Tag Archives: با

طراحی ویلای مسکونی با رویکرد معماری پایدار، دستاورد برتر دوره اول اسلام



همانطور که می‌توان از تعریف معماری پایدار برآورد کرد، هدف از دیزاین بناها با توجه به اصول پایداری و بوم‌شناختی، کاهش اتلاف انرژی و آلودگی محیط زیست است.


عکس نویسنده
عکس نویسنده

نویسنده :

نسرین صادقی


بازدید :


زمان تقریبی مطالعه :


تاریخ :

سیزدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید.

در این دوره از جشنواره از ۲۰ استان کشور در سه بخش به تفکیک، ۳۵۰ گروه در بخش غرفه های نمایشگاهی، ۶۵۰ گروه در بخش سمینارهای علمی و ۷۵۰ گروه در بخش مسابقات دانش آموزی از مدارس و پژوهش سراهای دانش آموزی سراسر کشور انتخاب شده اند و به جشنواره کشوری دعوت شده اند.
که تعداد ۵۳ گروه در بخش سمینارهای علمی مقام برتر را کسب نمودند.
بر آن شدیم تا با معرفی پروژه های گروه های برتر علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم.

مقطع: دوره اول متوسطه
موضوع: طراحی ویلای مسکونی با رویکرد معماری پایدار
نام مدرسه: اسلام ( پسرانه)
نام استاد: مجید بیدل
دانش آموزان: امیرسالار ناصری، سام زمانی

طراحی ویلای مسکونی با رویکرد معماری پایدار، دستاورد برتر دوره اول اسلام

مقدمه:
همانطور که می‌توان از تعریف معماری پایدار برآورد کرد، هدف از دیزاین بناها با توجه به اصول پایداری و بوم‌شناختی، کاهش اتلاف انرژی و آلودگی محیط زیست است. معماری پایدار، زیر مجموعه طراحی پایدار و یکی از تحولات مهم معماری معاصر و واکنشی بشردوستانه در برابر بحران‌های عصر صنعت است.

در این نوع معماری، ساختمان نه تنها با شرایط اقلیمی منطقه خود را تطبیق می‌دهد، بلکه ارتباط متقابلی با آن برقرار می‌کند. آنچه که امروز از آن به عنوان توسعه پایدار یاد می‌شود، بازنگری اصلاح طلبانه‌ای به مدرنیسم و سنت است. توسعه پایدار، توسعه ایی است که نیازهای اکنون را به گونه‌ایی برطرف کند که توان نسل‌های بعدی را جهت تامین نیاز، کاهش ندهد. برای این منظور لازم است که بهره‌برداری از طبیعت و منابع طبیعی تا حد امکان کاهش یافته و آلاینده‌های محیطی و پسماندهای ناشی از ساختمان‌سازی بگونه‌ای مدیریت شوند که چرخه حیات مختل نشود.

نکته‌ای که لازم است به آن توجه شود این است که معماری پایدار یا بوم‌شناختی را نباید با معماری بومی اشتباه کرد. طبق تعریف معماری بومی شاخه‌ای از معماری است که نیازهای منطقه‌ای و مصالح ساختمانی که بازتاب سنت‌های منطقه‌ای باشد را اساس کار خود قرار می‌دهد. و در طول زمان و بر اساس پیشینه محیطی، فرهنگی، فناوری و تاریخی، تکامل یافته است.

اصول معماری پایدار
اصل اول : حفاظت از انرژی
هر ساختمان باید به گونه ای طراحی و ساخته شود که نیاز آن به سوخت فسیلی به حداقل ممکن برسد.
ضرورت پذیرفتن این اصل در عصرهای گذشته بدون هیچ شک و تردیدی با توجه به نحوه ساخت و سازها غیر قابل انکار می باشد و شاید تنها به سبب تنوع بسیار زیاد مصالح و فن آوری های جدید در دوران معاصر چنین اصلی در ساختمان ها به دست فراموشی سپرده شده است و این بار با استفاده از مصالح گوناگون ویا با ترکیب های مختلفی از آن ها، ساختمان ها، محیط را با توجه به نیاز های کاربران تغییر می دهند.

اشاره به نظریه مجتمع زیستی نیز خالی از لطف نمی باشد، که از فراهم آوردن سر پناهی برای درامان ماندن در برابر سرما و یا ایجاد فضایی خنک برای سکونت افراد سرچشمه می گیرد، به این دلیل و همچنین وجود عوامل دیگر مردمان ساختمان های خود را به خاطر مزایای متقابل فراوان در کنار یکدیگر بنا می کردند.

ساختمان هایی که در تعامل با اقلیم محلی و در تلاش برای کاهش وابستگی به سوخت فسیلی ساخته می شوند، نسبت به آپارتمان های عادی امروزی، حامل تجربیاتی منفرد و مجزا بوده و در نتیجه، به عنوان تلاش های نیمه کاره برای خلـق مــعـــماری سبــز مطــرح می شوند. بسیاری از این تجربیات نیز بیشتر حاصل کار و تلاش انفرادی بوده؛ و بنابراین روشن است به عنوان اصلی پایدار در طراحی ها و ساخت و سازهای جامعه امروز لحاظ نمی گردد.

طراحی ویلای مسکونی با رویکرد معماری پایدار، دستاورد برتر دوره اول اسلام

اصل دوم : کار با اقلیم
از دیگر اصول معماری سبز (پایدار) کار با اقلیم است،ساختمان ها باید به گونه ای طراحی شوند که قادر به استفاده از اقلیم و منابع انرژی محلی باشند. شکل و نحوه استقرار ساختمان و محل قرار گیری فضاهای داخلی آن می توانند به گــونــه ای باشد که موجب ارتقاع سطح آسایش درون ساختمان گردد و در عین حال از طریق عایق بندی صحیح سازه، موجبات کاهش مصرف سوخت فسیلی پدید آید.

