥ ٢ مراحل اجرای کار عملی ١ ٥ ٢ هدف کلی را در کتاب گزارش کار بنویسید. ٢ ٥ ٢ کار عملی شمارۀ ١: بوبینهای یک الیه با ضریب خودالقایی 15 µh و 100 µh و جریان ٥٠ میلی آمپر را با ابعاد D = 1/5cm و l = cm طراحی کنید و بوبین را روی قرقره مناسب بپیچید )در صورت نیاز طول و قطر را تغییر دهید(. با کمک مربی و دستگاه سلفسنج ضریب خودالقایی بوبین پیچیدهشده را اندازه بگیرید. ٣ ٥ ٢ کار عملی شمارۀ ٢: بوبینهای یک الیه با ضریب خودالقایی 3٠٠ µh و ٥ µh و جریان ٥٠ میلیآمپر را در ابعاد D = cm و l = 3cm طراحی کنید و بوبین را روی قرقره مناسب بپیچید. سپس با کمک مربی و دستگاه سلفسنج ضریب خودالقایی بوبین پیچیده شده را اندازه بگیرید )در صورت نیاز طول و قطر را تغییر دهید(. ٤ ٥ ٢ کار عملی شمارۀ ٣: بوبینهای چندالیه با ضریب خودالقایی L = 10mH L = /5mH و L = 100mH و جریان ٠٠ میلیآمپر را طراحی کنید. ابعاد قرقره را متناسب با فضای موجود انتخاب کنید. بوبین را روی قرقره مناسب آن بپیچید. سپس با کمک مربی و دستگاه سلفسنج ضریب خودالقایی بوبین را اندازه بگیرید. 5 ٥ ٢ یک یا دو نمونه کار عملی را با توجه به بوبین مورد نیاز کارگاه خود انتخاب نموده و با استفاده از دستگاه بوبین پیچ کار عملی را به اجرا درآورید و درمورد نحوه پیچیدن بوبین توضیح دهید. در شکل ٩ یک نمونه دستگاه بوبین پیچ را مالحظه میکنید.

7 شکل ٩ ٢ دستگاه بوبین پیچ ٦ ٥ ٢ هسته ای آهنی را در داخل قرقره بوبین قرار دهید و تأثیر آن را روی ضریب خودالقایی بوبین بررسی کنید و نتیجه را ثبت نمایید. ٧ ٥ ٢ هسته ای فریتی را در داخل قرقره بوبین قرار دهید و با اندازه گیری ضریب خودالقایی بوبین تأثیر هست ه فریتی را روی بوبین بررسی نمایید. ٨ ٥ ٢ تأثیر تغییر فاصله سیم ها را روی ضریب خودالقایی بررسی کنید و نتایج را یادداشت نمایید. ٦ ٢ نتایج کار عملی آن چه را که در ای ن کار عملی آموخته اید به اختصار جمع بندی کنید. ٧ ٢ الگوی پرسش کامل کردنی ١ ٧ ٢ هسته مناسب برای بوبین های با ضریب خودالقایی زیاد است. ٢ ٧ ٢ مقدار جریان عبوری از سیم را می نامند و آن را با حرف J نشان می دهند. ٣ ٧ ٢ قراردادن هسته فریتی در داخل قرقره بوبین با هسته هوا ضریب خودالقایی بوبین را می کند. صحیح یا غلط A ٤ ٧ ٢ اگر چگالی جریان ) )J mm و جریان عبوری d / I J از سیم I آمپر باشد قطر سیم با استفاده از رابطه 1= 13 به دست می آید. صحیح غلط ٥ ٧ ٢ اگر حلقه های سیم پیچ یک بوبین یک الیه را از هم دور کنیم )فاصله حلقه ها را زیاد کنیم( ضریب خودالقایی بوبین کاهش می یابد. غلط صحیح چهارگزینه ای ٦ ٧ ٢ کدام رابطه برای محاسبه بوبین یک الیه منظم با هسته هوا صحیح است )شکل ١٠ ٢ ( 0/ 8DN L = 3D+ 9l 0/ 08DN L = 3D+ 9l 0/ 08DN L = 3D+ 9l 0/ 08DN L = )٤ 3l+ 9 D )١ )٢ )٣ ٧ ٧ ٢ قطر مناسب برای عبور ٢٥٠ میلی آمپر جریان کدام است 4 A از سیم با چگالی جریان mm 0/٥ mm )٢ 0/8 mm )١ ١/13 mm )٤ 0/ mm )٣ کوتاه پاسخ ٨ ٧ واحد چگالی جریان را بنویسید. 47

