شرح توضيحي دارات التحويل التيار

دارات التحويل التيار

تنقسم دارات التحويل إلى أربع أنواع وهي:

1- دارات التحويل من تيار متناوب إلى تيار متناوب ( أعلى أو أخفض )
من تيار المصدر( تيار الدخل ) واسمها العالمي

( AC-AC Converter )

2-دارات التحويل من تيار متناوب إلى تيار مستمر ( أعلى أو أخفض )
من تيار المصدر واسمها العالمي
( AC-DC Converter )

3- دارات التحويل من تيار مستمر إلى تيار متناوب ( أعلى أو أخفض ) من تيار
المصدر واسمها العالمي

( DC-AC Converter )

4- دارات التحويل من تيار مستمر إلى تيار
مستمر ( أعلى أو أخفض ) من تيار المصدر واسمها العالمي
( DC-DC Converter )
ويعتبر
المحول هو السيد في هذا النوع من الدارات .
وسنتناول كل نوع على حدا
وسنغطيه بالشكل المناسب إن شاء الله .

1- دارات تحويل من تيار
متناوب إلى تيار متناوب
( AC-AC Converter )

تقوم هذه
الدارات على التحويل من تيار متناوب إلى تيار متناوب إما أخفض أو أعلى من تيار المصدر وأبسط هذا الأنواع من هذه
الدارات هي المحول حيث أنه يقوم على تحويل التيار من قيمة
لأخرى وأحيانا لا يقوم على تغيير أي شيء بقيمة التيار أو الجهد ويسمى عندها بالمحول العازل ولو أردنا
أن يقوم على رفع قيمة الخرج أكثر من قيمة الدخل فيجب
علينا أن نلف الملف الثانوي بعدد لفات أعلى من الملف الابتدائي ولو أردنا
أن نجعل المحول يقوم على تخفيض التيار نقوم على تقليل عدد لفات الملف
الثانوي عن الابتدائي ولو أردنا أن لايكون هناك أي تغيير بالجهد أو التيار
بالخرج بحيث يكون مطابقا بالقيمة للدخل نقوم على لف الملفين الابتدائي
والثانوي بنفس عدد اللفات وهكذا مبدأ عمل المحول ذو القلب الحديدي ( الذي
يستخدم فيه شرائح من الحديد المطاوع والفيرايت
).
ولنفهم المحول بشكل
أكثر لابد لنا من أن نطبق عليه بعض التجارب حتى نتقرب منه أكثر ونفهم عمله بالشكل
الصحيح

المحول: إن المحول عبارة عن ملفين أو عدة ملفات ملتفة على نواة واحدة
وسواء كانت تلك النواة من الحديد المطاوع أو الفيرايت
فللمحول نفس المبدأ بالعمل ويتلخص ذلك كما يلي:
سئل أحدهم المحول عن حاله فأجاب بصحة جيدة والحمد لله وعندما سأله ( كيف عملك )
قال أنا مثل أي شيء لا أعمل حتى يقدم لي طاقة وبالسؤال عن تلك الطاقة
قال :الطاقة اللازمة
لتشغيلي ليست مهمة إن كانت ذات تيار عالي وجهد منخفض أو جهد عالي وتيار منخفض
المهم طاقة .
وقال السائل ( يعني لو
وضعنا بطارية على مدخلك فهل تعمل ) فضحك المحول وأجابه يا صديقي أنا صاحب مزاج سيئ ولا
أحب العمل إلا بشروط
( رد السائل كيف بشروط وقد قلت منذ قليل أنك بحاجة لطاقة فقط لكي تعمل بها ) قال المحول :إن الأمر بسيط فأنا لا أعمل بالتيار المستمر ( طيب ليه
أجاب السائل
)
فقال المحول يا سيدي
قد تخاصمنا منذ زمن بعيد وحلفت يمين الطلاق أن لن أتعامل
مع التيار المستمر ( قال السائل : ماشي ألا يوجد طريقة نصالحكم مع بعضكم )
قال المحول :يا صديقي
لا تعذبني و لا تعذب نفسك فاليمين لا يمكن إفتائه لأنه
بالثلاثة ( فكر السائل وقال سأجد طريقة أصلح الحال فيما بينهم )
وباليوم التالي جاء
صاحبنا السائل إلى المحول وقال له ما رأيك لو تعاملت مع التيار المستمر ) واشتعل
غضب المحول وصرخ بوجه السائل
قد قلت لك أنني لا
أستطيع التعامل معه ( فضحك السائل وقال للمحول هدئ من روعك
فما قلت ذلك عبثا ولكني جئتك بالحل ) فتعجب المحول وقال للسائل كيف
( فأجاب السائل ما
رأيك لو قطًعنا التيار المستمر وجائك التيار المستمر بشكل متقطع أي لا هو مستمر
ولا هو متناوب فما رأيك بذلك )
وهنا طار المحول من
الفرحة وقال الحمد لله حلت المشكلة و سريعا ما استفاق على
صدمة وقال للسائل و كيف ستقطع التيار المستمر أي هل تستطيع أن تقطع التيار المستمر
فضحك السائل ( وقال
للمحول لا عليك تلك مهمتي )
إذا من ذلك النقاش نسل
أن المحول لا يستجيب عند التيار المستمر ( من أجل يمينه
)
وقد وجد صاحبنا السائل
طريقة لحل تلك المعضلة.

ونستنتج من ذلك أن المحول
لا يعمل إلا عند تغيير بتيار الدخل سواء كان تيار متناوب أو متقطع أو بشكل إشارة
سن منشار أو إشارة صوتية .
يعني لا بد من التغيير
بالدخل حتى نحصل على نتيجة بالخرج ويجب إعتبار هذا الأمر
كقاعدة يجب التقيد بها دائما عند التعامل مع المحول أو الملف
.

وبالعودة لدارتنا وبعد
أن فهمنا آلية عمل المحول سنقوم الآن على معرفة وضع المحول المناسب بالمكان
المناسب .
للمحول ملف ابتدائي
وحيد ولايمكن أن يوجد في محول واحد أكثر من ملف ابتدائي واحد و ويعرف بالنكليزية
بـ ( primary ) ابتدائي أو أولي.
بينما يمكن أن يكون
هناك ملف ثانوي واحد أو أكثر ويعرف بالإنكليزية بـ
( secondary ) ثانوي .
وتعطى معادلة إيجاد
عدد لفات أي ملف سواء بالإبتدائي أو الثانوي من العلاقة العامة التالية :

حيث شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-3bf662aa91

شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-3bf662aa91

:
Vp: تمثل الجهد على الملف الثانوي
.
Ns: وتمثل عدد لفات الملف الثانوي
.
Np: وتمثل عدد لفات الملف الإبتدائي
.

Vs: تمثل الجهد على الملف الإبتدائي

شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-301f1cbc54

شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-301f1cbc54

ويوجد بالأسواق أنواع كثيرة من المحولات تقوم
على تحويل الجهد المتناوب إلى جهد أعلى أو أخفض من جهد المصدر ويوجد أنواع
تسمى بالمحولات العازلة ولاتقوم هذه الأنواع على التلاعب بقيمة الخرج
بالنسبة للدخل يعني الإشارة تخرج كما تدخل ولكن معكوسة القطبية فقط .
كما أنه تم الاتفاق
على تصميم محولات تعمل على تحويل الجهد ضمن القيم المشهورة
وتسمى بالمحولات العالمية أو المشهورة كونها تحمل قيم للخرج متطابقة
وأغلب التطبيقات التي تعمل على الجهود المشهورة وهي
( 1.5-3-4.5-6-7.5-9-12-16-24-48 ) ولكن ماذا لو أردنا جهد غير القيم المشهورة
فماذا نفعل نقوم بتطبيق التالي:
نقوم على فك المحول
ومن ثم نحصي عدد ملفات الملف الثانوي للمحول وبعد ذلك نقوم بتقسيم عدد اللفات التي
عددناها على جهد خرج المحول .

مثال: لدينا محول خرجه 12 فولت ونريده أن يخرج 16 فولت
فماذا نصنع ؟
نطبق ما سبق ذكره
فنقوم على فك المحول ونعد اللفات ولنفرض أنها 45 لفة وبعد ذلك نقوم على تقسيم عدد
اللفات على جهد الخرج
فيصبح لدينا 45/12=3.75
وهذا يعني أن كل 3.75 لفة زيادة نحصل على فولت واحد زيادة
في خرج المحول وبالعكس لو أنقصنا 3.75 لفة فإن الخرج سينقص واحد فولت بهذا الشكل نحصل على خرج حسب طلبنا من خلال تعديل لفات
المحول وتسمى القيمة 3.75 بنسبة التحويل للمحول الذي
فككناه وكل محول له نسبة تحويل خاصة به تتعلق بحجمه من طول وعرف وسماكة ونوع
القلب المستخدم به.
وطبعا يجب أن لا
نغفل عن قضية ثبات قيمة الخرج وهذا الأمر بحاجة إلى دارات تنظيم
تقوم على تنظيم جهد الخرج وفق قيمة نحن من نصمم الدارة عليها كما يلي :
لنفرض مثلا أننا
بحاجة إلى جهد متناوب قيمته 16 فولت بتيار 1 أمبير على الخرج وعلى أن يكون متناوبا
وثابتا .
كما تعلمون فإن
التصميم يتم بعملية عكسية أي نبدأ من الخرج ومن ثم الدارة القائدة
ومن ثم دارة التحكم ومن ثم التغذية يعني على عكس صيانة الأجهزة الكهربائية.
وهنا المحول هو من
يجب أن نبدأ به لأنه يقع في خرج الدارة .
ونحضر محولا كالذي أجرينا عليه مثالنا سابقا ونقوم على فكه ونحسب لفات الثانوي ونقوم بتقسيمها على جهد الثانوي وسنأخذ محولنا السابق
كمثال .
فكما رأينا لتوليد
فولت واحد نحن بحاجة إلى 3.75 لفة ونقوم على فك لفات الملف
الابتدائي دون حساب لأننا يمكن حسابها من خلال قيمة نسبة التحويل التي حسبناها لملفات الخرج ونقوم على ضرب 3.75 بـ 220 فولت
فنحصل بذلك على عدد لفات الملف الابتدائي .
ومن هنا نقوم على
جعل المحول يعمل على 125 فولت وذلك بنزع عدد من لفات الإبتدائي كما يلي :
بما أن الخرج يعمل
على 220 بعدد محدد من اللفات ونريده أن يعمل على 125 فولت
.
فهنا نقوم على نزع
عدد لفات من الابتدائي تماثل قيمة الجهد الذي سنطرحه من جهد دخل المحول فيصبح
220-125=95 فولت وكل
فولت يساوي 3.75 لفة فتصبح عدد اللفات
3.75 ضرب 95 = 365
لفة نقوم على نزعها من الملف الابتدائي .
لماذا قمنا بذلك؟
لقد قمنا بذلك من
أجل أن يصبح لدينا مجال واسع من التحكم يعني في مثالنا هذا
تستطيع الدارة أن تعمل على مجال عريض من جهد الدخل بين ( 125 و240فولت ) .
وسنقوم على عرض
مخططا صندوقيا بسيطا لدارتنا حتى نفهم جيدا ما سنفعله .

وبعد ذلك نقوم على
تصميم دارة القيادة التي ستقوم على قيادة المحول
من أجل الحصول على خرج ثابت
وسنبدأ بالترانزستور
ثنائي القطبية وسنستخدم الترانزستور ذو الرقم
BU208A وطبعا ليس عن
عبس إخترنا هذا الرقم.
فقد إخترنا هذا
الرقم لأن هذا الترانزستور يتلائم ومعطياتنا

والمعطيات هي :
يجب أن يتحمل جهد
قدره ( يتم حساب هذا الجهد من أعلى قيمة يفترض أن تطبق عليه ولنفرض أن أعلى قيمة
هي 240 فولت )
ولاننسى المحول إذ
أننا قد صممناه للعمل على 125 فولت ونقوم على طرح هذه القيمة من أعلى قيمة قد تعمل
عليها دارتنا
فيصبح 240-125= 115
فولت ولو نظرنا بالمعلومات المصنعية للترانزوستورات لأن الـ 115 فولت هي القيمة
التي ستطبق على الترانزستور.
نرى أن هذا
الترانزستور مناسب لنا ,وبالنسبة للتيار فالدارة مصممة لإستجرار تيار 1 أمبير وهذا الأمر يحدده حجم المحول وهذا الترانزستور
مناسب أيضا وبالنظر إلى التردد الذي سيعمل عليه وهو
هنا 50 هرتز فنرى أنه يعمل أيضا وبشكل ملائم , وبالإستطاعة فإن إستطاعته
متناسبة جدا مع دارتنا .
حمل المعلومات
المصنعية له وتأكد من ذلك ( datasheet ).
ونأتي الآن لتصميم
الدارة التي ستقوم على تشغيل المحول بالشكل المناسب
.
وبرسم المخطط
الصندوقي لدارتنا يكون:

سنبدأ الآن بتشريح
كل مكون من مكونات الدارة حتى نحصل بالنهاية على دارتنا المطلوبة .
طبعا المصدر معروف
وهو التيار العمومي 220 فولت ونحن سنصمم دارتنا للعمل بمجال
عريض لكي تعمل في جميع الدول سواء التي جهد مصدرها العمومي 110 فولت أو التي مصدر جهدها يساوي إلى 220 فولت
.

دارة توليد التردد :
هذه الدارة يجب أن تعطي
تردد مناسب لتشغيل الأجهزة التي ستعمل على دارتنا
هذه وبما أننا نصنع دارة لتشغيل الأجهزة الكهربائية المنزلية
والتردد الذي تعمل عليه
تلك الأجهزة هو 50 هرتز فيجب أن يكون تردد الدارة نفس التردد الذي تعمل عليه
الأجهزة أي 50 هرتز .
متطلباتي من هذه الدارة :
1- أن لا يزيد التردد أو ينقص حتى لا تتأثر الأجهزة الموصولة
على خرج الدارة وبالتالي قد يؤدي ذلك إلى تلفها أو عدم عملها
.
2- أن تتمتع بمرونة كافية بحيث أستطيع التحكم بترددها جهديا
وبشكل يتناسب وحاجتي .

