آشنائی با LCD

 LCD ها ابزاری برای نمایش اطلاعاتی هستند که  شامل حروف و اعداد و همچنین برخی کاراکترهای گرافیکی می شود. بطور معمول در تجربیات اولیه در نمایش اطلاعات دیجیتال از نمایشگر های هفت قسمتی (seven segment) استفاده می شود که این نمایشگرها فقط ارقام (0 تا 9) و بعضی حروف مثل A b C را بصورت نه چندان زیبا نمایش می دهند. اما با بکار گیری LCD اطلاعات را بصورت زیبا و کاملتر می توان نمایش داد. البته استفاده از LCD برای مدارات ساده توصیه نمی شود و عموما آنرا همرا با میکروکنترلر  یا CPU ها بکار می برند.
چیزی که از آن بعنوان LCD یاد می شود درواقع یک صفحه نمایشگر LCD مانند صفحه ماشین حساب است که همراه با آی سی کنترلر و مدارهای جانبی اش و عموما با لامپ پشت صفحه در یک بسته پیش ساخته عرضه می شود.

همانطور که گفته شد LCD دارای یک کنترلر است که با فرستادن اطلاعات به آن این اطلاعات را در صفحه ای که عموما به چند سطر و ستون تقسیم شده نمایش می دهد. مثلا برای نمایش حرف "M" کافیست کد اسکی این حرف را طبق یک پروتکل ساده به LCD ارسال کنیم. همچنین می توان دستوراتی از قبیل پاک کردن صفحه نمایش، جابجایی مکان نما، خاموش روشن کردن مکان نما و غیره را نیز به LCD ارسال کرد.
LCD ها از طریق مقدار اطلاعاتی که میتوانند در صفحه نمایش بدهند انتخاب و خریداری می شوند. انواع معمول آن عبارتند از 16 ، 20 ، 32 و 40 کاراکتر در هر خط در 1 یا 2 یا 4 سطر. مثلا 2 در 16 یعنی صفحه دارای دو خط و هر خط 16 کاراکتر است. همچنین LCD موردنظر میتواند همراه با لامپ پشت صفحه (Back light) یا بدون آن انتخاب شود. LCD ها کاراکتر ها را در ماتریس های 5x7 pixel نمایش می دهند. در تصویر زیر یک نمونه 2 در 16 مشاهده می شود:

نمای پشتی:

چگونه نوع وپایه های یک ترانزیستور مجهول را میتوان تشخیص داد؟

البته در بیشتر دیتاشیتها توضیح داده شده اما اگر ترانزیستور ناشناخته یا بدون مارک باشد با استفاده از یک مولتی متر ساده به صورت زیر می توان تشخیص داد:

با توجه به اینکه مولتی متر یک باتری ۱.۵یا ۳ ولتی دارد وپراب قرمز به منفی باتری وپراب سیاه به مثبت باتری (از داخل)وصل میشود به صورت زیر عمل میکنیم

            نکته مهم:مولتی متر رو در رنج high ohmقرار دهید (۱k)

۱.پراب سیاه رو روی یکی از پایه ها بذارید و قرمز رو روی دو پایه دیگه اگر عقربه زیاد حرکت کرد ترانزیستور از نوع npnاست

اگر کم حرکت کرد پراب سیاه رو روی پایه های دیگه بذارید برای گرفتن نتیجه نهایی حداکثر ۶ بار اینو انجام بدید

اگر عقربه دوباره حرکت نکرد جای پراب سیاه و قرمز رو عوض کنیدو دوباره ازمایش بالا رو تکرار کنیددر این حالت اگر عقربه برای هر دو پایه دیگه حرکت کرد ازنوع pnp است

 اگر برای هر دو پایه حرکت نکرد ترانزیستور openاست

اگر برای همه تستها حرکت کند shortest است

اگر برای یکی از تستها خیلی اروم حرکت کنه leakyاست

وقتی نوعش رو فهمیدیم پایه متصل شده به پراب سیاه (در نوع ان پی ان) پایه بیس است ودر نوع دیگه پایه متصل شده به پراب قرمز پایه بیس است

برای پیدا کردن کلکتور وامیتر از روش tutاستفاده میکنیم و در واقع ساده ترین امپلی فایر جهان رو میسازیم در نوع npn(سیاه به کلکتور وقرمز به امیتر )به وسیله یک انگشت بین c,bاتصال برقرار کنید عقربه ۸۰درصد تغییر جهت میدهد در این حالت پایه امیتر نباید با بدن تماس داشته باشد

