الرئيسية » 2013 » أغسطس » 24 » جهاز قياس نسبة الملح في السوائل
3:15 AM
جهاز قياس نسبة الملح في السوائل

مقياس الملح هو جهاز يستطيع أن يعطيك انطباع أو فكرة عن محتوى الملح في السائل. بغمس مجس الجهاز في السائل يضيء أحد الليدات الثلاثة:
الليد الأصفر إشارة إلى أن نسبة الملح قليلة (أو شبه معدومة) (اقل من المعدل)
الليد الأخضر إشارة إلى أن نسبة الملح مقبولة (في المعدل المتوسط)
الليد الأحمر إشارة إلى أن نسبة الملح كبيرة (أعلى من المعدل)

دائرة اليوم هي دائرة بها بعض التكرار لكن بها جزء جديد وهام هو كيفية استخدام مكبر العمليات
op-amp في قياس التغيرات الطفيفة جدا في الجهد أو التيار.

نصيحة: دائماً تحلى بالصبر، لا تتعجل، اقرأ الموضوع بالكامل لكي تفهمه فهماً جيداً ثم قرر ما إذا كنت ترغب في بناءه أم لا.

إليك أولا مخطط الدائرة (بعد المونتاج):
المصدر: http://www.redcircuits.com/Page68.htm
سأقدم الآن ترجمة لما أورده صاحب المقال.
يقول الرجل: تم تصميم الدائرة لتستشعر النسبة المئوية التقريبية لمحتوى الملح في السائل. بعد ضبط ومعايرة الجهاز بعناية سيكون هذا الجهاز مفيدا لاؤلئك الأشخاص الذين يريدون معرفة سريعة وتقريبية لمحتوى الملح في الأطعمة السائلة لأغراض الحمية الغذائية.
طريقة عمل الدائرة:
يعمل مكبر العمليات op-ampالأول (IC1A op-amp) على تكبير الفرق في الجهد المستمر بين طرفي المجس، ويظهر الخرج المُكّبر عند الطرف 1 للدارة المتكاملة LM324. كلما قلت المقاومة المُقاسة بين طرفي المجس، كلما زاد جهد الخرج المُكّبر عند الطرف 1 (تعليق: هذا الكلام صحيح إذا كنت فاهم ماذا يقصد مصمم الدارة، لكنه خطأ إذا تم إطلاقه على العموم، سأوضح ذلك بشيء من التفصيل عندما يأتي دوري في شرح عمل الدائرة). يتابع مصمم الدائرة الشرح قائلاً: في الحقيقة مقاومة الماء العذب (الخالي تقريبا من الأملاح) عالية نسبيا، وتقل مقاومة هذا الماء كلما زاد المحتوى الملحي لهذا الماء (يعني الماء المالح اقل مقاومة من الماء العذب لان الملح يزيد التوصيلية فتقل المقاومة).
مكبرات العمليات الثلاثة الباقية (IC1B, IC1C and IC1D) تعمل كمقارنات comparators وتضيء أحد الليدات الثلاثة D5, D4 , D3 عند زيادة قيمة الجهد الواصل إلى مداخلها العاكسة inverting inputs. وعليه فانه لن يضيء أي ليد عندما يكون المحتوى الملحي للسائل المُقاس قليل جداً. وعندما يكون المحتوى الملحي قليلا يضيء الليد الأصفر، وعندما يكون المحتوى عادي يضيء الليد الأخضر وعندما يكون المحتوى الملحي عالي يضيء الليد الأحمر.
يوجد في الدائرة ليدين أحمرين آخرين هما D1 and D2 ، هذان اللدان يكونان مضيئان باستمرار، والهدف من وجودهما هو إيجاد أو الحصول على جهد ثابت لضمان دقة عمل الدائرة. عند الطرف الموجب (انود) الليد الأحمر D2 يتشكل مصدر جهد ثابت عند القيمة 3,2 فولت لتغذية المداخل غير العاكسة non-inverting inputs للمُقارنات الثلاثة من خلال سلسلة من المقاومات هي R8, R9 and R10 . عند الطرف الموجب (انود) الليد الأحمر D1 يتشكل مصدر جهد ثابت عند القيمة 1,6 فولت لتغذية المجس والمقاومة المتغيرة R4. يمكن استخدام أحد هذين اللدين كإشارة إلى أن الجهاز شغال أو طافي لانهما يعملان بمجرد توصيل البطارية بالجهاز (سقط سهوا مني أثناء مونتاج المخطط أن وضعت القيمة 1,8 بدل 1,6 فولت، وضعف هذه القيمة أي 3,6 بدل 3,2 فولت، لكن على العموم جميع القيم سواء التي ذكرها المصمم أو التي كتبتها أنا ليست دقيقة وتحتاج إلى تعديل كما سيتضح من الشرح لاحقا).
مجس الجهاز:
يتابع الرجل قائلا: انه وجد بالتجربة أن افضل وارخص مجس يمكن الحصول عليه باستخدام (مش عارف اسمه بالعربي خلينا نقول قابس السماعة) . Mono jack plug وهذه صورته:
يتم وصل طرفي القابس مباشرة في الدائرة، وان كنت تريد أن يكون المجس طويلا استخدم قطعة سلك هوائي a piece of screened cable في التوصيل بين الدائرة والمجس انظر صورة سلك الهوائي:
الجسم المعدني لقابس السماعة مكون من جزأين بطولين مختلفين، يفصل بينهما حلقة سوداء من البلاستيك. عليك أن تحاول تغطية أو عزل الجزء الطويل من الجسم بلاصق عازل بحيث ينكشف من 8 إلى 10 ملم بادئا من الحلقة السوداء. الهدف من ذلك أن يكون طول الجزء المعرض من الجسم له نفس طول الرأس للحصول على دقة اكبر. عند القياس اغمس القابس في السائل وشاهد الليد المضيء.
ملاحظات:
 انتظر 30 ثانية على الأقل للحصول على قراءة اكثر واقعية.
 اغسل وجفف المجس بعد كل قياس
 لضبط ومعايرة الجهاز للحصول على قراءات أدق استخدم فولتميتر DC متصل بين الطرف 1 من الاي سي والأرضي لمراقبة الجهد.
 اضبط المقاومة المتغيرة R4 حتى تحصل على قراءة جهد = صفر عند الطرف 1 للاي سي أثناء غمس المجس في ماء عذب.
 يمكن أيضا تغيير قيمة الجهد الذي يضيء عنده ليد معين من خلال المقاومة المتغيرة R4 و R8 لتغيير جهد الليد الأخضر وR9 لتغيير جهد الليد الأصفر.
 المفتاح P1 هو مفتاح كبسه pushbutton لتشغيل الجهاز فقط عند القياس، لكن يمكن استبداله بمفتاح آخر من النوع الثابت الوضعية SPST switch (انظر الصورة التالية).
هذا كل ما قيل عن الدائرة وطريقة عملها وبناءها، نأتي الآن إلى الإضافات التي أريد أن أضيفها لتكتمل الصورة وتعم الفائدة.