8 تشرىحی 0/ 08DN ٩ ٧ ٢ در فرمول = L که مربوط به 3D+ 9l محاسبه بوبین یک الیه با هسته هوا است L و D و l چه کمیتهایی هستند و واحد هریک از کمیتها را بنویسید. ١٠ ٧ ٢ برای پیچیدن یک بوبین چه اطالعاتی را باید داشته باشیم با استفاده از این اطالعات چه مجهوالتی را باید محاسبه کنیم توضیح دهید. ویژه هنرجویان عالقه مند حتقیق کنید یک عدد ترانسفورماتور ٠ ولت به ٩ ولت را در اختیار بگیرید اولیه و ثانویه آن را شناسایی کنید و مقاومت اولیه و ثانویه آن را اندازه بگیرید. ترانس را به برق وصل کنید و ولتاژ ثانویه آن را اندازه بگیرید. در مورد این تحقیق گزارشی تنظیم کنید و به کالس ارائه دهید. ٨ ارزشىابی پس از کامل کردن گزارش و پاسخ دادن به سؤاالت الگوی پرسش در زمان تعیین شده گزارش کار خود را ارائه دهید. 48

9 فصل سوم نقشه های مدارهای الکترونیکی زمان اجرا : 15 ساعت آموزشی هدف کلی ترسیم نقشه های الکترونیکی ساده به صورت دستی و نرم افزاری هدف هاى رفتارى: پس از پایان این فصل از فراگیرنده انتظار می رود که بتواند: 4٩ علت به وجود آمدن استاندارد را شرح دهد. علت استفاده از استاندارد را شرح دهد. انواع استانداردهای متداول در صنعت برق و الکترونیک را نام ببرد. استانداردهای پرکاربرد در رشته الکترونیک را نام ببرد. به منظور آشنایی با قطعات و تجهیزات طراحی فیبر مدار چاپی و لحیم کاری هدفمند یک نمونه پروژه ساده در این مرحله معرفی شود. این پروژه می تواند مداری مانند آداپت ور کلید سا ده الکترونیکی چ شمک زن تستر ترانزیستور باشد. )تعداد قطعات به کار رفته در مدار حداقل 8 قطعه( عالمت اختصاری و نماد فنی تعدادی از قطعات متداول در مدارهای الکترونیکی را رسم کند. تاریخچه ترسیم نقشه های الکترونیکی و ابزار مربوط به آن را شرح دهد. قواعد و قراردادهای متداول برای ترسیم نقش ه مدارهای الکترونیکی را شرح دهد. یک نمونه نقشه فنی ساده با استفاده از ابزار معمولی )مداد خط کش و ( روی کاغذ A4 ترسیم کند. بااستفاده از نرم افزار ادیسون چند نمونه نقشه فنی ساده الکتریکی و الکترونیکی را ترسیم کند. با استفاده از نرم افزار ادیسون نقشه فنی مدار مشخصی را با ابعاد معین ترسیم کند. با استفاده از نرم افزار مولتی سیم چند نمونه نقشه فنی ساده الکترونیکی را ترسیم کند. با استفاده از نرم افزار مولتی سیم نقشه فنی مدار مشخصی را ترسیم نماید. براساس مراحل اجرا ی کار گزارش کار مناسب تهیه کند. حیطه های عاطفی بیان شده در فصل اول را رعایت کند.

