ما در اين جلسات نحوه ي کار با قطعات مختلف را به صورت کاملاً عملي به همراه عکس ها متعدد و در صورت نياز با فيلم، آموزش خواهيم داد. دوستاني هم که علاقه مند هستند مي توانند با تهيه ي يک سري لوازم، آزمايش ها رو به صورت واقعي در منزل يا مدرسه تکرار کنند. فقط فراموش نکنيد که اگر به دنبال نتيجه ي مطلوب هستيد، از کار انفرادي خودداري کنيد!!!! البته توضيحات لازم در اين زمينه در جلسه ي اول داده شده.

   بعضي لوازم اوليه اي که شما براي کار نياز داريد در زير گفته شده:

برد برد‌ها وسایل سودمندی هستند در انواع و شکل‌های گوناگون که برای شروع کار با قطعات الکترونیکی‌ بسیار مناسبند.شما میتوانید از آنها به عنوانه یک PCB استفاده کنید.به این طریق که برد برد‌ها دارای بخش‌های متصل به هم هستند که به شما امکان ارتباط قطعات را بدون نیاز به لحیم کاری میدهند.شما میتوانید به وسیلهٔ برد برد مدار خودرا ببندید و سپس دوباره آنرا باز نمایید و از قطعات و برد برد دوباره استفاده کنید در حالی‌ که در مدار که روی PCB‌ها لحیم میشوند این امکان موجود نمی‌باشد.در شکل زیر نحو ارتباط سوراخ‌های درون برد برد نمایش داده شده است.

برای بهتر استفاده کردن از برد برد ذکر چند نکته الزامی می‌باشد:

۱-به هیچ عنوان دو پایه از دو قطعه را درون یک سوراخ قرار ندهید.

۲-اگر در استفاده از این وسیله تازه کار هستید بسیار مراقب باشید که با اشتباه قرار دادن قطعه درون برد برد پایه‌ها به هم متصل نباشند(در بسیاری از قطعات این کار باعث سوختن قطعه میشود!) 

۳- معمول است است در کار با برد برد دو ردیف بالایی و دو ردیف پایینی برد برد را به هم متصل میکنند و ورودی برق مادر را از آنها تامین میکنند.(دردیف بالایی ووو پیینی دارای اتصال افقی هستند بر خلاف بقیه ی ردیفها که اتصالات عمودی دارندا)

ديود نوري هفت قطعه اي يا سون سگمنت

اين ديود از نظر اتصال پيوندي نيمه هادي و مولد نور مانند LED* است،ولي از نظر ساختمان فيزيكي متفاوت است.داخل ساختمان ديود مذكور 7 عدد ديود نوري به شكل مستطيل جاسازي شده است و يك نقطه نوري به شكل دايره كوچكي نيز در قسمت پايين سون سگمنت به عنوان مميز قرار دارد كه مجموعا 8 قطعه ي ديود نوري مشاهده ميگردد.


در ساعت هاي رقمي ،ماشين حساب ،ترازوي رقمي ، آوومترهاي رقمي ،اندازه گيري فركانس و ... به طور كامپيوتري نياز مبرم به نمايش حروف و ارقام توسط ديود نوري داريم.براي اين منظور مي توان از نمايشگر الفبا - عددي هفت قطعه اي استفاده كرد كه هفت قسمت فتوالكتريك مجزا دارد و با فعال سازي اين هفت قطعه با تركيبات مختلف مي توان هر عدد دلخواه از 0 تا 9 يا حروف الفباي انگليسي A,B,C,D,E,F,G به صورت حروف بزرگ يا كوچك يا تركيبي از آنها را نمايش داد. ديود سون سگمنت حداقل 8 پايه اتصال خارجي دارد كه هفت پايه ي آن به همديگر از يك قطب وصلند . اگر قطبهاي آند به همديگر اتصال داشته باشند سون سگمنت را «آند مشترك» و اگر قطبهاي كاتد به هم متصل باشند آن را « كاتد مشترك» ميگويند.هنگام استفاده از ديود 7S در مدار ، براي جلوگيري از صدمه ديدن ديود ها ، بايد براي هر كدام از آنها مقاومت مناسبي به طور سري در مدار قرار گيرد.




