بلاگ

چندی پیش وقت تعویض روغن خودرو داشتم. پس از پایان کار، استاد مکانیک یک دستگاه کوچک شارژر باتری به مشتری باوفایش، که من باشم، داد و از من خواست آن را تعمیر کنم. یک دستگاه خوب ساخت «بوش» آلمان

.

.

چندی پیش وقت تعویض روغن خودرو داشتم. پس از پایان کار، استاد مکانیک یک دستگاه کوچک شارژر باتری به مشتری باوفایش، که من باشم، داد و از من خواست آن را تعمیر کنم. یک دستگاه خوب با نام شرکت معروف آلمانی «بوش» که او، به گفته‌ی خودش، آن را  در حدود سال 1370 در سفر به آلمان خریده و با خود آورده بود. دستگاهی که بدون کوچک‌ترین مشکلی یک ربع قرن به او خدمت کرده بود، حالا به دلیل نامعلومی از کار افتاده و دست استاد مکانیک را بسته است. حالا، بنا به آن گفته‌ی خردمندانه که: «دست‌ها یکدیگر را می‌شویند» نوبت من است که فرصت را غنیمت شمرده و از زحمت سالیانِ استاد مکانیک سپاس‌گزاری کنم.

.

نگاهی به این شارژر

.

در اولین فرصت به بررسی دستگاه پرداختم. با وجود این که دستگاه نسبتاً تمیز نگه‌داری شده بود، اما، پیش از هر چیز آن را با وسواس زیاد تمیز کردم تا اثری از جرم سیاهی که در هر صورت برای ابزار کار گاراژ طبیعی هست، بر آن باقی نماند. حالا دستگاه پاک و پاکیزه است و می‌شود بدون سیاه شدن انگشتان به آن دست زد!

از نظر ظاهری دستگاه در وضعیت خیلی خوبی قرار داشت. بدنه‌ی آن سالم بود و هیچ اثری از شکستگی در آن دیده نمی‌شد. تنها چیزی که در گذر این عمر 25 ساله به خوبی دوام نیاورده بود، برچسب جلویی دستگاه بود که در حاشیه‌ی بالا و پایین تا حدودی تغییر فرم داده و از بدنه‌ی شارژر جدا شده بود. جنس برچسب از نوعی فویل پلاستیکی ضخیم‌تر از معمول بود و درست پشت منطقه‌ای قرار داشت که ترانسفورماتور و فیبر مدار چاپی دستگاه در داخل جعبه نصب شده بودند. این موضوع می توانست دلیل جدا شدن برچسب به مرور زمان را روشن کند: گرم شدن ترانس و الکترونیکِ دستگاه و وا دادن چسبِ پشت برچسب.

.

.

اما، گذشته از وضعیت فیزیکی برچسب، آنچه که بر آن نگاشته شده، حاوی اطلاعات زیادی برای کاربر است. در نگاه نخست، مارک و لوگوی دستگاه است که به چشم می خورد: «بوش» آلمان که بزرگ‌ترین تولیدکننده‌ی تجهیزات، سامانه‌ها و افزاره‌های الکتریکی و الکترونیکی خودرو در آلمان است. مدل دستگاه KL 1206 E است، با برق 230 ولت 50 یا 60 هرتز کار می‌کند و خروجی آن 4 آمپر (میانگین حسابی) و 85 وات است.

نکته‌ی دیگر این که این شارژر برای انباره‌های 12 ولتی قابل استفاده است و می‌تواند همه‌ی انواع باتری‌های 12 ولتی خودروهای سواری، وانت، و همچنین باتری‌های موتور و تراکتور را شارژ کند. ولتاژ شارژ به شکل یک موج دندانه اره‌ای است.

برای نمایش وضعیت کاری شارژر، سه دیود‌نوری از این برچسب بیرون زده است: دیود قرمز فقط نشان می‌دهد که آیا دستگاه به برق وصل هست یا خیر. روشن بودن یا چشمک زدن دیود زرد نمایشگر «در حال شارژ بودن» باتری است. با روشن شدن دیود سبز رنگ، پایان یافتن چرخه ی شارژ باتری اعلان می‌شود.

علامت‌های سمت چپ پایین برچسب نشان می‌دهد که این دستگاه دارای مهر تایید استاندار «توف» (TÜV) آلمان و استانداردهای چندین کشور دیگر اروپایی، و همچنین الزامات محیط زیستی اجباری (EC) در اروپای واحد است. در کنار این‌ها علایمی دیده می‌شوند حاکی از این که دستگاه باید فقط در محیط بسته به دور از تغییرات شدید دمایی، پرتوی مستقیم خورشید و رطوبت و باران و پاشش آب قرار داشته باشد. دستگاه فاقد اتصال زمین یا «ارت» است و در دوشاخه‌ی آن هم اتصال زمین پیش‌بینی نشده است.

حال، با آگاهی از مشخصات فنی دستگاه، بد نیست نگاهی به برچسبِ پشت آن هم بیاندازیم. روی برچسب پشت دستگاه چند نکته ی خیلی مهم هنگام استفاده از این شارژر به چهار زبان اروپایی یادآوری شده اند تا سازنده ی دستگاه خود را از هر نوع عواقب ناشی از کاربرد غیرحرفه ای این دستگاه مبرّا سازد.

.

.

این نکات به شرح زیر هستند:

–         پیش از استفاده راهنمای کاربرد این دستگاه را بخوانید!

–         گازی که هنگام شارژ باتری از آن برمی‌خیزد به شدت آتش‌گیر است،

–         هنگام شارژ باتری سیگار نکشید، شعله ی باز و جرقه ایجاد نکنید،

–         این دستگاه را در هوای آزاد (محل غیر مسقف) قرار ندهید و از آن در برابر نم و رطوبت حفاظت کنید،

–         روش اتصال  به باتری: اول سیم قرمز را به قطب مثبت باتری وصل کنید و پس از آن قطب منفی را.

