مطالب تخصصی مهندسی برق _الکترونیک

ساختار و ساختمان داخلی ic  و چیپ های CMD (پایه خرچنگی) مهندسی برق _ الکترونیک

نویسنده و محقق: مهندس افشین رشید

نکته مهم : مدار مجتمع یا آی سی یک مدار الکترونیکی است که بر روی یک قطعه کوچک از سیلی فشرده شده است. آی سی ها ی CMD یا پایه خرچنگی دارای پایه هایی در بیرون ic  هستند . این پین ها به شما اجازه می دهند تا به مدار درونی  ic یا چیپ  CMD دسترسی داشته باشید.

آی سی های CMD  هم مانند ترانزیستور ها شمارشون مستقیم روی آنها چاپ شده . گاهی اوقات هم اطلاعات اضافی که کدهای تولید کننده و سازنده IC میباشد که به  همراه با شماره اصلی نوشته میشود . 

در چیپ ها و ic های CMD (پایه خرچنگی ) قابلیت بین پین ها به طور خودسرانه یا Randum اتفاق نمی افتد، در واقع یک مدار است که کوچک شده و داخل IC چسبانده شده است و مدار به پین های مختلف متصل میباشد . این مدار کوچک داخل IC  پایه خرچنگی از تعدادی ترانزیستور ، مقاومت و دیود ساخته شده است.

ساختار کلی ic و چیپ های CMD : جنس قالب سیلی با مخلوط کائوچو آسیب پذیر مقابل حرارت ؛ نوع نصب ( مونتاژ) ic به صورت نصب DIP؛ جنس پایه ها عمدتاً مسی و آرایه ای در کنار ic  به صورت خرچنگی با قابلیت دسترسی به بیرون ؛ 

آی سی های CMD را از روی تعداد زیاد پایه ها شون توی مدار میتوان شناخت . برای شناسایی آنها بهترین کار استفاده از برگه اطلاعات (Datasheet) میباشد. برگه اطلاعات حاوی مشخصات الکتریکی و . آی سی و کاربرد ic در مدار میباشد. اصلی ترین جزء IC های CMD مجموعه ایی از لایه بندی های ویفرهای نیمه هادی، ف مس و دیگر مواد که به ترانزیستور، مقاومت یا دیگر اجزاء روی مدار متصل است. مجموعه ای از برشهای  تشکیل دهنده این ویفر ها die نامیده می شود.

تمام IC ها ی CMD (پایه خرچنگی) قطبی هستند و همه پین ها از نظر مکان ، عملکرد منحصر به فرد دارند. این به این معنی است راه های کمی برای تعیین پین ها  وجود دارد . برای پیدا کردن اولین پین در اکثر آی سی های پایه خرچنگی  می توان از محل  بریدگی  و یا نقطه ای روی لبه IC استفاده کرد.

• نویسنده  : مهندس افشین رشید

• ^{کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران}

• 
  

چیپ ها و نانو چیپ های کاشتنی (مکان یاب GPS) بر پایه RFID و RTLS (مهندسی نانو _ میکرو الکترونیک)

نویسنده و محقق:  مهندس افشین رشید

نکته : سیستم موقعیت یابی، ردیابی و ناوبری متحرک ها از دو بخش اصلی سخت افزار و نرم افزار تشکیل می شود که با استفاده از فناوری ماهواره، سامانه موقعیت یاب جهانی ( جی پی اس / GPS ) و GPRS و RTLS و RFID و همچنین با تکیه بر زیرساخت GIS ( سیستم های اطلاعات جغرافیایی ) امکان تعیین موقعیت و ردیابی همزمان و حتی غیرهمزمان اشیاء، افراد، خودروها و یا هر متحرک دیگر را میسر می سازد.

به طور کلی چیپ ها و نانو چیپ های های RFID و RTLD ردیاب ها به دو گروه:
1- همزمان
2- غیر همزمان

و به دو دسته کلی:
1- ردیاب خودرو / ردیاب اشیاء
2- ردیاب افراد و اشخاص

تقسیم می شوند که با توجه به نیاز و نوع کاربرد آنها در صنایع، مشاغل و حوزه های مختلف کسب و کار مورد استفاده قرار می گیرند.

با نانو چسپ های RFID و RTLS این سیستم موقعیت مکانی اشخاص، افراد خاص ؛ خودرو و.، از طریق یک مرکز عملیاتی قابل تعیین و قابل ردیابی خواهد شد و مسئول سیستم می تواند در هر زمان موقعیت جغرافیای آنها را مشاهده(مانیتورینگ) نماید.

نانو چیپ های کاشتنی RFID و RTLS همچنین بخاطر سایز بسیار کوچک آن، برای کنترل مکان یاب افراد  به مانند ردیاب شخصی پنهان نیز می تواند استفاده شود. به طور خلاصه، برای نظارت و ردیابی انسان ها و حیوانات و هر جنبنده و متحرکی مورد استفاده دارد. اما با توجه به ابعاد نانو چیپ های کاشتنی قرار داده شده در بدن انسان که بار ارسال فرکانس ، بهترین کاربرد این نوع از جی پی اس ها برای اشخاص و حیوانات خانگی است. این ردیاب برای ردیابی و مکان یابی بهترین کاربرد خود را ارائه می دهد. همچنین بهترین نمونه از ردیاب های موجود برای کاربرد های قضایی برای مجرمان است.

نکته مهم : با این که فرکانس کاری چیپ های RFID بسیار بی نقص ؛ قوی و منظم میباشد. و در نوع  خود بینظیر ترین در دنیا میباشد. اما بزرگترین نقص این چیپ ها این است که میتوان تمرکز فرکانسی نانو چیپ های RFID را با فرآیندی بسیار  پیچیده بر هم زد و از مدار خارج نمود. اما خوشبختانه این مطلب در این مقاله نمی گنجد. و از توان یک فرد عادی خارج است. (این نانو چیپ بسیار بی نقص است.)

در پرونده های قضایی اطلاع از مکان حضور برخی مجرمین امری حیاتی بوده و  RFID بهترین GPS موجود برای چنین کاری است. برای استفاده از ردیاب RTLS و RFID به عنوان ردیاب پلیسی کاربرد بی نقصی دارد. چیپ های نانو RFID ردیاب مکانی شخصی در انواع مختلفی تولید می شوند و حتی برخی از آنها در ابعاد طراحی شده اند که قابلیت تزریق به زیر پوست را دارند.چیپ های نانو RTLS مکان یاب و RFID دارای ابعاد و وزن بسیار مناسبی است که قابلیت استفاده و نصب در یک کوله یا کیف دستی معمولی را فراهم می کند.

• 
  

• نویسنده  : مهندس افشین رشید

• ^{کارشناسی ارشد برق _ الکترونیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران}

ساختار منطق ( بیتی ) در مدارت منطقی و گیت های دیجیتال (مهندسی برق _ الکترونیک)

نویسنده : مهندس افشین رشید

نکته : منظور از «منطق بیتی»، دسته‌ای از عملیات‌های منطقی است که نتیجه‌ی آنها تنها یک مقدار می‌باشد.

به عبارت دیگر، در نتیجه‌ی به دست آمده هر بیت از انجام عملیات مورد نظر روی دو بیت منتاظر در عملوندها به دست می‌آید. استفاده از عملگرهای بیتی، دستکاری رجیسترها را راحت‌تر کرده است. با این عملگرها می‌توان به‌طور انتخابی تک بیت‌ها را یک (set) و صفر (clear) کرد و یا تغییر وضعیت داد (toggle). همچنین می‌توان 0 یا 1 بودن یک یا چندین بیت را تشخیص داد. ضمناً هر «نیبل» (nibble) چهار بیت است.

کاربرد منطق شیفت بیتی بر روی پردازشگرها و چیپ های آردوئینو

یکی از عملیات‌های بیتی پرکاربرد بر روی داده‌ها، شیفت بیتی است. در این عملیات، بیت‌های عملوند به تعداد دفعات مشخصی به سمت چپ یا راست منتقل می‌شوند. با یک شیفت به هر طرف، آخرین بیت از همان سمت حذف شده و به سمت دیگر یک 0 اضافه می‌شود.

یکی از مهم‌ترین کاربردهای شیفت بیتی در عملیات‌های ضرب و تقسیم است. هر شیفت به راست معادل تقسیم بر دو بوده (اگرچه باقیمانده از دست می‌رود) و هر شیفت به چپ معادل ضرب در دو می‌باشد. معمولاً عملیات‌های ضرب و تقسیم در پردازنده‌های کوچک، زمان زیادی طول می‌کشد (مانند آردوئینو)؛ اما شیفت‌های بیتی کارآمدتر بوده و کاربرد زیادی نیز دارند.

به انجام عملیات مختلف بر روی تک تک بیت‌های یک عدد دودویی یا هر الگوی بیتی دیگری گفته می‌شود. این کار به منظور محاسبه و مقایسه مقادیر مختلف انجام می‌شود و یک عملیات سریع است و مستقیماً توسط پردازنده پشتیبانی می‌شود. در یک پردازنده ساده و ارزان قیمت، به‌طور معمول، عملیات بیتی به شکل قابل ملاحظه‌ای سریعتر از تقسیم، چند برابر سریعتر از ضرب و گاهی اوقات به طرز چشمگیری سریعتر از جمع است. حتی در یک پردازنده مدرن و گرانقیمت که ضرب و جمع را به همان سرعت عملیات بیتی انجام می‌دهد، عملیات بیتی معمولاً منابع کمتری مصرف می‌کنند و استفاده از آن‌ها به صرفه تر است.

گسسته شدن ترازهای انرژی در مقیاس نانو بر پایه علم نانو الکترونیک (مهندسی نانو _میکرو  الکترونیک)

نویسنده و محقق : مهندس افشین رشید 

نکته : برای تشکیل  نو  ساختار ها در علوم نانو الکترونیک به مواد اولیه تغییر یافته نیاز است (ترانزسیتورها و دیود ها) و هر ماده ای که اطراف ما وجود دارد یک ساختار انرژی منحصر به فرد برای الکترونها دارد و ساختار انرژی مواد مختلف با یکدیگر متفاوت است.