آند مشترك(common anode)


كاتد مشترك(common cathode)

مقدمه:
دیودها جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور می‌‌دهند و در جهت دیگر در مقابل عبور جریان از خود مقاومت بالایی نشان می‌‌دهند. این خاصیت آنها باعث شده بود تا در سالهای اولیه ساخت این وسیله الکترونیکی ، به آن دریچه یا Valve هم اطلاق شود. از لحاظ الکتریکی یک دیود هنگامی عبور جریان را از خود ممکن می‌‌سازد که شما با برقرار کردن ولتاژ در جهت درست (قطب مثبت پیل به آند و قطب منفی به کاتد) آنرا آماده کار کنید. مقدار ولتاژی که باعث می‌شود تا دیود شروع به هدایت جریان الکتریکی نماید ولتاژ آستانه یا (forward voltage drop) نامیده می‌شود که چیزی حدود 0.6 تا 0.7 ولت می‌‌باشد.

ولتاژ معکوس:
هنگامی که شما ولتاژ معکوس به دیود متصل می‌‌کنید (مثبت به کاتد و منفی به آند) جریانی از دیود عبور نمی‌کند، مگر جریان بسیار کمی که به جریان نشتی یا Leakage معرف است که در حدود چند µA یا حتی کمتر می‌‌باشد. این مقدار جریان معمولآ در اغلب مدارهای الکترونیکی قابل صرفنظر کردن بوده و تأثیر در رفتار سایر المانهای مدار نمی‌گذارد. اما نکته مهم آنکه تمام دیودها یک آستانه برای حداکثر ولتاژ معکوس دارند که اگر ولتاژ معکوس بیش از آن شود دیود می‌‌سوزد و جریان را در جهت معکوس هم عبور می‌‌دهد. به این ولتاژ آستانه شکست یا Breakdown گفته می‌شود.

پتانسیل سنج ، وسیله‌ای الکتریکی است که از قطعه سیمی مقاوم (یا از ماده مقاوم الکتریکی) با مقاومت R تشکیل شده است و روی آن یک سر اتصال لغزنده قرار دارد. که با سیم اتصال الکتریکی برقرار می‌کند و معمولا در آزمایشگاه برای تنظیم و کنترل جریان از یک مقاومت متغیر استفاده می‌شود. پتانسیل منبع در سه محل اتصال الکتریکی دارد. عبارت است از نقطه A و B در دو سر سیم مقاوم و سر اتصال لغزنده T، پیچ تنظیم صدای رادیو یا وسایل صوتی دیگر ، پتانسیل سنجی ساده و ارزان قیمت است. اما پتانسیل سنج دقیق وسیله‌ای گرانقیمت است که برای اندازه‌گیری ولتاژ با دقت بسیار زیاد بکار برده می‌شود.

خازن وسیله‌ای الکتریکی است که در مدارهای الکتریکی اثر خازنی ایجاد می‌کند. اثر خازنی خاصیتی است که سب می‌شود مقداری انرژی الکتریکی در یک میدان الکترواستاتیک ذخیره شود و بعد از مدتی آزاد گردد. به تعبیر دیگر ، خازنها المانهایی هستند که می‌توانند مقداری الکتریسیته را به صورت یک میدان الکترواستاتیک در خود ذخیره کنند. همانگونه که یک مخزن آب برای ذخیره کردن مقداری آب مورد استفاده قرار می‌گیرد. خازنها به اشکال گوناگون ساخته می‌شوند و متداولترین آنها خازنهای مسطح هستند.

این نوع خازنها از دو صفحه هادی که بین آنها عایق یا دی الکتریک قرار دارد. صفحات هادی نسبتا بزرگ هستند و در فاصله‌ای بسیار نزدیک به هم قرار می‌گیرند. دی الکتریک انواع مختلفی دارد و با ضریب مخصوصی که نسبت به هوا سنجیده می‌شود، معرفی می‌گردد. این ضریب را ضریب دی الکتریک می‌نامند. خازنها به دو دسته کلی ثابت و متغیر تقسیم بندی می‌شوند. خازنها انواع مختلفی دارند و از لحاظ شکل و اندازه با یک دیگر متفاوت‌اند. بعضی از خازنها از روغن پر شده و بسیار حجیم‌اند. برخی دیگر بسیار کوچک و به اندازه یک دانه عدس می‌باشند. خازنها بر حسب ثابت یا متغیر بودن ظرفیت به دو گروه تقسیم می‌شوند: خازنهای ثابت و خازنهای متغیر.

قطعه مقاومت به تعداد بسیار زیاد در تمام دستگاه ها و مدارات الکترونیکی وجود دارد. بدون تردید می توان گفت که هیچ دستگاهی بدون قطعه مقاومت پیدا نمی شود. قطعه مقاومت بعنوان تقسیم ولتاژ، کاهش مقدار جریان، برای بایاس ترانزیستورها و قطعات فعال، برای ثبات نقطه کار و سرانجام به دلایل گوناگون در دستگاه های الکترونیکی مصرف می شود  در این مقاله سعی شده تا با انواع مقاومت ها از نظر جنس آشنایی مختصری پیدا کنیم.