.

اولین آزمایش دستگاه

برای بررسی وضعیت فعلی دستگاه، آن را به برق زدم. واکنش غیرعادی (مصرف جریان زیاد، گرم‌شدن بیش از حد، دود یا بوی سوختگی و …) به مشاهده نشد.

با اندازه‌گیری ولتاژ خروجی شارژر متوجه شدم که هیچ ولتاژی در خروجی وجود ندارد. با توجه به این که روش شارژ در این شارژر به صورت دندانه اره ای است، حدس زدم که مدار شارژر ابتدا از ولتاژ باتری زیر شارژ نمونه‌گیری می‌کند و تنها در صورت وجود یک ولتاژ حداقلی در باتری، ولتاژ خروجی برای شارژ آن را ایجاد می‌کند. به این دلیل، دستگاه را به یک باتری سرب- اسید، که بیش از 11 ولت داشت، وصل کردم اما باز هم هیچ واکنشی مشاهده نشد… حالا دیگر وقت آن است که برای عیب‌یابی نگاهی به اندرونِ دستگاه بیاندازم.

.

عیب‌یابی

بدنه‌ی دستگاه از دو پوسته‌ی جلو و پشت تشکیل شده که به سادگی و با باز کردن 4 پیچ، از یکدیگر جدا می‌شوند. ترانسفورماتور دستگاه با بسته شدن بدنه در جای خود محکم می‌شود و خودش فاقد پیچ است و با بازکردن جعبه، ترانس آزاد می‌شود. فیبر مدار شارژر، اما، با دو پیچ کوچک به پوسته‌ی جلویی شارژر محکم شده است.

ترانس دستگاه یک ترانس با ثانویه‌ی «سه سر» است و نحوه‌ی بستن دیودهای رکتیفایر یا یکسوساز نشان می‌دهد که ثانویه‌ی ترانس دارای دو پیچش مشابه، مثلاً 2×12 ولت، است.

روی فیبر دستگاه افزاره‌ای با بدنه‌ی TO-220 وجود دارد که برای خنک نگه‌داشتن‌اش به یک قطعه آلومینیوم به اندازه های تقریبی 10×10 سانتی‌متر پیچ شده است.

.

.

کابل دوسیمه‌ی برق 185 سانتی‌متر و سیم دوقلوی شارژ 125 سانتی‌متر طول داشت. سطح‌مقطع سیم‌های شارژ 1/5 میلی‌مترمربع بود.

پیش از هر چیز سلامت کابل‌های برق و شارژ دستگاه را امتحان کردم. مولتی‌متر را روی «آزمایش پیوستگی»، جایی که با علامت دیود مشخص شده است، قرار دادم و تک‌تک سیم‌های این دو هادی ارتباطی را آزمایش کردم. هر بار با بلندشدن صدای بوق مولتی‌متر و دیدن مقدار اهمی نزدیک به صفر بر روی پرده‌ی نمایش آن، سلامت رشته‌های هادی اعلان می‌شد.

از حالا به بعد باید توجه داشت که کار اندازه‌گیری مخاطره‌ی جانی دربردارد زیرا باید در حضور برق شبکه‌ی 220 ولت کارکرد. من به خوانندگان توصیه می‌کنم پیش از آشنایی کامل با اصول حفاظتی و ایمنی در کار با برق، با دستگاه‌هایی که این ولتاژ کُشنده و بسیار خطرناک در آن برقرار است، کار نکنند.

دستگاه را به برق زدم و ولتاژ متناوب 220 ولت را بر روی انتهای کابل برق، جایی که به ترانس وصل شده‌اند، امتحان کردم: ولتاژ صحیح برقرار بود. سپس ولتاژ متناوب روی اتصالات ثانویه‌ی ترانس را گرفتم. در این نقطه هیچ ولتاژی اندازه‌گیری نمی‌شد! گام اندازه‌گیری مولتی‌متر را یک درجه پایین‌تر آوردم، اما همچنان روی پرده‌ی نمایش ولتاژی خوانده نمی‌شد. خوب! خیلی زود به نتیجه رسیدیم! ترانسفورماتور دستگاه دچار مشکل شده است و حالا نوبت بررسی آن رسیده است. دوشاخه را از برق کشیدم، همه‌ی اتصالات ترانس را از آن باز کردم، ترانس را در دست گرفتم و با دقت مشغول تماشای آن شدم. معمولاً وقتی ترانسی می‌سوزد، بوی لاک سوخته از آن به مشام می‌رسد، اما این طور نبود. همچنین، لایه‌ی نوار عایق کاغذی یا پلاستیکی روی پیچش‌های ترانس تغییر فُرم و رنگ می‌دهد که این موضوع هم به چشم نمی‌خورد… اما، چرا! یک برجستگی زیر فویل عایق، در جایی که اتصالات اولیه‌ی ترانس از آن بیرون داده شده‌اند، خودنمایی می‌کند! با نوک انگشتان روی آن قسمت را لمس کردم و کمی روی آن فشار دادم و سعی کردم تجسم کنم که چه چیزی ممکن است آن زیر باشد. متوجه شدم که چیزی سفت و با شکلی منظم را آن زیر قایم کرده‌اند! روکش عایق را با احتیاط زیاد از روی این قسمت برداشتم: آها! یک فیوز شیشه‌ای و یک چیزی شبیه به یک خازن پلاستیکی در آنجا جا خوش کرده بودند.

.

.