بر پایه علم نانو الکترونیک در یک اتم، الکترونها تنها میتوانند اوربیتالهای اتمی معینی را همراه با ترازهای انرژی گسسته اشغال کنند. اگر چندین اتم در کنار هم قرار گیرند تا یک مولکول تشکیل شود، به دلیل تاثیر هسته های هر اتم بر الکترونهای تمامی اتمها و اصل طرد پائولی، اوربیتالهای اتمی شان شکافته میشود. هنگامی که تعداد بسیار زیادی از اتمها جهت تشکیل بلور کنار هم قرار میگیرند، تعداد اوربیتالها فوقالعاده زیاد شده و در نتیجه ترازهای انرژیشان به همدیگر نزدیک میشود. به طوری که ترازهای انرژی به صورت پیوسته به نظر میرسد. در این حالت به جای تراز انرژی، باندها یا نوارهای انرژی الکترونی مجاز به وجود میآید. بین این باندها گافهای ممنوعه قرار داشته که الکترونهای مشابه با ترازهای گسسته در اتم نمیتوانند در این گاف قرار گیرد. در مواد ماکروسکوپی و معمولی متشکل از نوارهای انرژی است . در اتمهای مختلف فاصله بین ترازها با یکدیگر متفاوت است و در موارد معمولی پهنای باندهای انرژی و پهنای منطقه ممنوعه (گاف انرژی) با یکدیگر متفاوت است.

تغییر خواص مواد در ساخت نانو چیپ ها و دیود ها (نانو الکترونیک)

بسیاری از خواص مواد تابع ساختار انرژی آن است و با تغییر ساختار انرژی، خواص نیز تغییر میکند، برای مثال برای ساخت نانو چیپ ها و  دیود ها معمولاً در مواد نیمه رسانای معمولی، اتمهای ناخالصی وارد میکنند. ورود اتمهای ناخالصی به ساختار باعث تغییر ساختار انرژی و کم شدن گاف انرژی میشود که تغییرات خواص الکتریکی را به همراه دارد.

برای ساخت نانو چیپ ها در نانو الکترونیک میخواهیم یک ماده معمولی با ابعاد مشخص را ریز کرده و به ابعاد نانو برسانیم. هنگامی که یک ماده ریز میشود، در واقع اتمهای آن کاهش مییابد. اتمی که از ماده جدا میشود، تراز انرژی مربوط به آن نیز از ساختار نواری جدا میگردد. زیر یک اندازه مشخص )که این مقدار خیلی کمتر از 011 نانومتر است( تعداد اتمها و ترازهای انرژی به قدری کم میشود که دوباره نوارهای انرژی به تراز انرژی تبدیل میشوند، یعنی ترازها از یکدیگر جدا شده و نوارها حذف میشوند. پس با ریز شدن و رسیدن به ابعاد نانو علاوه بر افزایش بسیار زیاد سطح نسبت به حجم، نوارهای انرژی الکترونی نیز دچار گسستگی میشوند. حال دیگر کمیتی مانند انرژی یک الکترون هر مقداری نمیتواند داشته باشد و باید انرژی آن به اندازه ترازهای انرژی باشد. 

تخلیه قوس الکتریکی در تولید نانو لوله های کربنی الکترونیکی (مهندسی نانو _ میکرو الکترونیک)

نویسنده و محقق : مهندس افشین رشید

نکته : در علم نانو الکترونیک از روش قوس الکتریکی برای تولید نانولوله های کربنی استفاده کرد. در این روش از یک منبع تقریبا کم ولتاژ برای ایجاد جرقه بین دو الکترود استفاده می شود . کاتالیست فات واسطه به منظور تسریع تولید نانولوله های کربنی به آند گرافیتی اضافه میگردد. 

کاتالیست به دو شیوه می تواند با آند گرافیتی مخلوط شود:

۱_ افزودن مخلوطی از کاتالیست و پودر گرافیت در سوراخ های هم محور موجود در آند؛ 

۲ _ اختلاط همگن کاتالیست در آند گرافتی.

در حین ایجاد جرقه، جریان الکتریکی بزرگی (بین 51 تا 001) آمپر( از میان دو الکترود که تقریبا در فاصله یک میلیمتری از هم درون اتاقک قرار دارند، عبور می کند. سپس نانولوله های کربنی به همراه دستهای از محصوالت جانبی تولید شده روی کاتد جمعآوری می گردند. کنترل این روش به سبب دمای باالی آن )حدود 3011 کلوین( سخت است. همچنین برای اجرای این روش بایستی محیط اطراف دستگاه خالء بودهو در فشار پایینی بین 001 تا 301 تور قرار داشته باشد. این فرآیند مانند سایش لیزری، در محیط یک گاز بی اثر )معموال هلیوم یا آرگون انجام می شود. نقش گاز در این فرآیند، پایدار نمودن جرقه الکتریکی است که منجر به فراهم شدن شرایط رسوب دهی می گردد. پایداری قوس الکتریکی و شدت جریان اعمالی از عوامل موثر بر بازدهی تولید نانولوله های کربنی با این روش است. از عیوب این روش می توان به پرهزینه بودن آن، شدت حرارت باال و تولید مواد جانبی ناخواسته مانند ذرات گرافیتی اشاره کرد. نانولوله های تولیدی به این روش به شدت طنابی شکل و چند جداره هستند. 

در نانو الکترونیک از محیط نیتروژن مایع برای تولید نانولوله کربنی با روش قوس الکتریکی استفاده شد. محیط مایع منجر به ایجاد یک محیط عاری از اکسیژن برای انجام واکنش و خنک سازی محصوالت می شود. بنابراین با استفاده از محیط مایع، این روش ارزان تر و مقرون به صرفه تر می گردد.

نکته : نانو لوله های کربنی در تولید نانو ترانزیستور ها در علم نانو الکترونیک استفاده میشود و نانو ترانزیستور ها در تولید نانو چیپ ها نقش کلیدی دارد.

در نانو الکترونیک  نانولوله کربنی تک دیواره به جای چند دیواره تولید می شود. بازدهی آن به نوع کاتالیزور فی بستگی دارد. قطر این نانولوله ها بین 5 تا 01 نانومتر است و طول آنها تاصدها میکرومتر رشد می کند. شایان ذکر است که انتهای همه نانولوله های تک دیواره به صورت کامل با کالهک نیم کره ای بسته می شود. نانولوله های کربنی تک دیواره تولید شده با این روش خالصتر از نانولوله های تولید شده با سایر روش ها هستند.

حساسه چیپ مونتاژ (سِنسور تفکیک ماده) نوعی سنسور مادون قرمز ؛ نحوه عملکرد و کاربرد (مهندسی برق _ الکترونیک) 

نویسنده و محقق : مهندس افشین رشید 

نکته: حساسه چیپ مونتاژ یا (سِنسور تفکیک ماده ) نوعی سنسور مادون قرمز کشف کننده های فوتونی متشکل از ماده نیمه هادی حساس به تشعشات مادون قرمز است. 

تشعشات متشکل از بسته های انرژی بنام فوتون است که بطور مستقیم با مواد تعامل ایجاد کرده و سیگنال های الکتریکی تولید می کند.ماده کشف کننده به قسمت های کوچکی بنام پیکسل تقسیم شده و دقت کشف کننده از طریق اندازه ، فاصله و تعداد این پیکسل ها تعیین می شود.

 این تفکیک کننده ماده به پیکسل ها ، حساسه چیپ مونتاژ نام گرفته است. امروزه اغلب کشف کننده های طول موج کوتاه ، متوسط و پایین از جیوه – کادمیوم – تلوراید (Te Cd Hg) و یا (ایندیوم- آنتی موناد (Sb In ) ساخته شده است. بهر حال ، سیلی (Si ) و جرمانیوم(Ge ) هنوز جهت ساخت کشف کننده های طول موج خیلی کوتاه مادون قرمز بکار می رود .

 این ماده های حساس مادون قرمز می تواند در  وسیله بزرگی بنام سامانه حساسه مادون قرمز ترکیب شود. سامانه حساسه مادون قرمز مجمومه ای از اجزاء بصری و سخت افزارهای الکترونیکی است که به کشف کننده مادون قرمز متصل است . اجراء بصری تشعشع وقایع را از یک شیئی به صفحه کانونی منعکس و متمرکز نموده و سخت افزار الکترونیکی متصل به صفحه کانونی جهت خواندن سیگنال های الکتریکی تولید شده به وسیله هر یک از پیکسل های صفحه کانونی بکار می رود.

پرداز شگرهای سیگنال جهت تبدیل ولتاژ سیگنال های آنالوگ به تصاویر دیجیتالی بکار رفته که می تواند به وسیله رایانه جهت تعیین اینکه کدام علائم مادون قرمز را کشف کننده دریافت می کند، بکار رود .

تعریف علم و فناوری نانو (Methodology) یا روش شناسی کامل با زیر مجموعه های کاربردی علم نانو) مهندسی نانو _ میکرو الکترونیک

نویسنده و محقق : مهندس افشین رشید 

نکته : تا به امروز تعریف های مختلفی از علم نانو(nanoscience) ارائه شده است. یکی از بهترین تعریف های علم نانو که به صورت بسیار مختصر شما را با جهان نانو آشنا میکند بدین گونه است که علم نانو مطالعه پدیده ها و دستکاری مواد در مقیاسهایی در ابعاد اتمی، مولکولی و ماکرومولکولی است که منجر به تغییر شدید خواص مواد (نسبت به مواد در ابعاد بزرگ) میشود. 

علم نانو به پدیده هایی اشاره میکند که در مقیاسهای مشخص و احتمال بسیار کوچک رخ میدهد. مواد توده ای تکه ای بزرگ از مواد؛ همانند آنچه که اطراف ماست خواص فیزیکی مشخص و پیوست های دارند. به عبارت دیگر خواص فیزیکی آنها جدای از ابعادشان برای ما شناخته شده بوده و تغییر نمیکند.