حسگر یا سنسور المان حس کننده ای است که کمیتهای فیزیکی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و ... را به کمیتهای الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل می کند. در واقع آن يك وسيله الكتريكي است كه تغييرات فيزيكي يا شيميايي را اندازه گيري مي كند و آن را به سيگنال الكتريكي تبديل مي نمايد.

سنسورها در انواع دستگاههای اندازه گیری، سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند PLC مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاههای مختلف از جمله PLC باعث شده است که سنسور بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک و رباتیک باشد.

سنسورها اطلاعات مختلف از وضعیت اجزای متحرک سیستم را به واحد کنترل ارسال نموده و باعث تغییر وضعیت عملکرد دستگاهها می شوند.

حس گرهاي مورد استفاده در رباتيك:

انواع سنسورها در رباتها مورد استفاده قرار می گیرند

ساختار عملكرد رله

رله‌ها از نظر تكنولوژي ساخت به سه نوع الكترومكانيكي، استاتيك و ديجيتال[1] تقسيم مي‌گردند. نوع الكترومكانيكي رله‌ها در حال جايگزين‌شدن با انواع ديجيتال بوده و استفاده از آنها بسيار محدود شده است. در نوع استاتيكي طراحي بر مبناي ادوات الكترونيكي آنالوگ بوده و لذا فاقد امكان برنامه‌ريزي مي‌باشند. در نوع ديجيتال از پردازنده جهت آناليز جريان خطا و اعمال فرمان مناسب استفاده مي‌شود و با توجه به اين امر امكان برنامه‌ريزي رله و داشتن چندين مشخصه عملكردي متفاوت امكانپذير خواهدبود. در اين نوع رله‌ها چندين عملكرد مختلف كه پيش از آن به كمك رله‌هاي مجزا انجام مي‌گرفت را مي‌توان بصورت مجتمع در يك رله قرارداد كه البته اين امر مي‌تواند باعث كاهش قابليت اطمينان سيستم حفاظتي گردد. با اين حال استفاده از رله‌هاي ديجيتال در حال حاضر گزينه اصلي حفاظتي بوده و پيشنهادات بر اين مبنا ارائه مي‌شوند.

تعريف رله و انواع رله برحسب عملکرد

حفاظت تجهیزات و دستگاه های سیستم قدرت در مقابل عیوب و اتصالیها ، به وسیله كلید قدرت انجام می گیرد قبل از اینكه كلید قدرت بتواند باز شود ، سیم پیچی عمل كنندة آن باید تغذیه شود این تغذیه به وسیله رله های حفاظتی انجام می پذیرد . رله به دستگاهی گفته می شود كه در اثر تغییر كمیت الكتریكی مانند ولت و جریان و یا كمیت فیزیكی مثل درجه حرارت و حركت روغن ( در رله بوخهولس ) تحریك شده و باعث به كار افتادن دستگاههای دیگر و نهایتاً قطع مدار به وسیله كلید قدرت ( در سیستم تولید و انتقال و توزیع ) یا دژنكتور می گردد .

ترانزیستور چیست؟

ترانزیستور یکی از پرکاربردترین قطعات در صنعت الکترونیک است که با اختراع آن در سال 1947 میلادی تحولی عظیم در صنعت الکترونیک به وقوع پیوست . ترانزیستور معمولی ، یک المان سه قطبی معمولی است که از سه عدد نیمه هادی نوع N و P تشکیل شده است . ( برای آشنایی با نیمه هادی ها ، به صفحه آشنایی با نیمه هادی ها از همین وب سایت مراجعه فرمایید ) . این نیمه هادی ها به دو شکل می توانند در کنار هم قرار گیرند .

الف ) دو نیمه هادی نوع N در دو طرف و یک نیمه هادی نوع P در وسط قرار می گیرند که در این حالت ترانزیستور را NPN می نامند . در شکل (1) نمایی از ساختمان این نوع ترانزیستور نمایش داده شده است .

انواع دیود و کاربرد آنها

دیود زنر (Zener Diode) یک نوع ویژه از دیود است که اجازه می دهد تا جریان الکتریک در یک جهت به جلو برود و کاربرد آن به عنوان یک دیود ایده آل است ، اما ویژگی این دیود این است که همچنین اجازه میدهد که جریان الکتریک در جهت معکوس، وقت زمانی که ولتاژ بالاتر از یک مقدار مشخص باشد حرکت کند. نام این ولتاژ مشخص "ولتاژ شکست" ، "ولتاژ زانو" و یا "ولتاژ دیود زنر" است.