در واقع در این عمل ترانزیستور جریانی که بدن شما به بیس میدهد رو تقویت میکنه و جریان حدود صد برابر میشود ودر مدار کلکتور وامیتر جاری میشه واین جریان زیاد مقاومت بین دو پایه رو کاهش میده و مولتی متر نتیجه رو نشون میده

در(pnp):سیاه به امیتر و قرمز به کلکتور وصل شده ومثل بالا عمل میشود

اگر از این روش برای ترانزیستوری که در مدار وصل است استفاده میکنید باید تغذیه خاموش باشه وخازن ها شارژشونو از دست داده باشن

این روش کاملا عملی است و در ابتدا کمی پیچیده به نظر میرسه اما اگه روی ترانزیستوری که برای شما شناخته شدست اولین بار ازمایش کنید  خیلی اسون میشه

مقدمه    موتور الکتریکی

اغلب موتورهای الکتریکی دوارند، اما موتور خطی هم وجود دارند. در یک موتور دوار بخش متحرک (که معمولاً درون موتور است) روتور و بخش ثابت استاتور خوانده می‌شود. موتور شامل آهنرباهای الکتریکی است که روی یک قاب سیم پیچی شده است. گر چه این قاب اغلب آرمیچر خوانده می‌شود، اما این واژه عموماً به غلط بکار برده می‌شود. در واقع آرمیچر آن بخش از موتور است که به آن ولتاژ ورودی اعمال می‌شود یا آن بخش از ژنراتور است که در آن ولتاژ خروجی ایجاد می‌شود. با توجه به طراحی ماشین ، هر کدام از بخشهای روتور یا استاتور می‌توانند به عنوان آرمیچر باشند. برای ساختن موتورهایی بسیار ساده کیتهایی را در مدارس استفاده می‌کنند.

انواع موتورهای الکتریکی

موتورهای DC

موتورهای AC

موتورهای پله‌ای

موتورهای خطی

موتورهای میدان سیم پیچی شده

موتورهای یونیورسال

موتورهای DC

یکی از اولین موتورهای دوار ، اگر نگوییم اولین ، توسط مایکل فارادی در سال 1821م ساخته شده بود و شامل یک سیم آویخته شده آزاد که در یک ظرف جیوه غوطه‌ور بود، می‌شد. یک آهنربای دائم در وسط ظرف قرار داده شده بود. وقتی که جریانی از سیم عبور می‌کرد، سیم حول آهنربا به گردش در می‌آمد و نشان می‌داد که جریان منجر به افزایش یک میدان مغناطیسی دایره‌ای اطراف سیم می‌شود. این موتور اغلب در کلاسهای فیزیک مدارس نشان داده می‌شود، اما گاهاً بجای ماده سمی جیوه ، از آب نمک استفاده می‌شود.

موتور کلاسیک DC دارای آرمیچری از آهنربای الکتریکی است. یک سوییچ گردشی به نام کموتاتور جهت جریان الکتریکی را در هر سیکل دو بار برعکس می کند تا در آرمیچر جریان یابد و آهنرباهای الکتریکی، آهنربای دائمی را در بیرون موتور جذب و دفع کنند. سرعت موتور DC به مجموعه ای از ولتاژ و جریان عبوری از سیم پیچهای موتور و بار موتور یا گشتاور ترمزی ، بستگی دارد.

سرعت موتور DC وابسته به ولتاژ و گشتاور آن وابسته به جریان است. معمولاً سرعت توسط ولتاژ متغیر یا عبور جریان و با استفاده از تپها (نوعی کلید تغییر دهنده وضعیت سیم پیچ) در سیم پیچی موتور یا با داشتن یک منبع ولتاژ متغیر ، کنترل می‌شود. بدلیل اینکه این نوع از موتور می‌تواند در سرعتهای پایین گشتاوری زیاد ایجاد کند، معمولاً از آن در کاربردهای ترکشن (کششی) نظیر لکوموتیوها استفاده می‌کنند.
اما به هرحال در طراحی کلاسیک محدودیتهای متعددی وجود دارد که بسیاری از این محدودیتها ناشی از نیاز به جاروبکهایی برای اتصال به کموتاتور است. سایش جاروبکها و کموتاتور ، ایجاد اصطکاک می‌کند و هر چه که سرعت موتور بالاتر باشد، جاروبکها می‌بایست محکمتر فشار داده شوند تا اتصال خوبی را برقرار کنند. نه تنها این اصطکاک منجر به سر و صدای موتور می‌شود بلکه این امر یک محدودیت بالاتری را روی سرعت ایجاد می‌کند و به این معنی است که جاروبکها نهایتاً از بین رفته نیاز به تعویض پیدا می‌کنند. اتصال ناقص الکتریکی نیز تولید نویز الکتریکی در مدار متصل می‌کند. این مشکلات با جابجا کردن درون موتور با بیرون آن از بین می‌روند، با قرار دادن آهنرباهای دائم در داخل و سیم پیچها در بیرون به یک طراحی بدون جاروبک می‌رسیم.