وقد تواجهنا بعض المشاكل
في هذه الدارة وهي :

1- أن يحدث قصر بهذه الدارة أو توقفها عن العمل مما سيترتب
على ذلك من مصائب كبيرة وأهمها عدم عمل الدارة وجعل دارة التحكم تستجيب
لذلك التغيير بتمرير تيار عالي عبر الترانزستور من أجل تعويض نقصان الجهد
المفترض عدم وجوده كون دارة توليد التردد
لا تعمل وبالتالي عدم تشكل جهد على خرج المحول واستشعار دارة التحكم بذلك وتنفيذ أوامر غير مرضية يعني بالنهاية حدوث كوارث حقيقية
بدارتي وهذا أمر يجب أن لا نسمح به أبدا .

وبما أن التيار العمومي
تردده 50 هرتز فهذا يتيح لنا إمكانية الحصول على هذا التردد بكذا طريقة .
الطريقة الأولى أن نضع
عازلا ضوئيا مع مقاومة مناسبة وبذلك نحصل على التردد المطلوب كما يلي

ويمكننا أيضا أن نضع
محولا عازلا صغيرا جدا حتى نحصل على التردد المطلوب كما في الشكل التالي

ويمكننا أيضا أن نبني
مولد تردد بواسطة هزاز عديم الإستقرار كما يلي

وبضبط قيم كل من
المقاومة ( R1-R3 ) والمكثفات
( C1-C2 ) نحصل على
التردد المطلوب وذلك من العلاقة
F=1/2.R.C
ويمكن أيضا أن نحصل على
التردد المطلوب من المؤقت NE555 وذلك كما يلي:

و سأعتمد على تلويين
الدارة باللون الاخضر عند إكتمالها تصميميا
.
كما ويمكن أن نولد هذا
التردد من المقارن LM741

ومن الهزازات كهزاز كولبتس وهزاز فين وهزاز هارتلي مختصر الكلام
كل عنصر قابل للتغيير يمكن أن نولد منه تردد أو إهتزاز
حتى الريليه ( الحاكمة الكهرومغناطيسية ) يمكنها أن تقوم بذلك .

وسأكتفي بالمؤقت NE555 لأنه
أفضلها من ضمن العناصر الخطية
وطبعا يوجد عناصر
رقمية قادرة على تحقيق المطلوب وبوثوقية أعلى كالعداد 4027 وأي عداد يمكنه القيام
بذلك .
وهنا يمكننا القول
أن دارة توليد التردد أصبحت جاهزة بشكلها الأولي
.

.......

دارة التغذية :
طبعا دارة التغذية
يجب أن تحظى بإهتمام كبير منا كمصممين لأنها من ستضمن تشغيل كافة الدارات والعناصر
بالشكل السليم
وهي العصب الحساس
بجميع الدارات والأجهزة الكهربائية أو الإلكترونية فبها تعمل الدارات وعليها تتوقف .
وسنستعرض بعض أشكال
دارات التغذية لنختار أفضلها .
في دارتنا هنا يوجد
أمامنا عدة خيارات لتأمين مصدر تغذية للدارة ومنها:
أن نقوم على استجرار
التيار من المصدر العمومي مباشرة بواسطة مقاومة كما في الشكل
:

وطبعا هذه الدارة مرفوضة كونها
جامدة ولاتتمتع بالمرونة المطلوبة وغير مأمونة النتائج كونها تعتمد على عنصر
كهربائي وهو المقاومة
والمقاومة كما
تعلمون لايمكنها تغير قيمتها تلقائيا حتى تحافظ على قيمة ثابتة بالخرج.
كما يمكننا أيضا أن
نقوم على استجرار التيار من المصدر العمومي مباشرة بواسطة مكثف كما في الشكل
التالي:

شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-ab0e3ce3e8

أيضا هذه الدارة مرفوضة
للأسباب الآنفة الذكر حول المقاومة .
كما يمكننا أيضا أن
نحضر محولا آخر يعطي 12 فولت من المصدر العمومي ونقوم على
تقويم وتنظيم جهده وبذلك تحل المشكلة وأيضا هذا الحل مرفوض للأسباب التالية :
يجب علينا أن نبني
دارة تتمتع بالصفات التالية :
1- ذات سعر معقول
حتى نضمن رواجها ومنافستها للبضائع الأجنبية
.
2- ذات حجم متناسب
مع دارتنا أي أنه ليس من المعقول أن نبني هذه الدارة ونضعها بصندوق أكبر منها
بأربع أو خمس مرات .
3- ذات وثوقية أعلى
طبعا لووضعنا محولا آخر بالدارة سنحصل على جهد منظم وثابت
ولكن ما أقصده هنا هو التناغم بالدارة وهذا ماسأشير له لاحقا ونحن نكمل تصميم الدارة الكلية
.
4- طول عمر الدارة
فيجب أن تصمم منتجك على أن يعمل الدهر كله وتقوم على حساب
كل صغيرة وكبيرة بالدارة من أجل تحقيق ذلك لأن قوة الدارة تأتي من تحملها للصدمات
سواء الميكانيكية أو
الكهربائية وهذا ماسنتطرق إليه لاحقا عند شرح تغليف الدارة
.
وطبعا لووضعت محولا
آخر سوف أخسر إمكانيات كثيرة تساعدني على جعل الدارة تعمل
كما أخطط لها أن تعمل ( كسنفونية متناغمة مع بعضها للحصول على أروع عمل لها ).
إذا مالعمل للحصول
على تغذية تتناسب وحاجاتي, وحاجاتي هي :
1- يجب على دارة
تغذية أن تعطي دارتي التيار اللازم لتشغيلها دون إزعاج لها وللدارة ككل .
2- يجب أن تكون ذات
ثمن رخيص قدر الإمكان .
3- يجب أن تتمتع
بأصغر حجم ممكن .
4- يجب أن تقاد
بواسطة دارة التحكم بالدارة وتتبع تعليماتها حرفيا
.
إذا لحل هذه المشكلة
نجد أن الملف هو أنسب شيء لدينا ولكن لا يجب علينا أن نضعه
عند مدخل الدارة كما فعلنا مع المقاومة والمكثف لأننا بذلك سنحتاج إلى ملف أكبر من المحول الرئيسي .
شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-95cac3ad0e

شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-95cac3ad0e

ولو نظرنا بدارتنا سنجد
أن المحول الذي سيقوم على إخراج جهد ثابت على خرجه
هو أنسب من يعطينا جهد ثابت ومنظم إذا كيف سنحل هذه المشكلة .
الحل بسيط وذلك بأن
نضع بداخل المحول الذي سيقوم على إخراج جهد الدارة الكلية
ملف يقوم على تغذية الدارات التي ستقوم بدورها على تشغيل المحول يعني ستتغذى الدارة من ذاتها وبذلك نكون قد ضمنا إمكانية
التحكم بالتغذية التي ستغذي الدارة طريق جهد التغذية
كجعله جهد مرجعي وهذا ماسنعرضه لاحقا بشكل مفصل
.
بهذا الشكل ستتغذي
دارتي بجهد ثابت وبأقل مصروف وأطول عمر وأصغر حجم وبكفاءة عالية .
أليس هذا جميل قضينا
على كل المشاكل بتلك الفكرة ولله الحمد .
نأتي الآن إلى
الدارة التالية :

__________________

دارة التحكم :
قد يبدو الاسم كبيرا
وضخم ولكن عمليا فالأمر بسيط ولا يحتاج إلى عذاب أبدا لأنك
لو وضعت المتطلبات والمشاكل التي تتوقع لهذه الدارة أن تقع بها فستقوم وبشكل تلقائي على حلها تباعا دون أن تدري بأنك أنهيت الحل .

متطلبات دارة التحكم :
1- طبعا رخص ثمنها
وقلة مصروفها للتيار وصغر حجمها تأتي بالمرتبة الثانية
.
2- دقة دارة التحكم
و وثوقيتها وسرعة استجابتها للتغييرات تأتي بالمرتبة الأولى لأنه بذلك أضمن طول
العمر لدارتي الكلية .
3- ضمان أمنها
بالشكل المناسب ( طبعا ليس من السرقة ) بل من القتل إذ أنه لو
صدمت دارتي بصدمة كهربائية عالية دون تأمينها فذلك سيؤدي إلى دمارها وهي الوحيدة التي يجب أن لاتموت أبدا لأنها من تقود قطيع الدارات
المشكلة لدارتي الكلية أو جهازي ولو حصل وأصابها
مكروه فبالتأكيد ستتضرر بقية الدارات

ويؤدي ذلك إلى حدوث
كوارث نحن بغنى عنها نهائيا , ومن ذلك فإنها يجب أن تحصل على النصيب الأكبر من
الحماية والرعاية المدروسين جيدا .
المشاكل التي نتوقع
أن تواجهها دارتنا :
1- عدم استجابتها للتغييرات اللحظية سواء بتيار الدخل ( المصدر
العمومي ) أو بتيار الخرج ( خرج المحول ) .
2- عدم توافقها مع بقية
الدارات التابعة لها فهي الدارة القائدة في جهازي وكما
قلنا سابقا يجب على جميع الدارات الأخرى الإنصياع لطلباتها ورغباتها .

دارة القيادة :
ويقصد بها الدارة
التي ستقود المحول في دارتنا هذه وسأعتمد على ترانزستور ثنائي
القطبية ذو الرقم BU208D لأنه مناسب جدا لتطبيقنا هنا وقد ذكرت
أسباب ذلك سابقا
.
متطلبات دارة
القيادة:
1- إن هذه الدارة
ستقوم على تشغيل المحول وتشغيل المحول بحاجة إلى استطاعة كافية
ليعمل ( طبعا إن هذه الاستطاعة يجب أن تتوافق واستطاعة المحول )
وتلك الاستطاعة يجب
أن يكون الترانزستور قادر على تحملها ونتيجة لذلك فإنه سيولد
حرارة بداخله نتيجة مرور لحظي كبير للتيار عبره إلى الأرضي أو السالب والتي تبلغ قيمته الجهدية المحسوبة ( 115فولت ) قادما
ذلك التيار من المحول فلذلك لابد من وضع جسم
الترانزستور على جسم معدني لتتبدد الحرارة من
الترانزستور إلى الجسم المعدني ومنه إلى الهواء المحيط بالترانزستور.
2- تأمين عتبة عمل (
منطقة تشغيل ) مناسبة للترانزستور من أجل أن لاينهار نتيجة
مرور تيار عالي عبره ناتج عن التيارات الردية الناتجة عن ملف المحول الإبتدائي نتيجة التشغيل والتوقف الذي سنتعرف عليه لاحقا .
3- تأمين الحماية
اللازمة لعنصر القيادة لأن التعامل مع الملفات تحتاج إلى عناية
ودقة لتلافي حدوث المشاكل بسبب التيارات الردية أو الإعصارية الناتجة داخل الملف الإيتدائي للمحول ,لأنه من خواص الملف أنه يولد
تيار معاكس بالقطبية والإتجاه عند وصل الملف أو
المحول بمصدر تغذية وبفترة قصيرة جدا وذلك التيار العكسي سيكون بمثابة الرصاصة
القاتلة لعنصر القيادة ( الترانزستور ) إذا لم يتم أخذ ذلك
بالحسبان والإستعداد له.
المشاكل المتوقع
مواجهتها أثناء العمل :

1- تلف ترانزستور القيادة بسبب عدم التأمين اللازم له والحرارة الزائدة مما يؤدي إلى تلف المحول لأنه عندها سيكون
تيار الدخل مساوي إلى 220 فولت فيما لو حدث قصر
بالترانزستور وكما تعلمون فإننا قد صممنا المحول ليعمل على جهد 125-240 فولت من أجل ضمان عمل عريض المجال
.
2- التعرض لقفزات
مفاجئة من دارة التغذية مؤدية إلى تلف الترانزستور أيضا إذا لم
نحسب لذلك الأمر كأن يرتفع التيار العمومي إلى 280 فولت في لحظة وذلك بسبب تصادم الكابلات التي تحمل التيار العمومي مع بعضها
مسببة إرتفاع بالجهد
.
3- حدوث قصر أو حمل
زائد في خرج المحول مما يؤدي إلى استحرار زائد للتيار بشكل كبير عبر الترانزستور
مسببا تلفه .

سنقوم الآن على بناء
دارتنا تباعا حتى نحصل بالنهاية على جهاز مكتمل و فعال وذو وثوقية عالية .
كما ذكرنا سابقا أن
التصميم يبدأ من الخرج متجها إلى الدخل يعني من النهالية إلى البداية .
والمحول هو الخرج
هنا وسنبدأ به .
أولا نحضر محولا
بخرج حسب الطلب فلو أردت محولا يخرج 12 فولت متناوب أحضره ولو
أردت محولا يعمل بأعلى من تلك القيمة فلا بأس إذ أننا بالنهاية نحن من يتحكم بهذا الأمر.
وأقترح أن نجعل
المحول ينتج على خرجه جهدا قدره 16 فولت متناوبا منتظما
.
نحضر محولا ذو جهد 12
فولت أو أكثر أو أقل أي محولا بتيار منتج قدره 1أمبير ينفع هنا.
ومن ثم نقوم على فك
المحول وإجراء الطريقة التي ذكرناها سابقا مع الحفاظ على لف الملف الثانوي للمحول
على أن يخرج 16 فولت .
ويجب أن نراعي وضع
سلك الملف الابتدائي أو الثانوي بنفس السماكة التي كانا عليها
دون تغيير لأن التغيير هنا سيؤدي إلى مردود أقل للمحول
.
ومن ثم نقوم على
تركيب الصفائح المعدنية ونقوم بضبط المحول جيدا لمنعه من الإهتزاز
وذلك برصه جيدا بالصفائح ودهنه بمادة عازلة تكسبه مزيدا من القوة فإهتزاز المحول سيؤدي إلى مشاكل منها صدور صوت مزعج وعدم
كفائة بالعمل وسخونته بشكل يؤدي إلى تلفه.
ومن ثم نأتي إلى
الترانزستور القائد للمحول إن هذا الترانزستور هو من سيقوم على
تقطيع الجهد على طرفي المحول من أجل الحصول على تيار متقطع فكما قرأنا سابقا المحول لايعمل على التيار المستمر وإنما على المتناوب (
كما وعدنا المحول سابقا عندما سألناه عن كيفية عمله ).
وبالمقابل
الترانزستور لايعمل على التيار المتناوب ويعمل بالتيار المستمر وهنا فكرة صاحبا السائل الذي حل مشكلة التعامل بين التيار المستمر
الذي سيعمل عليه الترانزستور والتيار المتناوب
الذي سيعمل عليه المحول.
وهذا رسم بسيط
لدارتنا من أجل الوصول إلى الدارة النهائية

طبعا للسرعة وضعت
العازل الضوئي للتجريب فقط وكل دارة سابقة هي للتجريب قد لاتعمل بالتطبيق العملي .
وبعد أن عرفنا
متطلبات دارتنا الكلية نقوم على وضع المشاكل المتوقع حدوثها لدارتنا
على ورقة جانبية ونقوم على حل تلك المشاكل واحدة تلو أخرى حتى ننتهي من حل جميع المشاكل وبالتأكيد إن حللنا جميع المشاكل
بطريقة جيدة سنكون قد صممنا جهاز يتمتع بخصال جيدة
وطريقة عمل فعالة .

happydream كتب:: [size=12]

[size=16]دارات التحويل التيار

تنقسم دارات التحويل إلى أربع أنواع وهي:

1- دارات التحويل من تيار متناوب إلى تيار متناوب ( أعلى أو أخفض ) من تيار المصدر( تيار الدخل ) واسمها العالمي
[right]( AC-AC Converter )
2- دارات التحويل من تيار متناوب إلى تيار مستمر ( أعلى أو أخفض ) من تيار المصدر واسمها العالمي
( AC-DC Converter )
3- دارات التحويل من تيار مستمر إلى تيار متناوب ( أعلى أو أخفض ) من تيار المصدر واسمها العالمي
( DC-AC Converter )
4- دارات التحويل من تيار مستمر إلى تيار مستمر ( أعلى أو أخفض ) من تيار المصدر واسمها العالمي
( DC-DC Converter )
ويعتبر المحول هو السيد في هذا النوع من الدارات .
وسنتناول كل نوع على حدا وسنغطيه بالشكل المناسب إن شاء الله .