بر پایه علم نانو اگر یک ماده را کوچک کنیم، خواص آن ماده در ابعاد کوچکتر و میکرومتری به 

عنوان مثال (به اندازه یک ذره شن) نیز تقریبا مشابه همان تکه تودهای اولیه است ولی هنگامی که آن ماده به ابعاد بسیار کوچکتر و به اندازه 

ابعاد نانومتری برسد، خواص ماده به گونه ای تغییر میکند که دیگر قوانین فیزیک معمول و کالسیک توانایی توضیح دادن آن را ندارد. آن ماده به عنوان مثال طلا در ابعاد نانومتری ممکن است  خواص الکتریکی، نوری یا مکانیکی بسیار متفاوتی نسبت به اندازه توده ای خود داشته باشد. 

حال با درک اولیه از تعریف علم نانو میتوانیم فناوری نانو (nanotechnology ) را نیز این گونه تعریف نماییم : فناوری نانو طراحی، مطالعه، تولید و کاربرد ساختارها، ابزارها و سیستم ها از طریق کنترل شکل و اندازه آنها در مقیاس نانومتری است. 

خواص مواد همانند انرژی آنها در مقیاس نانو نسبت به حالت بزرگ مقیاس آنها تغییر میکند. این در حالی است که کوچک کردن ذرات یک تغییر فیزیکی است و انتظار نمیرود که با این تغییر فیزیکی، ویژگی های اصلی ماده تغییر کند. این امر سبب گردیده مقیاس نانو بیش از سایر مقیاسها مورد توجه قرار گیرد. خواصی مانند هدایت الکتریکی، رنگ، استحکام مکانیکی و حتی وزن میتوانند در مقیاس نانو تغییر کنند. به عنوان مثال خاصیت رسانایی فات کامال شناخته شده است. با این حال فات میتوانند در مقیاس نانو نیمه رسانا و یا حتی عایق شوند. به غیر از تغییر خواص مواد، ویژگیهای جالب توجه دیگری نیز در نانوساختارها وجود دارد. چنانچه نانومواد را میتوان به صورت اتم به اتم و با شکل و ساختار دلخواه تولید کرد. همچنین نانومواد نسبت سطح به حجم بسیار بیشتری در مقایسه با مواد تودهای دارند. 

این خاصیت بسیار مهمی است که در تمامی فرآیندهایی که بر روی سطح مواد رخ میدهد همانند واکنش پذیری اهمیت فوق العادهای دارد. پس اینگونه میتوان نتیجه گیری کرد که نانو تنها به معنی هزار برابر کوچکتر از میکرو نیست. همچنین فناوری نانو نیز تنها امتداد فناوری میکرو به یک مقیاسکوچکتر نمیباشد. فناوری نانو یک الگوی کامل جدید است که فرصتهای بسیاری را برای علم محیا میکند.

نکته: زیر مجموعه های علم نانو شامل علوم : پزشکی ؛ شیمی ؛ الکترونیک؛ غذایی؛ نظامی ؛ مخابراتی _ ارتباطی میباشد.

در نانو تکنولوژی عناصر تشکیل دهنده، ترکیب شیمیایی، نوع ساختار و چگونگی پیوندهای شیمیایی بین اتمها و مولکولها از عوامل تاثیرگذار بر ویژگیهای مواد هستند.

روش شناسی یا(Methodology)علوم نانو:

 در نتیجه بر پایه علوم نانو الکترونیک  عوامل تاثیرگذار در خواص توده ای مواد به صورت اجمالی و ساده عبارت اند از عناصر تشکیل دهنده مواد، ساختار مواد و ریزساختار مواد. به صورتی ساده میتوان خواص تودهای مواد را مشابه با خصوصیات یک سیستم دانست.

پِتا هرتز (petahertz) نحوه عملکرد و کاربرد ها (علوم مخابرات) مهندسی برق_ الکترونیک

نویسنده : مهندس افشین رشید

نکته: در ارتباطات بی‌سیم عبارت(phz)(petahertz)به فرکانس انتقال سیگنال های رادیویی برحسب سیکل بر ثانیه (تعداد نوسان‌ها در ثانیه) اشاره دارد.

^{شبکه‌های کامپیوتری در فرکانس‌های انتقال مختلفی کار می‌کنند که به فناوری مورد استفاده توسط آن‌ها بستگی دارد. همچنین شبکه‌های بیسیم در محدوده‌ای از فرکانس‌های باند در عوض یک فرکانس دقیق کار می‌کنند.شبکه‌ای که از ارتباطات رادیویی بی‌سیم فرکانس بالا استفاده می‌کند ااماً سرعت‌های بیشتری نسبت به شبکه‌های بی‌سیم فرکانس پایین ارائه نمی‌دهد.}

^{اهمیت فرکانس petahertz از در طول موج های مخلف بدین شرح میباشد :  فرکانس ۳۰ پتا هرتز تا ۳ اگزا هرتز را اشعه ایکس نرم (SX) می‌نامند.از فرکانس ۳ پتا هرتز تا ۳۳ پتا هرتز را اشعه فرا بنفش دور (EUV) می‌نامند.از فرکانس ۷۵۰ ترا هرتز تا ۳ پتا هرتز را اشعه فرا بنفش نزدیک (NUV) می‌نامند.} 

^{فرکانس هایی که از باند پتا هرتز  تشکیل میشوند و زیر مجموعه این فرکانس (PHZ ) میباشد بیشتر استفاده نظامی ؛ پزشکی میشود :} 

^{SX ؛ EUV ؛ NUV} 

^{طول موج sx  :اشعه ایکس نرم یا طول موج SX  یک نوع تابش به نام امواج الکترومغناطیسی است. تصویربرداری با این اشعه تصاویری از درون بدن شما را ایجاد می کند. این تصاویر قسمت هایی از بدن شما را در سایه های مختلف سیاه و سفید نشان می دهد. این به این علت است که بافت های مختلف مقادیر مختلف تابش را جذب می کنند. اشعۀ ایکس یک حالت پر انرژیِ نور است که توسط چشم انسان دیده نمیشود. نور دارای فرمهای مختلفی از قبیل؛ امواج رادیویی، امواج ریز موج، امواج مادون قرمز، نور مرئی، امواج فرابنفش، اشعۀ ایکس و اشعۀ گاما میباشد.} 

^{طول موج EUV :} 

^{اشعه فرابنفش EUV دارای طول موج کوتاه و انرژی زیادی بوده و برای چشم انسان نامــــرئی است و در طــــیــــف الکترومغناطیسی، بین اشعه ایکس و نور مرئی قرار دارد. وجود این اشعه در نور خورشید باعث آفتاب سوختگی پوست بدن می‌شود. این اشعه طول موجی بین 400 و 100 نانومتر دارد. اشعه ماوراء بنفش نور خورشید به ۳ دسته UVA، UVBو UVC است.که با طول موج های مختلف تقسیم بندی می شود.}

طول موج NUV: 

^{از پرتو فرابنفشNUV  برای ضد عفونی آب، موادخوراکی، تجهیزات پزشکی و لوازم صنعتی و غیره می‌توان استفاده نمود.این تابش را می‌توان بر حسب میزان نفوذ، به زیر گروه‌های زیر تقسیم بندی کرد:}

^{NUV-نزدیک فرابنفش با طول موج ۲۰۰ - ۴۰۰ nm(ظاهراً کم خطر برای سلامتی محیط زیست)}

فناوری نانو nanotechnology چیست؟؟ دلایل اهمیت نانو الکترونیک و نانو تکنولوژی در سَده پیش رو (مهندسی نانو _ میکرو الکترونیک)

نویسنده و محقق : مهندس افشین رشید

نکته : علم نانو (nanoscience ) به مطالعه پدیده ها و دستکاری مواد در مقیاسهایی در ابعاد اتمی، مولکولی و ماکرومولکولی است که منجر به تغییر شدید خواص مواد نسبت به مواد در ابعاد بزرگ میشود. 

 علم نانو بیشتر  به پدیده هایی اشاره میکند که در مقیاسهای مشخص و احتمال بسیار کوچک رخ میدهد. مواد تودهای تکهای بزرگ از مواد؛ همانند آنچه که اطراف ماست خواص فیزیکی مشخص و پیوستهای دارند. به عبارت دیگر خواص فیزیکی آنها جدای از ابعادشان برای ما شناخته شده بوده و تغییر نمیکند. حال اگر یک ماده را کوچک کنیم، خواص آن ماده در ابعاد کوچکتر و میکرومتری به عنوان مثال به اندازه یک ذره شن نیز تقریبا مشابه همان تکه تودهای اولیه است ولی هنگامی که آن ماده به ابعاد بسیار کوچکتر و به اندازه ابعاد نانومتری برسد، خواص ماده به گونهای تغییر میکند که دیگر قوانین فیزیک معمول و کالسیک توانایی توضیح دادن آن را ندارد. آن ماده به عنوان مثال طلا در ابعاد نانومتری ممکن است خواص به عنوان مثال خواص الکتریکی، نوری یا مکانیکی بسیار متفاوتی نسبت به اندازه توده ای خود داشته باشد.

دلایل اهمیت نانو الکترونیک و نانو تکنولوژی در (سَده پیش رو )

علوم نانو در سده پیش رو اهمیت بسیاری دارد در صنایع پزشکی‌تولید نانو ربات ها و نوبوت ها و نانو دارو های ضد سرطان ؛ نانو فات و نانو مواد در صنایع شیمی و صنایع عالی ؛ نانو مخابرات در صنایع مخابراتی و راداری ؛ و نانو الیاف در صنایع پوشاک و باندهای  پانسمان پزشکی ؛ در کل میتوان علوم نانو را پیشرفته ترین علوم از لحاظ ساختاری نامید. 