موتورهای میدان سیم پیچی شده

موتورهای یونیورسال

موتورهای AC

• موتورهای AC تک فاز:

• موتورهای AC سه فاز:

برای کاربردهای نیازمند به توان بالاتر، از موتورهای القایی سه فاز AC (یا چند فاز) استفاده می‌شود. این موتورها از اختلاف فاز موجود بین فازهای تغذیه چند فاز الکتریکی برای ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی دوار درونشان ، استفاده می‌کنند. اغلب ، روتور شامل تعدادی هادیهای مسی است که در فولاد قرار داده شده‌اند. از طریق القای الکترومغناطیسی میدان مغناطیسی دوار در این هادیها القای جریان می‌کند، که در نتیجه منجر به ایجاد یک میدان مغناطیسی متعادل کننده شده و موجب می‌شود که موتور در جهت گردش میدان به حرکت در آید.

این نوع از موتور با نام موتور القایی معروف است. برای اینکه این موتور به حرکت درآید بایستی همواره موتور با سرعتی کمتر از فرکانس منبع تغذیه اعمالی به موتور ، بچرخد، چرا که در غیر این صورت میدان متعادل کننده‌های در روتور ایجاد نخواهد شد. استفاده از این نوع موتور در کاربردهای ترکشن نظیر لوکوموتیوها ، که در آن به موتور ترکشن آسنکرون معروف است، روز به روز در حال افزایش است. به سیم پیچهای روتور جریان میدان جدایی اعمال می‌شود تا یک میدان مغناطیسی پیوسته ایجاد شود، که در موتور سنکرون وجود دارد، موتور به صورت همزمان با میدان مغناطیسی دوار ناشی از برق AC سه فاز ، به گردش در می‌آید. موتورهای سنکرون را می‌توانیم به عنوان مولد جریان هم بکار برد.

سرعت موتور AC در ابتدا به فرکانس تغذیه بستگی دارد و مقدار لغزش ، یا اختلاف در سرعت چرخش بین روتور و میدان استاتور ، گشتاور تولیدی موتور را تعیین می‌کند. تغییر سرعت در این نوع از موتورها را می‌توان با داشتن دسته سیم پیچها یا قطبهایی در موتور که با روشن و خاموش کردنشان سرعت میدان دوار مغناطیسی تغییر می‌کند، ممکن ساخت. به هر حال با پیشرفت الکترونیک قدرت می توانیم با تغییر دادن فرکانس منبع تغذیه ، کنترل یکنواخت تری بر روی سرعت موتورها داشته باشیم.

موتورهای پله‌ای

نوع دیگری از موتورهای الکتریکی موتور پله‌ای است، که در آن یک روتور درونی ، شامل آهنرباهای دائمی توسط یک دسته از آهنرباهای خارجی که به صورت الکترونیکی روشن و خاموش می‌شوند، کنترل می‌شود. یک موتور پله‌ای ترکیبی از یک موتور الکتریکی DC و یک سلونوئید است. موتورهای پله‌ای ساده توسط بخشی از یک سیستم دنده‌ای در حالتهای موقعیتی معینی قرار می‌گیرند، اما موتورهای پله‌ای نسبتا کنترل شده ، می‌توانند بسیار آرام بچرخند. موتورهای پله‌ای کنترل شده با کامپیوتر یکی از فرمهای سیستمهای تنظیم موقعیت است، بویژه وقتی که بخشی از یک سیستم دیجیتال دارای کنترل فرمان یار باشند.

