✅جوهر رسانا:
این جوهر نوعی جوهر است که با کشیدن خط توسط آن یک مسیر هادی ایجاد میشود. در داخل ترکیبات این جوهر مواد رسانایی مانند گرافیت یا سایر مواد رسانا مانند نقره تزریق میشود که به مدلی که در آن نقره بکار رفته باشد جوهر نقره یا silver ink میگویند.
استفاده از این جوهر میتواند یک روش جدید برای تولید مدارت چاپی بر روی ورقات پلاستیکی یا کاغذی یا لباس ها باشد و دیگر دشواری های تولید PCB را نخواهد داشت و بسیار اقتصادی تر خواهد بود و همچنین در کاربردهای خلاقانه مختلفی مثل چاپ بر روی تیشرت استفاده شود.
جوهرهای نقره ای امروزه در کاربردهای گوناگونی استفاده می شوند، از جمله چاپ برچسب های RFID که در بلیط های حمل و نقل مدرن استفاده می شود، همچنین می توان از آنها در بهبود و تعمیر مدارهای PCB استفاده نمود. بسیاری از اتومبیل های جدید نیز دارای یک مسیر هادی (Trace) در پنجره عقب خود هستند که به عنوان آنتن رادیویی عمل می کنند و از این جوهرها برای رسم این خطوط رسانا استفاده میشود.
استفاده از جوهر رسانا بر روی ورق های چاپ شده و ورق های پلاستیکی جهت ساخت PCB یک سری اشکالات دارد که در درجه اول مقاومت الکتریکی بالا و عدم استحکام این ساختارها است. مقاومت الکتریکی مسیر در این بوردها برای اکثر کاربردها بسیار بالاست و همچنین طبیعت غیرمتعارف این مواد اجازه می دهد نیروهای ناخواسته بتواند به بورد آسیب بزند و در نتیجه این ساختار از لحاظ قابلیت اطمینان پایین است. در نتیجه، چنین موادی فقط در طیف محدودی از کاربردها استفاده می شوند، معمولا جایی که انعطاف پذیری مهم است و هیچ عنصری بر روی صفحه نصب نشده است از این صفحات منعطف و جوهرها استفاده میشود. تصور اولیه از بازار جوهر رسانا این بود که از آن در طرح بازاریابی خلاقانه تی شرت ها استفاده شود. بعنوان مثال، کنترل کننده های صدای متصل به لباس فرد می تواند بسته به جایی که شخص پیراهن خود را فشار دهد، فعال شوند و صدا تولید کنند اما در نهایت، این ایده های اولیه هرگز به محبوبیت جریان اصلی استفاده از جوهرهای رسانا نرسید.
@electroscience
این جوهر نوعی جوهر است که با کشیدن خط توسط آن یک مسیر هادی ایجاد میشود. در داخل ترکیبات این جوهر مواد رسانایی مانند گرافیت یا سایر مواد رسانا مانند نقره تزریق میشود که به مدلی که در آن نقره بکار رفته باشد جوهر نقره یا silver ink میگویند.
استفاده از این جوهر میتواند یک روش جدید برای تولید مدارت چاپی بر روی ورقات پلاستیکی یا کاغذی یا لباس ها باشد و دیگر دشواری های تولید PCB را نخواهد داشت و بسیار اقتصادی تر خواهد بود و همچنین در کاربردهای خلاقانه مختلفی مثل چاپ بر روی تیشرت استفاده شود.
جوهرهای نقره ای امروزه در کاربردهای گوناگونی استفاده می شوند، از جمله چاپ برچسب های RFID که در بلیط های حمل و نقل مدرن استفاده می شود، همچنین می توان از آنها در بهبود و تعمیر مدارهای PCB استفاده نمود. بسیاری از اتومبیل های جدید نیز دارای یک مسیر هادی (Trace) در پنجره عقب خود هستند که به عنوان آنتن رادیویی عمل می کنند و از این جوهرها برای رسم این خطوط رسانا استفاده میشود.
استفاده از جوهر رسانا بر روی ورق های چاپ شده و ورق های پلاستیکی جهت ساخت PCB یک سری اشکالات دارد که در درجه اول مقاومت الکتریکی بالا و عدم استحکام این ساختارها است. مقاومت الکتریکی مسیر در این بوردها برای اکثر کاربردها بسیار بالاست و همچنین طبیعت غیرمتعارف این مواد اجازه می دهد نیروهای ناخواسته بتواند به بورد آسیب بزند و در نتیجه این ساختار از لحاظ قابلیت اطمینان پایین است. در نتیجه، چنین موادی فقط در طیف محدودی از کاربردها استفاده می شوند، معمولا جایی که انعطاف پذیری مهم است و هیچ عنصری بر روی صفحه نصب نشده است از این صفحات منعطف و جوهرها استفاده میشود. تصور اولیه از بازار جوهر رسانا این بود که از آن در طرح بازاریابی خلاقانه تی شرت ها استفاده شود. بعنوان مثال، کنترل کننده های صدای متصل به لباس فرد می تواند بسته به جایی که شخص پیراهن خود را فشار دهد، فعال شوند و صدا تولید کنند اما در نهایت، این ایده های اولیه هرگز به محبوبیت جریان اصلی استفاده از جوهرهای رسانا نرسید.
@electroscience
Forwarded from مجله ی برق و الکترونیک
رله بوخهلتس (Buchholz Relay ):
یک رله حفاظتی برای سیستم هایی است که توسط روغن خنک میشوند و یا از روغن به عنوان ایزولاسیون در آنها استفاده شده است و دارای محفظه انبساط نیز می باشد . زمانیکه در روغن در اثر فعل و انفعالاتی که در روغن صورت میگیرد گاز بوجود آید که نشانه ای از خطا در روغن میتواند باشد و یا پائین رفتن سطح روغن از حد مجاز و یا در اثر جریان پیدا کردن شدید روغن رله بوخهلتس عمل میکند و سیستم را بی برق میکند تا از حوادث احتمالی جلوگیری کند. رله بوخ هلتس به قدری دقیق است که به محض اتفاق افتادن کوچکترین خطائی عمل می کند و مانع آن می شود که دستگاه خسارت زیادی ببیند .
خطاهائی که سبب بکار انداختن رله بوخ هلتس در ترانسفورماتورها می شوند عبارتند از :
جرقه بین قسمتهای زیر فشار و هسته ترانسفورماتور
اتصال زمین
اتصال حلقه و کلاف
قطع شدن در یک فاز
سوختن آهن
چکه کردن روغن از ظرف روغن و یا از لوله های ارتباطی.
@electroscience
یک رله حفاظتی برای سیستم هایی است که توسط روغن خنک میشوند و یا از روغن به عنوان ایزولاسیون در آنها استفاده شده است و دارای محفظه انبساط نیز می باشد . زمانیکه در روغن در اثر فعل و انفعالاتی که در روغن صورت میگیرد گاز بوجود آید که نشانه ای از خطا در روغن میتواند باشد و یا پائین رفتن سطح روغن از حد مجاز و یا در اثر جریان پیدا کردن شدید روغن رله بوخهلتس عمل میکند و سیستم را بی برق میکند تا از حوادث احتمالی جلوگیری کند. رله بوخ هلتس به قدری دقیق است که به محض اتفاق افتادن کوچکترین خطائی عمل می کند و مانع آن می شود که دستگاه خسارت زیادی ببیند .
خطاهائی که سبب بکار انداختن رله بوخ هلتس در ترانسفورماتورها می شوند عبارتند از :
جرقه بین قسمتهای زیر فشار و هسته ترانسفورماتور
اتصال زمین
اتصال حلقه و کلاف
قطع شدن در یک فاز
سوختن آهن
چکه کردن روغن از ظرف روغن و یا از لوله های ارتباطی.
