T-Box دیتالاگر مجهز به GSM و GPRS

T-Box دیتالاگر مجهز به GSM و GPRS

یکی از راههای تشخیص ترکیدگی لوله و یا پوسیدگی بیش از حد آن که باعث هدر رفت مایعات می شود این است که در مسافت های خاصی از مسیر لوله، با قرار دادن سنسور فشار از تغییر فشار درون خطوط آگاه شده و بر اساس اطلاعات به دست آمده تمهیدات لازم را انجام داد.

محصول جدید شرکت سحاب با نام ST-Box110 است که قادر است از اتصال 2 سنسور پشتیبانی کند و در صورت نبودن برق شهری در محل نصب می توان از مدل باطری دار آن استفاده کرد که به دلیل مصرف کم این محصول عمر باطری آن به بیش از 5 سال میرسد.

مدل های مختلف این محصول در پروژه های بزرگ تله متری و اتوماسیون صنعتی کاربردهای فراوانی دارد و قابلیت خواندن سنسورهای استاندارد در صنعت آب و فاظلاب و صنعت نفت و گاز و پتروشیمی و صنایع دیگر را دارد. به دلیل اینکه این محصول ساخت و طراحی داخلی شرکت می باشد، شرکت را قادر ساخته تا بدون توجه به اعمال تحریم های خارجی در پایین بودن قیمت و بالاتر بودن کیفیت بی رقیب باشد.

برای ارتباط با این دستگاه، شرکت از نرم افزارهای کامپیوتر و همچنین گوشی بهره می برد. نرم افزار کامپیوتر آن قادر به اعلام خطر، گزارش گیری از هر نقطه، رسم نمودار تغییر مقدار سنسور، تغییر تنظیمات دستگاه و .. است که این کار را با استفاده از ارتباط GSM برقرار می کند.

 

مشخصات تکمیلی دستگاه	نرم افزارهای Data Loger	نرم افزار گوشی همراه

 

 

آماده سازی سیگنال، تقویت،تضعیف، فیلتر

آماده سازی سیگنال، تقویت،تضعیف، فیلتر

نویسنده: مسئول فنی در 

۱۰ اردیبهشت ۱۳۹۳

[ آخرین به روزرسانی در ۱۴ اردیبهشت ۱۳۹۳ ]

Signal Conditioning       ( در حال تکمیل )

خروجی یک سنسور را نمی توان به طور مستقیم، به مبدل آنالوگ به دیجیتال میکروکنترلر داد. قبل از آن اگر سیگنال ضعیف است، باید آنرا تقویت کنیم. آگر دامنه آن خیلی زیاد است، آنرا تضعیف کنیم. اگر شامل مقادیر منفی است، به آن یک مقدار DC اضافه کنیم، تا در محدوده مثبت قرار گیرد. اگر نویز دارد، آن را فیلتر کنیم. اگر پهنای باند سیگنال زیاد است و قادر به پردازش فرکانس های بالا نیستیم، برای اجتناب از تداخل، سیگنال را فیلتر کنیم.  اگر می خواهیم بخش سنسورها از بخش پردازش جدا باشد، سیگنال را باید ایزوله کنیم. به این مرحله Signal Conditioning به معنی آماده سازی سیگنال می گوییم. ( اگر ترجمه بهتری پیدا کردید به ما اطلاع دهید.)

1-      تقویت ، تضعیف و تغییر سطح سیگنال 

ما برای پردازش دیجیتال سیگنال ها،  باید سیگنال را به کمک مبدل آنالوگ به دیجیتال، تبدیل به دیجیتال کنیم. از طرف دیگر برای اینکه از محدوده مبدل A2D به طور کامل استفاده کنیم، تغییرات سیگنال ما باید در بازه ورودی مجاز A2D باشد. اما غالب خروجی سنسورها و سیگنال ها در این نحدوده نیستند. برای نمونه خروجی سنسورها در حد میلی ولت هستند، در حالیکه محدوده A2D در حد 0 تا 5 ولت است. ( البته با کنترل Vref می توان محدوده ورودی A2D را تغییر داد.) پس لازم است که سیگنال را تقویت کنیم.
از طرف دیگر در مواردی ممکن است سیگنال ورودی ما بزرگ باشد، در این صورت باید آن را تضعیف و به محدوده مجاز ورودی A2D برسانیم. برای مثال اگر شما بخواهید، ولتاژ برق شهر را اندازه گیری نمایید، باید آن را تضعیف کنید.
در بعضی موارد سیگنال شما متناوب و دارای بخش منفی است، در حالی که غالب A2D ها محدوده ورودی آن ها مثبت است و بخش منفی سیگنال را معادل صفر می گیرند، پس باید به سیگنال ورودی مقدار DC اضافه کنید، تا سیگنال به محدوده مثبت شیفت پیدا کند.
خروجی یک سنسور را نمی توان به طور مستقیم، به مبدل آنالوگ به دیجیتال میکروکنترلر داد. قبل از آن اگر سیگنال ضعیف است، باید آنرا تقویت کنیم. آگر دامنه آن خیلی زیاد است، آنرا تضعیف کنیم. اگر شامل مقادیر منفی است، به آن یک مقدار DC اضافه کنیم، تا در محدوده مثبت قرار گیرد. اگر نویز دارد، آن را فیلتر کنیم. اگر پهنای باند سیگنال زیاد است و قادر به پردازش فرکانس های بالا نیستیم، برای اجتناب از تداخل، سیگنال را فیلتر کنیم.  اگر می خواهیم بخش سنسورها از بخش پردازش جدا باشد، سیگنال را باید ایزوله کنیم. به این مرحله Signal Conditioning به معنی آماده سازی سیگنال می گوییم. ( اگر ترجمه بهتری پیدا کردید به ما اطلاع دهید.)