موتورهای خطی

یک موتور خطی اساساً یک موتور الکتریکی است که از حالت دوار در آمده تا بجای اینکه یک گشتاور (چرخش) گردشی تولید کند، یک نیروی خطی توسط ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی سیار در طولش ، بوجود آورد. موتورهای خطی اغلب موتورهای القایی یا پله‌ای هستند. می‌توانید یک موتور خطی را در یک قطار سریع السیر ماگلیو مشاهده کنید که در آن قطار روی زمین پرواز می‌کند.

دید کلی

تعریف امواج الکترومغناطیسی

• امواج الکترومغناطیسی دارای ماهیت و سرعت یکسان هستند و فقط از لحاظ فرکانس ، یا طول موج باهم تفاوت دارند
• در طیف امواج الکترومغناطیس هیچ شکافی وجود ندارد. یعنی هر فرکانس دلخواه را می‌توانیم تولید کنیم.
• برای مقیاسهای بسامد یا طول موج ، هیچ حد بالا یا پائین تعیین شده‌ای وجود ندارد.
• از جمله منابع زمینی امواج الکترومغناطیسی می‌توان به امواج دستگاه رله تلفن ، چراغهای روشنایی و نظایر آن اشاره کرد.
• این امواج برای انتشار خود نیاز به محیط مادی ندارند.
• قسمت عمده این فیزیک امواج دارای منبع فرازمینی هستند.
• امواج الکترومغناطیسی جزو امواج عرضی هستند.

گستره امواج الکترومغناطیسی

یکاهای معروف فیزیک امواج الکترومغناطیسی

• طول موج λ بنا به تناسب مورد ، برحسب متر و همچنین میکرون یا میکرومتر μm ، واحد آنگستروم A و واحد ایکس XU نشان داده می‌شود.
  
  
• با بکار بردن متر به عنوان واحد طول ، طول موجهای نوری بایستی بنا به تناسب برحسب ، nm سنجیده شوند، ولی هنوز آنگستروم یک واحد رسمی بوده و به عنوان متداول ترین واحد در طیف نمایی بکار برده می‌شود.
  
  
• واحد XU ابتدا به شکل مستقل طوری تعریف شده بود که رابطه آن با آنگستروم به صورت 1A = XU 1002.060بود. این واحد اکنون دقیقا معادل ^10-10 یا m 10^-13 تعریف شده است.
  
  
• علی رغم طبقه بندی عمومی تابش با طول موج ، کمیت مهم از نظر ساختار اتمی و مولکولی فرکانس <ν = c/λ_vacΔE = hv به اختلاف انرژی ΔE بین دو حالت ساکن دستگاه مربوط است. در طول موجهای کوتاهتر مناسب‌تر آن است که به جای ν واحد متناسب با آن یعنی عدد موجی δ = 1/λ_vac = c/v جایگزین شود. مؤلفین مختلف واحدهای مختلفی را برای عدد موجی مانند ΄ν ، K و δ بکار می‌برند که همگی یکسان‌اند، در این بحث علامت δ انتخاب شده است، زیرا امکان اشتباه آن با خود ν و یا سایر ثابتها کم است.
  
  
• واحد عدد موجی یک بر سانتیمتر است که گاهی کایزر (K) نامیده می‌شود. واحد کوچکتر آن میلی کایزر است که (mk) واحد مناسبی برای ساختار فوق ریز و کارهای مربوط به عرض خطی است. هر چند که متخصصین طیف نمایی فرکانس رادیویی برای این قبیل کمیتها واحد فرکانس یعنی MHz را بکار می‌برند (MHz 29.979=mk 1 ).
  
  
• انرژی موج را بر حسب واحد الکترون ولت (ev) بیان می‌کنند که انرژیهای فوتونی خیلی بالا (مربوط به طول موجهای خیلی کوتاه) یک الکترون ولت معادل 1.6x10^-19J است.

طیف نمایی و امواج الکترومغناطیسی

• ناحیه مرئی یا نور مرئی (4000-7500 آنگستروم) توسط نواحی فروسرخ از طرف طول موجهای بلند ، فرابنفش از طرف طول موجهای کوتاه ، محصور شده است. معمولا این نواحی به قسمتهای فروسرخ و فرابنفش دور و نزدیک ، با محدوده‌هایی به ترتیب در حدود 30 میکرومتر و 2000 آنگستروم تقسیم می‌شوند که نواحی مزبور دارای شفافیت نوری برای موادی شفاف از جمله منشورها و عدسیها می‌باشند.
  