@electroscience
✅آنتنهای BTS
آنتنهای BTS (Base Transceiver Station یا پایگاه استقرار فرستنده و گیرنده) نخستین بخش در شبکه تلفن همراه هستند که با دستگاه موبایل ارتباط برقرار میکنند.
برد مفید هر BTS تا ۲۰ کیلومتر میرسد، البته در مناطق بدون توپوگرافی خاصی بردی حدود ۳۰ تا ۳۵ کیلومتر هم دارند. با ایجاد شرایطی این برد تا ۶۰ کیلومتر هم میرسد که نمونه بارز آن در کویرهای ایران اتفاق افتادهاست. شبکه با راه اندازی هر BTS به دنبال دو هدف است: ایجاد پوشش رادیویی و تأمین بار ترافیکی شبکه.
آنتنهای BTS فناوریهای گوناگونی از قبیل: GSM، WLL WAN، CDMA، WiFi و WiMAX را پشتیبانی میكنند. این آنتنها در شبكه تلفن همراه كه از نوع شبكه سلولی cell است، وظیفه تشكیل نقاط اتصال سلولهای 6 ضلعی این شبكه را دارند و عموما 2 نوع ارتباط برقرار میكنند، اول ارتباط با سایر آنتنها و دوم ارتباط با وسایل واقع در دامنه تحت پوشش.
بی تی اس ها اغلب دارای 3 سكتور هستند كه هر كدام حدود 120 درجه را پوشش میدهند كه جمعا 360 درجه میشود، اما هر سكتور یا قسمت میتواند مستقل نیز نصب شود تا محلهای خاصی را پوشش دهد. بیتیاس حدود 30 كیلومتر برد دارد كه برد مفید آن را در فضای باز و بدون هیچگونه ساختمان یا مانعی 20 كیلومتر تخمین میزنند و در فضای شهر با وجود ساختمانهای بلند و متعدد، برد مفید را بین 2 تا 5 كیلومتر در نظر میگیرند. اگر در فضای باز و خارج از شهر باشید، بسته به قدرت سیگنال دریافتی از بیتیاس میتوانید مكالمه داشته باشید به عبارتی دیگر در صورت داشتن شارژ كافی براحتی میتوانید از فاصله 15 كیلومتری سایت مكالمه كنید. در این مقطع میزان تشعشع و قدرت فرستنده و گیرنده اهمیت پیدا میكند. قدرت خروجی بیتیاس به صورت manual یا دستی و قدرت خروجی گوشی به صورت خودكار تنظیم میشود تا مصرف باتری به حداقل برسد.
بی تی اس ها از سلولهایی تشکیل شده اند که در هر کدام از این سلولها سه سکتور وجود دارد. اندازه سلولهای آنتن های BTS بستگی به فاصله این آنتن ها دارد. سلولهای بزرگتر مربوط به آنتن های نزدیک به هم و سلولهای کوچک مربوط به آنتن هایی است که فاصله زیادی از هم دارند. چهار TRX در هر کدام از این سکتورها فعال می شود که به ازای هر کدام از این TRX ها ارتباط همزمان بین هشت مشترک برقرار می شود. TRX مخفف کلمه transceiver است و در آنتن های BTS به عنوان فرستنده و گیرنده عمل می کند. هر آنتن BTS حداکثر از توانایی ارتباط رسانی بین 96 مشترک برخوردار است . از دیگر اجزاء BTS می توان به پنل اشاره کرد که این پنلها توسط کابل هایی به نام FEEDER به آنتن ها وصل می شود .
مضرات دکل های بیتیاس یک موضوع جنجالی است. رعایت فاصله ۳۰۰ متری از دکل برای حفظ سلامت شهروندان توصیه شده است و دادگاههای ایران و فرانسه تا کنون رای به جابجایی دکل ها از نزدیکی منازل مسکونی در موارد متعدد صادر کرده اند. در یک مورد در ایران ، حتی با بازنکردن درب منزل، دکل مخابراتی توسط ماموارن شهرداری برداشته شد. در ایران شرکت های ارائه دهنده خدمات ارتباطی، برای نصب دکل روی ساختمانها به مالک ساختمان اجاره می پردازند؛ اما به گفته برخی شهروندان و اعضای شورای شهر از آنجا که این دکل ها زندگی افراد دیگر را نیز در معرض خطر قرار می دهد، نصب دکل نباید طی توافق شخصی بین شرکت های مخابراتی و یک مالک صورت گیرد.
@electroscience
آنتنهای BTS (Base Transceiver Station یا پایگاه استقرار فرستنده و گیرنده) نخستین بخش در شبکه تلفن همراه هستند که با دستگاه موبایل ارتباط برقرار میکنند.
برد مفید هر BTS تا ۲۰ کیلومتر میرسد، البته در مناطق بدون توپوگرافی خاصی بردی حدود ۳۰ تا ۳۵ کیلومتر هم دارند. با ایجاد شرایطی این برد تا ۶۰ کیلومتر هم میرسد که نمونه بارز آن در کویرهای ایران اتفاق افتادهاست. شبکه با راه اندازی هر BTS به دنبال دو هدف است: ایجاد پوشش رادیویی و تأمین بار ترافیکی شبکه.
آنتنهای BTS فناوریهای گوناگونی از قبیل: GSM، WLL WAN، CDMA، WiFi و WiMAX را پشتیبانی میكنند. این آنتنها در شبكه تلفن همراه كه از نوع شبكه سلولی cell است، وظیفه تشكیل نقاط اتصال سلولهای 6 ضلعی این شبكه را دارند و عموما 2 نوع ارتباط برقرار میكنند، اول ارتباط با سایر آنتنها و دوم ارتباط با وسایل واقع در دامنه تحت پوشش.
بی تی اس ها اغلب دارای 3 سكتور هستند كه هر كدام حدود 120 درجه را پوشش میدهند كه جمعا 360 درجه میشود، اما هر سكتور یا قسمت میتواند مستقل نیز نصب شود تا محلهای خاصی را پوشش دهد. بیتیاس حدود 30 كیلومتر برد دارد كه برد مفید آن را در فضای باز و بدون هیچگونه ساختمان یا مانعی 20 كیلومتر تخمین میزنند و در فضای شهر با وجود ساختمانهای بلند و متعدد، برد مفید را بین 2 تا 5 كیلومتر در نظر میگیرند. اگر در فضای باز و خارج از شهر باشید، بسته به قدرت سیگنال دریافتی از بیتیاس میتوانید مكالمه داشته باشید به عبارتی دیگر در صورت داشتن شارژ كافی براحتی میتوانید از فاصله 15 كیلومتری سایت مكالمه كنید. در این مقطع میزان تشعشع و قدرت فرستنده و گیرنده اهمیت پیدا میكند. قدرت خروجی بیتیاس به صورت manual یا دستی و قدرت خروجی گوشی به صورت خودكار تنظیم میشود تا مصرف باتری به حداقل برسد.
بی تی اس ها از سلولهایی تشکیل شده اند که در هر کدام از این سلولها سه سکتور وجود دارد. اندازه سلولهای آنتن های BTS بستگی به فاصله این آنتن ها دارد. سلولهای بزرگتر مربوط به آنتن های نزدیک به هم و سلولهای کوچک مربوط به آنتن هایی است که فاصله زیادی از هم دارند. چهار TRX در هر کدام از این سکتورها فعال می شود که به ازای هر کدام از این TRX ها ارتباط همزمان بین هشت مشترک برقرار می شود. TRX مخفف کلمه transceiver است و در آنتن های BTS به عنوان فرستنده و گیرنده عمل می کند. هر آنتن BTS حداکثر از توانایی ارتباط رسانی بین 96 مشترک برخوردار است . از دیگر اجزاء BTS می توان به پنل اشاره کرد که این پنلها توسط کابل هایی به نام FEEDER به آنتن ها وصل می شود .