این دو فرآیند مذکور ناگزیر دارای هم پوشانی و نقاط مشترک فراوان می باشند. پیش از گسترش همه جانبه مصرف سوخت فسیلی، چوب منبع اصلی انرژی به حساب می آمد که هنوز هم حدود ۱۵ درصد از انرژی امروز را نیز تأمین می کند. هنگامی که چوب کمیاب و نایاب شد برای بسیاری از مردم امری طبیعی بود که در راستای کاهش نیاز به چوب، برای تولید گرما از گرمای خورشید کمک بگیرند.

شهرهای یونانی همچون «پیرنه» مکان شهر را به گونه ای تغییر دادند که از ورود سیل به شهر جلوگیری شود، و شبکه ای مستطیل شکل با خیابان های شرقی ـ غربی  را احداث نمودند که به ساختمان ها اجازه جهت گیری به سمت جنوب و استفاده از نور مطلوب خورشید را می داد. رومی ها نیز پیروی از اصول طراحی خورشیدی را با آموختن از تجربیات یونان ادامه دادند ؛ اما آن ها پنجره های شفاف که  اختراع قرن اول پس از میلاد بود را نیز برای افزایش گرمای بدست آمده بکار گرفتند، با افزایش کمبود چوب به عنوان سوخت، استفاده از نمای رو به جنوب در ساخت منازل ثروتــمـنـدان و هـمـچنین حمام های  عـمومی شهـر نیز مـتـداول شــد.

سنت طراحی با توجه به اقـلـیـم بـرای ایجاد آسایش درون ساختمان به قوانین گرمایش محدود نمی شد بلکه در بسیاری از اقـلـیــم ها معماران ملزم به طـراحـی فـضایی خنک برای پدید آوردن شرایطی مطلوب در داخل ساختمان بود . راه حل معــمول درعـصـر حاضر، یعنی استفاده از سیستم های تهویه مطبوع هوا، تنها فرآیندی ناکار آمد در تقابل با اقلیم به شمار می رود و در عین حال همراه باعث مصرف زیاد انرژی می باشد، که حتی به هنگام ارزانی و فراوانی انرژی به دلیل آلودگی حاصل از آن امری اشتباه بشمار می آید.

اصول سوم : کاهش استفاده از منابع جدید
هر ساختمان باید به گونه ای طراحی شود که استفاده از منابع جدید را به حداقل برساند و در پایان عمر مفید خود، منبعی برای ایجاد سازه های دیگر بوجود بیاورد.

گر چه جهت گیری این اصل، همچون سایر اصول اشاره شده به سوی ساختمان های جدید است، ولی باید یادآور شد که اغلب منابع موجود در جهان در محیط مصنوع فعلی بکارگرفته شده ان و ترمیم و ارتقاء وضعیت ساختمان های فعلی برای کاهش  اثرات زیست محیطی، امری است که از اهمیتی برابر با خلق سازه های جدید برخوردار است. این نکته را نیز باید مورد  توجه قرار داد که تعداد منابع کافی برای خلق محیط های مصنوع در جهان وجود ندارند که بتوان برای بازسازی هر نسل از ساختمان ها، مقداری جدید از آن ها را مورد استفاده قرار داد. این استفاده مجدد می تواند در مسیر استفاده از مصالح بازیافت شده  یا فضاهای بازیافت شده شکل بگیرد، بازیافت ساختمان ها و عناصر درون آنها بخشی از تاریخ معماری است.

صومعه سانتا الباس که در سال های ۱۰۷۷ و ۱۱۱۵ میلادی بازسازی گردیده، از آجرهای خرابه های یک ساختمان رومی در نزدیکی خود استفاده نمود. چارچوب های چوبی که در قرون وسطی به کار گرفته شدند قطعاتی چوبی بودند که بریده و در کارگاه نجاری به یکدیگر وصل شده و کد گذاری می شدند و آنگاه از هم جدا شده و به ساختمان ها انتقال داده می شدند. استفاده از این روش بدین معنی بود که در صورت لزوم می توان بخش هایی از ساختمان قرون وسطایی را جا به جا نموده ؛ حتی امروزه نیز می توان آنها را به مکانی دیگر منتقل کرد. گاهی اوقات کل سازه  ساختمان به منظور بنا کردن ساختمانی جدید جابجا می گردید.

برای مثال در هنگام ساخت موزه ویکتوریا و آلبرت در لندن،  به ساختمان قبلی موجود در سایت دیگر نیازی  نبود و در سال ۱۸۶۵ پیشنهاد واگذاری این ساختمان فلزی به مسئولان محلی شمال، شرق و جنوب لندن با هدف برپایی یک موزه محلی در مکانی جدید ارائه گردید. مسئولان شرق لندن این پیشنهاد را پذیرفتند و ساختمان این موزه محلی در ۱۸۷۲ تکمیل گردید که امروزه این مکان به موزه کودکان بدل گردیده است.

در اغلب مواردی که دسترسی به منابع جدید به حداقل می رسد روش هایی کشف می شوند که با آن ها می توان ساختمان هایی که برای یک منظور ساخته شده اند برای مقاصد دیگر استفاده شوند، با این حال بعضی تغییرات ضروری می توانند باعث تغییر شکل اصلی سازه یا ساختمان شود.

این موضوع برای کسانی که علاقمند به حفاظت و نگهداری دائمی از ساختمان ها هستند یک فاجعه به حساب می آید و این سوال در ذهن نقش می بندد که آیا یک ساختمان به این علت که زمانی دارای کاربری ارزشمندی بوده است باید همواره بدون تغییر باقی بماند یا باید برای حفظ بازدهی و کارایی تغییرات الزامی را در آن انجام داد؟

طراحی ویلای مسکونی با رویکرد معماری پایدار، دستاورد برتر دوره اول اسلام

یک فرآیند سبز ممکن است در بررسی این موضوع قضاوت را تنها براساس منابع موجود ممکن بداند. اگر منابع مورد نیاز برای تغییر یک ساختمان کمتر از منابع مورد نیاز برای تخریب و بازسازی آن باشد باید از این تغییرات استقبال نمود. با این وجود این موضوع باعث عدم احترام و بزرگداشت اهمیت تاریخی سازه نمی شود. به علاوه ممکن است این سازه ها دارای ارزش دیگری نیز باشند که توجه به آن ها الزامی است. این مشکلات در تغییر ساختمان های موجود به منظور آماده ساختن آن ها برای هماهنگی با نیازهای جدید بخصوص در مورد بهبود وضعیت ساختمان از لحاظ عملکرد و کارایی که ممکن است به تغییر ظاهر آن منجر شود با تناقض و تضادهای بیشتری آشکار می شود.