این کارها و خیلی کارهای دیگر به کمک تقویت کننده عملیاتی (Operational Amplifier OpAmp ) انجام می شود.
نماد و یک نمونه  OpAmp در شکل زیر آمده است. OpAmp  دارای دو ورودی مثبت و منفی است. که تفاضل آن ها تقویت می شود. هر OpAmp  دارای امپدانس ورودی Zin  ، امپدانس خروجی Zout  و بهره A می باشد.

یک OpAmp ایده آل دارای مشخصات زیر است:
-          بهره بی نهایت
-          امپدانس ورودی بی نهایت
-          امپدانس خروجی صفر
-          پهنای باند بی نهایت
همانطور که می دانید، هیچ چیز ایده آلی در دنیا وجود ندارد، پس OpAmp هم از این قاعده جدا نیست.
OpAmp واقعی دارای مشخصات زیر است، البته با توجه به انواع مختلف OpAmp این مقادیر در OpAmp های مختلف متفاوت است:
-          بهره خیلی زیاد
-          امپدانس ورودی بالا
-          امپدانس خروجی کم
-          پهنای باند محدود
برای نمونه پارامترهای چند نمونه OpAmp را می آوریم:
 بهره بی نهایت یا زیاد کاربردی ندارد، آنچه مهم است داشتن یک مدار با بهره معین است. برای اینکار با گرفتن فیدبک از خروجی مدارهای مختلف با بهره قابل تنظیم می سازند.
دو نمونه تقویت کننده وارونساز و ناوارونساز در شکل زیر آمده است. بهره هر کدام از آن ها مشخص و توسط مقاومت های R_in و R_f تعیین می شود.
همانطور که می بینید در تقویت کننده وارونساز بهره مدار کمتر و یا بیشتر از یک می تواند باشد. اما بهره تقویت کننده ناوارونساز همواره بیش از یک است.

 تقویت کننده تفاضلی : در این حالت همانطور که در شکل زیر می بینید، تفاضل دو سیگنال V2 و V1 یعنی مقدار V2-V1 با بهره R3/R1 به خروجی منتقل می شود. 

مدار جمع کننده با OpAmp  : در این حالت می توان دو یا چند سیگنال مختلف را با هم جمع کرد.

از مدار بالا برای جمع کردن سیگنال با یک مقدار ثابت نیز می توان استفاده کرد.

در شکل بالا مقاومت های ورودی یکسان هستند، پس تمام سیگنال ها با بهره Rf/Rin به خروجی منتقل می شوند. اگر مقاومت های ورودی را متفاوت کنیم، ورودی ها با بهره های متفاوت به خروجی منتقل خواهند شد. در شکل زیر ورودی اول با بهره Rf/R1  و ورودی دوم با بهره Rf/R2 و ورودی سوم با بهره Rf/R3 و ... به خروجی منتقل می شوند. با انتخاب مناسب مقاومت ها مانند شکل زیر، از جمع کننده به عنوان مبدل دیجیتال به آنالوگ می توان استفاده کرد.

شیفت دادن سیگنال : علاوه بر مدار قبل از مدار زیر نیز می توان برای جمع کردن سیگنال با یک مقدار خاص استفاده کرد. در این مدار با پتانسیومتر مقدار شیفت سیگنال تنظیم می شود. خازن برای تثبیت این ولتاژ است. بهره کل را نیز می توان با انتخاب مناسب R1 و R2 بدست آورد.

تقویت کننده ابزار دقیق :

تقویت کننده دقیق یک تقویت کننده تفاضلی با امپدانس ورودی بالا است، که برای تقویت سیگنال های ضعیف به کار می رود. همانطور که در شکل می بینید، این تقویت کننده دارای دو دنبال کننده ولتاژ در ورودی است. نقش این دنبال کننده های ولتاژ بافر کردن V1 و V2 است. قسمت خروجی نیز یک تقویت کننده تفاضلی است.  تقویت کننده دقیق ضمن داشتن امپدانس ورودی بالا، امکان تقویت سیگنال ها به صورت تفاضلی را داراست.

 

جداسازی / ایزولاسیون:

یک سیستم دارای بخش های مختلف است. گاهی لازم است بخش های مختلف از یکدیگر جدا یا ایزوله شوند.  سنسورها در یک محیط صنعتی با ولتاژ پرخطر، نویز زیاد، پتانسیل زمین مواج  اگر باشند، باید سیگنالهای خروجی آن ها را از مدارهای اندازه گیری و مونیتورینگ جدا کنیم. ولتاژ بیش از 30V_rms , 42.4 V_pk, 60 V_DC  مخاطره انگیز محسوب می شوند.

فواید جداسازی :
-          حفاظت از انسان، تجهیزات گران قیمت و داده ها از ولتاژ های گذرا
-          افزایش مصونیت از نویز
-          افزایش رد ولتاژهای مشترک
-          حذف حلقه زمین

در جداسازی لازم است که سیگنال بدون تماس الکتریکی مستقیم به بخش دیگر منتقل شود. روش های مختلف جداسازی در شکل زیر آمده است.

