الکترونیکا پروژه های الکترونیک و مکانیک

در این پروژه اطلاعات مکان را بر روی LCD نمایش میدهیم و با ارسال یک پیام میتوان E , N  را از SIM900 دریافت نمود همچنین میتوان از طریق SMS دو رله را کنترل و قطع و وصل نمود.این برنامه بسیار کامل طراحی شده است.شبیه به همین پروژه در پست های قبلی طراحی شده است که بر اساس SIM908 بوده است ولی از آنجا که برخی معتقد هستند که ماژول SIM908 از GPS خوبی برخوردار نیست من سعی کردم که این پروژه را نیز راه اندازی کنم هر چند که به نظر من GPS در SIM908 هم خیلی خوب کار میکند و آنتن دهی مناسبی را دارد.

در ادامه ی پروژه های مکان یاب با sms این بار با استفاده از زبان bascom همان کد قبلی را مه با کدویژن پیاده شده بود با استفادخ از بسکام پیاده کردم و در زبان بسکام با مشکلاتی برخورد کردم که در اینجا به این چالشها اشاره میکنم تا شما هم در طراحی پروژه ی gps با بسکام یا پروژه ای دیگر بتوانید از این تجریبات استفاده کنید.نکات موجود در این پروژه و نحوه ی برنامه نویسی حاوی تجربیاتی بسیار مفید در برنامه نویسی و الگوریتمی مناسب برای راه اندازی چنین پروژه هاییست.

ماژول nRF24L01 محصول شرکت Nordic Semiconductor یک ماژول فرستنده و گیرنده با یک چیپ مخابراتی است که در باند 2.4Ghz با سرعت(نرخ داده) 2Mbps عمل میکند.همچنین دارای خط داده ی 6 مرحله ای است که امکان اتصال هم زمان با 6 دستگاه مختلف را به ماژول میدهد.علاوه بر این دارای بافرهایی برای ارسال مجدد اطلاعات نیز هست و نیازی به الگوریتمهای کدینگ برای ارسال داده ندارد. در سري پلاس « + » از اين آي سي ها يعني +nRF24L01 شركت Nordic مشخصاتي مانند برد، حساسيت و نرخ تبادل اطلاعات را نسبت به محصول سري قبل يعني nRF24L01 ارتقاء داده است. با اين حال دستورات كنترلي يا كامندهاي اين سري با سري قبل يكي بوده و تغييري نداشته است.

اتصال مستقیم AVR به پورت USB یکی از دغدغه های همیشگی طراحان الکترونیک بوده و همواره وقتی اسمی از پورت USB برده میشد نام مبدل USB به سریال (FT232) نیز در کنار آن دیده میشد ولی اکنون با وجود کتابخانه های V-USB برای کدویژن و WINAVR و کتابخانه های swusb از Ollopa وUSB Add On برای بسکام دیگر نیازی به استفاده ازاین قطعات جانبی نیست و شما به راحتی میتوانید یک مبدل RS232 یا یک دیتالاگر یا هر چیز دیگری را به صورت کاملاً اتوران و بدون نیاز به درایور راه اندازی نمایید.در این کتابخانه ها میتوان میکروهایی مانند ATMEGA8 یا حتی ATTINY45 را به پورت USB وصل کرد.یعنی هر میکروی AVR که درای 4K بایت حافظه باشد قابل اتصال به پورت USB است.دراین مطلب 5 عدد پروژه با AVR برای شما قرار داده ام تا با مثالهای مختلف در این زمینه آشنا شوید.مثالهای زیر با بسکام بوده و بر اساس کتابخانه ی swusb  میباشند.

آسانسور دو تا در , دارد که یکی از این درها دستی و دیگری اتوماتیک در نظر گرفته شده است.به این صورت که اول درب دستی را باز کرده و وارد کابین آسانسور میشویم,سپس در به صورت فنری(با دست)بسته میشود و شستی طبقه مورد نظر فشرده میشود.بعد از انتخاب شستی طبقه موردنظر در صورتی که درب دستی بسته شده باشد،موتور درب اتوماتیک شروع به کار میکند و در کابین را میبندد.(همچنین بسته یا باز بودن درب اتوماتیک به وسیله میکرو سویچ قرار داده شده در کابین آسانسور به میکرو اطلاع داده میشود این میکرو سویچها با نامSOD1,SOD2 دربرنامه تعریف شدن{که مخفف سویچ اتوماتیک درب است} که SOD1 وقتی که در اتوماتیک باز شود یک میشود و SOD2وقتیکه در بسته شود یک میشود).