نکته: فناوری نانو، زیست فناوری (Biotechnology) و فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) سه قلمرو علمی هستند که انقلاب سوم صنعتی را شکل می‌دهند.

نانو _میکرو الکترونیک برترین گرایش علوم الکترونیک وکلید دستیابی به یک فناوری برتر در نیمه یِ سَده پیش رو میباشد. شاید باور کردنی نباشد  اما تغییر در حجم و بازطراحی مدار های الکترونیکی و مخابراتی  بر پایه علوم نانو الکترونیک میتواند تا چند برابر کارایی و قدرت این عناصر الکترونیکی افزایش دهد . و دست بالاتر در صنایع دریایی ؛  نظامی ؛ پزشکی ؛ الکترونیکی ؛ مخابراتی _ارتباطی ؛ به ارمغان آورد.

در واقع نانو تکنولوژی فهم و به‌کارگیری خواص جدیدی از مواد و سیستم‌هایی در این ابعاد است که اثرات فیزیکی جدیدی عمدتاً متأثر از غلبه خواص کوانتومی بر خواص کلاسیک از خود نشان می‌دهند. 

نویسنده: مهندس افشین رشید

هدایت حرارتی نانولوله های کربنی از منظر تئوری برای تکثیر نانو ترانزیستورها (بر پایه دکترای نانو الکترونیک) (دکترا _ پژوهشی)

نویسنده و محقق : مهندس افشین رشید

نکته : برای تکثیر و تکامل نانو ترانزیستور ها وجود رسانایی حرارتی بالا برای تک نانولوله های حرارتی به شکل تئوری نشان داده شده است. نتایج حاصل از تجربیات آزمایشگاهی نیز بیانگر وجود این ویژگی در نمونه های توده ای از نانولوله های کربنی تک دیواره و همچنین برای تک نانولوله های چند دیواره میباشد. 

رسانایی حرارتی تک نانولوله های کربنی را با روش های محاسباتی اندازه گیری کرده اند. یک دسته، نانولوله های کربنی تک دیوارهای بودند که به صورت توده ای در کنار هم قرار گرفته بودند و مقدار رسانایی حرارتی مجموعه ی آنها به دست آمد. یک دسته نیز نانو لوله های کربنی چند دیواره بودند که به صورت جدا از هم قرار گرفته بودند. رسانایی حرارتی این دسته از نانولوله ها به صورت جداگانه بررسی شد. مقدار رسانایی حرارتی بیش از 011 mK/W را برای توده های نانولوله های کربنی تک دیواره به دست آوردند. همچنین طبق ، مقدار رسانایی حرارتی نانولوله های کربنی چند دیواره به صورت جداگانه بیشتر از 300 mK/W موجود میباشد.

 از آنجایی که ساختار نانو لوله های کربنی برای تولید و تکثیر نانو ترانزیستورها در دماهای مختلف، مقادیر مختلفی دارد، آن را به صورت تابعی از دما و به شکل (T(λ نشان داده میشود. با شروع ازدماهای کم و افزایش تدریجی دما، مشاهده میشود که مقدار (T(λ در نزدیکی دمای 011K به یک مقدار بیشینه برابر با 111,3 mK/W میرسد )این بیشینه به شکل یک قله در نمودار دیده میشود( و سپس با افزایش دما، کاهش مییابد. بیشترین مقدار )T(λ که تاکنون در بررسی ها مشاهده شده است، مربوط به یک نمونه ی نانو لولهی حرارتی خاص میباشد که در دمای010 K اندازهگیری شده است. این مقدار برابر با 00111 mk/W است. بنابراین مقدار )T(λ نانو لوله ی کربنی در بیشینه اش با بیشترین مقدار )T(λ که تاکنون اندازه گیری شده است، قابل مقایسه است. با توجه به نمودار ارائه شده، حتی در دمای اتاق نیز رسانایی حرارتی نانولوله ی کربنی بسیار بالا و برابر با 0011 mK/W میباشد، 

در روش های تکثیر و تکامل نانو ترانزیستور ها و نانو  لوله ها 

در روش های تکثیر نانو ترانزیستورها و نانو لوله ها با سنتز نانولوله های کربنی بر مبنای رسوب شیمیایی کاتالیستی بخار (CCVD ) شامل تجزیه منبع کربنی روی ذرات یا خوشه های کوچک فی به عنوان کاتالیست است این روش تکثیر نانو ترانزیستورها شامل فرآیند هتروژن و هموژن می باشد. فات مورد استفاده برای این واکنش ها فات واسطه هستند، مانند آهن، کبالت، نیکل. در مقایسه با تخلیه قوس الکتریکی و سایش لیزری، نانولوله های کربنی عموما در دمای پایین تری حدود 011 تا 0111 درجه تشکیل می شوند. 

عموما انتخاب پذیری این روش برای تولید نانولوله های کربنی چند دیواره بیشتر است. هر دو فرآیند هموژن و هتروژن به ماهیت و ساختار کاتالیست مورد استفاده عالوه بر شرایط عملیاتی بسیار حساس هستند. نانولوله های کربنی تولید شده با این روش در مقایسه با روش قوس الکتریکی طول (چند ده تا چند صد میکرومتر) و نقص بیشتری دارند. نقص بیشتر نانولوله ها به دلیل استفاده از دمای کمتر در مقایسه با روش قوس الکتریکی است که اجازه هیچ بازآرایی ساختاری را نمی دهد.

Thermal conductivity of carbon nanotubes from a theoretical perspective for the replication of nano-transistors (based on a PhD in Nanoelectronics)  (Ph.D. Research)

Author and Researcher: Engineer Afshin Rashid

Note: For the propagation and evolution of nano-transistors, the existence of high thermal conductivity for single thermal nanotubes has been shown in theory. The results of in vitro experiments also indicate this  feature in bulk samples of single-walled carbon nanotubes as well as for single-walled nanotubes. 

The thermal conductivity of single carbon nanotubes has been measured by computational methods. One group consisted of single-walled carbon nanotubes that were massively interconnected  and the thermal conductivity of their assemblage obtained. One group also had multi-walled carbon nanotubes that were separated  . The thermal conductivity of these nanotubes was investigated separately. The thermal conductivity values ​​exceeded 011 mK / W  for single-walled carbon nanotube masses. Also, the thermal conductivity value of multi- walled carbon nanotubes  is individually available above 300 mK / W

Since the structure of carbon nanotubes has different values ​​for the production and propagation of nano-transistors at different temperatures, it is shown as a function  of temperature and in the form of T (λ). The value (T (λ reaches a maximum value of 111,3 mK / W near 011 K) is seen as a peak in the graph (and then decreases with increasing temperature  . The maximum value is T). (λ that has been observed in the study, on a sample of nanotubes specific heat at  temperature of 010 K is measured. this equates to 00111 mk / W is. so value R) T (λ carbon nanotubes at its peak with the highest  value) T (λ that has been measured, comparable. According to the chart provided, even at room temperature thermal conductivity of nanotubes Carbon is very high and is 0011 mK / W, 

In the methods of propagation and evolution of nano-transistors and nanotubes 

In nanocrystals and nanotubes propagation methods with the synthesis of carbon nanotubes based on catalytic chemical vapor deposition (CCVD) involves the decomposition of the carbon source on metal particles or small metal clusters  as catalysts. Be it. The metals used for these reactions are intermediate metals  , such as iron, cobalt, nickel. Compared to arc discharge and laser abrasion, carbon nanotubes generally form at a lower temperature 

of  about 011 to 0111 degrees. 

This method is generally more selective for the production of multi-walled carbon nanotubes. Both  homogeneous and heterogeneous processes are highly sensitive to the nature and structure of the catalyst used in addition to the operating conditions. The carbon nanotubes produced  by this method are more defective than the arc method of length (several tens to hundreds of micrometers). Most of the nanotube defects are due to the use of lower temperatures than the arc method, which does not allow any structural rearrangement.

نانو سنسورهای سنتزی؛ نانو چیپ  LOC و نانو سنسورهای گازی بر پایه دکترای نانو الکترونیک

نویسنده و محقق : مهندس افشین رشید

نکته : این نانوحسگرهای سنتزی و نانو حسگرهای گازی از طریق اتصال ذرات خاص به انتهای نانو لوله های کربنی و محاسبه فرکانس ارتعاشی در حضور یا بدون حضور ذرات تهیه میشوند.

 این نانوحسگرها اغلب برای شناسایی و کنترل واکنشهای شیمیایی توسط ذرات نانو استفاده میشوند.ساخت نانوحسگرهای گازی یکی از موضوعات قابل توجه در دهههای اخیر به جهت کاربردهای فراوان آنها در صنایع مختلف غذایی، شیمیایی، بهداشتی، نظامی و حتی تحقیقات فضایی بوده است. نشت گازهای مهلک یکی از خطرات روزمره زندگی صنعتی است. متاسفانه هشدار دهنده های موجود در صنعت اغلب بسیار دیر موفق به شناسایی اینگونه گازهای نشتی میشوند. نمونه هایی از این نوع حسگرها از نانولوله های تکالیه به ضخامت حدود یک نانومتر ساخته شدهاند و میتوانند مولکولهای گازهای سمی را جذب کنند. آنها همچنین قادر به شناسایی تعداد معدودی از مولکولهای گازهای مهلک در محیط هستند. اینگونه حسگرهای گازی برای شناسایی گازهای آمونیاک و دیاکسید نیتروژن که از جمله گازهای سمی به شمار میروند، با موفقیت آزمایش شده اند.

نانوحسگرهای اکسیدهای فی توجه زیادی را در حوزه علوم پایه و کاربردی به خود جلب کرده اند. این حسگرها عمدتا از نیمه هادی های اکسید فی همچون نانو اکسید قلع، نانو اکسید روی و نانو اکسید مس ساخته میشوند. نمونه ی آزمایشی این حسگرها قادر به شناسایی آنی مولکولهای آمونیاک و دیاکسید نیتروژن در غلظت 20 ppm ( یعنی 01 قسمت در یک میلیون قسمت ) شده است. این حسگرها برای شناسایی به هنگام گازهای بیو شیمیایی جنگی، آلاینده های هوا و حتی مولکولهای آلیِ موجود در فضا کاربرد خواهند داشت.