این دو افزاره با هم و با یکی از سرهای پیچش اولیه‌ی ترانس سری بسته شده بودند، طوری که یکی از رشته‌های کابل برق از طریق این دو عنصر به اولیه‌ی ترانس می‌رسید. از این ترکیب می‌شد چنین نتیجه گرفت که اگر فیوز بسوزد و یا مدار داخلیِ آن افزاره‌ی ناشناس باز شود، ولتاژی به اولیه‌ی ترانس نخواهد رسید.

با مولتی متر از سلامت فیوز مطمئن شدم، اما آن افزاره‌ی دیگر از پس امتحان برنیامد. بله! مدار داخل آن باز شده بود و مقاومت بی‌نهایت از خود نشان می‌داد. مشخصات روی آن را «گوگل کردم» و خیلی زود هویت آن آشکار شد: یک «فیوز حرارتی» یا به فرنگی «ترمال فیوز» که با گذرِ دما از یک مقدار از پیش تعیین شده‌ی مجاز، معمولاً 130 درجه‌ی سانتی‌گراد، قطع می‌کند و پیشمرگ خودِ ترانس می‌شود. می‌توان حدس زد که به علتی، مثلاً خرابی باتری زیر شارژ یا استفاده‌ی نادرست و یا بسیار طولانی‌مدت از شارژر، ترانس آن قدر داغ شده بوده که سبب سوختن عضو حفاظتی ترانس یعنی این فیوز حرارتیِ فداکار شده است!

بد نیست بدانیم که در ترانسفورماتورهایی که داخل یک قاب پلاستیکی قرار داشته و در یک رزین عایق مغروق هستند، مشخصات کامل ترانس روی قاب ترانس درج می‌شود. علاوه بر ولتاژ‌های اولیه و ثانویه، و همچنین فرکانس کار و توان الکتریکی ترانس، علامتی هم بر آن نقش بسته که حاکی از وجود یک فیوز حرارتی در داخل محفظه‌ی ترانس است و دمای نگاشته شده در کنار این علامت، دمای قطع آن می‌باشد.

.

.

فیوز حرارتی را با یک فیوز نو عوض کردم و دستگاه به کار افتاد! با استفاده از آن باتری قدیمیِ خودروی خودم را که، دیگر برای استارت زدن خوب نبود، اما همچنان توان زیادی تولید می‌کرد و من آن را برای بعضی آزمایش‌ها در خانه به کار می‌برم، به آن وصل کردم و روند شارژ فوری آغاز شد.

.

کارکرد شارژر

همان طور که در بالا گفته شد، شارژر داری سه ال.ای.دی. روی بدنه است:

–         دیود قرمز فقط نشان می‌دهد که آیا دستگاه به برق وصل هست یا خیر،

–         روشن بودن یا چشمک زدن دیود زرد نمایشگر «در حال شارژ بودن» باتری است، و

–         با روشن شدن دیود سبز رنگ، پایان یافتن چرخه ی شارژ باتری اعلان می‌شود.

روند شارژ یکنواخت نیست و هنگام امتحان دستگاه متوجه شدم که اگر ولتاژ باتری که قرار است شارژ شود، از حدود 9 ولت کمتر باشد، اصلاً دستگاه به خود زحمت تلاش برای شارژکردن آن را نمی‌دهد، چرا که به خوبی می‌داند این باتری «مُرده» است و دیگر نمی‌شود آن را شارژ کرد. این موضوع با آنچه که پیش از این در یکی از نگاشته‌های این تارنما آمده بود، همخوانی دارد. آن نگاشته را از اینجا بگیرید.

این روش شارژ برایم جالب بود و خواستم در مورد آن بیش‌تر بدانم. به همین خاطر تصمیم گرفتم مدار این شارژر را درآورم تا بیش‌تر با ساز و کار آن آشنا شوم. از روی فیبر مدار چاپی ارتباط افزاره‌های مدار را دنبال کردم. همه‌ی افزاره‌ها به استثنای دیودهای 4 و 5 روی یک فیبر مدار چاپی کوچک مونتاژ شده‌اند. تصویر نزدیکی از پشت و روی این فیبر که چینش افزاره‌ها را بر روی آن به روشنی نشان می‌دهد، در تصویرهای زیر دیده می‌شوند.

.

.

.

پس از ساعتی کار با تمرکز بالا، نقشه‌ی مدار را به صورت مدادی درآوردم. برای اطمینان بیش‌تر، یک بار دیگر همه‌ی ارتباط‌های روی فیبر را با نقشه‌ی مدادی خودم مقایسه کردم و یکی دو اشکال کوچک را برطرف کردم. با استفاده از برنامه‌ی رایگان KiCad که همگان می‌توانند آن را از نت دریافت کنند، به راحتی مدار را رسم کردم. حاصل کار در تصویر زیر دیده می‌شود. اگر این مدار خیلی ریز است، نسخه‌ی درشت‌تر آن را با کلیک روی آن دریافت خواهید کرد.

.

.

همان طور که در شماتیک بالا دیده می‌شود، مدار در محل تریستور به دو قسمت تقسیم شده است: سمت چپ که وظیفه‌ی تامین انرژی شارژ را از برق شهر به عهده دارد، و سمت راست که بر باتری کنترل و نظارت دارد و به پایه‌ی «گیت» تریستور فرمان می‌دهد.

از چپ شروع کنیم. برق شهر به کمک ترانس به 12 ولت رسانده می‌شود. این ولتاژ توسط دیودهای 4 و 5 به صورت «تمام موج» یکسو می‌شود. در اینجا از هیچ خازن صافی استفاده نشده است. پس در این نقطه ولتاژی به شکل نیم‌سیکل‌های منفیِ سینوسی با فرکانس دو برابر فرکانس برق شهر وجود خواهد داشت. این ولتاژ تا موقعی که تریستور به حالت هدایت نرفته باشد، از کاتود تریستور (پایه‌ی 1) پیش‌تر نخواهد رفت. دیود نوری 1 در اینجا فقط نشان می‌دهد که ارتباط شارژر با برق شهر برقرار است و به عبارت دیگر دستگاه روشن است.