PWM چيست؟ در بسياري از موارد، ما نياز به كنترل ولتاژ بر روي پايه‌هاي خروجي ميكروكنترلر را داريم. مثلاً اگر بخواهيم سرعت موتور را كنترل كنيم، بايد ولتاژي كه بر روي موتور اعمال مي‌شود را كنترل كرد. در حقيقت سرعت موتور تقريباً تابع مستقيمي از ولتاژي است كه بر روي آن اعمال مي‌شود. يعني اگر ولتاژ كاريِ موتوري (ولتاژ استاندارد براي فعال سازي موتور كه بر روي بدنه‌ي آن نوشته مي‌شود) 12 ولت باشد، با اعمال ولتاژ 6 ولت روي آن، مي‌توانيد سرعت چرخش آن(rpm) را حدوداً به نصف كاهش دهيد. كنترل سرعت ربات، در همه‌ي سطوح رباتيك اهميت بسيار زيادي دارد، از ربات‌هاي مسيرياب ساده گرفته تا ربات‌هاي فوتباليست. ما تا كنون ياد گرفته‌ايم كه چگونه مي‌توان به موتور دستور حركت يا توقف داد، اما راهي براي كنترل سرعت موتور ياد نگرفته‌ايم.

تا پیش از این 3 ورژن  ترازوی دیجیتال در سایت منتشر شده بود که در واقع حالات مختلف ترازوی دیجیتال را تا کنون تست کرده ایم و بهترین راه حل همان استفاده از از آیسی های 24 بیتی ADC شناخته شد چرا که دقت در این آیسی ها بسیار بالا بوده و ماکزیمم خطا در لودسل 30 کیلویی که کمتر از نیم گرم و در لودسل 50 کیلویی به کمتر از 5 گرم میرسد که این خطا در مقابل خطای استفاده از آپ امپ که در حدود 200 تا 300 گرم است قابل مقایسه نخواهد بود.البته در آیسیهای مبدل آنالوگ به دیجیتال 24 بیتی میتوان با حذف نویز و منبغ تغذیه پایدارتر مانند پروژه یلودسل(ترازوی دیجیتال) با دقت نیم گرم AD7780 به دقت نیم گرم هم دست پیدا کرد.

این پروژه یک ترموستات بسیار ساده است که با خروجی یک رله NO وNC میتواند با تنظیم ست پوینت به وسیله ی کاربر با رسیدن به دمای مشخص شده رله را قطع و وصل نماید که کاربردهای فراوانی خواهد داشت.این مدار تا حد ممکن ساده و ارزان طراحی شده است و فقط با دو کلید ست پوینت تنظیم خواهد شد و در مکانهای صنعتی میتواند مدار کار آمدی باشد.

چراغهاي راهنمايي در سال 1868 پيش از اختراع اتومبيل و در زماني که ترافيک شامل چهارپايان، واگن ها، کالسکه ها و عابران پياده ميشد، طراحي و در لندن نصب شد. اين چراغ از دو فانوس گازي قرمز به معناي توقف و سبز به معناي احتياط و توسط مهندس راه آهني به نام "J P Knight " ساخته شده بود. البته يک سال بعد در ژانويه 1969 اين چراغ راهنمايي گازي منفجر شد و مأمور پليسي را که مشغول روشن کردن آن بود، به شدت مجروح کرد. اما اولين چراغ راهنمايي نسل جديد که به چراغهاي راهنمايي امروزي شبيهتر است، بعد از اختراع اتومبيل و در شهر ديتوريت و به همت يک مأمور پليس راهنمايي و رانندگي ساخته شد. او اين چراغ را با الهام از چراغ کنترل خط ريل راه آهن که از گذشته به چراغهاي برقي خودکار مجهز شده بودند، طراحي کرد، اين چراغ با سه فانوس، قرمز، نارنجي و سبز از چراغهاي کنترل خطوط ريلي ساخته شد و در يک تقاطع در ديترويت نصب شد.

اسیلوسکوپ Oscilloscope دستگاهی الکترونیکی است که امکان مشاهده ولتاژ را فراهم می‌کند. غالباً مقدار ولتاژ به صورت نموداری دوبعدی نمایش داده می‌شود که محور افقی زمان و محور عمودی آن ولتاژ است. از نوسان‌نما عموماً برای نمایش دقیق موج استفاده می‌شود. علاوه بر دامنه، معمولاً نوسان‌نماها قادر به اندازه‌گیری و نمایش دیگر پارامترها مانند عرض پالس، دوره تناوب و زمان بین دو حادثه (مانند وقوع دو پیک) هستند. این پروژه یک اسیلوسکوپ دیجیتال با میکروکنترلر ATmega16 و LCD گرافیکی می باشد که تمام مشخصات اسیلوسکوپ های حرفه ای را دارا است، مشخصاتی از قبیل Vertical، Horizontal تنظیم دامنه، Sweep، فیکس کردن صفحه (حافظه) و غیره. فرکانس کاری این اسیلوسکوپ با توجه به فرکانس نمونه برداری A2D در حد کیلوهرتز می باشد و از A2D به عنوان ورودی مدار استفاده شده است. این مجموعه شامل پوشه نقشه مدار و برنامه پروژه به طور کامل می باشد.