نانو سنسورهای سنتزی و نانو چیپ  LOC ؛ در کشاورزی و پزشکی

با استفاده از این حسگرها شناسایی مقادیر بسیار کم آلودگی شیمیایی یا ویروس و باکتری در سامانه های کشاورزی و غذایی و پزشکی ممکن است.همچنین از میان این حسگرها میتوان به حسگر بر پایه نانوسیم ها اشاره کرد که آسیبهای ناشی از تشعشع را در صنایع پزشکی و آزمایشگاهی تشخیص میدهد. این نانوحسگرها در سلولهای خونی قرار داده میشوند.همچنین آزمایشگاه روی تراشه (LOC ) دستگاهی است که از یک یا چند عملگر آزمایشگاهی روی یک تراشه به ابعاد چند میلیمتر یا سانتیمتر مربع تشکیل شده است و با حجمهای بسیار کم مایعات سروکار دارد و اطلاعات موردنظر زیادی را میتواند از یک نمونه به ما بدهد.

نانو ذرات حساس LSPR (نانو سنسور های نوری) و موارد استفاده در صنایع الکترونیک و نظامی بر پایه دکترای نانو الکترونیک

نویسنده و محقق : مهندس افشین رشید 

نکته: انرژی LSPR به عملکرد دی الکتریک ماده و محیط اطراف، شکل و اندازه نانوذرات حساس است. یعنی اگر لیگاندی مانند پروتئین به سطح نانو ذرات فی متصل شود، انرژی LSPR آن تغییر میکند. به طور مشابه، اثرات LSPR به سایر تغییرات نیز مانند فاصله بین نانوذرات که میتواند با حضور سورفکتانتها یا یونها تغییر کند، حساس است.

یکی از عواقب اثر LSPR در نانوذرات فی، قابلیت جذب فوق العاده امواج مرئی به دلیل نوسانات منسجم پالسمونها است. کلوئیدهای نانوذرات فی مانند نقره یا طال میتوانند رنگهایی مانند قرمز، بنفش یا نارجی را نمایش دهند که در ابعاد معمولی دیده نمیشود. این تغییر رنگ به شکل، اندازه و محیط اطراف نانوذرات نقره بستگی دارد.

در ساختار نانو سنسور های نوری یکی از نانو خواص متمایز کننده نانوذرات فی از این مواد در مقیاس بزرگ، خواص نوریشان است. این امر به دلیل رزونانس پالسمون سطحی موضعی است. به عبارت سادهتر، زمانیکه نور به (سطوح فی ) با هر اندازهای برخورد میکند، برخی از امواج نوری در طول سطوح فی با ایجاد پالسمون سطحی در واقع این امواج بخشی از انرژی خود را به الکترونهای سطحی داده و منجر به ارتعاش آنها میشوند (پراکنده)  میشوند. زمانیکه پالسمون در فات تودهای تولید میشود، الکترونها میتوانند آزادانه در مواد بدون ثبت هیچ اثری جابه جا گردند.

 در نانوذرات، پالسمون سطحی در فضای محدودی قرار میگیرد، به گونهای که الکترونها در این فضای کوچک و در مسیر یکسان به سمت عقب و جلو نوسان میکنند. این اثر رزونانس پالسمون سطحی موضعی نامیده میشود (LSPR ) زمانیکه فرکانس این نوسانات با فرکانس نور به وجود آورنده پالسمون یکسان باشد، گفته میشود که پالسمون در رزونانس با نور برخوردی است.

نانو سنسورهای نوری و واکنش برانگیختگی الکترون ها و موارد استفاده در صنایع نظامی و الکترونیک

جذب نور در مواد معمولی که نوار انرژی پیوسته دارند نیز اتفاق میافتد و الکترونها از نوار ظرفیت به نوار رسانش منتقل میشوند البته در اینجا انرژی گرمایی نیز میتواند باعث برانگیختگی الکترونها به نوار رسانش شود.  نانوذرات نیز مانند اتمها دارای ترازهای انرژی گسسته هستند. از این رو به نانوذرات اتمهای مصنوعی نیز گفته میشود. همچنین به نانوذرات زیر 01 نانومتر و خصوصا نانوذرات نیمه رسانا، نقطه کوانتومی گفته میشود. با تغییر اندازهی نانوذرات، فاصله ترازهای انرژی در آنها تغییر میکند. هرچه اندازه نانوذرات کوچکتر شود، فاصله بین ترازهای انرژی و باند ممنوعه بیشتر میشود و هر چه اندازه ذرات بزرگتر باشد، فاصله بین ترازهای انرژی کمتر میشود. این نکته باعث میشود که بتوان با تغییر اندازه نانوذرات، فاصله بین ترازهای انرژی آنها را طوری تنظیم کرد که امواج خاصی را جذب کنند. به عنوان مثال میتوان ابعاد نانوذرات از جنس مشخص را طوری تنظیم کرد که امواج فروسرخ، فرابنفش، رادیویی و غیره را جذب کنند. از این خاصیت در صنایع نظامی و الکترونیک استفاده های زیادی میشود. 

ic های صوت و ماژول های آمپلی FRSC amplifier (چند کاناله) نحوه عملکرد و کاربرد ها( مهندسی برق _ الکترونیک)

نویسنده و محقق : مهندس افشین رشید

نکته: این آی سی یک نوع تقویت کننده صوت (آمپلی فایر) میباشد پکیج این آی سی از نوع DIP بوده و دارای 14تا 22 پایه میباشد.

IC Sound یا Codec نام دیگر این آی سی پرکاربرد صدا(صوت) است و دلیل این اسم هم تبدیل سیگنال دیجیتال به آنالوگ می باشد .IC صوت می تواند صدای خارجی را ضبط کند؛ ضبط سیگنال ورودی سیگنال ورودی ذخیره سازی سیگنال، میتواند از طریق تجهیزات ضبط صدا، صوتی به یک سیگنال ذخیره شده در تراشه باشد (تراشه باید ROM باشد)، در صورت وم سیگنال ذخیره شده توسط دستگاه کاهش صدا برای بازسازی صدا نیز استفاده میشود.

ماژول های آمپلی فایر و صوت چند کاناله(amplifier )

یک نکته  که در دسته بندی ماژول آمپلی ها اهمیت دارد تعداد کانال های خروجی هر دستگاه است. در واقع این دستگاه ها می توانند دارای 1 کانال خروجی یعنی مونو یا دارای 2 کانال خروجی یعنی استریو یا دارای 3 کانال خروجی یعنی استریو + خروجی ساب ووفر جداگانه یا 4 کانال باشند. مواردی که دارای یک خروجی ساب ووفر جداگانه هستند در واقع کار را برای کاربر ساده کرده اند و کاربر تمامی فرکانس های خروجی صدا را به صورت تفکیک شده در اختیار خواهد داشت و دیگر نیاز به مدار فیلتر پایین گذر یا مدار فیلتر بالاگذر صدا نخواهد داشت.

اساس‌ شکل گیری ساختمان داخلی و کاربرد و عملکرد و( آیسی قیری) یا (chip on board )مهندسی برق _ الکترونیک (قسمت دوم)

نویسنده و محقق: مهندس افشین رشید

نکته مهم : نظر من این نیست  از این نوع چیپ استفاده بشود یا استفاده نشود. (البته این فناوری کهنه دهه 80 میلادی بهتر میشود که مورد استفاده قرار نگیرد ،  چون زباله الکترونیک کمتر تولید میشه ولی برای تولید فناوری ارزان تا جایی هم مفید و کار راه بنداز بوده است. حال اگر کسی  وسایل الکتریکی که این مدل چیپ رو داشته به قیمت بالا تهیه کرده به انصاف و (چشم انداز جلب مشتری) شرکت تولید کننده و فروشنده  در عرضه برمیگردد (ic قیریchip on board = معماری فناوری ارزان و محدود با مدت زمانی کم کارکرد)

اساس شکل گیری آیسی قیری یا (chip on board )

^{نکته مهم : شکل گیری معماری  این مدل چیپ در شرق آسیا (کشور های در حال توسعه دهه 80 میلادی برای کم کردن  هزینه تولید)  و بیشتر در کشور های نسبتاً  در اوایل پیدایش ژاپن و کره و اکثراً در تکنولوژی معماری بُرد های چینی معروف به بُردهای MTK اولیه میباشد. (البته امروزِ جایگزین های متنوعی) حتی در زمینه کاهش هزینه دارد (جایگزینی با Chip های micro BGA) ولی هنوز در بین تولید کنندگان فناوری الکترونیکی رده پایین تر طرفدارانی دارد.}

^{لایه رویی ماسک سیاه یک چیپ در دل خود دارد که به وسیله دستگاه مونتاژ مکانیزه و حرارت ماسک به مقدار معین بر روی چیپ کشیده میشود (گرد و نیم توپی مانند)} 

^{جنس ماسک آیسی قیری :} 

^{نوعی مخلوط آزمایشگاهی خمیر سیلی ± نوعی مخلوط قیر آزمایشگاهی که حرارت پذیر بوده و پس از سرد شدن ماسک نسبتا سختی پدید مآید.}

^{ساختمان داخلی آیسی قیری} 

^{ساختمان داخلی آیسی قیری یا ذغالی اگرچه متفاوت از چیپ های MCM است ، فناوری های (Chip-on-Board ) و Flip-Chip عموماً به عنوان فناوری های مرتبط در نظر گرفته می شوند. در فناوری chip on board ، یک تراشه نیمه هادی به طور مستقیم روی بُرد PCB قرار می گیرد ، مرحله بسته بندی را از بین می برد ، شامل یک صفحه تراشه های روی لایه های (قیری نرم یا خمیری ) لمینیت ارگانیک ، مانند خمیر سیلی تیره رنگ گرد و نامنظم و متفاوت از MCM است.}

^{این ماسک سیاه در دل خود چیپی دارد که به عملکرد های دسته بندی شده بر مبنای ساختار بُرد الکترونیکی عمل میکند.}

فاز نمای القایی یا (Volt Alert) نحوه عملکرد و کاربرد (مهندسی برق _ الکترونیک)

نویسنده : مهندس افشین رشید

نکته : برای آزمایش برقــرار بودن جریان الکتریکی در کلید مدارهای الکتریکی مــی توانید از فاز نمای القایی اســتفاده کنید.