10 ١ ٣ اطالعات مقدماتی ١ ١ ٣ استانداردها: امروزه در دنیا وقتی کاالیی یا خدماتی عرضه می شود مردم به غیر از آرم تبلیغاتی )برند( آن به تاریخ تولید انقضاء خدمات پس از فروش نشان یا نشان های استاندارد آن توجه می کنند. عالمت استاندارد نشان مرغوبیت کاالست و اجناس و خدماتی که هیچ نشان استانداردی برخود ندارند برای استفاده و خرید به هیچ عنوان مناسب نیستند. استاندارد )Standard( در لغت به معنی نظم قاعده و قانون است. به عبارت دیگر تعیین و تدوین ویژگی های الزم در تولید یک فرآورده )محصول( یا انجام یک خدمت را استاندارد گویند. باید به این نکته توجه داشت که در طول تاریخ با پیشرفت روزافزون جوامع معیارهای استاندارد تغییر می کند و هیچ گاه ثابت و یکسان نیست و تغییرات آن وابسته به مسائل اقتصادی صنعتی شرایط اقلیمی و فرهنگ و رسوم ملت ها در دنیا می باشد. به همین منظور استانداردها به انواع زیر دسته بندی می شوند. ٢ ١ ٣ انواع استانداردها الف( بین المللی International جدول ١ ٣ ب( ملی National پ( منطقه ای Regional ت( محلی Local به عنوان مثا ل استاندارد TÜV یکی از معتبرترین استانداردهای دنیا متعلق به سازمانی در آلمان است که روی سالمتی کاالهای صنعتی ارائه شده از جانب شرکت های مختلف نظارت دارد. استاندارد ارائه شده برای سالمت کارکرد کاالها یا محصوالت کشاورزی دودزایی وسایل نقلیه استاندارد ساخت موتورهای سنگین و سبک و تأسیسات انرژی است تا سالمت انسان و محیط زیست را تضمین کند. یکی دیگر از استانداردها استاندارد حالل )HDC( است. این استاندارد مختص کشورهای اسالمی و مسلمانان جهان است که بیش ترین کاربرد آن برای محصوالت غذایی بر طبق شریعت اسالمی است قواعد این استاندارد نظارت بر تولید غذا بسته بندی و انبار دارد. در جدول 1 3 برخی از استانداردهای بین المللی ملی آورده شده است. نام استاندارد ىا مؤسسه شرح وظاىف عالمت اختصاری ISO ایزو سازمان بینالمللی استاندارد International standard organization Communaute Europeenne یک فدراسیون بین المللی تشکیل شده از نهادهای ملی استاندارد است. وظیفه ایزو ارتقای توسعه استانداردسازی و فعالیت های مربوط به آن در دنیا است. CE استانداردسازی اجباری در بسیاری از محصوالت تجاری و صنعتی است که در منطقه اقتصادی اروپا تولید یا به فروش میرسند و باید از نظر سالمت و امنیت برای انسان و طبیعت تضمین شده باشند. کار اصلی این مؤسسه این است که اعتبار استانداردهای تولید شده به وسیله نمایندگان مؤسسات استانداردسازی گروههای مصرفکننده خدمات شرکتهای تولیدی و کار کارمندان... را تأیید میکند. ANSI مؤسسه ملی استاندارد ANSI American National Standards Institute مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران )ماتصا( این مؤسسه تنها مرجع تعیین تدوین و نشر استانداردهای ملی )رسمی( در S ایران است و برطبق قانون نظارت بر اجرای استانداردهای اجباری کنترل کیفی مواردی مانند محصوالت خدمات علمی فنی واردات و صادرات کاال را در ایران برعهده دارد. ٥٠

11 الزم به توضیح است که چنانچه تمایل به ارزشیابی از جدول های استاندارد باشد باید جدول مربوطه در اختیار هنرجویان قرار گیرد. ٣ 1 3 استانداردهای برق و الکترونیک: در صنعت برق و الکترونیک برای نظارت و کنترل کیفی محصوالت و خدمات مهندسی استانداردهایی برحسب نوع فرآورده تعریف شده است که در جدول ٢ ٣ آمده است. توصیه می شود در صورت ارزشیابی از این بخش جدول در اختیار هنرجویان قرار گیرد. نام مؤسسه یا استاندارد استانداردهای برق و الکترونیک در اروپا جدول ٢ ٣ شرح وظایف عالمت اختصاری CENELEC CECC EIA ICEA IEC IECQ IEEE IPC European Committee for Electrotechnical Standardization CENELEC Electronic components Committee Electronic Industries Alliance the Insulated Cable Engineers Association International Electrotechnical Commission Quality assessment system for electronic components The Institute of Electrical and Electronics Engineers Association connection Electronic Industries استانداردهای کمیته قطعات الکترونیک استانداردهای اتحادیه صنایع الکترونیک استانداردهای کابل عایق امریکا استاندارد بین المللی برق و الکترونیک استاندارد انجمن کیفیت برق استاندارد بین المللی مهندسان برق و الکترونیک امریکا استانداردهای اتصاالت الکترونیک 4 ١ ٣ انواع شابلون های الکتریکی: در ترسیم نقشه های الکترونیکی باید شمای فنی عناصر مدار با اندازه و مقیاس مناسب رسم شوند. برای سرعت بخشیدن در کار نقشه کشی و رعایت اندازه قطعات در تمام نقشه ها از ابزارهایی مانند شابلون استفاده می کنند. در شکل ١ ٣ نحوه استفاده از شابلون طریق ه قرار دادن فاصله مابین کاغذ و شابلون و نحوه ترسیم عالیم بر روی کاغذ دیده می شود. نوک مداد نباید مخروطی باشد لبۀ شابلون ترسیم عالیم بلندکنندۀ لبه شابلون زائدۀ بلندکنندۀ لبۀ شابلون باالبرنده کاغذ نقشه کشی شکل 1 ٣ استفاده از شابلون 51

