بررسی سنسورهای پرکاربرد

[javad naderi]

سلام
از مطالب خوب و آموزنده ای که گزاشتین خیلی متشکرم
جای سنسورهای خازنی خیلی خالیه
اگه میشه لطف کنید در مورد این سنسور هم مطلب بزارین

سلام.مرسی حتما

[86113050]

سلام خدمت همه ی دوستان
من نیاز به راه اندازی mlx90614 و tgs4161 با استفاده از atmega دارم. کسی می تونه کمکم کنه؟
پیشاپیش ممنون

[agape]

من نیاز به راه اندازی mlx90614 و tgs4161 با استفاده از atmega دارم. کسی می تونه کمکم کنه؟

سلام دایی جان هر یکی از سنسورها خروجی آنالوگ دارن و باید با ADC میکرو خونده بشه و دیگری هم که خوشبختانه باس I2C رو ساپروت میکنه به همین راحتی حالا شما دقیقا چی میخوای ؟
این صفحات رو ببین :
mikroElektronika • View topic - MLX90614 with ATMEGA16 and MikroAVR PASCAL Source Code
bildr � Is it hot? Arduino + MLX90614 IR Thermometer

[86113050]

سلام مجدد
من دقیقاً نرم افزار مدار با کدویژن یا بسکام را می خوام. البته به همراه تصویری از سخت افزار مدار.

[sadmonew]

سلام مجدد
من دقیقاً نرم افزار مدار با کدویژن یا بسکام را می خوام. البته به همراه تصویری از سخت افزار مدار.

با سلام
دوست عزيز ببخشيد كه اينو ميگم اما خودتون هم يه سرچ كنين تو نت پروژه براي راه اندازي اين آي سي ها هست.

[86113050]

سلام
بابا اگه بود که دیگه سؤال نمی کردم. اگه لینکشو بذارید ممنون می شم.

[sadmonew]

با سلام
تو اين لينكي كه گذاشتم سورس + شماتيك براي راه اندازي سنسور mlx90614 قرار داده شده.
به زبان C و با كامپايلر (WinAvr(GCC و تو محيط AVRStudio براي ميكروي ATmega48 نوشته شده.
البته ميتونيد كد رو تو كامپايلر كدويژن هم كامپايل كنيد.
اينم لينك:
Atmega48 and the MLX90614 | /HowTo

________________________
برنامه نويسي، الكترونيك(PE)
________________________

[86113050]

بازم سلام
خیلی خیلی ممنون. دعا می کنم همیشه تو همه ی کارها خدا یاریت کنه.

[mohsenln90]

با تشکر از مطالب مفید و عالی شما
لطف میکنید شماتیکی از بستن مدار و برنامه کدویژن سنسور tgs4161 رو هم بذارید.
ممنون

[javad naderi]

سنسور فشار درون تاير
تراشه الكترونيكي درون چرخ يكي از قطعات اصلي سيستم مي باشد . اين واحد به سوپاپي مجهز شده و در داخل چرخ قرار دارد . اين واحد بايد بتواند با شرايط محيطي مختلفي كار كند .
اين واحد بايد توانايي تحمل دماي بين 40- تا 120 درجه سانتيگراد ، و حتي دماهاي بالاتر از 150 درجه سانتيگراد با مقدار شتاب بالاي 000/2 g را داشته باشد .

برای مشاهده عکس در اندازه واقعی کلیک کنید.

شكل 1 : نوعي سنسور درون چرخ
بدنه تراشه به همراه سوپاپ متصل كننده در محل رينگ در تماس مي باشد به همين دليل تقريبا با همه رينگ ها يي كه بطور مشابه طراحي می شوند می توان از اين تراشه استفاده نمود .

برای مشاهده عکس در اندازه واقعی کلیک کنید.

شكل 2 : سنسور چرخ


اين تراشه در داخل محفظه اي قرار داده شده است تا محفظه ، اين تراشه را در برابر نفوذ اب محافظت نمايد و همچنين عايقي در برابر مواد شيميايي باقيمانده در تاير باشد .

برای مشاهده عکس در اندازه واقعی کلیک کنید.

شكل 3 : مدارات درون سنسور
هنگامي كه فشار هوا بر ديافراگم حاوي عنصر پيزو اعمال مي گردد ديافراگم خم مي شود و در نتيجه مقاومت عنصر مقاومتي پيزو تغيير مي كند . تغيير مقاومت عنصر پيزو سبب مشخص شدن فشار پشت ديافراگم مي شود . بطور مشابه ، عنصرهاي پيزو الكتريك هم متناسب با تغيير شكل موادشان ، پتانسيل الكتريكي توليد مي كنند . ديگر تكنولوژي هاي سنسور فشار بر اساس الكترومغناطيسي ، نوري و پتانسيومتري كار مي كنند . اگر چه تكنولوژي سنسورها متفاوت مي باشد اما اساس عملكرد انها مشابه مي باشد . هر سنسور فشار ، فشار را با تغييرات جابجايي مواد داخل سنسور تشخيص مي دهد و اطلاعات بدست امده را به مقادير فشار تبديل مي كند .


شكل 4 : طرز كار سنسور درون چرخ

انواع سنسورهاي فشار

برای مشاهده عکس در اندازه واقعی کلیک کنید.