مضرات دکل های بیتیاس یک موضوع جنجالی است. رعایت فاصله ۳۰۰ متری از دکل برای حفظ سلامت شهروندان توصیه شده است و دادگاههای ایران و فرانسه تا کنون رای به جابجایی دکل ها از نزدیکی منازل مسکونی در موارد متعدد صادر کرده اند. در یک مورد در ایران ، حتی با بازنکردن درب منزل، دکل مخابراتی توسط ماموارن شهرداری برداشته شد. در ایران شرکت های ارائه دهنده خدمات ارتباطی، برای نصب دکل روی ساختمانها به مالک ساختمان اجاره می پردازند؛ اما به گفته برخی شهروندان و اعضای شورای شهر از آنجا که این دکل ها زندگی افراد دیگر را نیز در معرض خطر قرار می دهد، نصب دکل نباید طی توافق شخصی بین شرکت های مخابراتی و یک مالک صورت گیرد.
@electroscience
✅ترانسفورماتور پالس:
ترانسفورماتور پالس یکی از ترانسفورماتورهای پرکاربرد است و به هر ترانسفورماتوری که یک پالس ولتاژ یا جریان را منتقل میکند، ترانس پالس میگویند. این ترانسفورماتور از توانهای میلی وات تا توانهای مگاوات مورد استفاده قرار میگیرد. از جمله این کاربردها می توان به صنایع رادار، ابزار تست عایقی و فشار قوی ، کاربردهای دیجیتال در مدارهای کامپیوتری ، فلاشرها ، شتاب دهنده های ذرات و مدارهای آتش نیمه هادی های قدرت در صنعت برق اشاره کرد. در کاربردهای توان پایین یکی از کاربردهای مهم درایو کلیدهای قدرت است که اسم دیگر آن در این کاربرد ترانس درایو گیت (gate drive transformer) است.
ترانسفورماتور پالس، ترانسفورماتوری است که قابلیت انتقال پالس ولتاژ یا جریان مستطیلی با مدت زمان نسبتا کم را دارد. عرض این پالسها ممکن است کمتر از یک میکروثانیه بوده و در بازههای زمانی معین یا نامعین تکرار شوند. دوره تناوب نسبت به عرض پالسها طولانی بوده و بنابراین نسبت توان لحظهای به توان متوسط بالاست. ترانسفورماتورهای پالس بایستی بتوانند شکل موج مستطیلی را به خوبی و بدون تغییر انتقال دهند و برای رسیدن به این هدف بایستی اندوکتانس نشتی آنها بسیار کوچک باشد و خازنهای پارازیتی آن نیز بسیار ناچیز باشد.
بعنوان مثال برای کاربرد درایو کلیدها این ترانسفورماتور بایستی به نحو احسنت پالس مستطیلی را از اولیه به ثانویه منتقل کند تا کلید به درستی درایو شود بنابراین بایستی پهنای باند آن بالا باشد و تاخیر کمی را شامل باشد که این موضوع با استفاده از هر چه بهتر طراحی شدن ترانس و نزدیک به ایده آل بودن فراهم میشود. معمولا در این کاربردها نسبت دور اولیه و ثانویه برابر 1 درنظر گرفته میشود. معمولا نیز هسته مورد استفاده در آن با توجه به فرکانس بالا بودن سیگنالها از جنس فریت است.
در کاربردهای ولتاژ بالا که قصد عبور یک سیگنال dc را داریم میتوانیم از همین تکنیک ترانسفورماتورهای پالس استفاده کنیم با توجه به این نکته که آن چیزی که در اشباع شدن ترانس نقش دارد، ولت-ثانیه ترانس است یعنی ما نمیتوانیم یک سیگنال dc برای یک زمان طولانی از ترانس عبور دهیم چرا که ترانس اشباع میشود ولی میتواند دامنه زیاد را در مدت زمان خیلی کوتاه از ترانس عبور داد بدون آنکه دچار اشباع شود. این پست ادامه دارد...
@electroscience
ترانسفورماتور پالس یکی از ترانسفورماتورهای پرکاربرد است و به هر ترانسفورماتوری که یک پالس ولتاژ یا جریان را منتقل میکند، ترانس پالس میگویند. این ترانسفورماتور از توانهای میلی وات تا توانهای مگاوات مورد استفاده قرار میگیرد. از جمله این کاربردها می توان به صنایع رادار، ابزار تست عایقی و فشار قوی ، کاربردهای دیجیتال در مدارهای کامپیوتری ، فلاشرها ، شتاب دهنده های ذرات و مدارهای آتش نیمه هادی های قدرت در صنعت برق اشاره کرد. در کاربردهای توان پایین یکی از کاربردهای مهم درایو کلیدهای قدرت است که اسم دیگر آن در این کاربرد ترانس درایو گیت (gate drive transformer) است.
ترانسفورماتور پالس، ترانسفورماتوری است که قابلیت انتقال پالس ولتاژ یا جریان مستطیلی با مدت زمان نسبتا کم را دارد. عرض این پالسها ممکن است کمتر از یک میکروثانیه بوده و در بازههای زمانی معین یا نامعین تکرار شوند. دوره تناوب نسبت به عرض پالسها طولانی بوده و بنابراین نسبت توان لحظهای به توان متوسط بالاست. ترانسفورماتورهای پالس بایستی بتوانند شکل موج مستطیلی را به خوبی و بدون تغییر انتقال دهند و برای رسیدن به این هدف بایستی اندوکتانس نشتی آنها بسیار کوچک باشد و خازنهای پارازیتی آن نیز بسیار ناچیز باشد.
بعنوان مثال برای کاربرد درایو کلیدها این ترانسفورماتور بایستی به نحو احسنت پالس مستطیلی را از اولیه به ثانویه منتقل کند تا کلید به درستی درایو شود بنابراین بایستی پهنای باند آن بالا باشد و تاخیر کمی را شامل باشد که این موضوع با استفاده از هر چه بهتر طراحی شدن ترانس و نزدیک به ایده آل بودن فراهم میشود. معمولا در این کاربردها نسبت دور اولیه و ثانویه برابر 1 درنظر گرفته میشود. معمولا نیز هسته مورد استفاده در آن با توجه به فرکانس بالا بودن سیگنالها از جنس فریت است.
در کاربردهای ولتاژ بالا که قصد عبور یک سیگنال dc را داریم میتوانیم از همین تکنیک ترانسفورماتورهای پالس استفاده کنیم با توجه به این نکته که آن چیزی که در اشباع شدن ترانس نقش دارد، ولت-ثانیه ترانس است یعنی ما نمیتوانیم یک سیگنال dc برای یک زمان طولانی از ترانس عبور دهیم چرا که ترانس اشباع میشود ولی میتواند دامنه زیاد را در مدت زمان خیلی کوتاه از ترانس عبور داد بدون آنکه دچار اشباع شود. این پست ادامه دارد...