تغییر در بعضی از ساختمان های قدیمی برای کاربردی های جدید می تواند هزینه ها و مشکلات خاصی را با خود همراه داشته باشد. با این حال مزایای حاصل از استفاده مجدد از این ساختمان های بزرگ در کنار یکدیگر و درون یک محیط شهری می تواند بر این مشکلات و هزینه ها غلبه نماید.

نوسازی ساختمان های موجود در شهرهای بزرگ و کوچک همچنین می تواند موجب حفاظت از منابع مورد استفاده جهت تخریب و بازسازی ساختمان و بدین ترتیب جلوگیری از تخریب جامعه شود. 
برای مشاهده مجموعه فایل های ضمیمه اینجا کلیک کنید.
بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه و تنظیم: نسرین صادقی


تهاجم فرهنگی با رویکرد اسلامی، دستاورد برتر دوره اول عدالت، اصفهان


در این دوره از جشنواره از ۲۰ استان کشور در سه بخش به تفکیک، ۳۵۰ گروه در بخش غرفه های نمایشگاهی، ۶۵۰ گروه در بخش سمینارهای علمی و ۷۵۰ گروه در بخش مسابقات دانش آموزی از مدارس و پژوهش سراهای دانش آموزی سراسر کشور انتخاب شده اند و به جشنواره کشوری دعوت شده اند.
که تعداد ۵۳ گروه در بخش سمینارهای علمی مقام برتر را کسب نمودند.

بر آن شدیم تا با معرفی پروژه های گروه های برتر علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم.

مقطع: دوره اول متوسطه
موضوع: تهاجم فرهنگی و دیدگاه فمینیسم با رویکرد اسلامی
نام مدرسه: عدالت دانشگاه اصفهان
نام استاد: خانم زهره اکبری
دانش آموزان:  زينب درخشان، مستانه قديري، نگين هاشمي فر

تهاجم فرهنگی با رویکرد اسلامی، دستاورد برتر دوره اول عدالت، اصفهان

چکیده:
 روزگار ما روزگار بحران ها و بن بست ها است. هر جریان فرهنگی نیاز به ابزارها و روش هایی دارد که از طریق آن به طرف مقابل رسوخ و نفوذ نماید و تاثیرش را به نحو مطلوب به جا بگذارد. هجوم فرهنگی حرکت سازمان یافته ای است که از ناحیه ی برخی کشورهای غربی علیه موجودیت انقلاب اسلامی هدایت می شود.
با توجه به گسترش بسیار زیاد ارتباطات و تاثیر مقوله فرهنگ از مسائل سیاسی و اقتصادی تکنولوژی و علمی و از طرف دیگر پیچیدگی های خاص مسائل فرهنگی یه نظر می رسد، اولین و مهمترین راه مقابله با تهاجم فرهنگی انجام مطالعات و تحقیقات برای شناخت فرهنگ خودی و فرهنگ بیگانه می باشد.
معلم بزرگ انقلاب حضرت امام خمینی (ره) نقش زن را چه در پیدایش و چه در استمرار آن و نیز جایگاه او را در تکامل جامعه ی اسلامی و بلوغ اسلامی  و انقلابی آن بسی بزرگ می داشت. زن در سایه ی ایمان و آگاهی و به دور از منجلاب فساد دنیای غرب  می تواند نقش اول را در تحولات تاریخی و جهانی ایفا کند.

مقدمه:
حضرت آیت الله خامنه ای:
*    در آن زمان برای برخی سؤال و یا ابهام بوجود آمده بود که چرا یک اصطلاح نظامی برای مسائل فرهنگی استفاده می‌شود در حالیکه اگر به شرایط کنونی فرهنگی دنیا دقت شود مشاهده می‌شود که یک تهاجم عظیم و پیچیده در عرصه فرهنگ در جریان است.

*    کشورهای سلطه گر بعد از اینکه حمله مستقیم به کشورها را بی فایده دیدند به این نتیجه رسیدند که تهاجم نظامی دارای سر و صدا و تجهیزات نظامی را کنار گذاشته و از تهاجم فرهنگی برای چپاول کشورهای دیگر استفاده کنند برای همین بعد از جنگ جهانی دوم دشمنان مردم آزاده دنیا به خصوص دشمنان دین اسلام به تهاجم گسترده فرهنگی علیه کشورهای مسلمان و آزاده دست زدند و با تبلیغات گسترده و راه های متنوع و گوناگون به تهاجم فرهنگی پرداختند. تا اینکه دشمن بعد از ناکامی در محاصره اقتصادی و جنگ، مجدداً به تهاجم فرهنگی روی آورد و با ابعاد بسیار پیچیده و گسترده و متنوع و ابزارهای پیشرفته مشغول توطئه برای جوانان ما شد. امروزه می خواهند با نابود کردن جوانان، جلوی پیشرفت و ترقی کشور ما را بگیرند برای اینکه جلوی تهاجم فرهنگی دشمنان گرفته شود باید همه افراد جامعه تلاش و کوشش کنند؛ ومسئولان جامعه باید با هوشیاری و آگاهی کامل نقشه های دشمنان را برای مردم آشکار سازند و روش های مقابله با تهاجم فرهنگی را به مردم آموزش دهند تا سدی محکم در برابر دشمنان ایجاد شود و نقشه های دشمن به خودش بازگردد.

اهداف دشمن در تهاجم فرهنگی
دشمن در تهاجم فرهنگی ابتدا نقطه ی اصلی و یا به طور ساده تر ضعف اصلی جامعه را پیدا می کند و سپس از طریق این رد پا با تیزبینی و ژرف اندیشی فراوان شروع به پیدا کردن صاحب ردپا می کند تا اینکه به مقصود خود دست یابد.