حال، به سمت راست مدار بپردازیم. هنگامی که یک باتری با کمینه‌ی ولتاژی در حدود 10 ولت به دستگاه وصل شود، تقویت‌کننده‌ی عملیاتی 741 و ترانزیستورهای مدار می‌توانند شروع به کار کنند. ولتاژ باتری زی شارژ از طریق دیود زینر 2 ولتاژ تغذیه‌ی 741 را تامین می‌کند. بخشی از این ولتاژ با استفاده از دیود زینر 1 تثبیت می‌گردد. ولتاژ اخیر در مدار مقایسه‌کننده به عنوان «ولتاژ مبنا» در ورودی‌های تقویت‌کننده‌ی عملیاتی به کار رفته است. این تقویت‌کننده‌ی عملیاتی به عنوان «مقایسه‌کننده» مداربندی شده است.

در لحظه‌ی وصل باتری به دستگاه، مدار مقایسه‌کننده مقدار ولتاژ باتری را از روی افت ولتاژی که روی سر وسط پتانسیومتر پیدا می‌شود، با ولتاژ مبنا مقایسه می‌کند. در صورتی که این دو ولتاژ برابر باشند، باتری «پُر» محسوب ‌می‌شود. خروجی 741 صفر شده، ترانزیستورهای 2 و 4 باز می مانند و ترانزیستور 3 که از طریق مقاومت 6 به حالت هدایت رفته، دیود نوری 3 (نمایش پُر بودن باتری) را روشن می‌کند. به گیت تریستور ولتاژی نمی‌رسد و تریستور به حالت هدایت نمی‌رود: شارژی صورت نمی‌گیرد.

اما، در صورتی که ولتاژ باتری کمتر از این حد باشد، خروجی 741 مثبت می‌شود و به ترتیب ترانزیستورهای 4 و 2 و 1 را به حالت هدایت می‌برد. در نتیجه، گیت تریستور فرمان هدایت می‌گیرد و برای طول زمان یک نیم سیکل اجازه‌ی عبور انرژی از سمت راست مدار به سمت چپ آن و باتری را می‌دهد. با این انرژی است که باتری اندک اندک شارژ می شود. پس از پایان نیم سیکل، تریستور دوباره به حالت قطع می‌رود، مدار مقایسه کننده بار دیگر سطح ولتاژ باتری را می خواند و می‌آزماید و اگر شرط پُر شدن باتری تحقق پیدا نکرده بود، همین چرخه را بار دیگر و بار دیگر تکرار می‌کند.

به کمک پتانسیومتر می‌توان دامنه‌ی شارژ باتری (شرط ولتاژ پُر شدن باتری) را تا اندکی بیش از 14 ولت از پیش تنظیم کرد. با خواندن نگاشته‌هایی که لینک آنها در پایان این مقاله داده شده است، می‌توانید مقدار صحیح ولتاژ شارژ را تنظیم کنید، طوری که به باتری آسیب وارد نشود.

مقادیر همه‌ی افزاره‌ها را روی شماتیک مدار داده‌ام. همان طور که دیده می‌شود، هیچ افزاره‌ی ویژه‌ای در این مدار مورد استفاده قرار نگرفته و همه را می‌توان به آسانی از بازار تهیه کرد. داده‌برگ تریستور را می‌توانید از اینجا بگیرید. اگر همان نوع را نیافتید، از تریستور BT151-500R یا هر نوع مشابه دیگری با ولتاژ 400 به بالا و جریان 12 آمپر به بالا استفاده کنید.

دستگاه را بستم، بار دیگر کارکرد آن را آزمایش کردم و روز بعد، سر راه برگشت از کار به صاحب آن تحویل دادم. جای شما خالی، گفتیم و خندیدیم و در این هوای گرم فالوده و آب‌لیمو خوردیم که جای شما خالی، خیلی چسبید.

.

پاسخ به پرسش ها و یادداشت های خوانندگان
برخی از خوانندگان گرامی، با دقت نظر ستودنی، نکاتی را در خصوص  تطابق نقشه‌ی شماتیک مدار و چینش افزاره‌ها و طرح فیبر مدار یادآور شده بودند که تا این تاریخ (24 شهریور 1396) اصلاح شدند.

• در خصوص جریان و توان ترانسفورماتورِ دستگاه پرسش شده بود که در پاسخ عرض می‌شود: این ترانس از نوع 1000 میلی‌‌آمپری است. دقت شود که این مقدار، جریان پیچش اولیه (سمت 220 ولتی) ترانس است. در نتیجه، توان ترانس در حدود 220 ولت‌آمپر است. ولتاژ ثانویه آن در حالت بی باری» در حدود 13/5 ولت برای هر پیچش (27 ولت برای کل ثانویه) بود. با توجه به داده‌های روی برچسب دستگاه دیده می‌شود که میانگین جریان شارژ 4 آمپر است. اگر مقدار قله‌ای جریان شارژ را 8 آمپر فرض کنیم، باز هم توان این ترانسِ یک آمپری، با ضریب اطمینان بالا، پاسخگوی مصرف دستگاه خواهد بود. البته برای آن می‌توان از ترانس‌هایی با توان و جریان بالاتر هم استفاده کرد و تاثیری در عملکرد دستگاه نخواهد داشت.

.

.

.