جداسازی نوری :

در این روش سیگنال اولیه LED را فعال می کند و نور ارسالی از LED توسط آشکارساز نوری دریافت و به شکل سیگنال اولیه تبدیل می شود. جداسازی نوری یکی از روش های پر کاربرد امروزی است. یکی از مزایای آن مصونیت در مقابل نویز های الکتریکی و مغناطیسی است. اشکال جداسازی نوری تلفات توان است. سرعت انتقال بستگی به نوع جداساز نوری دارد، که باید به آن در موقع استفاده دقت شود.

جداسازی القایی :

در این روش تغییر جریان سیگنال در سیم پیچ اولیه، به سیم پیچ دوم القا می شود. جداسازی القایی، می تواند تحت تاثیر میدان های مغناطیس مجاور قرار گیرد. از جداساز القایی برای انتقال سیگنال های DC نمی توان استفاده کرد.

امروزه قطعات زیادی در دسترس ما هستند، که روش های مختلف جداسازی در درونشان پیاده سازی شده است. در دو شکل زیر دو مدل جداسازی را می بینید. در شکل بالا جداسازی در قسمت آنالوگ و در شکل پایین جداسازی در قسمت دیجیتال انجام گرفته است.

فیلتر کردن :
فیلتر برای گزینش استفاده می شود. یک فیلتر یا صافی چای، اجازه عبور چای را می دهد، اما جلوی تفاله را می گیرد. باید ببینیم یک فیلتر با سیگنال ها چه می کند. همانطور که از تبدیل فوریه می دانید، غالب سیگنال ها از مجموعه ای از سیگنالهای سینوسی با فرکانس های مختلف ساخته می شوند و یا به بیان دیگر هر سیگنال مجموعه ای از سیگنالهای سینوسی را در دل خود دارد. فیلتر ها بسته به نوعشان اجازه عبور بخشی از این فرکانس ها را می دهند و جلوی تعدادی از فرکانس ها را می گیرند.

ضرورت فیلتر کردن سیگنالها :
- حذف نویز و فرکانس های ناخواسته : گاهی سیگنال اصلی با نویز همراه است، این نویز از محیط اطراف به سیگنال اضافه می شود. این اضافه شدن ممکن است از طریق امواج الکترومغناطیسی و یا ارتباط مسی با تجهیزات اطراف باشد. برای مثال نویز منابع تغذیه سوئیچینگ، یا نویز 50Hz برق شهر یک منبع فرکانس های ناخواسته است. اگر سیگنال های تولیدی ما دقیق نباشند، منشا فرکانس های ناخواسته و یا هارمونیک های سیگنال اصلی می شوند. ما با قرار دادن فیلتر مناسب فرکانسهای ناخواسته را حذف می کنیم.

جلوگیری از تداخل :
برای پردازش دیجیتال سیگنال ها لازم است، از سیگنال نمونه برداری شود. فرکانس نمونه برداری طبق قانون نایکوئیست باید حداقل دو برابر بالاترین فرکانس موجود در سیگنال باشد. اگر کمتر از این فرکانس از سیگنال نمونه برداری شود، تذاخل (aliasing) رخ می دهد. تداخل باعث اشتباه در برداشت سیگنال ورودی شده و نتیج بعدی با اشتباه همراه خواهند بود.
در شکل a طیف سیگنال پیوسته آمده است. وقتی از سیگنال پیوسته با فرکانس f_s نمونه برداری کنید، طیف سیگنال گسسته ( نمونه برداری شده ) به صورت متناوب و در مضارب f_s   تکرار می شود. ( شکل b )
همانطور که در شکل b می بینید، چنانچه فرکانس نمونه برداری از دوبرابر پهنای باند یعنی B بیشتر باشد تداخلی رخ نمی دهد. اما چنانچه فرکانس نمونه برداری از دو برابر پهنای باند کمتر باشد، مانند شکل c تداخل رخ می دهد.

در صورتی که تداخل نداشته باشیم، با فیلتر کردن طیف سیگنال گسسته می توانیم، طیف سیگنال پیوسته را استخراج و آن را بازسازی کنیم. اما در صورت تداخل این کار میسر نیست و خطا دارد. ( برای مطالعه بیشتر به کتاب سیگنال و سیستم اپنهایم فصل مراجعه نمایید. )
برای جلوگیری از تداخل می توان پهنای باند سیگنال را با فیلتر مناسب محدود و با اینکار حداکثر فرکانس موجود در سیگنال را کاهش داد و پس از آن از سیگنال نمونه برداری کرد. توجه داشته باشید، کاهش دادن پهنای باند یک سیگنال از کیفیت سیگنال می کاهد، اما در خیلی از موارد پاسخگوی نیاز ما است.
انواع فیلتر :
فیلتر ها را بر اساس محدوده از فرکانس ها که از خود عبور می دهند، نام گذاری می کنند. اگر فرکانس های پایین را از خود عبور دهند و مانع عبور فرکانس های بالا شوند، به آن فیلتر پایین گذر می گویند. اگر فرکانس های بالا عبور دهند، به آن فیلتر بالا گذر می گویند. اگر فرکانسهای میانی را از خود عبور دهند و فرکانس های پایین و بالا را از خود عبور ندهند، به آن فیلتر میان گذر می گویند. اگر فرکانس های میانی را عبور ندهند و فرکانس های بالا و پایین را از خود عبور دهند، به آن فیلتر میان نگذر می گویند.توجه داشته باشید که فرکانس بالا، پایین و میانی نسبی است.

