بلاگ

  • چگونه سیم پیچ های چندلایه را محاسبه کنیم؟

    چگونه سیم پیچ های چندلایه را محاسبه کنیم؟

    وقتی قرار باشد یک خودالقای بزرگ بپیچیم، لازم است از پیش بدانیم که ابعاد و اندازه‌های سیم‌پیچ نهایی چقدر خواهد بود و سیم مصرفی چه طولی خواهد داشت و این که آیا اصولاً قرقره‌ی مورد مصرف قابلیت پیچیدن اندوکتانس مورد نظر را دارد یا خیر. اینجاست که محاسبه‌ی فیزیک قرقره و سیم‌پیچ روی آن اهمیت پیدا می‌کند چگونه سیم پیچ های چندلایه را محاسبه کنیم

    .

    .

    وقتی قرار باشد یک خودالقای بزرگ بپیچیم، لازم است از پیش بدانیم که ابعاد و اندازه های سیم پیچ نهایی چقدر خواهد بود و سیم مصرفی چه طولی خواهد داشت و این که آیا اصولاً قرقره ی مورد مصرف قابلیت پیچیدن اندوکتانس مورد نظر را دارد یا خیر. اینجاست که محاسبه ی فیزیک قرقره و سیم پیچ روی آن اهمیت پیدا می کند.

    بیشترِ سیم پیچ های مورد استفاده در مدارهای الکترونیکی را با «سیم لاکی»، سیم مسی عایق شده با نوعی لاک نازک، می پیچند. در سیم های لاکی میان اندازه ی قطر خودِ رسانه ی مسی (d1) که به آن «قطر رسانا» یا «قطر اسمی» هم می گویند، و قطر رسانای عایق شده (d2) که آن را «قطر سیم» می خوانند، تفاوت وجود دارد.

    .

    سیم پیچ های گِـرد

    در تصویر زیر شکل ظاهری یک «سیم پیچ گـرد» و فرمول های مربوط به آن را می بینید.

    .

    فرمول های مربوط به محاسبه ی سیم پیچ های چندلایه ی گرد

    .

    مثال محاسباتی برای سیم پیچ های گِـرد

    قرقره ی سیم پیچ یک رله مطابق تصویر 1 باید با سیم مسی لاکی پیچیده شود. قطر سیم لاکدار d2 برابر است با 0/32 میلی متر. اندازه های قرقره عبارتند از:

     19mm = D

     7/6mm = d

     36mm = b

    محاسبه ی مقدارهای زیر مورد نظر است:

    الف) ارتفاع سیم پیچی (h)، ب) تعداد دور سیم پیچی در هر لایه (N1)، پ) تعداد لایه هایی (z) که پیچیدن آن ممکن است، ت) مجموع تعداد دور سیم پیچی (N)، ث) قطر متوسط سیم پیچی (dm)، و ج) طول سیم مصرف شده (l).

    .

    یک مثال حل شده مربوط به محاسبه ی سیم پیچ های چندلایه ی گرد

    .

    سیم پیچ های راست گوشه

    در تصویر زیر شکل ظاهری یک «سیم پیچ راست گوشه» و فرمول های مربوط به آن را می بینید.

    .

    فرمول های مربوط به محاسبه ی سیم پیچ های چندلایه ی راست گوشه

    .

    مثال محاسباتی برای سیم پیچ های راست گوشه

    قرقره ی سیم پیچ یک رله ی تخت (مسطح) مطابق تصویر 2 دارای اندازه های

    10mm = a و 4mm = b است. پهنای پیچش 50mm = b، ارتفاع پیچش 5mm = h است. این سیم پیچ با سیم مسی لاکی با 0/12mm = d2 پیچیده شده است.

    محاسبه ی مقدارهای زیر مورد نظر است:

    الف) طول متوسط یک دور سیم پیچی (lm)، ب) تعداد لایه ها (z) یی که پیچیدن آنها ممکن است، پ) تعداد دور سیم پیچی در هر لایه (N1)، ت) مجموع تعداد دور سیم پیچی (N)، و ث) طول سیم مصرف شده (l).

    .

    یک مثال حل شده مربوط به محاسبه ی سیم پیچ های چندلایه ی راست گوشه

    .

    محاسبه ی ضریب خودالقایی سیم پیچ های چند لایه

    ضریب خودالقایی یا «اندوکتانس» سیم پیچ های چند لایه با توجه به تصویر زیر و با استفاده از رابطه هایی که آورده ایم، حساب می شود:

    .

    تناسب قطر و ارتفاع سیم پیچ های چند لایه

    .

    پیش از هر چیز، باید دانست که «تناسب اندام» سیم‌پیچ‌های چندلایه در مقدار خودالقایی آن‌ها موثر است (تصویر بالا). به عبارت دیگر، خودالقایی سیم‌پیچ‌های چندلایه، افزون بر پارامترهای دیگر، تابع «نسبت میان ارتفاع (طول) و قطرمتوسط» آن می‌باشد. ارتفاع سیم‌پیچ در هر سیم‌پیچ چندلایه مقدار معینی است، مقدار قطر نسبت به هسته‌ی آن، اما، دارای یک مقدار کمینه و یک مقدار بیشینه است: هر چه لایه‌ها به هسته نزدیک‌تر باشند، قطر سیم‌پیچ کم‌تر است و با اضافه‌شدن لایه‌ها قطر سیم‌پیچ افزایش پیدا می‌کند. از روابط زیر تناسب فیزیکی سیم‌پیچ چندلایه تعیین می‌شود:

    .

    نمودار و روابط تعیین ضریب تناسب در محاسبه ی سیم پیچ های چند لایه

    .

    از روابط بالا «ضریب تناسب» سیم‌پیچ چندلایه، k، به دست می‌آید. از این ضریب در فرمولی که مقدار خودالقایی این نوع سیم‌پیچ‌ها را تعیین می‌کند، استفاده می‌شود:

    .

    فرمول محاسبه ی خودالقایی یا اندوکتانس سیم پیچ های چند لایه

    .

    مثال محاسباتی

    مطابق تصویر اول سیم‌پیچی با این مشخصات داریم: قطر درونی و قطر بیرونی سیم‌پیچ به ترتیب 1 و 3 سانتی‌متر، h برابر یک سانتی‌متر، l مساوی با نیم سانتی‌متر، و n به تعداد 80 دور. اندوکتانس آن را حساب کنید.

    حل: ابتدا باید ضریب K را به دست آوریم:

    .

    روند محاسبه ی اندوکتانس در مثال متن

    .

    حال، با داشتن همه‌ی پارامترها، مقدار خودالقایی را به صورت زیر به دست می‌آوریم:

    .

    تعیین اندوکتانس سیم پیچ مثال متن

    .

    آخرین به روز رسانی:

    اصلاح عمومی متن و فرمول ها،1397/08/29

    اصلاح رابطه آخر، 1400/08/20

    .

    .

    مطالب مرتبط:

    سیم پیچ ها، خودالقاها، سلف ها – 1: روش تعیین مقاومت داخلی خودالقاها

    سیم پیچ ها، خودالقاها، سلف ها – 2: روش تعیین «خودالقایی» یا «اندوکتانس» سیم پیچ ها

    سیم پیچ ها، خودالقاها، سلف ها – 3: تعیین «اشباع هسته» و «اُفت اندوکتانس بر اثر بارگذاری جریان مستقیم»

    سیم لاکی: آشنایی با نمره سیم های ناآشنا

    چگونه نیروی یک الکترومگنت را حساب کنیم؟

    مغناطیس چیست؟ (درسنامه ویدیویی)

    میدان مغناطیسی ناشی از پیچه ی حامل جریان (درسنامه ویدیویی)

    .

    .

    منبع:

    مجله Funkschau و جاهای دیگر

    .

    .

    www. etesalkootah.ir ||   2016-09–29 © 

    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.

    .

  • فرق بین هاب و سوییچ چیست ؟

    فرق بین هاب و سوییچ چیست ؟

    در این مقاله، در کنار معرفی «هاب» و «سوییچ»، نقش آنها در مدیریت شبکه، و برتری ها و کاستی های هر یک به طور فشرده مورد بررسی قرار گرفته است فرق بین هاب و سوئیچ چیست

    .

    .

    «هاب» ساده ترین وسیله در یک شبکه است. هاب فقط قادر به «داده پراکنی» (Broadcasting) است. هر دستگاه هاب، درست مانند یک رادیو، داده ها را همواره به تک تک دستگاه هایی که به آن وصل هستند، و البته به خودش می فرستد. در هر لحظه، هاب فقط از عهده ی انجام یک کار برمی آید: داده ها را بگیرد و یا بفرستد. به تقاضاهایی که همزمان به هاب برسند، به نوبت و پشت سر هم پاسخگویی می شود.

    در داخل هاب تمام پورت ها به هم وصل هستند و تمام ایستگاه های کاری شبکه از طریق هاب به هم وصل بوده و دارای مسیر یکسان می باشند که احتمال «برخورد» (Collision) پیش می آید. مسیر یکسان همچنین باعث می شود که وقتی 5 کامپیوتر با سرعت 100 Mbps به هاب متصل هستند، این 5 کامپیوتر سرعت 100 Mbps را به اشتراک بگذارند و پهنای باند 20 Mbps به هر کامپیوتر برسد.

    .

    یک نمونه هاب

    .

    همچنین وقتی یک پورت در هاب، «دیتا فریم» دریافت می کند، این فریم را در تمام پورت های هاب کپی می کند. این قابلیت باعث می شود وقتی ترافیک شبکه زیاد شد به طور جدی برخورد (Collision) پیش آید.

    .

    یک نمونه سوییچ

    .

    در داخل یک سوییچ، پورت ها فقط توسط آدرس شان به هم متصل می شوند و در شبکه، وقتی که دو کامپیوتر می خواهند به هم دسترسی داشته باشند، سوییچ فقط آن دو را به هم وصل می کند. هر پورت سوییچ با سرعت 100 Mbps دارای پهنای باند 100 Mbps است. یک سوییچ آدرس MAC، کامپیوتری را که به آن متصل است یاد می گیرد و وقتی که یک دیتا فریم را دریافت می کند، آن را با جدول MAC خود بررسی می کند. اگر سوییچِ آن را در جدول MAC خودش پیدا کرد، آن را مستقیماً به همان پورت می فرستد و به پورت های دیگر نمی فرستد. این ها دلایلی است که در سوییچ به ندرت «برخورد»  رخ می دهد.

    .

    منظور از سوییچ IP ، سوییچ لایه 2 و سوییچ لایه 3 چیست؟

    چه تفاوتی بین آنها وجود دارد؟

    «سوییچِ لایه 2» یک سوییچ است که در لایه ی 2 کار می کند و «سوییچ پل» (Bridging) نیز گفته می شود و بسته ها را بر اساس آدرس یگانه ی «کنترل دسترسی رسانه» (MAC) ی دستگاه های کاری می فرستد.

    «سوییچ لایه 3» سوییچی با قابلیت مسیریابی است که در لایه ی 3 کار می کند ، به طور داخلی یک «دامنه» (Domain) برای دستگاه ها می سازد و پهنای باند را به شبکه های جداگانه تقسیم می کند و «داده پراکنی» (Broadcast) را محدود می نماید .

    «سوییچ IP» سوییچ لایه ی 3 است و اطلاعات خاص آن، فقط بر اساس «پروتکل IP» و «پروتکل مسیریابی» (Routing) است.

    .

    منظور از «سوییچ هوشمند» (Intelligent) چیست؟

    منظور از سوییچ هوشمند سوییچی است که قابل مدیریت باشد و بتوان آن را با RMON ،SNMP، Web Browser و غیره مدیریت کرد .

    .

    «سوییچ پُشته پذیر» (Stackable) چیست؟

    سوییچ های پشته پذیر می توانند تا چند واحد رساناهای فیزیکی یا ترجیحاً «اترنت گیگا» (1000) را پشته نمایند. در شبکه های خیلی بزرگ از قابلیت پیشرفته ی پشته پذیری، برای مدیریت سوییچ ها بر روی یک آدرس IP واحد استفاده می نمایند. این توانایی باعث می شود مدیریت شبکه ساده تر شود .

    .

    مزایای SNMP چیست؟

    بزرگ ترین مزیت استفاده از SNMP این است که SNMP برای سادگی طراحی شده و بنابراین کاربرد آن برای شبکه های بزرگ راحت است و زمان نصب آن کوتاه و بسیاری از فشارها و کارها را در شبکه کاهش می دهد. همچنین طراحی ساده ی آن این امکان را برای کاربر فراهم می کند که برای متغیرهایی که می خواهد ببیند، برنامه ریزی نماید و نمایش در سطح پایین برای متغیر های زیر انجام دهد :

    • عنوان متغیر،
    • نوع داده ی متغیر (به عنوان مثال: عدد صحیح، رشته)،
    • عدم تفاوت در نوع متغیر که فقط خواندنی باشد یا قابل خواندن و نوشتن (متغیر).

    نتیجه ی تمام این ساده سازی ها این است که مدیریت شبکه ساده شده و از فشارهای موجود به مقدار زیاد کاسته می شود.

    .

    پروتکل (قرارداد) مدیریت ساده شبکه

    SNMP = Simple Network Management Protocol

    «پورت ترانک» (Trunk = شاه سیم) چیست؟

    پورت ترانک به ارتباطات چندتایی اجازه می دهد که با یکدیگر جمع شوند و مانند یک ارتباط فیزیکی یگانه باعث افزایش توان شوند. پورت ترانک جهت تنظیم بار و ارتباط اضافی در داخل شبکه سوییچ تهیه شده است و این پهنای باند، برابر جمع فیزیکی ارتباطات نمی باشد. ترافیک یک ترانک از «ارتباطات» (Link) مجزا تشکیل شده و به این علت «الگوریتم خرد کردن» (Hash) نامیده می شود. الگوی ترافیک در یک شبکه باید به دقت مورد بررسی قرار گیرد. وقتی که از یک الگوریتم خرد کردن مناسب استفاده می شود، ترافیک به طور تصادفی تصمیم می گیرد که برای تنظیم بار موجود از داخل ترانک اطلاعات را بفرستد.

    .

    «مذاکره ی خودکار» (Auto-Negotiation) دقیقاً چگونه کار می کند؟

    دستگاه ها در انتهای ارتباط های شبکه می توانند به طور خودکار «ظرفیت های ارتباط» (Link Capabilities) را بررسی نمایند و در حداکثر سطح مشترک کار کنند؛ به این علت آن را «مذاکره ی خودکار» می گویند. این مذاکره شامل تشخیص و انتخاب بیشترین پهنای باند و عمل کردن دو طرفه است. سرعت ارتباط گسترش سیگنال های الکتریکی سنجیده می شود، بنابراین انتهای ارتباط هم می تواند محاسبه نماید که انتهای دیگر تلاش می کند از چه استفاده نماید. هر چند در یک «ارتباط دو طرفه» (Duplex)، مذاکره با یک رفت و برگشت اطلاعات انجام می شود. یعنی یک سمت در صورتی می تواند در حالت دو طرفه باشد که سمت دیگر نیز در حالت مذاکره خودکار (Auto-Negotiation) باشد و وقتی حالت دو طرفه مشکل داشته باشد، یک پورت سوییچ به حالت «ارتباط یک طرفه» (Half-Duplex) می افتد. برای مذاکره در یک ارتباط دو طرفه، هر دو طرف باید در حالت مذاکره خودکار (Auto-Negotiation) تنظیم شده باشند.

    .

    منظور از عبارت Nway چیست؟

    این، یکی از پروتکل هایی است که دستگاه های شبکه ایِ اترنت مانند سوییچ و روتر استفاده می کنند و مذاکره ی خودکار (Auto-Negotiation) بین دو دستگاه می باشد تا اطلاعات را با بالاترین سرعت منتقل کنند. به عبارت دیگر قابلیت سرعت های 100M و 10M، حالات دو طرفه (Duplex) کامل و نصفه و سنجش خودکار، Nway نامیده می شود.

    .

    عبارت ذخیره و فرستادن (Store and Forwarding) در سوییچ ها به چه معنی است؟

    «بسته ی ورودی» که وارد می شود، بررسی می شود که آیا دارای خطایی هست یا خیر، و اگر دارای خطا نبود، فرستاده می شود. این نحوه کار با اطلاعات ورودی را «ذخیره سازی و فرستادن» می نامند. در سوییچ های Nway پلانت به علت داشتن نوع حافظه (SSRAM) این کار بسیار سریع انجام می شود. کلاً نوع معماری داخلی سخت افزارهای پلانت، به همین شکلِ «ذخیره سازی و فرستادن» می باشد.

    .

    «طوفان داده پراکنی» (Broadcast Storm) چیست؟

    عموماً این حالت بیانگر تولید ترافیک بسیار زیاد توسط دستگاه هایی است که بطور عادی ترافیک دارند. اگر این دستگاه ها به تولید بیشتر و بیشتر ترافیک ادامه دهند، بازده شبکه بسیار کاهش می یابد.

    .

    Tag-VLAN چیست؟

    سوییچ مانند یک «فرستنده ی ترافیک هوشمند» و یک دستگاه امنیتی ساده شبکه عمل می کند. فریم ها فقط آن پورت هایی که دستگاه مقصدشان ضمیمه شده است را دریافت می کنند . فقط ایستگاه هایی (Stations) که عضو همان VLAN هستند می توانند فریم های Multicast و Broadcast را ببینند. به این ترتیب، پهنای باند بهینه می شود و امنیت شبکه گسترش می یابد.

    VLAN های استاندارد 802.1Q محدود به یک سوییچ نیستند. VLAN ها می توانند سوییچ های دیگری، حتی از ارتباطات گسترده (WAN) بپذیرند. به اشتراک گذاشتن VLAN ها بین سوییچ ها با اضافه کردن یک Tag به مشخص کننده VLAN ( یعنی VID ) با عددی بین 1 تا 4.094 در داخل هر فریم بدست می آید. یک مشخص کننده VLAN (یعنی VID) به هر VLAN اختصاص داده می شود. با اختصاص دادن مشخص کننده VLAN (یعنی VID) های یکسان به VLAN های سوییچ های مختلف، یک یا چند VLAN (به طور Broadcast- Domain) در داخل یک شبکه بزرگ گسترش یابند.

    .

    آیا می توان از کابل های Cat 5 موجود برای سوییچ گیگابیتی استفاده کرد؟

    بله، مشخصات کابل Cat 5 و یا کابل پیشرفته Cat 5e، دارای استاندارد IEEE 1000Base-T است و اترنت گیگابیتی، بر روی کابل های Cat 5، انتقال بهتری نسبت به سیم های اترنت با سرعت 10/100 Kbit/s دارند. مشخصات استاندارد 1000Base-T برای مذاکره خودکار (Auto Negotiation) ویژگی های ارتباط – از جمله تصحیح خودکار کابل جابجا شده (Crossed) – را دارا می باشد. مذاکره خودکار (Auto Negotiation) ارتباط صحیح کابل ها بین کارت های واسط شبکه 1000Base-T (NIC) ، سوییچ ها و دیگر دستگاه ها را – که در حالت اولیه پورت هایشان یک طرفه کار می کنند، برقرار می کند.

    .