شكل 5 : انواع سنسورهاي درون چرخ

[javad naderi]

سیستم اثر انگشت هوشمند حضور و غیاب و استفاده از علم بيومتريك


dl.prozhe.com/server2/uploads/biometric-hooshmand-%5Bwww.prozhe.com%5D.zip

[javad naderi]

حسگر اثر هال











اثر هال توسط دکتر ادوین هال (Dr. Edwin Hall) در سال ۱۸۷۹ کشف شد.او پی برد وقتی که میدان مغناطیسی عمودی یک آهنربا به یک ضلع مستطیل نازکی از جنس طلا که دارای جریان الکتریکی است وارد می‌شود باعث بوجودامدن اختلاف پتانسیل در ضلع مقابل می‌گردد. همچنین او با این نکته پی برد که میزان ولتاژ به اندازه جریان عبوری از رسانا و چگالی شار مغناطیسی عمود بر صفحه مستطیل بستگی دارد.

شکل ۱-۱ یک صفحه نازک از ماده هال را نشان می‌دهد که حامل جریانI در امتداد محور طولی می‌باشد. ماده هال می‌تواند [۱] یا نیمه رساناهایی از نوع P مانند آرسناید گالیوم یا GaAs، آنتیموناید ایندیوم یا InSb وآرسناید ایندیوم یا InAs باشد. ولتمتری در مسیر محور عرضی این صفحه قرار داده شده‌است که در غیاب میدان مغناطیسی عمود بر صفحه ولتاژ صفر را نمایش می‌دهد. شکل هنگامیکه یک میدان مغناطیسی در جهت محور عمود بر صفحه نیمه رسانا به آن اعمال شود (مطابق شکل ۲-۱) نیروی لورنتز(به انگلیسی:Lorentz Force) بر حامل‌های بار(الکترونها و حفره‌ها) اعمال شده در نتیجه آنها به دو طرف صفحه نیمه هادی رانده می‌شوند. در نتیجه اختلاف پتانسیلی در عرض صفحه بوجود آمده و ولتمتر ولتاژ اندکی را نشان می‌دهد که به آن ولتاژ هال (VH) می‌گویند. در صورتی که جهت میدان مغناطیسی برعکس گردد، ولتاژ بوجور آمده نیز در جهت مخالف ظاهر می‌گردد. دربارهٔ کشف اثر هال آنجه باعث شگفتی است این نکته‌است که حتی در شرایط حالت ماندگار (steady state) نیز شاهد این پدیده هستیم. به این معنی که وقتی میدان مغناطیسی اعمالی و جریان الکتریکی عبوری نیز در طول زمان مقدار ثابتی داشته باشند، همچنان شاهد ولتاژ بوجود آمده در جهت محور عرضی صفحه هستیم.


شکل حسگرهای اثر هال در بسیاری از ابزار اندازه گیری استفاده می‌شوند. در شرایطی که متغیر حس شونده میدان مغناطیسی تولید کند یا آنرا از خود عبور دهد حسگرهای اثر هال به خوبی وظیفه خود را انجام می‌دهند ولتاژ هال متناسب است با جریان الکتریکی (I) و میدان مغناطیسی (B)

اندازه این ولتاژ در محدودهٔ میکرو ولت می‌باشد. به همین خاطر در کاربردهای عملی حضور تقویت کننده‌ها ضروری می‌باشد.


اساس کار حسگرهای اثر هال


یک حسگر اثر هال مبدلی است که در پاسخ به تغییرات میدان مغناطیسی خروجی ولتاژ نشان می‌دهد.با اعمال میدان‌های مغناطیسی نسبتا بزرگ ولتاژ خروجی در محدودهٔ چند میکروولت می‌باشد . برای ارتقا حساسیت حسگر و گرفتن خروجی مطلوب با بیشترین دقت و با حداقل خطای هیسترزیس باید از تقویت کننده، رگولاتور ولتاژ و مدارهای سوییچینگ منطقی استفاده کرد.
شکل حسگرهای اثر هال به دو نوع عمده تقسیم می‌شوند:
۱.حسگرهای خطی یا آنالوگ
ولتاژ خروجی این نوع حسگر مستقیما از خروجی تقویت کننده گرفته می‌شود که متناسب است با اندازه میدان مغناطیسی خارجی اعمال شده.شکل که در آن :
• VH ولتاژ هال بر حسب ولت می‌باشد.• RH ضریب اثر هال می‌باشد.• I جریان الکتریکی عبوری از حسگر بر حسب آمپر می‌باشد.• t ضخامت صفحه حسگر بر حسب میلیمتر می‌باشد.• B چگالی شار میدان مغناطیسی بر حسب تسلا می‌باشد.میدان مغناطیسی احساس شده می‌تواند مثبت یا منفی باشد و از آنجاییکه خروجی تقویت کننده‌ها نیز می‌تواند مثبت یا منفی باشد باید منبع ولتاژ مثبت و منفی در اختیار داشته باشیم. برای پرهیز از دو منبع ولتاژ جداگانه بهتر است که از تقویت کنندهٔ تفاضلی با آفست معین استفاده شود. هنگامیکه میدان مغناطیسی اعمال نشود مقدار آفست در خروجی ظاهر می‌شود .اگر میدان مغناطیسی مثبت وجود داشته باشد مقدار نشان داده شده بزرگتر از آفست و اگر میدان مغناطیسی اعمالی منفی باشد خروجی مقداری مثبت و کمتر از آفست خواهد بود.
شکلخروجی تقویت کننده نمی‌تواند از حدود اشباع خارج شود.باید خاطر نشان شد که در صورت اعمال میدان مغناطیسی بسیار بزرگ مثبت یا منفی حسگر اثر هال آسیب ندیده و تقویت کننده به اشباع می‌رود.حسگرهای دارای خروجی آنالوگ ولتاژ خروجی پیوسته‌ای را نمایش می‌دهند که متناسب با اندازه میدان مغناطیسی تا محدودهٔ اشباع تغییر می‌کند. محدوده‌های عملکرد این نوع سنسورها می‌تواند ۴٫۵ تا ۱۰٫۵ ولت،۴٫۵ تا ۱۲ ولت و یا ۶٫۶ تا ۱۲٫۶ ولت باشد.

