پروژه کارشناسی فناوری اطلاعات

موضوع:

برق اضطراری هوشمند

استاد:

گردآورنده:

سال تحصیلی 96-95

 

تقديم به مولايم :

 

هنوز پر از وضويم من
به قداست بی‌نظیرت سوگند، نگاهم براي دوری‌ات بارانی است
خيس خيس

سجاده‌ام پر از مريم شده و کمي از عطر گل انبيا، تمام مرا معطر کرده است
به بزرگی‌ات قيام کرده‌ام و دستانم پر از قنوت است
به رکوع که رسـيـدم نشــانـت خـواهـم داد تـرسـم را
این‌که چقدر از زمان بی‌حضورت می‌ترسم
گلدان شمعدانی‌ها را با چند شاخه گل نرگس کنار پنجره گذاشته‌ام
پنجره‌ها بازند
و هيچ پرده‌ای مانع رسيدن نور نيست
با همان روشنایی بی‌ریایت چراغانی‌مان کن

جمعه تا جمعه... لحظه‌به‌لحظه... ظهورت را چشم‌به‌راهیم......

تا شايد باد صبا بياورد بوي پيراهنت را...

 

 

 

 

 

 

 

سپاس:

فروغ صبح دانايي انيس روز ناداني چگونه پاس دارم شمارا اينک که می‌دانم خدا هم نيز چون من شمارا بسيار دوست می‌دارد من هم چون خدايم شمارا دارم. با سپاس بی‌حد از زحمات بی‌شائبه استاد راهنماي گرامي سرکار خانم زینب منصوری که من را در انجام اين پژوهش راهنمايي نموده‌اند، توفيق روزافزون ايشان را از جانب پروردگار منان خواستارم.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

چکیده

دستگاهي كه پيش­رو است، یك نمونه دستگاه برق اضطراری هوشمند می‌باشد که در ادامه به طرز کارکرد و شرح آن پرداخته‌ایم. این دستگاه دارای ورودی 12 ولت، 7 آمپر و دارای خروجی 220 ولت می‌باشدو توان خروجی آن 180 وات است. هنگامی‌که برق اصلی قطع شود دستگاه به‌صورت خودکار برق اضطراری را وصل کرده و هنگام وصل برق دستگاهبرق شهر را به خروجی خود خواهد داد. ضمناً فرکانس کار این دستگاه نیز 50هرتز می‌باشد.

 

کلیدواژه: برق،برق اضطراری، برق اضطراری هوشمند.

 

فهرست مطالب

عنوان صفحه

چکیده.. ج‌

 

فصل اول

ادبيات پروژه

 

1-1) مقدمه... 2

1-2) Upsچيست؟.. 2

1-3) انواع UPS... 3

1-4) Online UPS... 3

1-5) Offline UPS... 4

1-6) Simulated Sin Wave.... 4

1-7) ترانزيستور BC547 – 2N3055 - BC548... 5

1-8) ساختمان ترانزیستور.. 5

1-9) اهمیت ترانزیستور.. 6

1-10) مزایای ترانزیستورها بر لامپ‌های خلأ..... 7

1-11) تاریخچه... 7

1-12) کاربرد... 9

1-13) عملکرد... 10

1-14) انواع.... 10

1-15) ترانزیستور دوقطبی پیوندی..... 10

1-16) ترانزیستور پیوند اثر میدانی (JFET).. 10

1-17) انواع ترانزیستور پیوندی..... 10

1-18) ساختمان ترانزیستور پیوندی..... 11

1-19) طرز کار ترانزیستور پیوندی..... 11

1-20) شیوه اتصال ترانزیستورها. 11

1-20-1) اتصال بیس مشترک... 11

1-20-2) اتصال امیتر مشترک... 11

1-20-3) اتصال کلکتور مشترک... 12

1-21) ترانزیستور اثر میدان FET.... 12

1-22) ترانزیستور BC546:. 12

1-23) نماد و شماتيک پيوندها در ترانزيستورها:. 13

1-24) محاسبات و عملکرد ترانزيستور:. 13

1-25) پایه‌های ترانزيستور:. 13

1-26) عملکرد سوئيچينگ ترانزيستور:. 14

1-27) کاربرد 2N3055... 14

1-28) مقاومت...... 15

1-29) دیود... 20

1-29-1) ولتاژ شکست معکوس دیود. 20

1-29-2) پدیده شکست ضرب بهمنی.. 21

1-29-3) پدیده شکست زنر. 21

1-29-4) مقاومت دیود. 21

1-29-5) دیود زنر. 21

1-29-6) دیود خازنی.. 22

1-29-7) دیود تونلی.. 23

1-29-8) دیود نورانی(LED)23

1-29-9) دیود نوری.. 23

1-29-10) محدودیت های کاربردی دیود. 24

1-29-11) حداکثر جریان و ولتاژ دیود. 24

1-29-12) حداکثر توان قابل تلف دیود. 24

1-29-13) سرعت قطع و وصل دیود. 25

1-30) خازن الکترولیتی:. 25

1-31) باتری لیتیوم... 26

1-32) رله... 27

1-33) کریستال کوارتز:. 27

 