فناوری جدید برای تولید ربات‌های کوچک

ربات‌هایی جهت کمک بیماران مبتلا به فلج مغزی

طی سال‌های گذشته بسیاری از دانشمندان و متخصصین از صنعت رباتیک برای کمک به بیمارانی که پس از سکته فلج شده‌اند، استفاده کرده‌اند تا به آن‌ها در کنترل دست و پایشان کمک کنند. اکنون محققین موسسه تحقیقاتی MIT در تلاش برای ساخت ربات‌هایی هستند که بتوانند کودکان مبتلا به فلج مغزی را نیز یاری رسانند. شیوه‌ی ربات درمانی از سال ۱۹۸۰ آغاز شده و در ابتدا تلاش شده تا از این شیوه برای کمک به بیماران سکته‌ای استفاده شود اما اکنون کمک به دیگر بیماران از جمله کودکان فلج مغزی و یا بیماران مبتلا به پارکینسون نیز در این لیست قرار گرفته است.

در این پروژه‌‌ی جدید محققین در تلاشند تا قابلیت بیماران فلج مغزی را در رفتن به سوی یک شیء و برداشتن آن شیء بالا ببرند. در نخستین مراحل دانشمندان موفق به ساخت دست‌های رباتیک شده اند که به دست کودک فلج مغزی متصل می‌شود و در هنگام انجام  کارهای کوچک همچون انجام یک بازی ویدئویی، زمانی که کودک سعی می‌کند به دنبال یک سوژه برود و آن را بگیرد چنانچه مسیر را اشتباه برود دست رباتیک به او کمک می‌کند. طبق بررسی‌ها ۳۶ کودکی که از این طریق تحت درمان رباتیک قرار گرفته‌اند سرعتشان در گرفتن اشیاء به طرز چشمگیری بالا رفته است.

• دانلود توضیحات فنی از این شیوه ی درمانی : PDF

تا سال ۲۰۲۰ میلادی صورت می‌گیرد:  شکاف تکنولوژیکی عمیق میان افرادی که ربات دارند با افرادی که ربات ندارند ایجاد می‌شود.

محققین اسپانیایی در تحقیقات اخیر خود با نگاهی به پتانسیل موجود در آینده‌ی صنعت ربات و حضور این موجودات در جامعه‌ی بشری پیش بینی کردند که تعامل ربات با انسان طی ۱۲ سال آینده به حدی خواهد رسید که شکاف تکنولوژیکی و نابرابری عمیقی میان افرادی که ربات دارند با افرادی که به این فناوری دسترسی ندارند ایجاد خواهد کرد. طبق گفته‌ی آنتونیو لوپز پرفسور جامعه شناس دانشگاه UNED اسپانیا، همانگونه که بشر امروز در زندگی روزمره‌ی خود به شدت به استفاده از خودرو و تلفن همراه وابستگی پیدا کرده است، در ۷ تا ۸ سال آینده نیز تعامل میان انسان و ربات به حدی خواهد رسید که استفاده از ربات‌ها در زندگی روزمره اجتناب ناپذیر خواهد شد.

بسیاری از محققین معتقدند که سال ۲۰۲۰ نقطه‌ی عطف تاریخ پیدایش ربات‌ها در زندگی روزانه‌ی انسان‌ها خواهد بود؛ چرا که تا آن زمان ربات‌ها می‌توانند به زبان انسان‌ها صحبت کرده و با آن‌ها تعامل برقرار کنند. ربات‌ها دیگر ماشین آلات پیچیده نخواهند بود بلکه به ابزارهایی تبدیل خواهند شد که مثل خودرو در زندگی روزانه‌ی انسان‌ها کاربرد دارند.

محققین پارک فناوری پردیس برای نخستین بار در کشور موفق به طراحی و ساخت سامانه‌ی آ‌موزش رباتیک دانش‌آموزان شدند. حازم فریپور، مدیر عامل شرکت سراج (سامانه رشد آموزه‌های جوانه ها) سازنده‌ی این طرح اظهار کرد: این سامانه وسیله‌ای برای کمک به دانش‌آموزان و معلمان است تا بتوانند پروژه‌های رباتیک را به سادگی انجام داده و سریعتر به نتیجه‌ی مطلوب برسند. در واقع به جای درگیر شدن در کارهای خیلی پیچیده وقت خود را صرف خلاقیت در زمینه‌های مکانیک و نرم‌افزار ربات کنند.

