آموزش ساخت مدار فتوسل ( سنسور حساس به نور )

توضیح کامل در ادامه

در ابتدا شما باید با قطعات الکترونیکی ک اینجا ب کار برده شده ، آشنا بشین .

اولین قطعه مقاومت ( RESISTOR )
مقاومت قطعه ایه كه از جنس كربن ساخته می شه و بمنظور كم کردن ولتاژ و جریان مورد استفاده قرار می گیره . واحد مقاومت اُهم است .هر هزار اهم برابر با یك كیلو اُهم و هر میلیون اُهم برابر با یك مگا اُهم است
شماتیک مقاومت معمولا دو جور نشون داده میشه . و بیشر مثل عکس شماره یک نشون داده میشه ( اما تو این مدار از شکل شماره دو استفاده شده )
شماتیک مقاومت :

عکس شماره 1 عکس شماره 2

مقاومت رو توی شماتیک مدارها ، با حرف R ( حرف اول RESISTORE ) نشون میدن .
شکل ظاهری مقاومت :

مقاومت توی بازار تو شکلهای مختلفی یافت میشه . تو عکس زیر انواع مقاومت آورده شده :



اگه دقت کنین دور هر مقاومت ، چند حلقه رنگی هست ک مقدار مقاومت رو نشون میدن . مقدار مقاومت هم یعنی ، مثلا این مقاومت میتونه دربرابر جریان الکتریکی مثلا 1 کیلو اهم از خودش مقاومت نشون بده .
اینهایی ک عرض میکنم ، یکم بحث تخصصیه و خیلی لازم نیست بهشون فکر کنین . همین ک یخورده با نحوه کارکردش آشنا بشین بسه .
این رنگها هم هرکدوم واسه خودشون ی کدی دارن ک بشه مقدارشون رو تعیین کرد . از گفتن کد رنگها هم امتناع میکنم تا ی وقت خسته نشین . فقط موقع بستن مدار ، میگم ک مقاومتی ک رنگهاش ب ترتیب ، این و این و اینه رو بذارید فلان جا . هر مقاومت ، از چهار یا پنج رنگ تشکیل شده ، ک برای ما سه رنگ اول مهمه ......
نکته آخر درمورد قطعه مقاومت این ک ، توی الکترونیک پایه های هر قطعه ای ی وظیفه ای دارن و هرکدوم مخصوص ی کاری هستن ک اگر ما جای پایه هارو سرجاشون نزنیم ، وقتی مدار رو سوییچ کنیم ، اون قطعه کار نخواهد کرد . اما این قانون ، برای مقاومتها صدق نمیکنه و اگر موقع بستن مدار پایه هارو جا ب جا بزنید ، هیچ مشکلی بوجود نمیاد .
یک نوع مقاومت دیگه هم داریم ک روش ی ولوم داره و ما میتونیم مقدار مقاومتش رو تغییر بدیم . این نوع مقاومت ها ب مقاومتهای متغیر ( یا پتانسیومتر ) معروفن . با تغییر دادن مقاومت ، مقدار ولتاژ دو سر مقاومت هم تغییر میکنه . ( توی این مدار ، با تغییر دادن مقاومت میتونیم حساسیت مدار ب نور رو کم ویا زیاد کنیم ) توی هر سیستم الکترونیکی ک ولوم دیدین ، شک نکنید ک ب پتانسیومتر وصله .
پتانسیومترها از سه پایه تشکیل شدن ک پایه وسطشون ب پایه متغیر معروفه .
توی مدار هم با P₁ نشون داده شده .

قطعه بعدی خازن ( CAPASITOR )
اصول کار خازن اگه خیلی ساده بخوام عرض کنم ، اینه ک ولتاژ الکتریکی رو تو خودش ذخیره میکنه ( تا وقتی ک شارژ کامل شه ) و در مواقعی اون ولتاز ذخیره شده رو ب مدار تزریق میکنه ( تا وقتی ک دِشارژ کامل شه ).
رعایت پایه ها توی خازنها خیلی مهمه ، پس دقت کنیم :
وقتی خازن رو میگیریم دستمون ، یکی از پایه هاش از اون یکی بلندتره ، اون پایه ای ک بلندتره میشه پایه مثبت . و اون پایه ای ک کوتاهتره ، میشه پایه منفی . ممکنه ، بنا ب هر دلیلی هردو پایه خازن ، اندازه هاشون یکی باشه . پس اون موقع باید چیکار کرد ؟؟؟؟
راه دیگه ی تشخیص پایه های خازن ، اینه ک ب بدنه خازن نگاه کنید ، ی سمت بدنه ، از بالای بدنه تا پایین بدنه ، علامت منفی منفی منفی منفی منفی هست . نگاه میکنید ک این علامتها ک تا پایین اومدن ، سمت کدوم پایه هستن ، اون پایه میشه منفی . ( ب همین سادگی ، ب همین خوشمزگی )

شماتیک خازن :


همونطور ک از عکس مشخصه ، پایه های مثبت و منفی از هم تمیز داده شدن .