۲.حسگرهای اثر هال با خروجی دیجیتال
این نوع حسگرها دارای schmitt-trigger هستند که بر اساس حلقه هیسترزیس ساخته شده‌است و به تقویت کننده متصل می‌شود.خروجی آنها تنها دو وضعیت روشن (ON ) و خاموش (OFF) را پوشش می‌دهد.در صورتی که شار مغناطیسی با اندازه بزرگتر از یک مقدار مرجع از عنصر هال عبور کند خروجی سریعا از حالت خاموش (OFF) به حالت روشن (ON )تغییر وضعیت می‌دهد. (شایان ذکر است که مقدار مرجع توسط کارخانه سازنده حسگر معین می‌گردد.) و در صورتی که شار مغناطیسی کمتر از مقدار مرجع شود خروجی به حالت OFF میرود.شکلدو نوع حسگر اثر هال با خروجی دیجیتال وجود دارد : دو قطبی و تک قطبی.حسگرهای دوقطبی برای تشخیص وجود میدان مغناطیسی به بیان دیگر برای تغییر وضعیت از OFF به ON به میدان مغناطیسی مثبت نیازدارند و برای تشخیص عدم وجود میدان مغناطیسی به بیان دیگر برای تغییر وضعیت از حالت ON به OFF به میدان مغناطیسی منفی احتیاج دارد. در حالیکه حسگرهای تک قطبی برای تشخیص وجود و عدم وجود میدان مغناطیسی از میدان مثبت استفاده می‌کند.کاربردهای حسگر اثر هال


کاربردهای حسگر با خروجی دیجیتال:کنترل موتور(تشخیص سرعت )تجهیزات عکاسی (اندازه گیری زمان)زمان احتراقحسگر مکانشمارنده پالس (چاپگر و درایو موتور)حسگرتعیین مکان ساقه شیرJoy stickقفل شدن درمشاهده جریان (سیستم کنترل موتور)اندازه گیری سرعت چرخشاندازه گیری فلورلهآشکارسازهای نزدیکیامنیتی (کارت‌های مغناطیسی )ماشین‌های بانکی (گوینده اتوماتیکی)ارتباطات راه دورفشارسنج‌هاسوییچ‌های محدود کنندهسنسور تعیین مکان لنزتست تجهیزاتسنسور تعیین مکان شفتدستگاه‌های سکه‌ایکاربردهای سنسور با خروجی خطی :مشاهده جریاندرایو دیسکدرایو فرکانس متغیرکنترل حفاظت موتورحفاظت منبع تغذیهاندازه گیری مکاندیافراگم فشارپتانسیومترهای غیر تماسیسوییچ‌های انکودرانکودرهای چرخشیتنظیم کننده ولتاژردیاب فلزات آهن داردر زیر به توضیح چند یک از کاربردهای ذکر شده در بالا می‌پردازیمبستن در(door interlock ) و زمان احتراق :در این روش سنسور طوری قرار می‌گیرد که زمانی که کلید داخل قفل قرار می‌گیرد باعث می‌شود میدان مغناطیسی بچرخد.از مزایای این روش یخ، آب و دیگر مشکلاتی که مخالف شرایط طبیعی هستند حذف شده‌اند.این روش همچنین به عنوان قفل الکتریکی می‌تواند به کار رود.شکلحسگر RPM :حسگر RPM یکی ازعمومی‌ترین کاربردها برای حسگر اثر هال است.شار مغناطیسی مورد نیاز برای عملکرد حسگر می‌تواند با آهن ربای جدا که بر روی شفت یا چرخ تصب شده‌است یا به وسیله حلقه مغناطیسی تامین شود.حسگر دما و فشار :حسگربا خروجی خطی این امکان را می‌دهد که پارامترهای دیگری به جز مکان و جریان را اندازه گرفت.زمانی که سنسور خطی با نیروی مغناطیسی ترکیب می‌شود می‌تواند برای اندازه گیری دما یا فشار به کار رود.
شکلدر اندازه گیری فشار قسمت مغناطیسی به قسمت فانوس(bellows) متصل شده‌است. هنگامی که بلو منبسط یا منقبض می‌شود قسمت مغناطیسی حرکت می‌کند. اگر سنسور در نزدیکی قسمت مغناطیسی قرار گرفته باشد ولتاژ خروجی متناسب با فشار ورودی می‌توان به دست آورد.طرز کار اندازه گیری دما نیز مشابه فشار است به غیر از اینکه گازبا انبساط حرارتی مشخصی در قسمت بلو قرار گرفته‌است و هنگامی که محفظه گرم می‌شود و گاز منبسط می‌شود و باعث ایجاد ولتاژی که متناسب با دما برای سنسور می‌کند.کارت خوان مغناطیسی :سیستم امنیتی قفل در می‌تواند با با استفاده از سنسور خروجی خطی ι کارت‌های مغناطیسی و مدارات میکروپروسسورهای خطی مانند شکل زیر طراحی شود.در این مثال با لغزش کارت خروجی سنسور تغییر می‌کند. این سیگنال آنالوگ به دیجیتال تبدیل می‌شود تا برای عملکرد رله مناسب باشد.زمانی که پالسی به رله‌های سلنوئیدی می‌رسد در باز می‌شود.شکلحسگر اتومبیل:در شکل زیر بسیاری از جاهایی که حسگر اثر هال می‌تواند به کار رود مانند مانیتورینگ ι تعین مکان یا وسایل فیدبک امنیتی برای صنعت خودروسازی به کار رود.هر دو سنسور خروجی خطی و دیجیتال در این کاربردها استفاده می‌شود مانند اندازه گیری فلو حسگر جریان٬حسگر مکان٬قفل در ٬حسگر فشار٬حسگرRPM و غیره.سنسورهای لرزشی