@electroscience
✅مقدمهای بر نظریه Chaos (آشوب):
در حدود سال 1900 پادشاه سوئد برای حل مسالهای به نام سیستم نجومی سه جسم مسابقهای برگزار کرد. این مساله که به نوعی بیانگر رفتار حرکت بین سیارات و خورشید بود چگونگی کنش متقابل بین سه جسم را نشان میدهد. ریاضیدانان بزرگی همچون هیلبرت سعی نمودند که با استفاده از دنیای ریاضیات دیفرانسیلی و قوانین جبری نیوتونی این مساله را حل نمایند .در این بین یک ریاضیدان فرانسوی به نام هانری پوانکاره علاقهمند به معادلات حاکم بر حرکت سیارات اطراف خورشید بود مشخص کرد که در سیستمهای نجومی، کاهش عدم قطعیت در شرایط اولیه همیشه کاهش خطای پیشبینی نهایی را به دنبال نخواهد داشت. او با مطالعه معادلات ریاضی دریافت که اگرچه سیستمهای نجومی ساده در واقع معین و قطعیاند، اما مانند سیستمهای دیگر از قاعده کاهش – کاهش برای شرایط اولیه و پیشبینی نهایی پیروی نمیکنند. پوانکاره نشان داد که برای این گونه سیستمها یک انحراف بسیار کوچک در شرایط اولیه در طول زمان با نرخی عظیم رشد خواهد کرد و بنابراین دو مجموعه شرایط اولیه تقریباً غیرقابل تفکیک و بسیار نزدیک به هم برای یک سیستم مشابه میتواند دو پیشبینی نهایی کاملا متفاوتی را به دنبال داشته باشد. پوانکاره اثبات کرد که حتی اگر اندازهگیریهای شرط اولیه را میلیونها بار دقیقتر انجام دهیم باز عدم قطعیت و پیشبینی ناپذیری رفتار سیستم نه تنها برای زمانهای بعد کاهش نخواهد یافت بلکه در طی زمان بزرگ و بزرگتر خواهد شد. این حساسیت بسیار شدید نسبت به شرایط اولیه را که در سیستمهای مورد مطالعه پوانکاره بروز و ظهور پیدا کرد آشوب مینامند.
پوانکاره با ابداع یک روش ریاضی هوشمندانه به نام قطع پوانکاره توانست دینامیک سیستمهای چند متغیره را که توصیف آنها در بعد زمان کار دشوار و استخراج اطلاعات از آنها تقریباً غیر ممکن بود را به میدان فاز (سیستم مختصاتی که متغیرها را بر حسب یکدیگر بیان میکند) دینامیک سیستم را به طور گویا و با اطلاعات دقیق بیان نماید.
به دنبال نظرات پوانکاره، اصل عدم قطعیت توسط ورنر هایزنبرگ فیزیکدان و فیلسوف آلمانی مطرح شد که بعدها پایهگذران مکانیک کوانتومی تحت تاثیر آن مفهوم قلمرو زیر اتمی تحت سلطه بی قاعدگی یا رندومنس را بیان کردند. آلبرت انیشتین نیز پس از تبیین تئوری نسبیت طی مقاله به تقدیر از خدمات خلاقانه پوانکاره و ریاضیات ابداعی او پرداخت و نسبیت را وامدار پوانکاره دانست.
کارهای پوانکاره زیربنای علم جدیدی از دانشهای نوین را به وجود آورد که در نهایت با پژوهشهای ریاضیدان و هواشناس مشهور دانشگاه ادوارد لورنتس در سال 1961 به صورت سیستماتیک تبیین گردید. این دانش که
امروز آن را با نام آشوب (Chaos) میشناسیم در کنار نظریه نسبیت و مکانیک کوانتوم، یکی از سه اکتشاف بزرگ قرن بیستم است. اثر پروانهای که یکی از جنبههای معادلات دیفرانسیلی لورنتس در باب پیشبینی وضعیت هواست به وضعیتی اشاره میکند که تغییری بسیار کوچک در شرایط اولیه سیستم، سبب تغییرات بزرگ و غیرقابل پیشبینی در وضعیت آینده سیستم خواهد شد. اثر پروانهای بیان میکند که بال زدن پروانهای در یک نقطه از زمین مثل ماداگاسکار میتواند چنان تغییر عظیمی در سیستم آب و هوای زمین ایجاد کند که در ایالت کالیفورنیا آمریکا طوفان ایجاد شود. اثر پروانهای نمونهای از وجود پتانسیل سیستمها برای ایجاد رفتارهای بسیار پیچیده و غیرقابل کنترل در آینده سیستم را بیان میکند که میتواند از تغییراتی هرچند کوچک و بینهایت جزئی در شرایط اولیه سیستم ایجاد گردد. یکی از مباحث جالب این علم هندسه فراکتال که ابعاد مختلف یک سیستم را در بعدهای غیر صحیح با توجه به میزان همبستگی (Correlation) متغیرهای سیستم مورد بررسی قرار میدهد. به طور مثال اگر شما دو گلوله فلزی را با یک میله فلزی به یکدیگر متصل کنید و یکی از گلولهها را به میزان یک متر جابجا نمایید با قطعیت و پیشبینی صد در صدی قادرید در رابطه با دینامیک گلوله دیگر صحبت کنید و بگویید که مکان دقیق قرارگیری گلوله دیگر در چه زمان مشخصی در چه مکان معینی قرار دارد. در این حالت میگوییم دینامیک سیستم از بعد دو است و در واقع در سیستم دو متغیر کاملاً مستقل (از جهت تاثیریگذاری متقابل) داریم. بنابراین میتوانیم دینامیک سیستم را توسط یک دستگاه معادلات دیفرانسیل دو بعدی توصیف نماییم.
@electroscience
در حدود سال 1900 پادشاه سوئد برای حل مسالهای به نام سیستم نجومی سه جسم مسابقهای برگزار کرد. این مساله که به نوعی بیانگر رفتار حرکت بین سیارات و خورشید بود چگونگی کنش متقابل بین سه جسم را نشان میدهد. ریاضیدانان بزرگی همچون هیلبرت سعی نمودند که با استفاده از دنیای ریاضیات دیفرانسیلی و قوانین جبری نیوتونی این مساله را حل نمایند .در این بین یک ریاضیدان فرانسوی به نام هانری پوانکاره علاقهمند به معادلات حاکم بر حرکت سیارات اطراف خورشید بود مشخص کرد که در سیستمهای نجومی، کاهش عدم قطعیت در شرایط اولیه همیشه کاهش خطای پیشبینی نهایی را به دنبال نخواهد داشت. او با مطالعه معادلات ریاضی دریافت که اگرچه سیستمهای نجومی ساده در واقع معین و قطعیاند، اما مانند سیستمهای دیگر از قاعده کاهش – کاهش برای شرایط اولیه و پیشبینی نهایی پیروی نمیکنند. پوانکاره نشان داد که برای این گونه سیستمها یک انحراف بسیار کوچک در شرایط اولیه در طول زمان با نرخی عظیم رشد خواهد کرد و بنابراین دو مجموعه شرایط اولیه تقریباً غیرقابل تفکیک و بسیار نزدیک به هم برای یک سیستم مشابه میتواند دو پیشبینی نهایی کاملا متفاوتی را به دنبال داشته باشد. پوانکاره اثبات کرد که حتی اگر اندازهگیریهای شرط اولیه را میلیونها بار دقیقتر انجام دهیم باز عدم قطعیت و پیشبینی ناپذیری رفتار سیستم نه تنها برای زمانهای بعد کاهش نخواهد یافت بلکه در طی زمان بزرگ و بزرگتر خواهد شد. این حساسیت بسیار شدید نسبت به شرایط اولیه را که در سیستمهای مورد مطالعه پوانکاره بروز و ظهور پیدا کرد آشوب مینامند.
پوانکاره با ابداع یک روش ریاضی هوشمندانه به نام قطع پوانکاره توانست دینامیک سیستمهای چند متغیره را که توصیف آنها در بعد زمان کار دشوار و استخراج اطلاعات از آنها تقریباً غیر ممکن بود را به میدان فاز (سیستم مختصاتی که متغیرها را بر حسب یکدیگر بیان میکند) دینامیک سیستم را به طور گویا و با اطلاعات دقیق بیان نماید.
به دنبال نظرات پوانکاره، اصل عدم قطعیت توسط ورنر هایزنبرگ فیزیکدان و فیلسوف آلمانی مطرح شد که بعدها پایهگذران مکانیک کوانتومی تحت تاثیر آن مفهوم قلمرو زیر اتمی تحت سلطه بی قاعدگی یا رندومنس را بیان کردند. آلبرت انیشتین نیز پس از تبیین تئوری نسبیت طی مقاله به تقدیر از خدمات خلاقانه پوانکاره و ریاضیات ابداعی او پرداخت و نسبیت را وامدار پوانکاره دانست.
