أسرار الدوائر الإلكترونية

[ريماس]

(12) ما دور الديود D5 وما مدى أهميته في الدائرة، هل يمكن الاستغناء عنه، اشرح اقتراحاتك حول هذا الديود؟
الاجابة:
قبل الحديث عن سبب وجود D5 نحتاج إلى توطئة لدعم الموضوع نتحدث فيها عن مكبر العمليات عندما يتم توصيله ليعمل كمُقارن.
يعتقد البعض أن خرج المقارن يكون مساويا لجهد التغذية VCC عندما يكون High، وصفر عندما يكون Low. هذا الاعتقاد بالطبع خاطئ، والصواب هو إن أي مكبر عمليات لا يكون خرجه عندما يكون High مساويا لجهد التغذية VCC وهو هنا 12 فولت بل اقل بمقدار الهبوط في الجهد على زوج دارلينقتون أي 12- 1,4 (أو 1,2) = 10,6 أو 10,8 فولت (انظر الشكل التالي لتشاهد الزوج دارلينقتون داخل الدارة المتكاملة LM324)

، كذلك عندما يكون خرج مكبر العمليات Low لا يكون عندئذٍ = صفر بل أعلى من ذلك حسب مواصفات الشركة الصانعة (يكون مكتوب في الداتاشيت). لو فرضنا أن قيمة هذا الجهد في الحالة Low = 1 فولت مثلا، فان هذا الجهد يكون كافي لتشغيل الترانزيستور T1، وهو من المفروض ان يطفيه. وجود الديود يؤدي إلى ان يصبح على الديود نفسه هبوط فولتية = من 0,6 الى 0,7 فولت فيبقى للترانزيستور T1 من 0,4 الى 0,3 فولت لا تكفي لتشغيله، وبالتالي يكون وجود هذا الديود هو اعطاء هامش اضافي لضمان طفي الترانزيستور T1 عندما يكون خرج مكبر العمليات Low.
في الحقيقة تختلف مكبرات العمليات عن بعضها البعض في هذه النقطة. قديما كانت تُصنع بحيث تكون قيمة الخرج Low لا تتجاوز الـ +10mV ، اما مكبر عمليات اليوم (اقصد الحديثة) فتصل قيمة الخرج Low الى +1V .
mV/deg C، أي كل ارتفاع درجة حرارة واحدة عن 25 د م يقل الجهد VBE اللازم للتشغيل بمقدار 2,5 ميلليفولت. النتيجة: باضافة هذا الديود D5 نضمن ان يكون T1 طافي تماماً حتى عندما يكون خرج مكبر العمليات في حالة الـ Low مساوياً 400 ميلليفولت.
الآن إذا علمنا من الداتا شيت للدارة المتكاملة LM324 (انظر الشكل التالي) أن قيمة جهد الخرج عندما يكون High ويُرمز له بالرمز VOH = جهد التغذية (12 فولت) – 1,5 أي 10,5 فولت، وان قيمة جهد الخرج عندما يكون Low ويُرمز له بالرمز VOL يتراوح ما بين 5 الى 20 ميللي فولت (نعتبرها 10 ميللي فولت) فاننا نعلم ان هذا المقدار (10 ميللي فولت) لا يقوى على تشغيل الترانزيستور بتاتاً حتى في غياب الديود D5. من هنا اقول وانا مرتاح جدا ان الديود D5 غير لازم على الاطلاق في هذه الدائرة وللاسباب المذكورة.

13) اذا كان مخرج N1 هو High، ومخرج N2 هو Low، احسب شدة التيار المار في المقاومة R4 وشدة التيار المار في R8 وشدة تيار قاعدة الترانزيستور T1؟
الاجابة:
انظر الى الشكل التالي:


الجهد عند مخرج N1 عندما يكون High = 10,5 فولت
الجهد عند نقطة اتصال موجب الديود D5 والمقاومة R8 = 1,4 فولت قريباً، لانه = هبوط الجهد على الديود + هبوط الجهد VBE على الترانزيستور T1.
اذن فرق الجهد بين طرفي المقاومة R4 = (10,5 – 1,4) = 9,1 فولت
اذن شدة التيار المار في المقاومة R4 = 9,1 ÷ قيمة المقاومة R4 = 9,1 ميللي أمبير.
هذا التيار سيتوزع الى فرعين؛ أحدهما سيمر في المقاومة R8 وقيمته = 1,4 ÷ 1 كيلوأوم = 1,4 ميللي أمبير، والاخر هو الباقي والذي سيمر الى قاعدة الترانزيستور وقيمته 7,7 ميللي أمبير.

