در این مطلب درباره یک مدار برای تشخیص عبور از صفر ( zero cross detection ) صحبت می کنیم.
اگه ما در پروژمون نیاز داشته باشیم که بدونیم شکل موج ولتاژ، مثلا برق شهر دقیقا در چه لحظه ای از صفر عبور می کنه ، می تونیم از این مدار کوچک استفاده کنیم. اساس کار اینجوریه که ما پایه های مربوط به led داخلی اپتوکوپلرهای ترانزیستوری مثل cny17 رو سر و ته به هم وصل می کنیم و این ترکیب رو با یک مقاومت مناسب سری می کنیم. حالا اگه یه سیگنال متناوب به دو سر این مدار وصل کنیم، هر بار که شکل موج از صفر عبور می کنه ، ترانزیستور موجود در سمت دیگه آی سی ها در همون لحظه یه مدت کوتاه خاموش می شه و ولتاژ Vcc به خروجی ارسال می شه. البته راههای دیگه ای هم برای تشخیص عبور از صفر وجود داره و این فقط یکی از اونهاست.

zero cross
zero cross detection circuit

اما نکات مهم:
ابتدا با در نظر گرفتن اینکه سیگنال مورد نظر در واقع همون برق 220 ولت متناوب هست، راهی لازمه که از اون نمونه برداری کنیم. چرا که led های این اپتوکوپلرها می تونند جریان محدودی رو ازخودشون عبور بدن و ولتاژ 220 ولت خیلی زیاده و اگر هم با مقاومت سری جریان رو محدود کنیم با یه محاسبه ساده متوجه می شیم که این مقاومت باید توتن بسیار بالایی رو تحمل کنه و اهم بالایی هم داشته باشه. بنابراین راه ساده تر استفاده از یه ترانس به عنوان مبدل ولتاژه. این کار باعث می شه آی سی ها آسیب نبینن و در ضمن باعث ایزولاسیون و ایمن شدن مدار از ولتاژ بالا می شه. نکته دیگه اینه که وقتی از یه ترانس به عنوان نمونه بردار استفاده می کنید، دیگه اون رو برای تغذیه مدار و ایجاد Vcc به کار نبرید. چونکه شکل موجش به هم می ریزه و دچار اعوجاج می شه و کارتون رو مختل می کنه.
یکی از کاربردهای این مدار ساخت دیمر دیجیتال هست که در آینده معرفی خواهد شد.

احتمالا تا حالا براتون پیش اومده که مدارتون نیاز به تغذیه دوبل داشته باشه ، اما شما ترجیح بدین که از تغذیه ساده استفاده کنین. این مساله به خصوص در مدارات مربوط به اپ امپ زیاد پیش میاد. چون خیلی از مدارهای مربوط به اپ امپ نیاز به سه ترمینال تغذیه مثبت و منفی و زمین دارند. مثل بعضی تقویت کننده ها، اسیلاتورها و مولد موج شکل موج مربعی.
دیمر مداری هست که با برش زدن ولتاژ سینوسی منبع در زمان مشخص شده در هم نیم سیکل فقط بخشی از توان رو به بار انتقال می ده.
برای رفع این مشکل یک راه حل ساده وجود داره به نام virtual ground یا همون زمین مجازی. در این ترفند کافیه مدار زیر رو ببندید.

virtual ground

عملکرد مدار خیلی ساده س. کافیه با دو تا مقاومت R1 و R2 یک مدار تقسیم ولتاژ درست کنیم و سر وسط رو به ورودی مثبت اپ امپ متصل کنیم. خروجی و پایه ورودی منفی اپ امپ رو هم به هم وصل می کنیم و در واقع با این کار از اپ امپ به صورت بافر استفاده می شه و ولتاژی که در خروجی ظاهر می شه برابر ولتاژ پایه ورودی مثبت اپ امپ خواهد بود.

به این ترتیب می تونیم از این پایه به عنوان زمین مدار استفاده کنیم و از GND به عنوان سر منفی تغذیه و از VCC به عنوان سر مثبت تغذیه.