نتیجه:
تهاجم فرهنگی از بدترین و مصیبت بار ترین تهاجمات است. نگرشهای دموکراسی غرب علی رقم ظاهر دموکراتیک با هدف از بین بردن فرهنگ زنان یک جامعه شوند و می توانند تمامیت فرهنگ آن جامعه را متآثر کرده و تغیر دهند. ایجاد الگوی مخاصمه و نزاع میان زوجین، تشابه حقوق زن ومرد، تقابل زن که  پیامد های این جنبش تضعیف نهاد خانواده و مرد را به همراه داشت؛ که این ضایعه به هیچ وجه جبران پذیر نخاهد بودو جای تآسف بسیار دارد. همان طور که حضرت علی(ع) در نهج البلاغه به زیبایی اشاره می فرمایند: فاسدان تخم گناه افشاندند و آداب غرور و فریب آبیاری کردند و محصول آن را که جز عذاب و بدبختی نبود برداشتند. امروزه نقش زنان در مقابله با تهاجم فرهنگی و پیشگیری از انحرافات اجتماعی بر کسی پوشیده نیست؛ زیرا زنان در فرهنگ سازی بیشترین نقش را دارند.

 

تهاجم فرهنگی با رویکرد اسلامی، دستاورد برتر دوره اول عدالت، اصفهان

پیشنهاد:
 امروزه نقش زنان در مقابله با تهاجم فرهنگی و پیشگیری از انحرافات اجتماعی بر کسی پوشیده نیست؛ زیرا زنان در فرهنگ سازی بیشترین نقش را دارند و همین  نقش کلیدی  موجب شده که نوک پیکان حمله دشمن به سمت استحاله فرهنگی زنان باشد. در نتیجه برای تضعیف نقش مهاجمان در فرهنگ سازی ضرورت دارد که: ۱- به رهنمود های امام خمینی و مقام معظم رهبری در مورد زنان به عنوان بهترین مفسران و تبین کنندگان جایگاه زن  در اسلام توجه شود. ۲-فراهم کردن زمینه برای خداباوری و ارتقاء روحیه آخرت گرایی هرچه بیشتر در زنان و دختران. ۳-زمینه سازی برای اصلاح نگرش فرهنگ عمومی نسبت به زنان و فضا سازی جهت پذیرش تحلیل صحیح مباحث زنان. ۴- توجه به طراحی برنامه ای که منجر به رشد و تعمیق همه جانبه بینش زنان و بالاخص آشنایی زنان با حقوق و جایگاه زن در اسلام شود.

برای مشاهده مجموعه فایل های ضمیمه اینجا کلیک کنید.
بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه و تنظیم: نسرین صادقی


ربات مسیر یاب با نقشه عملی با میکرو کنترلر




مداری را که می بینید ساده ترین ربات مسیریابی است که می توان یافت و برگ برنده ان استفاده از L293D که بهترین درایور استپ موتور موجود در بازار ایران است.


بازدید :


زمان تقریبی مطالعه :


تاریخ :

مداری را که می بینید ساده ترین ربات مسیریابی است که می توان یافت و برگ برنده ان استفاده از L293D که بهترین درایور استپ موتور موجود در بازار ایران است.

 ربات مسیر یاب با نقشه عملی با میکرو کنترلر

این درایور در ازاء دریافت کد باینری از میکرو کنترلر با دادن فرکانس به استپ موتور آن را داریو کرده مثلا با دادن کد ۰۰۱۰ استپ ۲ درجه به سمت راست می چرخد .
جریان ورودی این درایور خیلی کم بوده و جریان دهی خروجی آن تقریبا زیاد است و می توان با این دارایور به راحتی دو استپ موتور را حرکت داد.
میکرو کنترلر استفاده شده ۸۹C2051 یک میکرو کنترلر مشهور که ایرانیان همگی آن را خوب می شناسند سنسور استفاده شده در مدار مادون قرمز بوده و نسبت به فوتوسل مطمئن تر به نظر می رسد.
برای این مدار از هر آپ امپی می توان استفاده کرد که من LM324 را ترجیح میدهم کریستال مدار حتما باید ۱۱٫۰۵۹۲ باشد .

ربات مسیر یاب با نقشه عملی با میکرو کنترلر

برای تنظیم دقت مدار در محل از یک ولوم ۲۰K باید استفاده شود باید این نکته را ذکر کنم که این مدار قبل از حرکت باید تنظیم شود .

ربات مسیر یاب با نقشه عملی با میکرو کنترلر

و آخر آن که سنسور های مدار باید طبق شکل و با رعایت کامل در زیر مدار نصب شود این ربات سبک بوده ومی توان از هر استپ موتوری با زاویه ۰٫۷ استفاده کرد.

ربات مسیر یاب با نقشه عملی با میکرو کنترلر

مطالب مرتبط:
سنسور اندازه گیری لرزش ها
پروژه کنترل موتور DC توسط سنسور های مادون قرمز
ساخت دستگاه ایمن رهرو (پلیس هوشمند)
استپ موتور

منبع: http://www.roboeq.ir


مدار کنترل PWM موتور DC با آی سی ۴۰۹۳


PWM مخفف کلمه لاتین pulse width modulation است.در این روش هدف کنترل سرعت موتور با استفاده از دریافت پالس یا سیگنال است


بازدید :


زمان تقریبی مطالعه :


تاریخ :