در شکل زیر یک فیلتر پایین گذر، با جزئیات آمده است. همانطور که می بینید، محورها به صورت لگاریتمی نشان داده شده اند. با لگاریتمی بودن محور افقی، که مبین فرکانس است ما عملکرد فیلتر را در محدوده بیشتری می توانیم نشان دهیم. علاوه بر آن فرکانس های پایین بازتر نشان داده می شوند.
محور عمودی بهره را بر حسب دسیبل  dB نشان می دهد. برای تبدیل به dB همانطور که در رابطه آن می بینید، باید از آن لگاریتم گرفته و در 20 ضرب کنیم.
بهره واحد بر حسب دسیبل برابر 20 log 1 = 0 db می شود. در شکل زیر 3dB - نیز مهم است. به راستی 3dB-  متناظر با چه بهره ای است. بهره برابر آنتی لگاریتم 3/20 - می شود، که برابر 0.707 است.
وقتی دامنه سیگنال خروجی به 0.707  مقدار اولیه کاهش بکند، این نقطه را فرکانس کناره Corner Frequency و یا فرکانس قطع Cut Off Frequency می گویند. در واقع وقتی تضعیف سیگنال خروجی بیش از 0.707 شود، می گویند فیلتر سیگنال را قطع می کند و از خود عبور نمی دهد و مرز فیلتر را مشخص می کند.
نکته دیگر در این شکل شیب ناحیه قطع است، در حالت ایده آل باید فرکانس های بیشتر از f_c عبور نکنند، اما فیلترهای واقعی اینگونه نیستند، بلکه فرکانسهای بالاتر از f_c با شیب 20dB/Decade -  تضعیف می شوند. میزان شیب تضعیف به درجه فیلتر بستگی دارد، برای شیب تندتر باید از فیلترهای با درجه بالاتر استفاده کنیم.

طراحی فیلتر :

فیلترهای فعال را می توان با سه پاسخ باتروث، چه بی چف یا بسل ساخت. پاسخ این فیلترها در شکل زیر آمده است. فیلتر باترورث در باند گذر صاف و شیب تضعیف 20dB/dec -  است، اما فاز آن خطی نیست. فیلتر بسل تضعیف آن در باند قطع کمتر از باترورث است، اما فاز آن خطی است. فیلتر چه بی چف در باند گذر صاف نیست و مزیت آن شیب تضعیف بیش از 20dB/dec در باند قطع است.

پس از انتخاب نوع فیلتر به سراغ درجه فیلتر می رویم. درجه فیلتر همانطور که گفتیم، شیب تضعیف در باند قطع را مشخص می کند. شکل زیر به خوبی نشان دهنده درجه فیلتر است.

پس از آن باید مدل فیلتر را انتخاب کنیم. مدل فیلتر در واقع نحوه قرار گرفتن قطعات الکترونیکی یک فیلتر را نشان می دهد. "سالن کی" یکی از مدل های متداول فیلتر است. در زیر دو مدل فیلتر پایین گذر و بالا گذر آمده است.

برای تعیین مقادیر خازن ها و مقاومت ها، با توجه به نوع فیلتر و درجه فیلتر از جدول زیر مقادیر K₁  و K₂را برای هر طبقه استخراج می کنیم و با توجه به فرکانس قطع مورد نظر مقادیر خازن و مقاومت را بدست می آوریم. توجه داشته باشید، فیلترهای درجه بالا را از سری کردن فیلتر های درجه دو می سازند. برای مثال فیلتر درجه 6 را با سه طبقه فیلتر درجه 2 می سازند. مقادیر K₁  و K₂ سه طبق با هم فرق می کند.  

مثال: یک فیلتر درجه 4 باترورث با فرکانس قطع 10KHz طراحی کنید.

با توجه به جدول بالا باید دو طبقه فیلتر درجه دو استفاده کنیم. همانطور که در جدول می بینید k₁ و k₂  طبقه اول به ترتیب 1.082 و 0.924 هستند و k₁ و k₂  طبقه دوم 2.613 و 0.383 است.

برای طبقه اول داریم :

ω₀ = 2 π f₀ = 62.83 rad/sec

RC₁ = k₁ / ω₀ = 1.722 × 10^-5

RC₂ = k₂ / ω₀ = 1.471 × 10^-5

حال اگر R=10kΩ بگیریم مقادیر C₁ = 1722 pF و C₂= 1471 می شود. به طریق مشابه مقادیر طبقه دوم را می توان بدست آورد. با انتخاب R=10kΩ برای طبق دوم، مقادیر C₁=4159pF و C₂=610pF می شود. 

مراحل طراحی یک فیلتر:

1-      انتخاب نوع فیلتر ( باترورث ، بسل، چه بی چف و...) با توجه دامنه و فاز خروجی مورد نظر

2-      انتخاب درجه فیلتر با توجه به شیب ناحیه قطع

3-      انتخاب مدل فیلتر سالن-کی ،

4-      تعیین مقادیر خازن ها و مقاومت ها

5-      بستن مدار و ارزیابی عملکرد و تنظیم دقیق فیلتر (fine tuninig)

منبع: http://www.lclass.ir

اپ امپ و بافر

سلام
مدار اب امب را ارسال کنید تا علت کم شدن نور مشخص شود شاید از 
مدار اماده ای استفاده کرده اید که فیلتری داردمثلا انتگرالگیر
بهر حال بافر در این موارد فقط برای مسافتهای زیاد است ودر مسافت
یک متر وحدود ان معمولا از بافر استفاده نمی شود البته نوع سنسور هم 
مهم است ولی بارامتر کلیدی نیست ونرم خروجی سنسورها بشرط بایاس
مناسب صفر ویک است
موفق باشید

چند تقویت کننده عملیاتی پرکاربرد

چند تقویت کننده عملیاتی پرکاربرد

Lm324

این آیسی محبوب ترین آیسی برای مدارهای ربات مسیر یاب است.این آیسی حاوی چهار عدد آپ امپ(DUAL AP-AMP)است.این آپ امپ ها جهت مقایسه ولتاژ های ایجاد شده از سنسورها به کار می رود.