  
• تا این اواخر ناحیه مرئی متشکل از فروسرخ تا فرابنفش نور توسط گافهایی از نواحی رادیویی و اشعه ایکس سوا می‌شدند که در آنها بر انگیزش و آشکار سازی تابش با طول موجهای متناسب ممکن نبوده است. اختراع رادار در سالهای جنگ (45 - 1938) راه ورود به نواحی امواج خیلی کوتاه رادیویی یا کهموج را باز کرد، در حالی که در همان زمان طیف شناسان فروسرخ دامنه فعالیت خود را تا به نواحی طول موجهای بلندتر توسعه می‌دادند. این دو ناحیه هم اکنون ابعاد کوچکتر از میلیمتر روی هم می‌افتند.
  
  
• گاف طول موج کوتاه ، بخاطر جالب بودنش برای متخصصین فیزیک پلاسما و اختر فیزیک به خوبی پر شده است. هم اکنون حدود طیف نمایی نوری به زیر 2 آنگستروم رسیده است در حالی که مرز پرتوهای ایکس نرم تا 50 آنگستروم می‌رسند. تشخیص بین پرتو نوری و پرتو ایکس ، در ناحیه پوشش فوق الذکر بر منشأ خطوط طیفی مبتنی است.
  
  
• طیف نمایی نوری با گذار‌های الکترونهای خارجی یا ظرفیتی و طیف نمایی اشعه ایکس با گذارهای الکترونهای داخلی مربوط می‌کند. طیفهای نوری ، طول موجهای خیلی کوتاه از الکترونهای خارجی عناصری با درجه یونش بسیار بالا بوجود می‌آیند.

کاربرد‌های امواج الکترومغناطیسی

• کاربردهای امواج الکترومغناطیسی در مخابرات: از این جمله می‌توان فیبر نوری ، دستگاه رله تلفن ، موجبرها ، ماهواره و ... اشاره کرد.
  
  
• کاربرد‌های امواج الکترو‌مغناطیسی در نظامی: مانند بمب الکترومغناطیسی ، انواع رادار ، ردیابهای موشک و ... .
  
  
• کاربردهای امواج الکترو مغناطیسی در پزشکی: از قبیل عکسبرداری مغناطیسی ، رادیولوژی ، سونوگرافی با لیزر ، کاربرد اشعه ایکس و گاما در فیزیک پزشکی و ... .
  
  
• کاربردهای امواج الکترومغناطیسی در صنعت: انواع برشکاریهای لیزری ، قطار الکترو‌مغناطیسی و صندلی مغناطیسی و ... .
  
  
• کاربردهای امواج الکترومغناطیسی در اخترشناسی: با مطاله طیف الکترومغناطیسی گسیل شده از جو می‌توان به ساختار اجرام آسمانی پی‌برد.

مدار ریموت لیزری

در این مدار با کنترل از راه دور توسط نور لیزر آشنا می شوید.حتی می توانید.از این مدار به عنوان سیستم دزدگیر و هشدار دهنده نیز استفاده کنید.در ضمن رنج ولتاژی که این مدار با آن کار می کند بین 2.5 تا 5 ولت است.به این ترتیب با سری کردن دو باطری 1.5 ولت معمولی نیز می توانید این کار را انجام دهید.اگر بخواهید.،ولتاژ را بیشتر از آنچه که گفتم مثلا با یک باطری 6 ولت یا 9 ولت انجام دهید نیز مشکلی ندارید .برای اینکار بایست مقاومت های وارد شده به LED ها رابیشتر از آنچه که در نقشه مشخص می شود.قرار دهید.در ضمن به میزان ولتاژ قابل تحمل خازن ها نیز توجه کنید.خازن های الکترولیت دارای مشخصه حداکثر ولتاژ قابل تحمل هستند.همچنین حداکثر و حداقل ولتاژ را که آی سی 4011 در آن رنج ولتاژی کار می کند را بایست.،مورد توجه قرار داد.شما حتی از این مدار به عنوان دزدگیر نیز می توانید استفاده کنید.برای اینکار بایست منبع ساطع کننده نور لیزر را در جایی ثابت کنید.به طوریکه نور آن به صورت مستقیم به فتودیود تابیده شود.البته برای این منظور به توضیحات مربوط به نقشه نیز بایست توجه کنید.مادامی که نور لیزر به فتو دیود تابیده می شود.صدایی از بیزر شنیده نمی شود.به محض اینکه این نور توسط موجود زنده یا هر شی دیگری قطع شود.مدار شروع به چشمک و بوق زدن می نماید.