 با نزدیک کردن فازنما به ســیم دارای جریان الکتریکی صدای آلارم (بوق) شنیده می شود و یک چراغ کوچک روشن می شود. فاز نمای القایی به ولتاژ بین 90 تا 1000 ولت متناوب حساس است.

فاز نمای القایی و یا (volt alert) ابزاری است که به منظور تشخیص جهت فاز و همچنین گردش موتور استفاده می شود. معمولا توالی صحیح فاز با یک صدای بوق و یا چراغی اعلام می شود. ولت مترها با کاربری آسان قابلیت آشکارسازی فاز را با دقت بالا در مدارات سه فاز دارا می باشند و به راحتی در محیط های سیم کشی قابل استفاده می باشند، با قراردادن 3 چنگک دستگاه بر روی هر فاز می توان تست مربوطه را انجام داد در برخی از مولتی متر های تست ولتاژ و جریان هم قابلیت عمل تست توالی فاز وجود دارد. توالی سنج های فاز کاربردهای مختلفی در صنایع مختلف دارد و به راحتی قابل استفاده می باشند. در یک نوع دیگر از این توالی سنج های القایی، با استفاده از تکنولوژی جدید اجازه تست ایمنی را بدون تماس مستقیم بین پراب و سیم را فراهم می کند و چرخش فاز را با نور چرخشی LEDها و زنگ قابل شنیدن منطقی نشان میدهد.

موارد کاربرد و استفاده فاز نمای القایی یا (volt alert) 

موارد استفاده گوناگون بیشتر در تست سیم کشی برق ساختمان و دستگاه های ۳ فاز نظیر پمپ ها، کمپرسورها، و … بایستی فازهایشان به ترتیب درستی وصل شود تا از خرابی آنها جلوگیری شود. .توالی سنج ها اگر اشتباه وصل شوند جریان کمتری را می کشند و می توانند به آسانی توسط یک آمپروب (گیره روی آمپر متر) برای میزان جریانی که از شبکه می کشند امتحان شوند. برای مثال در یک نمونه آزمایشی ، یک تولید کننده هوا که دارای یک کمپرسور است، می توان فهمید که اگر این وسیله به صورت غلطی به برق سه فاز متصل شود، جریان بسیار کمی را خواهد کشید و بنابراین جای هر کدام از دو سیم برق را می توان برای تغییر فازها عوض کرد. از این رو برای تشخیص جهت فاز و همچنین گردش می توان از موتور توالی سنج فاز استفاده کرد.

مزایای نانو  (بیو _ سنسور ها) بر سایر سیستمهای اندازه گیری فیزیولوژی (بر پایه دکترای تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک) (دکترای آموزشی)

پژوهشگر و نویسنده : مهندس افشین رشید

نکته مهم : نانو الکترونیک در ساخت نانو_ بیوسنسورهای اندازه گیری (فیزیولوژی و بیولوژی) بسیار تعیین کننده است ، فیزیولوژی یکی از مهمترین شاخه‌های بیولوژی است که به مطالعه اعمال حیاتی موجود زنده ،اندام ها ،بافت ها، سلول ها و عناصر سلول می‌پردازد. برای درک عمیق اعمال حیاتی، سعی می‌گردد که خواص و روابط بین این اعمال و تغییراتشان در محیط‌های مختلف و یا در شرایط گوناگون موجود زنده و با استفاده از روابط علم فیزیک و ریاضی ، مورد بررسی قرار گیرد.

 استفاده آسان، اغلب بدون نیاز به متخصص، هزینه کم، حساسیت و دقت بالا ، انتخاب گری و اختصاصیت عمل بالا عدم نیاز به وسایل پیشرفته و صرف زمان و هزینه زیاد برای تشخیص آنالیتها در مراکز کوچک و در مراکز با امکانات کم و حتی در منزل نیز کاربرد دارد. عناصر بیولوژیکی عامل اصلی گزینش در بیوسنسورها محسوب می شوند که عمدتا در چهار گروه تقسیم بندی میگردندکه به شرح زیر میباشد: 

1 .آنتی بادی 

2.آنزیم

3.اسید آمینه

4 .ساختار های سلولی/ سلول ها 

بیوسنسور ها بر اساس نحوه شناسایی آنالیت به دو گروه عمده تقسیم می گردند:

1 .بیوسنسورها با اساس شناسایی مستقیم آنتی ژن: که واکنش پذیرنده با آنالیت مستقیما توسط سنسور شناسایی می گردد. عناصر بیولوژیک مورد استفاده در این گروه ، گیرنده های سلولی و آنتی بادی ها می باشند. 

2 .بیوسنسورها با اساس شناسایی غیر مستقیم آنتی ژن: واکنش پذیرنده با آنالیت به طور غیر مستقیم توسط سنسور شناسایی می گردد. عناصر بیولوژیک مورد استفاده در این گروه ترکیبات نشاندار، مثل آنتی بادیها ی نشاندار شده و یا ترکیباتی با خاصیت کاتالیتیکی مانند آنزیم ها می باشند.

روش های تثبیت اجزای بیولوژیکی:

به منظور ساخت یک بیوسنسور پایدار،باید جزء بیولوژیکی به طرز خاصی به مبدل ها متصل گردد، چنین فرآیندی را تثبیت گویند. برای این منظور پنج روش به شرح زیر ارائه شده است: 

1.جذب سطحی

2 .ریز پوشینه سازی 

3 .محبوس سازی 

4 .پیوند عرضی 

5 .پیوند کووالانسی

ساخت وتکثیر حسگرهای زیستی یا (بیوسنسورها) در بدن انسان و سایر موجودات زنده برای اندازه گیری ویژه سلولی _ محیطی

بیوسنسور به عنوان یک سیستم اندازه گیری تعریف شده است که شامل یک کاوشگر با ماده حساس کننده بیولوژیکی حساس یا گیرنده بیولوژیکی ، یک عنصر آشکار کننده فیزیک و شیمی و مبدل است.

بیوسنسورها در حال تبدیل شدن به وسیع ترین ابزار ساخت نانو الکترونیک برای جسمی _ محیطی است زیرا حسگرهای زیستی آسان ، سریع ، کم هزینه ، بسیار حساس و بسیار انتخابی در پیشرفت در داروهای نسل بعدی مانند داروهای شخصی و تشخیص نقطه مراقبت فوق العاده از کمک می کنند. نشانگرهای بیماری در  بیوسنسورهای معمولی و تکنیکهای سنجش بیوسنسینگ و برجسته سازی پیشرفتهای اخیر حسگرهای مهمی همچون بیوسنسورهای مبتنی بر SPR ، بیوسنسورهای مبتنی بر FET و بیوسنسورهای مبتنی بر AuNPs از دیدگاه زیست فناوری های هوشمند است.

(نتیجه گیری ) در روند تکثیر و رشد بیوسنسور ها

حسگرهای زیستی الکتروشیمیایی گسترده ترین حسگرهای زیستی (بیو _ سنسور) مورد بررسی ؛ ساخت و تکثیر هستند زیرا مزایای استفاده از حد تشخیص کم ، ویژگی ، سادگی در ساخت و سهولت استفاده را دارند.عمل. به دلیل پیشرفت های اخیر در ابزارهای الکترونیکی ، این حسگرهای زیستی را می توان به عنوان دستگاههای آزمایشگاهی روی تراشه برای نظارت در داخل بدن یا به عنوان وسیله دستی برای نظارت در محل مورد استفاده قرار داد.

نانو ساختار DND نمونه ای از تکثیر سیم های فعال در نانو الکترونیک (بر پایه دکترای نانو _ میکرو الکترونیک) (دکترای آموزشی)

پژوهشگر و نویسنده: مهندس افشین رشید 

نکته:DND نمونه ای از سیمهای فعال است. ساختمان DNA کاملاً شناخته شده است و به طورخودکار این ساختمان ایجاد میشود. 

نانو ساختار DND نمونه ای از تکثیر سیم های فعال برای تولید آن مانند پلیمرها مشکلی وجود ندارد فقط باید خواص آن مورد بررسی قرار گیرد تا متوجه چگونگی تغییرات آن شد.

 برای این منظور بهذکر مثالی پرداخته میشود: 

به منظور استفاده از DND برای محاسبه جریان بر حسب ولتاژ، یک فاصله 8 نانومتری بین دوالکترود پلاتین مفروض میشود، پس با اعمال یک ولتاژ میتوان جریان را محاسبه کرد. نکته ای که از واکنش برداشت میشود این است که نمودار جریان بر حسب ولتاژ نمودارینامتقارن است، یعنی اینکه جریان برای ولتاژی مثلاً بین 1 -و 2 ولت اجازه عبور ندارد درحالی که برای 2 -و 1 -جریان میتواند عبور کند و این یعنی اینکه DND میتواند عملیکسوسازی را انجام دهد.

