تحقیق تایمر دیجیتالی

مقدمه:

درعصری كه ما در آن زندگی می كنیم، علم الكترونیك یكی از اساسی ترین و كاربردی­ترین علومی است كه در تكنولوژی پیشرفته امروزه نقش مهمی را ایفا می كند.

الكترونیك دیجینتال یكی از شاخه های علم الكترونیك است كه منطق زیبای آن انسان را مجذوب خود می كند.

امروزه اكثر سیستمهای الكترونیكی به سمت دیجیتال سوق پیدا كرده است و این امر به علت مزایای زیادی است كه سیستمهای دیجیتال نسبت به مدارهای آنالوگ دارند.

مداری كه ادر این پروژه معرفی می گردد یك مدار فرمان میكرویی است كه به منظور جایگزینی برای نمونه مكانیكی آن طراحی گردیده است.

برای طراحی و ساخت یك تایمر ماشین لباسشویی، قبل از هرچیز باید ماشین لباسشویی، طرزكار و همچنین عملكرد قسمتهای مختلف آن را بشناسیم. برای این منظور در ابتدات به شرح قسمتهای مختلف آن می پردازیم:

اجزای زیر قسمتهای مختلف یك ماشین لباسشویی را تشكیل می دهند:

موتور ، پمپ تخلیه، المنت گرمكن، شیربرقی، اتوماتیك دما، هیدرو سوئیچ و تایمر.

اگر بخواهیم عملكرد ماشین لباسشویی را بطور خلاصه بیان كنیم، به این صورت است كه ابتدا شیرآب (شیربرقی) بازشده و آب مخزن را پر می كند. سپس درصورت نیاز، گرمكن آب مخزن را به گرمای مجاز می رساند. سپس موتور شروع به چرخاندن لباسهای كثیف می كند. سپس پمپ، آب كثیف را از مخزن به بیرون از ماشین پمپ    می كند. این سلسله عملیات ادامه دارد تا در انتها ماشین بطوراتوماتیك خاموش شده و متصدی دستگاه می تواند لباسهای شسته شده را از دستگاه خارج كند. فرمان تمام اجزای فوق را تایمر می دهد. برای آشنایی با تایمر مكانیكی، مختصری درمورد آن توضیح    می دهیم:

این تایمر به ا ین صورت عمل می كند كه یك موتور الكتریكی كوچك، یك محور را توسط چرخ دنده هایی می چرخاند و این محور یك سری دیسك های پلاستیكی هم محور را می چرخاند. این دیسك ها بر روی خود دارای برجستگی هایی است و برروی این برجستگی ها زائده هایی قرار می گیرند كه با چرخیدن دیسك، این زائده ها بالا و پایین رفته و پلاتین هایی را بازوبسته می كنند. و این پلاتین ها نیز به نوبه خود یك سری اتصال های الكتریكی قطع و وصل می شوند كه می توانند به عنوان فرمان های الكتریكی قسمتهای مختلف لباسشویی به كار روند. شكل زیر نحوه عملكرد این نوع تایمر را نشان می دهد:

تایمرهای مكانیكی دارای عیوب و مزایایی هستند كه در زیر به آنها اشاره می شود:

بسیارگران هستند، استفاده از این نوع تایمر باعث پیچیدگی سیم كشی داخل ماشین لباسشویی می شود، بر اثر كاركرد پلاتین های آن اكسیده شده و به خوبی عمل نمی كند.

از مزیتهای مهم تایمر مكانیكی می توان نویزپذیر نبودن آن را نام برد. قبل از تشریح مدار تایمردیجیتالی و عملكرد آن، ابتدا كمی درمورد دو عنصر هیدروسوئیچ و اتوماتیك دما كه درتمام ماشین های لباسشویی وجود دارد (وكمتر در دستگاههای الكتریكی دیده می شود) توضیح می دهیم:

تایمرهای لباسشویی یك سری مشخصات عمومی دارند كه برای همه انواع آن صادق است.

این مشخصات به قرار زیر است:

- نشان د ادن مرحله برنامه در هرلحظه.

- حفظ مرحله برنامه درهنگام قطع برق.

- انتخاب شروع برنامه از هرمرحله دلخواه.

- خاموش كردن  لباسشویی پس از اتمام به صورت اتوماتیك.

هیدروسوئیچ كه مخفف سوئیچ هیدرولیكی است یك عنصر مكانیكی است كه پربودن یا خالی بودن مخزن لباسشویی از آب را، تشخیص می دهد.