1- دارات تحويل من تيار متناوب إلى تيار متناوب
( AC-AC Converter )

تقوم هذه الدارات على التحويل من تيار متناوب إلى تيار متناوب إما أخفض
أو أعلى من تيار المصدر وأبسط هذا الأنواع من هذه الدارات هي المحول حيث
أنه يقوم على تحويل التيار من قيمة لأخرى وأحيانا لا يقوم على تغيير أي شيء
بقيمة التيار أو الجهد ويسمى عندها بالمحول العازل ولو أردنا أن يقوم على
رفع قيمة الخرج أكثر من قيمة الدخل فيجب علينا أن نلف الملف الثانوي بعدد
لفات أعلى من الملف الابتدائي ولو أردنا أن نجعل المحول يقوم على تخفيض
التيار نقوم على تقليل عدد لفات الملف الثانوي عن الابتدائي ولو أردنا أن
لايكون هناك أي تغيير بالجهد أو التيار بالخرج بحيث يكون مطابقا بالقيمة
للدخل نقوم على لف الملفين الابتدائي والثانوي بنفس عدد اللفات وهكذا مبدأ
عمل المحول ذو القلب الحديدي ( الذي يستخدم فيه شرائح من الحديد المطاوع
والفيرايت ).
ولنفهم المحول بشكل أكثر لابد لنا من أن نطبق عليه بعض التجارب حتى نتقرب منه أكثر ونفهم عمله بالشكل الصحيح

المحول: إن
المحول عبارة عن ملفين أو عدة ملفات ملتفة على نواة واحدة وسواء كانت تلك
النواة من الحديد المطاوع أو الفيرايت فللمحول نفس المبدأ بالعمل ويتلخص
ذلك كما يلي:
سئل
أحدهم المحول عن حاله فأجاب بصحة جيدة والحمد لله وعندما سأله ( كيف
عملك ) قال أنا مثل أي شيء لا أعمل حتى يقدم لي طاقة وبالسؤال عن تلك
الطاقة
قال :الطاقة اللازمة لتشغيلي ليست مهمة إن كانت ذات تيار عالي وجهد منخفض أو جهد عالي وتيار منخفض المهم طاقة .
وقال السائل ( يعني لو وضعنا بطارية على مدخلك فهل تعمل ) فضحك المحول
وأجابه يا صديقي أنا صاحب مزاج سيئ ولا أحب العمل إلا بشروط
( رد السائل
كيف بشروط وقد قلت منذ قليل أنك بحاجة لطاقة فقط لكي تعمل بها ) قال
المحول :إن الأمر بسيط فأنا لا أعمل بالتيار المستمر ( طيب ليه أجاب
السائل )
فقال المحول يا سيدي قد تخاصمنا منذ زمن بعيد وحلفت يمين الطلاق أن لن
أتعامل مع التيار المستمر ( قال السائل : ماشي ألا يوجد طريقة نصالحكم مع
بعضكم )
قال المحول :يا صديقي لا تعذبني و لا تعذب نفسك فاليمين لا يمكن إفتائه
لأنه بالثلاثة ( فكر السائل وقال سأجد طريقة أصلح الحال فيما بينهم )
وباليوم التالي جاء صاحبنا السائل إلى المحول وقال له ما رأيك لو تعاملت مع التيار المستمر ) واشتعل غضب المحول وصرخ بوجه السائل
قد قلت لك أنني لا أستطيع التعامل معه ( فضحك السائل وقال للمحول هدئ من
روعك فما قلت ذلك عبثا ولكني جئتك بالحل ) فتعجب المحول وقال للسائل كيف
( فأجاب السائل ما رأيك لو قطًعنا التيار المستمر وجائك التيار المستمر بشكل متقطع أي لا هو مستمر ولا هو متناوب فما رأيك بذلك )
وهنا طار المحول من الفرحة وقال الحمد لله حلت المشكلة و سريعا ما استفاق
على صدمة وقال للسائل و كيف ستقطع التيار المستمر أي هل تستطيع أن تقطع
التيار المستمر
فضحك السائل ( وقال للمحول لا عليك تلك مهمتي )
إذا من ذلك النقاش نسل أن المحول لا يستجيب عند التيار المستمر ( من أجل يمينه )
وقد وجد صاحبنا السائل طريقة لحل تلك المعضلة.

ونستنتج من ذلك أن المحول لا يعمل إلا عند تغيير بتيار الدخل سواء كان تيار متناوب أو متقطع أو بشكل إشارة سن منشار أو إشارة صوتية .
يعني لا بد من التغيير بالدخل حتى نحصل على نتيجة بالخرج ويجب إعتبار هذا
الأمر كقاعدة يجب التقيد بها دائما عند التعامل مع المحول أو الملف .

وبالعودة لدارتنا وبعد أن فهمنا آلية عمل المحول سنقوم الآن على معرفة وضع المحول المناسب بالمكان المناسب .
للمحول ملف ابتدائي وحيد ولايمكن أن يوجد في محول واحد أكثر من ملف ابتدائي واحد و ويعرف بالنكليزية بـ ( primary ) ابتدائي أو أولي.
بينما يمكن أن يكون هناك ملف ثانوي واحد أو أكثر ويعرف بالإنكليزية بـ ( secondary ) ثانوي .
وتعطى معادلة إيجاد عدد لفات أي ملف سواء بالإبتدائي أو الثانوي من العلاقة العامة التالية :

حيث:
Vp: تمثل الجهد على الملف الثانوي .
Ns: وتمثل عدد لفات الملف الثانوي .
Np: وتمثل عدد لفات الملف الإبتدائي .
Vs: تمثل الجهد على الملف الإبتدائي .

[/right]
ويوجد
بالأسواق أنواع كثيرة من المحولات تقوم على تحويل الجهد المتناوب إلى جهد
أعلى أو أخفض من جهد المصدر ويوجد أنواع تسمى بالمحولات العازلة ولاتقوم
هذه الأنواع على التلاعب بقيمة الخرج بالنسبة للدخل يعني الإشارة تخرج كما
تدخل ولكن معكوسة القطبية فقط .
كما أنه تم الاتفاق على تصميم محولات تعمل على تحويل الجهد ضمن القيم
المشهورة وتسمى بالمحولات العالمية أو المشهورة كونها تحمل قيم للخرج
متطابقة وأغلب التطبيقات التي تعمل على الجهود المشهورة وهي (
1.5-3-4.5-6-7.5-9-12-16-24-48 ) ولكن ماذا لو أردنا جهد غير القيم
المشهورة فماذا نفعل نقوم بتطبيق التالي:
نقوم على فك المحول ومن ثم نحصي عدد ملفات الملف الثانوي للمحول وبعد ذلك نقوم بتقسيم عدد اللفات التي عددناها على جهد خرج المحول .

مثال: لدينا محول خرجه 12 فولت ونريده أن يخرج 16 فولت فماذا نصنع ؟
نطبق ما سبق ذكره فنقوم على فك المحول ونعد اللفات ولنفرض أنها 45 لفة وبعد ذلك نقوم على تقسيم عدد اللفات على جهد الخرج
فيصبح لدينا 45/12=3.75 وهذا يعني أن كل 3.75 لفة زيادة نحصل على فولت واحد
زيادة في خرج المحول وبالعكس لو أنقصنا 3.75 لفة فإن الخرج سينقص واحد
فولت بهذا الشكل نحصل على خرج حسب طلبنا من خلال تعديل لفات المحول وتسمى
القيمة 3.75 بنسبة التحويل للمحول الذي فككناه وكل محول له نسبة تحويل خاصة
به تتعلق بحجمه من طول وعرف وسماكة ونوع القلب المستخدم به.
وطبعا يجب أن لا نغفل عن قضية ثبات قيمة الخرج وهذا الأمر بحاجة إلى دارات
تنظيم تقوم على تنظيم جهد الخرج وفق قيمة نحن من نصمم الدارة عليها كما يلي
:
لنفرض مثلا أننا بحاجة إلى جهد متناوب قيمته 16 فولت بتيار 1 أمبير على الخرج وعلى أن يكون متناوبا وثابتا .
كما تعلمون فإن التصميم يتم بعملية عكسية أي نبدأ من الخرج ومن ثم الدارة
القائدة ومن ثم دارة التحكم ومن ثم التغذية يعني على عكس صيانة الأجهزة
الكهربائية.
وهنا المحول هو من يجب أن نبدأ به لأنه يقع في خرج الدارة .
ونحضر محولا كالذي أجرينا عليه مثالنا سابقا ونقوم على فكه ونحسب لفات
الثانوي ونقوم بتقسيمها على جهد الثانوي وسنأخذ محولنا السابق كمثال .
فكما رأينا لتوليد فولت واحد نحن بحاجة إلى 3.75 لفة ونقوم على فك لفات
الملف الابتدائي دون حساب لأننا يمكن حسابها من خلال قيمة نسبة التحويل
التي حسبناها لملفات الخرج ونقوم على ضرب 3.75 بـ 220 فولت فنحصل بذلك على
عدد لفات الملف الابتدائي .
ومن هنا نقوم على جعل المحول يعمل على 125 فولت وذلك بنزع عدد من لفات الإبتدائي كما يلي :
بما أن الخرج يعمل على 220 بعدد محدد من اللفات ونريده أن يعمل على 125 فولت .
فهنا نقوم على نزع عدد لفات من الابتدائي تماثل قيمة الجهد الذي سنطرحه من جهد دخل المحول فيصبح
220-125=95 فولت وكل فولت يساوي 3.75 لفة فتصبح عدد اللفات
3.75 ضرب 95 = 365 لفة نقوم على نزعها من الملف الابتدائي .
لماذا قمنا بذلك؟
لقد قمنا بذلك من أجل أن يصبح لدينا مجال واسع من التحكم يعني في مثالنا
هذا تستطيع الدارة أن تعمل على مجال عريض من جهد الدخل بين ( 125 و240فولت )
.
وسنقوم على عرض مخططا صندوقيا بسيطا لدارتنا حتى نفهم جيدا ما سنفعله .

وبعد ذلك نقوم على تصميم دارة القيادة التي ستقوم على قيادة المحول من أجل الحصول على خرج ثابت
وسنبدأ بالترانزستور ثنائي القطبية وسنستخدم الترانزستور ذو الرقم BU208A وطبعا ليس عن عبس إخترنا هذا الرقم.
فقد إخترنا هذا الرقم لأن هذا الترانزستور يتلائم ومعطياتنا
والمعطيات هي :
يجب أن يتحمل جهد قدره ( يتم حساب هذا الجهد من أعلى قيمة يفترض أن تطبق عليه ولنفرض أن أعلى قيمة هي 240 فولت )
ولاننسى المحول إذ أننا قد صممناه للعمل على 125 فولت ونقوم على طرح هذه القيمة من أعلى قيمة قد تعمل عليها دارتنا
فيصبح 240-125= 115 فولت ولو نظرنا بالمعلومات المصنعية للترانزوستورات لأن الـ 115 فولت هي القيمة التي ستطبق على الترانزستور.
نرى أن هذا الترانزستور مناسب لنا ,وبالنسبة للتيار فالدارة مصممة لإستجرار
تيار 1 أمبير وهذا الأمر يحدده حجم المحول وهذا الترانزستور مناسب أيضا
وبالنظر إلى التردد الذي سيعمل عليه وهو هنا 50 هرتز فنرى أنه يعمل أيضا
وبشكل ملائم , وبالإستطاعة فإن إستطاعته متناسبة جدا مع دارتنا .
حمل المعلومات المصنعية له وتأكد من ذلك ( datasheet ).
ونأتي الآن لتصميم الدارة التي ستقوم على تشغيل المحول بالشكل المناسب .
وبرسم المخطط الصندوقي لدارتنا يكون:

سنبدأ الآن بتشريح كل مكون من مكونات الدارة حتى نحصل بالنهاية على دارتنا المطلوبة .
طبعا المصدر معروف وهو التيار العمومي 220 فولت ونحن سنصمم دارتنا للعمل
بمجال عريض لكي تعمل في جميع الدول سواء التي جهد مصدرها العمومي 110 فولت
أو التي مصدر جهدها يساوي إلى 220 فولت .
دارة توليد التردد :
هذه الدارة يجب أن تعطي تردد مناسب
لتشغيل الأجهزة التي ستعمل على دارتنا هذه وبما أننا نصنع دارة لتشغيل
الأجهزة الكهربائية المنزلية
والتردد الذي تعمل عليه تلك الأجهزة هو 50 هرتز فيجب أن يكون تردد الدارة نفس التردد الذي تعمل عليه الأجهزة أي 50 هرتز .
متطلباتي من هذه الدارة :
1- أن لا يزيد التردد أو ينقص حتى لا تتأثر الأجهزة الموصولة على خرج الدارة وبالتالي قد يؤدي ذلك إلى تلفها أو عدم عملها .
2- أن تتمتع بمرونة كافية بحيث أستطيع التحكم بترددها جهديا وبشكل يتناسب وحاجتي .

