هيا نفهم ونحلل معا دائرة الاف ام البسيطة هذه

[م.وليد الفرا]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
طالما آمنت ان فهم الدائرة الاكترونية وتحليلها اهم بكثير من مجرد بناءها والتفرج عليها تعمل لانك لن تكون اضفت الى نفسك الكثير.
من هنا ارتأيت ان اقدم بين الحين والاخر بعض الدوائر البسيطة، في البداية، نحللها معاً ونفهمها لننتقل بعد ذلك الى ما هو اصعب بالتدريج حتى نصل بأنفسنا الى افضل مستوى.
النقطة التي يجب ان تنتبه لها انني لست وحدي من سقوم بهذا العمل بل انا وانتم، انا سأضع تساؤلات اجيب على بعضها واترك الباقي لكم لانني لا ادعي العلم المطلق
هذا موضوع على درجة عالية من الاهمية لانه يزيد خبرتنا ونأخذ من كل دائرة فكرتها الرئيسية ونخزنها في عقولنا لنصل الى مستوى من القدرة على تصميم وتنفيذ كل ما يخطر ببالنا او ما يعرضه علينا الاخرون
كل بداية تكون صعبه لكن بالصبر والمثابرة وطاعة الله يستطيع الانسان ان يحقق احلامه في ان يرى وطن عربي مُصنع وسائراً في ركب الامم التي سبقتنا بالاف الاميال
فلنبدأ على بركة الله...............
الشكل التالي يقدم دائرة ارسال اف ام بسيطة جدا نريد ان نحللها معا ونفهمها جيدا قبل البدء بتنفيذها والتعديل عليها

هذه الدائرة مصدرها الموقع:
http://web.telia.com/~u85920178/tx/bug.htm
كما تلاحظ يوجد دائرتين شبه متماثلتين الاولى على اليمين لا تهمنا لان ملفها مطبوع على البورد اما التانية (اليسرى) هي ما سنركز عليها ونفهمها معا لانه يسهل تنفيذها
الان، اريد ان اذكر باختصار اهم ما اورده مصمم الدائرة من معلومات عنها:
1- انه قدم دائرتين اليمنى لها بورد جاهز والملف فيها مضبوع على نفس البورد كما بالشكل التالي،

وهي ما يصعب على البعض تنفيذها والثانية الى اليسار مصممة بحيث ان ملفها يمكن صنعه بواسطة سلك معزول وهي التي سنناقشها
2-ان كلتا الدائرتين تعملان بنفس الكفاءة مع مراعاة اختلاف قيم بعض المكثفات بينهما
3- بالنسبة للملف (الدائرة اليسرى) خذ اي سلك معزول لفه حول اي جسم اسطواني (قلم مثلا) قطره 4 ملم 7 لفات بحيث يكون للملف 3 اطراف طرفين اوله واخره وطرف ثالث بعد اللفة الاولى (يمكنك ايضا عمل ملفان ووصلهما معا على التوالي الاول لفة واحدة والثاني 6 لفات)
4- الهوائي عبارة عن اي سلك معدني طوله 60 سم يتم وصله بالطرف الاوسط للملف
5- يقول ايضا انه بسبب ان الهوائي متصل اتصالا مباشرا بالملف (في اشهر الحالات يتصل الهوائي بالملف عبر مكثف قيمته صغيرة جدا) فان لمس الهوائي او البطارية يؤدي الى حدوث تغير في تردد الارسال، اي لا تلمس هذه الاجزاء اثناء البث (اجلس بالقرب من الجهاز ولا تلمسه) حيث لا يمكنك تفادي ذلك بمثل هذه الدائرة البسيطة، اما في الدوائر الاكثر تعقيدا فيمكن علاج ذلك باضافة مرحلة تسمى البفر buffer (البفر عبارة عن دائرة ترانزيستور على هيئة مجمع مشترك common collector amplifier يعمل على موائمة المعاوقة impedance maching) "رأيي الشخصي ان البفر لا يساعد على منع التغيير في التردد عند اللمس وسنرى ذلك لاحقاً"
6- ان مدى الارسال يزيد زينقص حسب قيمة المقاومة 220 اوم المتصلة بباعث الترانزيستور حسب الجول التالي:

7-كلنا يريد ان يكون مدى الارسال 5كم، لكن عليك ان تعلم ان المدى range واتزان الدائرة stability امران متعاكسان، اي كلما زدت المدى يسوء اتزان الدائرة
8- تردد ارسال هذه الدائرة بالقيم المبينة هو 106MHz ويمكنك جعله اقل بزيادة قيمة المكثف 6.8pF
9- بعض الارشادات الواجب اتباعها عند فشل سماع الصوت المُرسل على جهاز الاستقبال الراديوك
أ-قيس شدة التيار المسحوب من البطارية وقارنه بالقيمة في الجدول اعلاه، اذا لم تكن قيمته قريبة من المذكور في الجدول تفقد التوصيلات من ناحية وجود قصر short او ضعف توصيل open
ب-والاميتر ما زال متصلا لقياس تيار البطارية، المس الملف باصبعك وراقب قراءة الاميتر، اذا تغيرت قراءته فهذا دليل على ان المذبذب يعمل جيدا والا فتفقد الوصلات ونقاط اللحام جيداً
جـ- غير طول الملف بزيادة او انقاص استطالته لتغيير التردد

لكي نفهم كل او معظم هذه الدائرة علينا ان نسأل انفسنا الاسئلة التالية:
1- ماذا يعني ال Voltage control oscillator (VCO) اي المذبذب الذي يعتمد تردده على قيمة جهد الدخل وما هي العناصر في الدائرة التي تمثله
2-كيف يمكن حساب تردد هذا المذبذب
3-كيف نصنع الملف الهوائي وكيف نحسب قيمته
4-كيف يمكننا صنع المكثفات ذات القيم المتدنية جدا
5- كيف يمكننا تمييز اطراف الميكروفون وما وظيفة المقاومة 4.7k المتصلة به
6- ما وظيفة المكثف 1ميكروفاراد المتصل بقاعدة الترانزيستور
7-ما وظيفة المكثف 1 نانو وما اهميته
8-....................
في الجزء القادم سأضيف مزيد من التساؤلات وساجيب عن بعض هذه الاسئلة لكن حتى ذلك الحين ارجو ممن لديه اي اضافات ان يتفضل بها لتعم الفائدة على الجميع
اخوكم مهندس ابو القاسم

[khamis54]

السلام عليكم
الله ينور مهندسنا بارك الله فيك
موضوع جميل وطريقه عرض اجمل وان شاء الله الكل يستفيد
رينا يوفقك لانه موضوع طويل جدا

[mohamed_fm]

السلام عليكم
الاخ
wlid66
شكرا جزيلا على الشرح واتمنىان توضح لنا اكثر
وتتعمق فى الشرح اكثر من ذلك لانى مثل بافى الاعضاء اعانى من الجوع
وهو من نوع خا ص فانا على اتم الاستعداد لالتهام وهضم كل كمية المعلو مات التى لديك
هضما تاما لذلك لا تتاخر وانا بالمثل ساشارك بكل ما اوتيت من خبره
فقد قمت بالفعل بتنفيذ بعض الدوائر
اف ام واختبرتها
فخبرتى هنا عمليه من خلاتنفيذ الدوائر
وينفصنى الخبره الاكاديميه التى يبدو انك تمتلكها فارجوك اسرع باستكمال الشرح
جزاكم الله كل خير
والسلام ختام

[م.وليد الفرا]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
تحياتي لجميع الاخوة الذين ردوا بعبارات غاية في الذوق والرقة، واكثر من ذلك تثبيت الموضوع جعلني اشعر بثقل المسؤولية وانه يجب ان ابذل قصارى جهدي لجعل الموضوع مفيداً ويستحق تشجيعكم لي.
اشكركم من اعماق قلبي واتمنى ان اكون عند حسن ظنكم بي والله على ما نقول وكيل.
الجزء الثاني
بقية التساؤلات:
8- لماذا تم توصيل الهوائي عند عروة الملف، اي بعد لفة واحدة ولم يتم وصله بمجمع الترانزيستور مباشرة كما بمعظم دوائر ارسال اف ام؟
9- هل من المهم ان نتقيد بنوع الترانزيستور BC547 ام يمكن استخدام انواع اخرى وعلى اي اساس؟
10-ما هي الحسابات التي اجريت عند بناء ال DC biasing اي انحياز الترانزيستور (اختيار قيم المقاومات التي تضمن تشغيل الترانزيستور في منطقة تشغيل معينة)؟