تذکر

از گرفتن نور لیزر به سمت یکدیگر مخصوصا به ناحیه صورت و چشم جدا خودداری کنید.حتی از نگاه کردن به نور بازتابیده شده لیزر به یک سطح صاف و صیقلی نیز بایست خودداری کرد..

قطعات مورد نیاز

1 عدد آی سی NAND ،4011

1 عدد بیزر

نقشه مدار به همراه توضیحات

نقشه مربوط به گیرنده نور لیزر

به شکل فتو دیود در نقشه مربوط به گیرنده توجه کنید.همانطور که می بینید فلش های کشیده شده به سمت فتو دیود است.اگر به LED ها توجه کنید.می بینید که این فلش ها به سمت بیرون است.در واقع LED ها ساطع کننده نور هستند.و فتو دیودها دریافت کننده نور که این خصوصیت نیز در نقشه به این شکل مشخص می شود.
اگر به شکل ترانزیستور Q2 که NPN است.توجه کنید.مشاهده می کنید که همواره بیس آن با یک مقاومت 6.8 کیلو اهم و یک عدد پتانسیومتر 50 کیلو اهم به مثبت ولتاژ متصل است.که شدت حساسیت فتودیود به نور لیزر را نیز می توانید با این پتانسیومتر تنظیم کنید.با وجود اتصال بیس ترانزیستور Q2 به مثبت ولتاژ این ترانزیستور همواره روشن است.و مقدار زمین را از امیتر به کلکتو انتقال می دهد.در این حالت Q3 نیز خاموش است.ولی Q4 به خاطر اتصال بیسش با یک مقاومت 6.8 کیلو نیز همواره روشن است.و زمین را از امیتر بر روی کلکتورش می اندازد.و یکی از LED ها در صورت عدم وجود نور لیزر روشن می ماند.
اگر نور لیزر که با یک جاسویچی لیزری یا دیود لیزری تابیده می شود به سطح این فتو دیود از هر سمتی تابیده شود.باعث زمین شدن بیس ترانزیستور Q2 و روشن شدن ترانزیستور Q3 به خاطر بایاسش با مقاومت 4.7 کیلو اهم به مثبت ولتاژ و زمین شدن کلکتور آن که به بیس ترانزیستور Q4 متصل است.،می شود.در این حالت تنها Q3 روشن است و بقیه ترانزستورهای Q2 و Q4 خاموش هستند.بنابراین در این حالت نیز تنها یک LED زمین سمت کاتدش تامین می شود.در واقع در هر دو حالت وجود نور لیزر و عدم وجود نور لیزر به خاطر این نوع بایاس مدار فقط یک LED از دو LED موجود در این نقشه روشن می ماند.

