دارات التحكم والقدرة

أدى التطور الحاصل في الالكترونيات إلى تطور هائل في الآلات الصناعية , مما أدى زيادة وتطور الإنتاج كما ونوعا. وفي الإجمال فان الآلات الصناعية ترتكز في عملها على القياس والتحكم . حيث تعتمد عملية القياس على وجود مجسات لقياس المتغيرات الفيزيائية المختلفة من حرارة أو ضغط أو مسافة أو غيرها . ومن ثم تعطى هذه المعلومات إلى دارات التحكم لإعطاء الأمر المطلوب في كل حالة. وتتعدد أشكال دارات التحكم من دارات تعتمد على عناصر الكترونية مثل مضخمات العمليات إلى دارات تعتمد على الدارات المبرمجة مثل جهاز ⁦PLC ⁩.وفي بعض الأحيان يتم استخدام دارات الكترونيات القدرة التي تقوم بتزويد الأحمال الكهربائية بالطاقة الكهربائية المناسبة بعد تحويل هذه الطاقة إلى الشكل المناسب أو التحكم بكمية الطاقة الواصلة للأحمال . وفي هذا الباب سيتم رسم رموز عناصر الكترونيات القدرة وبعض دارات التحكم والقدرة. تمرين ارسم رموز عناصر دارات الكترونيات القدرة )1-4(

ً ليس مطلوب من الطالب حفظ الدارة غيبا )2-4(

)3-4(

يبين الشكل دارة لتشغيل مصباح كهربائي بشكل متقطع بواسطة المؤقت 555 وعازل ضوئي. يتم استخدام العازل الضوئي بدل المرحل لما يوفره من مزايا تشغيلية عديدة كما مر معك .

المطلوب:

1. أعد رسم المخطط بمقياس رسم مناسب.(غير مطلوب حفظ المخطط غيبا).
2. ما عمل المقاومة ⁦Rs⁩ و المواسع ⁦Cs ⁩.
3. ارسم جدولا بالقطع المستخدمة.

يبين الشكل مخططا لدارة تقويم نصف موجة غير محكوم ثلاثي الأطوار تتكون الدارة من ثلاثة ثنائيات تتغذى من مصدر ثلاثي الأطوار مع خط المتعادل )⁦N ⁩). يبين الشكل أيضا موجات الدخل والخرج والتي يتضح منها أن موجة الخرج هي قمم موجات الدخل ولا تصل إلى الصفر في أي لحظة مقارنة بمقومات الوجه الواحد المختلفة. ارسم مخطط دارة تقويم نصف موجة غير محكوم ثلاثي الأطوار وارسم أشكال موجات الدخل والخرج باستخدام الشبلونة. تمرين )5-4(

يبين الشكل مخططا لدارة مقوم موجة كاملة ثلاثي ال

أطوار بدون خط المتعادل )⁦N ⁩). يبين الشكل تتكون الدارة من ستة ثنائيات تتغذى من مصدر ثلاثي ال

أخرى التي تم الدخل والخرج ويلاحظ ارتفاع قيمة الجهد الخارج المستمر )⁦DC ⁩)مقارنة بجميع دارات التقويم ال

أطوار غير محكوم وارسم أشكال موجات الدخل والخرج التطرق إليها. ارسم مخطط دارة مقوم موجة كاملة ثلاثي ال باستخدام الشبلونة. تمرين )6-4(

يبين الشكل مخططا لدارة للتحكم بالقدرة الواصلة لحمل كهربائي باستخدام الثايرستور وترانزستور أحادي الوصلة المبرمج ⁦PUT⁩ وذلك عن طريق التحكم بزاوية القدح. المطلوب: اعد رسم المخطط بمقياس رسم مناسب . أ قل ارسم شكل إشارة جهد المصدر وشكل إشارة الجهد على طرفي الحمل بتزامن لدورة واحدة كاملة على ال أومي باستخدام الشبلونة. وذلك عند زاوية قدح = 90° عند حمل أ قل ارسم شكل إشارة جهد المصدر وشكل إشارة الجهد على طرفي الحمل بتزامن لدورة واحدة كاملة على ال وذلك عند زاوية قدح = 60° وزاوية اطفاء = 30° وذلك عند حمل حثي باستخدام الشبلونة. ارسم جدولا بالقطع المستخدمة. ً ليس مطلوب من الطالب حفظ الدارة غيبا تمرين )7-4(

يبين الشكل مخططا لدارة للتحكم بالقدرة الواصلة لحمل كهربائي (مصباح) باستخدام الترياك والدياك وذلك عن طريق التحكم بزاوية القدح.

ليس مطلوب من الطالب حفظ الدارة غيباً

• اعد رسم المخطط بمقياس رسم مناسب .
• ارسم شكل إشارة جهد المصدر وشكل إشارة الجهد على طرفي الحمل بتزامن لدورة واحدة كاملة على الأقل وذلك عند زاوية قدح = $90°$ عند حمل اومي باستخدام الشبلونة.
• ارسم جدولا بالقطع المستخدمة.

تمرين )9-4( يبين الشكل مخططا صندوقيا لجهاز العاكس المتكامل والذي يتكون من موحد ومرشح وعاكس يتم التحكم به بواسطة دارة تحكم تستخدم أطوار على مبدأ تعديل عرض النبضة ⁦PWM⁩ للحصول على موجة ثلاثية ال مخرج العاكس. ارسم الشكل بمقياس رسم مناسب.