12 ٥ + درشکل 3 یک نمونه شابلون نقشه شماتیک قطعات الکترونیکی نشان داده شده است. امروزه استفاده از شابلون و ترسیم نقشه با دست کاربرد چندانی ندارد و منسوخ شده است. می توان به کتاب آزمایشگاه مجازی جلد اول مراجعه کرد و با استفاده از نرم افزار پدتوپد )PadPad( طراحی مدار چاپی را یاد گرفت. برای طراحی حرفه ای باید از نرم افزار پروتل )Protel( استفاده کرد. IN=AUX 100µF 5V IN1=MIC + 1µF 50V + 10k 1MΩ B 1k C C945 E 1k 0/1 10k 100Ω 100k 10k B 10k C945 C E + 1µF 50V /k 1µF 50V + 0/033 10k Bass 100k 10k Trebie 10k 0/033 10k 0/1µF 10k 0/ µF 50V 470k C B C945 E B 180k 47µF 50V C 5/6k C337 E 470Ω 100Ω 1µF 50V 10k 100k 6 3 LM nF 10Ω 100µF 50V OUT µf 50V شکل ٢ ٣ شابلون سمبل های الکترىکی و الکترونىکی با استاندارد IEEE ٥ ١ ٣ نکات مهم در ترسىم نقشه های الکترونىکی: در ترسیم نقشه هاى الکترونیکى باید قواعد و قراردادهایى را رعایت کرد. بعضى از مهم ترین قراردادها به شرح زیر است: 1 نحوه کلى ترسیم مدارها باید از سمت چپ به سمت شکل ٣ ٣ نقشۀ کامل ىک آمپلی فاىر صوتی با ترانزىستور و آی سی راست باشد. ورودىها در طرف چپ صفحه و خروجىها در طرف راست صفحه قرار گیرد. 3 متناسب با مراحل کار دستگاه مدار به ترتیب و در دنباله هم رسم شود. 4 مقادیر ولتاژهاى بیشتر در باالى صفحه و مقادیر ولتاژهاى کمتر در پایین صفحه قرار گیرند. )مثال مقادیر ولتاژ یک مدار ترانزیستورى به صورت 1V+ در باالى صفحه و عالمت زمین به صورت در پایین صفحه مشخص مىشود(. 5 مدارهاى معینى که در نقشه وجود دارد ولى قسمت اصلى مدار را تشکیل نمىدهد )مانند منابع تغذیه( باید در نیمه پایینى صفحه کشیده شوند. 6 خطوط اتصال بین اجزاى مدار باید بهطور دقیق رسم شوند. 7 تا آنجایى که مقدور است خطوط به صورت قائم ) 90( یکدیگر را قطع کنند. 8 وقتى که خطوط یکدیگر را قطع مىکنند و در همان نقطه برخورد نیز به یکدیگر وصل مىشوند باید محل اتصال با یک نقطه توپ ر مشخص شود. درشکل 3 3 خصوصیاتکلىترسیمیکنقشه الکترونیکى تا حدودى رعایت شده است:

13 امروزه با استفاده از نرم افزارهاى کامپیوترى بدون استفاده از شابلون مى توان نقشه هاى مدارهاى الکترونیکى را به صورت استاندارد ترسیم کرد. ٣ نکات اىمنی کلیه نکات ایمنی مربوط به کارهای عملی قبلی را در این کار عملی نیز اجرا کنید. ٣ ٣ کار با نرم افزار با مراجعه به سایت های مختلف اینترنتی سعی کنید نرم افزارهای مرتبط با استانداردها را شناسایی کنید. ٤ ٣ ابزار قطعات مواد و تجهىزات مورد نىاز لوازم التحریر نرم افزار مولتی سیم نرم افزار ادیسون کاغذ نقشه کشی نقشه فنی چند نوع مدار تخته شاسی هدف کلی فصل و مواردی که با ستاره مشخص شده است را در کتاب گزارش کار و فعالیت های آزمایشگاهی )جلد دوم( آزمایشگاه اندازه گیری و کارگاه الکترونیک مقدماتی بنویسید. ٥ ٣ مراحل اجرای کار عملی ١ ٥ ٣ کار عملی شمارۀ ١: در شکل 4 3 بلوک دیاگرام انواع گیرنده رادیویی سوپرهترودین ترسیم شده است. CON IF 1 IF D AF 1 PA 1 SP PA PA 1 CON IF 1 IF D AF 1 AF SP PA PA 1 MIX IF 1 IF D AF 1 AF SP OSC PA PA 1 RF CON IF 1 IF D AF 1 AF SP PA (D 1 ) RF M IX IF 1 IF D AF 1 AF PA 1 SP OSC PA RF MIX IF 1 IF D AF 1 AF PA 1 SP OSC PA ٥3 شکل ٤ ٣

14 بلوک دیاگرام ها را با مقیاس مناسب )مقیاس مناسب را معلم تعیین می کند( روی کاغذ میلی متری و یا در صورت امکان روی کاغذ کالک ترسیم کنید. ٢ ٥ ٣ گزارش کوتاهی از چگونگی ترسیم بلوک دیاگرام گیرنده رادیویی را بنویسید. ٣ ٥ ٣ کار عملی شمارۀ ٢: با مراجعه به کتاب آزمایشگاه مجازی جلد اول کد 358/3 بخش اول فصل اول نرم افزار ادیسون را روی کامپیوتر نصب کنید و چگونگی استفاده از آن را یاد بگیرید. ٤ ٥ ٣ دو نمونه نقشه از مدارهای ساده داده شده در کتاب های مبانی برق یا الکترونیک عمومی یک مشابه شکلهای ٥ ٣ و ٦ ٣ را انتخاب کنید و با استفاده ازنرم افزار ادیسون نقش ه فنی آن ها را رسم کنید. گزارشی از فعالیت خود بنویسید. U R1 U R R 1= 10Ω R = 0Ω R = 10Ω 4 U R4 R = 5Ω 3 U R3 شکل ٥ ٣ شکل ٦ ٣ ٥ ٥ ٣ کار عملی شمارۀ ٣: با استفاده از کتاب آزمایشگاه مجازی جلد اول نرم افزار مولتی سیم را نصب کنید و چگونگی استفاده از آن را یاد بگیرید. ٦ ٥ ٣ دو مدار ساده را انتخاب کنید و با استفاده از نرم افزار مولتی سیم نقشه فنی آن را رسم نمایید. از نقشه های رسم شده پرینت بگیرید و در محل تعیین شده در کتاب گزارش کار بچسبانید. ٧ ٥ ٣ عالئم اختصاری نقشه ها: نقشه الکترونیکی عبارت است از مجموعه عالیم گوناگون که ارتباط عناصر مختلف موجود در یک مدار را با یکدیگر مشخص می کند. دریک مدار الکترونیکی معموال قطعات و المان های متفاوتی به کار می رود. برای هر المان الکترونیکی یک عالمت فنی )شمای فنی( درنظر گرفته می شود. شمای فنی هر المان باید طوری انتخاب شود که گویای کار و مشخصات همان المان باشد. از این رو معموال از یک جدول مرجع استاندارد استفاده می شود. در جدول ٣ ٣ شمای فنی همراه با حرف یا حروف اختصاری و اصطالح انگلیسی بعضی از قطعات الکترونیک آورده شده است. این جداول با استفاده از استاندارد IEC تهیه شده است. E = 90V 54

15 جدول ٣ ٣ عالئم اختصاری قطعات شرح نماد فنی عالمت اختصاری انگلىسی Earth ground E اتصال زمین Chassis of frame connection اتصال شاسی اتصال بدنه Common connection TB اتصال مشترک Junction of connected نقطۀ اتصال Resistor R مقاومت اهمی Variable Resistor مقاومت متغیر Potentiometer Positive and R PTC پتانسیومتر )مقاومت متغیر قابل تنظیم با پیچ گوشتی( مقاومت تابع حرارت negative Temperature coefficient Capacitor NTC C مقاومت تابع حرارت خازن Electrolytic capacitor C خازن الکترولیت Variable capacitor C خازن متغیر Coil with Air core L بوبین با هسته هوا Coil with Magnetic core L بوبین با هسته زغالی )فریت( Transformer with Magnetic core T ترانسفورماتور با هسته آهنی ٥٥