 در مورد هدایت از داخل DNA سه نظریه مد نظر است، یکی اینکه DND یک نیمه هادی با گاف خیلی بزرگ است. دیگر اینکه DND یک نیمه هادی با گافکوچک و نیز اینکه DND دارای خاصیت فی است. موضوع در اصل این است که DND ماده بسیار پیچیدهای است که شرایط محیطی به شکل بسیار زیادی میتواند بر روی خواص آن تاثیر بگذارد یکی از این شرایط محیطی موثر حضورآب است، DND هایی که در محیط خشک باشد با DND هایی که در محیط مرطوب باشد بسیار متفاوت است. لذا با توجه به شرایط محلی حاکم بر DND نمیتوان یک نتیجه قطعی در مورد اینکه DND ف است یا نیمه ف بیان کرد اما آنچه که مسلم است این است که DND یک نیمههادی با گاف بزرگ است. در حالت عادی یونهایی وجود دارد که با دستکاری آنها میتوان خواص هدایتی DND را تغییر داد یعنی میتوان امید داشت که با افزودن یونهایی بتوان حتی آن را به ف تبدیل کردیک نکته جالب دیگر این است که میتوان از DND به عنوان قالب استفاده کرد و در مکانهای مشخصی روی DND سری فات را قرار داد تا یک سیم فی دور DND ایجاد شود. دراین حالت DND به عنوان قالبی برای پایدار نگه داشتن سیم مورد نظر استفاده قرار گیرد.

بررسی پایداری DND با توجه به شرایط محلی حاکم بر سیستم نیز امکانپذیر است. هدایت DND در دو مسیر مشخص صورت میگیرد. وقتی DND را به عنوان هدایت کننده جریان درنظر گرفته شده یک بار میتواند در جهت موازی محورش جریان را عبور دهد و یک بار نیز میتواند عمود بر محورش جریان را عبور دهد، حال برای هدایت در جهت عمود بر محور میتوان اینگونه فرض کرد که وقتی نوک STM مولکول نانو لوله های کربنی در بالایDND قرار میگیرد جریان به شکل عمود از جفتهای بازی که وجود دارد وارد نوک STM میشود این کار میتواند هم به عنوان آزمایشی برای دیدن تصویر DND و هم برای اندازه گیری عبور جریان جفتهای بازی به کار رود ومیتوان بدین شکل رسانش AT و CG (جفتهای بازهایی که در مارپیچ DND وجود دارند) را محاسبه کرد. DND میتواند یک ابزار در تولید محصولات نانوالکترونیک کاربردهای فراوانی داشته باشد، با توجه به اینکه DND به طور طبیعی در طبیعت و سلولهای موجودات زنده وجود دارد میتوان از آن در تولید دیگر محصولات نانوتکنولوژی همانند نانوموتورها سود جست. کنترل وپایداری DND نیز با توجه به خواص ذاتی و محلی آن امکانپذیر بوده و جای تامل و بحث دارد. 

نتیجه گیری نانو ساختار DND نمونه ای از تکثیر سیم های فعال

1ـ آنچه که مسلم است، الکترونیک مولکولی دارای آیندهای درخشان است و با آهنگ بسیار سریعی در حال رشد و تکامل است. از این رو توجه خاصی رامی طلبد. 

2ـ نتایج عملی رشد و توسعه شاخه های نانوتکنولوژی مانند نانوالکترونیک سبب ساخت تجهیزاتی خواهد شد که در مقایسه با گذشته اختلاف فاحش داشته و نسل کاملاً جدیدی باقابلیتهای منحصر به فرد خواهد بود.

ترانزیستور های Power MOSFET (قدرت) نحوه عملکرد و ساختمان داخلی (مهندسی برق _ الکترونیک)

پژوهشگر و نویسنده: مهندس افشین رشید

نکته : ترانزیستور های Power MOSFET یا ترانزیستور های قدرتMOSFET در انواع (EMOSFET) به صورت متداول فقط لایه نازکی از کانال به صورت افقی قرار دارد. این لایه مقاومت بالایی را بین درین و سورس ایجاد میکند. لذا این نوع از نسبتاً ترانزیستورهای قدرت MOSFET ها برای کار در قدرتهای پایین مورد استفاده قرارمیگیرند.

وقتی به گیت پتانسیل مثبتی میدهیم کانال در مجاورت گیت،  بین سورس و درین شکل میگیرد.ترانزیستور MOSFET هـای قـدرت کـه MOSFET LD شده اند نامگذاری (Laterally Diffused MOSFET) ساختاری با کانال عرضی متفاوت با EMOSFET دارند و از نوع بهبود یافته هستند و برای کاربرد در قدرتهای بالا طراحی شده اند.ورودی ولتاژ کانال در این قطعه نسبت به EMOSFETهای متداول ،کوتاه تر است در نتیجه مقاومت کمتری ایجاد میکند. این خاصیت سبب تحمل ولتاژ بالاتر و عبور جریان بیشتر میشود.در این نوع MOSFET ها وقتی گیت مثبت میشود، کانال+n و -n  نفوذ p و بین دو ناحیه خیلی کوتاهی از نوع n در لایهمیکند و موجب برقراری جریان بین درین و سورس میشود.

 ترانزیستور قدرت VMOSFET :

مثال دیگــری از MOSFET های قدرت VMOSFET ها هســتند که برای قدرت بالاتر طراحی شده اند. دراین نوع MOSFET ها کانال کوتاه تر و عریضتر اســت لذا مقاومت کمتری را بین درین و سورس ایجاد میکنــد. در نهایت جریان بیشتری میتواند از کانال عبورنماید. VMOSFET توان تلفاتی بیشتری دارد و پاســخ فرکانســی آن مطلوبتر است. 

از مزایای CMOS تلفات توان بسیارکمآن است. زیرا با سری شدن دو نوع MOSFET ،یکی از MOSFET ها همواره از منبع جریانی کشیده نمیشود. این مدار قطع است و اساسا مانندگیت NOT دردیجیتال عمل میکند. وقتی ورودی صفر یا LOW است. خروجی «VDD «یا «High «است و وقتی ورودی در VDD) High) قرار دارد خروجی «صفر یا LOW» است.

اگر ولتاژ گیت سورس کمتر از ولتاژ گیت سورس آستانه (VGSth) باشد، MOSFET قطع است. هنگامی که ولتاژ گیت سورس بیشتر از ولتاژ آستانه میشود ،MOSFET به صورت کلید بسته عمل میکند. لذا با تغییر ولتاژ گیت سورس، میتوان به EMOSFET به عنوان کلید فرمان داد. کلید زمانی قطع است که (th(VGS< VGS باشد. در این حالت مقاومت درین سورس بسیار زیاد میشود و MOSFET به صورت کلید باز عمل میکند. زمانی کلید بسته است که VGS اندازه کافی از (th(VGS بیشتر باشد. در این حالت rDS بسیار کم است.

(رباتیک _ مکاترونیک) سیستم حرکتی ربات ها وهماهنگی PWM و  موتورهای DC (مهندسی برق_ الکترونیک)

پژوهشگر و نویسنده مهندس افشین رشید

نکته : این قسمت از مکاترونیک  شامل سیستم حرکتی روبات می شود. و حرکت روباتها با استفاده از پا، چرخ یا ریل و انجام مـی شود. چرخها یا پاها را می توان با موتورها، سولنوئیدها , آلیاژهای حافظه دار (SMA ) و به حرکـت درآورد . 

برای حرکت ربات ها که معمولا در بیشتر رباتها از موتور و چرخ استفاده می شود. یکی از مهمترین اجزای یک روبات نیروی محرکه آن است. برای حرکت دادن سازه ای که ساخته اید نیاز بـه انرژی مکانیکی دارید. این انرژی معمولا توسط یک موتور الکتریکی تامین مـی شـود . موتـور الکتریکـی یـا اصطلاحاً آرمیچرها در واقع مبدل های انرژی هستند. موتورهای الکتریکی می توانند انرژی الکتریکـی کـه از ترمینالهای آن وارد می شود را به انرژی مکانیکی تبدیل کننده انرژی مکانیکی معمـولاً بـه صـورت دوران در شافت (محور) موتور ظاهر می شود.

 دوران این محور (شافت) دو مشخصه اساسی دارد : یکی سـرعت دَوران آن و دیگری قدرت آن. از ضرب سرعت خطی (متر بر ثانیه) در نیروی موتور می توانید توان نهـایی خروجـی آن را محاسبه کنید. ایده کلی این است که وقتی که یک ماده حامل جریان الکتریسیته تحت اثر یـک میـدان مغناطیسـی قـرار میگیرد. نیرویی بر روی آن ماده از سوی میدان اعمال میشود. در یک موتور اسـتوانه ای ، روتـور بـه علـت گشتاوری که ناشی از نیرویی است که به فاصلهای معین از محور روتور به روتور اعمال میشـود، مـی گـردد .با توجه به اینکه موتور یک مبدل است، اگر موتور شـما ایـده آل باشـد تـوان خروجـی کـه بدسـت می آورید با توان ورودی یعنی انرژی الکتریکی مصرف شده برابر خواهـد بـود . 

موتورهـای الکتریکـی انـواع مختلفــی دارنــد از جملــه اســتپ موتورهــا ، ســرور موتورهــا ، موتورهــای DC ، موتورهــای AC و .هر یک از موتورهای نام برده شده ویژگی خاصی دارد مثلا استپب موتورها دارای دقت بـالایی هسـتند و بـا توجه به نوع موتور می توان دقت گردش موتور در حد چند درجـه کنتـرل نمـود . از ویژگـی هـای اساسـی موتورهای DC این است که جهت حرکت و سرعت حرکت آنها به راحتی قابل کنترل است. با تغییر متوسط ولتاژ ورودی می توانید سرعت موتور را تغییر دهید و با تغییر پلاریته ( جهت اتصال تغذیه به موتـور ) جهـت دوران شافت تغییر خواهد نمود. توان خروجی از ضرب سرعت در قدرت و با استفاده از فرمول d.f=W بدست می آید.

 بسته به کارکرد ربات ، توان مصرفی ، دقت لازم و پارامترهایی از این قبیل نوع موتور روبات انتخاب مـی شـود . بـی شـک یکـی از مشخصه های اصلی موفقیت یک ربات انتخاب صحیح موتور محرک ربات می باشد.موتورهای رباتیک را با توجه بـه عملکـرد، روش جابجـایی و امتیـازاتی کـه دارنـد بـه سـه دسـته موتورهـای DC گیـربکس دار، موتورهـای پلـه ای و سرو موتورها تقسیم بندی می کنیم.