کارهای پوانکاره زیربنای علم جدیدی از دانشهای نوین را به وجود آورد که در نهایت با پژوهشهای ریاضیدان و هواشناس مشهور دانشگاه ادوارد لورنتس در سال 1961 به صورت سیستماتیک تبیین گردید. این دانش که
امروز آن را با نام آشوب (Chaos) میشناسیم در کنار نظریه نسبیت و مکانیک کوانتوم، یکی از سه اکتشاف بزرگ قرن بیستم است. اثر پروانهای که یکی از جنبههای معادلات دیفرانسیلی لورنتس در باب پیشبینی وضعیت هواست به وضعیتی اشاره میکند که تغییری بسیار کوچک در شرایط اولیه سیستم، سبب تغییرات بزرگ و غیرقابل پیشبینی در وضعیت آینده سیستم خواهد شد. اثر پروانهای بیان میکند که بال زدن پروانهای در یک نقطه از زمین مثل ماداگاسکار میتواند چنان تغییر عظیمی در سیستم آب و هوای زمین ایجاد کند که در ایالت کالیفورنیا آمریکا طوفان ایجاد شود. اثر پروانهای نمونهای از وجود پتانسیل سیستمها برای ایجاد رفتارهای بسیار پیچیده و غیرقابل کنترل در آینده سیستم را بیان میکند که میتواند از تغییراتی هرچند کوچک و بینهایت جزئی در شرایط اولیه سیستم ایجاد گردد. یکی از مباحث جالب این علم هندسه فراکتال که ابعاد مختلف یک سیستم را در بعدهای غیر صحیح با توجه به میزان همبستگی (Correlation) متغیرهای سیستم مورد بررسی قرار میدهد. به طور مثال اگر شما دو گلوله فلزی را با یک میله فلزی به یکدیگر متصل کنید و یکی از گلولهها را به میزان یک متر جابجا نمایید با قطعیت و پیشبینی صد در صدی قادرید در رابطه با دینامیک گلوله دیگر صحبت کنید و بگویید که مکان دقیق قرارگیری گلوله دیگر در چه زمان مشخصی در چه مکان معینی قرار دارد. در این حالت میگوییم دینامیک سیستم از بعد دو است و در واقع در سیستم دو متغیر کاملاً مستقل (از جهت تاثیریگذاری متقابل) داریم. بنابراین میتوانیم دینامیک سیستم را توسط یک دستگاه معادلات دیفرانسیل دو بعدی توصیف نماییم.
@electroscience
آموزش ساخت مترونوم.pdf
388.1 KB
آموزش ساخت مترونوم @electroscience
.
خواب چیه!؟؟
وقتی آدم می خوابه چه اتفاقی تو بدنش میوفته!؟؟؟
تا حالا شده با سر درد از خواب بیدار بشید و ندونید چرا!؟؟
دیدید بعضیا بیست دقیقه می خوابن و خیلی هم سر حال هستن!؟؟
با ما همراه باشید 😁 .
.
اختراع دستگاه نوار مغزی به دانشمندان اجازه داد تا به مطالعه خواب انسان، به روشهایی که پیش از آن ممکن نبود، بپردازند. در خلال دهه 1950 فردی به نام اوژن آسرینسکی که تازه از دانشگاه فارغالتحصیل شده بود، از این وسیله برای کشف آنچه امروز خواب خوانده میشود استفاده کرد. مطالعات بیشتر بر روی خواب انسان نشان داده که خواب از یک سری مراحل گذر میکند که الگوهای امواج مغزی در هر مرحله با یکدیگر متفاوتند. .
شروع خواب
در خلال نخستین مراحل خواب، ما هنوز نسبتاً بیدار و هشیار هستیم. مغز امواجی تولید میکند به نام امواج بتا که کوچک و سریع هستند. به مرور که مغز شروع به آرامش یافتن میکند، امواج کندتری به نام امواج آلفا تولید میشوند. در طول این مدّت و هنگامی که هنوز کاملاً به خواب نرفتهایم ممکن است احساس عجیب و کاملاً واضحی را تجربه کنیم که توهمات پیش خواب نامیده میشود. مثالهای متداول و شایع این پدیده عبارتند از احساس افتادن (پرت شدن) یا شنیدن این که کسی نام شما را صدا میکند.
رویداد بسیار شایع دیگری که در این دوره زمانی وجود دارد، پرش میوکلونیک است.
اگر تا کنون، بدون هیچ دلیل مشخص و خاصی، ناگهان بدنتان تکان خورده یا سرتان به عقب پریده است این پدیده ظاهراً عجیب را تجربه کردهاید. در عالم واقع، این پرشهای میوکلونیک بسیار شایعند.
مرحله 1
مرحله 1 شروع چرخه خواب و نسبتاً مرحله سبک و خفیفی از خواب است. مرحله 1 را میتوان به صورت دوره گذار بین بیداری و خواب در نظر گرفت. در مرحله 1، مغز امواج تتا تولید میکند که امواجی با دامنه بلند و خیلی کند هستند. این مرحله از خواب، تنها مدّت زمانی کوتاهی در حدود 5 تا 10 دقیقه طول میکشد و اگر در این مرحله کسی را از خواب بیدار کنید احتمالاً به شما خواهد گفت که خواب نبوده است!
مرحله 2
دومین مرحله خواب تقریباً 20 دقیقه طول میکشد. مغز شروع به تولید امواج منظم و سریعی میکند که به نام دوکهای خواب معروفند. دمای بدن شروع به کاهش و ضربان قلب شروع به کندشدن میکند. بیدار شدن در این مرحله بسیار راحت است و شخص بعد از بیداری احساس خستگی نمی کند.
@electroscience
خواب چیه!؟؟
وقتی آدم می خوابه چه اتفاقی تو بدنش میوفته!؟؟؟
تا حالا شده با سر درد از خواب بیدار بشید و ندونید چرا!؟؟
دیدید بعضیا بیست دقیقه می خوابن و خیلی هم سر حال هستن!؟؟
با ما همراه باشید 😁 .
.
اختراع دستگاه نوار مغزی به دانشمندان اجازه داد تا به مطالعه خواب انسان، به روشهایی که پیش از آن ممکن نبود، بپردازند. در خلال دهه 1950 فردی به نام اوژن آسرینسکی که تازه از دانشگاه فارغالتحصیل شده بود، از این وسیله برای کشف آنچه امروز خواب خوانده میشود استفاده کرد. مطالعات بیشتر بر روی خواب انسان نشان داده که خواب از یک سری مراحل گذر میکند که الگوهای امواج مغزی در هر مرحله با یکدیگر متفاوتند. .
شروع خواب
در خلال نخستین مراحل خواب، ما هنوز نسبتاً بیدار و هشیار هستیم. مغز امواجی تولید میکند به نام امواج بتا که کوچک و سریع هستند. به مرور که مغز شروع به آرامش یافتن میکند، امواج کندتری به نام امواج آلفا تولید میشوند. در طول این مدّت و هنگامی که هنوز کاملاً به خواب نرفتهایم ممکن است احساس عجیب و کاملاً واضحی را تجربه کنیم که توهمات پیش خواب نامیده میشود. مثالهای متداول و شایع این پدیده عبارتند از احساس افتادن (پرت شدن) یا شنیدن این که کسی نام شما را صدا میکند.
رویداد بسیار شایع دیگری که در این دوره زمانی وجود دارد، پرش میوکلونیک است.
اگر تا کنون، بدون هیچ دلیل مشخص و خاصی، ناگهان بدنتان تکان خورده یا سرتان به عقب پریده است این پدیده ظاهراً عجیب را تجربه کردهاید. در عالم واقع، این پرشهای میوکلونیک بسیار شایعند.