16 Transfomer with Variable ferrite core Auto Transfomer T T ترانسفورماتور با هسته متغیر فریتی اتوترانسفورماتور Single cell Battery BT باتری یک واحدی Multiple cell Battery BT باتری چند واحدی Fuse F فیوز Antenna A آنتن Loud Speaker LS بلندگو AC Oscillator OS نوسان ساز سینوسی Diode D دیود نیمه هادی Zener Diode DZ دیود زنر Light Emitting Diode LED دیود نوردهنده Photo Diode دیود نوری )فتودیود( NPN Transistor PNP Transistor Silicon Controlled Rectifier SCR ترانزیستور NPN ترانزیستور PNP یکسوکننده قابل کنترل سیلیکونی Unijunction Transistor UJT ترانزیستور تک پیوندی Amplifier AMP تقویت کننده ٥6

17 8 ٥ ٣ ترسىم نقشه هاى الکترونىکى: براى آن که کار هر مجموعه از مدارهاى الکترونیکى را به طور جداگانه نشان دهیم الزم است از بلوک دیاگرام استفاده کنیم. براى این منظور معموال مشخصات فنى و نام هر مدار را در داخل مستطیل یا بلوک مخصوص مى نویسیم و ورودى ها و خروجى هاى هر بلوک را مشخص مى کنیم. در شکل 7 3 بلوک دیاگرام یک منبع تغذیه و در شکل 8 3 بلوک دیاگرام یک گیرنده رادیویى رسم شده است. مصرف کننده صافی ىک سوساز ترانسفورماتور ورودی شکل ٧ ٣ بلوک دىاگرام منبع تغذىه 1 A خروجی به همۀ طبقات منبع تغذىه RF B D IF E F G تقوىت صوت آشکارساز تقوىت مىکسر )مخلوط کننده( تقوىت H C بلندگو 4 اسىالتور محلی شکل ٨ ٣ بلوک دىاگرام گىرنده رادىوىی AM ٥7 9 ٥ ٣ کار عملی شمارۀ ٤: با استفاده از نرم افزار مولتی سیم عالئم استاندارد داده شده در جدول 3 3 را ترسیم کنید و پرینت آن را در محل تعیین شده بچسبانید و دربار ه انجام این فعالیت توضیح دهید. ١٠ ٥ ٣ یکی از نقشه های کتاب مبانی برق یا الکترونیک عمومی 1 یا هر نقشه دیگری که مورد تأیید مربی کارگاه است را انتخاب کنید و با استفاده از نرم افزار مولتی سیم آن را ترسیم نمایید. پرینت نقشه ترسیم شده را در محل تعیین شده بچسبانید. ١١ ٥ ٣ انتخاب پروژه: اجرای پروژه می تواند موجب ارتقای سطح علمی هنرجویان شود و زمینه مناسبی را برای ارتباط آنان با بازار کار فراهم آورد. هم چنین در صورتی که پروژه به نتیجه برسد و اجرایی شود حس اعتماد و پشتکار را در فراگیرنده افزایش می دهد. از آن جا که غالبا هنرجویان از اجرای یک کار واقعی عملی هراس دارند با اجرای این پروژه ترس آنان از اجرای کار عملی ریخته می شود و به راحتی می توانند در محیط های مختلف بازار کار به صورت فعال و خالق عمل کنند. در این پروژه هنرجو باید درطی زمان تعیین شده مراحل زیر را عملیاتی و اجرا نماید. انتخاب نقشه پروژه و دریافت تأییدیه از معلم مربوطه بررسی و تحلیل مدار پروژه به صورت اجمالی تهیه فهرست قطعات و مراجعه به بازار و خرید قطعات طراحی و ساخت مدار چاپی