    منظور از جدول آدرس های MAC درباره سوییچ چیست؟

    سوییچ های لایه2، کارهای متفاوتی مانند یاد گرفتن آدرس MAC، فرستادن و فیلتر کردن تصمیمات و غیره را انجام می دهند. وقتی یک سوییچ روشن می شود، جدول آدرس های MAC آن خالی است. وقتی دستگاه فریم می فرستد و توسط «واسط» (Interface) دریافت می شود، سوییچ آدرس مبدا را در جدول آدرس های MAC ذخیره می کند. بعد از این سوییچ جدول آدرس های MAC را برای فرستادن و فیلتر کردن فریم های دریافتی استفاده می کند و سوییچ مشخص می کند که فریم ها باید از پورت مشخص شده عبور کنند یا خیر. به همین دلیل جدول آدرس های MAC، جدول فیلتر MAC، یا فیلتر کننده نیز گفته می شود.

    .

    برای چه باید از سوییچ گیگابیتی استفاده نماییم؟

    مهم ترین جا برای استفاده از سوییچ های گیگابیتی در «مراکز داده» (Data Center) یا «شاهرگ» (Backbone) و بین گروه های کاری و مراکز داده است. ضرورتاً ارتباط هر سوییچ به سوییچ دیگر باید گیگابیت باشد. این باعث می شود که در شبکه با کارت 100/10، کامپیوتر ها با سرعت 100 Mbps کار کنند، بدون آن که کمبودی در شاهرگ باشد. «خدمات دهندگان» (Server) مراکز داده ی شلوغ نیز باید با کارت های گیگابیتی تجهیز شوند. این کار باعث می شود که خدمات دهندگان به تنگنا نیفتند و برای «سرویس گیرندگان» (Client) که با سرعت 100 Mbps از خدمات دهنده درخواست می کنند، بازده افزایش یابد. همان طور که تقاضا برای پهنای باند، به ویژه برای کارهای گرافیکی و کاربردهای «چند رسانه ای» (Multimedia)، گسترش می یابد، می توان برای کامپیوتر های معمولی (Desktop) نیز سرعت گیگابیت متصور شد.

    .

    منظور از «حافظه ی بافر» در رابطه با سوییچ چیست؟

    حافظه ی بافر یک ناحیه ی ذخیره سازیِ اختصاص داده شده برای رسیدگی به داده های عبوری می باشد. بافرها معمولاً برای دریافت و ذخیره سازی اطلاعاتِ پراکنده، که پشت سر هم توسط دستگاه های سریع تر ارسال می شوند، آنها را دریافت می کنند و تفاوت سرعت را جبران می نمایند. اطلاعات ورودی ذخیره می شوند تا هنگامی که تمام داده های گرفته شده ی قبلی فرستاده شوند. این حافظه در سوییچ به اشتراک گذارده می شود.

    .

    منظور از «سوییچ قفل نشدنی»  چیست؟

    به یک سوییچ، «قفل نشدنی» (Non-Blocking) گفته می شود، که سوییچ فابریک آن، توانایی رسیدگی کامل به تمام پورت ها را از نظر تیوریک داشته باشد. بنابراین، پاسخ هر درخواستِ مسیر به هر پورت خروجی، می تواند با موفقیت و بدون تداخل با ترافیک های دیگر باشد .

    در نظر بگیرید که یک سوییچ دارای 10 پورت با سرعت هر کدام 100 Mbps است. برای این که حالت دو طرفه (Full Duplex) کامل با تمام بار ممکنه را داشته باشیم، سوییچ باید حداقل عدد 2 گیگابیت بر ثانیه (2*10*100 Mbps) برای کار در حالت قفل نشدنی داشته باشد.

    .

    منظور از «سوییچ فابریک»  در رابطه با سوییچ ها چیست؟

    «سوییچ فابریک» (Switch Fabric) قابلیت مدارات سوییچ است تا بدون قفل کردن، حداکثر ترافیک بار شده را انتقال دهند. به همین دلیل برای «مدارات سوییچ» (Backplane) مشخصات متنوعی ذکر شده است.

    .

    منظور از «کنترل جریان» در سوییچ چیست؟

    از عبارت کنترل جریان (Flow Control) در ارتباطات سریال استفاده می شود و منظور از آن «متوقف کردن فرستنده از فرستادن اطلاعات است، تا وقتی که گیرنده آن را بتواند بپذیرد»؛ که هم به شکل سخت افزاری و هم نرم افزاری است. گیرنده ها عموماً میزان بافر ثابتی دارند و همان لحظه که اطلاعات دریافت می شوند، می نویسند و وقتی مقدار داده های بافر به حد نهایی می رسد، گیرنده یک سیگنال به فرستنده جهت متوقف کردن ارسال می فرستد.

    .

    آیا جایگزینی سوییچ 48 پورتی با دو سوییچ 24 پورت، که به طورداخلی به هم وصل هستند، فکر خوبی است؟

    البته، نه! سوییچ 48 پورت وقتی که میزان عبوری پُر است، دارای حالت ضد قفلی (Non-Blocking) است. برای مثال سوییچ 48 پورت مانند دو سوییچ 24 پورت که با سرعت 10/100 Mbps به هم وصل هستند، کار می کند و دارای گنجایش 8.4 Gbps (در حالت دو طرفه کامل) با ارتباط داخلی است. اما دو سوییچ 24 پورت در ارتباط با سرعت (200 Mbps در حالت دو طرفه کامل) هستند و دارای «تنگنا» (Bottleneck) می شوند. در ضمن وقتی که ترافیک سنگین است، دارای قابلیت ضد قفلی نیستند.

    .

    فرق بین کابل های UTP ،  FTP و STP چیست؟

    کابل UTP (زوج سیم بهم تابیده بدون روکش) تأثیر کم شدن حد سیگنال در زوج سیم های بهم تابیده را، بر اثر تأثیرات الکترومغناطیسی (EMI) و تأثیرات فرکانس های رادیویی (RFI)، حذف می کند .

    کابل های FTP (زوج سیم بهم تابیده زرورق دار) و یا SeTP (زوج بهم تابیده توری دار) شکل پیشرفته UTP می باشند، که دارای «فن آوری پوشش ترکیب شده» است و سرتاسر آن با یک مغزی فلزی سرتاسری یا زرورق پوشانده شده است .

    بسیاری از نصّاب های کابل و یا کارخانه ها شاید عبارت STP را برای توصیف کابل های FTP استفاده نمایند. اما STP (زوج سیم بهم تابیده پوشش دار) از FTP کاملاً متفاوت است. کابل STP از فن آوری های پوشش جهت حذف کردن تأثیر زوج های بهم تابیده استفاده می کند. هر زوج سیم با یک زرورق فلزی و چهار زوج سیم در یک مغزی فلزی یا زرورق پوشانده شده است. برای استفاده در نصب شبکه اترنت، STP از اختلالات الکتریکی هم در داخل کابل (تأثیر زوج به زوج سیم یا تداخل) و هم در خارج کابل (تأثیرات الکترومغناطیسی و فرکانس های رادیویی) جلوگیری می کند. بنابراین STP بیشتر از UTP و FTP از اختلالات جلوگیری می کند و قیمت آن گرانتر و نصب آن سخت تر است. توجه داریم که پوشش فلزی، در هر دو انتها باید باشد؛ اگر این پوشش کامل نباشد، پوشش مانند یک آنتن سیگنال های ناخواسته را می گیرد. به علت هزینه ی بالا و نصب (پایاندهی) مشکل STP، در شبکه های اترنت، از STP بندرت استفاده می شود و اصولاً STP در اروپا استفاده می شود.

    .

    چه چیزی بازده یک سوییچ را مشخص می کند؟

    عوامل متعددی بر روی بازده تأثیر می گذارند :

    الف ) پیکربندی اشتباه پورت: اجبار در حالت دو طرفه کامل (Full Duplex) برای پورتی که دارای قابلیت مذاکره خودکار (Auto Negotiation) است و غیره،

    ب ) ارتباط کابل اشتباه: استفاده از کابل Cat 3 برای شبکه با استاندارد 100-TX، یا طول بیش از 100 متر و غیره،

    پ ) پیکربندی VLAN به طور اشتباه،

    ت ) توفان داده پراکنی (Broadcast Storm) و توفان برخوردها (Collision Storm)، تعداد زیادی «نود» (Node)، بیش از 40 نود برای پورت سوییچ به اشتراک گذارده شده،

    ث ) حافظه ی بسته ها (Packet) از 2 Mbyte تا 6 Mbyte، بیش از این بهتر است،

    ج ) اعمال امنیتی، بازده شبکه را کاهش می دهند،

    چ ) معماری سوییچ به صورت قفل شدنی (Blocking) و غیر قفل شدنی (Non-Blocking) که حالت قفل نشدنی بهتر است،

    .

    چه عواملی در بازده کم یک شبکه، دخالت دارند؟

    الف ) کابل های ارتباطی با سوییچ را بررسی نمایید،

    ب ) محیط شبکه را بررسی نمایید. آیا هیچ حلقه ای (Loop) در ارتباطات می بینید؟ اگر بلی، لطفاً ارتباط اترنتی که باعث حلقه می شود را از بین ببرید،

    پ ) حالت دو طرفه (Duplex) بین دو دستگاه (مثلاً ایستگاه کار یا سوییچ) و سوییچ را بررسی نمایید. لطفاً حالت دو طرفه را در هر طرف تنظیم نمایید.

    .

    .

    نویسنده:

    حمید مصیمی (رادیوآماتور)

    .

    .

    www. etesalkootah.ir ||   2016-09–28 © 

    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.

     

  • سر و جان فدای کریستال کوارتز

    سر و جان فدای کریستال کوارتز

    خاطره ای از یک رادیوآماتور از روزهای جنگ تحمیلی… یا: از جمله عواقب ممنوعیت خرید، فروش و نگه‌داری هر نوع کریستال کوارتز بدون اجازه ی وزارت پست و تلگراف و تلفن!

    هواپیمای سرنگون شده ی عراقی

    .

    .

    خاطره ای از رادیوآماتور، محمد پایوندی، از دوران جنگ

    .

    سلام به همگی در جهت لبخند شما:

    از پیش از انقلاب تا همین اواخر و طبعاً در زمان جنگ عراق علیه ایران، مقررات رادیوآماتوری وضع شده از گذشته معتبر بودند. بنا بر تبصره ی 1 ماده 25 مقررات رادیوآماتوری، خرید و فروش و حتی نگه داری کریستال کوارتز بدون اجازه ی وزارت پست و تلگراف و تلفن ممنوع اعلام شده بود و به همین علت یافتن کریستال برای ساخت مدارهای نوسانگری که فرکانس پایداری داشته باشند و  برای امور رادیوآماتوری مناسب باشند، غیرممکن بود.

    کریستال کوارتز به ندرت در بازار پیدا می شد و اغلب منحصر به کریستال هایی بود که در مدارهای تلویزیون رنگی، مانند بوردهای پال-سکام مورد مصرف داشتند. روشن است که ما هم مانند همه ی دیگر رادیوآماتورها و دوستداران رادیوآماتوری حریص به تهیه این قطعه ی عزیز(!) بودیم.

    در کشاکش جنگ، روزی در یک منطقه جنگی بودیم که با هدف قرار گرفتن یک میگ روسی و ساقط شدن آن در نزدیکی موضع استقرار ما، ما بدون توجه به تیر و ترکش، با هدف درآوردن قطعات مخابراتی و علی الخصوص کریستال های این هواپیما، با لوازم مربوط (!!) مانند سرنیزه به طرف محل سقوط جنگنده حمله نمودیم و ماحصل شکار ما تعدادی قطعه عجیب و غریب و مخصوصاً قطعه ی رویایی مان یعنی کریستال بود که عکس آنها را در ادامه می آورم.

    .

    نمونه هایی از کریستال های کوارتز نظامی روسی برگرفته از یک جنگنده ی سرنگون شده ی عراق در دوران دفاع مقدس

    .

    عشق و علاقه ی ما به مخابرات و رادیوآماتوری با مجلات رادیو-تلویزیون و الکترونیک آغاز شد و به ویژه مقالات دوست پیشکسوت رادیوآماتور ما، آقای محمد عاملی، این عشق را در وجود ما شعله ور ساخت.

    آقای عاملی! شما ما را به چه کارهایی وادار کردید!! انشاالله صد ساله بشوید.

    .

    سالگرد دفاع مقدس

    .

    .

    مطالب مرتبط:

    آسیب زدن به این ماده ی جنگیِ حیاتی، اقدام خرابکارانه محسوب می شود! – (فیلم)

    .

    .

    www. etesalkootah.ir ||   2016-09–26 © 

    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.

  • بررسی ساختمان و مدارهای فرمان اره ی حرارتی برای بُرش کاری «پلی استایرن» (مشهور به یونولیت یا فوم)

    بررسی ساختمان و مدارهای فرمان اره ی حرارتی برای بُرش کاری «پلی استایرن» (مشهور به یونولیت یا فوم)

    اره های پلی استایرن و مدارهای کنترل آنها در گذشته به آسانی پیدا نمی شدند و می بایستی آنها را یا قرض گرفت، یا از راه های دور سفارش داد و یا شخصاً ساخت. در طول دهه های گذشته، نگارنده همواره این شق سوم را انتخاب کرده بود تا به سلیقه ی خود مدار فرمانی بسازد که هم با آن فرم بال ها را به خوبی دربیاورد، هم فلاپ ها را برش دهد، و هم شکاف برای رد کردن سیم ها و کابل های «سروو» ها را در پلی استایرن ایجاد کند مدار کامل فرمان اره ی حرارتی برای بریدن ورق های پلی استایرن برای سازندگان هواپیماهای مدل

    .

    .

    به عنوان یک دوستدار هواپیمایی مدل، در واقع قصد نگارنده در این سن و سال این نبوده که یک هواپیمای مدل بزرگ بسازد، چرا که همین الان هم صاحب بیش از 20 مدل بزرگ هست و اصولاً امروزه امکان پرواز دادن آنها در هر جا و هر زمانی کمتر امکان پذیر می باشد. اما، به قول معروف «یک بار مدل ساز، همیشه مدل ساز!» اره های پلی استایرن و مدارهای کنترل آنها در گذشته به آسانی پیدا نمی شدند و می بایستی آنها را یا قرض گرفت، یا از راه های دور سفارش داد و یا شخصاً ساخت. در طول دهه های گذشته، نگارنده همواره این شق سوم را انتخاب کرده بود تا به سلیقه ی خود مدار فرمانی بسازد که هم با آن فرم بال ها را به خوبی دربیاورد، هم فلاپ ها را برش دهد، و هم شکاف برای رد کردن سیم های «سروو» ها را در پلی استایرن ایجاد کند.

    پیش شرط ها برای این پروژه عبارت بودند از این که دستگاه تا جای ممکن کوچک باشد، با باتری 12 ولتی خودرو کارکند، در مصرف انرژی صرفه جو باشد (به علت نوع منبع تغذیه که یک آکومولاتور است)، برای  مقاومت بارهای مختلف قابل استفاده باشد، با اجزا و افزاره های دم دستی و ارزان قابل ساختن باشد، و سر آخر این که با آن بتوان در یک گوشه ی زیرزمین یا گاراژ کار کرد.

    معمولاً یک منبع تغذیه ی قابل تنظیم 2 تا 3 آمپری برای این مقصود کفایت می کند، اما با دانستن این واقعیت که بایستی هنگام بُرشکاری با سیم المنت کوتاهی به قطر یک میلی متر کار شود، منبع تغذیه خیلی زود زیر اضافه بار قرار می گیرد، بنابراین طراحی یک مدار فرمان بسیار دقیق پالسی با مصرف موثر جریانِ کم ضرورت پیدا می کرد.

    می دانم که راه های پرشمار دیگری مانند برشکاری تحت جریان متناوب و مانند آن وجود دارند، که من هم از آنها چند بار ساخته و به کار گرفته ام و می توانم آنها را هم توصیه کنم، اما به نظرم بهترین انتخاب برای برش پلی استایرن مداری است که در اینجا شرح خواهم داد.

    یکی از برتری های این مدار آن است که بدون نیاز به شبکه ی برق 220 ولت هم کار می کند و همه جا قابل استفاده است. برتری دیگر عبارت است از این که با این مدار می توان قطعات ضخیم را به دقت و به راحتی به شکل دلخواه برش داد.

    .

    مدار کامل فرمان اره ی حرارتی برای بریدن ورق های پلی استایرن معروف به یونولیت

    .

    همان طور که در بالا دیده می شود، برای تولید پالس ها و کنترل «ضریب وظیفه» یا به عبارت دیگر «نسبت یک بودن به صفر بودن هر چرخه ی پالس»  از یک آی.سی. جاودان 555 استفاده شده است. در این طراحی انتخاب نسبت 1:100 (زمان صفر بودن : زمان یک بودن) و برعکس، یعنی 100:1 امکان پذیر می باشد.

    فرکانس کار این مدار نوسانگر، با افزاره هایی که در شماتیک بالا دیده می شوند، در حدود 350 هرتز است.

    راه اندازی (درایو) ترانزیستورهای اثرمیدانی توسط یک طبقه ی تقویت میانی با ترانزیستور BC556 یا انواع مشابه انجام می گیرد. خازن 470 پیکوفارادی روی مدار بیس این ترانزیستور، شیب لبه ی پالس راه انداز را کم کرده و در نتیجه سرعت اشباع و هدایت آن را افزایش می دهد، به نحوی که خنک کردن BUZ11 تنها پس از گذر جریان موثر آن از 5 آمپر، ضرورت پیدا می کند.

    جریان مصرفی دیود نورافشان توسط یک مقاومت یک کیلواهمی محدود شده و به علت حضور خازن یکدهم میکروفارادی و اثر تاخیری آن، حتی با زمان پالس 1:100 نیز تا حدودی روشن می ماند. با طولانی شدن مدت فعال بودن دستگاه، روشنایی این دیود نوری بیش تر می شود.

    جداسازی، به معنی  دکوپلاژ و «بافر»کردن مدار نوسانگرِ مولد پالس از مدار «بار» توسط یک دیود 4148 و یک خازن الکترولیت 10 میکروفارادی انجام می شود.

    برای پیش گیری مخاطرات ناشی از اتصال معکوس منبع تغذیه به دستگاه، دیودهای یک «دیود شاتکی» دوبل به صورت موازی مداربندی و در مسیر خط مثبت تغذیه قرار داده شده اند. استفاده از دیود شاتکی به خاطر ولتاژ پیشروی اندک آن (در حدود 300 میلی ولت) در مقایسه با «دیود رکتیفایر» های معمولی است که بیش از دو برابر این مقدار می باشد.

    در این مدار برای حفاظت از تخریب «ماسفِت» های BUZ11 بر اثر اتصال کوتاه و یا زمان طولانی روشن بودن تحت جریان بالا، از یک فیوز استفاده شده است. البته می توان از نصب آن چشم پوشی کرد، اما نباید از یاد بُرد که در شرایط کاری سخت، ممکن است نبودن فیوز به سوختن ماسفت ها بیانجامد. نگارنده دستگاه خود را به یک فیوز 16 آمپری مجهز کرد، زیرا برشکاری مثلاً با یک قطعه سیم فولادی به قطر یک میلی متر و به طول 10 سانتی متر که به شکل مورد نظر برای برش دادن فلاپ های یک هواپیمای مدل، فرم داده شده بود، با عبور جریان لحظه ایِ بسیار بالایی متناظر می بود. اما، البته، جریان موثر به ندرت به 16 آمپر می رسید.

    تجربه ی نگارنده نشان داده که بهترین و تمیزترین بُرش ها وقتی به دست می آید که عمل برش با سرعت کم و با حرارت پایین تر انجام شود. این نتیجه، اما فقط وقتی حاصل می شود که برش به طور یکنواخت و به صورت ماشینی صورت پذیرد. نگارنده سال ها پیش یک «قرار» برای نصب پلی استایرن و دو محرک جداگانه ساخته بود که با دو «موتور پله ای» به کمک طناب سیمی نازک و قرقره کنترل می شدند. سپس فرکانس نوسانگر را به صورت دیجیتالی تقسیم کرده و با «کلیدهای ده دهی» مقدار مورد نظر را برای فرمان موتورهای پله ای به کار می برد. مناسب ترین سرعت حرکت برای دمای مورد نظر با تغییر دادن فرکانس به دست می آمد. اما به علت کمبود جا، همه ی آنها را به فرد دیگری هدیه داده و برش ها به صورت دستی به انجام رسیدند.