هذه تقريبا كل التساؤلات التي خطرت ببالي حتى هذه اللحظة، ومن الموكد انه اثناء مناقشاتنا ستظهر اسئلة اخرى باذن الله عز وجل.
اجابة السؤال الاول:
ماذا يعني ال Voltage control oscillator (VCO) اي المذبذب الذي يعتمد تردده على قيمة جهد الدخل وما هي العناصر في الدائرة التي تمثله
في الحقيقة حاولت جاهدا طيلة اليومين السابقين ان اجد مقالة على النت تخدم ما اردت ان اتحدث عنه لكن للاسف الشديد، لم اجد من بين عشرات المقالات الا القليل القليل، لان كل ما وجدت يتحدث عن استخدام الديود السعوي varactor diode في عملية التحكم بالتردد، لذا ساعتمد على المعلومات القليلة التي اعرفها للاجابة عن هذا السؤال.
الان، في الشكل التالي:

الاجزاء المكونة للـ (VCO) هي كل العناصر عدا الميكروفون والهوائي والمقاومة 4.7 كيلو والمكثف 1 ميكروفاراد (كما بالشكل التالي).

كما ذكرنا ال(VCO) عبارة عن مذبذب تردده يعتمد على قيمة الجهد المطبق على قاعدة الترانزيستور.
في الشكل اعلاه نلاحظ ان الجهد المستمر DC المطبق على قاعدة الترانزيستور نتيجة لمقسم الجهد المكون من المقاومتين المتساويتن هو 4,5 فولت.
وكون هذا الجهد المطبق على القاعدة ثابت القيمة فان قيمة التردد الناتج عند مجمع الترانزيستور ستكون ايضا ثابتة.
الان اذا ادخلنا اشارة مترددة جيبية الشكل على قاعدة الترانزيستور (وهنا طبعا يجب علينا استخدام مكثف سنتحدث عنه لاحقاً) سنلاحظ ان التردد الناتج سيزداد وينقص طرديا مع زيادة ونقصان جهد الاشارة المترددة المطبقة على قاعدة الترانزيستور.
اذن نحن الان لدينا مذبذب تتغير قيمة ترددة الناتج مع تغير جهد الاشارة المطبقة والتغير يكون طردي وهذا هو ال(VCO).
كما ذكرت ان معظم دوائر ال(VCO) تستخدم ديود سعوي varactor diode، هذا الديود عبارة عن مكثف متغير السعة، لكن تتغير سعته حسب قيمة الجهد المطبق بين طرفيه بطريقة عكسية، اي كلما زادت قيمة الجهد المطبق كلما قلت سعته.
في دائرتنا لا يوجد هذا الديود، لكن استغل مصمم الدائرة -كما هو حال معظم مصممي دوائر الارسال اف ام البسيطة- استغل الوصلة P-N المتمثلة في القاعدة والباعث للترانزيستور BC547 لتقوم بدور الديود السعوي (لا اريد ان اخوض كثيراً في هذه النقطة الا اذا طلب مني احد الاخوة ذلك) وسأكتفي بتقديم هذا الرسم البياني الذي حصلت عليه من الداتا شيت الخاصة بالترانزيستور BC547.