ULN2803

آیسی ULN2803 حاوی بافر NOT است پایه 9 آن تغذیه منفی و پایه 18 آن تغذیه مثبت است.جریان خروجی آن در حدود 500 میلی آمپر است.این آیسی بیشتر برای درایو کردن موتور پله ای (STEPPER MOTOR) و در پروژه های ربات مسیر یاب مورد استفاده قرار می گیرد.

TL022CP

این آی سی یک آپ امپ شامل دو تقویت کننده کم مصرف می باشد.از خصوصیات این تراشه امپدانس ورودی بالا و جریان تغذیه کم می باشد.

LM358N

این آی سی یک آپ امپ شامل دو تقویت کننده با مصرف پایین و بهره بالا می باشد.

معرفی سنسور جریان و ولتاژ و کسینوس فی متر

سنسور تشخیص جریان :

از این سنسور برای اندازه گیری جریان های AC و DC تا ۳۰ آمپر می توان استفاده کرد ، وقتی که این سسور را از طریق کانکتوری که روی برد آن قرار دارد به صورت سری در مدار قرار گیرد به ازای عبور جریان یک آمپر خروجی ولتاژ ۶۶ میلی ولت تحویل می دهد .

حسگر تشخیص جریان

1. ولتاژ تغذیه ۵V ومنبع تغذیه Single است
2. حساسیت خروجی ۶۶ میلی ولت است  
3. ولتاژ خروجی متناسب با جریان  DC یا AC

 

این سنسور جریان با تکنولوژی HALL EFFECT کار می کند  :

HAL EFFECT

کاربرد ها :

• اندازه گیری جریان های AC,DC :

این سنسور به ازای جریان های DC خروجی ولتاژ DC و به ازای جریان های AC خروجی ولتاژ AC تولید می کند ، خروجی ولتاژ AC را می توان با استفاده از مدارات یکسو ساز و Peak detector به ولتاژ DC تبدیل کرد . 

نمودار ولتاژ در لب ویو

•  تشخیص OVER LOAD  شدن مصرف کننده ها : 

زمانی که مدار الکتریکی به دلایلی Short شود ، جریان به شدت افزایش می یابد و موجب سوختن دستگاه های الکتریکی و آسیب رساندن به مدارات فرمان می شود ، با استفاده از سنسور جریان می توان در کنار اندازه گیری دقیق جریان ، زمانی که جریان از یک مقدار مشخصی عبور میکند با قطع جریان عمل محافظت از دستگاه های الکتریکی را نیز انجام داد . 

حفاظت تابلوهای کنتاکتور و PLC

• تشخیص خاموش و روشن شدن مصرف کننده ها : 

در دستگاه های الکتریکی که از راه دور کنترل می شود همیشه این سوال مطرح می شود که آیا دستگاه واقعا روشن شده یا خاموش است مثلا ممکن است وقتی دستور روشن شدن به یک دستگاه ارسال شود مدارات فرمان عمل کنند و پاسخ روشن شدن به کاربر ارسال شود ولی به دلایلی از جمله قطع بودن سیم دستگاه روشن نشده باشد با خواندن اطلاعات سنسور جریان می توان از وضعیت روشن یا خاموش بودن دستگاه مطلع شد .

 

• تشخیص Noise Ac بر روی خطوط DC : 

زمانی که جریان مدار DC می باشد ، چنان چه خروجی یک ولتاژ AC باشد می توان به حضور نویز در مدار پی برد . 

نمایش نویز در labVIEW

 

• قابلیت استفاده شدن در پروژه اندازه گیری توان: 

با اندازه گیری جریان از طریق این سنسور و داشتن مقدار ولتاز کاری می توان توان مصرفی مدارات الکتریکی را محاسبه کرد .

 

ضریب توان

ضریب توان در یک سیستم الکتریکی AC اصطلاحی است که به نسبت توان واقعی به توان ظاهری اطلاق می‌شود و مقداری بین ۰ تا ۱ دارد. توان واقعی در واقع توانایی یک مصرف کننده برای تبدیل انرژی الکتریکی به دیگر شکل‌های انرژی را نشان می‌دهد در حالی که توان ظاهری در اثر وجود اختلاف بین ولتاژو جریان پدید می‌آید. با توجه به نوع بارها و میزان توان راکتیو آنها توان ظاهری می‌تواند از توان واقعی نیز بیشتر باشد .

کم بودن ضریب توان (بزرگ بودن توان ظاهری نسبت به توان واقعی) در یک مدار موجب بالا رفتن جریان در مدار و در نتیجه بالا رفتن تلفات در مدار می‌شود.