سامانه‌ی «روبوران» دارای یک بخش برنامه‌ریزی بوده که با برنامه‌ای ساده و فارسی زبان و توسط دانش‌آموزان برنامه‌ریزی می‌شود تا بتوانند فرمان‌های لازم برای حرکت موتورهای ربات را در آن تعریف کنند. به گونه‌ای که پس از برنامه‌ریزی به مدار دیگری متصل شده تا بتوانند توسط این مدار فرمان‌ها را توسط موتورهای ربات اجرا کنند. این سامانه‌ی آموزش رباتیک دانش‌آموزان می‌تواند هشت موتور را به صورت همزمان به حرکت درآورد، ربات‌هایی که با هشت موتور و یا کمتر ساخته می‌شوند، می‌توانند توسط این سیستم به حرکت درآیند، به گونه ای که این سیستم توسط نرم‌افزار و شرط هایی که بین ورودی‌های خود در نظر می‌گیرد می‌تواند ربات مورد نظر را به حرکت درآورد.

نمونه‌ی اولیه‌ی این دستگاه به تولید رسیده است، می‌توان این سامانه را برای دانش‌آموزان در مقیاس انبوه تولید کرد تا آن‌ها بهتر به طراحی و ساخت ربات پرداخته و همچنین وقت خود را برای خلاقیت در دیگر بخش‌های ربات صرف کنند.

شرکت ژاپنی پاناسونیک به تازگی رباتی ساخته است که شبیه به یک تختخواب است اما می‌تواند در صورت لزوم تنها با یک دکمه به ویلچر تبدیل شود. این ربات جدید که Robotic Bed نام گرفته است، برای کمک به افراد مسن و معلول جسمی با محدودیت‌های حرکتی طراحی شده که بتوانند مستقل از دیگران فعالیت‌های روزانه‌ی خود را انجام دهند.

پاناسونیک قرار است این ویلچر تختخواب شو را در نمایشگاه توانبخشی و مراقبت های خانگی که در توکیو برگزار می‌شود در معرض نمایش بگذارد. این ربات یک مدل نمونه است و بی‌ شک تا زمان عرضه به بازار در سال ۲۰۱۵ تغییرات زیادی در آن صورت می‌گیرید.

Panasonic Robotic Bed

با پیشرفت روزافزون دانش بشری، همه‌ی حوزه‌های زندگی انسان از آن تاثیر می‌پذیرند که به‌واسطه‌ی حضور موسساتی همچون دارپا، حوزه‌ی نظامی نیز از این قاعده مستثنی نیست. به‌تازگی ربات‌های جنگجو پا را فراتر نهاده و علاوه بر هالیوود قدم در موسسات تحقیقاتی نظامی نیز نهاده‌اند که نتیجه‌ی آن تولید روباتی ویرانگر با قابلیت حمل سلاح است. شاید زمان لمس واقعیت هراس‌انگیز سری فیلم‌های ویرانگر فرا رسیده است.

شاید با مشاهده‌ی تیتر خبر، شما انتظار دیدن ربات‌هایی همچون آن‌هایی را داشته باشید که در فیلم نابودگر ۱ مشاهده کرده‌اید. اما خوشبختانه هنوز چنین ربات‌های رعب‌آوری طراحی و تولید نشده‌اند. می‌توان ربات تولید شده را همچون Wall-E در نظر گرفت که اسلحه‌ای را در دست دارند. لازم به ذکر است که این ربات‌های جنگجو نیز در ۵ سال آینده مورد بهره‌برداری قرار خواهند گرفت.

متخصصین رباتیک به تازگی رباتی ساخته‌اند که علاوه بر بانکداری و نگاهداری از پول شما می‌تواند حساب دخل و خرجتان را نیز نگاه دارد. شاید برای بسیاری از انسان‌های نسل امروز قلک، یک شیء قدیمی مربوط به نسل‌های پیشین باشد اما مطمئنا رباتی که می‌تواند به صورت کاملا دیجیتالی حساب و کتاب پول‌های کاربر را نگاه دارد ابزاری است که به نسل امروز مربوط است. این ربات بامزه‌ی کوچک می‌تواند هر سکه‌ای که به درونش انداخته می‌شود را شناخته و آن را به لیست دارایی‌های شما اضافه کند. بدین ترتیب شما می‌توانید با داشتن این بانک رباتیک در خانه حساب پول‌های واریزی و دریافتی خود را داشته باشید.

این ربات همچنین دارای یک صفحه‌ی نمایش در قسمت جلو است که ارقام بر روی آن درج می‌شود و دارای زنگ خطری است که احتمال دزدی از صندوق را به کاربر اطلاع می‌دهد. گفتنی است قیمت این ربات بانکدار ۲۹٫۹۹ دلار اعلام شده است.