در این قسمت با یک مدار ساره جهت نمایشگر لیزری(Show Laser) و همچنین در مدارمکمل آن با کنترل PWM موتور DC جهت show laser نیز آشنا می شوید.همچنین سعی کرده ایم مداری ساده جهت کنترل دور موتور برای laser show را به شما نشان دهم.که در زیر به توضیحات مربوط به هر قسمت خواهیم پرداخت. این نمایشگر لیزری از یک بخش مکانیکی و یک بخش الکترونیکی تشکیل شده است برای مطالعه مقاله بر روی ادامه مطلب کلیک کنید.
کنترل PWM موتور(کنترل سرعت موتور)
در زیر نقشه لازم جهت کنترل سرعت یک موتور را مشاهده می کنید.که می بایست برای laser show همین نقشه را برای یک موتور دیگر نیز تکرار کنید.از این مدار جهت کنترل فن نیز می توانید استفاده کنید.اگر می خواهید از این مدار در یک فاصله زمانی طولانی و مداوم استفاده کنید برای ترانزیستور های قدرت BD 140 از خنک کننده یا heat sink برای هر دو ترانزیستور استفاده کنید.
نحوه چیدمان قطعات در نقشه مشخص است.و نیازی به توضیح ندارد.
ترانزیستور BD140 یک ترانزیستور قدرت PNP یا مثبت است.که با توجه به ساختار آن زمانی این ترانزیستور فعال می شود که بیس آن زمین یا دارای ولتاژ صفر شود.برای روشن شدن تکلیف این ترانزیستور در زمانی که بیس آن با زمین تحریک نشده است.بیس آن را با یک مقاومت 47 کیلو اهم به مثبت ولتاژ متصل نمایید.
در نقشه اگر به سرهای موتور دقت کنید می بینید که یک سمت آن دارای ولتاژ زمین یا صفر است.وسمت دیگر آن از کلکتور ترانزیستور تغذیه می شود.که کلکتور وظیفه اش دراین حالت ارسال ولتاژ 5 تا 12 ولت بر روی سمت دیگر موتور است.که با ایجاد این اختلاف پتانسیل موتور شروع به حرکت کند.البته در اعمال ولتاژ تغذیه 5 تا 12 ولت به ولتاژ قابل تحمل موتور نیز توجه کنید.
در داخل آی سی 555 ترانزیستوری از نوع NPN موجود است.که امیترش زمین شده است.و کلکتور آن به پایه 7 آی سی 555 متصل است.پایه 7 نیز با شارژ کامل خازن متصل به پایه های 2 و 6 فعال می شود .،و زمین را بر روی سر بیس ترانزیستور قدرت bd140 می اندازد.این ترانزیستور نیز با دریافت ولتاژ زمین در روی بیس آن فعال می شود .،و و لتاژ 5 تا 12 ولت را بسته به نوع موتور از امیتر بر روی کلکتورش می اندازد و موتور روشن می شود.
با پیچاندن پتانسیومتر توسط پیچ گوشتی ساعتی متوجه می شوید که سرعت موتر تغییر می کند.سر وسط این پتانسیومتر به پایه 3 که در واقع پایه خروجی آی سی 555 است.متصل می باشد.و پایه های کناری این پتانسیومتر با دو عدد دیود به پایه 2و6 که با یک سیم به هم متصل شده اند .می رود.با پیچاندن پتانسیومتر فواصل زمانی تولید پالس در خروجی و فیدبک آن از پایه 3 به پایه های 2و 6 را تغییر می دهید.در جایی با پیچاند پتانسیومتر متوجه می شوید سرعت موتور کم شده است.در واقع در اینجا پتانسیومتر را به سمتی می برید که مقاومت آن زیاد می شود.، و در این حالت زمان که از حاصلضرب مقاومت ایجاد شده در خازن 103 بوجود می آید کمتر خواهد بود.و در جای دیگر این مقاومت زیاد می شود.و فواصل زمانی تولید پالس نیز زیاد می شود.