شکل ظاهری خازن :
خازن ها هم ب شکل های مختلفی هستن ک هرکدوم ی کاربرد خاص داره ( تو مدار فتوسل از خازن الکترولیتی استفاده شده . من هم بقیه مدلهای خازنهارو نام نمیبرم تا از موضوع اصلی دور نشیم )



روی خازن ی سری نوشته ها هست ، از جمله ولتاژ قابل تحمل و ظرفیت خازن
ظرفیت خازن رو با فاراد نشون میدن ، چون فاراد خودش ی عدد بزرگیه و اگه بخوان خازن با ظرفیت فاراد بسازن ، اندازه قطعه خیلی خیلی بزرگ میشه و ب کار نمیاد . پس استاندارد خازنها معمولا میکرو فاراد ، نانو فاراد و پیکو فاراده . ( تو این مدار فتوسل از خازن 220 uf و 25 v استفاده شده . یعنی ظرفیت این خازن 220 میکرو فاراده و تا 25 ولت رو میتونه تحمل کنه . )
ی نکته هم درمورد حرف میکرو ، برای نشون دادن ظرفیت خازنی ک ظرفیتش تو رنج میکرو هست ، حرف میکرو رو با u ( یو انگلیسی کوچیک ) نشون میدن .

قطعه بعدی دیود ( DIODE )
دیود ها دو پایه دارن ، یکی آند و دیگری کاتد . اصول کار دیود هم ب این صورته ک وقتی دیود از خودش ولتاژ رو عبور میده ، ک ولتاژ ک روی پایه ی آند هست ، از ولتاژی ک روی کاتد هست ، بیشتر باشه .
همین .

شماتیک دیود :


شکل ظاهری دیود :





همونطور ک از عکس مشخصه رنگ دیود ، مشکیه و ی حلقه خاکستری دورش هست ک این حلقه ب یکی از پایه ها نزدیکتره ، این حلقه ب هرکدوم از پایه ها ک نزدیکتر باشه ، اون پایه میشه کاتد .

قطعه بعدی ترانزیستور ( TRANSISTOR )
ترانزیستور از دو تا دیود تشکیل شده ک ب هم وصلن ، اما کاربرد و تحلیلش خیلی خیلی بیشتره . ( همین آقای ترانزیستور ترم قبلی 20 نفر رو از ی کلاس 24 نفری انداخت ، من هم نیز هم ..... )
ترانزیستور از سه پایه تشکیل شده ، ب نامهای بیس ( B ) – امیتر ( E ) – کلکتور ( C ) . ک هرکدوم کار خاصی رو انجام میدن .
ترانزیستور هم مدلهای مختلفی داره ک من اینجا فقط ب مدل 2N2222 میپردازم . ( چیزی ک تو مدار ازش استفاده شده )
همه ی ترانزیستورها در دو مدل کلی ساخته میشن ب نامهای PNP و NPN .
یعنی از هر مدل ترانزیستور دو نوع وجود داره ، یکی PNP و دیگری NPN .
یعنی وقتی میخوایم ترانزیستور بخریم ، باید ب فروشنده بگیم ک ما PNP میخوایم و یا NPN .
تفاوتشون از نظر شماتیکی ، اینه ک ، اگه فلشی ک روی امیتر هست ، ب سمت بیرون باشه ، اون ترانزیستور NPN .
و اگه فلش روی امیتر ب سمت داخل باشه ، اون ترانزیستور PNP .
( ما تو این مدار از ترانزیستور 2N2222 نوع NPN استفاده کردیم . )
ک توی مدار با Q₁ نشون داده شده .
شماتیک ترانزیستور :



شکل ظاهری ترانزیستور 2N2222 :