در این پروژه با استفاده از یک لودسل 30 کیلو گرمی و بهره گیری از مبدل آنالوگ به دیجیتال AD7780 و یک میکرو کنترلر avr توانسته ایم یک ترازوی دیجیتالی طراحی کنیم . در واقع به دلیل این که در خروجی لودسل سیگنال خروجی در حدود 2 تا 8 میلی ولت است ابتدا باید این سیگنال تقویت گردد در مبدل آنالوگ به دیجیتال AD7780 یک تقویت کننده ولتاژ (opamp) قرار داده شده است که می توان گین آن را بین دو مقدار یک یا 128 تظیم نمود . برای حذف نویز در ورودی های مبدل از فیلتر های r-c و L-c استفاده شده است .دقت این مبدل 24 بیت است که میتوان تا حدود نیم گرم از این مبدل دقت گرفت که در مقاسیه با دقت مبدل داخلی AVR که حدود 60 گرم است دقت بسیار بالایی خواهد بود.این ترازو با قابلیت کالیبره سازی طراحی شده است و میتوان آنرا کالیبره نمود قابلیت همچنین برنامه قابلیت صفر کردن کفه ی ترازو را نیز دارد. در بین تمام adc ها AD7780 برای راه اندازی لودسل به علت سادگی در راه اندازی و دقت بالا دارای کیفیت مطلوبی است برای راه اندازی شما نیاز به دو رگولاتور 5 ولت برای تامین ولتاژ دیجیتال و آنالوگ دارید. لودسل نیز به پایه های AIN+وAIN- وصل میشود همچنین این آی سی از لودسل های BIPOLAR پشتیبانی میکند برای ارتباط این آی سی با مبکرو از رابط 4 سیمه SPI که به صورت یک طرفه نیز پشتیبانی میشود استفاده میکنیم.

در این پروژه با استفاده از آي سي AD7780 مقاومت سنسور PT100 را اندازه گیری و با دقت خوبی روی LCD نمایش میدهیم. آي سي AD7780 به اين نحو كار ميکند که ولتاژ دو پايه ورودي يعني AIN+ و AIN- به يك تقويت كننده تفاضلي دقيق (Instrumentation Amplifier) وارد میشود و در عدد 1 يا 128 ضرب ميگردد. مقدار بهره اين تقويت كننده توست پايه GAIN آي سي تعيين میگردد. اگه اين پايه را به VCC وصل كنيم بهره تقويت كننده 1 و اگه آن را به GND وصل كنيم بهره تقويت كننده 128 خواهد بود. در كاربردهايي مانند لودسل یا دما سنج كه ولتاژ خروجي بسيار كوچک است حتما بايد از بهره 128 براي تقويت ولتاژ استفاده كنيم. اما در جايي كه ولتاژ ما بالاست و نيازي به تقويت بيشتر نداريم بايد بهره را روی 1 تنظیم کنیم.

یکی از سنسورهای پرمصرف در الکترونیک همین سنسور مادن قرمز میباشد و با این که یک سنسور ساده محصوب میشود ولی میتوان با این سنسور پروژه ها ی زیادی را طراحی و راه اندازی کرد.دستگا هایی مانند ریموت کنترل یا ضربان سنج قلب و یا سنجش دور موتور و یا شمارشگر در یک خط تولید و یا شمارش قطرات سرم و یا ربات های تعقیب خط اط جمله مواردی است که در ساخت آنها از سنسور مادون قرمز استفاده میشود.در این مطلب قصد دارم که به طور کامل این سنسور را بررسی و توضیح دهم.

شتاب سنج ADXL335 یک سنسور شتاب سنج ۳ محور کوچک، با توان مصرفی پایین و دارای خروجی ولتاژ با حالت دهی سیگنال است. این سنسور میتواند شتابهای استاتیک گرانش مانند کاربردهای زاویه سنجی را اندازه گیری کند. همچنین شتابهای دینامیک مانند شتابهای حرکتی، شوکهای مکانیکی و لرزش در این سنسور قابل اندازه گیری است. کاربر با استفاده از خازنهای CX، CY و CZ میتواند پهنای باند شتاب سنج را متناسب با نیاز در هر سه محور تنظیم نماید. پایه های XOUT، YOUT و ZOUT خروجیهای ولتاژ برای سه محور x و y و z هستند.