مرحله 1
مرحله 1 شروع چرخه خواب و نسبتاً مرحله سبک و خفیفی از خواب است. مرحله 1 را میتوان به صورت دوره گذار بین بیداری و خواب در نظر گرفت. در مرحله 1، مغز امواج تتا تولید میکند که امواجی با دامنه بلند و خیلی کند هستند. این مرحله از خواب، تنها مدّت زمانی کوتاهی در حدود 5 تا 10 دقیقه طول میکشد و اگر در این مرحله کسی را از خواب بیدار کنید احتمالاً به شما خواهد گفت که خواب نبوده است!
مرحله 2
دومین مرحله خواب تقریباً 20 دقیقه طول میکشد. مغز شروع به تولید امواج منظم و سریعی میکند که به نام دوکهای خواب معروفند. دمای بدن شروع به کاهش و ضربان قلب شروع به کندشدن میکند. بیدار شدن در این مرحله بسیار راحت است و شخص بعد از بیداری احساس خستگی نمی کند.
@electroscience
مرحله 3
عمیق ترین مرحله ی خواب این مرحله است امواج مغزیِ عمیق و کند به نام امواج دلتا در خلال مرحله 3 خواب شروع به پدیدار شدن میکنند. این مرحله دوره گذار بین خواب سبک و خواب بسیار عمیق است.
مرحله 4
مرحله 4 گاهی به نام خواب دلتا خوانده میشود زیرا امواج مغزی کندی که به نام امواج دلتا معروفند در این مرحله تولید میشوند. مرحله 4، مرحله خواب عمیق است که در حدود 30 دقیقه طول میکشد. راه رفتن در خواب و خیس کردن رختخواب معمولاً در پایان مرحله 4 خواب اتفاق میافتد.
مرحله 5
اغلب خواب دیدنها در طول مرحله پنجم خواب که خواب REM (حرکت سریع چشم) خوانده میشود روی میدهد مشخصه خواب REM، حرکت چشمها، تندتر شدن تنفس و افزایش فعالیت مغز است. خواب REM به نام خواب متناقض نیز خوانده میشود زیرا در حالی که مغز و سایر سیستمهای بدن فعالتر میشوند، عضلات شلتر میگردند. علت خواب دیدن هم افزایش فعالیت مغز است امّا عضلات ارادی بیحرکت میشوند.
نکته قابل ذکر این است که فرایند خواب، این مراحل را به ترتیب پشت سر نمیگذارد. خواب از مرحله 1 شروع میشود و سپس به مراحل 2، 3 و 4 میرود. پس از مرحله 4 دوباره مرحله 3 و به دنبال آن مرحله 2 خواب تکرار میشوند و سپس وارد مرحله ی 5 یا REM می شود. پس از خاتمه خواب REM، بدن معمولاً به مرحله 2 خواب باز میگردد. در طول شب، خواب انسان تقریباً 4 یا 5 بار بین این مراحل میچرخد.
ما به طور میانگین 90 دقیقه پس از به خواب رفتن وارد مرحله 5 یا خواب REM میشویم. نخستین چرخه خواب REM ممکن است تنها زمان کوتاهی به طول بیانجامد امّا هر چرخه از چرخه قبل طولانیتر میشود به نحوی که خواب REM میتواند تا نزدیک به یک ساعت پایدار بماند.
پ ن : اگه زمانی که بین دو مرحله از خواب هستیم و هنوز وارد مرحله ی بعد نشدیم از خواب بیدار شیم، خیلی راحت پا میشیم و احساس سر درد یا بد خوابی نداریم .... :)
.
.
@electroscience
#خواب #مراحل_خواب #سیگنال_های_مغز #مهندسی_پزشکی
عمیق ترین مرحله ی خواب این مرحله است امواج مغزیِ عمیق و کند به نام امواج دلتا در خلال مرحله 3 خواب شروع به پدیدار شدن میکنند. این مرحله دوره گذار بین خواب سبک و خواب بسیار عمیق است.
مرحله 4
مرحله 4 گاهی به نام خواب دلتا خوانده میشود زیرا امواج مغزی کندی که به نام امواج دلتا معروفند در این مرحله تولید میشوند. مرحله 4، مرحله خواب عمیق است که در حدود 30 دقیقه طول میکشد. راه رفتن در خواب و خیس کردن رختخواب معمولاً در پایان مرحله 4 خواب اتفاق میافتد.
مرحله 5
اغلب خواب دیدنها در طول مرحله پنجم خواب که خواب REM (حرکت سریع چشم) خوانده میشود روی میدهد مشخصه خواب REM، حرکت چشمها، تندتر شدن تنفس و افزایش فعالیت مغز است. خواب REM به نام خواب متناقض نیز خوانده میشود زیرا در حالی که مغز و سایر سیستمهای بدن فعالتر میشوند، عضلات شلتر میگردند. علت خواب دیدن هم افزایش فعالیت مغز است امّا عضلات ارادی بیحرکت میشوند.
نکته قابل ذکر این است که فرایند خواب، این مراحل را به ترتیب پشت سر نمیگذارد. خواب از مرحله 1 شروع میشود و سپس به مراحل 2، 3 و 4 میرود. پس از مرحله 4 دوباره مرحله 3 و به دنبال آن مرحله 2 خواب تکرار میشوند و سپس وارد مرحله ی 5 یا REM می شود. پس از خاتمه خواب REM، بدن معمولاً به مرحله 2 خواب باز میگردد. در طول شب، خواب انسان تقریباً 4 یا 5 بار بین این مراحل میچرخد.
ما به طور میانگین 90 دقیقه پس از به خواب رفتن وارد مرحله 5 یا خواب REM میشویم. نخستین چرخه خواب REM ممکن است تنها زمان کوتاهی به طول بیانجامد امّا هر چرخه از چرخه قبل طولانیتر میشود به نحوی که خواب REM میتواند تا نزدیک به یک ساعت پایدار بماند.
پ ن : اگه زمانی که بین دو مرحله از خواب هستیم و هنوز وارد مرحله ی بعد نشدیم از خواب بیدار شیم، خیلی راحت پا میشیم و احساس سر درد یا بد خوابی نداریم .... :)
.
.
@electroscience
#خواب #مراحل_خواب #سیگنال_های_مغز #مهندسی_پزشکی
✅نویز و مشکلات آن در مدار :
قصد داریم کمی درباره نویز صحبت کنیم. به زبان ساده میشه گفت به هر اختلال ناخواسته ای نویز میگیم پس با یه تعریف چهارچوب دار طرفیم یعنی تو هر حوزه ای با پدیده ی نویز ممکنه مواجه بشیم مثلا آلودگی موجود در هوا یه نوع نویز محیط زیستیه چون ما اصلا نمیخوایم باشه ولی در اثر یه سری عوامل بوجود میاد و ما دوست داریم همیشه آلودگی رو کم یا از بین ببریم.
در این پست ما قصد داریم با نویزهای الکترومغناطیسی آشنا بشیم و تاثیر آن بر مدارتمون و راه های جلوگیریشو بررسی کنیم.
در حوزه مهندسی برق به جریان , ولتاژ یا میدان الکترومغناطیسی ناخواسته ای که بر روی سیگنال اصلی ما سوار میشن و تشخیص سیگنالو دشوار میکنند , نویز میگیم که این سیگنال ها میتونه برای مدارات ما مخرب باشه و کارکردشونو دچار اختلال کنه یا حتی بسوزونتشون.
همونطور که میدونیم بارهای الکتریکی ساکن مولد میدان الکتریکی هستن و حرکت یکنواخت بارها ( یا همون جریان الکتریکی) میدان مغناطیسی رو ایجاد میکنه و اگر حرکت الکترونها به صورت شتابدار باشه , تشعشع الکترومغناطیسی رو موجب میشه. طبق نظریات الکترومغناطیس (که از مرحوم فارادی به یاد مونده) میدان های الکترومغناطیسی میتونه ولتاژ و جریان در مدار بوجود بیاره و همینطور برعکس.