مرکز یادگیری تبیان – محبوبه همت

 مدار کنترل pwm موتور dc با آی سی 4093

PWM چیست ؟
PWM مخفف کلمه لاتین pulse width modulation است. در این روش هدف کنترل سرعت موتور با استفاده از دریافت پالس یا سیگنال است. در این روش سرعت موتور در هنگام حرکت را می شود کم یا زیاد کرد. موتورها در اشکال و اندازه و مشخصات مختلفی در بازار یافت می شوند. که به تبع آن درایور مربوط به سرعت آن ها نیز متفاوت می باشد. سرعت دور یا چرخش یک موتور DC وابسته به تغذیه آن می باشد. به طور مثال اگر یک موتوری که بتواند ولتاژ ۱۲ ولت را تحمل کند به تغذیه ۱۲ ولت متصل کنید و سپس ولتاژ تغذیه آنرا تا مقدار ۶ ولت پایین بیاورید.
سرعت چرخش آن نصف حالتی خواهد بود. که شما به آن ولتاژ ۱۲ ولت را می دادید. در حالت PWM کنترل موتور به صورت دستی انجام نمی شود. در این حالت شما موتور را به صورت دستی کنترل نمی کنید. بلکه این میانگین ولتاژ های فرستاده شده توسط مدار درایور موتور است که سرعت موتور را کم و زیاد می کند.
هنگامیکه یک فیلم را مشاهد می کنیددر واقع شاهد هزاران عکس ثابت هستید. ، که با یک فرکانس بالا آنرا مشاهده می کنید. سرعت پخش شدن عکس ها آنقدر زیاد است که مغز شما فواصل زمانی بین پخش شدن و عدم پخش شدن را نمی تواند تشخیص دهد.

در واقع مغز شما میانگین این عکس ها را مشاهده می کند. در کنترل PWM نیز همین وضعیت وجود دارد. آنقد سرعت روشن و خاموش شدن زیاد است. که شما متوجه آن نمی شوید. هر چه فرکانس کاری بالاتر باشد. موتور سریعتر روشن و خاموش می شود. و در واقع میانگین،چیزی که شما مشاهده می کنید سرعت بیشتر موتور و زمانیکه فرکانس پایین باشد. فواصل زمانی روشن و خاموش شدن موتور کمتر می شود که شما میانگین آنرا با سرعت کمتر موتور مشاهده خواهید کرد. در واقع مانند یک فیلم شما نیز میانگین روشن و خاموش شدن را می بینید. در این حالت مغز شما سرعت این روشن و خاموش را به صورت سرعت کم و زیاد مشاهد خواهید کرد. در زیر دو نمونه عملی و ساده یک مدار کنترل دور موتور با استفاده از پهنای پالس را مشاهده می کنید.

قطعات مورد نیاز برای حالتی که از مسفت استفاده می کنید:
۱ عدد آی سی ۴۰۹۳
۱ عدد پتانسیومتر ۱۰۰ کیلو اهم
۱ عدد خازن ۱۰۳
۱ عدد مقاومت ۱ کیلو اهم
۲ عدد دیود ۱N4148
1 عدد دیود ۱N4007
1 عدد ترانزیستور اثر میدان (مسفت)BUZ80
1 عدد موتور DC با رنج دلخواه ۵ تا ۱۸ ولت
برد بورد یا برد مسی سوراخدار
سیم تلفنی در صورت استفاده از برد بورد

نقشه مدار به همراه توضیحات
قبل از هر چیز می بایست بگویم، دیود موجود در مسفت یک دیو داخلی است. آنرا به عنوان یک المان مجزا در نظر نگیرید.
آی سی ۴۰۹۳ دارای ۴ عدد گیت NAND با ورودی هایی است ،که به صورت اشمیت تریگر عمل می کند. ورودی های آن هم می توانند ولتاز های مثبت و هم ولتاژ های منفی باشند. و میزان ولتاژ های ورودی آن دارای محدوده بیشتری از لحاظ حداقل و حداکثر نسبت به ۴۰۱۱ می باشد.
برای تجسم بهتر عملکرد مدار در کنار نقشه مدار، ساختمان داخلی آی سی ۴۰۹۳ را نیز مشاهده می کنید. همانطور که در نقشه مشاهده می کنید تمامی ورودی های آی سی ۴۰۹۳ بجز پایه های ۲ و ۱ به یکدیگر متصل شده اند. و تمامی این ورودی ها به پایه خروجی ۳ که نتیجه ورودی ۱ و ۲ آی سی ۴۰۹۳ است. به صورت مشترک وصل شده اند.
مقاومت ۱ کیلو اهم به همرا پتانسیومتر ۱۰۰ کیلو اهم و خازن ۱۰۳ کار تولید پالس را در اولین گیت آی سی ۴۰۹۳ به عهده دارد. این گیت با توجه به سیم بندی مدار گیت های دیگر را نیز تحت تاثیر قرار می دهد.
با پیچاندن پتانسیومتر نیز می توانید سرعت موتور را کم یا زیاد کنید. در واقع با پیچاندن پتانسیومتر مدار RC را که از حاصلضرب مقاومت ۱ کیلو اهم به همراه پتانسیومتر ۱۰۰ کیلو اهم در خازن۱۰ نانو فاراد ایجادمی شود. را کم و زیاد می کنید. با پیچاندن پتانسیومتر تا انتهای یک سمت سرعت موتور حداکثر و با پیچاندن پتانسیومتر تا انتهای سمت دیگر سرعت آن حداقل می شود تا اینکه به صفر می رسد. البته با وجود مقاومت ۱ کیلو اهم در مدار حتی اگر با پیچاندن پتانسیو متر مقاومت ایجاد شده را به صفر برسانید. مقاومتی که در پایه ۲ موجود است به مقدار حداقل یک کیلواهم خواهد رسید. مقدار فرکانس پالس مربعی ایجاد شده در پایه ۱و ۲ از حاصلضرب مجموع مقاومت یک کیلو اهم و پتانسیومتر ۱۰۰ کیلو اهم در خازن ۱۰ نانو فاراد بدست می اید که این حاصلضرب را در دو حالت برای شما حساب می کنم. البته حالت های زیادی در اثر پیچاندن پتانسیومتر و تغییر مقاومت کل مجموع بدست می آید. که شما نیز به راحتی می توانید این حالت ها را محاسبه کنید.