اگه زمین مجازی رو برای استفاده در یک مدار که توش اپ امپ به کار رفته لازم داشته باشیم، به راحتی می تونیم از یک آی سی اپ امپ 2 تایی یا 4 تایی استفاده کنیم و یکی از اپ امپها رو به ایجاد زمین مجازی اختصاص بدیم.

نوسان سازهایی که فرکانسشون با تغییر دادن یک ولتاژ قابل کنترل هست VCO نامیده می شن. این مدارها کاربردهای مختلفی دارند. مثلا توی فانکشن ژنراتورها، مدارات سینتی سایزر، تجهیزات ارتباطی و در PLL ها. مداری که اینجا معرفی می شه یه VCO ساده است که با آی سی معروف 555 ساخته شده. همون طور که در شکل مشخصه ولتاژ کنترل از سر وسط یک پتانسیومتر به پایه شماره 5 اعمال شده. البته این کار رو می شه بدون استفاده از پتانسیومتر و با اعمال مستقیم ولتاژ دلخواه که باید کمتر از ولتاژ تغذیه آی سی 555 باشه انجام داد.

555 vco


شکل موج خروجی که از پایه 3 گرفته می شه مربعی هست و ولتاژ خروجی بین 0 و ولتاژ تغذیه Vcc تغییر می کنه. البته لازم به ذکره که این مدار خیلی ساده است و با تغییر ولتاژ کنترل، دیوتی سایکل خروجی هم کم و زیاد می شه. محدوده فرکانس خروجی در این مدار از 2 تا 9 کیلوهرتز هست و در خارج از این محدوده شکل موج دچار اعوجاج زیادی می شه. برای تغییر این محدوده می شه مقاومت R1 و یا خازن C1 رو کم یا زیاد کرد. با زیاد کردن مقدار این مقاومت یا خازن فرکانس کاهش پیدا می کنه و با کم کردن اون فرکانس افزایش پیدا می کنه.
نکته مهم درباره این مدار خازن C2 هست که وظیفه داره نویزهای احتمالی رو حذف کنه و اجازه نده که با تغییر ناگهانی در ولتاژ کنترل، فرکانس خروجیمون جهش ناگهانی داشته باشه و یا شکل موج خروجی از مربعی خالص در بیاد.

Standby UPS

در راستای مجموعه آموزشهای کوتاه کاراکیت درباره UPS ها امروز اولین توپولوژی رایج رو مورد بررسی قرار می دیم که یو پی اس آفلاین یا Standby نامیده می شه.
این نوع از UPS ها به این علت standby نامیده می شن که در حالت عادی برق شهر رو فیلتر می کنند و جلوی جهش های ناگهانی برق رو می گیرند و به مصرف کننده تحویل می دن و تنها در صورتی که برق شهر به هر علتی قطع بشه با استفاده از باتری و اینورتر inverter برق متناوب رو برای مصرف کننده تامین می کنند.

شمای کلی این طراحی رو می تونید در شکل زیر ببینید:

standby ups

دستگاه های standby ارزان ترین نوع UPS هستند و معمولا برای مصارف خانگی سبک استفاده می شن که مصرف پایینی در حدود کمتر از 1KVA دارند، مثل کامپیوترهای خانگی. با توجه به اینکه اینورتر این دستگاه ها فقط موقع قطع برق کار می کنه بازده خیلی بالاتری نسبت به سایر انواع دارند و دقیقا به همین علت بازدهی بالا، در مصارفی که زمان تخلیه باتری ها مهم هست و توان مصرفی هم خیلی بالاست، از UPS های Standby توان بالای خاص استفاده می شه، مثلا برای محافظت از دیتاسنترها. در واقع در چنین مصارفی UPS هم برای محافظت دستگاه ها در برابر نوسانات ناگهانی برق شهر و هم برای جلوگیری از قطع برق تغذیه به کار می ره و در مواردی ممکنه تا 20MVA رو هم تامین کنه.