[javad naderi]

طی چند سال اخیر، دانشمندان در حال ساخت و توسعه‌ی دستگاه‌های آزمایشی بوده‌اند تا به نابینایان در عبور از خیابان‌ها و رسیدن به مقصد کمک کنند. دستگاه‌هایی که روی مچ دست بسته می‌شوند، روی عینک نصب می‌شوند، یا فرد نابینا می‌تواند آن را مثل جلیقه بپوشد و یا روی عصا نصب شود. البته قبلا طرح‌هایی در زمینه‌ی کمک به نابینایان و روشن دلان عزیز در پیچ گوشتی دیده‌اید. به تازگی یک پژوهشگر جوان در هیولت پاکارد در بنگلور هند، کفش هدایت گری مخصوص نابینایان به نام Le Chal (جمله‌ای هندی به معنی “مرا آنجا ببر”) ساخته است که به کاربر کمک می‌کند به مکان جغرافیایی مورد نظر خود رسیده و از موانع سر راه دوری کند.Anirudh Sharma نمونه اولیه‌ی این کفش را در کلاس‌های طراحی MIT و کارگاه نوآوری شهر پون هند در ماه ژانویه طراحی کرده است.
برای مشاهده عکس در اندازه واقعی کلیک کنید.
طرز کار Le Chal به گونه‌ای است که یکی از کفش‌های کاربر، بر اساس فیدبک لمسی کار می‌کند؛ بدین صورت که چهار سنسور لرزشی تعبیه شده در کفش به کاربر علامت می‌دهد به چه سمتی حرکت کند؛ با لرزش سنسور جلوی کفش کاربر باید مستقیم به جلو برود و با لرزش سنسورهای سمت چپ، راست و عقب کفش نیز به همین ترتیب عمل کند. در ابتدا کاربر باید با نصب برنامه کاربردی Le Chal – که مخصوص سیستم عامل آندروید است- بر روی تلفن همراه خود، مقصد خود را در نقشه‌های گوگل وارد کند. سپس تلفن همراه به وسیله‌ی بلوتوث با مدار LilyPad Arduino (واقع در پاشنه کفش) ارتباط برقرار کرده و گوگل با استفاده از داده‌ی محلی GPS خود، مسیرها را یکی یکی مشخص می‌کند و پس از آن تلفن همراه‌، هر کدام از چهار سنسور لرزشی را بر حسب نیاز روشن می‌کند. هنگام شروع حرکت، شدت لرزش ها کم است اما هنگام نزدیک شدن کاربر به نقاطی که باید تغییر جهت دهد، شدت لرزش‌ها افزایش میابد. یک سنسور مجاورت نیز در جلوی کفش تعبیه شده است که زمان نزدیک شدن کاربر به موانع به او هشدار می‌دهد و می‌تواند آن‌ها را از فاصله ۳ متری تشخیص دهد. هنوز خبری مبنی بر عرضه‌ی این کفش در بازار نیست. Sharma در نظر دارد کد برنامه و طرح کلی کفش را از طریق انجمن Arduino منتشر کند. یکی دیگر از برنامه‌های این پژوهشگر، ایجاد راهنمایی به نام ” خودت درستش کن” روی ویکی پدیا است که به کاربران این اجازه را می‌دهد که دستگاه خود را طبق نیاز خود به روز رسانی کنند. در صورت نیاز به اطلاعات بیشتر و دقیق‌تر، می‌توانید محتوای مخفی این مطلب که توسط MIT منتشر شده را مطالعه فرمایید.