پس هدف ما درحوزه ی برق کاهش میدانهای الکترومغناطیسی در نتیجه کاهش ولتاژ و جریان ناخواسته ای که در اثر اون در مدارات و سیستم هامون بوجود میاد. به این مبحث در مهندسی برق EMI(Electromagnetic interference) یا تداخل الکترومغناطیسی میگن.
حالا منابع نویز چیا میتونه باشه؟ به صورت معمول 3 دسته منبع برای نویزها در نظر میگیرن: 1- منابع نویز ذاتی : مثل نویز گرمایی که در اثر نوسانات تصادفی در سیستم های فیزیکی بوجود میاد مثلا با افزایش دما ممکنه کار یک آی سی دچار اختلال بشه 2- نویز ادوات الکتریکی موجود در مدار: نویزهایی که توسط وسایلی که در مداراتمون هست بوجود میاد مثل نویزای ناشی از موتورها,سوییچ ها,فرستندههای رادیویی و ... 3- نویز ناشی از اغتشاشات طبیعی و جوی : مثل رعد و برق و تشعشعات خورشیدی. که بحث اصلی ما همون مورد شماره 2 هست.
برای کاهش نویز در مهندسی برق بحث EMC (Electromagnetic compatibility) سازگاری الکترومغناطیسی مطرح میشه یعنی مداراتی بسازیم که با این نویزهای الکترومغناطیس سازگار باشه و رو مدار ما اثری نذاره پس بایستی اول راه های نفوذ نویز به مدارتمونو بشناسیم تا روش جلوگیریشو بفهمیم. به 2 روش نویز میتونه رو مدار ما اثر بذاره:
1- کوپلاژ توسط میدان های الکتریکی و مغناطیسی ) و الکترومغناطیسی ( مانند تشعشع الکترو مغناطیسی : یعنی در اثر میدانهای الکترومغناطیسی که یه سری وسیله هامون در مدار مثل سلف و ترانس و کلید زنی و ... ایجاد میکنه روی سایر ادوات مدارمون (بویژه مدارات آنالوگ و دیجیتال ) ما نویز بیوفته.
2- کوپلاژ هدایتی مانند انتقال نویز از طریق خط تغذیه مشترک : به این معنیه که روی تغذیه ی مدارمون نویز بیوفته و این نویز در کارکرد قطعات الکتریکیمون مشکل ایجاد کنه.
خب حالا چندتا نکته عملی کاهش نویز تو مداراتمونو میگیم :
1- جدا کردن زمین مدارات :
اگه مدارمون دارای بخش های زیر هست بهتره زمین هاشون جدا باشه و به صورت زیر تقسیم بندی کنیم:
زمین آنالوگ : مثل تقویت کننده هامون شامل آپ امپ ها و ...
زمین دیجیتال : شامل مدارات کنترلی مثل میکروکنترلر و ...
زمین قدرت )رله ها ، موتورها , سوییچ ها و مانند آن( : مداری که بیشترین نویز رو ایجاد میکنه
این تقسیم بندی به این علت انجام میشه که نویزهایی که تو هر کدام از بخش هامون هست ممکنه برا خود اون بخش خیلی چیز مهمی نباشه اما برا بخش دیگه فاجعه باشه مثلا نویز روی سوییچ قدرت مثل IGBT که قراره مثلا 1200 ولت رو قطع و وصل کنه با فرکانس چند کیلوهرتز مثلا تو حد 20 -30 ولت باشه که برا بخش قدرت مشکلی پیش نیاد ولی این نویز از طریق زمین مشترک (اگر جدا نکنیم) به بخش دیجیتال ما که قراره مثلا با ولتاژ 3.3 یا 5 ولت کار کنه کل مدار دیجیتالو بسوزونه. روش جداسازی هم معمولا یا با ترانس ایزوله یا اپتوکوپلر و یا استفاده مبدلهای MinMax هست که به ما یه سری ولتاژ میده که بهم ربطی نداره.
@electroscience
قصد داریم کمی درباره نویز صحبت کنیم. به زبان ساده میشه گفت به هر اختلال ناخواسته ای نویز میگیم پس با یه تعریف چهارچوب دار طرفیم یعنی تو هر حوزه ای با پدیده ی نویز ممکنه مواجه بشیم مثلا آلودگی موجود در هوا یه نوع نویز محیط زیستیه چون ما اصلا نمیخوایم باشه ولی در اثر یه سری عوامل بوجود میاد و ما دوست داریم همیشه آلودگی رو کم یا از بین ببریم.
در این پست ما قصد داریم با نویزهای الکترومغناطیسی آشنا بشیم و تاثیر آن بر مدارتمون و راه های جلوگیریشو بررسی کنیم.
در حوزه مهندسی برق به جریان , ولتاژ یا میدان الکترومغناطیسی ناخواسته ای که بر روی سیگنال اصلی ما سوار میشن و تشخیص سیگنالو دشوار میکنند , نویز میگیم که این سیگنال ها میتونه برای مدارات ما مخرب باشه و کارکردشونو دچار اختلال کنه یا حتی بسوزونتشون.
همونطور که میدونیم بارهای الکتریکی ساکن مولد میدان الکتریکی هستن و حرکت یکنواخت بارها ( یا همون جریان الکتریکی) میدان مغناطیسی رو ایجاد میکنه و اگر حرکت الکترونها به صورت شتابدار باشه , تشعشع الکترومغناطیسی رو موجب میشه. طبق نظریات الکترومغناطیس (که از مرحوم فارادی به یاد مونده) میدان های الکترومغناطیسی میتونه ولتاژ و جریان در مدار بوجود بیاره و همینطور برعکس.
پس هدف ما درحوزه ی برق کاهش میدانهای الکترومغناطیسی در نتیجه کاهش ولتاژ و جریان ناخواسته ای که در اثر اون در مدارات و سیستم هامون بوجود میاد. به این مبحث در مهندسی برق EMI(Electromagnetic interference) یا تداخل الکترومغناطیسی میگن.
حالا منابع نویز چیا میتونه باشه؟ به صورت معمول 3 دسته منبع برای نویزها در نظر میگیرن: 1- منابع نویز ذاتی : مثل نویز گرمایی که در اثر نوسانات تصادفی در سیستم های فیزیکی بوجود میاد مثلا با افزایش دما ممکنه کار یک آی سی دچار اختلال بشه 2- نویز ادوات الکتریکی موجود در مدار: نویزهایی که توسط وسایلی که در مداراتمون هست بوجود میاد مثل نویزای ناشی از موتورها,سوییچ ها,فرستندههای رادیویی و ... 3- نویز ناشی از اغتشاشات طبیعی و جوی : مثل رعد و برق و تشعشعات خورشیدی. که بحث اصلی ما همون مورد شماره 2 هست.
برای کاهش نویز در مهندسی برق بحث EMC (Electromagnetic compatibility) سازگاری الکترومغناطیسی مطرح میشه یعنی مداراتی بسازیم که با این نویزهای الکترومغناطیس سازگار باشه و رو مدار ما اثری نذاره پس بایستی اول راه های نفوذ نویز به مدارتمونو بشناسیم تا روش جلوگیریشو بفهمیم. به 2 روش نویز میتونه رو مدار ما اثر بذاره:
1- کوپلاژ توسط میدان های الکتریکی و مغناطیسی ) و الکترومغناطیسی ( مانند تشعشع الکترو مغناطیسی : یعنی در اثر میدانهای الکترومغناطیسی که یه سری وسیله هامون در مدار مثل سلف و ترانس و کلید زنی و ... ایجاد میکنه روی سایر ادوات مدارمون (بویژه مدارات آنالوگ و دیجیتال ) ما نویز بیوفته.