واضح من الرسم ان السعة تتناقص بزيادة الجهد المطبق على الوصلة B-E للترانزيستور.
الان لدينا اضافة لدائرة ال LC مكثف اخر مخفي داخل الترانزيستور تتغير سعته عكسياُ مع قيمة جهداشارة الصوت المطبقة.
ما هو تعديل التردد FM Modulation؟ هو تحميل (تضمين)اشارة (الصوت مثلاً) ترددها منخفض نسبياً على موجة حاملة Carier ترددها علي نسبياً بحيث تعمل الاشارة المحمولة على تعديل (تغيير) تردد الموجة الحاملة، وهذا بالضبط ما يقوم به ال VCO.
اذا كان تردد الموجة الحاملة كما ذكر مصمم الدائرة هو 106 ميجا هيرتز فهذا يعني ان تردد ال VCO عند عدم وجود اي اشارة على قاعدة الترانزيستور = 106 ميجا هيرتز
وعند دخول اشارة الصوت المترددة ستعمل بشكل عكسي على زيادة وانقاص سعة الوصلة B-E وبالتالي زيادة وانقاص التردد بشكل عكسي مع السعة وطردي مع جهد الاشارة فنحصل على اشارة FM.
اي مذبذب يجب ان يحتوي على فلتر LC والذي يسمى band pass filter والاسم الاكثر شهرة هو الـ tank circuit وظيفته تحديد قيمة التردد المسموح له بالمرور من هذا الفلتر.
النقطة الاهم بالنسبة للفلتر LC هو انه قيمة مكثفه وملفه تحدد تردد الاشارة المتوقع استقبالها على الراديو
اشارة FM عادة تتمركز عند قيمة تردد الاشارة الحاملة بازاحة من الطرفين أي + وناقص ال Diviation اي الانحراف في قيمة التردد المركزي بسبب التعديل الي سببته اشارة الصوت.
كذلك اي مذبذب يجب ان يحتوي على مكثف صغير القيمة يصل بين المجمع والباعث ومكثف اخر يصل بين القاعدة واما سالب او موجب البطارية (سنذكر السبب لاحقاً)
كذلك اي مذبذب يجب ان يحتوي على ترانزيستور ومقاومات لتشغيله في منطقة معينة من مناطق تشغيل الترانزيستور.
انا اشعر انني لم اعطي الموضوع حقه وانني لم اكن جيدا في توصيل المعلومة، لذا ارجو ممن لديه اضافة او تعديل او استفسار ان لا يبخل به علينا واجره على الله.
اجابة السؤال الثاني:
2-كيف يمكن حساب تردد هذا المذبذب؟؟؟
يتم حساب التردد باستخدام المعادلة التالية:

حيث L هي قيمة الملف بالهنري، و C هي قيمة المكثف بالفاراد
ولسهولة هذه العملية اليك الرابط التالي الذي يقوم بحساب التردد اذا ادخلت له قيمة المكثف والملف مع ملاحظة انه يجب عليك ادخال قيمة المكثف بالبيكو والملف بالنانو بمعن انه في حالة دائرتنا عليك ادخال قيمة المكثف في خانة Enter the value of the capacitor بالشكل 6,8
اما الملف فلم نتحدث بعد عن حساب قيمته، لكن انا جربت في الصفحة الذكورة ووضعت 330 في خانة الملف حصلت على تردد 106 ميجا هيرتز وهذا ما يجعلنا نتوقع ان يكون ملفنا ذو السبعة لفات = 330 نانو هنري.
http://chemandy.com/calculators/tank...calculator.htm
ملاحظة هامة: المعادلة اعلاة لا يمكن ان تحسب التردد بدقة للاسباب التالية:
1) ان هناك نسبة خطأ في قيمة اي مكثف او ملف
2) ان هناك سعة تائهة stray capacitance تضاف الى سعة المكثف مصدرها اسلاك التوصيل والسعات الداخلية بين بلورات ووصلات الترانزيستور نفسه، لكن هذه العلاقة -على الرغم من ذلك هي المعتمدة في العالم اجمع وهي تعطينا التردد على الراديو الذي سأبدأ بالبحث عنده عن الصوت المُرسل.

[م.وليد الفرا]

الجزء الثالث
اجابة السؤال الثالث:
3-كيف نصنع الملف الهوائي وكيف نحسب قيمته؟
الملف الهوائي عموما يأخذ هذا الشكل

وهو ما نسميه اللف المتباعد Loose wound ، لكن احيانا يطلب مصمم الدائرة ان يكون الملف متقارب جدا وهو ما يسمى close wound كما بالشكل التالي:

كلا النوعين سواء المتقارب او المتباعد هو عبارة عن ملف هوائي لان داخله هواء وليس اي شيء اخر
عندما نصادف الملف الهوائي في اي دائرة الكترونية نجد ان مصمم الدائرة يضع مواصفات هذا الملف لكي نقوم بعمله بأنفسنا
مثال:في الرابط التالي:
http://www.uoguelph.ca/~antoon/circ/fmt1.htm
وضع مصمم الدائرة المواصفات التالية للملف الهوائي كما يلي:
L1 is 8 to 10 turns of 22 gauge hookup wire close wound around a non-conductive 1/4-inch diamter form, such as a pencil.
ماذا يعني ذلك:
L1 يقصد الملف
the 8 to 10 turns اي عدد اللفات من 8 الى 10 لفات
22 gauge سماكة السلك (قطره) حيث ان الكيج 22 يقابل 0.6 ملم تقريبا.
هناك جداول موجودة لهذا الغرض متل الجدول في الرابط التالي:
http://www.powerstream.com/Wire_Size.htm
الجدول الاصفر اللون تقريبا في منتصف الصفحة به عدة اعمدة، ما يهمنا هما العمودين الاول والثالث من اليسار. العمود الاول يعطي الكيج والثالث يعطي القيمة المقابلة لقطر السلك بالملم.
انا اعرف انك الان تشعر بالقلق! اطمئن انا ومن تجربتي الشخصية لم اهتم لقطر السلك على الاطلاق، ودائما استخدم اي سلك معزول يكون قريب من يدي، بل اعلم انه يفضل استخدام السلك الاسمك لتحسين معامل جودة الملف Q-factor، اذا كنت لم تسمع بهذا المعامل فلا يهم لانك لن تشعر بالفرق.
الذي اريد ان اقوله انه بامكتنك اختيار اي سلك معزول سمكه يتراوح ما بين نصف الى 1 ملم لاي دائرة تصادفها وتحتاج الى ملف هوائي، لكن اعلم ان هذا السمك التقديري سيدخل في حساباتنا عند حساب قيمة هذا الملف بعد صناعته.
hookup wire لا ادري ماذا يقصد بها لكنني اعلم ان اي نوع سلك يؤدي المهمة
close wound اذكرك بها مرة اخرى بأنها تعني ان يكون اللف متقارب جداً
around a non-conductive 1/4-inch diamter form, such as a pencil اي لف الملف حول اي جسم اسطواني قطره ربع انش كقلم الرصاص مثلاً.
الانش الواحد = 25,4 ملم ==> ربع انش = 25,4 ÷ 4 = 6,3 ملم تقريبا
أوكد ان القيم المذكورة لا يجب اتباعها حرفيا وان اي ملف ستقوم بصناعته بعد الشرح اللاحق سيفي بالغرض تماما
الان سنتحدث عن القانون او المعادلة الرياضية المستخدمة في حساب قيمة الملف:
عناك العديد من الصيغ والمعادلات التي تستخدم لحساب قيمة الملف الهوائي، منها ما يستخدم الانش ومنها الملم او السم او حتى المتر. كذلك تستخدم في هذه المعادلات احرف متنوعة منها r للدلالة على نصف قطر الملف او D للدلالة على قطر الملف ....
ايضاً توجد صفحات نت عديدة بها برامج جاهزة لحساب الملفات، وما عليك الا ان تضع القيم المطلوبة لتحصل على النتائج.
وجود هذه البرامج الجاهزة لا يغني عن الالمام بالمعادلة وطريقة استخدامها وحسابها بستخدام الالة الحاسبة.
انا شخصياً استخدم برنامج الMathcad Professional لاجراء جميع الحسابات للملفات وغيرها.
صنع الملف بالكيفية التي يريدها مصمم الدائرة الاصلي يتطلب ان يكون لديك الجسم الاسطواني بالقطر المذكور بالضبط والسلك المطلوب بنفس الكيج والذي عند تحويله الى ملم تحصل على رقم من ثلاثة خانات بعد الفاصلة.. الى اخر ذلك من التعقيدات التي لا يسهل ان تتوافر لدى هواة من أمثالنا.
من هنا خطر ببالي ان اتبع استراتيجية معينة لصناعة الملف وهي:
1- اخذ البيانات التي يذكرها المصمم واستخدمها في حساب قيمة هذا الملف لأعرف القيمة المطلوبة بالضبط
2-استخدم هذه القيمة لصنع الملف الخاص بي بالامكانات المتوفرة لدي.
على سبيل المثال انا دائما استخدم الجزء الاملس لريشة (مقدح هكذا نسميه في غزة، في بلدان اخرى يسمونه دريل Drill) كجسم اسطواني للف الملف لان هذه الريشة مكتوب عليها 5ملم.
بالنسبة للسلك استخدم اي سلك معزول يتوفر عندي وبأي قطر، لكني اقدر قيمته تقدير بالعين وأوازن ذلك بعد صنع الملف وتركيبه في الائرة عن طريق عمل استطالة له بسحب اللفات بعيدا قليلا عن بعض او تقصيره بضغط اللفات وتقريبها من بعض، كلما استطال الملف تقل قيمته وبضغطه تزيد قيمته.
المعادلة المستخدمة لحساب قيمة الملف بالميكرو هنري هي:

ملاحظات على هذه المعادلة:
D هي قطر الجسم الاسطواني (ريشة المقدح) اي قطر الملف نفسه بالسم + قطر السلك، اي اذا كانت الريشة 5 ملم والسلك 1 ملم يكون D = 5+1 =6mm = 0.6 cm
n هي عدد اللفات
length هي طول الملف بالسم ويتم تقديرها كما يلي:
اذا كان اللف متقارب جدا فان length ببساطة تساوي قطر السلك × عدد اللفات (فكر فيها ... صحيح)
اذا كان اللف متباعد يكون طوله اكبر من القيمة اعلاه وهنا يمكنك اعتبارها ضعف القيمة السابقة او اكثر
لاحظ انه عند التعويض بالقيم السابقة بوحدة سم تحصل على فيمة الملف بالميكروهنري uH

الان نعود للمثال في الرابط اعلاه:
المعطيات:
n = 8
D = 6.3+0.6 = 6.9 mm = 0.69 cm
length (close wound = 8 x 0.6 = 4.8 mm = 0.48 cm
هل تحقق الشرط length > 0.4 D ............ نعم (تأكد بنفسك)
اذن بالتعويض في المعادلة اعلاه نحصل على:
L = 0.378 uH
في الرابط التالي: http://my.athenet.net/~multiplx/cgi-bin/airind.main.cgi
يمكنك التعويض بالقيم أعلاه بعد تحويلها الى ملم بالترتيب التالي
الخانة العليا ضع n
الخانة الوسطى ضع D بالملم
في الخانة السفلى ضع طول الملف length بالملم
ثم اضغط المفتاح submit تحصل على جواب قريب جدا وهو 0.1% accurate inductance : 0.379025 uH
الان نعود الى الرابط http://www.uoguelph.ca/~antoon/circ/fmt1.htm وننظر الى الشكل في رأس الصفحة نجد ان مصمم الدائرة قد كتب الى جانب الملف قيمته وهي L=0.1 uH
هو يريد هذه القيمة لكن مواصفات الملف التي ذكرها تعطي القيمة L = 0.378 uH وهي تعادل تقريبا 4 اضعاف القيمة المطلوبة.
اذا نظرنا الى المكثف المتغير المتصل بهذا الملف نجد ان قيمته تتغير من 4 الى 40 بيكوفاراد
وباستخدام العلاقة:

نجد انه مع L=0.1uH و C=4pF ان f=251.6 MHz
وعندما تكون C = 40pF فان f=79.6MHz
اي ان التردد يتراوح من تقريبا 80 ميجا (بداية مدى الاف ام) الى 250 ميجا وهو بذلك خرج بكثير عن مدى الاستقبال في الراديو اف ام الذي يقع بين 88 الى 108 ميجا هيرتز
لكن نحن نعلم ان ملفه ليس L=0.1uH بل خوالي L= 0.378uH وبذلك فان الحد الادنى الحقيقي للتردد يكون:
L=0.378uH and C=40pF ==> f = 40MHz
اما الحد الاقصى للتردد فيكون:
L=0.378uH and C=4pF ==> f = 129MHz
اي ان دائرة التوليف تمسح المدى من 40 الى 129 ميجا وهي في منطقة معينة تغطي مدى استقبال الراديو الاف ام العادي لكن يجب ان تكون على علم مسبق حتى لا تتوه
انا شخصيا لا استخدم مكثف كتردد لانه لا يتوفر عندي منها، وبدلا من ذلك اقوم (لنقل في هذه الحالة بالذات) بلف الملف بمواصفات تقريبا مشابهة لما ذكر ومن ثم حساب قيمته ثم اختار المكثف الثابت القيمة الذي يعطيني التردد الذي اريد.
ان كان هناك حاجة الى تعديل بسيط في التردد أُطيل او اقصر الملف قليلاً.

سأكتفي الان بهذا القدر على ان اكمل باقي الموضوع في الجزء الرابع والذي سأتحدث فيه عن:
الشرط اللازم ليكون الملف المصنوع صحيحا من الناحية الهندسية
كيف تحسب عدد اللفات اللازم لفها للحصول على قيمة معينة للملف.
اجيب عن السؤال الرابع
اترككم في رعاية الله وحفظه
اخوكم مهندس ابو القاسم

[م.وليد الفرا]

لاحظوا توجد وظيف "تعديل" في المشاركة اعلاه لكن لا توجد حيث اردت في الجزء الثالث
عجيب

[م.وليد الفرا]

الجزء الرابع
الشرط الازم لكي يكون الملف صحيحا من الناحية الهندسيه هو ان يكون طوله Length اكبر من حاصل ضرب (D X 0.4)
المعادلة المذكورة اعلاه لا تكون صحيحة اذا لم يتحقق هذا الشرط
انا دون قصد تكلمت عن ذلك في الجزء الثالث.