 

شکل موج جریان، ولتاژ، توان و توان متوسط در ضریب توان واحد( ۰ ) : 

نمایش در MATLAB

شکل موج جریان، ولتاژ، توان و توان متوسط  در ضریب توان ۰ ( Q=90 ) :

نمایش در متلب

نحوه ی محاسبه ضریب توان : 

• توان ظاهری: که با S نمایش داده می‌شود و واحد آن ولت آمپر (Volt-Ampere) است.
• توان واقعی: که با P نمایش داده می‌شود و واحد آن وات (Watt) است.
• با تقسیم توان واقعی به توان ظاهری ضریب توان بدست می آید .

 

اصلاح ضریب توان : 

بارهای خازنی: از اینگونه بارها برای خنثی سازی تأثیرات بارهای القایی بر روی مدار استفاده می‌شود. از آنجایکه بارهای القایی سهم عمده‌ای از بارها در صنایع را شامل می‌شوند در بیشتر موارد اصلاح ضریب توان با استفاده از اینگونه بارها همراه است. از جمله بارهای معمول مورد استفاده به صورت بار خازنی می‌توان به بانک‌های خازنی یا موتورهای سنکرون پرتحریک اشاره کرد.

بارهای القایی: این گونه بارها برای خنثی سازی تأثیرات بارهای خازنی (که معمولاً شامل کابل‌های زیر زمینی می‌شوند) در مدار به کار می‌رود. از این گونه اصلاح کننده‌های ضریب توان در سطح کوچک و تنها در پست‌ها استفاده می‌شود.

کسینوس متر ابزار دقیق

 

کارت DAQ Ethernet :

در صورتیکه می خواهید تجهیزات خود را در بستر اینترنت کنترل کنید تنها گزینه شما کارت DAQ Ethernet است.

می توانید به راحتی از طریق اینترنت و یا شبکه داخلی اطلاعات سنسور های خود را مانیتور کنید و پس از نتیجه گیری فرامین مربوطه را ارسال کنید.

کارت DAQ Ethernet

۸ ورودی آنالوگ دقت: ۱۰ بیت بازه اندازه گیری: ۰ الی ۳٫۳ ولت
۶ ورودی دیجیتال
۸ خروجی دیجیتال
تغذیه برد ۶ ولت است
دارای LED تست روی برد
تغذیه محافظت شده در مقابل پلاریته معکوس
نمایشگر های LED برای اتصال به شبکه
اطلاعات مربوط به تست و راه اندازی و آموزش این محصول در سایت شرکت موجود می باشد .

 

کاربرد DAQ Ethernet :

با استفاده از این کارت می توان خروجی های آنالوگ و دیجیتال سنسور Hygrometer را دریافت و در بستر اینترنت قرار داد و در پروژه هایی که بعد مسافت وجود دارد بهترین گزینه برای انجان پروژه می باشد .

برد کاربردی DAQ Ethernet :

برای صرفه جویی در زمان و هزینه شما در اجرای پروژه ها یک برد طراحی شده است که با قرار دادن DAQ بر روی آن قابلیت سخت افزاری زیادی به شما می دهد خرید این برد اکیدا توصیه می گردد.

برد کاربردی DAQ

نحوه اتصال سخت افزار :

سنسور را مطابق شکل ببندید و با مطالعه مطالب آموزشی مربوط به کارت DAQ Ethernet می توانید اطلاعات سنسور را در بستر اینترنت ببینید .

مدار سنسور جریان

 

سنسور ژیروسکوپ

 سنسور ژیروسکوپ ( Gyroscope )

راهنمای خرید سنسور ژیروسکوپ ( Gyroscope )

چکیده: سنسور ژیروسکوپ ها سرعت زاویه ای جسمی را که حول محور می چرخد اندازه گیری می کنند. اگر شما خواستید که چرخش

یک چیزی را که در حال حرکت است ببینید، یک سنسور Accelerometer شتاب سنج نمی تواند اطلاعات کافی و دقیقی

درباره ی چگونگی چرخش را به ما بدهد.

بر خلاف شتاب سنج ها، سنسور ژیروسکوپ ها Gyroscope از جاذبه ی زمین تأثیر نمی پذیرند، پس

 این دو یک مکمل عالی برای هم هستند.

شما سرعت زاویه ای را همیشه بر حسب دور بر دقیقه و یا درجه بر ثانیه می بینید.

سه جهت چرخش در  سنسور ژیروسکوپ ها اشاره می کند به x، y و z و یا roll، pitch و yaw.

در گذشته از سنسور ژیروسکوپ ها در فضاپیما ها (به عنوان مسیر یاب )، کنترل موشک، رهیاب زیر دریایی و راهنمای پرواز

استفاده می شده.در حال حاضر از این  سنسور در کنار سنسور شتاب سنج برای کاربردهایی مثل: ثبت حرکات و مسیر یاب خودرو

استفاده می شود.

خیلی از نکاتی که برای انتخاب یک سنسور شتاب سنج در نظر گرفته شد برای سنسور ژیروسکوپ هم در نظر گرفته می شود.

۱- رنج سنسور ژیروسکوپ:

اطمینان حاصل کنید که بیشترین سرعت زاویه ای که از ژیروسکوپ می خواهید از بیشترین سرعت ژیروسکوپ تجاوز نکند.

اما همچنین به منظور دسترسی به بهترین امکان حس کردن، اطمینان حاصل کنید که رنج سنسور ژیروسکوپ شما خیلی بیشتر از

آن رنجی که شما نیاز دارید نباشد.