تشخیص پایه های ترانزیستور :
شاید براتون سوال شه ک خب چجوری تشخیص بدیم کدوم پایه ترانزیستور بیسه کدوم امیتر و کدوم کلکتور .
برای تشخیص ، اول ب خود ترانزیستور نگاه میکنیم ، ی قسمت بدنه ی ترانزیستور ، ی زاءده کوچیک داره ، اون پایه امیتره .
برای تشخیص بیس و کلکتور ترانزیستور هم از زیر ب محل اتصال پایه ها ب بدنه نگاه میکنیم ، پایه ای ک بین پایه های دیگه س میشه بیس و اون یکی پایه هم میشه کلکتور .
ب شکل زیر دقت کنید :




اوکی ؟؟؟


قطعه بعدی رله ( RELAY )
رله ی نوع کلید مغناطیسیه ک از پنج پایه تشکیل شده . رله ها ورودی و خروجی دارن . ب اینصورت ک دو پایه شون ی سمته ، و سه پایه دیگه شون سمت مخالفه . خیلی ب شرح نحوه کار رله نمیپردازم ، فط تا همین حد بدونید ک وقتی ب دوسرش ( ورودی رله ) ولتاژ الکتریکی اعمال میشه ، در اون سمتش ک سه پایه داره ( خروجی رله ) ی میدان مغناطیسی ب وجود میاد ک همین میدان مغناطیس باعث میشه ی بوبین حرکت کنه و ی کلید رو سوییچ کنه .
اون سمتی ک دو پایه داره ، ب خروجی مدار ( ی پایه ب مثبت باطری ، و پایه دیگه ب کلکتور ترانزیستور و آند دیود ) وصل میشه .
و اون سمتی ک سه پایه داره ، پایه وسط ، ب پایه مشترک معروفه و یکی از پایه های کناری ب خروجی اصلی مدار ( جایی ک لامپ یا ال ای دی یا موتور و یا هرچیز دیگه ای ک حکم مصرف کننده رو داره ) وصل میشه .

عکس از پایه های رله :



همونطور ک از عکس مشخصه ، پایه شماره دو میخوره ب مثبت باطری
پایه شماره سه میخوره ب کلکتور ترانزیستور و آند دیود
پایه شماره یک پایه مشترکه
پایه + میخوره ب ی سمت مصرف کننده
پایه منفی هم بیکاره
لازم ب ذکره ک این شماره گذاری ها کاملا اختیاریه و فقط جنبه آموزشی داره .

قطعه بعدی IC 741

آی سی 741 یکی از آی سی های پرکاربرد تو صنعت الکترونیکه ک از هشت پایه تشکیل شده .
هر آی سی پایه های مختلفی داره ک هرکدومشون ی کار ب خصوصی انجام میدن و اگه آی سی رو اشتباه داخل مدار بذاریم ، مدار ب هیچ عنوان کار نخواهد کرد و احتمال سوختن آی سی هم هست .
اگه دقت کرده باشین ، توی مدار ی قطعه داریم ب اسم U₁ . ایشون همون آی سی 741 هستن . ک دور تا دورش چند عدد نوشته شده . این عدد ها ، شما ره پایه های این آی سی هستن . یعنی مثلا پایه شماره 4 بخوره ب منفی باطری .
اما در واقعیت روی پایه های آی سی شماره نخورده ، پس از کجا باید بفهمیم کدوم پایه شماره چنده ؟؟
نحوه پی بردن ب این موضوع اینجوریه ک وقتی آی سی رو گرفتیم دستمون ، ی سمت آی سی ی سوراخ کوچولو هست .
آی سی رو یجوری میگیریم ک ، این سوراخ سمت چپ بیفته . مثل شکل زیر :




اگه دقت کنین متوجه اون سوراخی ک عرض کردم ، میشین .
وقتی آی سی رو ب این شکل گرفتیم ، از اون پایه ای ک کنارش نوشتم 1 ، شروع میکنیم ب شمردن . ب ترتیب 1 , 2 , 3 , 4
وقتی ب پایه چهار برسیم ، پایه های این سمت تموم شده و باید پایه های 5 تا 8 رو پیدا کنیم ، اما نمیدونیم پایه 5 کدومه .
همینطور ک ب پایه چهار رسیدیم ، پایه ی بالایی پایه 4 میشه پایه پنجم . حالا از پنج میشمریم تا هشت ک دیگه پایه های آی سی تموم میشه .
عکس از مدار داخلی IC 741 :




همینطور ک از عکس مشخصه ، هرکدوم از پایه ها وظیفه ی خاصی دارن ک تو مدار فتوسل ما ، از بعضی از پایه ها ک وظیفه شون مورد نیاز ما بوده ، اسنفاده شده و بقیه هیچ کاربردی تو این مدار ندارن . پس ما هم کاری ب کار پایه های بیکار ( 1, 5, 8 ) نداریم .