وقد تواجهنا بعض المشاكل في هذه الدارة وهي :

1- أن يحدث قصر
بهذه الدارة أو توقفها عن العمل مما سيترتب على ذلك من مصائب كبيرة وأهمها
عدم عمل الدارة وجعل دارة التحكم تستجيب لذلك التغيير بتمرير تيار عالي عبر
الترانزستور من أجل تعويض نقصان الجهد المفترض عدم وجوده كون دارة توليد
التردد لا تعمل وبالتالي عدم تشكل جهد على خرج المحول واستشعار دارة التحكم
بذلك وتنفيذ أوامر غير مرضية يعني بالنهاية حدوث كوارث حقيقية بدارتي وهذا
أمر يجب أن لا نسمح به أبدا .

وبما أن التيار العمومي تردده 50 هرتز فهذا يتيح لنا إمكانية الحصول على هذا التردد بكذا طريقة .
الطريقة الأولى أن نضع عازلا ضوئيا مع مقاومة مناسبة وبذلك نحصل على التردد المطلوب كما يلي

ويمكننا أيضا أن نضع محولا عازلا صغيرا جدا حتى نحصل على التردد المطلوب كما في الشكل التالي

ويمكننا أيضا أن نبني مولد تردد بواسطة هزاز عديم الإستقرار كما يلي

وبضبط قيم كل من المقاومة ( R1-R3 ) والمكثفات ( C1-C2 ) نحصل على التردد المطلوب وذلك من العلاقة
F=1/2.R.C
ويمكن أيضا أن نحصل على التردد المطلوب من المؤقت NE555 وذلك كما يلي:

و سأعتمد على تلويين الدارة باللون الاخضر عند إكتمالها تصميميا .
كما ويمكن أن نولد هذا التردد من المقارن LM741

ومن
الهزازات كهزاز كولبتس وهزاز فين وهزاز هارتلي مختصر الكلام كل عنصر قابل
للتغيير يمكن أن نولد منه تردد أو إهتزاز حتى الريليه ( الحاكمة
الكهرومغناطيسية ) يمكنها أن تقوم بذلك .

وسأكتفي بالمؤقت NE555 لأنه أفضلها من ضمن العناصر الخطية
وطبعا يوجد عناصر رقمية قادرة على تحقيق المطلوب وبوثوقية أعلى كالعداد 4027 وأي عداد يمكنه القيام بذلك .
وهنا يمكننا القول أن دارة توليد التردد أصبحت جاهزة بشكلها الأولي .

.......
دارة التغذية :
طبعا دارة التغذية يجب أن تحظى بإهتمام كبير منا كمصممين لأنها من ستضمن تشغيل كافة الدارات والعناصر بالشكل السليم
وهي العصب الحساس بجميع الدارات والأجهزة الكهربائية أو الإلكترونية فبها تعمل الدارات وعليها تتوقف .
وسنستعرض بعض أشكال دارات التغذية لنختار أفضلها .
في دارتنا هنا يوجد أمامنا عدة خيارات لتأمين مصدر تغذية للدارة ومنها:
أن نقوم على استجرار التيار من المصدر العمومي مباشرة بواسطة مقاومة كما في الشكل :

وطبعا هذه الدارة مرفوضة كونها جامدة ولاتتمتع بالمرونة المطلوبة وغير مأمونة النتائج كونها تعتمد على عنصر كهربائي وهو المقاومة
والمقاومة كما تعلمون لايمكنها تغير قيمتها تلقائيا حتى تحافظ على قيمة ثابتة بالخرج.
كما يمكننا أيضا أن نقوم على استجرار التيار من المصدر العمومي مباشرة بواسطة مكثف كما في الشكل التالي:

أيضا هذه الدارة مرفوضة للأسباب الآنفة الذكر حول المقاومة .
كما يمكننا أيضا أن نحضر محولا آخر يعطي 12 فولت من المصدر العمومي ونقوم
على تقويم وتنظيم جهده وبذلك تحل المشكلة وأيضا هذا الحل مرفوض للأسباب
التالية :
يجب علينا أن نبني دارة تتمتع بالصفات التالية :
1- ذات سعر معقول حتى نضمن رواجها ومنافستها للبضائع الأجنبية .
2- ذات حجم متناسب مع دارتنا أي أنه ليس من المعقول أن نبني هذه الدارة ونضعها بصندوق أكبر منها بأربع أو خمس مرات .
3- ذات وثوقية أعلى طبعا لووضعنا محولا آخر بالدارة سنحصل على جهد منظم
وثابت ولكن ما أقصده هنا هو التناغم بالدارة وهذا ماسأشير له لاحقا ونحن
نكمل تصميم الدارة الكلية .
4- طول عمر الدارة فيجب أن تصمم منتجك على أن يعمل الدهر كله وتقوم على
حساب كل صغيرة وكبيرة بالدارة من أجل تحقيق ذلك لأن قوة الدارة تأتي من
تحملها للصدمات
سواء الميكانيكية أو الكهربائية وهذا ماسنتطرق إليه لاحقا عند شرح تغليف الدارة .
وطبعا لووضعت محولا آخر سوف أخسر إمكانيات كثيرة تساعدني على جعل الدارة
تعمل كما أخطط لها أن تعمل ( كسنفونية متناغمة مع بعضها للحصول على أروع
عمل لها ).
إذا مالعمل للحصول على تغذية تتناسب وحاجاتي, وحاجاتي هي :
1- يجب على دارة تغذية أن تعطي دارتي التيار اللازم لتشغيلها دون إزعاج لها وللدارة ككل .
2- يجب أن تكون ذات ثمن رخيص قدر الإمكان .
3- يجب أن تتمتع بأصغر حجم ممكن .
4- يجب أن تقاد بواسطة دارة التحكم بالدارة وتتبع تعليماتها حرفيا .
إذا لحل هذه المشكلة نجد أن الملف هو أنسب شيء لدينا ولكن لا يجب علينا أن
نضعه عند مدخل الدارة كما فعلنا مع المقاومة والمكثف لأننا بذلك سنحتاج إلى
ملف أكبر من المحول الرئيسي .

ولو نظرنا بدارتنا سنجد أن المحول
الذي سيقوم على إخراج جهد ثابت على خرجه هو أنسب من يعطينا جهد ثابت ومنظم
إذا كيف سنحل هذه المشكلة .
الحل بسيط وذلك بأن نضع بداخل المحول الذي سيقوم على إخراج جهد الدارة
الكلية ملف يقوم على تغذية الدارات التي ستقوم بدورها على تشغيل المحول
يعني ستتغذى الدارة من ذاتها وبذلك نكون قد ضمنا إمكانية التحكم بالتغذية
التي ستغذي الدارة طريق جهد التغذية كجعله جهد مرجعي وهذا ماسنعرضه لاحقا
بشكل مفصل .
بهذا الشكل ستتغذي دارتي بجهد ثابت وبأقل مصروف وأطول عمر وأصغر حجم وبكفاءة عالية .
أليس هذا جميل قضينا على كل المشاكل بتلك الفكرة ولله الحمد .
نأتي الآن إلى الدارة التالية :

__________________

دارة التحكم :
قد يبدو الاسم كبيرا وضخم ولكن عمليا فالأمر بسيط ولا يحتاج إلى عذاب أبدا
لأنك لو وضعت المتطلبات والمشاكل التي تتوقع لهذه الدارة أن تقع بها فستقوم
وبشكل تلقائي على حلها تباعا دون أن تدري بأنك أنهيت الحل .

متطلبات دارة التحكم :
1- طبعا رخص ثمنها وقلة مصروفها للتيار وصغر حجمها تأتي بالمرتبة الثانية .
2- دقة دارة التحكم و وثوقيتها وسرعة استجابتها للتغييرات تأتي بالمرتبة الأولى لأنه بذلك أضمن طول العمر لدارتي الكلية .
3- ضمان أمنها بالشكل المناسب ( طبعا ليس من السرقة ) بل من القتل إذ أنه
لو صدمت دارتي بصدمة كهربائية عالية دون تأمينها فذلك سيؤدي إلى دمارها وهي
الوحيدة التي يجب أن لاتموت أبدا لأنها من تقود قطيع الدارات المشكلة
لدارتي الكلية أو جهازي ولو حصل وأصابها مكروه فبالتأكيد ستتضرر بقية
الدارات
ويؤدي ذلك إلى حدوث كوارث نحن بغنى عنها نهائيا , ومن ذلك فإنها يجب أن تحصل على النصيب الأكبر من الحماية والرعاية المدروسين جيدا .
المشاكل التي نتوقع أن تواجهها دارتنا :
1- عدم استجابتها للتغييرات اللحظية سواء بتيار الدخل ( المصدر العمومي ) أو بتيار الخرج ( خرج المحول ) .
2- عدم توافقها مع بقية الدارات التابعة لها فهي الدارة القائدة في جهازي
وكما قلنا سابقا يجب على جميع الدارات الأخرى الإنصياع لطلباتها ورغباتها .

دارة القيادة :
ويقصد بها الدارة التي ستقود المحول في دارتنا هذه وسأعتمد على ترانزستور
ثنائي القطبية ذو الرقم BU208D لأنه مناسب جدا لتطبيقنا هنا وقد ذكرت أسباب
ذلك سابقا .
متطلبات دارة القيادة:
1- إن هذه الدارة ستقوم على تشغيل المحول وتشغيل المحول بحاجة إلى استطاعة
كافية ليعمل ( طبعا إن هذه الاستطاعة يجب أن تتوافق واستطاعة المحول )
وتلك الاستطاعة يجب أن يكون الترانزستور قادر على تحملها ونتيجة لذلك فإنه
سيولد حرارة بداخله نتيجة مرور لحظي كبير للتيار عبره إلى الأرضي أو
السالب والتي تبلغ قيمته الجهدية المحسوبة ( 115فولت ) قادما ذلك التيار من
المحول فلذلك لابد من وضع جسم الترانزستور على جسم معدني لتتبدد الحرارة
من الترانزستور إلى الجسم المعدني ومنه إلى الهواء المحيط بالترانزستور.
2- تأمين عتبة عمل ( منطقة تشغيل ) مناسبة للترانزستور من أجل أن لاينهار
نتيجة مرور تيار عالي عبره ناتج عن التيارات الردية الناتجة عن ملف المحول
الإبتدائي نتيجة التشغيل والتوقف الذي سنتعرف عليه لاحقا .
3- تأمين الحماية اللازمة لعنصر القيادة لأن التعامل مع الملفات تحتاج إلى
عناية ودقة لتلافي حدوث المشاكل بسبب التيارات الردية أو الإعصارية الناتجة
داخل الملف الإيتدائي للمحول ,لأنه من خواص الملف أنه يولد تيار معاكس
بالقطبية والإتجاه عند وصل الملف أو المحول بمصدر تغذية وبفترة قصيرة جدا
وذلك التيار العكسي سيكون بمثابة الرصاصة القاتلة لعنصر القيادة (
الترانزستور ) إذا لم يتم أخذ ذلك بالحسبان والإستعداد له.
المشاكل المتوقع مواجهتها أثناء العمل :

1- تلف ترانزستور القيادة بسبب عدم التأمين اللازم له
والحرارة الزائدة مما يؤدي إلى تلف المحول لأنه عندها سيكون تيار الدخل
مساوي إلى 220 فولت فيما لو حدث قصر بالترانزستور وكما تعلمون فإننا قد
صممنا المحول ليعمل على جهد 125-240 فولت من أجل ضمان عمل عريض المجال .
2- التعرض لقفزات مفاجئة من دارة التغذية مؤدية إلى تلف الترانزستور أيضا
إذا لم نحسب لذلك الأمر كأن يرتفع التيار العمومي إلى 280 فولت في لحظة
وذلك بسبب تصادم الكابلات التي تحمل التيار العمومي مع بعضها مسببة إرتفاع
بالجهد .
3- حدوث قصر أو حمل زائد في خرج المحول مما يؤدي إلى استحرار زائد للتيار بشكل كبير عبر الترانزستور مسببا تلفه .

سنقوم الآن على بناء دارتنا تباعا حتى نحصل بالنهاية على جهاز مكتمل و فعال وذو وثوقية عالية .
كما ذكرنا سابقا أن التصميم يبدأ من الخرج متجها إلى الدخل يعني من النهالية إلى البداية .
والمحول هو الخرج هنا وسنبدأ به .
أولا نحضر محولا بخرج حسب الطلب فلو أردت محولا يخرج 12 فولت متناوب أحضره
ولو أردت محولا يعمل بأعلى من تلك القيمة فلا بأس إذ أننا بالنهاية نحن من
يتحكم بهذا الأمر.
وأقترح أن نجعل المحول ينتج على خرجه جهدا قدره 16 فولت متناوبا منتظما .
نحضر محولا ذو جهد 12 فولت أو أكثر أو أقل أي محولا بتيار منتج قدره 1أمبير ينفع هنا.
ومن ثم نقوم على فك المحول وإجراء الطريقة التي ذكرناها سابقا مع الحفاظ على لف الملف الثانوي للمحول على أن يخرج 16 فولت .
ويجب أن نراعي وضع سلك الملف الابتدائي أو الثانوي بنفس السماكة التي كانا
عليها دون تغيير لأن التغيير هنا سيؤدي إلى مردود أقل للمحول .
ومن ثم نقوم على تركيب الصفائح المعدنية ونقوم بضبط المحول جيدا لمنعه من
الإهتزاز وذلك برصه جيدا بالصفائح ودهنه بمادة عازلة تكسبه مزيدا من القوة
فإهتزاز المحول سيؤدي إلى مشاكل منها صدور صوت مزعج وعدم كفائة بالعمل
وسخونته بشكل يؤدي إلى تلفه.
ومن ثم نأتي إلى الترانزستور القائد للمحول إن هذا الترانزستور هو من سيقوم
على تقطيع الجهد على طرفي المحول من أجل الحصول على تيار متقطع فكما قرأنا
سابقا المحول لايعمل على التيار المستمر وإنما على المتناوب ( كما وعدنا
المحول سابقا عندما سألناه عن كيفية عمله ).
وبالمقابل الترانزستور لايعمل على التيار المتناوب ويعمل بالتيار المستمر
وهنا فكرة صاحبا السائل الذي حل مشكلة التعامل بين التيار المستمر الذي
سيعمل عليه الترانزستور والتيار المتناوب الذي سيعمل عليه المحول.
وهذا رسم بسيط لدارتنا من أجل الوصول إلى الدارة النهائية

طبعا للسرعة وضعت العازل الضوئي للتجريب فقط وكل دارة سابقة هي للتجريب قد لاتعمل بالتطبيق العملي .
وبعد أن عرفنا متطلبات دارتنا الكلية نقوم على وضع المشاكل المتوقع حدوثها
لدارتنا على ورقة جانبية ونقوم على حل تلك المشاكل واحدة تلو أخرى حتى
ننتهي من حل جميع المشاكل وبالتأكيد إن حللنا جميع المشاكل بطريقة جيدة
سنكون قد صممنا جهاز يتمتع بخصال جيدة وطريقة عمل فعالة .