    به مدار خود برگردیم! در کاربرد عملی روشن شد که در این دستگاه به کارگیری یک «پتانسیومتر لگاریتمی» بهتر از استفاده از یک «پتانسیومتر خطی» است، زیرا این نوع پتانسیومتر در بارهای خیلی کم اهمی که از سیم ضخیم و کوتاه فولادی ساخته شده باشند، و در مواقع برش یا شیارزنی فلاپ ها، جای کابل ها و امثال آنها به کار می روند، امکان تنظیم دقیق تر و بهتری به دست می دهند و قدرت تفکیک بیش تری در یک بازه ی ولتاژی معین ایجاد می کنند.

    .

    دستگاه فرمان اره ی حرارتی به سادگی روی یک تکه فیبر هزارسوراخ مونتاژ و در یک جعبه ی پلاستیکی کوچک نصب می شود

    .

    دستگاه فرمان اره ی حرارتی آماده ی  به کار گیری

    .

    در تصویرهای بالا مدار ساخته شده بر روی یک قطعه فیبر هزار سوراخ، ماسفت ها و دیود شاتکی سوار شده بر گرماگیر و دیگر افزاره ها دیده می شوند که در یک جعبه ی کوچک فلزی نصب شده اند. میزان روشنایی دیود نوری به کار رفته در مدار، نسبت ضریب وظیفه ی تنظیم شده را نشان می دهد که با ولتاژ موثر روی بار متناسب است. می توان به جای این دیود نوری یک ولت متر به کار برد.

    .

    بازوهای ثابت و فنری اره ی حرارتی

    .

    در تصویر بالا «کمان اره» ای برای کار روی قطعات پلی استایرن تا 130 سانتی متر دیده می شود. کشیدگی یکنواخت سیم برش در این طول بلند با نصب یک فنر نسبتاً قوی با بازوهای بلند (سمت راست در تصویر) تضمین شده است. سیم برش مناسب برای چنین کمان اره ای، سیم فولادی فنر به قطر سه دهم میلی متر است.

    .

    ساختمان کلاسیک یک کمان اره ی حرارتی

    .

    ساختمان یک کمان برش مرسوم و کلاسیک در تصویر بالا دیده می شود. در این روش از فنونی که نجارها به کار می برند، استفاده شده تا سیم برش همواره کشیده نگه داشته شود. در چنین ساختاری نگارنده از سیم های برش از جنس «کرم-نیکل» (که به اختصار به آن «نیکروم» می گویند) تا قطر شش دهم میلی متر استفاده کرده است. نمونه های دیگری از کمان برشکاری پلی استایرن و جزییات ساختمانی آنها در تصویرهای زیر به چشم می خورند.

    .

    دو نمونه ی پیشنهادی برای ساخت کمان اره ی حرارتی

    .

    گوشه ای از جزییات ساخت کمان اره ی حرارتی در تصویر پیشین

    .

    جزییات ساخت نمونه ای از یک کمان اره ی حرارتی

    .

    همچنین می توان و چه بسا باید در اینجا به منظور کسب دمای مناسب برش، ولتای سیم چند بار تنظیم مجدد شود.

    در سمت راست تصویر یک کلید قطع و وصل و چهار فیش تلفنی برای اتصال سیم ها به کار رفته است.

    مقدار دمای مناسب کار به شدت به ضخامت ماده ی کار، و همچنین به سرعت برش بستگی دارد. بدون مقداری تجربه نمی توان به مقدار مناسب رسید، چرا که این به “دست” شما هم بستگی دارد که با چه سرعتی با اعتماد به نفس کامل می توانید کار کنید. خوب است که پس از ساختن دستگاه مقداری با قطعات کوچک پلی استایرن کار کرده و تجربه کسب کنید. نگارنده معمولاً کارِ برش را از انتهای پروفیل آغاز می کند.

    .

    ساختمان چند ابزار برش که با سیم فولادی به قطر هشت دهم تا یک و دو دهم میلی متر ساخته شده اند

    .

    در تصویر بالا چند ابزار برش ساخته شده با سیم فولادی هشت دهم تا یک و دو دهم میلی متر دیده می شوند که اتصالات آنها توسط ترمینال سیم معمولی با مدار فرمان برقرار شده است. با این روش می توان به سرعت ابزارها را عوض و بدل کرد. ابزاری که سمت چپ تصویر بالا دیده می شود برای درآوردن شکاف برای عبوردادن سیم ها و کابل ها کاربرد دارد. ابزار سمت راست برای درآوردن جای پروفیل های بال، لوله های کابل ها، سیم های سرووها و مانند این ها به کار می رود.

    .

    بال های یک هوایکمای مدل همراه با شکاف ها و شیارهای آنها

    .

    هنگام کار کردن روی ورقه های پلی استایرن، نگارنده نوار یا تسمه ای صاف از جنس فولاد به عرض 50 و به ضخامت 5 میلی متر را روی «کار» می اندازد تا، بدون این که اثر فرورفتگی روی آن ایجاد کند، از لغزیدن و جابجا شدن آن حین برش جلوگیری شود.

    خوب است که برای پیدا کردن دمای مناسب برای ورقه های با ضخامت های مختلف، روی تعدادی از ته مانده های آنها تمرین کنید و بهترین دما را برای هر ضخامتی پیدا کنید. سپس موقعیت پتانسیومتر را برای آن ضخامت علامت بزنید. بعد از چند تجربه و تمرین، پتانسیومتر شما مدرج خواهد شد و در دفعات بعدی، نیازی به تنظیم مجدد نخواهد بود.

    .

    دستگاه فرمان کمان اره ی حرارتی کامل با تمام ملحقات و ابزارهای شیارزنی

    .

    دو مدار دیگر برای فرمان اره ی حرارتی

    مدارهای زیر طی ده ها سال گذشته توسط تعداد زیادی از مدل سازان ساخته شده و مورد استفاده قرار گرفته اند. تفاوت اساسی آنها با مدار پیشنهادی من این است که در آنها در حقیقت مدارهای فرمان «تریستور»ی و «ترایاک»ی هستند. این مدارها به غلط مدار «فرمان» نام گرفته اند و در اصل مدارهای «تنظیم» یا «رگولاتور» هستند.

    برای کسانی که دانستن تفاوت این دو واژه برایشان اهمیت دارد، باید گفت که برای «تنظیم» همواره به یک «بازخورد» (فیدبک) نیاز خواهد بود. مثلاً در کاربرد ما، این باز خورد باید تغییر دمای سیم برش باشد که مدار را قادر می کند تغییر دما را فهمیده و آن را جبران (تنظیم یا رگوله و تثبیت) بکند.

    بهینه سازی یک چرخه ی تنظیم دما یکی از چالش برانگیزترین مسایل در فن آوری تنظیم و رگولاسیون است، چرا که زمان های موسوم به «زمان مرگ» (بازه ی زمانی میان تغییر در سیگنال ورودی سامانه و پاسخ سیگنال در خروجی سامانه در یک مسیر تنظیم) نسبتاً طولانی هستند. «مولد مقدار واقعی» در یک اره ی حرارتی پلی استایرن در کجا باید واقع باشد؟ روی سیم برش داغ امکان پذیر نیست. در نتیجه باید از روش مقاومت سنجی روی داغ ترین نقطه ی سیم برش استفاده کرد، و در حقیقت ثابت ماندن مقاومت اهمی سیم برش تنظیم گردد. اما این روش فقط با سیم هایی ممکن است که مانند سیم فولادی مقاومت الکتریکی آنها با دما تغییر یابد، نه مانند آلیاژهایی مانند «کنستانتان» که مقاومت الکتریکی آنها دارای پایداری دمایی بالایی می باشد.

    ساختن چنین مدارهای پیچیده و گران قیمتی از عهده ی مدل سازها برنمی آید. بنابراین راهی نداریم جز استفاده از امکانات محدود خودمان تا با سعی و خطا و تمرین روی دم قیچی های مواد تنظیم های بهینه را پیدا کنیم.

    این «مدارهای بُرش فاز» کاستی مهمی دارند و آن این است که در انتهای پایینی بازه ی ولتاژ موثر، در حدود زیر یک ولت و در بالای 15 آمپر، انجام یک تنظیم دقیق در آنها بسیار دشوار و حتی ناممکن است. در نتیجه، انجام برش های تمیز و خوب با ابزار برشی که یک اهم و کمتر مقاومت دارند، تقریباً به ندرت امکان پذیر می باشد. این موضوع در مورد مداری که در ساختمان آن از یک تریستور بسیار پرقدرت، با قابلیت بارگزاری بالا، استفاده شده نیز صادق است.

    .

    مدار  فرمان دیگری برای اره ی حرارتی برای بریدن ورق های پلی استایرن با به کار گیری تریستور

    .

    مدار  فرمان دیگری برای اره ی حرارتی برای بریدن ورق های پلی استایرن با به کار گیری مدار کلاسیک دیمر

    .

    در مدارهای بالا، مقادیر خازن ها و مقاومت ها ممکن است بر حسب نوع تریستور و ترایاکی که مورد استفاده واقع می شود، به اندک تغییری نیاز پیدا کنند.

    نکته ی آخر این که شاید ساده ترین راه برای یک مدل ساز، استفاده از یک ترانس جداساز 220 به 220 ولت و نصب یک دیمر در ثانویه ی آن باشد، اما توجه داشته باشید که دیمرِ مورد استفاده برای کار با بارهای القایی مناسب باشد. همچنین، باید مد نظر باشد که کاستی و عیبی که در بالا گفته شد، مبنی بر این که تنظیم دقیق برش با ابزار برشِ زیر یک اهم تقریباً ناممکن است، در اینجا هم وجود دارد.

    .

    چند کلمه در مورد سیم های بُرش

    خوب است کمی در مورد آلیاژ سیم هایی که برای برش حرارتی پلی استایرن کم تر و یا بیش تر خوب هستند نیز اطلاعاتی کسب کنیم.

    .

    سیم کنستانتان

    نگارنده، با وجود این که سیم «کنستانتان»، آلیاژی که برخی مدل سازها استفاده از آن را توصیه می کنند، را در قطرهای مختلف در اختیار دارد، اما از آن برای برشکاری استفاده نکرده است. علت این بوده است که کنستانتان قابلیت ضعیفی در مقابل خمش و کشش دارد و چون بر اثر گرم شدن منبسط می شود، باید آن را بسیار محکم و کشیده به کمان بست تا پس از گرم شدن و در حال کار آویزان نشود. این موضوع به مرور زمان باعث کش آمدن و نازک شدن سیم کنستانتان و در نهایت مستهلک شدن آن می شود. این امر به ویژه وقتی خود را نشان می دهد که از سیم با قطر خیلی کم، مثلاً در حدود سه دهم میلی متر استفاده شود. در ضخامت های هشت دهم به بالا، اما، کنستانتان به خوبی قابل استفاده است، زیرا این آلیاژ دارای مقاومت الکتریکی بالایی است (سیم مقاومت) و به این دلیل لزومی به استحکام بالا ندارد.

    ماده ی کنستانتان آلیاژی از فلزات مختلف است و به طور ویژه به منظور ثابت ماندن مقاومت الکتریکی اش در یک بازه ی دمایی بزرگ تدارک دیده شده است. کاربرد اصلی این آلیاژ در ساخت مقاومت های پُر وات برای بارهای الکتریکی سنگین است. در چنین کاربردهایی روشن است که مقاومت کششی و خمشی آن نقشی بازی نمی کنند و در درجه ی اول اهمیت قرار ندارند.

    .

    سیم فولادی فنر

    در کاربرد ما بهتر آن است که از «سیم فولادی فنر» استفاده به عمل آید که هم بسیار ارزان تر است و هم سهل تر به دست می آید. از سوی دیگر این سیم ها از مقاومت مکانیکی بالایی برخوردار می باشند. در شرکت هایی که فنر یا طناب سیمی تولید می کنند، ضایعات و قطعه های کوچک چند متری از این نوع سیم در قطرهای مختلف، فراوان است.

    تنها کاستی این نوع سیم ها در خوردگی و زنگ زدن سریع آنها است. هنگام برش حرارتی پلی استایرن مقدار کمی اسید آزاد می شود که به روند خوردگی سیم فولادی فنر کمک کرده و آن را شتاب می بخشد. به این دلیل، لازم است پس از هر بار کار با اره، سیم آن را با مالیدن صابون معمولی تمیز کرد و اثر اسید را از نظر شیمیایی خنثی سازی کرد. سیم همواره باید خشک باشد و در جای خشک نگهداری شود.

    .

    سیم کروم-نیکل

    بهترین نوع سیم برای برشکاری پلی استایرن سیم«کروم-نیکل» است. این آلیاژ به طور ویژه برای پیچیدن گرمکن های برقی ساخته شده است. این آلیاژ، افزون بر سختی مکانیکی بالا در بازه ای وسیع از دماهای متفاوت، مقاومت بالایی نیز در برابر خوردگی دارد. به همین دلیل است که از این آلیاژ در سازهای موسیقایی مانند پیانو، گیتار و مانند آنها استفاده به عمل می آید. کاستی آن در این است که اندکی گران تر از دیگر آلیاژهای گفته شده در این مقاله است و ممکن است خیلی به سادگی در دسترس نباشد.

    .

    .

    منبع:

    http://www.aero-hg.de

    .

    .

    www. etesalkootah.ir ||   2016-09-10 © 

    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.

  • صندلی خودرو: دوران «نشستنِ خالی» به پایان رسیده!

    صندلی خودرو: دوران «نشستنِ خالی» به پایان رسیده!

    ماساژ با روش سنگ داغ، فرمان و هدایت از طریق گوشی هوشمند، تجهیز به تهویه ی مطبوع، تنظیم های کاملاً الکتریکی: فن آوری روزآمد، صندلی خودرو را به حد بی سابقه ای از امنیت و راحتی رسانده است صندلی خودرو

    .

    .

    نوآوری ها در صندلی خودرو

    اگر شما هنگام خرید یک خودرو در آلمان، در حدود بیست میلیون تومانی در جیب تان سنگینی کند، می توانید در برابر پرداخت آن اضافه بر قیمت خودرو، یک صندلی مافوق راحت مانند آن چه که در اینجا می بینید هم سفارش دهید.

    .

    صندلی خودرو و اجزای آن-1

    .

    .

    صندلی خودرو و اجزای آن-2

    .

    این صندلی مربوط به یک مرسدس بنز رده ی E است که در ساختن آن از 250 قطعه ی منفرد استفاده شده است. وظیفه ی مجموعه ی این اجزا و قطعات آن است که راننده پس از یک رانندگی طولانی، در مقصد بدون هیچ احساس خستگی از خودرو پیاده شود.

    اسکلت اصلی فلزی این صندلی با تنظیمات الکتریکی اش توسط شرکت قطعه سازی Brose طراحی و تولید شده است. مواد پرکننده، روکش و دیگر اجزای فنی این صندلی توسط خودرو ساز به آن افزوده می شود.

    .

    .

    منبع:

    مجله ی ADAC Motorwelt ، ارگان کلوب اتوموبیل رانی آلمان

    .

    .

    www. etesalkootah.ir ||   2016-09–09 © 

    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.

  • ساخت یک فرستنده ی پرقدرت با مگنترون برای باند 13 سانتی متر

    ساخت یک فرستنده ی پرقدرت با مگنترون برای باند 13 سانتی متر

    در این جا مگنترونِ یک اجاق مایکروویو را برای انجام کارهای دیگری به جز گرم کردن خوردنیِ یک شب مانده به کار می گیریم! کارهایی مانند: “تعیین ارتفاع لایه های اتمسفر” و یا “سنجش فاصله ی زمین تا ماه!” مگنترون اجاق مایکروویو

    .

    .

    برای هر رادیوآماتور بزرگ ترین چالش پیش رو برای اجرای یک پروژه ی «تلنگر بر ماه» (Moon Bounce)، که در آن کره ی ماه نقش رله و بازتابنده ی امواج رادیویی را بازی می کند و به آن به اختصار EME = Earth-Moon-Earth می گویند، و یا پژوهش در پراکندگی تروپوسفریک امواج الکترومغناتیسی در باند 13 سانتی متر، در «تامین توان رادیویی لازم» برای این نوع پروژه ها نهفته است. ابزارهای بسیار کمی در دسترس رادیوآماتورها هستند که به مدد آنها بتوانند یک فرستنده ی پرقدرت مایکروویو بسازند. اما نگارنده که از خیلی وقت پیش دنبال انجام این نوع کارها بوده است، حدود 25 سال پیش وسیله ای را یافتم که قادر به تحویل توان رادیوییِ بالایی در خروجی (500 تا 1000 وات) در محدوده ی طول موج های سانتی متری بود و همزمان قیمت کمی هم داشت. برخی از این وسایل روی انتهای بالایی باند آماتوری 13 سانتی متر کار می کنند. اشاره ی من به «مگنترون» مورد استفاده در اجاق های مایکروویو است.

    پروژه ای را که در ادامه شرح داده می شود، در دهه ی 1990 با موفقیت به اجرا درآمده است. کسانی که علاقه مند باشند، می توانند به سلیقه ی خود تغییراتی در آن بدهند و به قول معروف آن را روزآمدتر کنند.

    هدف نگارنده این بود که امکان پذیریِ طراحی یک فرستنده ی پرقدرت و ارزان قیمت را برای کار در باند 13 سانتی متر با استفاده از یک مگنترون اجاق مایکروویو در آرایش «قفل شده روی موج تزریقی» (Injection Locked) بررسی کند. پس از مقداری مطالعه، یک فرستنده ی یک کیلوواتیِ مایکروویو در باند 13 سانتی متر با استفاده از مگنترون اجاق طراحی و ساخته شد. در ادامه، شرح کار روی این پروژه تقدیم می شود.

    .

    مشخصه های مگنترون

    یک مگنترون افزاره ی منفردی است که «بار» (مصرف کننده) مستقیماً به آن متصل می شود. هر گونه تغییری در جزءِ رآکتیوِ بار، فرکانس کار مگنترون هایی را که در «آرایش آزاد رو» (Free-Running mode) کار می کنند، تغییر می دهد. تصویر 1 دیاگرامِ بارِ تیپیک یک مگنترون است و نشان می دهد که چگونه فرکانس، با تغییر بارگزاری مگنترون، دچار تغییر می شود. مرکز دیاگرام با «حالت تطبیق» مترادف است و این حالتی است که هیچ برگشتی (رفلکسیون) در توان تولید شده پدید نمی آید. هنگامی که جزء رآکتیوِ بار تغییر می یابد، فرکانس نیز متناسباً تغییر پیدا خواهد کرد. نظر به این که مگنترون قادر به تشخیص و تمیز دادن بین توان برگشتی از یک بارِ پَسیو و توان تزریق شده به آن از یک منبع دیگر نیست، احتمال دارد که «مگنترون آزاد رو» فرکانس کار خود را روی فرکانس منبع پایدارتر قفل کند.

    (جا دارد یادآور شوم که در ادبیات الکترونیک ایران، در ترجمه ی injection در این کاربرد به جای تزریق، واژه ی “تزویج” معمول شده است، اما من همان تزریق را که معادل گویاتری به نظرم می رسد به کار می برم.)