قسمت مربوط به تولید صدای بوق و LED چشمک زن

اگر به شکل نقشه این قسمت و شکل دورنی آی سی NAND 4011 دقت کنید.براحتی می توانید عملکرد مدار را حدث بزنید.قبل از شروع لازم است بگویم که آی سی 4011 یک آی سی شامل 4 گیت NADN است.در گیت NAND زمانی خروجی آن یک یا HIGH می شود که هر دو ورودی آن یا صفر باشند یا حداقل یکی از آنها صفر باشد.و تنها در صورتی خروجی آن صفر می شود که هر دو ورودیش یک باشد.در واقع گیت NAND عکس گیت AND است.
همانطور که در شکل می بینید.پایه یک آی سی 4011 با یک مقاومت 350 کیلو اهم به زمین متصل شده است.بنابراین خروجی اولیت گیت که پایه 3 است با توجه به نوع عملکرد گیت NAND همواره یک یا HIGH است.بنابراین خروجی پایه 3 همواره یک بدون توجه به اینکه پایه 2 یک یا ژمین باشد.پایه های 5 و 6 که ورودی دومین گیت هستند.نیز به صورت مستقیم به پایه 3 که در حالت یک بودن پایه یک همیشه یک است متصل می شوند.با توجه به عملکرد گیت NAND و اینکه در صورتیکه هر دو ورودی آن یک باشد خروجی آن نیز یک می شود.در پایه 4 این آی سی که نتیجه دومین گیت است.خروجی صفر را داریم.این پایه نیز با منفی یک خازن الکترولیت به سرهای دیگر مقاومت های 150 کیلو موجود در پایه 3 و 1 مگا اهم موجود در پایه 2 متصل می شود.
با توجه به منفی بودن پایه 4 و اتصال این پایه به صورت مستقیم به پایه 8،بنابراین در این پایه ما همواره زمین را داریم.که این پایه نیز به سر منفی یا کاتد LED متصل است.بنابراین LED متصل به پایه 8 همواره و در این وضعیت روشن باقی می مانند.با توجه به صفر بودن پایه 8 به عنوان یکی از ورودی های سومین گیت NAND موجود در این آی سی خروجی این گیت که پایه 10 است.بدون توجه به پایه 9 و نوع عملکرد این گیت همواره یک است.پایه 10 نیز مطابق نقشه به پایه های 12 و 13 به صورت مستقیم متصل شده است.پایه های 12 و 13 دو ورودی گیت چهارم این آی سی است.،که با توجه به عملکرد گیت NAND خروجی آن پایه 11 مقدار صفر را خواهد داشت.در این وضعیت و با توجه به اینکه بیس ترانزیستور به این پایه متصل است.همواره در این حالت ترانزیستور Q1 خاموش است.در واقع این ترانزیستور زمانی روشن می شود که ورودی آن یک یا HIGH باشد.
برای فعال شدن بیزر در این وضعیت دو حالت را در نظر گرفتم.یکی حالتی که نور لیزر باشد.و همچنین حالاتی که نور لیزر نباشد.
برای این دو حالت یک بار نقطه ای که در این نقشه با عبارت انگلیسی A مشخص شده است.به نقطه C و بار دیگر به نقطه B مربوط به گیرنده نور لیزر متصل کنید و عملکرد مدار را با نور لیزر و عدم نور لیزر تجربه کنید.
بیایید زمانیکه نقطه A در این مدار را به قسمت B در مدار گیرنده متصل می کنیم.عملکرد مدار را دنبال کنیم.
در این وضعیت همانطور که گفته شد.در صورت عدم وجود نور لیزر ترانزیستور Q3 خاموش است.با توجه به نقشه در این وضعیت ولتاژی را از سمت مقاومت 6.8 و 22 کیلو اهم در این نقطع خواهیم داشت.بنابراین نقطه B در نقشه دارای ولتاژ است.حال اگر این نقطه را به همراه یک عدد سیم سوسماری به نقطه A کنید.مقدار ولتاژ این نقطه که به پایه یک آی سی 4011 نیز متصل است.حاوی مقدار یک می شود.بنابراین در این وضعت مقدار پایه 2 برا یخروجی پایه 3 حائز اهمیت است.چرا که در این وضعیت و با توجه به ساختار گیت NAND خروجی پایه 3 وابسته به پایه 2 است.پایه 2 نیز با مقاومت های 1 مگا اهم ، 150 کیلو اهم و خازن 2.2 میکرو فاراد د ر حال نوسان یا به عبارتی صفر و یک شدن است.با یک ثابت زمانی،که فواصل صفر و یک شدن این پایه به مقدار خازن و مقاومت های گفته شده وابسته است.اگر مقدار خازن را از 2.2 میکروفاراد به 4.7 میکروفاراد تغییر دهید فواصل زمانی بوق و چشمک زدن سیستم بیشتر می شود.که این مطلب کاملا بستگی به طراحی مدار دارد و اینکه ما چه چیزی را در مدار خود دنبال می کنیم.
هر بار که پایه 2 یک باشد.با توجه به یک بودن پایه 1 خروجی پایه 3 صفر می شود.در این وضعیت پایه های 5 و 6 نیز یک می شوند.با صفر شدن این پایه ها،پایه 4 مقدار یک را خواهد داشت.پایه 4 نیز به صورت مستقیم به پایه 8 و کاتد LED متصل است.بنابراین LED به دلیل نداشتن ولتاژ کمتر لازم در سمت کاتد برای روشن شدن خاموش می شود.در این حالت نیز مانند خروجی پایه 3 آ ی سی ،وضعیت پایه 9 نیز در خروجی آی سی مهم است.که این پایه نیز به همرا مقاومت ها و خازنی که در این قسمت وجود دارد.با یک ثابت زمان شروع بع یک و صفر شدن می کند.بنابراین پایه خروجی 10 نیز با همین ثابت زمانی یک و صفر می شود.از آنجا که این پایه، به پایه های 12 و 13 نیز متصل است.این پایه ها نیز با همان ثابت زمانی یک و صفر می شوند.و خروجی 11 نیز از این امر متاثر می شود.زمانیکه خروجی 11 یک باشد ترانزیستور Q1 روشن می شود.و ولتاژ صفر را دریک سمت بیزر که سمت دیگرش به مثبت ولتاژ متصل است ایجاد می کند در این وضعیت و با همان ثابت زمانی بیزر شروع به بوق زدن می کند.با یان تحلیل شما می توانید بقیه حالت ها را نیز به راحتی تحلیل نمایید.
در مورد فتو دیود بایست بگویم.فتو دیودی که من استفاده کردم به صورت مکعب مربع است.با یک برجستگی دایره ای شکل بر رو ی آن این نوع فتو دیود نسبت به نوعی که دارای یک لنز بر سر فوقانی آن است عملکرد مطلوبتری دارد.و همچنین از هر جهت که نور لیزر به آن تابیده شود مشکلی در دریافت ندارد.در این فتودیود پایه بلندتر مثبت و پایه کوتاه تر پایه منفی یا کاتد است.
در مورد بیزر نیز بگویم که این المان شامل دو پایه است که پایه بلندتر سمت مثبت و پایه کوتاهتر سمت منفی است که در هنگام اتصال به مدار بایست به آن توجه کنید.