 

فصل دوم

فلوچارت كار دستگاه

 

2-1) مقدمه... 30

2-2) فلوچارت...... 30

2-2-1) توضيحات فلوچارت.. 31

2-2-2) توضيح در مورد بلوك inverter. 31

2-2- 3) توضيحات مربوطه. 31

 

فصل سوم

شرح دستگاه و برنامه

 

3-1) مقدمه... 33

3-2) بلوك inverter.... 33

3-2-1) بلوک سوئیچینگ و شارژر باتری.. 34

3-2-2) عملکرد سوئيچينگ ترانزيستور:35

3-3) رگلاتور 7805:. 36

3-4) LCD..... 37

3-4-1) توضیحات.. 37

3-4-2) نمایشگرLCD.. 37

3-5) میکرو کنترلر PIC 16F877A:. 38

3-6) LEDمعمولی چیست ؟.. 41

 

فصل چهارم

گزارش ساخت پروژه

 

4-1) مقدمه... 47

4-2) ساخت دستگاه.. 47

پیشنهاد‌ها. 51

منابع و مآخذ.... 52

 

فهرست جداول

عنوان صفحه

جدول (1-1): پیشوند و پسوند کمیتها .. 17

جدول (1-2): کدهای رنگی مقاومتها. 18

جدول (1-3): کدهای رنگی تلورانس........ 18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست اشکال

عنوان صفحه

 

شکل (1-1): نمای BC546. 13

شكل (1-2): نمای ظاهري و شمای فنی ترانزیستور. 14

شکل (1-3): ترانزیستور BC547. 15

شكل (1-4): ترانزيستور BC547. 15

شكل (1-5): ترانزيستور PNP. 15

شکل (1-6): حلقه چهارم - حلقه سوم - حلقه دوم - حلقه اول.. 17

شكل (1-7): نمای ظاهري مقاومت... 18

شكل (1-8): نمای ظاهري مقاومتsmd.. 19

شكل (1-9): نمای ظاهري مقاومت فیوزی smd]2[19

شكل (1-10): نمای ظاهري و شمای فنی خازن الکترولیتی.. 26

شكل (1-11): نمای ظاهري رله. 27

شكل (1-12): نمای ظاهري کریستال.. 28

شکل ( 3-1): بلوك inverter.. 33

شکل (3 -2): بلوک سوئیچینگ و شارژر باتری.. 34

شکل (3 -3): بلوک سوئیچینگ و شارژر باتری.. 35

شكل (3-4): نمای ظاهري و شمای فنی ترانزیستور. 36

شكل (3-5): نمای ظاهري رگولاتور. 36

شکل (3-6): نمای pcblcd 16*21. 37

شکل (3-7): نمای ظاهری LCD 2*16. 37

شکل (3-8): نمای مداری LCD 2*16. 38

شكل (3-9): نمای ظاهري 16f877aPIC.. 38

شکل (3-10): شماي فني 16f877a.. 39

شکل ( 3-11): قسمت تقسیم مقاومتی جهت تبدیل 12 ولت باتری به 5 ولت می باشد. 40

شكل (3-12): نمای ظاهري و شمای فنی led.. 41

شکل (4-1): برای بالا رفتن جنبه حفاظتی مدار از یک فیوز 3 آمپر در ورودی استفاده‌شده است... 47

شکل (4-2): Pcb مدار سوییچ و مدار اینورتر. 49

شکل (4-3):Pcb مدار lcd نیز صورت بالا است... 50

شکل (4-4): مربوط به ups. 50

شکل (4-5): شکل کامل شده آن بدون مدار lcd به‌صورت بالا می‌باشد. 51

 

 

 

 

 

 

فصل اول

ادبيات پروژه

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-1) مقدمه

در اين فصل ابتدا تعریفی ازUps[1] ارائه می‌شود سپس به بررسي تمامي قطعات مورداستفاده در پروژه مي‌پردازيم. اين قطعات شامل ...