[javad naderi]

آشنایی با سنسور اکسیژن


سنسور اکسيژن (که با نام های ديگر مانند سنسور اکسيژن ،سنسور O2 سنسور λ (يا لامبدا سنسور) سنسورEGO معرفی می گردد )يکی از مهمترين سنسورها در موتور انژکتوری است.شکل ان شبيه يک شمع می باشد و در منيفولد اگزوز بين توربو و مبدل کاتاليست واقع است(مطابق شکل 1) .
هنگاميکه در دمای عملکرد قرار می گيرد ،مثل يک باطری کوچک عمل می کند که ولتاژی توليدی آن ناشی از اختلاف غلظت اکسيژن موجود در اگزوز و اکسيژن موجود در محيط اطراف می باشد.با اين روش آن مقدار از اکسيژن بخارشده موجود در خروجی را اندازه گيری کرده و به ECM اجازه می دهد تا احتراق را متناسب با گريد های مختلف سوخت مصرفی ، تغييرات ارتفاعی (ناشی از حرکت خودرو در مسير خود) ، ميزان مصرف سوخت و ...کنترل نمايد .همچنين از اين سنسور در کنترل و پايين نگه داشتن ميزان مونو اکسيد کربن ،اکسيد نيتروژن و هيدروکربنهای نسوخته می توان استفاده کرد .در موتور توربو يک ليتری سوزوکی سنسور اکسيژن فقط از نوع تک سيم هادی بوده که قادر به توليد و ارسال ولتاژی بين 0 تا 1 به ECM می باشد.اين سيگنال کوچک به ECMخبر می دهد که وضعيت و ميزان ترکيب سوخت و هوا غليظ است يا رقيق؟
معرفی سنسور اکسيژن
سنسور اکسيژن شامل بدنه سراميکی با سره پلاتينيوم می باشد .سره سنسور توسط غلاف فلزی محافظت شده است .محدوده خارجی اين سراميک پوشش داده شده در معرض اکسيژن موجود در اگزوز قرار دارد.قسمت داخلی آن به اکسيژن موجود در اتمسفر مرتبط است(شکل شماره 2).اختلاف بين اين دو نقطه باعث توليد ولتاژ در سنسور مي گردد .
قبل از اينکه سنسور عمل نمايد بايد در حدود 300 درجه سلسيوس گرم گردد(در حدود 600 درجه فارنهايت )و بهترين عملکرد را در حدود دمايی 1400 درجه فارنهايت دارا می باشد.لذا به خاطر اين موضوع است که محل قرار گيری آن را اگزوز در نظر گرفته اند.تا قبل از اينکه دمای سنسور به دمای نامی عملکرد برسد،واحد کنترل الکترونيکی خودرو به صورت Open Loop عمل کرده بطوريکه ECU بدون اينکه فيدبکی داشته باشد ، فقط اطلاعات را از سنسور اکسيژن گرفته و مقادير قابل کنترل را برای تنظيم نسبت هوا به سوخت اصلاح می نمايد .در هنگام شروع که موتور سرد است،ميزان نسبت هوا به سوخت کمی در حالت غليظ کار می کند .
از آنجائيکه سنسور اکسيژن برای انجام عملکرد صحيح بايد پيش گرم شود ، برخی واحد های جديد تر شامل يک هيتر دوازده ولتی بوده تا اينکه سنسور را هر چه سريعتر به دمای عملکرد برسانند زيرا در غير اينصورت همانطوريکه قبلا توضيح داده شد تا زمانيکه سنسور به دمای عملکرد نرسد، موتور به صورت Open Loop کار کرده که از نظر مصرف سوخت مقرون به صرفه نيست .اين سنسورها میتوانند با تعداد سيم هايی که از اين واحد خارج می شوند ،شناسايی گردند اگر سنسوری يک سيم داشته باشد ،اين سنسور فاقد هيتر است .اگر دارای سه سيم باشد،يکی از آنها برای سيگنال بوده و دو سيم ديگر برای هيتر استفاده شده است .برخی ديگر دارای چهار سيم بوده که يکی از آنها برای سيگنال های محيط اطراف (جلوگيری از اثرات نويز و افزايش دقت اندازه گيری)و دو تای ديگر برای هيتر می باشد.در اين حالت سيم سيگنال در مقابل اثرات جانبی محافظت شده و شکل ظاهری آن شبيه آنتن تلويزيون به صورت تو در تو و هم محور،کشويی می باشد.
بيشتر موتور ها با توربو، از سنسور هايی با هيتر استفاده مي کنند زيراکه توربو به مقدار زيادی از انرژی فوق گرم جهت پمپ کردن هوای اضافی به سيستم را ، استفاده مي کند .بدون هيتر سنسور دارای عملکرد خوبي نبوده و عددی که ارائه می دهد قابل قبول نيست .مخصوصا در هنگام شروع به کار توربو ، اين موضوع مشهودتر است.
سنسور اکسيژن به ECM کمک مي کند تا اينکه مقدار سوخت مصرفی لازم را براساس مقدار اکسيژن عبوری از اگزوز مشخص کند .در سطح دريا ميزان نسبت سوخت به هوا جهت احتراق کامل (نسبت سوخت استوکيومتری) 7/14می باشد.اين نسبت عددی 7/14 به 1 معادل عدد لامبدای 1 است و به اين دليل Bosch سنسورهايش را سنسور های لامبدا ناميده است .در عدد لامبدای 3/1 و بالاتر، ميزان سوخت آنقدر زياد می شود که جرقه صورت نخواهد گرفت.
در هنگام سرد بودن موتور قبل از استارت ولتاژ توليدی سنسور صفر می باشد به محض اينکه استارت زده مي شود عدد ولتاژ حدود 04/0 ولت را نشان میدهد به تدريج به سمت عدد 5/0 شروع به زياد شدن میکند و اين روند ادامه داردتا زمانيکه موتور هنوز کاملا گرم نشده است ولتاژ در حدود اعداد 6/0 تا 8/0 ولت تغير مي کند زيرا هنوز موتور به صورت Open Loop کار می کند و اين بدان معنی است که هيچ فيدبکی از طرف سنسور برای کنترل ميزان نسبت هوا و سوخت صادر نمی شود و موتور همچنان در حالت سوخت غليظ کار می کند.