    .

    دیاگرام بار تیپیک یک مگنترون

    .

    برای تزریق توان فرکانس بالا از یک منبع سیگنال بیرونی به مگنترون، لازم است که، مطابق تصویر 2، یک «چرخشگر» یا «سیرکولاتور» بین مگنترون و بار وصل شود. مقدار توان لازم برای قفل کردن مگنترون از این رابطه به دست می آید:

    .

    مقدار توان لازم برای قفل کردن مگنترون

    .

    که در آن P1 توان تزریق شده، P توان خروجی مگنترون، Qe عبارت از Q ی بارگزاری شده ی مگنترون، fO و fO∆ فرکانس و انحراف فرکانس به مگاهرتز هستند.

    .

    بلوک دیاگرام یک مگنترون قفل شونده روی فرکانس تزریق شده به آن

    .

    مقدار توان لازم برای قفل شدن روی یک سیگنال تزریقی در یک مگنترون معمولی اجاق در fO برابر با 2448 مگاهرتز، Qe برابر با 20، P معادل 750 وات، و یک بازه ی قفل فرکانس 20 مگاهرتزی، یعنی fO برابر با 10 مگاهرتز، عبارت است از:

    .

    توان لازم برای قفل شدن روی یک سیگنال تزریقی در یک مگنترون معمولی

    .

    در عمل، توانی در حدود 10 وات باید به کار برده شود تا بر تلفات هم فایق آمده شود، که بهره ای در حدود 19 دسی بل به دست می دهد.

    ترسیم معادله ی 1 در تصویر 3 برای چهار مقدار برای Qe به همراه منحنی یک مگنترون اجاق معمولی داده شده است. چنان که دیده می شود، داده های تجربی به مقادیر محاسبه شده بسیار نزدیک هستند.

    .

    ترسیم منحنی معادله ی 1 برای مقادیر مختلف

    .

    پاسخ فرکانس

    برای تکمیل اطلاعات، لازم است تعیین گردد که مگنترون با چه سرعتی به تغییرات فرکانس تزریق شده به آن پاسخ می دهد. داده های ارایه شده در تصویر بالا بر اساس حالت های استاتیکِ مگنترون هستند و توانایی آن را در دنبال کردن مدولاسیون فرکانس بالا نمایش نمی دهند. پاسخگویی مگنترون زمانی به پایان می رسد که:

    .

    سرعت پاسخگویی مگنترون به تغییرات فرکانس تزریق شده به آن

    .

    که در آن FO بر حسب مگاهرتز است. برای مثال پیشین، زمان پاسخگویی در حدود 0/07 میکروثانیه است. این، زمانِ لازم برای طی شدن چرخه ی قفل کردن است. این عدد نماینده ی نصف هرتزِ مدولاسیون است. یعنی، بیشینه ی فرکانس مدولاسیون در حدود 7 مگاهرتز می باشد. مدولاسیون معمولاً به مقداری کمتر از کل بازه ی قفل کردن محدود می شود، به نحوی که معادله ی بالا به صورت زیر درمی آید:

    .

    این معادله بیشینه ی فرکانس مدولاسیون را نشان می دهد

    .

    که در آن F به مگاهرتز بیشینه ی فرکانس مدولاسیون است. FO نیز برحسب مگاهرتز می باشد.

    از رابطه ی بالا درمی یابیم که مگنترون با قفل سیگنال تزریقی می تواند در هر فرکانس مدولاسیون دلخواه، به انضمام ATV مورد استفاده قرار گیرد.

    .

    کنترل خودکار فرکانس یا به اختصار: AFC

    تا موقعی که اختلاف فازها بیش از 90 درجه تغییر نکنند، مگنترون روی فرکانس منبع تزریق قفل شده باقی می ماند. در صورت وجود رانش (drift) روی منبع تغذیه و/یا رانش حرارتیِ آهنرباهای روی مگنترون، ممکن است از این حدّ تجاوز شود. برای پیش گیریِ از «از قفل خارج شدنِ» مگنترون، می توان از یک آشکارساز فاز برای نظارت بر سیگنال تزریقی در برابر سیگنال خروجی استفاده نمود. در مرحله ی بعدی، آشکارساز فاز خروجی می تواند با کنترل جریان کاتود مگنترون، قفل ماندن فاز را در محدوده ی چند درجه ابقا کند.

    .

    اول ایمنی!

    پیش از آغازیدن به بحث در مورد فرستنده، مایلم تذکراتی را در مورد پیش بینی های ضروری ایمنی به خوانندگان عرضه کنم.

    .

    ولتاژ بالا

    ولتاژ بالایی که در این فرستنده مورد استفاده قرار می گیرد، در محدوده ی کُشنده قرار دارد. هنگام کار، آزمایش، عیب یابی و تست این نوع از مدارهای فرستنده باید به شدت احتیاط کرد. ولتاژی که در این مدار موجود است، از ولتاژهای معمول در مدارهای آماتوریِ تقویت کننده ی قدرت بسیار بالاتر است. نظر به این که آنود مگنترون در پتانسیل زمین کار می کند، ولتاژ فیلامان آن روی یک ولتاژ بسیار بزرگ منفی قرار دارد. در اغلب تقویت کننده های قدرت آماتوری آنود به یک ولتاژ خیلی زیاد مثبت، و فیلامان به ولتاژ کمی، نزدیک به پتانسیل زمین، متصل است. آگاه باشید و فراموش نکنید که ولتاژ منفی به همان سرعتِ ولتاژ مثبت انسان را می کُشد!

    .

    پرتوهای رادیویی با فرکانس خیلی بالا

    توان رادیوییِ خروجی از این فرستنده در همان سطح و ارتفاعی قرار دارد که در تقویت کننده های پرقدرت آماتوری وجود دارد. اما، احتمال قرارگرفتن تحت پرتویِ خطرناک رادیویی، در باند 13 سانتی متر به مراتب بالاتر از طول موج های بلندتر است. وجود یک شکاف به ابعاد 60 میلی متر در 0/4 میلی متر در دیواره ی کناری یک تقویت کننده ی قدرت HF به مقدار اندکی تشعشع اجازه ی فرار از محفظه ی دستگاه را می دهد. اما همین شکاف کوچک و بسیار باریک در یک فرستنده ی 13 سانتی متری یک «شکاف نیم لاندا» را شکل می دهدکه قادر است تمام توان این فرستنده را از خود انتشار دهد. این مقدار ممکن است به 250 وات بر سانتی مترمربع برسد که 250 هزار بار بزرگ تر از حد مجاز استاندارد ایمنی سطح 1 تشعشع تحت این فرکانس است!

    .

    طراحی فرستنده در طول موج 13 سانتی متر

    فرستنده ی طول موج 13 سانتی متر شامل چهار بخش اصلی می باشد: عرشه ی فرکانس رادیویی، مبدّل (Transverter) 13 سانتی متر، رگولاتور جریان ثابت، و منبع تغذیه ی ولتاژ بالای مگنترون.

    .

    دستگاه فرستنده ی باند 13 سانتی متر

    .

    در تصویر زیر دیاگرام بلوکی فرستنده دیده می شود. خروجی RF از مگنترون به یک «پایانه ی فرستنده»ی یک «سیرکولاتور سه پایانه ای» داده می شود. «پایانه ی بارِ» سیرکولاتور یک «کوپلر دو سویه» (کوپلر دو جهتی) را که برای تست پیش بینی شده، تغذیه می کند و سپس از طریق آن به آنتن یا «بار مصنوعی» می رود. پایانه ی سوم سیرکولاتور، که من آن را «پایانه ی تزریق» می نامم، هنگامی که دستگاه در حالت فرستندگی باشد، از طریق یک رله ی انتخاب فرستنده/گیرنده (RY1)، و به وسیله ی توان تحویلی از یک تقویت کننده ی قدرت RF با توان خروجی10 وات، تغذیه می شود. توان ورودی این تقویت کننده از پایانه ی «فرستنده ی مبدل» (ترانسورتر) 13 سانتی متر تامین می شود که فرکانس 144 مگاهرتز را به فرکانس بالاتر تبدیل می کند.

    .

    بلوک دیاگرام یک فرستنده گیرنده برای باند 13 سانتی متر

    .

    در حالت گیرندگی، سیگنال رسیده از آنتن از طریق کوپلرِ دو سویه به پایانه ی بار سیرکولاتور می رود. پس از آن، سیگنال از پایانه ی تزریق سیرکولاتور خارج شده و از راه رله ی RY1 به پایانه ی گیرنده ی مدار مبدل فرکانس می رسد. در اینجا این سیگنال به صورت کاهشی تبدیل فرکانس پیدا کرده و به فرستنده-گیرنده ی 144 مگاهرتزی فرستاده می شود.

    منبع تغذیه ی جریان مستقیم برای مگنترون توسط مدار اصلی تولید ولتاژ بالا در اجاق مایکروویو تامین می شود. اما باید به این منبع تغذیه یک مدار «رگولاتور جریان ثابت» اضافه کرد تا کارکرد صحیح مگنترون تضمین و ابقا شود. این رگولاتور جریان ثابت امکان کنترل توان خروجی و فرکانس مگنترون را به دست می دهد.

    دستگاه مجهز به عقربه ها و نمایشگرهای مختلفی است که به کارکرد و تعمیر و نگهداری این سامانه کمک خواهند کرد.

    .

    عرشه ی فرکانس بالا

    عرشه ی RF در تصاویر زیر شامل اجزای اصلی قدرت RF دیده می شود. در تصویر سمت چپ این بخش را از بالا، و در تصویر سمت راست آن را از پهلو می بینیم.

    .

    تصویر از بالا و از پهلو از عرشه ی فرکانس بالا

    .

    این اجزا و قطعات عبارتند از: مگنترون، ترانسفورماتور فیلامان، سیرکولاتور، تقویت کننده ی قدرت 10 واتی، رله ی انتقال RF، و تقویت کننده با نویز کم (LNA = Low Noise Amplifier). برای انجام آزمایش ها به یک کوپلر دو سویه و یک بار با توان بالا نیاز داریم که در محدوده ی این بخش از سامانه قرار دارند، اما این ها یک جزء فیزیکی عرشه ی RF نیستند و الزاماً به آن تعلق ندارند.

    .

    مگنترون

    قلب این فرستنده یک «مگنترون» است. این افزاره برای تولید گرما و پخت و پز در اجاق های مایکروویو به کار می رود. مگنترون در واقع یک «لامپ خلاء دوقطبی» (لامپ دیود) است که در داخل یک میدان مغناتیسی ساکن کار می کند. قطب آنود مگنترون در بر دارنده ی گروهی تشدیدگر یا «رزوناتور» به شکل حفره (Cavity) است که قطب کاتود لامپ را در میان گرفته اند. هر حفره ی مشدّد دارای شکاف باریکی است که آن را به فضای پیرامونِ کاتود مرتبط می سازد. میدان مغناتیسی روی همان صفحه ای که کاتود بر آن واقع است، تمرکز داده شده است. این میدان به صورت موازی با محور کاتود-آنود عمل می کند. چون در لامپ مگنترون میدان الکتریکی بر یک میدان مغناتیسی ساکن عمود است، این لامپ یکی از انواع ابزارهای «میدان متقاطع» محسوب می شود .

    بازده لامپ مگنترون خیلی خوب و در حدود 80% است، اما در مقابل نویز زیادی دارد که استفاده از آن را در کاربردهای پالسی با مشکل مواجه می کند.

    .

    میدان های مغناتیسی و الکتریکی

    در صورتی که یک میدان ضعیف مغناتیسی و یک میدان قوی الکتریکی میان کاتود و آنود حاضر باشد، همان طور که در تصویر زیر دیده می شود، الکترونی که از کاتود منتشر شود، تقریباً به طور مستقیم به آنود جذب می شود و از این حرکتِ راست (مسیر 1) هیچ انرژی فرکانس بالایی تولید نخواهد شد.

    .

    ساختمان و اصول عملکرد مگنترون-رفتار یک الکترون در مگنترونی که در حال نوسانگری نیست

    .

    هنگامی که میدان مغناتیسی شدت پیدا می کند، مسیر حرکت الکترون به سوی آنود دچار تغییر می شود و به شکل یک منحنی در می آید (مسیر 2). در نتیجه، الکترون به سرچشمه ی خود، به کاتود، باز می گردد و هرگز به آنود نمی رسد (مسیر 3).

    در برخی مقادیر بحرانیِ میدان های الکتریکی و مغناتیسی، وقتی که تناسب میان بزرگی آنها نسبت به یکدیگر در تعادل سودمندی قرار بگیرد، الکترون ها در برخورد با حفره های تشدیدِ آنود، میدان های فرکانس بالایی در فرکانس تشدید حفره ایجاد می کنند. بر هم کنشِ این میدانِ فرکانس بالا و میدان مغناتیسی در شکاف های حفره ها سبب می شوند که الکترون های منتشر شده از کاتود مانند شکل زیر به صورت دسته و پشته هایی در کنار هم قرار گیرند و مانند پره های یک چرخ به چرخش درآیند و در یک همزمانی و هماهنگی با میدان فرکانس بالا، از همه ی شکاف های حفره ها عبور کنند و به این وسیله مقدار بسیار زیادی انرژی فرکانس بالا تولید شود.

    .

    گردش ابر الکترون ها در فضای تراکنش نوسانگر مگنترونی

    .

    پرش از روند عادی کاری Mode Skipping

    یک «سوند» (Probe) در یکی از حفره ها فرو برده شده تا از طریق آن انرژی فرکانس بالا از مگنترون استخراج شده و به یک بارِ بیرونی منتقل گردد. اگر میدان مغناتیسی ثابت نگه داشته شده باشد و ولتاژ آنود افزایش یابد، حالت کارکرد مگنترون به جایی خواهد رسید که در آن ابرهای الکترونی پرّه ی جدیدی درست می کنند که یک ضریب زوج از تعداد حفره ها نخواهد بود. هنگامی که این اتفاق رخ دهد، همزمانی (سینکرونیزاسیون) چرخش ابر الکترونی با حفره ها مختل شده و یک توزیعِ فردِ (غیر یکنواختِ) انرژی به حفره ی خروجی اِعمال می گردد. این وضعیت را «پرش از روند عادی کاری» Mode Skipping می گویند و اگر ادامه پیدا کند، باعث تخریب مگنترون می شود. اجباراً و بدون هیچ قید و شرطی ضروریست که منبع تغذیه ی مگنترون به نحوی طراحی شده باشد که از بروز این پرشِ کاری پیش گیری کند.

    .

    انتخاب موجبَر ها (Waveguide)

    برداشت انرژی فرکانس بالا از مگنترونِ یک اجاق مایکروویو توسط یک «سوند» یا «پراب یک چهارم طول موج» انجام می شود و در طول یک «موجبَر» رها می شود. تصویر زیر-چپ یک نمونه از مگنترون اجاق مایکروویو و بخشی از موجبر از نوع WR-284 را که برای مونتاژ آماده شده است، نشان می دهد.

    .

    چپ یک مگنترون و یک موجبر مجزا و راست مگنترون و موجبر مونتاژ شده

    .

    تصویر بالا-راست مگنترونی را نشان می دهد که به یک موجبر وصل شده است.

    مکان استقرار سوند (پراب) در مسیر موجبر، به ابعاد موجبر بستگی دارد. موجبرهای WR-284 یا سری RG48/U در دسترس ترین قطعات موجبرها در بازار فروش لوازم مازاد مایکروویو (در آمریکا) هستند. این موجبرها در مرز و حاشیه ی باند 13 سانتی متر قابل استفاده هستند، زیرا برای بازه ی فرکانسی 2/60 تا 3/95 گیگاهرتز ساخته شده اند. این بدین معناست که در خارج از این بازه، تضعیف سیگنال در موجبر بالا می رود. البته من در تجربیات عملی خود مشکلی با این موجبرها نداشتم، چون که از موجبرهای دراز استفاده نکرده ام. بهترین انتخاب برای موجبر در پروژه ی ما تیپ WR-340 و یا RG-112/U است که برای 2/2 تا 3/3 گیگاهرتز ساخته شده اند. اگر از WR-284 استفاده شود، «پرابِ» مگنترون باید در فاصله ی 25 میلی متری از سمت کوتاه نصب گردد. در صورت استفاده از WR-340 این فاصله باید 20 میلی متر باشد.

    .

    نویز و حالت کاریِ مگنترون

    هر گاه صحبت از مخابره ی رادیویی با استفاده از مگنترون پیش می آید، اغلب می شنویم که “طیف مگنترون ها بسیار پراغتشاش و «نویزی» است. چگونه می توان از آن در مخابرات استفاده کرد؟” من در آزمایش های خود به این نتیجه رسیده ام که با خاموش کردن ولتاژ فیلامان پس از رسیدن خروجی مگنترون به توان اسمی آن، طیف فرکانس تولیدی بسیار تمیز خواهد شد.

    .

    چپ طیف فرکانس خروجی مگنترون با فیلامان روشن و راست با فیلامان خاموش

    .

    در تصویر بالا-چپ (تصویر الف) طیف فرکانس در حالت روشن بودن فیلامان، و در تصویر بالا-راست (تصویر ب) همان طیف پس از خاموش کردن فیلامان مشاهده می شود.

    تا موقعی که ولتاژ بالای تغذیه ی مگنترون وصل باشد، بمباران کاتود توسط الکترون هایی که به سوی کاتود برمی گردند، ادامه پیدا می کند و این بمباران دمای کاتود را به اندازه ی کافی بالا نگه می دارد که کاتود به انتشار الکترون ادامه دهد، همان الکترون هایی که توان خروجی فرکانس بالا را ایجاد می کنند و تداوم می دهند.

    در این حال، در صورت قطع شدن ولتاژ بالا، مگنترون از نوسانگری بازمی ماند و دیگر توان رادیویی در آن تولید نمی شود. برای راه اندازی دوباره ی مگنترون بایستی علاوه بر وصل ولتاژ بالا، تغذیه ی فیلامان را هم باید برقرار نمود.

    نظر به این که مگنترون یک «نوسانگر» است، نه یک «تقویت کننده»، امکان استفاده از آن در حالت های «تک باندجانبی» (SSB)، «موج پیوسته» (CW)، یا «مدولاسیون دامنه» (AM) وجود ندارد. تنها حالت های کاری قابل استفاده در مخابرات برای مگنترون ها «مدولاسیون فرکانس» (FM) و «منحرف کردن فرکانس با کلیدگری» (FSK) است. من از حالت کاری FSK برای تولید سیگنال از نوع CW با ایجاد یک انحراف فرکانس 10 کیلوهرتزی بین بسته و باز بودن کلید استفاده کردم. تا موقعی که به ایستگاه دیگر فرکانس صحیح را بدهم، مشکلی در کارکردن با یکدیگر نداریم.

    فرکانس کار مگنترون های اجاق مایکروویو از 2440 تا 2460 مگاهرتز است، بنابراین از همه ی مگنترون ها نمی توان برای کار در باند آماتوری 13 سانتی متر استفاده کرد. من فقط دو نوع را تست کردم و در هر دو مورد توانستم آنها را، با داشتن تقریباً توان نامی خروجی، روی فرکانس 2448 مگاهرتز تنظیم کنم و به کار اندازم. پیدا کردن بهترین نوع لامپ مگنترون برای کار در این باند آماتوری مستلزم آزمایش نمونه های بیش تری است.