دستگاه های standby به علت تفاوت ساختار با دستگاه های Online، گاهی اوقات offline هم نامیده می شن. نقطه ضعف بزرگ UPS های standby یا offline اینه که با قطع برق شهر، زمان کوتاهی طول می کشه که خروجی اینورتر رو به مصرف کننده وصل کنند و این برای سیستمهای حساس نقص بزرگی محسوب می شه و به همین علت هست که چنین UPS هایی برای کارهای معمولی که خیلی حساس نیستند به کار می رن.

Online UPS or Double Conversion UPS

در ادامه معرفی توپولوژی های رایج UPS توسط کاراکیت، این بار قصد داریم به یکی از معروفترین ها بپردازیم به نام یو پی اس آنلاین یا Online UPS که اسم دیگه ش هم Double Conversion UPS هست.

یو پی اس های Double Conversion یا آنلاین متداول ترین نوع یو پی اس بالای 10 کیلو ولت آمپر هستند. بلوک دیاگرام یو پی اس آنلاین double-conversion در شکل زیر شرح داده شده. طراحی این دستگاه ها شباهت زیادی به طراحی دستگاه های Standby داره، به جز این مورد که مسیر اولیه جریان به جای برق AC شهری، از اینورتر عبور می کنه.

online double conversion ups

در طراحی این نوع یو پی اس ، قطعی ورودی AC باعث فعال شدن سوییچ انتقال نمی شه، چرا که ورودی AC باتری پشتیبان رو شارژ می کنه که اون هم توان اینورتر خروجی رو تامین می کنه. بنابراین وقتی جریان ورودی AC قطع شد، عملیات های آنلاین بدون هیچ زمان انتقالی به کار خودشون ادامه خواهند داد و دقیقا به همین علت به یو پی اس آنلاین معروف شدند. هم شارژر باتری و هم اینورتر در این طراحی در تبدیل ولتاژ نقش دارند.

این یوپی اس راندمان الکتریکی خروجی نزدیک به ایده الی رو فراهم می کنه. اما در برابر سایر طراحی ها استهلاک مداوم قطعات توان بالا قابلیت اطمینان رو کاهش می ده. هم چنین جریان ورودی کشیده شده به وسیله شارژر بزرگ باتری ممکنه غیرخطی باشه که می تونه با سیم کشی برق ساختمان تداخل پیدا کنه و یا باعث مشکلاتی برای ژنراتورهای آماده به کار بشه.

امیدواریم این مطلب هم مورد استفاده شما قرار گرفته باشه. در صورتی که مایل باشید می تونید به صفحات مربوط به سایر طراحی های یو پی اس در کاراکیت هم سر بزنید.

Line Interactive UPS

در ادامه مجموعه آموزشهای کوتاه کاراکیت درباره UPS ها امروز یکی دیگه از توپولوژی های رایج رو مورد بررسی قرار می دیم.
منبع تغذیه بدون وقفه یا یو پی اس line interactive که در شکل زیر نمایش داده شده، از رایج ترین طراحی های مورد استفاده در کسب و کارهای کوچک، شبکه و سرورهای اداری محسوب می شه. در این طراحی مبدل برق باتری به برق AC (اینورتر) همیشه به خروجی یو پی اس متصل هست و وقتی که برق ورودی AC نرمال باشه، اینورتر به صورت معکوس شارژ باتری رو فراهم می کنه.

Line Interactive UPS

اما وقتی که برق ورودی دچار مشکل شد، کلید انتقال باز و برق از باتری به خروجی UPS جریان پیدا می کنه. با توجه به اینکه در این طراحی اینورتر همیشه روشن و به خروجی متصل هست، در مقایسه با UPS مدل standby فیلترینگ اضافی فراهم شده و نواسانات گذرای کلیدزنی کاهش پیدا کرده.

به علاوه، یو پی اس line interactive معمولا شامل یک ترانسفورماتور tap-changing هست. با تغییرات ولتاژ ورودی این ترانسفورماتور با تغییر دادن ضریب تقویت یا تضعیف باعث تنظیم ولتاژ می شه. وقتی که کاهش ولتاژ وجود داشته باشه، تنظیم ولتاژ یک ویژگی مهم محسوب می شه، در غیر این صورت ولتاژ پایین در یوپی اس به باتری منتقل و درنهایت باعث خاموش شدن مصرف کننده می شه.