اطلاعات مربوط به نسبت سوخت و هوا بعد از پردازش در واحد کنترل الکترونيکی ECU ،ميزان سوخت لازم را تعيين می نمايد و از تلفات و مصرف غير ضروری سوخت جلوگيری می کند.(Close Loop). در سيستم کنترل مدار بسته هدف اندازه گيری ولتاژ سنسور اکسيژن بوده که تعيين کننده غليظ يا رقيق بودن مخلوط مي باشد که با اين کار ميزان آنرا بر اساس تنظيم زمان تزريق جبران می نمايد.ECU در تنظيم سوخت دقت بيشتری اعمال کرده بطوريکه بعد از تنظيم نسبت سوخت و هوا ممکن است مجددا مقدار ديگری سوخت تزريق کند که اين موضوع سبب ايجاد نوساناتی در تنظيم ميزان نسبت سوخت و هوا حول نقطه استوکيومتری می شود که اين نيز باعث بهبود و کاهش آلودگی خروجی آلاينده ها از مبدل کاتاليست مي گردد.
چگونگی استفاده و نگهداری سنسور اکسيژن
سنسور نيز هماند مبدل کاتاليست در مقابل سرب ،روغن ،سليکون و برخی افزودنی های سوخت و همچنين ضد يخ ها آسيب پذير است . همچنين بد عمل کردن موتور،فوق گرم کار کردن و يا نقايص احتراقی بر روی عملکرد اين سنسور اثر بدی دارند.
سنسور اکسيژن يکی از اجزايی است که برای برخی از تعميرکاران و صاحبان اتومبيل نا شناخته است .لذا لازم است اين قطعه بيشتر معرفي گردد.اين قطعه باعث کاستن ميزان آلودگی نمی گردد وليکن باعث کنترل ميزان سوخت و هوا شده تا از کار کردن موتور در ترکيب سوخت و هوای رقيق يا غليظ جلوگيری کند. وظيفه سنسور لامبدا نمايش ميزان اکسيژن به منظور بدست آمدن بهترين ترکيب هوا و سوخت با توجه به شرايط کاری و عملکردی احتراق کامل مي باشد و تنظيم اين نسبت توسط ساير اجزای سيستم سوخت رسانی انجام می شود.جهت دستيابی به بهترين کارآيی در سنسور اکسيژن ،سازنده پيشنهاد مي کندبعد از 30000 مايل پس از مصرف ،لازم است سنسور تعويض گردد.همچنين از قرار گرفتن آن در مقابل آلوده کننده هايی نظير روغن ،سرب و... محافظت گردد.
سنسور اکسيژن در اتومبيل
همانطوريکه قبلا اشاره شد سنسور اکسيژن ميزان نسبت هوا به سوخت A/F استوکيومتری که عدد 7/14 ميباشد را همواره کنترل کرده و به محض اينکه سوخت اضافی تزريق گردد ،قدرت موتور بالا رفته و مقادير H2و Coباقی مانده در اگزوز نيز زياد می شود اين ناحيه را ناحيه سوخت غليظ گويند.زمانيکه سوخت کاهش می يابد قدرت موتور کاهش يافته که ميزان اکسيژن موجود در اگزوز زياد می شود اين ناحيه را ناحيه سوخت رقيق گويند.
بيشتر موتور ها حول نقطه استوکيومتری کار می کنند .برای کاهش بهتر و موثرتر ميزان آلودگی خروجی اگزوز بهتر است از مبدل کاتاليست سه راهه استفاده کنيم .بطوريکه H2و Co با اکسيژن باقی مانده واکنش می دهد و با احيای NoxCo2و H2o و N2 توليد میشود .سنسور اکسيژن که برای کنترل و تنظيم موتور در نقطه استوکيومتری به کار می رود ،ميزان ولتاژ خروجیآن در حالت سوخت غليظ 1و يا سوخت رقيق 0 می باشد. اين عدد در اين نقطه دارای نوسات ناگهانی بوده که کنترل آن در نطقه استوکيومتری وظيفه سنسور لامبدا است.
موتور های جديد که اخيرا ساخته شده اند ،طوری طراحی شده اند که در حالت حداقل سوخت کارکرده تا سوخت را بيشتر ذخيره کنند .اين موتور ها عموما در نسبت A/F بين 20 تا 25 کار مي کنند.کنترل موتور در اينحالت توسط سنسور λ ،به علت حساس نبودن سنسور ميسر نيست.
لذا سنسوری جديد که قادر به آشکار سازی مقدار دقيق نسبت A/F می باشد ،مورد نياز بوده تا اينکه فيدبک لازم را نيز رائه دهد .اين سنسور با نام سنسور نسبت هوا به سوخت با رنج گسترده مورد استفاده قرار می گيرد که آنرا UEGOسنسور گويند.(Universal air to fuel ratio Exhaust Gas Oxygen )
اين سنسور ها در حالت سوخت غنی نيز مورد استفاده قرار می گيرند که در حال حاضر چند گروه تحقيقاتی روی اين موضوع کار می کنند.
ساختمان ساده و شماتيک يک سنسور لامبدا در شکل فوق نمايش داده شده است.بدنه اصلی آن از لوله های الکتروليت زيرکونيا تشکيل شده است .زيرکونيا دارای خاصيت شناخته شده خوبي در خصوص هدايت يون اکسيژن در دمای بالا می باشد.الکترود های Pt در دو طرف لوله زيرکونيا قرار دارد.الکترود داخلی با هوای اتمسفر و در طرف خارجی با گاز اگزوز مرتبط می باشد.در واقع اين يک پيل الکتروليت بوده و می توان آنرا مطابق فرآيند زير بيان کرد:
O2(exhaust )Pt |solid electrolyte (zirconia) |Pt,O2 (air)