يبين الشكل مخطط التوصيل لجهاز عاكس متكامل نوع ⁦L-VFD Delta ⁩. أ عد رسم المخطط مع الانتباه إلى وظائف نقاط التوصيل المختلفة. .1 أطراف توصيل مصدر التغذية.

.4 أطراف للتحكم من خارج الجهاز .5 أطراف لتوصيل مقاومة خارجية للتحكم بسرعة المحرك

.6 أ إ طراف الملامس الداخلي لظهار حصول عطل ) ليس مطلوبا من الطالب حفظ المخطط غيبا وإنما إعادة رسم المخطط (

)10-4(

1. اللوحة المطبوعة ⁦(Printed Circuit Board)⁩ والتي يرمز لها اختصارا بالرمز ⁦(PCB)⁩ هي لوحة تقوم بالتوصيل الكهربائي والتثبيت الميكانيكي بين القطع الالكترونية و/أو القطع الكهربائية بواسطة مسارات نحاسية مثبتة أو مطبوعة على طبقات عازلة، حيث تقوم هذه المسارات أيضا بالتوصيل بين الطبقات المختلفة المعزولة عن بعضها.
2. ويتم لحام القطع الالكترونية والكهربائية إلى اللوحة المطبوعة من اجل توصيلها كهربائيا وتثبيتها ميكانيكيا.ويمكن أن تكون الطبقة النحاسية على جانب واحد من اللوح العازل (طبقة واحدة من النحاس ) أو على الجانبين (طبقتين من النحاس على وجهي اللوح العازل) أو متعددة الطبقات معزولة عن بعضها كما في شكل(1).

وتبدأ الخطوة الأولى في تصنيع اللوحات المطبوعة برسم مخطط اللوحة المطبوعة والذي يمثل المسارات النحاسية التي تصل بين العناصر المثبتة على اللوحة المطبوعة. وتتم هذه العملية عادة على الحاسوب باستخدام برامج معينة تختلف في إمكانياتها من برنامج لآخر مثل ⁦ExpressPCB⁩, ⁦Orcad⁩, ⁦Altium⁩, ⁦Proteus⁩,⁦Eagle⁩ وغيرها. وبعد رسم مخطط الدارة المطبوعة هناك عدة طرق لتحويل هذا المخطط إلى لوحة مطبوعة باستخدام تقنيات ومواد كيميائية من أجل طباعة هذا المخطط على ألواح الفيبر العازل المطلية بطبقات النحاس من أجل الحصول على اللوحة المطبوعة المطلوبة. أولى لتصنيع أي دارة الكترونية هي رسم مخطط اللوحة المطبوعة اللازمة لتنفيذ الدارة لذا فإننا نلاحظ أن الخطوة ال اعتمادا على المخطط التمثيلي للدارة الالكترونية. وعند رسم مخطط اللوحة المطبوعة يجب اخذ النقاط التالية بعين الاعتبار. أطراف العنصر. فعند رسم نقاط توصيل ترانزستور أ و أبعاد الحقيقية ل رسم نقاط توصيل العناصر المختلفة بال أبعاد الحقيقية له. أطرافه بالترتيب وال

مرحل مثلا يتم رسم المسارات بسماكه معقولة تتناسب مع التيار المتوقع مروره في المسار. استغلال الفراغات بحيث تحتل الدارة اقل مساحة مناسبة على اللوح، مما يقلل المواد المختلفة اللازمة لتصنيع اللوحة. وضع العناصر بشكل مرتب وزوايا قائمة بين بعضها البعض. التأ كد من تباعد مسارات التوصيل عن بعضها بشكل مناسب. رسم المسارات بحيث يتم التوصيل بين القطع الا إ لكترونية المختلفة بدون تقاطعات قدر المكان من أ جل إ التقليل من الوصلات الضافية. أ ماكن القطع ومداخل ومخارج الدارة بحيث تسهل عملية فك وتركيب القطع واللوحة. اختيار وفي ما يلي بعض النقاط الواجب توضيحها قبل العمل باللوحات المطبوعة

أعلى ومخطط اللوحة المطبوعة من ال يجب التمييز بين مخطط اللوحة المطبوعة من ال

أعلى أي من جهة القطع أعلى هو رسم المسارات النحاسية عند النظر إلى اللوحة من ال المطبوعة من ال

أسفل أعلى للقطع والمسارات النحاسية. أما اللوحة المطبوعة من ال الالكترونية, بحيث يتم رسم المسقط ال

أسفل ، أي النظر إلى فهو مخطط المسارات النحاسية الذي نراه عند النظر إلى اللوحة المطبوعة من ال أما المطلوب من الطالب في هذا الكتاب فهو رسم مخطط اللوحة المطبوعة من المسارات النحاسية نفسها.

أن يرسم مخطط اللوحة المطبوعة من ال أعلى فقط وذلك بناء على مخطط الدارة الالكترونية , على ال كنشاط إضافي. قد يختلف مخطط اللوحة المطبوعة المرسوم من شخص إلى أخر على الرغم أ ن جميع المخططات تحقق أفضل. الدارة المطلوبة . إلا أن بعض المخططات قد تتميز بكونها تحقق بعض الخصائص والمميزات بشكل