18 آزمایش قطعات و نصب آن روی ب رد مدار چاپی راه اندازی و نهایی کردن پروژه تهیه گزارش پروژه و مستندسازی آن ارائه پروژه به کالس در زمان تعیین شده توسط مربی. هنگام انتخاب مدار پروژه سعی کنید مداری انتخاب کنید که قابل اجرا و نهایی شدن باشد. در این فرایند زمانی هنرجو نمره پروژه را دریافت خواهد نمود که آن را راه اندازی کرده باشد. شکل ٩ ٣ یک نمونه پروژه اجرا شده را نشان می دهد. شکل ٩ ٣ یک نمونه منبع تغذیه به عنوان پروژه ١٢ ٥ ٣ در این مرحله یک پروژه ساده مناسب را با مشاوره با مربی کارگاه انتخاب کنید و نقشه آن را در محل تعیین شده بچسبانید. تا پایان سال تحصیلی باید این پروژه را در زمان تعیین شده توسط مربی اجرا نمایید. ١٣ ٥ ٣ در مراحل اجرای پروژه که شامل تهیه قطعات آزمایش قطعات تهیه فیبر مدار چاپی مونتاژ لحیم کاری و راه اندازی است مراحلی که در ادامه می آید را مورد توجه قرار دهید. نقشه پروژه مورد نظر را تهیه کنید و به تأیید معلم خود برسانید. فهرست قطعات مورد نیاز را تهیه کنید. به بازار مراجعه کنید و قطعات مورد نظر را خریداری نمایید. هنگام خرید قطعه دقت کنید تا قطعاتی را که خریداری می کنید با قطعات مورد نیاز شما انطباق داشته باشد. مدار چاپی پروژه را طراحی کنید و آن را رسم نمایید. مدار چاپی ترسیم شده را روی فیبر انتقال دهید و آن را اسیدکاری کنید. فیبر مدار چاپی آماده شده را سوراخ کاری کنید. قطعات را مورد آزمایش قرار دهید. قطعات را روی فیبر مدار چاپی نصب کنید. از فیبر آماده شده تصویری تهیه کنید. مدار را راه اندازی کنید. در صورتی که مدار راه اندازی نشد برای رفع عیب آن اقدام کنید. در صورت امکان پروژه را به صورت نرم افزاری اجرا کنید. ٦ ٣ نتایج کار عملی نتایج به دست آمده از اجرای کار عملی در این فصل را بنویسید. ٧ 3 الگوی پرسش کامل کردنی ١ ٧ 3 ISO اول کلمات انگلیسی است. ٢ ٧ 3 CE استانداردی است که اختصاص به محصوالت کشورهای دارد و HDC اختصاص به کشورهای دارد. جورکردنی ٣ ٧ 3 نام مؤسسه یا استاندارد را در ستون )الف( به عالمت اختصاری آن در ستون )ب( با خطوط رنگی اتصال دهید. 58

19 الف استاندارد انجمن کیفیت برق استاندارد بین المللی مهندسان برق و الکترونیک آمریکا استاندارد بین المللی برق و الکترونیک استانداردهای کمیته قطعات الکترونیک ب CECC IEC IECQ IEEE چهارگزىنه ای ٤ ٧ 3 نماد اتصال شاسی )اتصال بدنه( کدام است ) )1 )4 )3 ٥ ٧ 3 در ترسیم نقشه های الکترونیکی کدام گزینه صحیح نیست. 1 ورودی ها در طرف چپ و خروجی ها در طرف راست صفحه قرار گیرد. مقادیر ولتاژهای بیش تر در باالی صفحه و ولتاژ کم تر در پایین صفحه قرار می گیرند. 3 محل عب ور خطوط از ر وی یک دیگر با نقطه توپر مشخص می شود. 4 در حدامکان خطوط به صورت قائم )با زاویه ٩٠( یک دیگر را قطع کنند. تشرىحی ٦ ٧ ٣ معنی لغات انگلیسی را بنویسید. الف( Standard ب( Brand پ( Local ت( International ٧ ٧ ٣ استاندارد TUV روی چه مواردی نظارت دارد شرح دهید. ٨ ٧ ٣ کار اصلی مؤسسه ANSI را بنویسید. ٩ ٧ ٣ نماد فنی نقطه اتصال فیوز بوبین با هسته فریتی و تقویت کننده را رسم کنید. 10 ٧ ٣ اجرای یک پروژه عملی چه مزایایی دارد در مورد آن توضیح دهید. ٨ ٣ ارزشىابی پس از پاسخ دادن به سؤال های الگوی پرسش و کامل کردن دفتر گزارش کار در زمان تعیین شده گزارش کار را جهت ارزشیابی تحویل دهید. ٥٩