* احياناً انت تريد صنع ملف قيمته مثلاً 0.2 مايكرو هنري (اي 200 نانوهنري).
لديك سلك معزول قطره بالتقدير بالنظر نصف ملم.
لديك ايضا جسم اسطواني (ريشة مقدح) 6ملم.
تريد ان تعرف كم لفة n تحتاج لكي تحصل على الملف المطلوب.
استخدم المعادلة التالية:

قبل التعويض بالقيم اعلاه يجب ان نحسب length
نعلم ان length يجب ان يكون:
length > 0.4 D
length > 0.4 * 6.5 mm
length > 2.6 mm
اذن طول الملف يمكن ان يكون 3 او 5 او اي شيء اكبر من 3ملم
انا سأجرب 5 ملم اي نصف سم
نعوض الان:

اذن للحصول على ملف قيمة حثه 200 نانو هنري يجب لف 6 لفات حول قلب قطره 6ملم واختيار سلك قطره نصف ملم.
الان تعالوا نجرب الرابط السابق: http://my.athenet.net/~multiplx/cgi-bin/airind.main.cgi لنضع فيه هذه القيم ونرى قيمة الملف.
نعم تقريبا 190 نانو.
ماذا نفعل لتكبيرها قليلا؟ طبعاً كما ذكرت ذلك مراراً، ان نضغط الملف بين اصبعينا لتقريب اللفات اكثر من بعضها البعض.
جرب في البرنامج اعلاه اجعل الطول length اقل اي 4 ملم مثلا (الشرط لازال صحيحاً) ==> حصلنا على 216 نانو تقريباً.
هذه هي لعبة الملفات بالكامل.
يبقى فقط ان اقول انه يكون من السهل اجراء الحسابات والتعديل عليها باستخدام برامج مثل ال mathcad الذي شكله مثل:

في البرنامج انا اعدل قيمة واحدة فيقوم البرنامج بحساب القيم الاخرى.

الان ننتقل الى اجابة السؤال الرابع:

4-كيف يمكننا صنع المكثفات ذات القيم المتدنية جدا؟
المقصود بالمكثفات ذات المتدنية جداً هي تلك التي قيمتها اقل من 10 بيكوفاراد
هذه عملية بسيطة للغاية، لكن يحبذ ان يكون لديك ساعة فحص تحتوي على مقياس لسعة المكثف.
ان لم يكن لديك واحده فلا تقلق يوجد حلول اخرى.
نحضرسلك نحاسي معزول طوله 10 سم
اثني السلك بحيث يصبح سلكين متجاورين طول كل منهما 5سم
اترك 1سم من نهايته المفتوحة ثم إلوي السلكين على بعض
قص النهاية المغلقة لتحصل على الشكل التالي.

الان ضع هذا المكثف في ساعة القياس وقس سعته كمكثف، ان كانت اكبر مما تريد قص من طوله قليلا وهكذا حتى تصل الى السعة المطلوبة.
اذا لم يكن لديك ساعة قياس اصنع المكثف وضعه كما هو (لايوجد فرق كبير)
نحصل على السلك المعزول اما من محول تالف (عادة يتلف ملفه الابتدائي الرقيق جدا ويبقى ملفه الثانوي المطلوب لانه يكون سميك مابين نصف الى 1 ملم) او من كوابل ذات ال8 او 16 خط تلك التي تحتوي اسلاك عوازلها بالستيكية ملونة.

في الجزء القادم ساجيب عن بقية الاسئلة (ما شاء الله ان اجيب منها)
ملاحظة انا على استعداد لتوضيح اي نقطة مما سبق شرحه
اي عضو يشعر ان هناك ما لا يفهمه عليه الاستفسار
اترككم في رعاية الله وامنه
والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته
اخوكم في الله ابو القاسم

[م.وليد الفرا]

الجزء الخامس

من اجل الأخ جميل اقدم على عجالة ما انتهيت من كتابته من هذا الجزء ليتعلم كيف يتم توصيل الميكروفون، ولا يحرقه مرة ثانية.