حالتی را در نظر بگیرید. که پتانسیومتر مقاومت ۱۰۰ کیلو اهم را داشته باشد. در این حالت مجموع دو مقاومت ۱۰۱ کیلو اهم می شود. که حاصلضرب مقاومت ۱۰۱ کیلو اهمی در خازن ۱۰ نانو فارادی معادل ۱۰ به توان،منفی ۳ می شود. برای بدست آوردن فرکانس بایست این حاصلضرب را برعکس کنید که نتیجه معادل یک کیلو هرتز خواهد شد. در حالتی که پتانسیومتر مقدار ۰ را داشته باشد. فرکانس کاری مدار از حاصلضرب،مقاومت ۱ کیلو اهم در خازن ۱۰ نانو فاراد بدست می آید. که این مقدار معادل ۱۰۰ کیلو هرتز می شود. به یاد داشته باشید. که کیلو معادل ۱۰۰۰ و نانو معادل ۱۰ به توان،منفی ۹ می باشد.
با تعویض جای دیود های متصل به پایه های پتانسیومتر می توانید جهت حداکثر و حداقل شدن سرعت را با انتهای پتانسیومتر تنظیم کنید. یعنی اینکه در چه سمت که پتانسیومتر را می پیچانید سرعت زیاد یا کم شود. این دیودها همچنین مکان ورود پالس های مثبت و منفی از پایه ۳ نیز می باشند.
تمامی خروجی های ۴ ، ۱۰ و ۱۱ از آی سی ۴۰۹۳ به یکدیگر مشترک شده. و به گیت مسفت BUZ80 متصل می شوند. زمانیکه در مسفت ولتاژ در گیت از ولتاژ آستانه هدایت که در اینجا Vth نام دارد بیشتر شود. جریانی از سورس به سمت درین خواهیم داشت.
(در واقع در این وضعیت مسفت روشن می شود. در ترانزیستورهای اثر میدان مسفت درین دارای قطبیت مثبت و سورس دارای قطبیت منفی است. به طوریکه اگر ولتمتر در اختیار داشته باشد. می توانید این پایه های را حتی اگر به اطلاعات مربوط به پایه های ترانزیستورهای اثر میدان دسترسی نداشته باشید براحتی پیدا کنید. ولتمتر را در حالت تست دیود قرار دهید. در ترانزیستورهای اثر میدان این درین است که به سورس راه می دهد. و سورس به درین راه نمی دهد. اگر به این مسفت و سمت نوشته های روی آن نیز دقت کنید. اولین پایه از سمت چپ گیت ،دومین پایه درین و پایه سوم سورس خواهد بود. )
همانطور که در نقشه مشاهده می کنید. ،یک سمت موتور به صورت مستقیم به مثبت ولتاژ متصل است. بنابراین موتور برای حرکت احتیاج به زمین دارد. که این زمین،توسط سورس مسفت بر روی درین و از آنجا بر روی یک سمت موتور ایجاد می شود.
در واقع موتور برای حرکت احتیاج به اختلاف پتانسیل دارد. که این اختلاف پتانسیل توسط آی سی ۴۰۹۳ به همراه مسفت BUZ80 در موتور ایجاد می شود. ایجاد این زمین در یک سمت موتور بستگی به فرکانس ایجاد شده در پایه های ۱و ۲ متاثر از خازن و مقاومت خواهد داشت. که این مسئله را نیز به راحتی با قرار دادن مقادیر متفاوتی از خازن و مقاومت براحتی می توانید تجربه کنید.
در مسفت مقدار جریان ایجاد شده با توجه به رابطه ای که در آن نیز حاکم است به سطح ولتاژ ورودی در گیت کاملا وابسته است. هر چه قدر این ولتاژ بیشتر باشد. شدت جریان ایجاد شده نیز بیشتر خواهد بود. در این وضعیت اگر ولتمتر در اختیار داشته باشد. ،و یک سر سیم آنرا به زمین این مدار و سر دیگر آنرا به پایه گیت مسفت متصل کنید. مشاهده می کنید که با پیچاندن پتانسیومتر سطح ولتاژ در این پایه ممکن است. ،کم یا زیاد شود. در سمتی که پتانسیومتر را می پیچانید. و میزان ولتاژ دیده شده در ولتمتر شروع به افزایش می کند. ،در این وضعیت موتور نیزسرعتش زیاد می شود. . همین مطلب را نیز به صورت برعکس می توانید تجربه کنید. در این حالت سرعت موتور رو به کاهش می رود.

برای افزایش جریان، پایه های خروجی ۴،۱۰ و ۱۱ با یکدیگر مشترک شده اند. تا برای تقویت جریان به گیت مسفت احتیاجی به تقویت کننده ای مثل ترانزیستور ها نباشد.
در مسفت ها با توجه به کم بودن مقاومت Rds تلفات حرارتی کمتری را نسبت به ترانزیستورهای BJT خواهیم داشت.

 مدار کنترل pwm موتور dc با آی سی 4093

قطعات مورد نیاز برای حالتیکه از ترانزیستور استفاده می کنید
۱عدد آی سی ۴۰۹۳ ۱عدد پتانسیومتر ۵۰ کیلو اهم
۱عدد مقاومت ۱ کیلو اهم
۱عدد مقاومت ۱۰۰ اهم
۲عدد ترانزیستورC1815
2عدد دیود ۱N4148
1عدد دیود ۱N4007
1 عدد خازن ۱۰۰ نانو فاراد
۱ عدد موتور DC بسته به نیاز ۵ تا ۱۲ ولت
۱ عدد خازن ۱۰۰ میکرو فاراد
۱ عدد خازن ۱۰ نانو فاراد

نقشه مدار به همرا توضیحات
در این نقشه مانند حالت قبل کار تولید پالس را مقاومت های یک کیلو و پتانسیومتر صد کیلو اهم و خازن ۱۰ نانو فاراد به عهده دارند. پایه ۳ نیز مانند حالت قبل به پایه های ورودی ۵ و ۶ گیت دوم NAND از آی سی ۴۰۹۳ متصل می باشد. و خروجی ۴ آی سی ۴۰۹۳ با یک مقاومت ۱۰۰اهم،به بیس ترانزیستور C1815 متصل است. در این مدار به جای مسفت از ترانزیستورهای BJT استفاده شده است. در این حالت نیز مانند حالت قبل یک سر موتور به مثبت ولتاژ متصل است. وجهت حرکت موتور احتیاج به زمین داریم. ،که این زمین در سر دیگر موتور و از طریق دو عدد ترانزیستور موجود در مدار ایجاد می شود. ترانزیستورها همانطور که مشاهده می کنید به صورت دارلینگتون بسته می شوند.