دیودهای متصل به پایه های پتانسیومتر نیز جهت تفکیک پایه های کناری پتانسیومتر و تاثیر عملکر مجزای آن ها بر روی پایه های مشترک شده 2و 6 است.اگر با جاگذاری فعلی ای دیودها موتور را روشن کنید.می بینید در جایی که با پیچ گوشتی پتانسیومتر را در یک سمت به انتها می برید.سرعت موتور حداکثر و در سمت دیگر سرعت موتور حداقل و در نهایت صفر می شود.حال اگر ترتیب چیدمان دیود ها را عوض کنید در واقع سمت حداکثر و حداقل پتانسیومتر نیز عوض می شود این مورد را نیز براحتی می توانید تجربه کنید.در مورد دیود بایستی بدانید سمتی از آن که یک حلقه دایره ای شکل مشکی دارد.سمت کاتد و سمت دیگر آند است.سمت کاتد نیز در نقشه با یک خط افقی در انتها یک سمت دیود مشخص می شود.در اتصال دیودها جهت عملکرد صحیح مدار دقت کنید.
خازن های متصل به پایه 8 نیز خازن های تغذیه جهت عملکرد بهتر مدار است.خازن های دو سر موتور نیز به این علت است که موتور یک مصرف کنند سلفی است.که جریان در آن از ولتاژ جلوتر است برای هماهنگ شدن ولتاژ با جریان از یک خازن استفاده می کنیم.چرا که در خازن این ولتاژ است که از جریان جلوتر است که استفاده از این دو المان در کنار یکدیگر باعث حرکت و عملکرد موتور خواهد شد.البته در این حالت به خاطر اتصال ثابت یک سمت موتور به زمین و سبک بودن باری که موتور تحمل می کند مشکل چندانی ایجاد نمی شود که شما نیز می توانید آنرا به راحتی یک بار با وجود خازن و بار دیگر بدون خازن تجربه کنید.
این مدار را بر روی برد بور یا بردهای سوراخدار مسی یا مدارات چاپی برای دو موتور ببندید.و موتور ها را مطابق قسمت مکانیک که در انتهای صفحه مشاهد می کنید.بر روی صفحه ای چوبی یا فلزی سوار کنید.و اشکال مختلف را با پیچاندن پتانسیومترها مشاهده کنید.اگر هر دو موتور ثابت باشند بر روی دیوار تنها یک نقطه مشاهد می کنید.در صورت ثابت بودن یک موتور و چرخش موتور دیگر تنها یک بیضی را بر روی دیوار مشاهد می کنید.حال اگر هر دو موتور بچرخند اشکال زیبا و لیساژوری را بر روی دیوار مشاهده خواهید کرد.در ضمن برای مشاهد هر چه بهتر laser show توصیه می کنم.این کار را در یک محیطی تاریک مانند اتاق انجام دهید.
اطلاعات مربوط به ترانزیستور bd140 را در این لینک ببینید.برای دیدن می بایست برنامه Acrobat reader را در سیستم داشته باشید.
لیست قطعات
2 عدد آی سی 555
4 عدد دیود 1N4148
2 عدد دیود 1N4007
6 عدد خازن 103
6 عدد خازن 104
1 عددخازن 10 میکروفاراد
2 عدد مقاومت 1 کیلو اهم
2 عدد مقاومت 47 کیلو اهم
ٍ 2 عدد موتور DC با رنج ولتاژ 5 تا 12 ولت
1 عدد جاسویچی لیزری
2 عدد ترانزیستور BD140
مکانیک مدار
نمونه ای از ربات پرتابگر ساخته شده توسط دانش آموزان استان اصفهان
ازمدار فوق جهت کنترل دور موتور می توانید استفاده کنید. قسمت مکانیک را نیز جهت laser show مورد استفاده قرار دهید.
در شکل محل قرار گرفتن موتورها و جاسویچی لیزری نشان داده شده است.منظور از screen نیز صفحه نمایش یا پرده است که در اینجا دیوار نیز می تواند باشد.بر روی هر موتور یک صفحه مدور چوبی به قطر 3 سانتی متر را قرار دهید.این صفحه مدور را از هر جسم سبکی مانند چوب نیز می توانید تهیه کنید.دقیقا منطبق با این صفحه یک صفحه شیشه ای گرد را بر روی این صفحه مدور با چسب بچسبانید و پس از محکم شدن صفحه شیشه ای بر روی صفحه چوبی مدور،آنرا بر روی موتور ها قرار دهید.جهت سوار شدن این صفحه مدور، مرکز این دایره چوبی را پیدا کنید.و از آن سمتی که شیشه مدور بروی آن منطبق نیست.سوراخی کوچک در مرکز دایره ایجاد کنید تا بتوانید این صفحه را بر روی موتور سوار کنید.این کار را برای هر دو موتور تکرار کنید.