محاسبه نيروی محرک الکتريکی اين سلولها به شرح زير می باشد:
EMF=(RT/4F)log{(Po2(exhaust)/Po2 (air)}
فشار جزئی اکسيژن در هوا Po2(air) و مقدارEMF به فشار اکسيژن گاز اگزوز وابسته است .در حالت سوخت رقيق فشار اکسيژن اگزوز به فشار اکسيژن هوا نزديک بوده و در نتيجه EMF اغلب به صفر نزديک می گردد.در حالت سوخت غنی فشار اکسيژن اگزوز با اکسيژن محيط دارای اختلاف بوده که در نتيجه مقدار EMF در حدود 1 ولت می باشد.
سنسور UEGO می تواند يک رنج گسترده ای از نسبت A/F را آشکار کند لذا امکان کنترل موتور را در گستره وسيعی از ترکيب سوخت و هوا می توان بوجود می آورد.
سنسور UEGO به صورت آمپرومتريک کارکرده حال آنکه سنسور لامبدا بر اساس اختلاف پتانسيل کار می کند.اين سنسور جريانی که متناسب با فشار جزئی Co و H2 و هيدروکربنهای CmHn در سوخت غليظ را اندازه گيری کرده تا اطلاعات لازم جهت تنظيم نسبت A/F بدست بيايد.همينکه ميزان نسبت A/F در سوخت زياد شود اکسيژن اضافی در اگزوز ظاهر شده و به محض کاهش اين نسبت ،در سوخت غليظ فشار جزئی Co و H2 و CmHn در اگزوز بخاطر کمبود اکسيژن افزايش می يابد.لازم به ذکر است که در نقطه استوکيومتری مقادير اين گاز ها اغلب ناچيز و در حد صفر بوده و در خروجی اگزوز بخار H2O و Co2 مشاهده مي شود.
اين امکان وجود دارد که اکسيژن با اعمال يک ولتاژ مناسب بين دو الکترود چاپ شده روی صفحه زيرکونيم گسيل داده شود .الکترون ها را از کاتد گرفته و تبديل به يونهای اکسيژن می نمايد.يونهای اکسيژن به سمت آنود حرکت کرده تا الکترون خود را از دست داده و به گاز اکسيژن تبديل گردد.اين فرآيند را پمپاژ اکسيژن نامند که آن گاز اکسيژن از کاتد به سمت آند گسيل داده می شود.که مقدار پمپ اکسيژن را می توان با اندازه گيری جريان را در الکتروليت بدست آورد.
فرآيند پمپاژ را می توان با قرار دادن يک مانعی بر سر راه نفوذ گاز به الکترود محدود کرد.
در سوخت رقيق جريان به توسط مقدار اکسيژن به الکترود کنترل شده که اين متناسب با فشار جزئی اکسيژن در اگزوز می باشد.نسبت هوا به سوخت را می توان با اندازه گيری محدوده جريان تعريف کرد.
اما در حالت سوخت غليظ اکسيژن کمی در اگزوز وجود دارد و لذا برای اندازه گيری فشار جزئی Co و H2 وCmHnجهت جريان بايد برگردانده شود تا ديفيوژن گاز محدود گردد. اکسيژن از تجزيه Co2 در الکترود بدست می آيد .برای جريان برگشتی اکسيژن گسيل داده شده به وسيله مانع محدود نمی شود.
اکسيژن گسيل داده شده با Co و H2 و CmHn روی ديگر الکترود واکنش می دهد تا Co2و H2O تشکيل دهد. اين جريان توسط تغذيه Co و H2 و CmHn از طريق مانع ديفيوژن کنترل می شود.مقدار اکسيژن گسيل داده شده نمی تواند از ميزان Co و H2 و CmHn زيادتر شود.در غير اينصورت ميزان اکسيژن اضافی باعث به وجود آمدن EMFمخالف شده که در نتيجه جريان برگشتی توسط Co و H2 و CmHn در الکترود محدود می شود.
بنابراين نياز است که برگشت جريان بين حالت سوخت غنی و سوخت رقيق صورت گرفته تا سنسور بتواند گستره وسيعی ار نسبت A/F را اندازه گيری نمايد.بيشتر سنسور های UEGO دارای سلولهای پتانسيومتری بوده تا اينکه بتوانند شرايط اگزوز را از نظر غنی يا رقيق بودن حس نمايند؛ که اين اضافه بر سلولهای پمپاژ اکسيژن مي باشد.ابتدا آنها سيگنالها را از سلول پتاسيومتر دريافت کرده تا اينکه در مورد شرايط غلظت در اگزوز تصميم بگيرند بعد از آن ميزان ولتاژ مربوطه گسيل و پمپاژ اکسيژن را بر اساس آن سيگنال تنظيم می نمايند. شرکت ژاپنی NGKاولين شرکتی است که در زمينه طراحی و توسعه اين نوع سنسور ها فعاليتهايی انجام داده است.
قانون عملکرد اين نوع سنسور اينگونه است که سلول پتانسيومتری ميزان EMF بين اگزوز و هوای اتمسفر را اندازه گيری می کند ميزان ولتاژ اندازه گرفته شده Vs با Vo (براساس EMF حاصل از نقطه استوکيومتری )مقايسه می شودبعد از اينکه بين Voو Vsمقايسه انجام شد ،يک تقويت کننده ولتاژ ی به سلول پمپاژ اعمال می کند .(لازم به ذکر است که اگر Vo < Vsآنگاه سوخت را غليظ گويند در غير اينصورت سوخت رقيق می باشد.)
چندين نوع ديگر از سنسور های UEGO وجود دارد اما عموما قانون عملکردی آنها با هم تفاوت چندانی نداردو بيشتر آنها شامل پمپاژ و سلولهای پتانسيومتری بوده که اندکی با هم متفاوت می باشند. در برخی ديگر به دليل اينکه جريان برگشتی بين سوخت غليظ و رقيق به طور اتوماتيک انجام می شود،سلولهای پمپاژ متاثر از هوا و بدون سلولهای پتانسيومتری می باشند.