      برای دوستانی که اطلاعات فیزیکی و ظاهری ترانس این دستگاه را خواسته بودند، موارد زیر تقدیم می شود:

• وزن ترانسفورماتور:             در حدود 1/5 کیلوگرم
• اندازه‌های هسته‌ی ترانس:    36 × 65 × 80 میلی‌متر است
• این که چرا در این دستگاه از دیودهای یکسوسازی که خیلی بزرگ‌تر از معمول هستند، استفاده شده، باید گفت که این موضوع می‌تواند به عوامل گوناگونی در عرصه‌های فنی یا اقتصادی مربوط باشد، مانند: عدم نیاز به گرماگیر، کسب ضریب اطمینان بالاتر، ارزان‌تر تمام شدن خرید یک نوع دیود با تعداد بیش‌تر برای ساخت چندین محصول و از جمله مدارهای قوی‌تر …  هر یک از این موارد می تواند دلیل انتخاب این یکسوسازها باشد.
• فیوز حرارتی یا «ترمال فیوز» به کار رفته برای حفاظت از ترانسفورماتور دارای مشخصات فنی به شرح زیر است:
• نوع:                   M20
• دمای عملیاتی:     115 درجه‌ی سانتی‌گراد (با دقت 0+ و 10- درجه)
• جریان نامی:        2 آمپر
• ولتاژ مجاز:          250 ولت
• دمای قطع:          110 درجه با دقت 2± درجه‌ی سانتی‌گراد
• دمای ابقا:            85 درجه‌ی سانتی‌گراد
• بیشینه‌ی دما:       165 درجه‌ی سانتی‌گراد
• استانداردها:         BEAB, VDE, UL, TÜV, CCC

.

.

• حفاظت جریانی دستگاه توسط یک فیوز شیشه‌ای کوچک از نوع کُندسوز و با جریان نامی 1 آمپر تامین شده است.
• گرماگیر تریستور مدار از یک ورق یک میلی‌متری آلومینیومی به اندازه‌های حدود 65 × 65 میلی‌متر ساخته شده است.

.

.

.

مطالب مرتبط:

آزمایش دینام و باتری خودرو

باتری و انواع آن

طرز ساختن ساده‌ترین شارژر خودکار باتری در جهان!

نگهبانی برای حفاظت از باتری خودرو

.

.

آخرین به روز رسانی ها:

– 21 مرداد 1396 (اصلاح نقشه شماتیک مدار)

– 18 شهریور 1396 (اصلاح متن مقاله)

– 24 شهریور 1396 (افزودن توضیحات به متن و اصلاح نقشه شماتیک مدار)

– 25 شهریور 1396 (افزودن توضیحات تازه همراه با عکس به متن)

– 26 دی 1398 (اصلاح جهت دیودهای نورانی روی نقشه شماتیک مدار)

– 10 مرداد 1399 (اصلاح نقشه شماتیک مدار)

– 12 آبان 1399 (اصلاح نقشه شماتیک مدار)

.

.

www.etesalkootah.ir ||   2017-06–29 ©  2015 www.etesalkootah.ir  © All rights reserved. تمامی حقوق برای www.etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه های مشابه آن با ذکر واضح “اتصال کوتاه دات آی آر” بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل “کلیک” به آن مطلب در www.etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه های چاپی نیز در صورت چاپ واضح “www.etesalkootah.ir” بعنوان منبع مجاز است.

.

در این نوشتار با مدار ساده‌ای آشنا می‌شویم که با برق شبکه‌ی 220 ولت تغذیه می‌شود و این ولتاژ را تا چند ده هزار ولت بالا می‌برد و آن را به صورت پالس‌هایی باریک در اختیار قرار می‌دهد

.

.

.

پیش‌درآمد

این مدار پالس‌های ولتاژ بالایی را از ولتاژ شبکه‌ی برق متناوب 220 ولت شهری تولید می‌کند. ساز و کار «تریگ» یا به زبان دیگر «راه‌اندازی» تریستور در این مدار از ساختمان دستگاه‌های «استرابسکوپ» اقتباس شده است. سرتاسر این مدار مستقیم و بی‌واسطه به برق شهر وصل است و هیچ‌گونه جداسازی و ایزولاسیون گالوانیک بین فاز و نول برق شهر با این مدار وجود ندارد. در نتیجه، این مدار بسیار خطرناک است و دست‌زدن به آن می‌تواند موجب شوک الکتریکی کُشنده در بدن فرد شود. به این علت به همه ی خوانندگان اکیداً توصیه می‌کنم که این دستگاه را نسازند. اما اگر آن را به مسوولیت خود ساختند، باید همواره و در تمام گام‌های کاری، یک فرد متخصص و باتجربه در برق و الکترونیک مراقب و ناظر بر کار باشد.

.

مدار و ویژگی‌های آن

ویژگی های مدار را فهرست‌وار به صورت زیر خلاصه کرده‌ایم:

.

درباره‌ی طرح مدار

در طول زمان حضور نیم سیکل مثبت برق 220 ولت، ترانزیستور مدار از راه پتانسیومتر تریمر 470 کیلواهمی و مقاومت 220 کیلواهمی روی پایه‌ی بیس آن به حالت اشباع (هدایت) می‌رود و بانک خازن‌ های موازی متشکل از 5 عدد خازن 1/5 میکروفارادی از طریق دیود 1N5408 و مقاومت 39 اهمی شروع به شارژ می کند. این شارژ تا جایی ادامه پیدا می‌کند ولتاژ روی خازن‌ها به 1/41 برابر ولتاژ ورودی یعنی 310 ولت برسد.

با گذشت نیم‌سیکل مثبت و ورود نیم‌سیکل منفی برق 220 ولت به مدار، بانک خازنی همچنان شارژشده باقی می‌ماند. البته شارژ این خازن‌ها از راه مقاومت‌های 510 کیلو + 470 کیلو + 220 کیلواهم اندکی تخلیه می‌شود، اما، چون ثابت زمانی حاصل (R x C) این مجموعه بیش از یک ثانیه است، اثر آن بر کارکرد مدار بسیار ناچیز و قابل چشم‌پوشی است.