این استفاده مکرر از باتری می تونه باعث خرابی زودتر ازموعد باتری بشه. با این وجود، می شه اینورتر رو به گونه ای طراحی کرد که هنگامی که باتری قطع شد به برق اجازه بده که ازمسیر AC به خروجی بره و به طور موثر دو مسیر مستقل برق رو فراهم کنه.

در مجموع راندمان بالا ، قیمت پایین ، ضریب اطمینان بالا و توانایی اصلاح ولتاژ نامناسب ورودی ، این طراحی رو در توان های 1.5KVA تا 5KVA نسبت به سایر طراحی ها متداول تر کرده .

UPS چیست؟

بدون دیدگاه

در حال حاضر برای جلوگیری از خاموش شدن ناگهانی دستگاهها در اثر قطع برق و آسیب دیدن اونها از دستگاه های UPS به طور گسترده در انواع مصارف استفاده می شه. UPS دستگاهی هست که می تونه برق متناوب مورد نیاز دستگاه ها رو از طریق باتری و تبدیل اون به برق متناوب با ولتاژ و فرکانس مناسب تامین کنه.

پارامترهای مختلفی در توصیف یک UPS دخیل هستند. مثلا با توجه به توانی که مصرف کننده لازم داره، UPS هم باید بتونه بیشتر از توان مصرفی رو تامین کنه. مثلا اگه شما یک سرور دارید که با لوازم جانبی مثل سوییچ ها ممکنه تا 2KVA مصرف کنه، باید یک UPS با قابلیت تامین 3KVA خریداری کنید. اما زمانی که UPS می تونه برق مصرف کننده رو موقع قطع برق تامین کنه بستگی مستقیم به ظرفیت باتری ها داره. این ظرفیت با آمپر ساعت یا Ah مشخص می شه. مثلا اگه دستگاه UPS به 6 تا باتری 12 ولت و 40 آمپر ساعت وصل باشه و مصرف کننده شما به طور متوسط 2KVA مصرف کنه ، UPS شما می تونه حداکثر تا 1 ساعت و 26 دقیقه مصرف کننده ها رو روشن نگه داره.

UPS

دستگاه های UPS رو می شه بر حسب عوامل مختلف دسته بندی کرد. مثلا بر حسب مورد استفاده می تونیم مصارف خانگی، اداری، بیمارستانی، نظامی و … رو نام ببریم.

همین طور بر اساس میزان توانی که می تونند تامین کنند قابل دسته بندی هستند.

اما چیزی که در این مطلب قصد داریم در موردش صحبت کنیم انواع طراحی UPS هست.

UPS طراحی های مختلف

UPS ها بر حسب مورد استفاده، قیمت و توانی که می تونند تامین کنند با فناوری ها و طراحی های مختلف تولید می شن.
فهرستی از طراحی های رایج UPS رو در زیر مشاهده می کنید:

Standby UPS
double-conversion Online UPS
Line Interactive UPS
Ferroresonant Standby UPS


در جلسات بعدی این چند طراحی شناخته شده رو معرفی و تفاوت هاشون رو بررسی می کنیم.

آپدیت کردن فایلهای مورد نیاز سیستم عامل Raspbian یا Raspberry Pi Desktop کار ساده ای هست کافیه یک پنجره ترمینال باز کنید و اول دستور زیر رو توش بنویسید:

sudo apt update

چند دقیقه طول می کشه که فایلهای مورد نیاز دانلود بشه. بعد از پایان دانلود دستور زیر رو وارد می کنیم:

sudo apt dist-upgrade

حالا فایلهای دانلود شده نصب می شند که این خودش بازم چند دقیقه طول می کشه. وقتی نصب فایلها تموم شد دستور زیر رو تایپ و اجرا می کنیم تا فایلهایی که دیگه نیازی به اونها نیست پاک بشند:

sudo apt clean

دیگه می تونید سیستم عامل رو ری استارت کنید همون طور که دیدید آپدیت کردن سیستم عامل رزبری خیلی راحت بود!