تمهيد:
تكمن أهمية هذا الدائرة من وجهة نظري- في مراحل بناءها وفي ذاتها. والمقصود من ذلك أن الدائرة في حد ذاتها مهمة ومفيدة في الواقع ولها تطبيقات مفيدة، كما أنها تحتوي على بلوكات هامة لا يستغني عن فهمها جيدا أي دارس أو مهتم بعلم الإلكترونيات والتصميم.
أنا شخصيا بنيت الدائرة واستمتعت بأدائها الرائع وبإمكانية ضبطها ومعايرتها لتلائم أي شروط ترغب بها.
أهم المراحل (البلوكات) في الجهاز: سيتركز الحديث عن
1- مرحلة المُقارن comparator
2- مرحلة مكبر الفرق بين إشارتين Differential Amplifier
- نبذة حول الليد الضوئي LED
- نبذة حول طرق المعايرة والضبط على أساس علمي.
أولاً: المقارن:المقارن عبارة عن مكبر عمليات op-amp نصل أحد مدخليه بجهد ثابت مرجعي ونصل المدخل الآخر بالإشارة المراد مقارنتها (انظر الشكل التالي)
وهناك حالتين:
الحالة الأولى:
إذا تم توصيل جهد المرجع بالمدخل غير العاكس (+) والإشارة المراد مقارنتها بالمدخل العاكس (-) فان الخرج يكون = جهد البطارية الموجب (تقريبا) طالما كان جهد المرجع الثابت اكبر من جهد الإشارة، ويتحول الخرج إلى صفر فولت عندما يصبح جهد الإشارة اكبر من جهد المرجع. مثال:
مصدر التغذية (البطارية مثلاً) = 9 فولت. عند تطبيق جهد مرجع ثابت = 5 فولت على المدخل غير العاكس ثم تطبيق إشارة على المدخل العاكس اقل من 5 فولت ولتكن 4 فولت مثلا فان الخرج سيكون = جهد البطارية تقريبا أي 9 فولت (أنظر الشكل أعلاه).
عندما يصبح جهد الإشارة اكبر من جهد المرجع الثابت أي اكبر من 5 فولت سيتحول الخرج إلى صفر فولت. عندما نقول اكبر أو اقل نقصد بفرق ضئيل جدا يصل إلى بضعة ميللي فولت حسب نوع مكبر العمليات المستخدم.
الحالة الثانية:إذا تم توصيل جهد المرجع بالمدخل العاكس (-) والإشارة المراد مقارنتها بالمدخل غير العاكس (+) فان الخرج يكون = جهد البطارية الموجب (تقريبا) طالما كان طالما كان جهد المرجع الثابت اقل من جهد الإشارة، ويتحول الخرج إلى صفر فولت عندما يصبح جهد الإشارة اقل من جهد المرجع. باختصار عكس الحالة الأولى.
كيف أنا حافظها وما بلخبط فيها؟
لكي يكون الخرج موجب (= جهد المصدر أو البطارية) يجب أن يكون جهد الشيء الموصول على المدخل (+) اكبر من جهد الشيء الموصول على المدخل (-). والعكس صحيح أي لكي يكون الخرج صفر يجب أن يكون جهد الشيء الموصول على المدخل (+) أقل من جهد الشيء الموصول على المدخل (-)

الفئة: مشاريع واختراعات وشروحات الكترونية ومنوعة | مشاهده: 1684 | أضاف: alagrab | الترتيب: 0.0/0
مجموع التعليقات: 0
الأعضاء المٌسجلون فقط يٌمكنهم إضافة تعليقات
[ التسجيل | دخول ]