قطعه بعدی و قطعه آخر PHOTOCELL یا LDR (light-dependent resistor )
این قطعه ی سنسور وابسته ب نوره ک با تعییرات نور اطراف ( کم یا زیاد شدن نور ) ولتاژ دوسرش تغییر میکنه ، بنابراین در خروجی شاهد تغییرات این قطعه خواهیم بود . ب عبارتی دیگه ، نوعی مبدل انرژی ( از انرژی نورانی ب انرژی الکتریکی ) میباشد .

عکس LDR :







خب معرفی قطعات تموم شد .
میرسیم ب موضوع اصلی ، یعنی نحوه ساخت مدار .
قطعات لازم برای ساخت مدار :
باطری :
باطری 12v
R1 = 10 KΩ ( مقاومتی ک رنگهاش ب ترتیب ، قهوه ای – مشکی – نارنجی )
R2 = 470 Ω ( مقاومتی ک رنگهاش ب ترتیب ، زرد – بنفش – قهوه ای )
R3 = 470 Ω ( مقاومتی ک رنگهاش ب ترتیب ، زرد – بنفش – قهوه ای )
R4 = 10 KΩ ( مقاومتی ک رنگهاش ب ترتیب ، قهوه ای – مشکی – نارنجی )
R5 = 1 KΩ ( مقاومتی ک رنگهاش ب ترتیب ، قهوه ای – مشکی – قرمز )
P1 = 10 KΩ این قطعه ، همون پتانسیومتره ک جزء خانواده مقاومتها محسوب میشه .
IC 741
خازن :
C₁ = 220uf , 25v
دیود :
برای این مدار ، هم میشه از دیود 1N4001 استفاده کرد ، و هم از دیود 1N4002
ترانزیستور :
ترانزیستور 2N2222 مدل NPN
رله :
رله 12 ولت
LDR :
LDR کلا تو بازار ی مدله
عکس شماتیک مدار : ( الآن تا حدودی باید با مدار و قطعات اون آشنا شده باشیم )


Click here to view the original image of 669x428px.

با تغییر پتانسیومتر P₁ مقدار حساسیت مدار رو میتونیم کم و زیاد کنیم .






شکل PCB مدار :



Click here to view the original image of 715x486px.




کنار هر قطعه اسمش رو نوشتم ، تا اشتباهی صورت نگیره.
باطری BAT : پتانسیومتر POT : مقاومت R : خازن C :
دیود : D آی سی : U رله : RELAY مصرف کننده : LOAD
ترانزیستور هم ، پایه های کلکتور و امیتر رو مشخص کردم .
سمت راست مدار ، دوتا پین گذاشتم ب اسم LOAD ، مصرف کننده اونجا وصل میشه . حالا میخواد لامپ باشه ، یا موتور و یا هرچیز دیگه .

اگه کسی خواست بده بیرون براش چاپ کنن ، این فایل و دانلود کنه و بده تا براش چاپ کنن :

لینک دانلود فایل PCB

چون وقتی بخواین مدار رو بدین ب جایی تا براتون چاپ کنه ، باید فایل PCB رو بهشون بدین تا استاندارد اندازه ها ب هم نخوره .
اینم ی عکس از پشت مدار :



Click here to view the original image of 693x437px.


اگر جایی از آموزش رو بد توضیح دادم و یا ناقص توضیح دادم ب بزرگی خودتون ببخشید .
اگر هر جایی از آموزش رو متوجه نشدین ، بفرمایید تا با افتخار براتون توضیح بدم .
دوستانی هم ک از الکترونیک و برق سررشته دارن ، اگر احساس کردن جایی از آموزش ناقص هست و یا ی مطلب کم داره ، ممنون میشم اگه گوشزد کنین .
من سعی کردم خیلی خلاصه و مختصر بگم . اما چیکار کنم ک باید ی سری مقدمات رو خدمتتون عرض میکردم . وگرنه همون اول شماتیک و PCB رو میدادم .
بازم اگه سوالی داشتین ، من در خدمتم .
ارادت