    مگنترون هایی را که من به کار گرفتم، از اجاق های مایکروویو «بازنشسته» ای که منبع تغذیه یا زمانگیر آنها خراب شده بود، بیرون آوردم. من چندین لامپ دیگر را هم که فیلامان شان در وضعیت مناسبی قرار داشتند تست کردم، اما کاتود هیچ یک از آنها رمق انتشار الکترون کافی نداشت. مگنترون های نو را هم می توان به قیمت مناسبی سفارش داد و خرید.

    .

    سیرکولاتور (Circulator)

    سیرکولاتور عضو کلیدی در تزریق یک سیگنال قفل کننده به داخل مگنترون، همزمان با تحویل توان RF به بار یا آنتن توسط خود مگنترون، است.

    سیرکولاتورها به صورت افزاره هایی با سه یا چهار پایانه ساخته می شوند. من از یک نوع با سه پایانه استفاده کردم. پایانه هایی که در مجاورت هم قرار دارند، در داخل سیرکولاتور به طرز موثری در یک سو به یکدیگر وصل شده اند، اما در سوی مخالفِ آن از یکدیگر عایق می باشند. بنابراین، سیگنال ها می توانند به راحتی از پایانه ی فرستنده به پایانه ی بار، و از پایانه ی بار به پایانه ی تزریق بروند، اما این سیگنال ها در مسیر مخالف به شدت تضعیف می شوند.

    موجبرِ سیرکولاتور با پیوند دادن سه بازوی موجبر، با زاویه ی 120 درجه نسبت به هم که در محل پیوندشان دربردارنده ی صفحه ای از جنس ماده ی فرومغناتیس باشند، ساخته می شود. ماده ی فرومغناتیس الگوی موج ایستاده را طوری می چرخاند که کوپلاژ RF فقط در یک جهت انجام می شود. در صورت طراحی سیرکولاتورها برای کار در توان های بالا، معمولاً بایستی آنها را با چسباندن لوله مسی که در آن آبِ سرد در گردش باشد، در پیرامون مرکز این افزاره که ماده ی فرّیتی را دربردارد، خنک کرد.

    .

    دو نوع سیرکولاتور برای کار در توان های بالا

    .

    تصویر بالا نشان دهنده ی دو نوع سیرکولاتور توان بالا است. آن که در سمت چپ قرار دارد، مدل FCW-1521 ساخت شرکت Merrimac است و دیگری در سمت راست مدل 4095 ساخت Genesys Systems است.

    چون سیرکولاتورها از جنس مواد فرومغناتیسی ساخته می شوند، هنگام کار با آنها باید دقت و احتیاط زیادی به کار برد. این افزاره ها را باید از مواد مغناتیسی دیگر دور نگه داشت و از آنها در برابر وارد شدن ضربات شدید یا لرزش پیش گیری کرد.

    سیرکولاتورها فقط در پهنای باند بسیار باریکی کارکرد موثر و مفید دارند و نوعاً بازده آنها از موجبرها کم تر است.

    .

    کوپلر دو سویه

    «کوپلر دو سویه» (Dual-Directional Coupler) توان پیشرونده ی فرستنده و تلفات برگشتی یا VSWR آنتن یا بار را می سنجد.

    کوپلر برای کوپلاژ توان از خط انتقال فرستنده با مقدار محدودی تضعیف در یک جهت، و با مقدار بسیار زیادی تضعیف در جهت دیگر طراحی می شود. مقدار تضعیف کوپلاژ باید چنان باشد که سطح بیشینه ی قدرت در پایانه ی کوپلاژ نزدیک به مقدار اسمی توان ورودی به قدرت سنج، یا وسایل دیگر اندازه گیری باشد.

    .

    تقویت کننده ی قدرت 10 وات

    در طی آزمایش های خود دریافته ام که برای مگنترون های اجاق مایکروویو، توان تزریقی در حدود 10 وات برای رسیدن به حالت قفل روی فرکانس مورد نظر در توان کامل خروجی، کافی است. من با استفاده از یک لامپ 7289 در داخل یک «حفره ی تشدید» (cavity) یک چهارم طول موج، تقویت کننده ای ساختم و آن را با ولتاژ آنود 300 ولت و بایاس صفر ولت به کار انداختم. البته ممکن است بتوان از حراجی ها هم تقویت کننده های قدرت ساخته شده با نیمه هادی که در همین حدود توان تولید می کنند، پیدا کرد.

    .

    تقویت کننده با نویز کم یا LNA

    «تقویت کننده ی کم نویز» (Low Noise Amplifier = LNA) یک مدار تقویت کننده ی دو طبقه است که با «فت» های گالیوم-آرسناید ساخت شرکت Dexcel از نوع D432 ساخته شده است. این تقویت کننده 20 دسی بل بهره با عدد نویزی زیر 2 دسی بل ایجاد می کند.

    .

    بارِ موجبَر

    برای آزمایش و تست فرستنده باید یک مصرف کننده یا «بار» طراحی شود که مقدار VSWR آن کم بوده و قابلیت جذب تمام توان فرستنده را داشته باشد، بدون این که دچار حرارت شدید یا overheat شود.

    نمونه ای از «بارِ موجبر» قطعه ای بزرگ از یک میله ی مخروطی شکل کربنی (tapered carbon rod) است که در انتهای بسته ی موجبر نصب می شود. زاویه و طول مخروط تعیین کننده ی میزان خوبیِ تطبیق امپدانس بار خواهد بود. در حالتی که باری با توان بالا داشته باشیم، باید یک ارتباط دمایی خوب بین جاذب کربنی و گرماگیر برقرار باشد.

    آب به خوبی انرژی فرکانس بالا را جذب می کند. بسیاری از بارهای مناسب برای توان بالا به این ترتیب ساخته می شود که جریان آب را در میان مقطعی از موجبر پمپ کرده و آب گرم شده بر اثر انرژی RF را از آن بیرون می رانند. این نوع بارها کوچک و سبک هستند، اما به مقدار بسیار زیادی آبِ پر فشار برای دفع کردن حرارت ناشی از تلفِ توان  فرکانس بالا دارند.

    .

    ترانسورتر 13 سانتی متر

    دیاگرام بلوکی مدار ترانسورتر 13 سانتی متر در تصویر زیر دیده می شود. این مدار سیگنال RF را به کمک یک فرستنده-گیرنده ی 144 مگاهرتزی بالا و پایین می برد و آن را به سیگنالی در باند 13 سانتی متر تبدیل می کند.

    .

    بلوک دیاگرام ترانسورتر13 سانتی متر

    .

    توان خروجی این ترانسوِرتر 13 سانتی متری در وضعیت «فرستنده» در حدود یک وات است. در حالت «گیرنده» عدد نویز آن در حدود 4 دسی بل است. عکس های زیر از راست به چپ به ترتیب نماهای بالا و زیر این ترانسورتر را نشان می دهند.

    .

    نماهای ترانسورتر-تصویر چپ نما از بالا و تصویر راست نمای پشت دستگاه را نشان می دهد

    .

    مدار نوسانگر محلی یا Local Oscillator

    در ترانسورترِ باند 13 سانتی متر ما یک مگنترون اجاق مایکروویو، یک مدار «نوسانگر محلی» LO = Local Oscillator با فرکانس نامی 2304 مگاهرتز ساخته ایم که سیگنالی را روی فرکانس 2448 مگاهرتز تولید می کند. اگر ترانسورتر باند 13 سانتی متر ما روی مرز پایینی باند 13 سانتی متر کار می کرد (فرکانس فاز 3 ماهواره ها)، فرکانس نوسانگر محلی را می شد با عوض کردن نوسانگر و مولد فرکانس مبنا به سادگی به 2256 یا 2160 مگاهرتز تغییر داد. نوسانگرهایی را که من به کار بردم، ساخت شرکت های California Microwave Corp.، Communications Technology Inc.، و یا Frequency Source West بودند. اجزا و افزاره های ساخت این شرکت ها در تجهیزات مخابراتی قدیمی (مربوط به دهه های 1970 و 1980) و در استوک های مربوط به آن دوران به فراوانی یافت می شوند.

    .

    مخلوط کننده یا Mixer

    میکسر به کار رفته در این سامانه، همان طور که در دیاگرام بلوکی ترانسورتر در بالا دیدیم، یک افزاره ی قدیمی ساخت Watkins-Johnson از نوع M-40 است که بازه ی فرکانس 1 تا 5 گیگاهرتز را پوشش می دهد. بیشینه ی توان نوسانگر محلی برای میکسر dBm23 است. میکسر به راحتی صفر dBm روی پایانه ی خروجی RF تامین می کند، در صورتی که پایانه ی IF با dBm10 تغذیه شود.

    یک «فیلتر اینتردیجیتال 4 قطبی» در خروجی پایانه ی میکسر به کار گرفته شده تا در زمان ارسال و دریافت سیگنال، فرکانس های نامطلوب (image frequencies) را سرکوب کند. لازم است که در ورودی این فیلتر تطبیق امپدانس خوبی تامین گردد.

    مدول های A1 و A2 تقویت کننده های ترانزیستورس دو طبقه با بهره ی 20 دسی بل هستند که در ساختن آنها از افزاره ی «فت» گالیوم-آرسناید ساخت Dexcel به شماره ی D-432 استفاده شده است. مدول A3 یک تقویت کننده ی قدرت دو طبقه از نوع کواکسیال است که در ساخت آن از لامپ خلاء 7768 محصول GE در آرایش «شبکه ی زمین شده» (Grounded Grid) استفاده به عمل آمده است. هر طبقه دارای بهره ی توانی در حدود 12 دسی بل روی یک وات توان RF خروجی است. ورودی و خروجی «کَویتی»ها سه چهارم طول موج درازا دارند و دارای «حلزونی های تنظیم» (slugs) هستند که کلّ باند 13 سانتی متر را پوشش می دهند.

    بنا به تجربه، وقتی می خواهیم مدل هایی از فرستنده-گیرنده ی Kennwood مانند TS711A یا TS811A را با توان کاهش یافته به کار بگیریم، مقدار قدرت خروجی ابتدا به مدت چند میکروثانیه به بیشینه ی خود (25 وات) بالا می رود و سپس روی توان کم تنظیم می شود. هنگامی که خروجی این دستگاه ها به یک دیود میکسر داده می شودف این ضربه ی کوتاه از توان فرکانس بالا می تواند در برخی موارد باعث آسیب دیدن دیود شود. نگارنده ی این سطور در حال حاضر هنگام ساختن ترانسورترها از یک تقسیم کننده ی توان استفاده می کند و در حضور این افزاره دستگاه فرستنده-گیرنده را در قله ی توان خروجی اش به کار می گیرد. این روش به یک رله ی RF با فرمان مرحله ای دقیق (sequencer) نیاز دارد، و این تنها راهی است که نگارنده برای حفاظت از دیودهای گران قیمت میکسر یافته است.

    .

    مسیر Push-to-Talk

    هنگام رفتن از گیرنده به فرستنده، و یا برعکس، ضرورت دارد که رله ای که این انتقال را برعهده دارد، از لحاظ زمانی به درستی عمل کند. هنگام رفتن به حالت فرستندگی، رله های T/R باید پیش از این که ترانسیور 144 مگاهرتزی به حالت فرستندگی برود، در وضعیت فرستنده قرار گرفته باشد. همین طور، در زمان رفتن از فرستنده به گیرنده، توان خروجی ترانسیور 144 مگاهرتزی باید پیش از آن که رله های T/R به وضعیت گیرندگی برگردند، به صفر رسیده باشد. با به کار گیری یک «مسیر “پوش-تو-تاک” تاخیری» در سمت ترانسیور 144 مگاهرتز می توان به این مقاصد رسید.

    .

    بخش تثبیت کننده ی جریان ثابت

    هنگامی که مگنترون شروع به کشیدن جریان می کند، هیچ چیز جلودار آن نیست و در صورت نبود نوعی از محدوکنندگی، جریان کشی به صورت رو به تزایدی ادامه پیدا خواهد کرد. تولیدکنندگان اجاق های مایکروویو برای پیش گیری از بروز این وضعیت، ترانسفورماتورهای قدرتی طراحی کرده اند که خودشان جریان را محدود می کنند و فقط ولتاژ و جریان مطلوب را تامین کنند. چون سطح جریانی که توسط این ترانسفورماتورها تامین می شود، در سطحی که آماتورها برای کار با مگنترون لازم دارند، نیست، چند تمهید اضافی برای کنترل جریان مگنترون مورد نیاز خواهد بود.

    چندین راه برای ساختن تثبیت کننده ها یا «رگولاتورهای جریان ثابتی» که بتوانند این وظیفه را به عهده بگیرند، وجود دارند، اما بیش تر آنها تحت بار با سطح جریانی که برای یک مگنترون اجاق لازم است، به سادگی قابل تنظیم نیستند. چون در اینجا ولتاژ بالا حضور دارد، نگارنده احساس کرد که برای این کار باید از لامپ خلاء استفاده شود.

    پس از مطالعه ی انواع مختلفی از لامپ هایی که می توانستند در دستگاه ما به عنوان تثبیت کننده ی جریان مورد استفاده قرار گیرند، نگارنده لامپ قدرت چهارقطبی (تترود) از نوع 4CX250B را انتخاب کرد. این لامپ یکی از خطی ترین منحنی های Eb/Ib را در میان لامپ های معمول در بازار دارد. با در نظر گرفتن بیشینه ی جریان 250 میلی آمپری به ازای هر لامپ، ما به چهار لامپ نیاز خواهیم داشت که به صورت موازی عمل کنند تا تثبیت جریان ثابت مطلوب برای مگنترون اجاق تامین شود.

    نقشه ی شماتیک تثبیت کننده ی جریان ثابت در تصویر زیر دیده می شود.

    .

    مدار تثبیت کننده ی جریان ثابت

    .

    در مدار بالا، آن پایانه ی مثبت منبع تغذیه که با نام «مگنترون HV» مشخص شده، از طریق مقاومت های محدودکننده ی 18 اهمی و یک عقربه ی جریان سنج با گام یک آمپر انحراف کامل عقربه، به آنود (پلیت) 4CX250B ها وصل شده است. وظیفه ی این آمپرمتر نمایش دایمی جریان کاتود مگنترون است. ولتاژ شبکه ی 4CX250B ها توسط یک منبع تغذیه ی تثبیت شده ی 100 میلی آمپری با ولتاژ خروجی 250 ولت تامین می شود. بایاس قابل تنظیم برای این لامپ ها توسط یک منبع تغذیه ی بایاس با ولتاژ خروجی تثبیت شده ی منفی 68 ولت تدارک دیده می شود.

    برای متوازن کردن تفاوت اندکی که میان مشخصات لامپ ها وجود دارد، تنظیم بایاس برای هر لامپ به طور جداگانه انجام خواهد شد. کاتود، شبکه ی پرده و شبکه ی کنترل هر لامپ توسط خازن های سرامیک 10 نانوفاراد با ولتاژ کار 500 ولتی «بای پس» می شوند. بای پس آنودها به طور مشترک توسط یک «خازن میان گذر» (Feed-Through) 1200 پیکوفارادی با ولتاژ کار 2500 ولت تامین می شود. جریان هر لامپ تثبیت کننده را می توان توسط مولتی متر مشاهده کرد و از این طریق آنها را به حالت توازن درآورد. جمع جریان کاتود رگولاتورها را هم می توان از روی این عقربه ها خواند. این نمایش مقداری را نشان می دهد که با مجموع جریان شبکه ی پرده ی لامپ 4CX250B متناظر خواهد بود.

    تصاویر زیر نماهای بالا و پشت رگولاتور جریان ثابت را نشان می دهند.

    .

    نماهای تثبیت کننده ی جریان ثابت-تصویر چپ نمای بالا . تصویر راست نما پشت

    .

    بخش منبع تغذیه ی ولتاژ بالای مگنترون

    ولتاژ آنود به کاتود در مگنترون های اجاق های مایکروویو معمولی در حدود 2/3 کیلوولت روی جریانی میان 300 تا 800 میلی آمپر است. مصرف جریان به توان خروجی مگنترون بستگی دارد. ولتاژ فیلامان این لامپ ها در بازه ی 3 تا 5 ولت قرار دارد و جریان مصرفی آن در محدوده ی 20 تا 40 آمپر قرار دارد. با این مقدارها، معلوم است که جریان لحظه ی راه اندازی در مگنترون اجاق مایکروویو بسیار بزرگ است، و به این علت باید نوعی محدودکننده ی جریان، هم برای تغذیه ی آنود و هم برای تغذیه ی فیلامان لامپ پیش بینی شود. علاوه بر این، باید یک سامانه ی حفاظتی برای مگنترون در برابر آسیب ناشی از گرمایش بیش از حد مجاز نیز تدارک دید. این سامانه می تواند گرمای مگنترون را با جریان آب یا دمیدن هوا دفع و آن را خنک کند.

    مگنترون اجاق های مایکروویو معمولی با یک منبع تغذیه ی مجهز به رگولاتور جریان، ترانسفورماتور ولتاژ بالا، و یک مدار یکسوساز تمام موج با ولتاژ خروجی فیلتر نشده تغذیه می شود. همچنین، باید دانست که این لامپ ها در حالت ضربانی (پالس مود) با ضریب وظیفه ی 50 درصد کار می کنند تا از بروز «پرش از روند عادی کاری» (که در بالا به آن اشاره شد) پیش گیری شود. در کاربرد آماتوری، لامپ باید با ضریب وظیفه ی صددرصد کارکند و تغذیه ی آن از یک منبع تغذیه که ولتاژ خروجی آن به خوبی صاف و فیلترشده باشد، تامین گردد، زیرا فرکانس مگنترون نسبت به تغییر در ولتاژ تغذیه اش حساس است. با در نظر داشت این موضوع که مگنترون در اجاق مایکروویو با ضریب 50درصد کار می کند، درمی یابیم که ترانس تغذیه ی اجاق به اندازه ی کافی برای ساخت فرستنده ی آماتوری ما توانمند نیست. ولتاژ فیلامانِ مگنترون از پیچشی بر روی ترانس ولتاژ بالا تامین می گردد. بنابراین، این ترانس می تواند بدون هیچ گونه تمهید حفاظتی در برابر اضافه ولتاژ برای فیلامان لامپ مورد استفاده قرار گیرد (در صورت استفاده از یک ترانس جداگانه، به کارگیری مدار حفاظت از اضافه ولتاژ ضرورت دارد). لازم است که با عایقکاری خیلی دقیق و قابل اعتماد پایانه های ولتاژ بالای این ترانس، که بیکارند، کاربر و مدار را از شوک کُشنده و اتصال کوتاه خطرناک محفوظ نگه داشت.

    نگارنده، منبع تغذیه ی ولتاژ بالای مگنترون را با استفاده از یک ترانس صفر وسط 7200 ولتی (ثانویه 3600×2 ولت) به انظمام یکسوساز تمام موجی که ولتاژ را به یک شبکه ی «فیلتر پی» می دهد، مطابق مدار زیر ساخت.

    .

    نقشه ی شماتیک منبع تغذیه ی ولتاژ بالای دستگاه همراه با رله های تاخیری و حفاظتی و ترموسوییچ ها

    .

    ولتاژ خروجی توسط یک «واریاک» 30 آمپری کنترل می شود. یک رله ی تاخیری در سمت اولیه ی ترانس مهلت کافی برای گرم شدن فیلامان، پیش از وصل شدن ولتاژ آنود را ایجاد می کند. کلید قطع و وصل ولتاژ بالا با یک ترموستات که روی مگنترون بسته شده و دمای آن را حس می کند، سری بسته شده است. این ترموستات همزمان فرمان جریان ماده ی خنک کننده (باد یا جریان آب خنک) را نیز بر عهده دارد. به این ترتیب، در صورت گذر دمای مگنترون از مرز پیش بینی شده، ارتباط ولتاژ بالا با مگنترون قطع می شود.