المشاكل الكلية التي ستواجه دارتنا الكلية :

1- في دارة مولد التردد :
آ- أن لايحدث قصر بهذه الدارة أو توقفها عن العمل مما
سيترتب على ذلك من مصائب كبيرة وأهمها عدم عمل الدارة وجعل دارة التحكم
تستجيب لذلك التغيير بتمرير تيار عالي عبر الترانزستور من أجل تعويض نقصان
الجهد المفترض عدم وجوده كون دارة توليد التردد لاتعمنل وبالتالي عدم تشكل
جهد على خرج المحول واستشعار دارة التحكم بذلك وتنفيذ أوامر غير مرضية يعني
بالنهاية حدوث كوارث حقيقية بدارتي وهذا أمر يجب أن لانسمح به أبدا .

2- في دارة التغذية :
آ- يجب على دارة تغذية أن تعطي دارتي التيار اللازم لتشغيلها دون إزعاج لها وللدارة ككل .
ب- يجب أن تكون ذات ثمن رخيص جدا قدر الإمكان .
جـ - يجب أن تتمتع بأصغر حجم ممكن .
د - يجب أن تقاد بواسطة دارة التحكم بالدارة وتتبع تعليماتها حرفيا .

3- في دارة التحكم :
آ- عدم استجابتها للتغييرات اللحظية سواء بتيار الدخل( المصدر العمومي )أو بتيار الخرج ( خرج المحول ) .
ب - عدم توافقها مع بقية الدارات التابعة لها فهي الدارة السيد في جهازي
وكما قلنا سابقا يجب على جميع الدارات الأخرى الإنصياع لطلباتها ورغباتها .

4- في دارة القيادة :
آ - تلف ترانزستور القيادة بسبب عدم التأمين اللازم له والحرارة الزائدة .
ب - التعرض لقفزات مفاجئة من دارة التغذية مؤدية إلى تلف الترانزستور أيضا
جـ - حدوث قصر أو حمل زائد في خرج المحول ممايؤدي إلى استجرار زائد للتيار عبر الترانزستور مسببا تلفه .

5- في دارة الخرج:
آ - أن لا يقوم المحول على تلبية الجهاز الموصول معه بالتيار والجهد المناسبين .
وسنقوم الآن على بناء دارتنا تباعا مبتدئيين بالخرج ونحن سائرين إلى الدخل يعني من نهاية أو خرج الدارة إلى بدايتها أو دخلها .
الآن سندخل بالمراحل العملية والتطبيقية الفعلية لذلك يرجى أخذ ماسبق ذكره على أنه للإستئناس فقط أي مجرد أفكار .
من الآن ولاحقا كل شيء سيكون عملي ويمكن الاعتماد عليه حسب المواصفات التي سنبني عليها دارتنا .

المحول:
قد عرضنا المشاكل والمتطلبات المتوقعة منه وسنقوم على بناء محول يحقق
الشروط المطلوبة منه على أن نبتعد عن المشاكل التي ستواجهنا بسببه , كما
ذكرنا سابقا أن خرج الدارة هو 16فولت بتيار 1 أمبير .
بعد إحضار المحول ومعطياته هي:
محول 220 فولت أيا كان خرجه بتيار 1 أمبير وبعد أن نقوم على فك المحول
وتعديله وفق رغباتنا مع مراعاة الحفاظ على سماكات الأسلاك التي بالمحول كل
حسب سماكته والتعديل هنا بعدد اللفات فقط .
بعد التعديل سيصبح لدينا محول ذو دخل يساوي إلى 125-240 فولت وخرج يساوي إلى 16 فولت بتيار 1 أمبير.
ونقوم على إعادة المحول إلى وضعيته الأصلية وندعمه جيدا بالعازل الحراري
والورنيش والورنيش مادة لاصقة تتحمل حرارة عالية يمكن إيجادها عند محلات
تصنيع المحولات أو بيع قطع الغسالات والأدوات الكهربائية المنزلية .
ونأتي الآن إلى العنصر القائد وهو الترانزستور .
كما ذكرنا سابقا أننا سنستخدم الترانزستور ذو الرقم BU208D ويوجد نوعان من
هذا الترانزستور وأحب استخدام النوع الحديدي كونه يتحمل استطاعة أعلى .
ونأتي لحل مشاكل مرحلة القيادة وهي:
آ - تلف ترانزستور القيادة بسبب عدم التأمين اللازم له والحرارة الزائدة .
تأمين الترانزستور والمقصود بهذا الكلام حمايته من أية تيارات أو جهود غير
محمودة النتائج قد تطبق على الترانزستور ناتجة عن وصله مع الملف الابتدائي
للمحول .
وطبعا المحول به ملفان أو أكثر وبما أن الترانزستور سيوصل مع ملفه
الابتدائي فكن متأكدا أخي الكريم أن الملف الابتدائي بالمحول سيتصرف تصرف
الملف الوحيد ( المفرد ).
يعني أن التيارات الارتدادية الناتجة عن الملف الابتدائي هي نفسها فيما لو وصلنا الترانزستور مع ملف خانق أو ملف تحريضي
وملف الابتدائي هنا بالمحول هو ملف تحريضي والتيار الردي الناتج سيكون
خطير كونه ذو جهد 220 فولت وطبعا سيحصل أمر غير متوقع وخطير فيما لو أهملنا
ذاك الجهد لأنه سيكون أعلى من القيمة الفعلية لمصدر التغذية العمومي بسبب
ذاتية الملف .
ولتفادي هذا الأمر نقوم على وصل ديود بالتوازي مع الملف لجعل تلك التيارات
تدور بدائرة مغلقة بين الديود والملف دون أن يتأثر الترانزستور بتلك
التيارات الإعصارية أو الردية الناتجة عن الملف الابتدائي للمحول .
ويمكنكم التأكد من هذه التيارات بوصل محول ذو تيار قليل من مرتبة 400 ميلي
أمبير أو أقل وأنظروا كيف أن الشرار يظهر أثناء فصل أو وصل المحول بالتيار
العمومي ويحدث هذا مع أي جهاز يحوي ملف بداخله لأن الملف يولد تيار أثناء
وصله ويوجد ببعض الدارات آلية تسمى بالإقلاع السلس أو اللطيف من أجل
التقليل من تلك التيارات الردية ونتائجها .
وبالنسبة للحرارة الناتجة بالترانزستور نتيجة عمله فإنه يمكنكم اعتماد
العلاقة التالية لوضع المبرد أو مبدد الحرارة المثالي على جسم الترانزستور
ليبقى ضمن فجوة الأمان والعلاقة هي :
جذر الإستطاعة ويكون الناتج بالسنتيمتر المربع كما يلي :
لنفرض مثلا أن الإستطاعة هي 55 واط فإن حجم المبرد يجب أن يكون بشكل مبسط
جذر 55 = 7.5 سم3 وهي المساحة الدنيا التي يجب أن يملكها المبرد حتى يعمل
الترانزستور بشكل جيد ويقوم على نشر الحرارة إلى المبرد ومن المبرد إلى
الهواء المحيط كما في الشكل التالي:

شرح مية المية يعطيك العالفية بس الصور ليش مش طالعه

المشاكل الكلية التي ستواجه دارتنا الكلية
:

1- في دارة مولد التردد
:
آ- أن لايحدث قصر بهذه
الدارة أو توقفها عن العمل مما سيترتب على ذلك من مصائب كبيرة وأهمها عدم
عمل الدارة وجعل دارة التحكم تستجيب لذلك التغيير بتمرير تيار عالي عبر
الترانزستور من أجل تعويض نقصان الجهد المفترض عدم وجوده كون دارة توليد
التردد لاتعمنل وبالتالي عدم تشكل جهد على خرج المحول واستشعار دارة التحكم
بذلك وتنفيذ أوامر غير مرضية يعني بالنهاية حدوث كوارث حقيقية بدارتي وهذا أمر
يجب أن لانسمح به أبدا .

2- في دارة التغذية :
آ- يجب على دارة تغذية
أن تعطي دارتي التيار اللازم لتشغيلها دون إزعاج لها وللدارة ككل .
ب- يجب أن تكون ذات ثمن
رخيص جدا قدر الإمكان .
جـ - يجب أن تتمتع
بأصغر حجم ممكن .
د - يجب أن تقاد بواسطة
دارة التحكم بالدارة وتتبع تعليماتها حرفيا
.

3- في دارة التحكم :
آ- عدم استجابتها
للتغييرات اللحظية سواء بتيار الدخل( المصدر العمومي )أو بتيار الخرج ( خرج المحول ) .
ب - عدم توافقها مع
بقية الدارات التابعة لها فهي الدارة السيد في جهازي وكما
قلنا سابقا يجب على جميع الدارات الأخرى الإنصياع لطلباتها ورغباتها .

4- في دارة القيادة :
آ - تلف ترانزستور
القيادة بسبب عدم التأمين اللازم له والحرارة الزائدة
.
ب - التعرض لقفزات
مفاجئة من دارة التغذية مؤدية إلى تلف الترانزستور أيضا

جـ - حدوث قصر أو حمل
زائد في خرج المحول ممايؤدي إلى استجرار زائد للتيار عبر الترانزستور مسببا تلفه .

5- في دارة الخرج:
آ - أن لا يقوم المحول
على تلبية الجهاز الموصول معه بالتيار والجهد المناسبين
.
وسنقوم الآن على
بناء دارتنا تباعا مبتدئيين بالخرج ونحن سائرين إلى الدخل يعني من نهاية أو خرج
الدارة إلى بدايتها أو دخلها .
الآن سندخل بالمراحل
العملية والتطبيقية الفعلية لذلك يرجى أخذ ماسبق ذكره على أنه للإستئناس فقط أي
مجرد أفكار .
من الآن ولاحقا كل
شيء سيكون عملي ويمكن الاعتماد عليه حسب المواصفات التي سنبني عليها دارتنا .

المحول:
قد عرضنا المشاكل
والمتطلبات المتوقعة منه وسنقوم على بناء محول يحقق الشروط
المطلوبة منه على أن نبتعد عن المشاكل التي ستواجهنا بسببه , كما ذكرنا سابقا أن خرج الدارة هو 16فولت بتيار 1 أمبير .
بعد إحضار المحول
ومعطياته هي:
محول 220 فولت أيا
كان خرجه بتيار 1 أمبير وبعد أن نقوم على فك المحول وتعديله
وفق رغباتنا مع مراعاة الحفاظ على سماكات الأسلاك التي بالمحول كل حسب سماكته والتعديل هنا بعدد اللفات فقط .
بعد التعديل سيصبح
لدينا محول ذو دخل يساوي إلى 125-240 فولت وخرج يساوي إلى 16 فولت بتيار 1 أمبير.
ونقوم على إعادة
المحول إلى وضعيته الأصلية وندعمه جيدا بالعازل الحراري والورنيش
والورنيش مادة لاصقة تتحمل حرارة عالية يمكن إيجادها عند محلات تصنيع المحولات أو بيع قطع الغسالات والأدوات الكهربائية
المنزلية .
ونأتي الآن إلى
العنصر القائد وهو الترانزستور .
كما ذكرنا سابقا
أننا سنستخدم الترانزستور ذو الرقم BU208D ويوجد نوعان من هذا
الترانزستور وأحب استخدام النوع الحديدي كونه يتحمل استطاعة أعلى .
ونأتي لحل مشاكل
مرحلة القيادة وهي:
آ - تلف ترانزستور
القيادة بسبب عدم التأمين اللازم له والحرارة الزائدة
.
تأمين الترانزستور
والمقصود بهذا الكلام حمايته من أية تيارات أو جهود غير محمودة
النتائج قد تطبق على الترانزستور ناتجة عن وصله مع الملف الابتدائي للمحول .
وطبعا المحول به
ملفان أو أكثر وبما أن الترانزستور سيوصل مع ملفه الابتدائي
فكن متأكدا أخي الكريم أن الملف الابتدائي بالمحول سيتصرف تصرف الملف الوحيد ( المفرد
).
يعني أن التيارات
الارتدادية الناتجة عن الملف الابتدائي هي نفسها فيما لو وصلنا الترانزستور مع ملف
خانق أو ملف تحريضي
وملف الابتدائي هنا بالمحول هو ملف تحريضي والتيار الردي الناتج سيكون خطير كونه ذو جهد 220 فولت وطبعا سيحصل أمر غير متوقع وخطير
فيما لو أهملنا ذاك الجهد لأنه سيكون أعلى من القيمة
الفعلية لمصدر التغذية العمومي بسبب ذاتية الملف
.
ولتفادي هذا الأمر
نقوم على وصل ديود بالتوازي مع الملف لجعل تلك التيارات تدور
بدائرة مغلقة بين الديود والملف دون أن يتأثر الترانزستور بتلك التيارات الإعصارية أو الردية الناتجة عن الملف الابتدائي
للمحول .
ويمكنكم التأكد من
هذه التيارات بوصل محول ذو تيار قليل من مرتبة 400 ميلي أمبير
أو أقل وأنظروا كيف أن الشرار يظهر أثناء فصل أو وصل المحول بالتيار العمومي ويحدث هذا مع أي جهاز يحوي ملف بداخله لأن الملف
يولد تيار أثناء وصله ويوجد ببعض الدارات آلية تسمى
بالإقلاع السلس أو اللطيف من أجل التقليل من تلك التيارات الردية ونتائجها .
وبالنسبة للحرارة
الناتجة بالترانزستور نتيجة عمله فإنه يمكنكم اعتماد العلاقة
التالية لوضع المبرد أو مبدد الحرارة المثالي على جسم الترانزستور ليبقى ضمن فجوة الأمان والعلاقة هي
:
جذر الإستطاعة ويكون
الناتج بالسنتيمتر المربع كما يلي :
لنفرض مثلا أن
الإستطاعة هي 55 واط فإن حجم المبرد يجب أن يكون بشكل مبسط
جذر 55 = 7.5 سم3
وهي المساحة الدنيا التي يجب أن يملكها المبرد حتى يعمل الترانزستور
بشكل جيد ويقوم على نشر الحرارة إلى المبرد ومن المبرد إلى الهواء
المحيط كما في الشكل التالي:
شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-afa5028886

شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-afa5028886

طبعا الإستطاعة المنتجة
متعلقة تماما بممانعة الحمل .
ب - التعرض لقفزات
مفاجئة من دارة التغذية مؤدية إلى تلف الترانزستور أيضا
.
قد مر علينا على
ماأعتقد كيف أن الكهرباء أحيانا ترف أو تنقطع وتأتي بسرعة في
غمضة عين وهذا الأمر يسبب مشاكل كبيرة في دارات التغذية التي تحوي ملفات حيث أنها تسبب هبوط للجهد مفاجئ يقابله الملف بتوليد تيار
بنفس التردد والقيمة ولكن معاكس بالإتجاه فكيف هو
الحال لو جاءت الكهرباء أثناء توليد ذلك التيار أكيد سيحدث شرار كبير قد يكون
مسموعا أحيانا وبقوة .
ذاك التيار هو الرعب
الحقيقي لنا كمصممين إذ أننا نخاف كل الخوف فيما لو رفت
الكهرباء على أجهزتنا ولكن لكل داء دواء والحل هنا يكمن في وصل مكثف ذو جهد عالي من مرتبة 1500 فولت مع ديود حتى يمتص تلك الطاقة
المتشكلة من الملف والقادمة من التيار العمومي .
وهنا بالرسم توضيح
لمايجري أثناء قطع الكهرباء مدة قصيرة جدا من الزمن
.
شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-9fe7861102

شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-9fe7861102

نلاحظ أنه يوجد تيار عكسي
نتج على طرفي المحول وهذا بسبب خاصية الملف والمحول عبارة عن عدة
ملفات ملفوفة حول نواة معدنية ولاحظ أيضا أخي الكريم أن قيمة ذلك الجهد تخطت
قيمة التغذية .
وهذا الجهدر خطير
جدا على الترانزستور لأنه سيتلفه بلاشك وذلك بسبب التيار الذي
سيستجره من الترانزستور بشكل عكسي وطريق ذلك التيار من
الأرضي أو سالب الجهاز إلى الترانزستور فالملف
فالقطب الموجب للتغذية .
لأن الأرضي أو سالب
الجهاز سيكون ذو قيمة أعلى من التيار العكسي الناتج عن الملف
لأن القيمة الناتجة عن الملف هي قيمة التغذية ولكن معكوسة فلو كانت التغذية 12 فولت سيكون الجهد المتولد من الملف -12 فولت
وهذه القيمة أصغر من الصفر أي من قيمة سالب أو أرضي الجهاز .
ولحماية الترانزستور
نجعل هذا التيار ( تيار الملف الإرتدادي ) يدور حول نفسه
دون أن يسبب مشاكل للترانزستور نقوم على وضع ديود على طرفي الملف الإبتدائي للمحول
لماذا إخترنا
الديود؟
لقد تم ذلك بناء على
مايلي:
نحن هنا بحاجة إلى
القضاء على التيار الردي الناتج عن الملف ! أليس كذلك
.
وصفة هذا التيار أنه
تيار ذو قيمة توازي قيمة التغذية ( ولو كانت لحظة إنقطاع
ووصل التيار العمومي صغيرة جدا فسيكون التيار الناتج عن الملف أعلى من قيمة التغذية نفسها
).
إذا هو تيار مشابه
بالقيمة تقريبا لتيار التغذية ولكنه معاكس له بالقطبية والإتجاه . تمام إلى هنا .
ونأتي إلى العناصر
التي نبني منها داراتنا ( مقاومة - مكثف - ملف - ديود - ترانزستور ) ونبدأ
بالمقاومة .
لو فكرنا بوضع
مقاومة هنا فأول أمر يجب حسابه هو عملها أي ماذا تفعل حيال التيار إذا مر بها .
إن المقاومة يا
إخوان عبارة عن عنصر كهربائي أكتم أي لايمكن له تعديل طريقة عمله
ذاتيا وإنما يتبع عملها قيمتها فلو غصنا قليلا بالمقاومة فنرى أنها تتكون من عجينة سيراميكية يوجد على محيطها مادة سوداء وهذه
المادة ماهي إلا خليط من الكربون المعالج والسيراميك قد
وضعوا على جسم المقاومة بطريقة البخ
.
ومن سلوك المقاومة
نتبين أنها تقوم على إعاقة التيار المار بها فقط أي لا تملك
سوى سلاح واحد وهو تضييق الخناق على التيار ويتعلق هذا الأمر بقيمتها فكلما كلما كانت قيمتها صغيرة كلما أبدت مقاومة أقل أمام
التيار والعكس صحيح
.
إذا لو وضعنا مقاومة
هنا فإنها ستكون ذات قيمة :
الجهد الذي سيطبق
على طرفيها هو 220 فولت والتيار الذي سيعبرها هو تيار المصدر
يعني التيار العمومي ولنفرض مثلا أننا حددنا التيار عند قيمة 1 أمبير وذلك بناء على قيمة المحول ( تياره ).
فعندها يجب أن تكون
قيمة المقاومة تساوي إلى 220/1=220 أوم
وقد فرضت تلك القيمة
من الجهد 220 فولت دون أخذ بالاعتبار الجهد الهابط على طرفي
الترانزستور لأن الترانزستور عندما يفتح تصبح ممانعته صغيرة جدا قرابة 3 أوم وهذه قيمة صغيرة جدا ويمكن إهمالها تماما .
ولو نظرنا بقيمة
المقاومة هذه سنرى أنها ستعمل على قصر المحول أي أن قيمتها الأومية
ستكون مشابهة لممانعة الملف الإبتداتئي للمحول وهذا الأمر سيؤدي إلى توزع التيار بين المقاومة وبين الملف الإبتدائي
للمحول بالتساوي مما
سيؤدي إلى عدم عمل المحول بالكفاءة المرجوة منه لأنه يجب
أن لاننسى أن للملف ممانعة والطريق أمام التيار سيكون أسهل عبر المقاومة إذا استخدام المقاومة هنا مرفوض .
ونأتي الآن إلى
العنصر التالي وهو المكثف .
المكثف عبارة عن
عنصر كهربائي كتيم لايمكنه التحكم ذاتيا بقيمته وإنما قيمته
السعوية تبقى ثابتة ولاتتغير وهذا أمر يجعله غير فعال هنا
.
ونأتي الآن لدراسته
كما فعلنا مع المقاومة لنرى إن كان يصلح لوضعه في دارتنا أم لا
من خلال المعطيات
التي درسناها للمقاومة نرى أن ممانعة أو معاوقة المكثف هنا
ستكون مطابقة تماما لقيمة المقاومة إذ أننا يمكن أن نفترض أن
xc عبارة عن مقاومة
ونحسب الممانعة وفق
الجهد والتيار المطبق على طرفي المكثف وهي نفس القيم التي
ستطبق على المقاومة إذا المكثف مرفوض للأسباب ذاتها الخاصة برفض المقاومة .
ونأتي إلى الملف دون
التكلم الزائد نرى أن الملف هنا لايصلح نهائيا لأننا سنقوم
على ( زيادة الطين بلة ) فيما لو وضعنا ملف آخر مع الملف الإبتدائي للمحول وطبعا ممانعة الملف هنا ستكون مطابقة
للمانعة الملف
الابتدائي للمحول وبالتالي فإن وضع ملف مرفوض لأننا لم نستطع حل
تلك المشكلة وإنما سنفوم على تخفيض تلك التيارات فقط وأنا أريد القضاء عليها نهائيا لأن وصل ملفين على التوازي سيكون بمثابة وصل
مقاومتين على التوازي وهذا أمر سيحتم علينا أن نلف
الملف الابتدائي بضعف عدد اللفات حتى نحصل على القيمة المطلوبة لذاتية الملف
وهذا سيؤدي إلى كبر حجم المحول واستهلاك زائد لأسلاك النحاس والنحاس ليس
رخيص إذا وضع ملف آخر مرفوض .
ونأتي الآن إلى
العنصر التالي وهو الموحد أو الديود
الديود عبارة عن
عنصر إلكتروني غير كتيم لأن عمله قائم على حركة الإلكترونات وجهتها وهذا أمر
يمكنني بالتحكم بالجهد عن طريق الديود .
وبنظرة سريعة إلى
الديود نرى أنه يحمل في خصائصة شيئا يسمى استقطاب الديود

فإستقطاب الديود
تعني قطبيته التوصيلية ويوجد للديود نوعان من الإستقطاب فإما
استقطاب أو وصل أمامي وهنا الديود يسمح للتيار بالمرور عبره فيما لو بلغت قيمة جهد ذلك التيار أعلى من 0.7 فولت وذلك بسبب إنحياز
الديود ولو وصل الديود بشكل عكسي فإنه لن يسمح
للتيار بالمرور ولو بلغ 100 فولت ويوجد ديودات قادرة على حجز 4000 فولت بالتوصيل
أو الإستقطاب العكسي.
وهنا يجب التفكير
جيدا هل يصلح الديود لوضعه بالدارة أم لا
!
من خلال صفة
الإستقطاب بالديود نرى أنه لووصلنا الديود بطريقة الإستقطاب العكسي
مع التغذية فإنه سيقوم على حجز التيار ولن يسمح له بالمرور , إذا هنا لايحدث أي ضرر للملف الإبتدائي للمحول ولن يتأثر عمله
بوجود الديود أي لايقصر الملف هذا أولا .
ونرى أن الديود يمرر
التيار بالتوصيل الأمامي وهنا بما أن الملف سيولد تيار عكسي
على طرفيه فإن الديود بهذه الحالة سيكون بحالة الإستقطاب أو التوصيل الأمامي أي يسمح لذلك التيار بالمرور إلى الطرف الثاني
للمحول وبذلك سيدور التيار الردي بالمحول وطبعا هذا الأمر
سيؤدي إلى زيادة الجهد على طرفي المحول وبالتالي زيادة الجهد الناتج على
ملفه الثانوي وهذا أمربسيط إذ أننا سنقوم على ضبط قيمة الخرج فيما بعد عند
قيمة معينه وبالتالي فليس هناك خوف على خرج المحول وبيني وبينكم إن هذا
الأمر محبب أن أكون في زيادة للجهد وليس بنقصانه
.
وإليكم صورة تشرح
بشكل أفضل كيفية سير حركة التيار بالديود
.

شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-befc059d79

شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-befc059d79

إذا من خلال الرسم نرى أن الديود قام على جعل التيار يدور بحلقة مغلقة
بينه
وبين الملف وطبعا التيار ليس له
طريق عبر الترانزستور لأنه سيكون في حالة قطع ( إثناء قطع التيار عنه ) وهنا الديود سيكون بالمرصاد لذلك
التيار
الردي المتولد عن الملف .
وبهذا الشكل نكون قد شرحنا لماذا استخدمنا الديود دونا عن بقية العناصر
ويجب وصل الديود بطريقة فاعلة
وأحب أن أذكر أنه يجب أن يكون الديود من النوع الترددي أي سريع الفتح والإغلاق وسنوضح هذا الامر لاحقا .
وبعد وصل الديود يصبح لدينا التالي :

وللقضاء نهائيا على تلك المشكلة
نضع ديود يمنع الترانزستور من استجرار التيار بشكل عكسي عبر القاعدة كما يلي :

إذا مماسبق نستنتج أن الديود D1 قام على منع التيارات الإرتدادية الناشئة عن الملف
الإبتدائي للمحول بالعبور إلى الترانزستور
وجبر الترانزستور على عدم استجرار تيار عكسي عبره مسببا تلفه
.
وقد قام الديود D2 على منع الترانزستور من استجرار التيار العكسي وذلك بتمرير التيار
العكسي إلى الأرضي
أو سالب الجهاز عبر الديود D2 قادما من القاعدة
( لأن الترانزستور هنا سيعمل بحالة الإستنزاف وليس الدفع
المصمم عليه فبترانزستورات الـ
NPN يجب أن يعطى تيار للقاعدة حتى يعمل
أما بترانزستورات
PNP فيجب أن تستجر أو تستنزف تيار من
القاعدة حتى يعمل الترانزستور
)
إختيار الديود المناسب:
طبعا إن تلك العملية السابقة ( عملية
توليد
الملف الإبتدائي للتيارات الردية) تجري
بسرعة عالية ويجب على الديود أن يستجيب بشكل سريع أيضا
لتلك التغيرات الناشئة من المحول يعني يجب أن يستيقظ الديود ( فيما لو فرضنا أن حالة قطع الديود هي حالة ثبات ) قبل الترانزستور ويقوم على تنفيذ المهام قبل أن يستيقظ صاحبنا
الترانزستور من غفوته وبذلك يكون
الترانزستور في حالة الراحة دائما وهذا هو المطلوب فهنا قد سخرنا الديود للعمل على راحة الترانزستور وكف الأذى عنه ولله
الفضل فإنه يوجد أنواع من الديودات
أسرع من الترانزستورات بأربع أو خمس مرات وتسمى بالديودات الترددية ( بالعرف السائد عندنا ) وإسمها العلمي ديودات
شوتكي

وبهذا الشكل نكون قد حمينا
الترانزستور من التيارات الردية الناشئة
من الملف الإبتدائي للمحول ومن التيار العكسي الذي سيجعله بحالة الوصل العكسي.

ونأتي الآن إلى المشكلة التالية
وهي
:
جـ - حدوث قصر أو حمل زائد في خرج المحول ممايؤدي إلى
استجرار زائد للتيار عبر الترانزستور مسببا تلفه
.
إن هذا الأمر هام جدا فقد
يقوم أحدا ما بوصل جهاز مع دارتنا هذه دون أن يعلم كم هي استطاعة
الجهاز
ذاك وكم هي استطاعة دارتنا وهذا
الأمر سيكون بمثابة الرصاصة القاتلة لدارتنا فيما لو كانت استطاعة الجهاز الموصل مع دارتنا أعلى بضعفين
أو أكثر من استطاعة دارتنا وهذا
الأمر سيسبب استجرار هائل للتيار بسبب إنخفاض الجهد على خرج المحول
وهذا الأمر سأدعه إلى أن نصل إلى
دارة الحماية من القصر والجهد الزائد التي سنصممها من أجل حماية دارتنا .
وكل ما أوده منكم أن تعرفوه الآن
هو أن سحب التيار الزائد سيؤدي بدارتنا إلى التهلكة .