(14) مكتوب على المخطط أعلاه مواصفات الريلي كما يلي:
RL = 12V, 200 ohm, 1C/O relay فسر معنى ذلك بالتفصيل؟
الاجابة:
12V تعني أن ملف الريلي يتفعّل عند جهد = 12 فولت
200 ohm تعني ان مقاومة الملف الاومية = 200 أوم
1 C/O ، الرقم 1 تعني زوج واحد فقط من نقاط التماس، C تعني normally closed أي يكون مغلق (متلامس) عندما لا يكون هناك الجهد 12 واصل للملف، O تعني normally open أي يكون مفتوح (غير متلامس) عندما لا يكون هناك الجهد 12 واصل للملف. من ذلم نجد ان هناك زوجان من نقاط التلامس أحدهما يكون مغلق والآخر مفتوح. الواقع يكون هناك 3 أطراف تلامس، طرف مشترك يكون متلامس مع أحد الطرفين ومُبتعد عن الثالث عند غياب الجهد. وبتوصيل الجهد ينتقل هذا الطرف المشترك ليبتعد عن الأول ويلامس الثالث.

(15) لو لم تجد في محل بيع القطع زينر بجهد 6,8 فولت ووجدت زينر 6 فولت فقط، كيف ستحل هذه المشكلة.
الاجابة:
الحل هو استخدام الزينر 6 فولت على التوالي مع ديود إشارة عادي مثل 1N4148 حيث يكون الهبوط في الجهد على هذا الديود العادي = 0.7 V أو 0.6V، نجمعه إلى جهد الزينر فنحصل على 6.6V أو 6.7V ونعدّل الفرق بالمقاومة المتغيرة VR1. للمزيد من المعلومات اقرأ موضوع اكتشف أسرار………#0001 السؤال رقم: 3

16) اذكر خمسة أسماء مختلفة للديودات D1 إلى D4 والتي يمكن استخدامها في دائرة التوحيد وعلل سبب ذلك؟
الاجابة:
سلسلة ديودات التوحيد 1N400x حيث x من 1 إلى 7 هي ديودات جميعها تتحمل تيارا أقصاه 1 أمبير لكنها تتفاوت في قيمة الجهد حسب الجدول التالي:

ما حقيقة هذا الجهد الذي تتحمله هذه الديودات؟
هذا الجهد يُطلق عليه بالإنجليزية PIV وهو اختصار لـ Peak Inverse Voltage أي جهد القمة العكسي. لا تيأس أنت ستفهم الحكاية بإذن الله من طقطق إلى سلام عليكم فقط ركز معايا شويه. الموضوع بسيط جدا وأنت الآن تتقدم خطوة في المجال المحبب إلى قلبك، لذا اصبر واتعب علشان تصل.
الان انا اعطيك بعض الاسئلة البسيطة وسنجيب عليها معاً:
ما شكل كهرباء الشبكة وما قيمتها؟
شكل كهرباء الشبكةعبارة عن شكل موجة جيبية (أنظر الشكل الذي ستراه على جهاز الاوسيلوسكوب لو فكرت يوما ان تراها)

نحن جميعا نعرف ان قيمة الجهد لكهرباء الشبكة هي 220 فولت AC، احيانا تزيد عن ذلك او تنقص، المهم انها حول الـ 220 فولت.
يعني لو قستها بساعة القياس ستجدها 220 فولت او حول ذلك. انظر مرة اخرى الى شكل الموجة الجيبية اعلاه، لو قمت بقياس كهرباء الحائط فوجدت انها = 220 فولت، ثم احضرت اسيلوسكوب وشاهدت شكل الموجة هل تتوقع ان ارتفاع القمة (قمة الموجة) = 220 فولت؟
الجواب لا. لو كنت تعرف ان تستخدم الاسيلوسكوب جيدا ستجد ان ارتفاع القمة = بحدود 310 فولت. كيف ذلك؟ اقول لك ان جهاز القياس الفولتميتر يقيس قيمة الـ rms دائماً. ولمعرفة ارتفاع القمة نضرب هذه القيمة × الجذر التربيعي للـ 2
أي ان جهد القمة والذي نرمز له بالرمز Vp يساوي:
Vp = |/2 x Vrms
Vp = |/2 x 220 = 311 V
لاحظ ان ( |/2 ) تعني الجذر التربيعي للـ 2
من ذلك نجد ان قيمة الجهد من القمة العلوية الى القمة السفلية = ضعف القيمة السابقة.
اذا رمزنا الى قيمة الجهد من القمة الى القمة بالرمز Vp-p فان:
Vp-p = 2 X |/2 X Vrms
اذا عوضنا عن Vrms بقيمة جهد الملف الثانوي للمحول وهي هنا في دائرتنا = 12Vrms يكون
PIV = Vp-p = 2 x |/2 x 12 = 33.9 V
اذن انا احتاج الى ديود موحد قيمة جهد الـ PIV له لا تقل عن 35 فولت.
لن تجد ديود موحد له هذه القيمة لكن تجد سبعة انواع اخرى مختلفة اقلها له PIV = 50 V وهو الديود الاول في الجدول اعلاه 1N4001.
كل الديودات السبعة في الجدول مناسبة تماما كموحدات لهذه الدائرة، وكلما كانت قيمة الـ PIV اكبر كلما كنت في وضع افضل. وحيث ان الانواع السبعة لها نفس السعر (على حد علمي) فانني دائما افضل استخدام 1N4007 الذي قيمة الـ PIV له = 1000 فولت.
الخلاصة: خذ قيمة الجهد الثانوي واضربها في 2جذر 2 تحصل على PIV ثم تختار اقرب ديود له قيمة اعلى منها.

يتبع