در طول زمان حضور نیم‌سیکل منفی، دیود 1N4148 در مسیر «تنظیم زاویه‌ی فاز» به صورت پیشرو و ترانزیستور مدار به صورت معکوس بایاس شده‌اند. در نتیجه خازن 10 نانوفارادی از طریق مقاومت 220 کیلواهمی شروع به شارژشدن می‌کند.

به محض این که ولتاژ روی خازن 10 نانوفاراد از «ولتاژ آستانه‌ای» دیاک BR100 فراتر رفت، تریستور BT138 «تریگ» یا راه‌اندازی می‌شود. در نتیجه، سمت مثبت بانک خازنی از طریق تریستور به زمین وصل می‌شود، و ولتاژ منفی بانک خارن روی پیچش اولیه‌ی کویل قرار می‌گیرد. انرژی ذخیره شده در بانک خازن به صورت لحظه‌ای در پیچش اولیه‌ی کویل تخلیه می‌شود و یک ولتاژ القایی بسیار بزرگ در پیچش ثانویه‌ی کویل ایجاد می‌کند.

در لحظه‌ی شروع نیم‌سیکل مثبت بعدی، این چرخه بار دیگر تکرار خواهد شد.

.

.

در این مدار، مقاومت 39 اهمی و فیوز از تریگ شدن‌های اتفاقی و نامطلوب تریستور پیش‌گیری می‌کنند. وظیفه‌ی دیود 1N5408 و مقاومت 4/7 کیلواهمی نیز، که با پیچش اولیه‌ی کویل موازی بسته شده‌اند، از پیداییِ نوسان‌های هارمونیکی (ringing) جلو می‌گیرند.

.

کارکرد

با اتصال مدار به برق، جرقه‌های شدیدی به طول 25 میلی‌متر در پایانه‌های ثانویه‌ی کویل پدیدار می‌شود. همه‌ی شکل‌موج‌هایی که روی شماتیک مدار آورده شده‌اند، توسط نگارنده مشاهده شده‌اند. جریان خروجی به‌وسیله‌ی اندازه‌گیری ولتاژی که روی یک مقاومت 10 اهمی افت می‌کند، تعیین شد. این مقاومت در مسیر زمین پیچش ثانویه‌ی کویل قرار داده شد و دامنه‌ی ولتاژ دو سر آن با اسیلوسکوپ اندازه‌گیری شد. با مقادیر داده شده در مدار، زاویه‌ی آتش تریستور توسط پتانسیومتر 470 کیلواهمی در بازه‌ای در حدود 180 تا 270 درجه قابل تنظیم خواهد بود. در صورتی که ورقه‌ی کاغذی در مسیر جرقه قرار داده شود، به فوریت آتش خواهد گرفت.

.

کاربردها

برای این مدار کاربردهایی مانند زیر پیش بینی می‌شود:

• به عنوان «محرک شکاف جرقه» در «ژنراتورهای مارکس» یا دیگر تجهیزات پالسی،
• برای تغذیه‌ی «لیزرهای هالید مس» که دو عدد از این مدار لازم خواهد بود،
• آزمایش‌های دیگر با ولتاژ بالا،
• آتش‌زدن سوخت در مشعل‌ها و مصارف مشابه.

.

.

مطالب مرتبط:

ساخت یک منبع تغذیه ی ولتاژ زیاد با ترانس«های-ولتاژ» تلویزیون

ساخت یک مدار تخلیه‌ی فرکانس رادیویی پرتوان

راه‌هایی برای بهره‌گیری از کوئل خودرو برای تولید ولتاژهای خیلی زیاد

مدار ساده‌ترین شوک‌دهنده‌ی برقی (الکتروشوکر)

ساخت یک الکتروشوکر برای ماهی‌گیری

.

.

www.etesalkootah.ir ||   2017-06–01 ©  2015 www.etesalkootah.ir  © All rights reserved. تمامی حقوق برای www.etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه های مشابه آن با ذکر واضح “اتصال کوتاه دات آی آر” بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل “کلیک” به آن مطلب در www.etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه های چاپی نیز در صورت چاپ واضح “www.etesalkootah.ir” بعنوان منبع مجاز است.

 

.

این نوشتار طنز زیبایی است که یک واقعیت تلخ را نشان می‌دهد: با گسترش اینترنت و شبکه‌های مجازی، دیگر اطلاعات خصوصی کسی خصوصی باقی نمی‌ماند

.

.