محاسبه ثابت زمانی

برای محاسبه ثابت زمانی چشمک زدن LED در مدار بایست مقدار مقاومت 150 کیلو اهم را در مقدار خازن 2.2 میکروفاراد ضرب کنید.T=150*1000*2.2/1000000=3S اگر این مقدار را برعکس کنید.،فاصله زمانی یک بار روشن و خاموش شدن LED متصل به پایه 8 بدست می آید.مقاومت 1 مگا اهم نیز به نوعی باعث فیدبک خروجی به ورودی جهت ادامه روند چشمک زدن LED است.و نقشی در فرکانس کاری این مدار ندارد.در واقع به نوعی تکلیف پایه 2 آی سی 4011 را مشخص می کند.،اگر این مقاومت را بردارید.و نقطه A به نقطه B متصل باشد در هنگام تابش لیزر LED متصل به پایه 8 فقط خاموش می شود و دیگر چشمک نمی زند.و تنها صدای بوق را به صورت ممتد با تابش نور لیزر به فتودیود خواهیم داشت.که با توجه به موارد گفته شده می توانید تمامی این حالت ها را تجربه کرده.و دلیل منطقی آنرا نیز پیدا کنید. 

نمای یک دیود لیزری

به جای جاسویچی می توانید از خود دیود لیزری نیز استفاده کنید.برای کار با آن حتما بایست از لنز استفاده کنید.در صورتیکه از لنز استفاده نکنید نور تابیده شده از این دیود به فاصله یک سانتی متر هم نخواهد رسید.
به همین خاطر و توان بالاتر دیودهای لیزری نسبت به نوع اسباب بازی آن و خطر بیشتر آن برای چشم،توصیه می کنم به جای آن از همین جاسویچی های لیزری استفاده کنید با این حال شکل دیود لیزری به همرا شماتیک داخلی آنرا در اشکال زیر می توانید مشاهده کنید.

جاسویچی لیزری نیز ساختمانی شبیه به دیود لیزری دارد.به طور مثال در دیود لیزری فتو دیود در داخل ساختمان دیود قرار گرفته ،حال آنکه در چاسویچی لیزری این فتودیود به صورت کاملا مشهود در کنا چیپ مربوط به دیود لیزری وجود دارد.در جاسویچی های لیزری کار تنظیم لنز برای ارسال نور لیزر صورت گرفته است.حال آنکه اگر بخواهید از دیود لیزری به صورت مستقیم استفاده کنید این کار تنظیم لنز را به شخصه بایست انجام دهید.عبارت لاتینی که در کنار قطعات داخلی دیود لیزری نوشته شده است.،کاملا گویا و مشخص است.در شکل سمت چپ یک دیود لیزر واقعی را در هنگام ساطع کردن نور لیزری مشاهده می کنید.

منبع سایت