۲- رابط کاربری سنسور ژیروسکوپ:

در حقیقت تنوع زیادی در این موضوع وجود ندارد، ۵% از ژیروسکوپ ها ویژگی خروجی آنالوگ را دارند و تعداد کمی

وجود دارد که خروجی دیجیتال قابل اتصال به میکروکنترلر را داشته باشند(SPI و I2C).

۳- تعداد محورهایی که اندازه گیری می کنند:

اکثر ژیروسکوپ ها ۱ یا ۲ محور دارند و در موقع انتخاب باید به این نکته توجه کنید که کدام محور را می خواهید و

کدام محورها را اندازه گیری می کند، یعنی بعضی از ژیروسکوپها محورهای pitch و roll را اندازه می گیرند و بعضی دیگر

Roll و yaw یا yaw و pitch.

۴- انرژی مصرفی:

اگر پروژه ی شما با باتری کار می کند، شما باید در نظر داشته باشید که سنسور ژیروسکوپ شما چه مقدار انرژی

مصرف می کند.جریان مورد نیاز مصرفی معمولاً باید در حدود صدها میکروآمپر باشد.بعضی از ژیروسکوپ ها

ویژگی sleep دارند که در مواقعی که به آنها نیازی نیست، برای جلوگیری از مصرف انرژی خاموش می شود.

سنسور های مجاورتی نوری

 

 

 

 

 

چکیده : سنسور نوری، همانند  لودسل ها ، ترانسمیترها و فلومتر ها  از کاربردی تربن ابزار ها در صنعت و اتوماسیون صنعتی بشمار می رود. اطلاعات این سنسورها به کنترلر های ابزار دقیق چون  plc وارد می شود  و از این طریق پارامترهای یک محیط صنعتی کنترل می شود.

سنسور های مجاورتی نوری: 

سنسور های نوری نوعی دیگر از سنسورهای مجاورتی می باشند که بر اساس ارسال ودریافت نور مدوله شده کار می کنند. نور مدوله شده  پالس هایی با فرکانسی مابین ۳۰-۵ kHz می باشد واستفاده از نور مدوله شده سبب بالا رفتن رنج تشخیص سنسور وهمچنین پایین آمدن اثر نور محیط بر روی سنسور می شود,این نورمی تواند در طیف نور مرئی سبز تا نور نا مرئی مادون قرمز باشد .

البته بیشتر در ساخت سنسور های نوری از نور مادون قرمز با طول موج ۸۸۰mmاستفاده می شود,علت این امر تداخل کم نور مادون قرمز با نور محیط و بالا رفتن فاصله سویچینگ سنسور می باشد.بر روی سنسور های نوری یک پتانسیومتر به منظور تنظیم حساسیت سنسور نصب می شود.

سنسورهای نوری به سه دسته مطابق زیر تقسیم بندی می شوند :

• سنسور های نوری یک طرفه(Diffiuse)
• سنسور های نوری رفلکتوری (Retroreflection)
• سنسور های نوری دو طرفه (Thru Beam)

سنسور های نوری یک طرفه(Diffiuse) :

سنسور های نوری یک طرفه بر اساس ارسال نور مدوله شده و دریافت بازتابش این نور از سطوح مختلف کار می کنند. در این سنسور بخش فرستنده و گیرنده در کنار یکدیگر در داخل یک کیس نصب می شوند.

در سنسور نوری یک طرفه ,نور مدوله شده توسط فرستنده به طور مستقیم در فضا پخش می شود ,در صورتی که این نور به مانعی برخورد کند به صورت  مستقیم و غیر مستقیم منعکس می شود که میزان انعکاس این نور بستگی به رنگ,نوع سطح ,حجم و زاویه مانع دارد.

انعکاس سطوح روشن و صیقلی بیش از سطوح  تیره و غیر سیقلی بوده ;نور انعکاس  یافته توسط گیرنده این سنسور دریافت و در صورتی که میزان این نور به حد کافی باشد خروجی تغییر وضعیت می دهد.دقت شود که فاصله سویچینگ این نوع سنسور بستگی به میزان انعکاس نور مدوله شده دارد لذا سطوح روشن و صیقلی از فاصله دوری قابل تشخیص می باشند.

فاصله سویچینگ این سنسور بر اساس مقوای سفید با سطح صاف بیان می شود و برای محاسبه فاصله سویچینگ برای سایر اجسام  می توان از ضریب تصحیح استفاده کرد.

همان طور که بیان شد رنگ اجسام در تشخیص آن ها بسیار مؤثر می باشد ,به طور کلی سنسور های نوری یک طرفه قادر به تشخیص این اجسام روشن با سطح باز تابش صیقلی مانند اجسام  زیر می باشند:

• مقوا با رنگ های روشن
• پارچه با رنگ های روشن
• شیشه های روشن
• پلاستیک های روشن

دقت شود که این نوع سنسور قادر به تشخیص پلاستیک های مات سیاه ,لاستیک های سیاه و پارچه های تیره نمی باشد و برای تشخیص این اجسام می توان از دو نوع  دیگر سنسور نوری (رفلکتوری و دو طرفه ) استفاده کرد ,البته این اجسام را می توان توسط سنسور های خازنی و اولتراسونیک تشخیص داد.