ونأتي إلى المشكلة التالية وهي في
دارة التحكم
:
دارة التحكم

:
قبل البدء بحل مشاكل دارة
التحكم يجب علينا أولا أن نحدد العنصر الذي سيقوم على إدارة دارة
التحكم
وقد عزمت على أن أصمم دارة التحكم
بشكل أقل كفاءة من بقية عناصر الدارة وذلك بسبب حماية مصالحي ( أرجو المعذرة منكم و الأمر عائد إلى أنني
تعذبت
كثيرا بالحصول على معلومات أفادتني
كثيرا وطبعا بالتجربة اليدوية وقراءة الكتب سبيلكم لتحقيق ماتريدون )

فلذلك أتمنى منكم المعذرة
والمطالعة الدائمة لأن في ذلك السبيل الوحيد
لزيادة الخبرة ويأتي بعد القراءة العمل اليدوي إذ أنك لو لم تعمل بيدك فتأكد بأنك لن تصل غايتك أبدا

وطبعا ستكون هذه الدارة
جيدة جدا ويمكنكم أن تنافسوا بها أنواع معينة من الأجهزة رخيصة الثمن .
وسأقوم على اعتماد المقارن lm324 والترانزستورات وبعض البهار من مقاومات ومكثفات وديودات
وزنرات وماهنالك من عناصر تمكنني من
إنجاز عملي بالشكل النظامي من هذه الدارة للحصول على أحسن نتيجة منها
.
ونأتي الآن إلى تصميم الدارة
بشكلها الأولي ومن ثم نقوم على التعديل تماشيا مع المشاكل المتوقعة لهذه الدارة حتى نصل بالنهاية إلى دارة التحكم النهائية ونبدأ بالتالي : 1- دارة مراقبة جهد المصدر العمومي:

نلاحظ من الرسم أننا استخدمنا مقارن نافذة وعمل هذه الدارة هو تتبع حالة
المصدر
وتغيير وضعية خرجها في حال تجاوز
أو إنخفض جهد المصدر للقيمة الجهدية المصصمة عليها نافذة المراقبة.
وكلمة نافذة المراقبة جاءت من
التالي
:
كما ذكرنا سابقا من خلال معطيات المحول أننا نريد للدارة العمل ضمن مجال
محدد
من الجهد بين ( 125- 240 فولت ) يعني
ضمن هذا المجال وتحدد قيمة النافذة من طرح أعلى قيمة من الأصغر فيصبح
240-125=115 فولت عرض النافذة ومهما إرتفع الجهد أو إنخفض فسيبقى هذا
العرض ثابتا لأنه محددا بقيم المقاومات
التي سنضعها على مداخل المقارنات وكما تعلمون فقيمة المقاومة ثابته وبالتالي فإن عرض النافذة
سيبقى ثابت القيمة ويتأرجح ضمن المجال الجهدي المحدد له كما بالرسم التالي :

كما ترون أخوتي فقد تم تحديد مجال العمل لدارتنا ضمن المجال الملون
باللون
الأخضر ويسمى هذا المجال بنافذة
المقارن أو نافذة المراقبة
.
فلو اجتاز جهد المصدر العمومي 240 فولت فإنه سيدخل بالمنطقة الحمراء
وهذه
المنطقة محرمة على دارتنا وهنا
سيتدخل المقارن ويعلم الدارة بارتفاع الجهد لاتخاذ التدابير اللازمة من أجل بقاء دارتنا بالأمان وفي هذه الحالة
سيضيئ
الليد الأحمر مشيرا إلى ارتفاع
الجهد وبالعكس لو انخفض جهد المصدر العمومي إلى أقل من 125 فولت فإن المقارن سيتدخل أيضا وينذر دارتنا بالخطر
ويضيء
الليد الأصفر مشيرا إلى انخفاض
الجهد.
وطالما الليد الأخضر مضيء فهذا
يعني أن المصدر العمومي ضمن المجال الذي فرضناه ( 125-240 فولت ) والدارة تعمل
بشكل سليم وطبيعي
.
وسنقوم الآن على حساب قيم المقاومات التي شكلت لنا قيمة نافذة المراقبة
وسنأخذ كل مرحلة من مراحل دارة
مراقبة المصدر العمومي على حدا.
ويمثل السهم الملون باللون الأخضر
والمشار إليه بالحرف الإنكليزية A المنزلقة التي تعمل على العمل ضمن مجال محدد.
ونأتي الآن لحساب قيم العناصر
المشكلة لدارة استشعار ارتفاع الجهد شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-20b47db4c2

شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-20b47db4c2

والمرموز لها بالحرف الإنكليزي A باللون الأحمر
.

لقد صورت لكم الحالات التي يمكن
للدارة الشعور بها
.
فالحالة الأولى والمرمة بالحرف A1 تخبرنا بأن المصدر العمومي قد
تجاوز حد نافذة المراقبة
240 فولت وبالتالي فإنه استجاب لذلك وأنذرنا بتشغيل الضوء الأحمر وطبعا الجهد
الناتج على خرج المقارن سنستفيد منه
لاحقا
.
ونلاحظ في الشكل A2 أن المصدر العمومي قد انخفض مقدار بسيط قيمته 237.5 فولت أي
دخل ضمن المجال الآمن الذي خصصناه له
بالعمل ضمنه بالشكل الطبيعي ونلاحظ أنه لم يستجيب لذلك الأمر ولم يطلق لنا إنذار حتى لو وصل جهد المصدر العمومي إلى
الصفر
كما في الشكل A3 .
ولنتعرف على آلية اختيار العناصر
المشكلة لنافذة المقارن والمتمثلة بالمقاومات ( R1-R2-R3-R6 ) .
يجب علينا أولا أن نعرف مع من
نتعامل بالنسبة للجهد أي ماهو شكل جهدنا هنا , هل هو متناوب أم مستمر

وكما قلنا أننا نتعامل مع التيار أو الجهد المستمر إذ أننا
سنقوم على أخذ عينه من المصدر العمومي ونقومها ونرسلها إلى دارة المقارنة
لتستطيع دارة المقارنة التعامل معها بالشكل الأمثل وذلك لأسباب
سنذكرها لاحقا .
وعند
البدء بتصميم
نافذة المقارنة ونحن نعرف مسبقا أننا نريد أن نصمم دارة تقوم
على تحسس ارتفاع
التيار بالمصدر العمومي عن القيمة التي حددناه لها .
ونقوم على حساب
أعلى قيمة نريد للدارة أن تقف عندها وهي هنا 240 فولت ...أرجو أن تكون المعلومات
واضحة إلى هنا .
إذا عند القيمة 240
فولت أريد للمقارن أن يستنفر وينذرني بحدوث الخطر بكل مالديه من قوة لأن الأمر
عندها سيكون خطير والمصاب كبير .
نبدأ
بالمقاومات التي
تقوم على أخذ عينة الجهد من التيار العمومي ونضبطها عند قيمة تكون متناسبة والجهد
المرجعي والجهد المرجعي هو الجهد الذي أطبقه على مدخل المقارن للاعتماد عليه من
أجل عمل المقارن على مقارنته مع الجهد القادم من عينة المصدر العمومي
وبالتالي سيرى المقارن إن كانت القيم الواردة له من المصدر العمومي
متناسبة مع قيمة الجهد المرجعي أم لا فإن زادت قيمة العينة القادمة من
المصدر العمومي عن قيمة الجهد المرجعي قام المقارن على الفور بدق ناقوس
الخطر وذلك بتغيير وضعية خرجه من الصفر إلى قيمة جهد التغذية المغذى منها
المقارن ناقصا منها 1.5 فولت وهي قيمة يستهلكها المقارن ذاته
.
بكلام
آخر المقارن
يقوم على قراءة قيمة العينة الواردة له من المصدر العمومي
وقراءة قيمة
الجهد المرجعي ونحن سنكون قد حددنا سير حركته بالتغيير وذلك من
خلال التفضيل أي
اختيار أي من مدخلي المقارن سيكون عليه الجهد المرجعي وأيهما سيكون عليه الجهد
الوارد من عينة المراقبة ( جهد المصدر العمومي ) وعندها سيغير وضعيته وفقا لما
حددناها عليه .
فكما
تعلمون أن
للمقارن مدخلين ومخرج واحد ويسمى أحد المدخلين بالمدخل العاكس
والآخر بالمدخل
الغير عاكس ومعنى هذا الكلام أنه لو غلب جهد المدخل العاكس
على جهد المدخل
الغير عاكس فإن المقارن سيقوم على ترجيح كفة المدخل العاكس
ويقوم على إخراج
قيمة الجهد المطبقة على سالب أو أرضي المقارن وطبعا لكل نوع من التغذية شروط.
فلو كان المقارن
مغذى بتغذية ( + , - ) فإنه سيتصرف كالآتي :
أولا المدخل
العاكس سمي بهذا الاسم لأنه يعكس قطبية إشارة الدخل بالخرج
.
والمدخل الغير
عاكس لايقوم على عكس قطبية إشارة الدخل ويخرجها كما هي من حيث القطبية وبالجهد
تختلف اختلافا كبيرا .
وبالمقابل
لايمكن للمقارن
أن يتعامل مع جهود سالبة على مدخله ( كيف ذلك ياحضرة والله
حيرتنا معك )...
طيب طيب لاتحتاروا ولايهمكم سنشرحها بشكل أفضل .
المقارن
ياإخوان طيب
القلب وليس له مطالب كثيرة وهو ذو فعل كبير , إذ أنه يوجد له
عدة أنواع فهناك
أنواع تعمل بمصدرين للتغذية واحد موجب والآخر سالب
ويوجد
أنواع تعمل
بمصدر واحد للتغذية واحد موجب والآخر أرضي وهناك أنواع لاتقبل
أن تصل بين
الخرج بشكل مباشر وإنما تحتاج إلى مقاومات أو ديودات وهناك
مقارنات لا تقبل
الجهود العالية على مدخلها وأخرى تقبل ذلك
يعني أنواع
كثيرة لكافة الإستخدامات ولكن لجميعهم طريقة عمل واحدة وتتمثل بالتالي
:

شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-c895ae2c41

شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-c895ae2c41

نلاحظ من الدارة ( الدارة
السابقة ) أن المدخل الغير عاكس يوجد عليه جهد أعلى من
جهد المدخل العاكس وبالتالي فالمقارن تصرف وفق ذلك الأساس واستجاب
لذلك التغيير وعمد
إلى إخراج جهد على مخرجه وقيمة ذلك الجهد تساوي إلى قيمة
الجهد المغذى منها المقارن ناقصا من قيمة التغذية
بـ ( 0.8-1.5 ) فولت حسب كل مقارن ومواصفاته.
بكلام آخر يمكننا القول أنه يمكنني الحصول على جهد عالي من جهد صغير
( كيف هذا )؟
إن هذا الأمر بسيط
ويتمثل بأن تريد أن تجعل مضخة الماء تعمل تلقائيا إذا فرغ الخزان من الماء والحفاظ على
مستوى ثابت داخل الخزان فهنا لايمكننا أن نضع
داخل الخزان تيار قيمته 220فولت متناوب لأن هذا الأمر سيؤدي إلى
تمرير التيار عبر
الأنابيب وبالتالي إلى المستهلك وأنظر ماذا يحصل لو تسرب التيار عبر الماء إلى المستهلك ( أنا
متأكد من أنه سيغشى عليه من الضحك ) فيما لو
شعر بذلك التيار الكهربائي إذا كان بالحمام ............
والحل هنا أن استخدم
تيار صغير ومستمر والمقارن سيقوم على حل مشكلة انخفاض الجهد وسيقوم على تشغيل ريليه التي
بدورها ستقوم على تشغيل المضخة التي ستملئ
الخزان بالماء .

كما في الشكل التالي :

شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-66b9c24e25

نلاحظ هنا أنه من جهد
المداخل العاكس والغير عاكس ذوو القيمة الجهدية الصغرى
حصلنا على تيار من المصدر العمومي وقمنا على تشغيل مضخة الماء
وحافظنا على مستوى ثابت
بالماء داخل الخزان .
إذا يمكننا القول
مما سبق أن المضخم العملياتي المستخدم كمقارن في هذه الدارة قام على تحويل الجهد الصغير
المطبق على مدخليه إلى جهد كبير ناتج على خرجه
وطبعا هذا الجهد هو جهد التغذية
.
ويمكننا القول أن مقود الطائرة هو المداخل العاكس والغير عاكس وحركة
الأجنحة هي التغذية والطائرة هي المقارن

فبحركة صغيرة من الطيار
تهبط الطائرة أو تصعد وبتلك الحركة قام على تحريك مايقارب 1200 طن بحركة صغيرة من يد الطيار
وطبعا الذي قام على تنفيذ تلك الحركة هو
جناح الطائرة .( أرجو أن تكون الفكرة قد وصلت )
وبالرجوع لدارتنا نرى أن
المقارن قام على تحويل فارق الجهد بين مدخليه إلى قيمة على خرجه تتناسب والقيمة الأعلى
لأحد المدخلين عن الآخر فلو كان المدخل الغير
عاكس أعلى جهديا من المدخل العاكس فالمقارن سيتصرف كمعطي للتيار على
خرجه كما في الدارة
السابقة حول المقارن والتي مشار بها بالأسهم الحمراء
والمتمثلة بحركة التيار بالدارة

ولو كان المدخل العاكس أعلى جهديا من المدخل الغير عاكس
فإن المقارن سيتخذ هذا التصرف كما يلي
:

شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-5e53d06f28

نلاحظ هنا أن المقارن قام على استجرار التيار أي سحبه
من خرجه إلى الأرضي .
وإنقلب عمل المقارن من معطي إلى آخذ للتيار.
بعد أن فهمنا كيفية عمل المقارن نأتي لمتابعة تصميم دارة التحكم
التي ستقوم على قيادة الدارة الكلية كفرقة عزف تصدر أحلى النغمات .
نختار أولا الجهد المرجعي الذي سيقارن مع العينة القادمة من التغذية .
وسأختارها هنا 12 فولت وذلك للأسباب التالية :
1- كون
جهد التغذية ( المصدر العمومي ) والذي نريد أن نأخذ منه عينة
للمقارنة ذات قيمة كبيرة (125-
240 فولت ) طبعا يجب أن لا ننسى أننا سنتعامل مع القيم
العظمى التي نريد
لدارتنا الكلية العمل ضمنها .
وأعلى قيمة هي 240 فولت لذلك نختارها كقيمة العينة التي نريد
مقارنتها مع الجهد المرجعي .
2- إن
الجهد الذي سنغذي به المقارن وبقية الدارات المشكلة لدارتي الكلية
سأجعلها تعمل على جهد
قيمته 12 فولت وهذا الأمر سيوفر علينا بعض المقاومات التي سأصنع منها مجزئ للجهد من أجل
الحصول على جهد مرجعي ثابت .
وبعد أن إخترنا قيمة
الجهد المرجعي نأتي الآن لتصميم مجزئ جهد للعينة القادمة من المصدر العمومي من أجل صنع
فارق بين الجهدين ( الجهد المرجعي وجهد العينة
القادمة من التغذية الرئيسية ) حتى أضمن للمقارن بيئة عمل تتناسب
وحاجتي .
قد ذكرنا سابقا أننا نريد لمقارن استشعارارتفاع الجهد أن يعمل عند وصول
التغذية الرئيسية إلى قيمة من 240 فولت وهذا الأمر
( اختيار عمل المقارن ) يجب أن يدرس جيدا وذلك بدراسة وصل الجهد
المرجعي وجهد العينة مع
مداخل المقارن .
يعني نصل أي من الجهدين مع المدخل العاكس وأي من الجهدين مع المدخل
الغير عاكس بالمقارن .
هذا الأمر الذي سيحدد عمل المقارن إما آخذا أو معطيا للتيار كما
شرحنا بالصور سابقا .