[javad naderi]

توپی پرنده وارد عملیات نجات وارد میشود


برای مشاهده عکس در اندازه واقعی کلیک کنید.
این یک کره در سایزی کمی بزرگ تر از توپ بسکتبال است که می تواند پرواز کند. طراح ژاپنی اش آن را برای عملیات های جستجو و نجات ساخته و کنترل آن به گونه است که به راحتی می تواند به هر جایی سرک بکشد و از همه مهمتر به راحتی می تواند هر جایی فرود بیاید. ‏شکل کروی و بدنه انعطاف پذیرش به این کره پرنده این امکان را می دهد که مانند یک توپ بسکتبال به زمین بخورد و روی زمین غلط بزند. همین باعث می شود که فرود این پرنده به سادگی پایین انداختن یک توپ باشد و نگران از آسیب دیدن اش نباشید. ‏
اگر ویدیوی معرفی اش را ببینید متوجه می شوید که این توپ تا چه حد قدرت مانور دارد. به راحتی از پنجره وارد ساختمان می شود و در بخش های مختلف و حتی پله ها حرکت می کند. روی آن هم یک دوربین قرار گرفته که تصاویر را برای کنترل کننده اش ارسال می کند.
در حال حاضر این توپ پرنده فقط ۸ دقیقه امکان پرواز دارد اما حداکثر سرعت اش به ۶۰ کیلومتر در ساعت میرسد و برای تعادل از ۳ سنسور ژیروسکوپ استفاده می کند. بدنه اش هم با فیبر کربن ساخته شده تا کاملا مقاوم و انعطاف پذیر باشد. به همین خاطر وزن نهایی اش تنها ۳۴۰ گرم است. ‏
‏طراحان در حال حاضر مشغول کار برای تبدیل این کره به یک ابزار قابل استفاده برای عملیات های امداد و نجات هستند و امیدوارند در آینده نزدیک نمونه های تجاری آن را وارد بازار کنند. البته به نظر من اگر این توپ به عنوان یک محصول تجاری وارد بازار بشود کاربردهای جالب زیادی پیدا می کند. ‏
جالب است بدانید این توپ پرنده توسط یکی از کارکنان مرکز تحقیقات فنی وزرات دفاع ژاپن و تنها با ۱۴۰۰ دلار ساخته شده است! جالب تر اینکه قطعات استفاده شده در این کره پرنده از فروشگاه های لوازم الکترونیکی تهیه شده که در دسترس همه افراد وجود دارد. ‏
‏اگر به یوتیوب دسترسی دارید ‏ ویدیوی کره پرنده ‏ را از دست ندهید.

برای مشاهده عکس در اندازه واقعی کلیک کنید.

[javad naderi]

...............................?تاپیک خاک گرفته ها

[saeian]

جواد آقا سلام میخواستم از زحمتت تشکر کنم اگر برنامه هم از سنسور co2 به زبان c داری ممنون میشم

[abdoreza.t.a]

سلام
امیدوارم هرجا هستید سلامت باشید.
آقا جواد اگه امکان داره در مورد ds18b20 یه توضیحی بدید. طرز اتصالش به میکرو و ...

[sadmonew]

سلام دوستان پست هاي قبلي مربوط به حدودا" 2 سال پيش ميشه!
البته دوستمون آقا جواد خودشون يه انجمن رو اداره ميكنن. تو زمينه پردازش تصوير هم كار ميكنن.

[Ma3ood]

سلام
امیدوارم هرجا هستید سلامت باشید.
آقا جواد اگه امکان داره در مورد ds18b20 یه توضیحی بدید. طرز اتصالش به میکرو و ...

ورودتون را تبریک میگم
دوست عزیز مورد اول اینکه بهتر بود اینجا پست نمی زدید
مورد بعدی یه سرچ کوچیک تو انجمن شما را به نتیجه میرسوند