این عنصر از یك مخزن كوچك تشكیل شده كه داخل آن یك دیافراگم قراردارد. این مخزن دارای یك ورودی هوا است. وقتی هوا تحت فشار معینی به داخل آن برسد، دیافراگم به جلو حركت كرده و یك اتصال الكتریكی را قطع و یا وصل می كند.

علت استفاده از هیدروسوئیچ در ماشین لباسشویی یكی به این دلیل است كه وقتی شیربرقی آب را بازكرده وآب وارد مخزن لباسشویی می شود، پس از رسیدن حجم آب بیش از حد مجاز وارد مخزن شود.

دلیل دیگر استفاده از هیدروسوئیچ، وابسته نبودن حجم آب پرشده درون مخزن، به فشار آب ورودی است. اتوماتیك دما هم یك نوع ترموستات الكتریكی است كه با قطع و وصل به موقع المنت گرمكن، دمای آب مخزن لباسشویی را طبق انتخاب ما ثابت نگه می دارد.

مدارتغذیه:

درشكل نمای كلی از مدار تغذیه به كار برده شده در این پروژه را نشان می دهیم. كه آن را به اختصار شرح می دهیم.

باتری V1 ولتاژ كمتری نسبت به V2  دارد پس D2  هدایت كرده و روشن است و D1 خاموش است. ما دراینجا از رگولاتور (7805) استفاده كرده ایم كه ولتاژ ورودی آن بین 6 تا 10 و كاهنده می باشد كه 5 ولت خروجی دارد.

در اینجا به خاطر رسیدن به 5 ولت از Ic(7805) استفاده می كنیم.

مدار داخلی (7805):

یك مدار كلكتور مشترك است كه تقویت ولتاژ ندارد و تقویت جریان دارد.

علت استفاده از دیود D1  در مدار تغذیه:

اگر D1  در مدار نباشد باتری 9 ولت همیشه در مدار است اما ا گر D1 در مدار باشد وقتی باتری 9 ولت وارد مدار می شود كه ولتاژ تغذیه شهر قطع شود.

علت استفاده از  D2: برای اینكه ولتاژی از باتری به منبع تغذیه نرود.

مدار تشخیص قطع و وصل بودن برق شهر:

1- نحوه قرارگرفتن پایه های رگولاتور به صورت زیراست:

2- مقاومتهای بایاس ترانزیستور با مقادیر مشخص شده به كار رفته اند.        

3- علت استفاده از خازن C1 : یك صافی است، برای اینكه روی میكرو پارازیت نیافتد.

این مدار به منظور رساندن پیامی به میكرو در مدار قرارداده شده تا میكرو را از وضعیت برق شهر مطلع كند .

این مدار یك ولتاژ نمونه از منبع تغذیه اصلی دریافت كرده و اگر جریان برق شهر برقرار باشد خروجی این مدار صفر و در غیراین صورت خروجی مدار 1 می باشد. كه میكرو از روی این اختلاف ولتاژ به بودن یا نبودن برق شهر پی می برد.

این مدار تغذیه دارای یك مدار فرمان است كه این مدار فرمان به میكرو متصل می باشد. تا زمانی كه برق شهر رفت، به میكرو فرمان دهد كه تمام خروجی ها را خاموش كند.

این مدار تغذیه 2 ورودی دارد كه درحالت seven segment دستگاه خاموش میشود ، و میكرو به حالت استندبای می رود.

«مدار قدرت»

این مدار ، مدار اپتو كوپلر (بایاس ترایاك) است .

اپتوكوپلرها برای ایزوله كردن مدار فرمان از مدار قدرت بكار می روند به این ترتیب كه فرمان گیت ترایاك توسط یك LED به آن اعمال می شود. بین LED و ترایاك هیچ پایه مشتركی وجود ندارد.

درصورت مستقیم وصل كردن مدار فرمان به مدار قدرت علاوه براین اشكالات نویز باعث برق دار شدن مدار فرمان می شود.

برای برطرف كردن این اشكال 2 راه وجود دارد. 1- استفاده از ترانس پالس 2- اپتو كوپلر در روش ترانس پالس، به وسیله یك ترانس پالس مدار فرمان از قدرت جدا     می شود.

به این ترتیب كه با اعمال پالس ازطرف مدارفرمان در سر دیگر ترانس پالس یك پالس مربعی ایجاد می شود كه ازآن می توان برای فرمان دادن مدارات قدرت استفاده كرد.

1- ترانزیستور: از خروجی میكرو جریان كمی می گذرد به خاطر تقویت جریان برای رسیدن به ورودی opto IC IC استفاده می شود.

* مدار پیشنهادی برای راه اندازی تریاك IC(opto copler) توسط اپتوكوپلر