    برای تخلیه (دشارژ) خازن مدار فیلتر، یک مقاومت بزرگ به عنوان مصرف کننده (Bleeder Resistor) با خروجی تغذیه موازی بسته شده است. با خاموش کردن تغذیه ی ولتاژ بالا، بار باقی مانده در خازن مدار فیلتر در این مقاومت تلف خواهد شد. هنگام وصل ولتاژ بالا، این مقاومت از مدار خارج می شود تا از اتلاف انرژی در زمان فرستندگی پیش گیری شود. یک ولتمتر 5 کیلوولتی ولتاژ خروجی منبع تغذیه را نشان می دهد. «چراغ سیگنال» هایی برای نمایش وضعیت ولتاژ اصلی، وضعیت آماده باش (Standby)، و روشن بودن ولتاژ بالا تعبیه شده اند. منبع تغذیه ی ما در حدود یک صد کیلو وزن خواهد داشت. به این جهت آن را در پایین ترین جای محفظه ی فرستنده قرار می دهیم.

    .

    تست کردن فرستنده

    دستگاه های اندازه گیری زیر برای آزمایش چند و چون کارکرد فرستنده ی 13 سانتی متری ما مورد نیاز هستند:

    • یک فرکانس شمار با توانایی اندازه گیری فرکانس فرستنده در بازه ی یک مگاهرتزی.
    • یک توان سنج (Power Meter) همراه با یک تضعیف کننده برای سنجش توان خروجی فرستنده.
    • یک «کوپلر جهتی» (دایرکشنال کوپلر DC).
    • یک «اسپکتروم آنالایزر».

    همچنین لازم است که بتوانیم به نحوی بر طیف فرکانسی دستگاه نظارت کنیم تا مطمئن شویم که مگنترون در وضعیت «پرش از روند عادی کاری» قرار ندارد. گیرنده ای که فرکانس مورد نظر را پوشش دهد همراه با یک Panadapter با پهنای باند کمینه یک مگاهرتز می تواند جایگزین دستگاه اسپکتروم آنالایزر شود.

    .

    «آرایش آزاد رو» (Free-Running mode)

    نخستین تست ها روی این فرستنده ی 13 مگاهرتزی در آرایش آزاد رو انجام می گیرد که بدین معنی است که مکنترون روی یک منبع فرکانس ثابت قفل نشده باشد. یک بار مناسب به خروجی فرستنده وصل می شود و اسپکتروم آنالایزر به پایانه ی پیشروی «کوپلر دو سویه» وصل می شود (تصویر زیر را ببینید).

    .

    نمودار بلوکی چگونگی برپایی شرایط تست از فرستنده ی 13 سانتی متر

    .

    در صورت لزوم، یک تضعیف کننده برای جلوگیری از خسارت دیدن دستگاه اسپکتروم در مسیر قرار داده خواهد شد. فرکانس شمار هم باید به شیوه ی معمول خود وصل شود.

    هنگام روشن بودن تغذیه ی فرستنده، ولتاژ و جریان کاتود مگنترون، همزمان با تنظیم مقادیر تعیین شده، وضعیت خروجی فرستنده بر روی پرده ی اسپکتروم نظارت می شود. در این حال باید یک خط منفرد روی پرده پدیدار شود. اگر نشد، جریان کاتود بار دیگر آن قدر تغییر داده می شود تا آن خط منفرد روی پرده ی اسپکتروم نقش ببندد. این خط باید مانند تصویر (الف) باشد. سپس، باید ولتاژ فیلامان مگنترون خاموش گردد. در این حال، خط پیش گفته باید به سان تصویر (ب) تغییر شکل دهد. جریان کاتود مگنترون  روی کمترین مقدارها  و توان خروجی تنظیم می شود. در برخی از مقادیر کمِ جریان کاتود، مگنترون از کار خواهد افتاد. لازم است که این مقادیر فرکانس و جریان کاتود برای مراجعات بعدی به عنوان سابقه ثبت و نگه داری شوند.

    .

    مشخصه های «فشردگی» مگنترون (Pushing Characteristics)

    مختصراً بگوییم که فرکانس خروجی هر مگنترون بر اثر پدیده ای که آن را فشردن (پوشینگ) نامیده اند، افزایش می یابد، به این ترتیب که فرکانس خروجی به صورت لحظه ای تابعی از جریان گذرنده از آنود و کاتود مگنترون می باشد. منحنی های فشردگی (Pushing Curves) مگنترون ها معمولاً به صورت ترسیم رابطه ی فرکانس بر حسب جریان و گاهی فرکانس بر حسب ولتاژ از طرف سازندگان ارایه می گردند.

    با وصل مجدد ولتاژ فیلامان، و جریان کاتود مگنترون که برای کار در توان کامل خروجی تنطیم شده باشد، فرکانس اندازه گیری می شود. مقدار اندازه گیری شده، بیشینه ی فرکانس مگنترون خواهد بود. با کاسته شدن از جریان کاتود مگنترون، فرکانس و توان خروجی آن  نیز رو به کاهش می پذیرد. این مقادیر ضبط شده و روی یک نمودار جریان کاتود بر حسب فرکانس، مانند تصویر زیر، ترسیم می شود.

    .

    مشخصه ی فشردگی فرکانس یک نوع مگنترون اجاق مایکروویو

    .

    این منحنی، مشخصه های فشردگی مگنترون را نمایش می دهد. از این نمودار فرکانسی که فرستنده ی 13 سانتی متری ما روی آن کار خواهد کرد، تعیین می گردد و جریان کاتود مگنترون بر روی آن تنظیم خواهد شد.

    .

    مشخصه های «کششی» مگنترون (pulling Characteristics)

    خروجی از تقویت کننده ی قدرت 10 واتی به پایانه ی «فرستنده» ی رله ی تبدیل فرستنده/گیرنده در عرشه ی RF متصل می شود. پایانه ی فرستنده ی ترانسورتر 13 سانتی متر از طریق یک تضعیف کننده ی مناسب وبا تضعیف کنندگیِ قابل تنظیم به ورودی تقویت کننده ی قدرت 10 وات وصل می شود. تضعیف کننده برای خروجی 10 واتیِ تقویت کننده تنظیم شده است. فرستنده ی 13 سانتی متر روی فرکانس از پیش تعیین شده به حالت فرستندگی درآورده می شود، و جریان کاتود مگنترون آن قدر بالا و پایین برده می شود تا مگنترون در حالت قفل شدگی واقع شود. مقادیر توان خروجی تقویت کننده و جریان کاتود یادداشت می شوند.

    گام های گفته شده در بالا برای توان های خروجی کوچک تر و کوچک تر تکرار می شود، و گراف دیگری که شبیه منحنی داده شده در تصویر زیر است، از به هم پیوستن نقاط متناظر بر مقادیر «جریان کاتود» بر حسب «توان قفل کنندگی» یادداشت شده، شکل می گیرد.

    .

    مشخصه ی کشش فرکانسی یک نوع مگنترون اجاق مایکروویو

    .

    این منحنی نشان دهنده ی «مشخصه های کششی» مگنترون است. با استفاده از گراف «مشخصه های فشردگی»، گراف «مشخصه های کششی»، و ثبت سطوح توان، توان قفل کنندگی تزریقی لازم به مگنترون برای کارکرد روی سطح توان خروجی و فرکانس دلخواه تعیین می گردد. تصویر زیر منحنی نمایش بازه ی قفل شدگی فرکانس نسبت به توان قفل کنندگی است.

    .

    بازه ی فرکانس برای عملکرد مگنترون درحالت قفل شدگی

    .

    جمع بندی و نتیجه گیری

    نگارنده امیدوار است پیشنهادهایش برای استفاده از یک مگنترون ارزان قیمت با منشاء اجاق مایکروویو مورد توجه رادیوآماتورهایی که مایلند در باند فرکانس 13 سانتی متر در پروژه های EME کار کنند، قرار گیرد و توجه های بیش تری را به استفاده از این باند فرکانسی به خود جلب کند.

    روشن است که این نگاشته، یک دستورالعمل ساده برای ساختن چیزی نیست و یافتن برخی از اجزا و قطعات سامانه ی معرفی شده در اینجا ممکن است بسیار دشوار باشد، اما تصور نگارنده بر این است که اطلاعات ارایه شده در این مقاله، ایده های نوینی به تجربه گران و سازندگانِ مصمم می دهد و به آنان نکات ارزشمندی را در خصوص ساختن یک فرستنده ی پرقدرت در باند 13 سانتی متر ارایه می دهد.

    .

    نگارنده: چاک سوئدبلوم، با کالساین آماتوری WA6EXV

    من از دوستانی مانند اد نیسواندر، سرمهندس مرکز تسلیحات نیروی دریایی در چاینالِیک کالیفرنیا برای پیشنهادهایش که به من برای شروع این پروژه کمک کرد؛ از دیک کولبی، K6H1J، برای کمک در طراحی رگولاتور جریان ثابت؛ و از دخترم برای ویراستاری این متن؛ و از همسرم برای پشتیبانی بی وقفه اش سپاس گزاری می کنم.

    .

    .

    .

    .

    .

    .

    .

    .

    مطالب مرتبط:

    چگونه توان خروجی (واتاژ) یک اجاق مایکروفر را برآورد کنیم؟

    آشنایی با ساز و کار درونی یک لامپ مگنترون با کاتود فعال شده با «توریوم»

    .
    .
    برای مطالعه ی بیش تر:

    .

    .

    www. etesalkootah.ir ||   2016-09–02 © 

    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.

  • ساخت یک تحلیل گر آنتن باند HF

    ساخت یک تحلیل گر آنتن باند HF

    در این طرح برای تولید سیگنال RF  از ماژول DDS AD 9850 و برای کنترل بورد DDS از بورد «آردینو نانو» و همچنین برای ایجاد گرافیک لازم و نمایش نتایج از کامپیوتر و نرم افزار «ویژوال بیسیک» استفاده شده است.

    این مدار قادر است با اتصال آنتن به آن SWR  آنتن را در هر بازه ی فرکانسی در HF به صورت منحنی نمایش دهد که برای ساخت و تست آنتن ها ابزار مفیدی به شمار می رود

    نمایش عملی کارکرد دستگاه تحلیل گر آنتن در ارتباط با یک تبلت

    .

    .

    این مدار بر اساس طرح رادیوآماتوری با «علامت خطاب» یا “کالساین” K6BEZ  می باشد که توسط نگارنده جهت بهینه کردن و جایگزین کردن قطعات آن با افزاره های موجود در ایران، تغییراتی در آن داده شده است.

    در این طرح برای تولید سیگنال RF  از ماژول DDS AD 9850 و برای کنترل برد DDS از بورد «آردینو نانو» و همچنین برای ایجاد گرافیک لازم و نمایش نتایج از کامپیوتر و نرم افزار «ویژوال بیسیک» استفاده شده است.

    این مدار قادر است با اتصال آنتن به آن SWR  آنتن را در باند HF و در هر بازه ی فرکانسی در HF به صورت منحنی نمایش دهد که برای ساخت و تست آنتن ها ابزار مفیدی است.

    من این مدار را ساخته ام و به خوبی کار می کند. اما به یاد داشته باشید که مسوولیت هر گونه آسیب به دستگاه های رادیویی و کامپیوتر شما در نتیجه ی کار با این مدار فقط  بر عهده ی خودتان است!

    .

    نمایش عملی کارکرد دستگاه تحلیل گر آنتن در ارتباط با یک تبلت

    و

    اساس کار

    همان طور که در شکل زیر دیده می شود. محدوه ی فرکانس تست آنتن توسط کامپیوتر انتخاب می گردد و از طریق پورت USB به ریزپردازنده (میکروپروسسور) یا همان بورد «آردینو» داده می شود. بورد آردینو با هر بار گرفتن فرکانس از کامپیوتر، داده ی لازم را به بورد مولد سیگنال  RF یا همان  DDS می دهد. فرکانس تولید شده به یک پلِ SWR داده می شود که شامل سه مقاومت 50 اهمی است. آنتن نیز یکی از شاخه های این پل می باشد.

    توسط دو عدد دیود ژرمانیومی توان رفت و برگشت به ولتاژ DC تبدیل می گردد. این ولتاژ مستقیم توسط دو آی.سی. از نوع «تقویت کننده ی عملیاتی» تقویت می گردد. دو ولتاژ حاصل به ورودی های آنالوگ ریزپردازنده داده می شود. ریزپردازنده این دو ولتاژ آنالوگ را به داده ی دیجیتالی تبدیل می کند و از طریق درگاه USB به کامپیوتر می دهد. کامپیوتر با محاسبه مقدارهای ولتاژ رفت و ولتاژ برگشت مقدار SWR را در هر فرکانس محاسبه می کند و نتیجه را به صورت منحنی نمایش می دهد.

    .

     نمودار بلوکی تحلیل گر آنتن برای باند HF

    .

    ساختمان یک «پل VSWR» در تصویر زیر دیده می شود.

    .

    مدار ساده شده ی پل اندازه گیری امپدانس و مدار یکسوساز آن

    .

    تغییرات داده شده نسبت به طرح اصلی

     در این طرح تغییراتی به شرح زیر داده شده است:

    • استفاده از بورد « آردینو نانو» بجای بورد « آردینو میکرو». قیمت بورد آردینو نانو کمتر از نصف بورد میکرو است و در بازار ایران فراوان تر است وجایگزین کردن آنها با هم هیچ تغییری در کارایی این مدار ایجاد نمی کند.
    • استفاده از یک طبقه تقویت کننده  RF شامل یک ترانزیستور، زیرا خروجی بورد  DDS AD9850 در حد 40 میلی ولت است و چون امپدانس خروجی آن 200 اهم است در زمان اتصال به پل SWR دامنه آن به شدت کاهش می یابد. این امر سبب می شود که اندازه گیری با خطای زیادی انجام گیرد. برخی از کاربران با تغییر در بایاس 9850 خروجی آن را افزایش داده اند که باعث گرم شدن تراشه AD9850 می گردد و عمر آن را کم می کند و توصیه نمی شود. در عوض، بهره گیری از یک طبقه تقویت کننده ی ترانزیستوری  دامنه کافی را برای اندازه گیری صحیح ایجاد می کند.
    • تغییر دیگر تغییر در نرم افزار آردینو جهت تغییر خروجی آردینو نانو متناسب با بورد های DDS  موجود در بازار ایران بوده است.
    • استفاده از دیود یکسوساز ژرمانیومی 1N60 به جای 1N34 که کمتر یافت می شود.
    • تغییر آخر که می توان آن را نادیده گرفت این است که جهت کالیبره کردن و بالا بردن دقت اندازه گیری، به جای دو مقاومت ثابت 100 کیلواهمی، دو پتانسیومتر به کار گرفته شده است که البته می توان از این جایگزینی چشم پوشی کرد و اندازه گیری ها را با “دقتی معمولی” انجام داد. لازم به یادآوری است، در صورتی که بخواهید از مقاومت متغیر استفاده کنید، لازم است یک «SWR-متر» خوب در اختیار داشته باشید تا بتوانید این مدار را به کمک آن کالیبره کنید. اگر این وسیله را در دسترس ندارید، از مقاومت ثابت استفاده کنید .

    .

    نقشه مدار و شرح عملکرد آن

    مدار کامل دستگاه در تصویر زیر دیده می شود.

    .

    مدار کامل دستگاه تحلیل گر آنتن برای باند HF

    .

    • دو تقویت کننده ی عملیاتی در این مدار در داخل یک آی.سی. قرار دارند که بهتر است از نوع Rail to Rail انتخاب شوند. پیشنهاد می شود که یکی از انواع AD8572 یا MCP6002 مورد استفاده قرار گیرد. البته LM358 که از نوع Rail to Rail نیست نیز قابل استفاده است. ترتیب پایانه های هر سه  آی.سی. یکسان هستند.
    • برای ساخت هر یک از مقاومت های 50 اهمی می توان دو مقاومت 100 اهمی را موازی بست.
    • دیود ها بایداز نوع ژرمانیومی و با ولتاژ پیشرو (Forward) کم باشند. در این مدار مهم است که در هر دو دیود مقدار این ولتاژ پیشرو یکسان باشد. بهتر است چند دیود، با استفاده از امکان «تست دیود» در یک مولتی متر، تست شوند و دو دیود مشابه هم  برگزیده شوند که ولتاژ شکست کم ولی تا حد ممکن یکسانی داشته باشند. برای این دیودها می توان از دیود 1N34 نیز استفاده کرد.
    • دو نقطه اتصال به آنتن را می توان به یک کانکتور BNC یا M-type وصل کرد.
    • کلیه ولتاژ ها از پین 5V  بورد آردینو گرفته می شوند که آن نیز به نوبه ی خود از درگاه  USB کامپیوتر تامین می گردد. نقطه 5V  را به منبع تغذیه وصل نکنید! دقت کنید که بین 5 ولت و زمین (گراند) اتصالی پیش نیاید که در این صورت ممکن است یک دیود شاتکی در بورد آردینو بسوزد و یا به درگاه USB کامپیوتر آسیب وارد کند. لازم به ذکر است که از بورد آردینو می توان حداکثر نیم آمپر جریان گرفت و این بسیار بیش تر از 100 میلی آمپر مصرف این مدار است.
    • اتصالات بین بورد DDS و تقویت کننده ی  ترانزیستوری و پل مقاومتی باید تا جای ممکن کوتاه باشند. با وجود این که بعد از کاتود دیودها ولتاژ مستقیم خواهیم داشت، اما بهتر است برای جلوگیری از ایجاد خطا در اثر نویز، سایر اتصالات نیز کوتاه باشند.
    • در ایران دو نوع بورد DDS AD9850 وجود دارد که پتانسومتر یک مدل به صورت «نصب سطحی» (SMD) و پتانسیومتر نوع دیگر به صورت DIP و به رنگ آبی است. مداری که در این مقاله معرفی شده است با هر دو نوع بورد کار می کند.
    • بورد را فقط به آنتن وصل کنید و از متصل کردن آن با دستگاه های فرستنده یا گیرنده خودداری کنید.

    .

    مراحل ساخت و نیازمندی ها

    ابتدا سخت افزار دستگاه را بسازید .سپس بورد آردینو نانو را با نرم افزاری که برای  Sweeper برد آردینو نانو بهینه کرده ام پروگرام کنید . بعد نرم افزار را روی کامپیوتر نصب کنید .دو نرم افزار sweeper وجود دارد که یکی نیاز به نصب دارد و دیگری بدون نصب اجرا می شود که هر دو از نشانی های داده شده در انتهای این مقاله دریافت می شوند.

    برای شروع کار، بورد آردینو را با کابل USB به کامپیوتر وصل کنید. آنتن را به کانکتور BNC یا خروجی بورد متصل کنید. برنامه Sweeper را روی کامپیوتر اجرا کنید. کلید rescan را بزنید تا درگاه، بورد آردینو را پیدا کند. درگاه را انتخاب کنید. سپس باند یا بازه ی فرکانسی را انتخاب کنید و بعد کلید sweep را کلیک کنید تا منحنی رسم شود.

    .نمونه ای از منحنی رسم شده و نتیجه ی ارایه شده توسط نرم افزار دستگاه تحلیل گر آنتن

    .

    من نرم افزار sweeper را با موفقیت روی «ویندوز 10» اجرا کردم ولی از چند و چون کارکرد آن روی سایر ویندوزها اطلاعی ندارم.

    به تجربه مشاهده کرده ام که گاهی برای گرفتن منحنی مناسب باید چند بار با فاصله زمانی چند ثانیه ای sweep را کلیک کرد و نگه داشت.