برای نصب سنسور های یک طرفه می بایست  دقت شود  که زمینه پشت سنسور را جذب یا منحرف کند تا در صورتی که مانعی روبروی سنسور وجود نداشت ,نور منعکس شده به سنسور  باعث فعال شدن سنسور نشود.سنسور نوری یک طرفه کمترین فاصل سویچینگ را در بین انواع سنسور نوری دارد البته این فاصله نسبت به فاصله سویچینگ سنسور های القایی و خازنی  بسیار بیشتر است,فاصله سویچینگ برای سنسور های نوری یک طرفه در حدود 2mمی باشد .

مثال هایی از کاربرد سنسور نوری یک طرفه :

الف)کنترل وضعیت قطعه کار بر روی نوار نقاله .دقت شود که در این کاربرد می بایست پتانسیومتر حساسیت سنسور را طوری تنظیم کرد که فقط قطعات با وضعیت صحیح راتشخیص دهد.

ب)کنترل شکل و موقعیت قطعه کار.

سنسور های نوری رفلکتوری (Retroreflection) :

سنسور نوری رفلکتوری بر اساس نور مدوله شده و دریافت انعکاس این نور از رفلکتور عمل می کند.در این سنسور بخش فرستنده وگیرنده  در کنار یکدیگر در داخل یک کیس نصب می شوند و نور مدوله شده در فضا منتشر می شود ,در روبروی سنسور یک رفلکتور نصب می گردد  و با برخورداین نور به رفلکتور نور تحت زاویه ای معین به صورت یک خط مستقیم به سمت گیرنده سنسور انعکاس داده می شود,در صورتی که یک مانع در مسیر انعکاس این نور قرار گیرد ,دیگر امکان دریافت این نور توسط گیرنده فراهم نیست در نتیجه سنسور وجود مانع را تشخیص داده و خروجی سنسور تغییر وضعیت می دهد.

سنسور نوری رفلکتوری فاصله سویچینگ  بیشتری نسبت به سنسور نوری یک طرفه دارد اما فاصله سویچینگ آن کمتر از سنسور نوری دو طرفه می باشد ;به طور معمول فاصله سویچینگ این سنسور حدود ۱۰m می باشد .

مثال هایی از سنسور نوری رفلکتوری : 

الف)شمارش قطعات عبوری از روی نوار نقاله ,در این کاربرد فقط نیاز به نصب رفلکتور در یک طرف نوار نقاله می باشد ونیازی به کابل کشی در سمتی که رفلکتور نصب شده نمی باشد و امکان شمارش اجسام مات وسیاه نیز با استفاده از این نوع سنسور وجود دارد.

ب)کنترل میزان شل شدن  پارچه یا ورق توسط چند سنسور نوری رفلکتوری ,دقت شود که استفاده از این نوع سنسور فقط برای کنترل حرکت پارچه یا ورق های تیره امکان پذیر می باشد.

سنسور های نوری دو طرفه (Thru Beam) : 

سنسور نوری دوطرفه بر اساس ارسال نور مدوله شده در قسمت فرستنده ودریافت این نور توسط گیرند ای که در مقابل  فرستنده نصب می شود ,عمل می نماید .در این نوع سنسور فرستنده وگیرنده  مجزا از یکدیگر می باشند و نور مدوله شده توسط فرستنده ارسال می شود وگیرنده ای که در مقابل  فرستنده نصب شده است  این نور را دریافت می کند و در صورتی ه مابین فرستنده و گیرنده مانعی قرار گیرد دیگر نور توسط گیرنده دریافت نمی شوند در نتیجه سنسور وجود مانع را تشخیص داده و خروجی سنسور تغییر وضعیت می دهد.سنسور نوری دو طرفه بیشترین فاصله سویچینگ را در بین انواع سنسور های نوری دارد, فاصله سویچینگ این سنسور در برخی موارد به بیش از ۱۰۰m نیز می رسد.

مثال هایی از کاربرد سنسور نوری دو طرفه :

الف)چک کردن شستن مته توسط سنسور نوری دو طرفه.

ب) جلوگیری از سانحه با نصب سنسور نوری دو طرفه , در دو طرف درب برقی پارکینگ.

سنسور های نوری همراه با کابل فیبر نوری : 

می توان با استفادهاز کابل های فیبر نوری نور فرستنده و گیرنده سنسور های نوری را کنترل کرد در واقع می توان نور منتشر شده توسط بخش فرستنده سنسور را با استفاده از کابل فیبر نوری به نقاط دلخواه هدایت کرد .سنسور های نوری همراه با کابل فیبر نوری در بسیاری از محیط ها مورد استفاده قرار می گیرد اماکاربرد اصلی آن ها در محیط ای که خطر انفجار وجود دارد می باشد ,همچنین با استفاده از کابل فیبر نوری این امکان وجود دارد که از سنسور یک طرفه مانند سنسور دو طرفه استفاده کرد.

به طور کلی مزایای استفاده از سنسور با کابل فیبر نوری به شرح زیر می باشد:

• تشخیص قطعات در محیط هایی با دسترسی محدود (دسترسی از طریق یک سوراخ کوچک)
• امکان نصب بدنه سنسور دور از محیط های خطرناک(آب ,گرما,تشعشع واحتمال انفجار)
• امکان تشخیص قطعات کوچک با دقت بالا
• تشخیص قطعات متحرک
• امکان استفاده از سنسور یک طرفه شبیه سنسور دو طرفه

مثال هایی از کاربرد سنسور نوری مراه با کابل فیبر نوری

الف)تشخیص قطعات کوچک (مانند مقاومت)با استفاده از سنسور نوری یک طرفه با کابل فیبر نوری

ب)تشخیص رزوه پیچ