دراین حالت مقدار جریان ایجاد شده در کلکتور ترانزیستور جهت حرکت موتور بیشتر می شود. ،و همچنین موتور با کو چکترین تحریک بیس ترانزیستور رو شن خواهد شد. اگر ولتمتر در اختیار داشته باشد می توانید نکات جالبی را مشاهده کنید. به طور مثال زمانیکه پتانسیومتر را در یک سمت تا انته می پیچانید. و موتور خاموش می شود. اگر ولتاژ موجود در پایه ۳ آی سی ۴۰۹۳ را اندازه بگیرید مقدار آن نزدیک به مقدار مثبت منبع تغذیه است. اگر تغذیه شما به طور مثال ۵ ولت باشد. در این حالت،پایه ۳ ولتاژ ۵ ولت را نشان می دهد. این پایه به پایه های ۵ و ۶ که هر دو، وردودی های دومین گیت NAND موجود در این آی سی هستند. مطابق نقشه اتصال دارد. بنابراین با توجه به اینکه گیت NAND تنها زمانی خروجی آن صفر می شود که هر دو ورودی آن یک باشد. در این حالت خروجی ۴ مقدار صفر را دارد. وترانزیستور همچنان خاموش است.

 مدار کنترل pwm موتور dc با آی سی 4093

مطالب مرتبط:
موتور گیربکس دار، قطعه ای پرکاربرد در پروژه ها
یك موتور سریع تر
موتور های بدون جاروبک یا سه فاز (brushless)
ترانزیستور
پتانسیومتر

منبع: roboeq


درایور دو موتور پله ای با میکروکنترلر PIC


سخت افزار و نرم افزار به کار رفته در کنترل دو موتور پله ای را که برای روبوت های با درایور دیفرانسیلی , مناسب می باشند را شرح می دهد.


بازدید :


زمان تقریبی مطالعه :


تاریخ :

مرکز یادگیری تبیان – محبوبه همت

درایور دو موتور پله ای با میکروکنترلر pic

مقدمه:
این مقاله سخت افزار و نرم افزار به کار رفته در کنترل دو موتور پله ای را که برای روبوت های با درایور دیفرانسیلی، مناسب می باشند را شرح می دهد. این مدار دو کلمه دو بیتی را می پذیرد تا به هر یک از موتورها فرامین حرکت به جلو، عقب، تثبیت موقعیت و سکون را دهد. همچنین هرگاه یک پله(گام) شکل گرفت (طی شد)، یک سیگنال خروجی ایجاد می کند.این مدار طرحی مناسب می باشد که با آن می توان تحریک سیم پیچ، سرعت موتور، شکل “کلمه کنترل ” وسایر پارامترهای موتورهای تک قطبی و دو قطبی مبتنی بر میکروکنترلر را اصلاح کرد. نرم افزار آن نیز، به زبان های C و Assembly تهیه شده است.

مدار سخت افزار
مدار مذکور شامل سه آی سی است:
PIC16F84 وهمچنین دو درایور پل  H،L293D برای موتورهای پله ای دوقطبی(شکل پایین) یا دو ULN2803 برای موتور پله ای های تک قطبی. سوای منابع تغذیه، قطعات مدار تنها به: نوسانساز ۴MHz، یک مقاومت بالاکش ۱۰ کیلو اهم و چند کانکتور محدود می شود. در این طرح یک بسته ۶ تایی از باتری های ۱٫۲ ولتی،که اختلاف پتانسیل ۷٫۲ ولت تولید می کنند به طور خطی تنظیم(رگوله) می شوند تا تغذیه منطقی ۵ ولتی را تامین نمایند. افت ولتاژ ترانزیستورهای دوقطبی درایور، به ولتاژ ۷٫۲ ولت اجازه نمی دهد موتور را بیش از توان آن درایو کند.

” کلمه کنترل” به دو کلمه کنترل ۲ بیتی شکسته شده است:
دوبیت با ارزش تر که بیتهای ۲و۳ از PORTA هستند، موتور سمت چپ را کنترل نموده و دو بیت کم ارزش تر یعنی بیت های ۰،۱ از PORTA موتور سمت راست را کنترل می کنند. برای این مقادیر: ۰۰،۰۱،۱۰،۱۱، کلمه کنترل به موتورها به ترتیب فرامین:جلو،عقب، تثبیت موقعیت و سکون را می دهد. این ترتیب را می توان به سادگی عوض کرد(نرم افزار پایین را ببینید)

بنا به مدار طراحی شده, امکان کنترل سرعت موتور فراهم شده است.بخصوص این که به پالس های کنترلی متناوب برای پیشبرد موتورها نیازی نیست. به علاوه هنگامی که یک گام(پله) طی شد، مداریک سیگنال خروجی در بیت ۴ از PORTA تولید می کند.کنترل کننده اصلی می تواند این سیگنال را بازبینی کند تا هنگامی که کلمه کنترل بایستی تغییر کند را مشخص کند.
به عنوان مثال برای اینکه فاصله معینی به جلو حرکت نماید، پردازنده اصلی، تعداد گام های لازم برای دستیابی به این هدف را محاسبه نموده و به این ترتیب فرمان رو به جلو را به موتور صادر می کند. وقتی که تعداد گام های لازم طی شد، کلمه کنترل می تواند به وضعیت ایست تغییر کند یا مجددا حرکت نماید. در اکثر پردازنده ها عمل شمردن گام ها(پله ها) را می توان به یک فعالیت در پس زمینه موکول کرد تا این امر در هر زمان وبدون دخالت کاربر صورت گیرد.