إجابة السؤال الخامس:
5- كيف يمكننا تمييز أطراف الميكروفون وما وظيفة المقاومة 4.7Kالمتصلة به؟
أولاً الميكروفون:
هناك أنواع عديدة من الميكروفونات، لكنني سأقتصر في كلامي عن النوع الشائع رخيص الثمن خفيف الوزن المتحمل للصدمات والذي يشتهر باسم electret microphone أو احياناً يسمى الميكروفون السعوي.
لاحظ في الشكل التالي صورة لهذا الميكروفون ورمزه بالأسفل في نفس الشكل.

يحتوي هذا النوع على ترانزيستور تكبير من نوع JFET كما بالشكل التالي لذا فان هذا الميكروفون يحتاج إلى جهد تغذية DC لتشغيله.

لاحظ في الشكل أن جهد التغذية يجب أن يتصل بالميكروفون من خلال مقاومة لتحديد شدة التيار المسموح به.
لاحظ أيضا أن قيمة هذا الجهد وكذا المقاومة ليس بالضرورة أن تكون لها نفس القيم المبينة بالشكل، سنتحدث عن ذلك لاحقاً.
الخط المتقطع يمثل الغلاف المعدني للميكروفون (الكبسولة).
لاحظ أيضا أن الإشارة الناتجة من الميك تكون عند نقطة اتصاله بالمقاومة الخارجية، ولتغذية هذه الإشارة إلى المرحلة التالية نحتاج إلى مكثف (المكثف Cs في الشكل).
في الشكل التالي تظهر ثلاث لقطات للميكروفون (الميك)، الأولى من اليسار هي منظر من أعلى والتي تليها من الجانب والأخيرة من اسفل.
ركز النظر في الأخيرة ولاحظ وجود نصفي دائرة، العلوي رقم 1 والسفلي رقم 2.
لاحظ أن النصف السفلي ممتد ليلامس الجسم الخارجي للميك، هذا الجزء المرقم بـ 2 هو الطرف السالب للميك، في حين أن العلوي هو الطرف الموجب للميك. هذا أهم ما يجب أن تنتبه له عند توصيل الميك ضمن دائرة إلكترونية. إذا عكست التوصيل فان ذلك من المحتمل أن يؤدي إلى إتلافه.

ثانياً: كيف نختار قيمة المقاومة التي تصل بين الميك وبين جهد التغذية:
في معظم الدوائر التي شاهدتها تكون قيمة هذه المقاومة ما بين 1 إلى 10 كيلواوم.
هناك مدرستين مختلفتين اعرفهما:
المدرسة الأولى تقول أن معظم ال electret mic يسحب تيار = نصف ميللي أمبير، وهناك قلة منها تسحب ربع ميللي، لكن يمكنك التعميم بان الميك يسحب نصف ميللي.
وان الجهد على الميك = نصف جهد البطارية، وبالتالي فان المقاومة المطلوبة = نصف جهد البطارية مقسوماً على نصف ميللي أمبير.
أي بعبارة أخرى = قيمة جهد البطارية بالكيلو اوم
مثال: إذا كان جهد البطارية 9 فولت فان قيمة هذه المقاومة يجب أن يساوي 9 كيلواوم.
المدرسة الثانية تعتمد على التجربة والخطأ، حيث يضعون مقاومة متغيرة 10كيلو تكون مضبوطة في البداية على نصف القيمة أي 5كيلو، ويتم ضبطها أثناء البث لحين سماع افضل صوت من حيث الجودة والشدة والنقاء.
هؤلاء، ولحماية الميك من التلف الغير مقصود، بجعل قيمة المقاومة المتغيرة = صفر اوم، يضعون مقاومة ثابتة 1كيلو على التوالي مع المقاومة المتغيرة 10كيلو.
عند الوصول إلى النتائج المطلوبة يتم قياس المقاومة الكلية واستبدالها بأقرب مقاومة ثابتة لها نفس القيمة.
وظيفة هذه المقاومة في الأساس توصيل تيار كهربي (حوالي نصف ميللي أمبير) للمايك لتشغيله، لانه يوجد داخل هذا المايك ترانزيستور FET يقوم بتكبير مبدئي للإشارة الصوتية.

الى اللقاء في الجزء القادم الذي سنكمل فيه الحديث عن الاختيار الأمثل لقيمة هذه المقاومة.
استودعكم الله الذي لا تضيع ودائعه.
أخوكم مهندس وليد الفرا "أبو القاسم"