    در صورتی که کابل بین آنتن و آنالایزر طولانی بوده و افت کابل زیاد باشد، منحنی به مقدار “یک” برای SWR نزدیک می شود و یا در موقعیت هایی مانند شکل زیر، منحنی یک آنتن از نوع «لانگ وایر» با یک کابل طولانی و با افت زیاد در انتهای باند HF، به عدد یک نزدیک می شود که البته این اندازه گیری درست نیست و بهتر است آنتن را با کابل کوتاه تست کرد.

    .

    خطای اندازه گیری ناشی از تاثیر کابل طولانی آنتن در دستگاه تحلیل گر آنتن

    .

    لازم به ذکر است که تمام منحنی های بالا با مداری که نگارنده شخصاً ساخته است، بدست آمده اند.

    .

    نرم افزارهای لازم

    نرم افزارهای این طرح را می توان از نشانی های زیر دریافت کرد:

    .

    دریافت
    حجم: 1.89 کیلوبایت

    DDS-Sweeper

    دریافت
    حجم: 161 کیلوبایت

    DDS Sweeper Setup

    دریافت

    حجم: 53.5 کیلوبایت

    Sweeper – EP4HR.

    .

    بـازه ی فرکانسی و دقت دستگاه

    محدوده ی فرکانس کار دستگاه به نوع DDS بستگی دارد که با AD9850 تا 40 مگاهرتز است.

    دقت دستگاه را نگارنده شخصاً با SWR-متر ساخت شرکت معروف MFJ و همچنین SX200 ساخت Diamond  با کسب نتیجه ی عالی مقایسه کرده است. به طور کلّی باید به یاد داشت که چون دقت این دستگاه به «پل مقاومتی» به کار رفته در آن بستگی دارد، با انتخاب سه مقاومت دقیق 50 اهم می توان به دقت کافی دست پیدا کرد.

    .

    هزینه پروژه

    برآورد من از هزینه ی ساخت این دستگاه به شرح زیر است. تمام ارقام ارایه شده تقریبی هستند:

     

    • بورد «آردینو نانو»                                                  250 هزار ریال
    • بورد «آردینو دی.دی.اس.»                                       500 هزار ریال
    • افزاره های الکترونیک، فیبرمدارچاپی و جعبه                 150 هزار ریال

    جمع  هزینه:                                                                       900 هزار ریال

    .

    .

    مطالب مرتبط:

    ساخت یک دستگاه آنالایزر آنتن

    ساخت یک مدار فرکانس شمار

    .

    .

    آخرین تغییرات:

    .

    .

    .

    .

    در باره ی نویسنده:

    .

    حمیدرضا رحیمی دارنده ی مدرک کارشناسی ارشد مخابرات از دانشگاه شیراز است. او به مدت 25 سال در سمت های کارشناس و مدیر تحقیق و توسعه شرکت مخابرات راه دور  فعال بوده و برنده جایزه خوارزمی در ابتکار است.

    حمیدرضا رحیمی از سال 1375 با «کالساین EP4HR» در ایران به فعالیت رادیوآماتوری می پردازد.

    حمیدرضا رحیمی EP4HR

    امکان تماس با نویسنده:

    خوانندگان گرامی برای فرستادن پرسش ها  و نقطه نظرات خود به نگارنده می توانند از نشانی رایانامه ی ep4hr@yahoo.com  استفاده کنند و یا با ایشان در گروه های رادیوآماتوری در «تلگرام» تماس بگیرند.

     لوگوی گروه تلگرامی جامعه رادیوآماتوری

    لوگوی گروه تلگرامی الکترونیک مخابرات

    .

    .

    www. etesalkootah.ir ||   2016-08–26 © 

    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.

  • بُرد یک دستگاه رادار چه قدر است؟

    بُرد یک دستگاه رادار چه قدر است؟

    واژه ی «رادار» کوتاه شده ی یک عبارت انگلیسی به معنی «آشکارسازی و فاصله سنجیِ رادیوییِ هواپیما» است. این وسیله امکان موقعیت یابیِ هواپیماها، کشتی ها و همچنین جبهه های ابر را به کمک یک آنتن جهت دارِ چرخان میسّر می سازد. اما چه عواملی بر میزان بُرد یک رادار موثرند و چگونه می توان بُرد یک رادار را به صورت محاسباتی به دست آورد؟ برد یک دستگاه رادار چه قدر است

    .

    .

    هر گاه در این مقاله از «رادار[1]» سخن به میان می آید، منظور ما آن تجهیزی است که به نام «رادار اوّلیه[2]» شناخته شده است. پدیده ای که در این رادارها مورد استفاده قرار می گیرد، «بازتاب امواج الکترومغناتیسی[3]» از اجسام رسانا است. (در مقابل آن، در «رادارهای ثانویه[4]»، تجهیزهایی که به آنها «ترانسپوندر[5]» می گویند به کار گرفته شده، و سیگنال های بازتاب یافته و دریافت شده توسط رادار اولیه به وسیله ی آنها رمزگشایی[6] شده و سپس سیگنال شناساییِ هواپیمایی که ترانسپوندر در داخل آن قرار دارد، توسط آن منتشر می شود.)

    واژه ی رادار کوتاه شده ی یک عبارت انگلیسی به معنی «آشکارسازی و فاصله سنجیِ رادیوییِ هواپیما» است. این وسیله امکان موقعیت یابیِ هواپیماها، کشتی ها و همچنین جبهه های ابر را به کمک یک آنتنِ جهت دارِ چرخان میسّر می سازد. میان موقعیت شعاع نورانی بر پرده ی نمایش رادار و موقعیت لحظه ای آنتن رادار همزمانی[7] دقیق وجود دارد، به نحوی که دید 360 درجه ای آسمان را برای کاربر رادار ممکن می سازد. در برخی موارد چرخش آنتن 360 درجه ی کامل نیست و فقط کمانی از دایره را به صورت رفت و برگشت پوشش می دهد که در اینجا عملکرد شعاع نورانی روی پرده ی تصویر کاربر، مانند حرکت برف پاک کن خودرو است و زاویه ی حرکت آن بر کمان دایره ای که آنتن در محدوده ی آن پس و پیش می رود، متناظر می باشد. سینکرونیزاسیون دستگاه های رادار روزآمد کاملاً الکترونیکی است.

    در رادارها انتشار امواج الکترومغناتیسی در فرکانس های بالا صورت می پذیرد. اغلب فرکانس های مورد استفاده در رادار ویژگی های «شبه نوری[8]» دارند و در خط مستقیم منتشر می شوند، اما خم شدن این امواج در جوّ می تواند بُرد آنها را تا میزان 15% نسبت به دید اپتیکیِ عملی (حاصل از انحنای زمین) افزایش دهد. با تقریب زیاد داریم:

    .

    فرمول محاسبه ی برد رادار

    .

    که در آن آنتنh ارتفاع آنتن رادار و هدفh ارتفاع هدف نسبت به زمین بر حسب متر هستند.

    .

    فرم ظاهری آنتن های رادار و فرمول های محاسبه ی بهره ی آنها

    .

    در تصویر بالا دو شکل سودمند برای آنتن رادار دیده می شوند. آنتن بالا یک بشقاب سهموی کامل و آنتن پایین برشی از یک بشقاب سهموی است. عوامل تعیین کننده در «بهره ی آنتن[9]» عبارتند از مقدار سطح بازتاب دهنده ی آن و طول موج فرکانس کار. البته این امر با فرضِ قرار داشتن المان منتشرکننده ی انرژی فرکانس بالا با دقت زیاد در کانون سهمی آنتن معتبر است.

    بُرد یک رادار اولیه در محدوده ی دید اپتیکی را می توان به کمک فرمول های داده شده در تصویر بالا برای بهره ی آنتن، همراه با «فرمول رادار[10]» در تصویر زیر، با دقت و تقریب خوبی محاسبه کرد.

    .

    فرمول رادار

    .

    در تصویر بالا «فرمول رادار» آورده شده است که اجازه ی محاسبه ی بیشینه ی بُرد قابل حصول یا Rmax را با داشتن توان فرستندگی Ps، بهره ی آنتن G، ضریب بازتاب موثر seff، طول موج l و کمینه ی توان ورودی گیرنده PEmin می دهد. در اینجا Rmax بایدکوچک تر از مقدار سرعت نور Co (300هزار کیلومتر بر ساعت) و فرکانس پالس رادار fp باشد تا از بروز «بازتابش های دوگانه[11]» اجتناب شود.

    در این محاسبات ابتدا فرض می شود که هیچ تلفاتی ظهور پیدا نمی کند. اما این فرض همیشه قابل قبول نیست، زیرا امواج الکترومغناتیسی، بسته به فرکانس شان و وضعیت جوّی متناسباً دچار تضعیف می شوند. در این کاربرد، طول موج های معینی وجود دارند که در آنها جذب[12] از طریق خطوط طیفیِ آتمسفر[13] به ویژه زیاد است.

    برای طول موج 5 میلی متر تضعیف جوی در حضور اکسیژن با چگالی یک گرم بر مترمکعب، در مجموع 14 دسی بل بر کیلومتر است، اما همین رقم برای طول موج های 13 میلی متر برابر فقط 0/03 دسی بل بر کیلومتر است.

    در طول موج های کوتاه بارندگی نیز نقش غیرقابل اغماضی بازی می کند: با بارانی به شدت 15 میلی متر در ساعت و فرکانسی برابر 10 گیگاهرتز (معادل طول موج 3 سانتی متر) 0/32 دسی بل دیگر هم در هر کیلومتر به تلفات افزوده خواهد شد.

    بر اساس جدول زیر، انتخاب یک فرکانس بهینه متضمن در نظر گرفتن عواملی چون متوسط وضعیت بارندگی، اندازه ی قابل اجرا برای آنتن، بُرد مورد نیاز، و همچنین در مرحله ی بعدی، در دسترس بودن المان های ساختمانی رادار می باشد. می توان به سادگی تصور کرد که برای کشف هدف های نستباً کوچک، برتری منطقی با رادارهایی است که طول موج کوتاه تری داشته باشند زیرا در برخورد با یک سطح راداری کوچک، هر چه نسبت بین اندازه ی هدف و طول موج بزرگ تر باشد، انرژی بازتاب یافته ی بیش تری به گیرنده خواهد رسید.

    .

    باند فرکانس های کاری و طول موج رادارها و کاربرد هر یک

    .

    فاصله ی یک هدف تا محل استقرار رادار از محاسبه ی مدت زمان بازتاب سیگنال به دست می آید. نظر به این که فرستنده ی رادار دایم پالس های کوتاهی با فرکانس تکرار fp می فرستد، باید توجه داشت که فاصله ی این پالس ها در هر صورت طولانی تر از بیشینه ی پیش بینی شده برای زمان سفر سیگنال به سوی هدف و بازگشت از آن به رادار باشد.

    پهنای پالس های ارسالی باید تا حد ممکن باریک باشد تا درجه تفکیک[14] بالاتری روی پرده ی نمایش رادار به دست آید. قاعده ی تقریبی در اینجا می گوید: قدرت تفکیک به ازای هر میکروثانیه پهنای پالس، در جهت شعاعی[15] 150 متر خواهد بود. در بیش تر موارد «قدرت تفکیک زاویه ای[16]» بدتر از قدرت تفکیک شعاعی است و حاصل فرکانس تکرار fp و سرعت چرخش آنتن و البته «زاویه ی دهانه[17]»ی آنتن می باشد.

    معمولاً این طور نیست که روی پرده ی نمایش رادار فقط به عنوان مثال هواپیماهایی دیده شوند که کاربر مایل به آشکارسازی موقعیت آنها است، بلکه همه ی اشیا و اجسام بازتاب دهنده ی روی زمین هم مشاهده می شوند. برای این که ناظر با این همه نقاط روشن بر روی صفحه دچار اشتباه نشود، در بخش «امنیت پرواز» فرآیندی به نام «نمایش هدف متحرک[18]» یا به اختصار MTI مورد استفاده قرار می گیرد. در اینجا در گیرنده دو پالس متوالی از لحاظ وضعیت فاز با هم مقایسه می شوند و آن اجسامی که در آنها هیچ تغییر فازی بروز نکرده باشد، حذف می شوند. از این راه، تنها اشیایی مرئی باقی می مانند که نسبت به آنتن رادار حرکت شعاعی داشته باشند.

    هواپیماهایی که در اطراف آنتن رادار با فاصله ی ثابتی در پرواز هستند، توسط دستگاه های MTI ندیده گرفته می شوند. برای چیره شدن بر این کاستی، در رادارهای روزآمد فرآیندهایی پیش بینی شده اند که به کمک مدارهای محاسب و با دیجیتالیزه کردن تصویر، هدف های متحرک آشکارسازی شده و نمایش داده می شوند.

    .

    .

    منبع:

    مجله Funkschau

    .

    .

    مطالب مرتبط:

    – پنهان‌کاران متخاصم در دام چشم «بینا»ی ایرانی و «نذیر» بی‌نظیر

    – تله موبیل اسکوپ: نخستین رادار تاریخ

    – دومین رادار «قـدیـر»: چشمان 1100 کیلومتری نیروهای مسلح ایران در جنوب کشور

    .

    .

    پانویس ها:


    [1] Radio Aircraft Detecting And Ranging

    [2] Primary Radar

    [3] Electromagnetic Wave Reflection

    [4] Secondary Radar

    [5] Transponder

    [6] Decoding

    [7] Synchronisation

    [8] Quasioptic

    [9] Antenna Gain

    [10] Radar Formula

    [11] Double Echos

    [12] Absorbtion

    [13] Spectral Lines

    [14] Resolution

    [15] Radial

    [16] Angular Resolution

    [17] Opening Angle

    [18] Moving Target Indication = MTI

    .

    .

    www. etesalkootah.ir ||   2016-07–27 © 

    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.

    .

  • به مناسبت دهم ژوئیه 2016، یک صد و شصتمین زادروز « نیکولا تسلا»

    به مناسبت دهم ژوئیه 2016، یک صد و شصتمین زادروز « نیکولا تسلا»

    این روزها 160-مین زادروز «نیکولا تسلا» است. او یکی از مظلوم‌ترین دانشمندان در تاریخ علم است. خواه او را نابغه بخوانید، یا یک دیوانه‌ی تمام عیار، نمی‌توانید منکر ذهن خلاق و تخیل‌گرای بی‌نظیر وی باشید. تسلا هزاران ایده‌ی مختلف را در زمان خود مطرح کرد، که بسیاری از آن‌ها غیرعملی یا بسیار خطرناک بودند. شناختن و شناساندن دانشمندانی مانند نیکولا تسلا شاید ادای دینی است در مقابل کارهایی که برای ساختن دنیای امروز ما انجام داده‌اند نیکولا تسلا

    .

    .    

    اگر نمی‌توانید زندگی بدون تلویزیون را تصور کنید، باید از نیکولا تسلا سپاس گزار باشید! او همچنین بنیان‌گذار فن‌آوری‌هایی است که به اختراع  ریموت کنترل، لامپ‌های فلورسنت و نئون، انتقال بی‌سیم اطلاعات، کامپیوتر، تلفن‌ همراه هوشمند، لیزر، اشعه ایکس، علم رباتیک و… منجر شد و مهمتر از همه، جریان برق متناوبی که در منزل خود استفاده‌ می‌کنیم در نتیجه تلاش او به دست آمده است!

    نیکولا تسلا در دهم جولای ۱۸۵۶ در یک خانواده صرب در شهر «اسمیلیان» در  «کرواسی» امروز و امپراطوری اتریش آن زمان چشم به جهان گشود. او چهارمین فرزند یک خانواده هفت نفره بود. پدرش کشیش ارتودوکس بود. نیکولا تحصیلات ابتدایی را در شهر محل تولدش آغاز کرد و در مدرسه حساب، زبان آلمانی و علوم مذهبی را فراگرفت. سال ۱۸۷۰ نیکولا تسلا برای گذراندن دوره دبیرستان به شهر «کارلوویچ» در کرواسی امروزی رفت. در این دبیرستان نبوغ نیکولا تسلا در فیزیک و ریاضیات شکوفا شد. در ریاضیات نیکولا تسلا به حدی مهارت داشت که قادر بود انتگرال را در ذهن خود به راحتی محاسبه کند موضوعی که باعث شده بود معلمان تصور کنند که او تقلب می‌کند.

    نیکولا تسلا دوره چهار ساله‌ی دبیرستان را در مدت سه سال با موفقیت به پایان رساند و در سال ۱۸۷۳ فارغ التحصیل شد. بعد از پایان دوره دبیرستان به زادگاهش بازگشت، کمی بعد دچار مسمومیت با گاز کلر شد و ماه‌ها در بستر بیماری بود و حتی چندین بار نزدیک بود جان اش را از دست بدهد. زمانی که نیکولا تسلا بیمار بود پدرش برای حفظ روحیه و به دست آوردن سلامتی به وی قول داد بعد از بهبودی او را به بهترین دانشگاه مهندسی بفرستد تا نیکولا به تحصیل در رشته مهندسی بپردازد. سال ۱۸۷۴ وضعیت جسمی نیکولا تسلا بهتر شد و به سربازی احضار شد، اما از رفتن به سربازی طفره رفت و به کوهستان‌های اطراف فرار کرد و برای مدتی در طبیعت به تنهایی زندگی می‌کرد. بعدها نیکولا تسلا درباره این دوره گفته بود زندگی در طبیعت و تنهایی کمک بسیاری به وی برای افزایش قدرت فیزیکی و ذهنی کرده است.

    سال ۱۸۷۵ نیکولا تسلا به سربازی رفت و توانست بورسیه تحصیلی دریافت کند و وارد دانشگاه پلی تکنیک در شهر «گراتس» شود. سال اول تحصیل نیکولا حتی یک کلاس را از دست نداد و بالاترین نمرات ممکن را کسب کرد. تسلا در آن دوران به شدت به تحقیق و تحصیل می‌پرداخت. تقریبا هر روز از ساعت ۳ صبح تا ۱۱ شب مشغول مطالعه و پژوهش بود. سال دوم تحصیل نیکولا تسلا دچار درگیری و اختلاف نظر با یکی از اساتیدش شد و همین موضوع باعث شد تا بورسیه تحصیلی خود را از دست بدهد. در این دوران وی دیگر به تحصیل اهمیت نمی‌داد و به قمار معتاد شده بود. در سال سوم تحصیل، نیکولا تسلا حتی برای امتحانات دانشگاه نیز خود را آماده نکرد و حتی نتوانست نمره قبولی در بسیاری از درس‌ها بگیرد. نیکولا تسلا نتوانست از دانشگاه فارغ التحصیل شود و دانشگاه پلی تکنیک را ترک کرد. برای این که خانواده تسلا از این موضوع مطلع نشوند، نیکولا تقریبا با خانواده‌اش قطع رابطه کرد. کسی از او خبر دقیقی نداشت. حتی بسیاری از دوستانش تصور می‌کردند که وی در رودخانه غرق شده است.