–  الو، پیتزا گوردون؟
–  خیر آقا، پیتزا گوگل.
–  آه، ببخشید، اشتباه گرفتم.
–  خیر آقا، گوگل اونو خریده.
–  بسیار خوب؛ لطفاً سفارش مرا یادداشت کنید.
–  بله آقا؛ مثل معمول باشه؟
–  معمول؟ مگر شما منو می‌شناسین؟
–  طبق برگۀ داده‌های سفارش‌دهندگان ما، در 12 مرتبۀ پیشین، شما پیتزا با پنیر، سوسیس با لایۀ ضخیم خمیر سفارش داده‌اید.
–  بسیار خوب؛ این دفعه هم همون باشه.
–  می‌توانم پنیر ریکوتا، سبزی شابانک (arugula) با گوجۀ خشک را به شما توصیه کنم؟
–  چی؟ من از سبزی‌ها متنفّرم.
–  ولی وضعیت کلسترول شما خوب نیست، آقا.
–  شما از کجا می‌دونین؟
–  شماره تلفن ثابت شما با اسم‌تان را در راهنمای مشترکین وارد کردیم، نتیجۀ آزمایش خون شما در هفت سال گذشته به دست آمد.
–  بسیار خوب. امّا این پیتزا را نمی‌خواهم! من دارو می‌خورم.
–  ببخشید؛ امّا شما داروی خودتان را مرتّب نمی‌خورید؛ از پایگاه داده‌های تجاری ما معلوم می‌شود که شما در چهار ماه گذشته فقط یک بسته سی‌تایی قرص کلسترول را در شبکۀ فروش دارو خریداری کرده‌اید.
–  من مقدار بیشتری از داروخانۀ دیگری گرفتم.
–  در صورت کارت اعتباری شما ثبت نشده است.
–  نقد پرداخت کردم!
–  امّا طبق صورت حساب بانکی شما، آنقدر وجه نقد برداشت نکرده‌اید.
–  من منبع دیگری برای پول نقد دارم.
–  این موضوع در اظهارنامۀ مالیاتی شما ذکر نشده است؛ مگر آن که منبع درآمدی داشته باشید که اظهار نکرده باشید.
–  به جهنّم!
–  متأسّفم آقا، ما این اطّلاعات را فقط به قصد کمک به شما استفاده می‌کنیم.
–  کافیه! از گوگل و فیسبوک و تویتر و واتساپ حالم به هم می‌خوره. می‌روم به جزیره‌ای بدون اینترنت، تلویزیون کابلی، که هیچگونه خطّ تلفن موبایل در آنجا وجود نداشته باشه و کسی مراقب من نباشه و جاسوسی منو نکنه.
–  متوجّهم آقا، امّا شما ابتدا باید گذرنامۀ خود را تمدید کنید، چون 5 هفته پیش اعتبارش تمام شده است!

.

.

.

www.etesalkootah.ir ||   2017-05–25 ©  2015 www.etesalkootah.ir  © All rights reserved. تمامی حقوق برای www.etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه های مشابه آن با ذکر واضح “اتصال کوتاه دات آی آر” بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل “کلیک” به آن مطلب در www.etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه های چاپی نیز در صورت چاپ واضح “www.etesalkootah.ir” بعنوان منبع مجاز است.

.

می‌توانیم به جرات ادعا کنیم که از ابداع واژه‌ی «کامپیوتر» درست 50 سال، نیم قرن، می‌گذرد

.

.

در دهه‌ی 1950 میلادی (دهه‌ی 1330 خورشیدی) اولین رایانه‌ها، “چیز”هایی به اندازه‌ی کمد لباس و مجهز به لامپ‌های الکترونی، طبلک‌های حافظه و نوارهای پانچ بودند. در آن روزگار آنها را با عبارت‌هایی همچون «مغز الکترونیک»، «ماشین محاسب»، «ماشین متفکر»، «ماشین داده‌پردازی» و مانند این‌ها می‌نامیدند. ابتدا یک دهه بعد، در نیمه‌ی سال‌های دهه‌ی 1960 بود که نام «کامپیوتر» رایج شد. این موضوع را می‌توان با جستجویی در گوگل و همچنین با مراجعه به مجلات علمی آن زمان به اثبات رساند. بنابراین می‌توانیم به جرات ادعا کنیم که از ابداع واژه‌ی کامپیوتر درست 50 سال، نیم قرن، می گذرد!

جستجویی که در آرشیو مجله‌ی معروف و معتبر آلمانی «اشپیگل» انجام شد، نشان می‌دهد که در فاصله‌ی سال‌های 1947 تا 1963، در اولین هفده سال پس از تاسیس این نشریه، واژه‌ی کامپیوتر فقط در چهار مقاله آمده است: 1954، 1955، 1962 و 1963. در سال 1964 این واژه چهار بار، البته در کنار نام‌های قدیمی تری چون ماشین محاسب الکترونی و مغز الکترونیکی به چشم می‌خورد.

.

.

جهش بزرگ به جلو، اما، در سال 1965 اتفاق افتاد: واژه ی کامپیوتر در 34 شماره از این نشریه که در سال 1965 منتشر شدند، دیده می‌شود. در شماره‌ی 22 از سال 1965 حتی سرمقاله و روی جلد این مجله به کامپیوتر اختصاص داشت، اما برای آن از تیتر «روبات الکترونی در آلمان» استفاده شده بود. در این شماره‌ی مجله می‌خوانیم:

“… «پیروزی میکروثانیه»: هشت قرقره‌ی نوار مغناتیسی با هیجان و تب و تابی زیاد به چپ و راست می‌چرخند و به «روبات محاسب» شرکت نفتی «اِسو» در هامبورگ غذای فکر می‌خورانند. اما «روح سیمیِ» درونِ این صندوقچه‌های فلزی آبی‌رنگ هنوز قادر به محاسبه‌ی چیزی نیست. «او» نوشته‌های رمزشده بر روی نوارهای مغناتیسی را به اعداد و ارقام ترجمه می‌کند، کاری که برای انجام آن، دایماً محصول کار آدم‌های کارپرداز خود را تجزیه و ریز ریز می‌کند. این داده‌های جویده‌شده به بخش حمل و توزیع شرکت اسو تعلق دارند و حامل اطلاعاتی مانند گردش مالی، محصول پالایشگاه، مقدار واردات – و داده‌های ضبط‌شده در حافظه‌اش مانند مسیرها و زمان‌ها و نرخ‌های حمل و نقل – می‌باشند که در این دستگاه به معادله‌هایی فرآوری و تبدیل می‌شوند. هر 30 دقیقه یک بار برای هر محصول اسو در حدود 1200 مورد از این عملیات فرآوری اطلاعات به انجام می‌رسد. نتیجه‌ی کار در روز 25 آوریل امسال (1965) عبارت است از: آماده‌سازی یک برنامه‌ی کاری دقیق و جزییاتی برای ماه مه، که بر اساس آن کامیون‌های تانکر حمل اسو با کم‌ترین مدت انتظار و بیکاری و کمینه‌ی هزینه محصولات نفتی مصرف‌کنندگان خود را تامین کنند. این که مثلاً انبار اشتوتگارت چه‌موقع و چقدر محصول از کارلسروهه دریافت می‌کند، و این که آیا و چقدر از این محصول با کشتی یا با قطار حمل خواهد، همه‌ی این‌ها مواردی هستند که آن «روح سیمی» و تیم انسانی اداره‌ی مرکزی اِسو در هامبورگ به کمک همقطاران روباتی خود به صورت بهینه تعیین و برنامه‌ریزی کرده‌اند. همچنین، همزمان با این اطلاعات، برآورد و پیش‌بینی اقتصادی سه‌ماهه‌ی بعدی نیز در نظر گرفته شده است.