نرم افزار
دو نسخه از نرم افزار موجود است.این یکی در C2C که نسخه ای خاص از زبان C است و دیگری در زبان اسمبلی که با کمک چند ماکرو ساختارهای برنامه نویسی سطح بالا ایجاد می کند.
برنامه اصلی به سادگی و به تناوب،PORTA را جهت یافتن تغییر در کلمه کنترل می خواند. این فرایند هر از چند گاهی هنگامی که موتور به یک تحریک جدید نیاز داشته باشد توسط وقفه TMR0 متوقف می شود.چون تحریک موتور دوره ای است، کنترل موتور در پس زمینه اجرا می شود.

نرم افزار موجود به ما اجازه تغییرات ساده ای در تحریک سیم پیچی موتور، کلمه کنترل و سرعت موتور را می دهد. بدین ترتیب می توان به سادگی جدول تحریک را از لحاظ اندازه و محتوی برای نیم پله اصلاح کرد.کلمات کنترل تنها یک شمارش(از صفر تا چهار) هستند.بنابراین می توانیم ترتیب آنها را انتخاب کرده و در صورت لزوم، عوض نمود.با تغییر مقدار اولیه TMR0 می توان سرعت را در مبنای دو تغییر داد. تغییرات بهتر با ایجاد تغییر در مقدار اولیه TMR0 به دست می آیند.

این خطوط شبه کد نرم افزار هستند:
Constants
EXCITATION_TABLE_SIZE = 4   // number of excitations in sequence     
TMR0_CNT_UP           = ۱۰۰ // ۲۵۶ – duration (motor speed)
// Motor states
RIGHT_FORWARD  = ۰          // These can be re-ordered
RIGHT_BACKWARD = 1
RIGHT_HOLD     = ۲
RIGHT_IDLE     = ۳
LEFT_FORWARD   = ۰           // Above states shifted 2 bits left (multiplied by 4)
LEFT_BACKWARD  = ۴      
LEFT_HOLD      = ۸ 
LEFT_IDLE      = ۱۲
GlobalVariables
leftExcitationCntr          // current left motor excitation number
rightExcitationCntr         // current right motor excitation number
motorState                   // ۴ bit function word for both motors
excitations[] = {11000000b, // Excitation table – if the table is changed in size,
                 ۰۱۱۰۰۰۰۰b, // then the EXCITATION_TABLE_SIZE constant
                 ۰۰۱۱۰۰۰۰b, // must be changed
                 ۱۰۰۱۰۰۰۰b}
Functions
motorISR // Motor Interrupt Service Routine
   // Modifies global variables leftExcitationCntr and rightExcitationCntr as a function of motorState. 
   // It uses these counters as indices to read the motor excitation from the table and outputs it to PORTB.
   LocalVariables leftExcitation, rightExcitation
   if (motorState is RIGHT_FORWARD)
      if (rightExcitationCntr = EXCITATION_TABLE_SIZE-1)
         rightExcitationCntr = 0
      else
         increment rightExcitationCntr
      rightExcitation = excitations[rightExcitationCntr]
   else if (motorState is RIGHT_BACKWARD)
      if (rightExcitationCntr = 0)
         rightExcitationCntr = EXCITATION_TABLE_SIZE-1
      else
         decrement rightExcitationCntr
      rightExcitation = excitations[rightExcitationCntr]      
   else if (motorState is RIGHT_HOLD)
      rightExcitation = excitations[rightExcitationCntr]
   else // RIGHT_IDLE
      rightExcitation = 0
   shift rightExcitation 4 bits right
   if (motorState is LEFT_FORWARD)
      if (leftExcitationCntr = EXCITATION_TABLE_SIZE-1)
         leftExcitationCntr = 0
      else
         increment leftExcitationCntr
      leftExcitation = excitations[leftExcitationCntr]       
   else if (motorState is LEFT_BACKWARD)
      if (leftExcitationCntr = 0)
         leftExcitationCntr = EXCITATION_TABLE_SIZE-1
      else
         decrement leftExcitationCntr
      leftExcitation = excitations[leftExcitationCntr]           
   else if (motorState is LEFT_HOLD)
      leftExcitation = excitations[leftExcitationCntr]     
   else
      leftExcitation = 0
   PORTB = leftExcitation + rightExcitation
end motorISR
interrupt  // Main interrupt service routine gets control when TMR0 overflows
   if (TMR0 overflowed causing an interrupt)
      bit 4 of PORTA = 1         // signal motor step on
      call motorISR              // call motor interrupt service routine
      bit 4 of PORTA = 0         // signal motor step off
      TMR0 = TMR0_CNT_UP;        // reset TMR0 to proper count
end interrupt
main
   set TMR0 prescaler = 64     // divides clock by value set
   bit 4 of PORTA = 0           // signal motor step off
   leftExcitationCntr  = ۰
   rightExcitationCntr = 0
   TMR0 =  TMR0_CNT_UP;
   enable TMR0 interrupts
   while (1)                    // continuously update motorState (and wait
      motorState = PORTA        //   for a TMR0 interrupt)
end main
جمع بندی:
یک درایور معمولی موتور پله ای (هر چند ناقص) که مبتنی بر میکروکنترلر بود، طراحی شده و با موفقیت ساخته شد.از آنجا که تنها ۱۲۴ تا از ۱۰۲۴ کلمه حافظه PIC16F84 استفاده شد(در زبان اسمبلی)، می توان خواصی نظیر افزایش سرعت و کاهش سرعت را نیز به آن اضافه نمود.همه ۱۳ خط ورودی/خروجی در طرح حاضر استفاده شدند، بنابراین سیگنال های کنترلی خارجی اضافه بر این, به یک ارتقا در میکروکنترلرPIC شما نیازمندند.با PIC16F876 که دارای امکاناتی همچون “مدولاسیون پهنای پالس  ” و تبدیل آنالوگ به دیجیتال است، ممکن است بتوانید درایو برشگر طراحی نمایید. 

مطالب مرتبط:
اختلاف پتانسیل الکتریکی
اختلاف پتانسیل (نورون ها)
مدار متوالی و مدار موازی
منبع: roboeq


1 2