بداية يجب عينا أن نضع المعلومات المصنعية
( DATASHEET ) للمضخم العملياتي
LM324N حتى نلتزم معه بالقيم التي صمم عليها من أجل أن يلتزم
معنا بالنتائج التي نريدها منه.

شرح توضيحي دارات التحويل التيار Clip_image005

هذه بعض المعلومات العامة عن المضخم الذي نريد وضعة بالدارة ونأتي
الآن إلى المعلومات الفنية له حتى نتعرف على كيفية وصله بالدارة

شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-dd3a9af75b

من خلال الجدول السابق ( 1 ) نرى المعلومات
التي تهمنا معرفتها عن المضخم العملياتي المراد وضعه بالدارة وهي سبع نقاط نشرحها
كما يلي:
1- وهذه
المعلومة تدلنا على أن المضخم العملياتي له قيمة معينة يستجيب لها على
مداخله حتى يستشعر بالجهد المطبق عليه وهي هنا 2 ميلي فولت ولو نقصت تلك
القيمة عن هذا الحد فلن يستجيب المضخم لأي فارق بين مدخليه ويبقى على وضعيته .
مثال : لنفرض أن المضخم يقوم على إخراج جهد على مخرجه
وهذا يعني أن قيمة جهد المدخل الغير عاكس أعلى
من قيمة جهد المدخل العاكس ولكن كم هي قيمة ذلك الجهد .
قد يكون الجهد على المدخل
الغير عاكس 7 فولت وعلى المدخل الغير عاكس 3 فولت إذا
فارق الجهد هنا 4 فولت وهي لمصلحة المدخل الغير عاكس وبما أنه لكل شيء حد
فكان من المنطقي أن يكون لهذه المداخل حد تستجيب له من أجل تغيير وضعية المضخم
وهي هنا 2 ميلي فولت أي 0.02فولت .
2- تيار
الدخل وتفيد هذه المعلومة أنك لو وصلت المضخم ليعمل على استشعار التيار
فإن أقل قيمة للتيار يستشعر بها هي 5 نانو أمبير أي 0.000005 أمبير.
3- انحياز
تيار الدخل وهي قيمة التيار المستهلكة بالمضخم داخليا وناتجة عن عدم
تماثل أو تطابق نسب السماح والخطأ للعناصر المكونة للمضخم وكما نعلم فكل
مجموعة متكاملة مؤلفة من عدد كبير من العناصر الإلكترونية الإفرادية كالترانزستور
والديود والمقاومة والمكثف ولكل عنصر نسبة سماح وخطأ
وقدرت هذه القيمة هنا وكما هو واضح بنشرة المجموعة أن قيمة هذا
التيار هي 45nA وهذه نسبة ضئيلة جدا قياسا مع القيمة التي
سأعتمد عليها كنسبة سماح أو خطأ وسنذكر هذا لاحقا .
4- هذه القيمة
تدلنا على أعلى مكسب يحققه المقارن في حال كانت التغذية العكسية معدومة
( بمعنى آخر أن قيمة استجابة المقارن بالفولت أي عندما تكون حلقة التغذية
العكسية مفتوحة فإن كل مئة ميلي فولت تكسب على خرج المقارن واحد فولت
) وهي تفيدنا من أجل حساب ربح المضخم ونحن سنقوم على
جعل المضخم يعمل كمقارن فقط أي أن هذه
القيمة لا تنفعنا في هذا التطبيق . حيث أننا نحتاج من
المضخم أن يخرج جهدا على خرجه في حال حدوث أي تغيير بالمجزئين الموجودين على
دخله فقط .
5,6,7- تلك
قيم تفيدنا أيضا عندما نود حساب الكسب الذي سيحققه المضخم فيما لو أردنا أن
نستخدمه كمضخم أو كمكبر إشارة .
وبالحصول على المعلومات اللازمة
لدارتنا سنقوم على وضعها بشكل منفرد حتى نعرف خصائص هذا
المقارن أو المضخم ( وسأقول عنه من الآن وصاعدا بالمقارن ) .
المواصفات المصنعية للمقارن :
1- جهد
التغذية عريض إذ أن هذه المتكاملة تعمل بجهد يبدأ من 3 وينتهي بـ 30 فولت ويجب أن
لايتجاوزه.
2- أقصى
تيار يتحمله المقارن هو 100 ميلي أمبير سواء بالسماح للجهد بالخروج أم بالاسنجرار .
3- التيار
الذي يستهلكه المقارن ليعمل جيدا هو 2.5 ميلي أمبير .
4- أدنى
قيمة للجهد يتحسسها أو يشعر بها المقارن على مداخله هي 0,2 فولت .
5- أدنى
قيمة للتيار يستشعر بها المقارن هي 5 نانو أمبير أي 0.000000005 أمبير.
6- توجد
مقاومة داخلية على كل مدخل من مداخل المقارن العاكس والغير عاكس قيمتها
1 ميغا أوم وهي ناتجة عن عدم تماثل العناصر المكونة للمقارن بالنسب التصنيعية
حيث يوجد نسبة سماح وخطأ أدت إلى نشوء تلك المقاومة ويجب علينا أخذها
بعين الاعتبار لأننا نريد أن يكون المقارن بحالة تأهب كاملة عند تجاوز
مصدر التغذية العمومي للقيمة 240 فولت .
نرسم أولا دارتنا ومن ثم نعقب عليها فيما بعد .

كما تلاحظون فإن الدارة تحسست لارتفاع الجهد وعند بلوغه 240
فولت قامت على إنذارنا وذلك عن طريق تشغيل الليد D2 , ولنحسب قيم
العناصر التي شكلنا منها الدارة :

شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-47ff47396b

شرح توضيحي دارات التحويل التيار Qariya-47ff47396b

كما ترون فقد خصصنا تيار
قدره 100 ميكرو أمبير للمجزئ وقمنا على جعل خرج المجزئ
مساويا إلى 12,6 فولت وهذا عائد إلى نسب السماح والخطأ للعناصر حيث أننا
عمدنا إلى تشكيل الدارة كلها من مقاومات نسبة السماح والخطأ بها يصل إلى 5
% لا أكثر وسنبحث هذا الموضوع لاحقا .
إلى هنا نكون قد إنتهينا من
دارة استشعار ارتفاع الجهد وعلى نفس الوتيرة نحسب دارة
استشعار انخفاض الجهد مع مراعاة قيمة العينة القادمة من مصدر التغذية.
وسنأتي الآن على رسم الدارة كاملة ( دارة مراقبة الجهد العمومي ) .
شرح عمل عناصر
الدارة :
Q2 وضع هذا
الترانزستور ليعمل كمفتاح تمرير الجهد للطرف رقم 4 من المؤقت
NE555 وهذا الطرف هو طرف التصفير أو reset وتجبر هذه الرجل القلاب
RS على
الإنتقال من
حالة إلى أخرى على خرجيه , وبشرح بسيط يمكن القول أن هذه الطرف
تقوم مقام
الطرف تمكين أو enable في الدارات الرقمية وبكلام آخر يمكن أن نقول أنها الطرف التي تسمح
للمؤقت العمل على تغيير وضعية خرجه تبعا لتغيير عمل المقارنات التي بداخله
وإليكم رسم للمؤقت NE555 يوضح بنيته الداخلية :

المفتاح
SW1 هو الذي
استبدلنا به الترانزستور Q2 لكي نستطيع التحكم بفتحه وإغلاقه عند حدوث أمر خطير كتخطي جهد
التغذية الحدود العليا أو الدنيا .
Q1 : عمله بالدارة
كعمل الترانزستور Q1 ولكن يختلف في نوعه تماشيا مع المطلوب منه فهو سيقوم على إرسال
الجهد (الذي سييمكن القلاب الموجود داخل المؤقت لتغيير حالة وضعه ) إلى الأرض
أو سالب التغذية .
D8 : زينر يقوم على
تخفيض جهد التغذية بمقدار جهده العكسي المصمم عليه ( الجهد العكسي موجود لدى
الزينرات و بالديودات العادية لا يوجد مثل هذا الميزة ) وفائدة وضع الزينر
هو استقطاب الترانزستور بشكل عكسي ؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟كيف ذلك
.
إن هذا الأمر
منوط بعمل الترانزستور من النوع PNP فكما نعلم أن هذه الأنواع تفتح أو تعمل أو تسمح للتيار بعبورها
عندما نستجر أو نسحب تيار عبر قاعدتها ....اتفقنا إلى هنا
.
وتعالوا نكتشف
سر وضع هذا الزينر هنا من خلال دراسة عمل الترانزستور Q2 .
لنفرض مثلا
أننا لم نضع هذا الزينر D8 على طريق تغذية الترانزستور
Q2 فماذا سيحصل
.
الجهد الخارج
من المقارن هو جهد التغذية ناقصا منه 1,5 فولت لأن المقارن
يستهلك أو
يحجز هذا الجهد على طرفيه ( الموجب والسالب ) فهذا يعني أن
التغذية
الرئيسية التي تخرج من المنظم RG1 وهو ذو الرقم 7812 أي منظم خرج 12 فولت منتظم وبالتالي سيكون خرج
المقارن هو 12-1.5=10.5V والترانزستور مطبق على مشعه
أو باعثه جهد قدره 12 فولت فهنا لو أردنا أن يقوم المقارن على إيقاف
الترانزستور فإنه سيخرج على مخرجه جهدا قدره 10.5V وعلى مشع الترانزستور يوجد 12V ومن شروط عمل هذا النوع من
الترانزستورات
هو وجود فارق بالجهد بين القاعدة والمشع بمقدار 0.7V وأكثر
فهل إذا لم
نضع الزينر سيتوقف الترانزستور عن العمل ؟؟؟؟؟؟؟؟ طبعا لا وبكل و
ثوقية
.
لأن شرط عمل
الترانزستور قد تحقق ولن يتوقف عن العمل أبدا على هذا الوضع
.
ولذلك قمنا
على وضع زينر قيمة 3.1V ( الجهد العكسي ) حتى يحجز جهدا قيمته 3.1V على طرفيه وبالتالي سينقص جهد
التغذية
القادم للترانزستور هو 8.9V وهنا لو طبقنا هذا الجهد على
مشع الترانزستور ولو طبقنا الجهد الخارج من المقارن قيمته 10.5V على قاعدة
الترانزستور
Q2 فإن
الترانزستور سيزداد استقطابه العكسي أي سيصبح سدا منيعا أمام عبور التيار من مشعه إلى
مجمعه .
و جعلنا
المؤقت يتغذى عن طريق الزينر أيضا وذلك لعدم اختلاف الجهد على الطرفين
8-4 لأن الاختلاف
بالجهد هنا يؤثر على عمل المقارن وهذا الأمر مجرب بشكل عملي
وشرح هذا
الأمر لا يهمنا هنا لأنه سيدخلنا بشعاب طويلة لاتهمكم هنا
.
D5 : زينر يقوم
بعملين عظيمين وهما :
1- يقوم
على تشغيل
الترانزستور عندما يكون جهد المصدر العمومي ضمن العتبة المناسبة
وهي العتبة
التي صممنا عليها المقارن ليعمل بشكل صحيح , وشرح هذا الأمر
يكون كالتالي
:
عند حدوث خلل
بمصدر التغذية العمومي فإن المقارن سيخرج جهدا على خرجه وهذا الجهد سيجد الطريق
سالكا أمامه إلى قاعدة الترانزستور Q2 لأن الزينر سيكون بالاستقطاب الأمامي ومرور التيار بالزينر عبر
الاستقطاب الأمامي له الأفضلية بالمرور عن الجهد القادم
بالاستقطاب العكسي .
2- أي أن الديود
سيقوم على منع الجهد من المرور عبر القاعدة إلى مخرج المقارن وسيسمح للجهد بالمرور
من خرج المقارن إلى قاعدة الترانزستور Q2 لإيقافه عن العمل
.
D9 : ديود يقوم على
تساوي زمن الشحن والتفريغ للمكثف وبالتالي تزامن خرج المؤقت بشكل يتناسب وحاجتنا
وسنعرض هذا لاحقا .

__________________

اقتباس :: حيث:
Vp: تمثل الجهد على الملف الثانوي
.
Ns: وتمثل عدد لفات الملف الثانوي
.
Np: وتمثل عدد لفات الملف الإبتدائي
.

Vs: تمثل الجهد على الملف الإبتدائي

أشكرك على الموضوع القيّم عن المحولات
ولكن عند قرائتي وجدت أخطاء بسيطة أظنها سقطت سهوا وق اقتضى التنويه للأمانة

Vp جهد الابتدائي
Np عدد لفات الابتدائي
Vs جهد الثانوي
Ns عدد لفات الثانوي
وتقبّل شكري

Not bad
thanks

اخي sallam شكرا لهذا التعديل

على الرحب والسعه جميعا^_^

يعطيك العافيه اين المخططات بتاع الموضوع

» محطات التحويل الكهربائية
» عملاق التحويل " Any Video Converter Professional 3.2.3 " أفضل محولات الميديا بكفاءة ☆