این روبات‌های محاسب در هامبورگ پیشگامان لشگر در حال تزایدی از ماشین‌های محاسب الکترونی در آلمان‌غربی هستند. درست مانند اتوماسیون در واحدهای تولیدی، ارواح سیمی در دفاتر کار هم جا را برای نیروی کار تنگ کرده‌اند و بیش‌تر و بیش‌تر نیروی کار انسانی را از محیط کار خارج می‌کنند.

.

.

در حالی که حسابداران خبره، حتی با استفاده از ماشین‌های کارت‌پانچ، برای انجام کار حسابرسی و تنظیم بیلان به ساعت‌ها وقت احتیاج دارند، پالس‌های برقی با سرعتی برابر 300هزار کیلومتر در ثانیه، در چشم بهم‌زدنی، آن را به انجام می‌رسانند. این تازه به جز اطلاعاتی با ابعاد کاملاً تازه است که در اختیار مدیران قرار می‌دهند.

چنین است فن‌آوری و توان عملیاتی «کامپیوتر» (در انگلیسی: محاسب) که تا حالا فقط اقلیتی از متخصصان قادر به گمانه‌زنی قابلیت‌های بالقوه‌ی این ماشین‌های متفکر شده‌اند. پروفسور «برنهارد هارتمن» از دانشگاه فنی برلین هشدار می دهد: “کامپیوتر، آن طور که خیلی وقت‌ها فرض می‌شود، یک ماشین اداری بهبودیافته نیست، بلکه کامپیوتر یک سیستم نوین سازماندهی مجموعه‌ی فرآیندهای اداری را نمایندگی می‌کند.” یک ماشین محاسب در شعبه‌ی مرکزی بانکی در برلین 4000 عملیات بانکی را در سه و نیم ساعت انجام می‌دهد، در حالی که جدیدترین دستگاه‌های کارت‌پانچ برای همین کار به 100 ساعت زمان احتیاج دارند…”

از سال 1966 به بعد دیگر کلمه‌ی کامپیوتر وارد زبان‌ها می‌شود و حتی در نام آلبوم‌های موسیقی پاپ نیز به کار برده می‌شود.

بد نیست اضافه کنیم که ده سال پیش از این تاریخ فرانسوی‌ها واژه‌ی «اوردیناتور» (Ordinateur) را ساخته بودند و از آن برای نامیدن کامپیوتر استفاده می‌کردند. ابداع این واژه به زبان‌شناس سالخورده، ژاک پره، (Jacques Perret) برمی‌گشت. در آن روزگار فرانسوی‌ها قصد داشتند محصولات شعبه‌ی فرانسوی آی.بی.ام. را با یک نام فرانسوی به بازار معرفی کنند. در نامه‌ای به تاریخ 16 آوریل 1955 ژاک پره واژه‌ی اوردیناتور را پیش‌نهاد کرده که خیلی زود سر زبان‌ها افتاد. این واژه در زبان اسپانیولی نیز به صورت «اوردِنادور» (Ordenador) جا افتاد.

تنها نشریه‌ی علمی در رشته‌ی الکترونیک در ایران، در سال‌های دهه‌ی 1340، نشریه‌ای بود به نام «رادیو – تلویزیون» که به صورت ویژه‌نامه‌ی مجله‌ی «دانشمند» و بدون هیچ ترتیب انتشار منظمی به چاپ می‌رسید. در اولین شماره از دوره‌ی اول این نشریه، دوره ای که سه سال به طول انجامید و در این مدت فقط یک شماره از آن در تاریخ آذر ماه 1345 به چاپ رسید، هنوز اثری از نام «کامپیوتر» به چشم نمی‌خورد و در عوض عبارت «مغز الکترونیک» در تنها مقاله‌ی خبری آن در زمینه‌ی کامپیوتر به کار رفته بود.

.

برای خواندن متن، روی تصویر کلیک کنید!

.

ابتدا در شماره‌ی بعدی این نشریه که در زمستان 1348 منتشر شد، در مقاله‌ای کوتاه از «مغز الکترونیک»، و در داخل کمانک به عنوان «کامپیوتر»، نام برده شده است.

.

برای خواندن متن، روی تصویر کلیک کنید!

.

به این علت، می‌توان ادعا کرد که ورود نام «کامپیوتر» در ادبیات فنی و علمی زبان فارسی به فاصله‌ی دو- سه سال پس از جاافتادن این نام در اروپا اتفاق افتاد، نامی که چند دهه بعد معادل فارسی «رایانه» برای آن انتخاب و پیشنهاد شد.

.

.

مطالب مرتبط:

 

.

.

www.etesalkootah.ir ||   2017-05–20 ©  2015 www.etesalkootah.ir  © All rights reserved. تمامی حقوق برای www.etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه های مشابه آن با ذکر واضح “اتصال کوتاه دات آی آر” بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل “کلیک” به آن مطلب در www.etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه های چاپی نیز در صورت چاپ واضح “www.etesalkootah.ir” بعنوان منبع مجاز است.

.