2- کوپلاژ هدایتی مانند انتقال نویز از طریق خط تغذیه مشترک : به این معنیه که روی تغذیه ی مدارمون نویز بیوفته و این نویز در کارکرد قطعات الکتریکیمون مشکل ایجاد کنه.
خب حالا چندتا نکته عملی کاهش نویز تو مداراتمونو میگیم :
1- جدا کردن زمین مدارات :
اگه مدارمون دارای بخش های زیر هست بهتره زمین هاشون جدا باشه و به صورت زیر تقسیم بندی کنیم:
زمین آنالوگ : مثل تقویت کننده هامون شامل آپ امپ ها و ...
زمین دیجیتال : شامل مدارات کنترلی مثل میکروکنترلر و ...
زمین قدرت )رله ها ، موتورها , سوییچ ها و مانند آن( : مداری که بیشترین نویز رو ایجاد میکنه
این تقسیم بندی به این علت انجام میشه که نویزهایی که تو هر کدام از بخش هامون هست ممکنه برا خود اون بخش خیلی چیز مهمی نباشه اما برا بخش دیگه فاجعه باشه مثلا نویز روی سوییچ قدرت مثل IGBT که قراره مثلا 1200 ولت رو قطع و وصل کنه با فرکانس چند کیلوهرتز مثلا تو حد 20 -30 ولت باشه که برا بخش قدرت مشکلی پیش نیاد ولی این نویز از طریق زمین مشترک (اگر جدا نکنیم) به بخش دیجیتال ما که قراره مثلا با ولتاژ 3.3 یا 5 ولت کار کنه کل مدار دیجیتالو بسوزونه. روش جداسازی هم معمولا یا با ترانس ایزوله یا اپتوکوپلر و یا استفاده مبدلهای MinMax هست که به ما یه سری ولتاژ میده که بهم ربطی نداره.
@electroscience
✅ برای کاهش نویز در مهندسی برق بحث EMC (Electromagnetic compatibility) سازگاری الکترومغناطیسی مطرح میشه یعنی مداراتی بسازیم که با این نویزهای الکترومغناطیس سازگار باشه و رو مدار ما اثری نذاره پس بایستی اول راه های نفوذ نویز به مدارتمونو بشناسیم تا روش جلوگیریشو بفهمیم. به 2 روش نویز میتونه رو مدار ما اثر بذاره:
1- کوپلاژ توسط میدان های الکتریکی و مغناطیسی ) و الکترومغناطیسی ( مانند تشعشع الکترو مغناطیسی : یعنی در اثر میدانهای الکترومغناطیسی که یه سری وسیله هامون در مدار مثل سلف و ترانس و کلید زنی و ... ایجاد میکنه روی سایر ادوات مدارمون (بویژه مدارات آنالوگ و دیجیتال ) ما نویز بیوفته.
2- کوپلاژ هدایتی مانند انتقال نویز از طریق خط تغذیه مشترک : به این معنیه که روی تغذیه ی مدارمون نویز بیوفته و این نویز در کارکرد قطعات الکتریکیمون مشکل ایجاد کنه.
خب حالا چندتا نکته عملی کاهش نویز تو مداراتمونو میگیم :
1- جدا کردن زمین مدارات :
اگه مدارمون دارای بخش های زیر هست بهتره زمین هاشون جدا باشه و به صورت زیر تقسیم بندی کنیم:
زمین آنالوگ : مثل تقویت کننده هامون شامل آپ امپ ها و ...
زمین دیجیتال : شامل مدارات کنترلی مثل میکروکنترلر و ...
زمین قدرت )رله ها ، موتورها , سوییچ ها و مانند آن( : مداری که بیشترین نویز رو ایجاد میکنه
این تقسیم بندی به این علت انجام میشه که نویزهایی که تو هر کدام از بخش هامون هست ممکنه برا خود اون بخش خیلی چیز مهمی نباشه اما برا بخش دیگه فاجعه باشه مثلا نویز روی سوییچ قدرت مثل IGBT که قراره مثلا 1200 ولت رو قطع و وصل کنه با فرکانس چند کیلوهرتز مثلا تو حد 20 -30 ولت باشه که برا بخش قدرت مشکلی پیش نیاد ولی این نویز از طریق زمین مشترک (اگر جدا نکنیم) به بخش دیجیتال ما که قراره مثلا با ولتاژ 3.3 یا 5 ولت کار کنه کل مدار دیجیتالو بسوزونه. روش جداسازی هم معمولا یا با ترانس ایزوله یا اپتوکوپلر و یا استفاده مبدلهای MinMax هست که به ما یه سری ولتاژ میده که بهم ربطی نداره.
در بخش بعدی با سایر روش ها آشنا میشویم . امیدوارم مفید واقع شده باشه.
توضیحات شکل بالا: یک تستر EMI مدار رو میبینید که میزان تشعشعات الکترومغناطیسی اندازه گیری را اندازه میگیره به این وسیله که تو اون حلقه ی بسته ولتاژ و در نیجه جریان القا میشه.
@electroscience
1- کوپلاژ توسط میدان های الکتریکی و مغناطیسی ) و الکترومغناطیسی ( مانند تشعشع الکترو مغناطیسی : یعنی در اثر میدانهای الکترومغناطیسی که یه سری وسیله هامون در مدار مثل سلف و ترانس و کلید زنی و ... ایجاد میکنه روی سایر ادوات مدارمون (بویژه مدارات آنالوگ و دیجیتال ) ما نویز بیوفته.
2- کوپلاژ هدایتی مانند انتقال نویز از طریق خط تغذیه مشترک : به این معنیه که روی تغذیه ی مدارمون نویز بیوفته و این نویز در کارکرد قطعات الکتریکیمون مشکل ایجاد کنه.
خب حالا چندتا نکته عملی کاهش نویز تو مداراتمونو میگیم :
1- جدا کردن زمین مدارات :
اگه مدارمون دارای بخش های زیر هست بهتره زمین هاشون جدا باشه و به صورت زیر تقسیم بندی کنیم:
زمین آنالوگ : مثل تقویت کننده هامون شامل آپ امپ ها و ...
زمین دیجیتال : شامل مدارات کنترلی مثل میکروکنترلر و ...
زمین قدرت )رله ها ، موتورها , سوییچ ها و مانند آن( : مداری که بیشترین نویز رو ایجاد میکنه
این تقسیم بندی به این علت انجام میشه که نویزهایی که تو هر کدام از بخش هامون هست ممکنه برا خود اون بخش خیلی چیز مهمی نباشه اما برا بخش دیگه فاجعه باشه مثلا نویز روی سوییچ قدرت مثل IGBT که قراره مثلا 1200 ولت رو قطع و وصل کنه با فرکانس چند کیلوهرتز مثلا تو حد 20 -30 ولت باشه که برا بخش قدرت مشکلی پیش نیاد ولی این نویز از طریق زمین مشترک (اگر جدا نکنیم) به بخش دیجیتال ما که قراره مثلا با ولتاژ 3.3 یا 5 ولت کار کنه کل مدار دیجیتالو بسوزونه. روش جداسازی هم معمولا یا با ترانس ایزوله یا اپتوکوپلر و یا استفاده مبدلهای MinMax هست که به ما یه سری ولتاژ میده که بهم ربطی نداره.
در بخش بعدی با سایر روش ها آشنا میشویم . امیدوارم مفید واقع شده باشه.
توضیحات شکل بالا: یک تستر EMI مدار رو میبینید که میزان تشعشعات الکترومغناطیسی اندازه گیری را اندازه میگیره به این وسیله که تو اون حلقه ی بسته ولتاژ و در نیجه جریان القا میشه.
@electroscience