 

1-2) Upsچيست؟

امروزه باوجود مادربردهایی كه خيلي هم گران نيستند می‌توانید از روش‌های ارزان‌قیمت مختلفي براي حفاظت مادربرد كامپيوتر در برابر مشكلات منبع تغذيه (برق شهر) استفاده كنيد. ولي هيچ روشي مانند استفاده از Upsيا يك منبع تغذيه بدون وقفه نمی‌تواند از مادربرد يا ساير تجهيزات گران‌قیمت شما در برابر مشكلات برق حفاظت كند. زمانی که شما يك سرور يا كامپيوتر گران‌قیمت داريد اهميت وجود Upsبيشتر مي­شود. Ups براي نوسانات ناخواسته برق ورودي و كنترل ولتاژ آن داراي مدارات خاصي است؛ و براي حل مشكل قطع برق يا افت بیش‌ازحد ولتاژ (افت ولتاژ براي بسياري تجهيزات مضر است يا سبب ازکارافتادن موقت آن‌ها می‌شود) از باتري استفاده می‌کند. كه كل اين مجموعه را تغذيه پشتيبان می‌گویند.

اما براي انتخاب يك Ups به شما بستگي دارد كه چه ميزان می‌خواهید خرج كنيد و Ups را براي چه منظوري مورداستفاده قرار می‌دهید. مصرف انرژي آنچه محافظت می‌کنید عامل ديگري است كه در خريد Ups نقش مهمي ايفا می‌کند. واحدي كه به‌وسیله آن ظرفيت Ups يا مقدار انرژي كه به شما می‌دهد بيان مي­شود عبارت است از آمپرساعت. مثلاً يك Ups پنجاه آمپرساعت می‌تواند دستگاه شمارا با جريان 2 آمپر به مدت 25 ساعت يا با جريان 5 آمپر به مدت 10 ساعت تغذيه كند. توجه داشته باشيد كه ميزان جريان را مصرف دستگاه تعيين می‌کند پس زمان تغذيه براي يك Ups مشخص به ميزان مصرف دستگاه شما دارد. بديهي است درصورتی‌که زمان بحراني كه به يك منبع تغذيه احتياج داريد كوتاه باشد می‌توانید از Ups با آمپر-ساعت كمتر و درنتیجه ارزان‌تر استفاده كنيد. البته يك محدوديت هم در اين زمينه وجود دارد و آن اين است كه جريان نامي Ups شما بايد از كل برق دستگاه‌های شما (به آمپر) بزرگ‌تر باشد.

هیچ‌گاه از يك محافظ لوازم برقي (مانند محافظ يخچال يا كامپيوتر) در خروجي يك Ups استفاده نكنيد يا به‌عبارت‌دیگر زمانی که از Ups استفاده می‌کنید نبايد از اين محافظ‌ها به‌طور همزمان براي يك دستگاه استفاده كنيد چون باعث صدمه ديدن دستگاه شده و حتي ازنظر ايمني شما هم می‌تواند خطرناك باشد. لوازم الكتريكي معمول نسبت به نوسانات ولتاژ برق بسيار حساس هستند؛ و همان‌طور كه می‌دانید نوسان ولتاژ در برق شهر تقریباً يك امر روزمره است. کارخانه‌ها تولیدکننده وسايل الكتريكي معمولاً از يك منبع تغذيه براي رفع اين مشكل استفاده می‌‌كنند. معمولاً كار يك منبع تغذيه در این‌گونه وسايل جلوگيری از نوسانات برق مخرب برای دستگاه می‌باشد. ولی زماني كه برق شهر قطع می‌‌شود از منبع تغذيه هم كاری برنمی‌آید. اگر از كامپيوترتان زياد استفاده می‌كنيد احتمالاً تابه‌حال برای شما هم پیش‌آمده كه در هنگام كار با كامپيوترتان برق قطع‌شده باشد و اگر انسان خوش‌شانسی هستيد احتمالاً هنوز كامپيوترتان درست‌کار می‌كند. البته در بيشتر موارد حداقل مادربرد كامپيوتر آسيب می‌بيند. اگر CPU[2] نسوخته باشد بايد گفت هنوز هم نسبتاً انسان خوش‌شانسی هستيد.

امروزه باوجود مادربردهايی كه خيلی هم گران نيستند می‌توانيد از روش‌های ارزان‌قیمت مختلفی برای محافظت مادربرد كامپيوتر در برابر مشكلات منبع تغذيه (برق شهر) استفاده كنيد. ولی هيچ روشی مانند استفاده از Ups و Uninterruptible Power Supplies يا يك منبع تغذيه بدون وقفه نمی‌تواند از تجهیزات گران‌قیمت شما در برابر مشكلات برق حفاظت كند. زمانی که شما يك سرور يا كامپيوتر گران‌قیمت داريد اهميت وجود Ups بيشتر می‌شود.

Ups برای نوسانات ناخواسته برق ورودی و كنترل ولتاژ آن دارای مدارات خاصی است؛ و برای حل مشكل قطع برق يا افت بیش‌ازحد ولتاژ (افت ولتاژ برای بسياری تجهيزات مضر است يا سبب ازکارافتادن موقت آن‌ها می‌شود) از باتری استفاده می‌كند كه كل اين مجموعه را تغذيه پشتيبان می‌گويند.

 

[1]Uninterruptible Power Supply

[2]Central processing unit