نصب Raspbery Pi Desktop

بدون دیدگاه

حتما اطلاع دارید که سیستم عامل Raspbian به Raspbery Pi Desktop تغییر نام پیدا کرده. در این مطلب قصد داریم که مراحل نصب این سیستم عامل رو روی Raspberry Pi 4 آموزش بدیم.

برای نصب سیستم عامل و استفاده از رزبری پای باید رزبری پای، حافظه micro sd با سایز مناسب ، منبع تغذیه 5 ولت با جریان خروجی حداقل 3.5 آمپر و کانکتور USB-C ، هیت سینک مخصوص رزبری پای، کابل HDMI با کانکتور micro HDMI، نمایشگر مناسب با ورودی HDMI و تبدیل micro sd به USB تهیه کرده باشید.

قبل از هر چیز لازمه که نرم افزار Raspberry Pi Imager رو دانلود و روی کامپیوترتون نصب کنید.

بعد از این مرحله باید سیستم عامل Raspberry Pi Desktop رو با نسخه مورد نظرتون دانلود کنید. وقتی دانلود تموم شد محتویات فایل ZIP رو استخراج کنید.

raspberry pi desktop

حالا حافظه micro sd رو به تبدیل وصل کنید و تبدیل رو به کانکتور USB کامپیوترتون متصل کنید. یادتون باشه که اگه این چیزی روی این حافظه داشته باشید موقع کپی سیستم عامل فرمت میشه و دیگه به اطلاعاتش دسترسی نخواهید داشت.

نرم افزار Raspberri Pi Imager رو اجرا کنید تا صفحه زیر باز بشه.

raspberry pi imager

روی دکمه CHOOSE OS کلیک کنید و با استفاده از گزینه USE CUSTOM سیستم عاملی رو که دانلود کردید انتخاب کنید. دقت کنید که اگه گزینه های دیگه رو انتخاب کنید کل پروسه دانلود دوباره تکرار می شه.

بعد از انتخاب سیستم عامل روی دکمه CHOOSE SD CARD کلیک و حافظه micro sd رو که به کامپیوتر وصل کردید انتخاب کنید. با این کار دکمه WRITE فعال می شه و باید روش کلیک کنید. دیگه باید چند دقیقه ای صبر کنید تا سیستم عامل به حافظه منتقل بشه.

وقتی فرایند انتقال تموم شد می تونید حافظه رو به برد رزبری تون وصل کنید و شروع به کار کنید.

نکته: اگه به هر دلیلی نمی خواید از Raspberry Pi Imager استفاده کنید نرم افزارهای مناسب دیگه هم وجود دارند مثل balenaetcher که کار کردن با اونها هم بسیار ساده است.

ساختن فرم در WORD

بدون دیدگاه

روی نوار بالای نرم افزار کلیک راست کنید , بعد گزینه customize the ribbon  را انتخاب نمایید:

در پنجره ای که باز می شود طبق شکل زیر گزینه Developer را انتخاب نموده و روی دکمه ok کلیک کنید.

حالا باید در منوهای بالای نرم افزار گزینه developer اضافه شده باشد.

ابتدا مثل هر سند word دیگری که تا حالا ایجاد کرده اید اطلاعات اولیه را در ابتدای صفحه وارد کنید.

سپس یک جدول با ابعاد دلخواه ایجاد نمایید. البته لازم نیست نگران تعداد سطرها باشید چون بعدا می توانیم تعداد سطرها را زیاد کنیم. برای مثال در اینجا جدولی ایجاد می کنیم که نام پروژه و هدف از تعریف آن و مدیر پروژه و تاریخ شروع و مهلت انجام آن را نمایش دهد:

برای تغییر ظاهر جدول می توانید ابتدا روی یکی از خانه های جدول کلیک کنید و بعد از منوی Design طرح مورد نظرتان را انتخاب نمایید.

روی منوی developers کلیک کنید تا بتوانید از مولفه های مناسب در فرمتان استفاده کنید. در ابتدا روی خانه جلوی نام پروژه کلیک کنید تا انتخاب شود و بعد plain text content control را انتخاب کنید. با این کار می توان نام پروژه را در فرم وارد نمود.