    نیکولا تسلا به شهر «ماریبور» در «اسلووانی» رفت و به عنوان نقشه کش مشغول به کار شد. زمان‌های آزاد بعد از کار خود را به کارت بازی با افراد محلی در خیابان‌های شهر می‌گذراند. بعد از یک سال پدر تسلا متوجه حضور نیکولا در این شهر شد و به آنجا رفت و از وی خواهش کرد به خانه باز گردد. بعد از بازگشت در یک مدرسه شروع به تدریس به کودکان کرد. پدر نیکولا در سال ۱۸۷۹ فوت کرد. بعد از فوت پدر نیکولا، دو عموی وی کمی پول جمع کردند تا نیکولا را از چک خارج کنند و برای تحصیل به دانشگاه «چارلز فردیناند» در شهر «پراگ» بفرستند. نیکولا در این دانشگاه نیز نتوانست تحصیلات خود را به پایان برساند. سال ۱۸۸۱ نیکولا تسلا به شهر «بوداپست» رفت تا در آنجا در یک شرکت تلفن و تلگراف مشغول به کار شود. در کار جدید نبوغ مهندسی نیکولا تسلا مجددا شکوفا شد و توانست بهبودهای بسیاری در خصوص ساز و کار و مکانیزم‌های جریان الکتریسیته برای برقراری تماس‌ تلفنی و تلگرافی ایجاد کند که این موضوع باعث شد تا به فرد اول فنی شرکت در خصوص مهندسی برق مخابرات ارتقا یابد.

    نیکولا تسلا سال ۱۸۸۲ شروع به کار با شعبه «شرکت تلفن ادیسون» در فرانسه کرد و سال ۱۸۸۴ به درخواست دفتر مرکزی شرکت ادیسون به نیویورک نقل مکان کرد. در آنجا توماس ادیسون وی را برای کار روی «ماشین ادیسون» انتخاب کرد. در ابتدا مسایل ساده به نیکولا تسلا واگذار می‌شد، اما چندی بعد توماس ادیسون پروژه‌های سخت و پیچیده را نیز به او واگذار می‌کرد و وی به بهترین شکل به انجام آنها می‌پرداخت. در سال ۱۸۸۵ نیکولا تسلا عنوان کرد که ژنراتورهای طراحی شده توسط ادیسون از بهره وری مناسبی برخوردار نیستند و او قادر است این ژنراتورها را بازطراحی کند تا هم از نظر اقتصادی و هم از نظر کیفیت خدمات بهینه شوند. توماس ادیسون به نیکولا تسلا اعلام کرد که در صورت موفقیت حدود ۵۰ هزار دلار به وی تعلق خواهد گرفت و آنچه مورد نیازش باشد را برایش فراهم می‌کند. بعد از گذشت ۱ ماه نیکولا تسلا توانست کل ژنراتورها و سیستم‌های تولید برق ادیسون را بازطراحی کرده و به آنچه وعده داده بود برسد. زمانی که نیکولا تسلا طبق توافق صورت گرفته پولش را طلب کرد، توماس ادیسون در پاسخ گفت که با وی شوخی کرده و نیکولا تسلا باید شوخی‌های آمریکایی‌ها را فراگیرد. بعد به وی پیشنهاد افزایش ماهیانه حقوق از ۱۰ دلار به ۱۸ دلار را داد. نیکولا تسلا این پیشنهاد را رد کرد و بلافاصله از کار استعفا داد.

    .

    نیکلا تسلا مخترع مولد برق جریان متناوب

    .

    بعد از جدا شدن از ادیسون به حمایت مالی دو تاجر یک شرکت تاسیس که به تولید لامپ‌های قوسی بر اساس طرح‌های نیکولا تسلا می‌پرداخت. نیکولا تسلا براساس پژوهش های پیشین خود اعلام کرد که ژنراتورهای موجود و مکانیزم انتقال برق فعلی به هیچ وجه بهینه و مناسب نیست، و پیشنهاد کرد تا ژنراتورهای جدیدی طراحی و ساخته شوند، اما شرکا و سرمایه‌گذاران شرکت علاقه چندانی به طرح‌های وی نشان ندادند. بعد از مدتی شرکا نیکولا تسلا را مجبور به ترک شرکت کردند. او حتی امتیاز اختراعاتی که تا آن روز ثبت کرده بود را نیز از دست داد، چراکه آنها را به نام شرکت ثبت کرده بود. نیکولا تسلا از این دوره به عنوان سخت‌ترین دوران زندگی اش یاد می‌کند که حتی یک پول سیاه در جیب نداشت.

    سال ۱۸۸۶ نیکولا تسلا با «آلفرد براون»، مدیر شرکت «وسترن یونیون» ملاقات کرد. نیکولا از طرح های خود برای وی سخن گفت و براون که سابقه سرمایه گذاری در طرح‌های جدید را داشت قبول کرد تا در طرح‌های نیکولا تسلا سرمایه گذاری کند. آنها یک شرکت جدید تاسیس کردند و نیکولا تسلا به کمک سرمایه ی شرکای جدید خود شروع به تحقیق و ساخت ژنراتورها و موتورهای الکتریکی جدید کرد. در واقع آنچه که تسلا طراحی کرد و ساخت، انقلابی در صنعت برق جهان بوجود آورد و آن سامانه‌های جدیدی برای تولید جریان الکتریکی متناوب یا AC بود که در مقابل جریان مستقیم یا DC ادیسون قرار داشت.

    تسلا و ادیسون در مورد برتری جریان متناوب (AC) یا مستقیم (DC) با یکدیگر اختلاف عقیده داشتند و زمانی که برای انتخاب یکی از این سیستم‌ها به عنوان استاندارد ملی توزیع برق، با هم در حال مبارزه بودند، توماس ادیسون برای مبارزه با جریان متناوب کمپینی به راه انداخت تا مردم را از خطرات این نوع برق و کُشندگی آن آگاه کند و در مقابل، تسلا برای اثبات ایمنی برق متناوب، جلوی چشم عموم دست به کار عجیبی زد؛ او خود را در برابر شوک یک جریان ۲۵۰ هزار ولتی قرار داد! در مبارزه بین جریان‌ها تسلا برنده شد و در نتیجه هم اکنون توزیع برق درتمام جهان با جریان متناوب انجام می‌شود.

    نیکولا تسلا در سال ۱۸۹۱ شهروندی ایالات متحده را دریافت کرد. او در همین سال کویل (سیم پیچ ) معروف اش را اختراع کرد که برای تولید جریان الکتریکی با ولتاژ بالا و جریان پایین مورد استفاده قرار می‌گیرد و امروزه به صورت وسیع برای ساخت تلویزیون و بسیاری از وسایل الکترونیکی و همچنین انتقال انرژی به صورت بی سیم کاربرد دارد. یک نمونه از این کویل که توسط او در Colorado Springs ساخته شده بود یک قوس الکتریکی به طول ۱۰ متر تولید می‌کرد که از فاصله ۱۶ کیلومتری قابل دید بود.

    نیکولا تسلا هیچگاه ازدواج نکرد و با این که از طریق اختراع ژنراتور برق جریان متناوب ثروت بسیاری کسب کرد، اما تمام آن صرف آزمایش‌های علمی شد و در پایان عمر در فقر و تنهایی در یکی از محله‌های فقیر نشین نیویورک درگذشت.

    تسلا ۶۰ سال در نیویورک زندگی کرد و آثار زندگی او در گوشه‌ای از خیابان ۴۰، کوچه ۶ در مرکز محله منهتن این شهر که به نام Nikola Tesla Corner نام گذاری شده، همچنان باقی است. آزمایشگاه تسلا در کوچه ۸ غربی همین خیابان واقع شده و زمانی که در سال ۱۹۰۰ در لانگ آیلند برج تسلا را می‌ساخت در همین آزمایشگاه کار می‌کرد. در نزدیکی آزمایشگاه،  پارک Bryant واقع و در آن یک تابلوی یادبود نصب شده است که دریافت مدال ادیسون توسط تسلا در تاریخ ۱۸ مه ۱۹۱۸را نشان می‌دهد. در سال‌های آخر زندگی، تسلا در همین پارک به کبوترها دانه می‌داد!

    نوآوری و اختراع کردن در خون نیکولا تسلا بود. او یک بار نوشت: «مادر من یک مخترع بوده و خواهد بود. من اعتقاد دارم چیزهایی که امروزه به آنها دست یافته‌ام در نتیجه کارهای او بوده است. مادرم بهترین ابزارها و وسایل را به بهترین شکل ممکن طراحی می‌کرد.» تسلا همیشه از نقش پدر و مادرش در موفقیت خود می‌گفت.

     نیکولا تسلا اعتقاد داشت که می‌توان جریان الکتریسیته را به صورت بی سیم منتقل کرد و در این زمینه تحقیقات بسیاری انجام داد، اما نتوانست در این رابطه به موفقیتی دست پیدا کند.

    نیکولا تسلا نخستین نیروگاه برق آبی جهان را در آبشار نیاگارا احداث کرد. او از زمان کودکی مبهوت قدرت آبشار بود و به مهار آن می‌اندیشید، ساخت این نیروگاه سه سال به طول انجامید و سرانجام در ۱۶ نوامبر ۱8۸۶، برق حاصل از آن راهی خانه‌های شهر بوفالو شد. مجسمه تسلا هم اکنون در جزیره Goat مشرف به آبشار قرار دارد.

    در سال ۱۹۰۱، تسلا به منظور ساخت آزمایشگاه Wardenclyffe از J. P. Morgan  حمایت مالی دریافت کرد. این مرکز شامل یک برج تسلا به ارتفاع ۵۶ متر و یک فرستنده گنبدی شکل مسی به قطر تقریبی ۱۹ متر در بالای آن بود. دیدگاه تسلا انتقال آسان و رایگان انرژی الکتریکی به صورت سیگنال‌های بی سیم به سراسر جهان بود و به لطف تلاش‌های تسلا، امروزه شارژر‌های بی‌سیم برای مسواک‌های برقی و گوشی‌های هوشمند ساخته شده‌اند.

    تسلا یک تاجر و به دنبال ایجاد درآمد نبود و با وجود دستاوردهای بسیار مهمش، مشکلات مالی داشت. سرانجام J. P. Morgan که فکر می‌کرد پروژه تسلا سود مالی ندارد حمایت خود را قطع کرد و در سال ۱۹۱۷ اموال مرکز را به یک موسسه سازنده فیلم فروخت. درطول جنگ جهانی اول، دولت آمریکا به دلیل نگرانی از رهگیری برج توسط نیروهای آلمان و ارتباط بین جاسوسان آلمانی، آن را تخریب کرد.

    .

    برجی در نیویورک که قرار بود برق جهان را تامین کند اما به دلیل مخاطرات زمان جنگ تخریب شد

    .

    آزمایشگاه نیکولا تسلا در «لانگ آیلند» تبدیل به موزه شده است؛ در سال ۲۰۱۳ یک سازمان غیر انتفاعی این ساختمان را که سالیان طولانی متروک بود، خریداری و تبدیل به موزه و مرکز آموزشی کرد. علاوه بر این، بسیاری از وسایل و ابزار آزمایشی او در «موزه ی تسلا» که در سال های دهه ی 1950 پایه گذاری شد، در شهر بلگراد صربستان نگه داری می شوند. گفته می شود که بسیاری از پروژه ها و دست نوشته های تسلا به عنوان مدارک محرمانه در اختیار دولت آمریکا قرار دارد.

    تسلا عاشق طبیعت و هواخواه حفظ محیط زیست بود. او نگران منابع زمین و تاراج آن به دست انسان بود. این موضوع انگیزه ی اصلی او در تلاش برای تولید و انتقال نیروی برق و جایگزین کردن این نیروی پاک با سوخت های فسیلی بود. او قدم زدن در تنهایی را دوست داشت و در اثنای این کار در مورد ابداعات و چالش های علمی خود فکر می کرد. تسلا در شبانه روز، به جز چند چرت کوتاه در طول روز، فقط دو ساعت در شب می خوابید. او هیچ گاه به پول و ثروت، به جز برای تامین مالی پروژه هایش، فکر نمی کرد و در فقر از دنیا رفت.

    او اعتقادات عجیبی داشت و از جمله می گفت: “مغز من فقط یک گیرنده است. در جهان  هسته یا کانونی وجود دارد که ما انسان ها از آن شناخت، توانایی و الهام می گیریم. من به رازهای این هسته نفوذ نکرده ام، اما می دانم که وجود دارد.”

    .

    نیکلا تسلا می خواست انرژی را از راه دور و بی سیم به مصرف کننده های مختلف

    .

    تسلا می گفت که تصاویر ذهنی او توسط جرقه های بسیار روشنی به وجود می آیند، تصاویری که برای او چگونگی ساختن اختراعات اش را نشان می دهند. او به زندگی فرازمینی اعتقاد داشت و می گفت که ما در این جهان تنها نیستیم.

    تسلا در اواخر عمر به همراه آلبرت اینشتاین تلاش هایی را برای نامرئی کردن یک کشتی جنگی آمریکایی به نام USS Eldrige انجام داد. «شاهدانی» می گویند که آزمایش آنها در مسیر ناخواسته ای پیش رفت و کشتی نه تنها از رادار اولیه ی آن روزگاران، بلکه به طور کلی برای مدتی محو و دوباره ظاهر شد و البته در حالی که تعدادی از نفرات کشتی در فلز بدنه ی کشتی فرورفته بودند! او همچنین در سال 1910 روی ماشین پرنده ای کار می کرد که می بایستی با یک مولد «ضدجاذبه» به پرواز درآید.

    .

    تصویر نیکلا تسلا در سال 1931 بر روی جلد مجله ی تایم

    .

    بزرگ ترین اختراع تسلا، در کنار نیروی برق، «میدان مغناتیسی گردان» است که زیربنای برق 3 فاز بود و با تولید برق به کمک آن، رفته رفته تمام دنیا به نیروی برق مجهز شد. به تسلا با وجود همه ی اختراعات اش و اثر بی همتایی که در مدرن کردن تمدن بشری با برق در کل دنیا انجام داد، جایزه ی نوبل اعطا نشد (در حالی که به افرادی مانند باراک اوباما جایزه ی صلح نوبل تعلق گرفت)!

    Tesla واحد اندازه‌گیری «شدت میدان مغناتیسی» است که پس از درگذشت تسلا به افتخار او، به این عنوان  نامگذاری شده است؛ همچنین موتور خودروهای برقی به خاطر نقش نیکولا تسلا در اختراع موتور الکتریکی، «موتور تسلا» نامیده می‌شود.

    .

    .

    منابع:

    http://www.zoomit.ir

    http://nazbid.ir

    http://www.asriran.com

    http://bigbangpage.com

    http://www.persianv.com

    و جاهای دیگر

    .

    .

    مطالب مرتبط:

    http://etesalkootah.ir/1394/11/24/Ruehmkorff_Inductor_Spark_Coil

    http://etesalkootah.ir/1394/11/24/How_did_Discovered_the_Electric_Power_Radiation

    http://etesalkootah.ir/1394/11/26/The_Telemobilscope_an_Edwardian_Radar

    .

    .

    www. etesalkootah.ir ||   2016-07–13 © 

    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.

  • نماد یا سَمبُل @ از کجا آمده است؟

    نماد یا سَمبُل @ از کجا آمده است؟

    قبل از این که این نماد به عنوان یک کلمه ی استاندارد روی صفحه کلیدها قرار بگیرد، در دهه 1880، زبان شناسان استدلال های مختلفی را در مورد تاریخچه ی آن عنوان کرده  و برخی بر این باور بودند که استفاده از این علامت به قرن های ششم و هفتم میلادی بازمی گردد سمبل ات از کجا آمده است

    .

    .

    پیش از این که این نماد به عنوان یک کلمه ی استاندارد روی صفحه کلیدها قرار بگیرد، در دهه 1880، زبان شناسان استدلال های مختلفی را در مورد تاریخچه ی این نماد عنوان کرده  و برخی بر این باور بودند که استفاده از این علامت به قرن های ششم و هفتم میلادی بازمی گردد.

    حرف کوچک “a”  با دایره ای که به دور آن کشیده شده است، در تمامی نشانی های رایانامه ای یا «ایمیل» ها وجود دارند و اغلب به نام «اَت ساین» خوانده می شوند. داستان های مختلفی در مورد تاریخچه ی این نماد وجود دارد. اما جالب است بدانید که این نماد که در زبان انگلیسی به نام “at sign”  خوانده می شود، در زبان های مختلف با واژه های متفاوتی بیان می شود. مثلا در زبان

    .

    • آلمانی: At-Zeichen

    • ژاپنی: atto maak

    • اسپانیایی و پرتقالی: arroba

    • فرانسوی: aro base

    • ایتالیایی: chiocciola

    • سوئدی: Kanelbulle

    • چک: zaninac

    نامیده می شود.

    .

    در سال 1972 «ری تاملینسون» اولین پیام الکترونیکی خود را که امروزه به عنوان رایانامه یا  «ایمیل» می شناسیم با استفاده از دستگاه تله تایپ فرستاد و از نشانه ی @ برای مشخص کردن موقعیت و جای دریافت کننده ی ایمیل استفاده نمود. تاملینسون دریافت که باید نشانه ای را که در نام هیچ فردی وجود نداشته باشد، برای ارسال پیام خود استفاده کند. بنابراین او از عبارت”at sign”  استفاده نموده است که ظاهرا در نام هیچ شخص خاصی نبوده است.

    پیش از این که این نماد به عنوان یک حرف استاندارد روی صفحه کلیدها قرار بگیرد، در دهه 1880، زبان شناسان استدلال های مختلفی را در مورد علت وجود و ریشه ی این علامت داشتند و برخی بر این باور بودند که قدمت این علامت به قرن های ششم و هفتم بازمی گردد.

    در برخی از منابع ذکر شده که این علامت مربوط به قرون وسطی است، زمانی که هنوز چاپخانه ها وجود نداشتند و متون با دست و با زحمت زیاد توسط میرزاها رونوشت می شدند و به همین دلیل «کوتاه نویسی واژه ها» معمول بوده است.

    .

    روند تغییر شکل ات ساین در طول تاریخ

    از چپ به راست: روند تغییر شکل à به @ در طول زمان

    .

    بنابراین کلمه “at” (یا بنا به اعتقاد برخی زبان شناسان دیگر ad به معنی «از قرارِ») با این که واژه ی کوچکی هم بوده، به علت تکرار زیاد در نگارش های تجاری تبدیل به یک حرف a شد که حرف “t” به شکل دایره وار به دور آن قرار گرفت تا رونویسی آن راحت تر باشد. این کلمه که تقریباً به معنی «به» یا «از قرارِ» بوده، به این صورت به کار برده می شده که مثلاً “دو دانه ، از قرار هر دانه 50 گرم” (2pcs. a` 50 gramm)  .

    دیگر زبان شناسان معتقدند که اولین بار این نماد در قرن هشتم میلادی برای تبلیغات مورد استفاده قرار گرفته است و در آن زمان قیمت هر کالایی را با این سمبل نشان می دادند.

    داستان دیگری که در مورد نماد @ وجود دارد این است که این نماد از کلمه ی لاتینی amphora  گرفته شده است.

    .

    نمونه هایی از کوزه های آمفورا

    نمونه هایی از کوزه های «آمفورا» که در تمام دنیای متمدن باستان، از مصر در آفریقا

    تا امپراتوری روم در اروپا مورد استفاده قرار داشت

    .

    در دوره ی نئولیتیک این کلمه به نوعی کوزه با فـُرم و حجم ویژه اطلاق می شده که برای نگهداری و حمل و نقل کالاهای مختلف جامد و شاره (مایع) و عمدتاً شراب و سرکه مورد استفاده ی همگان قرار می گرفته است و بازرگانان و دریانوردانی که کالای شرق را به غرب و متاع غرب را به شرق می رساندند، برای نگارش حساب و کتاب، و ثبت و نگهداری مقدار و میزان مال التجاره ی خود از این علامت استفاده می کرده اند.

    .

    .

    منابع:

    http://www.isna.ir

    https://de.wikipedia.org/wiki/At-Zeichen

    .

    .

    مطالب مرتبط:

    .

    .

    www. etesalkootah.ir ||   2016-07–07 © 

    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.

    .