سیستم حرکتی ربات ها وهماهنگی PWM و  موتورهای DC 

بدون شک موتورهای DC متداول ترین موتورها در عرصه رباتیک هستند. زیرا این موتورها چندمنظوره، در دسترس و نسبتاً ارزان قیمت هستند. موتورهای DC جزو قدرتمندترین موتورها هستند. در دهها سال گذشته محققان تلاش های گسـترده ای را برای بهبود بازده، افزایش سرعت PWM و قدرت این موتورها انجام داده اند. امروزه موتورهای DC پیشرفته با بازده بیش از 90 درصد طراحی و ساخته می شوند. بیشتر موتورهایی که به منظور استفاده در پروژه های رباتیک ارائه مـی شوند، بازدهی بین 40 تا 70 درصد دارند. با این وجود، به اندازه کافی قدرتمند هستند. این موتورهـا جریـان بیشتری می کشند و باتری ها را سریع تر تخلیه می کنند.

نحوه تست قطعات SMD با مولتی متر (توضیح کامل تِست قطعات) مهندسی برق_ الکترونیک (قسمت سوم )

پژوهشگر و نویسنده: دانشجویِ دکترای تخصصی (  افشین رشید )

(برق ساختمان) آیفون تصویری (درب بازکن کن تصویری) نحوه راه اندازی و کاربرد ها (مهندسی برق _ الکترونیک)

پژوهشگر و نویسنده: دانشجویِ دکترای تخصصی (  افشین رشید )

_صفحه کلید (پنل ورودی)

_کابل مخصوص ارتباطات آیفون تصویری 

_دوربین آیفون

_ دستگاه تغذیه و کنترل مرکزی و قفل بازکن 

_گوشی و صفحه نمایش

پنـل آیفـون از آیفـون تصویـری از قـاب و شسـتی زنـگ و جعبـه زیـر پنـل تشـکیل شـده اسـت.

محل نصب پنل آیفون تصویری 

پنـل آیفـون تصویری در ورودی سـاختمان و به شـکلی نصب میشـود که ارتفاع لنز دوربین از سـطح تمام شـده زمین 145 سـانتیمتر ارتفاع داشـته باشـد، این پنـل بـا درجـه حفاظـت145 IP بـه نحـوی بایـد نصـب شـود تـا در برابـر غبار و رطوبـت غیرقابـل نفوذ باشـد. پنل آیفـون باید بتوانـد در درجه حـرارت C 10 -تـا C 55 - مقاوم باشـد بعضـی از پنلهـا مجهـز بـه سیسـتم اعلام ضـد سـرقت و آژیـر یـا شاسـی زنگ یـک واحد مسـی هسـتند.

نکات اجرایی نصب قوطی آیفون تصویری

قوطـی آیفـون تصویـری را زمانـی بایـد نصـب کنیـد که دیـوار بیـرون منزل سـنگ و یا آجرنما نشـده اسـت به نحوی‌کـه لبـه خارجـی قـاب آیفـون بـا لبـه سـنگ یـا آجـر ممـاس شـود. در ضمـن داخـل و پشـت مهره های قوطـی پنـل را کـه محـل نصـب پیـچ بـرای بسـتن پنل اسـت با چسـب کاغـذی و هر وسـیله دیگـری حفاظت کنیـد تـا دوغـاب سـنگکاری یا سـیمان بند کشـی آنهـا را مسـدود نکند.

نحوه نصب و اجزای  آیفون تصویری ( درب بازکن کن تصویری)

برای انتخاب نوع کابل و تعداد زوج سیم برای آیفون به معلومات زیر نیاز است:

_تعداد طبقات

_مدل و نوع آیفون

_ روش لوله گذاری

ً بـا افزایـش طبقـات سـاختمان تعـداد زوج سـیمها افزایـش می یابد. بهتر اسـت مسـیر آیفون هـر واحد معمـولا تـا جعبـه کششـی اتصـال اصلـی طبقه همکف مجـزا باشـد. اما میتـوان از جعبه تقسـیم اصلی تـا پنل جلوی در از یـک کابل مشـترک اسـتفاده کرد. بـرای محاسـبه تعـداد سـیم آیفـون تصویـری از جعبه تقسـیم پارکینگ یـا همکف تا پنـل جلـوی در میتوان از رابطـه (4+4*n) اسـتفاده کـرد. در ایـن رابطـه n تعـداد واحدها و عدد 4 تعداد رشـته سـیم اسـت. مثلاً در یک سـاختمان 3 واحـدی از جعبـه تقسـیم تـا پنـل حداقـل باید16( =3*۴+)۴ رشـته سـیم بـه پنل برده میشـود. یـک کابـل 8 زوج بـرای ایـن کار کافـی اسـت )بـرای سیم کشـی پنـل تـا جعبه تقسـیم نیـازی به سیم کشـی با کابـل مجـزا نیسـت وچون مسـیر ثابت اسـت از یـک کابل میتـوان اسـتفاده کرد.بـرای ایجـاد مسـیر رزرو میتـوان از یـک کابل 10 زوج نیز اسـتفاده کرد. دو رشـته سـیم نیز از پنل بـرای در باز کن هم راسـتای لایه ای  در سـیم کشـی میشـود. سیم کشـی قفل برقی به تعداد سـیم بیشـتری نیاز دارد. اگـر تمایـل داشـته باشـید توسـط ریمـوت در باز کـن بتـوان در ورودی را نیـز باز کرد باید ۴ رشـته سـیم تلفن از محـل نصـب جعبـه فرمـان جـک به داخـل جعبه تقسـیم ورودی سـیم آیفـون طبقات سیم کشـی کنید.

دستگاه تغذیه کنترل مرکزی و قفل بازکن

 این قسمت شامل منبع تغذیه، قفل بازکن و ارتباط با در ورودی است. منبـع تغذیـه آیفـون تصویـری بـرای ایجـاد مـدار مکالمـه و زنـگ اخبـار بـا اسـتفاده از ترانسـفورماتور مبـدل کاهنـده و مـدار الکترونیکـی، ولتـاژ 220 ولـت بـرق شـهر را بـه 12 ولـت متنـاوب در بازکن و 12 ولـت مسـتقیم مکالمـه تبدیـل می کنـد. البته صفحـه نمایـش تغذیـه جداگانه داشـته و مسـتقیم به بـرق شـهر متصـل میشـود قفل بازکن زنجیـردار، بـدون زنجیـر و یـا از نـوع مغـزی قفـل هسـتند. این قفلهـا باید بـه گونهای قفـل بازکن هـا معمـولا طراحـی و نصـب شـود کـه بـر اثر ضربـه به در باز نشـود .

 گوشی و صفحه نمایش

 گوشـی و صفحـه نمایش در داخل واحد و ارتفـاع 145 سـانتیمتر از کف تمام شـده، نصـب میشـوند حداقـل صـدای زنـگ داخـل واحـد حـدود dB 70 دسـی بـل و قابـل تنظیـم اسـت. بـرای نصـب صفحـه نمایـش و گوشـی ابتـدا پایه مخصـوص را در ارتفـاع مناسـب نصـب کـرده و سـپس پایـه و صفحـه نمایـش را روی آن نصـب و گوشـی را در محـل خـود قـرار دهیـد ،گوشـی و صفحـه نمایـش در دو مـدل یکپارچـه شـامل معمـولا میکروفـون، بلندگـو و صفحـه نمایـش و یـا بـه صـورت جداگانـه سـاخته و ارائـه میشـود.

ابعـاد صفحه هـای نمایـش سـیاه ـ سـفید و رنگـی در اندازه هـای "5/4 و "4 و "5/3 اینـچ  تولیـد میشـود ، دوربینهای آیفون تصویری باید با فشـار شسـتی زنگ روشـن شـوند و همچنین قابلیت روشـن شـدن از داخل واحد مسـی داشـته باشـند.

_{نویسنده: مهندس افشین رشید} 

دانشجویِ دکترایِ نانو _ میکرو الکترونیک در دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

(رباتیک)بردpi Raspberry روش های نصب سیستم عامل Raspbian (مهندسی برق _ الکترونیک )

پژوهشگر و نویسنده: دانشجویِ دکترای تخصصی (  افشین رشید )

نکته : سیستم عامل Raspbian ، سیتم عامل رسمی برای کلیه بوردهای pi Raspberry می باشد. این سیستم عامل بر پایه سیستم عامل لینوکس Debian بوده و نسخه پیشرفته تر Wheezy-Debian به حساب می آید. 

البته سیستم عامل های دیگری نظیر 10 Windowsو Ubuntu نیز برای این نوع برد عرضه شده است ولی فعلاً به نصب اصلی ترین سیستم عامل بسنده می کنیم. برای نصب سیستم عامل رسپبین بر روی بردهای 3 pi Raspberry دو روش وجود دارد؛ اولین روش با استفاده ازNOOBS و دومین روش بدون استفاده از آن می باشد. NOOBS یا Software Box Of Out New ، به منظور انتخاب و نصب آسان انواع سیستم عامل ها از جمله Raspbian بر روی بوردهای pi Raspberry طراحی شده است.

عملکرد و معرفی نرم افزار NOOBS و LITE NOOBS

علاوه بر نرم افزارNOOBS ، که سیستم عامل Raspbian هم به طور پیش فرض با خود دارد تا به صورت آفلاین (بدون نیاز به اینترنت) بتوان این سیستم عامل را بر روی بورد نصب کرد.

LITE NOOBS: تنها شامل نرم افزار NOOBS می باشد و فاقد هرگونه سیستم عامل به صورت پیش فرض می باشد و تنها برای مواقعی است که تصمیم به دانلود سیستم عامل از طریق اینترنت دارید.

نصب سیستم عامل Raspbian

چند ثانیه بعد از روشن کردن بورد ، یک صفحه رنگی به نمایش در می آید و به دنبال آن محیط گرافیکی NOOBS ، برای نصب سیستم عامل ظاهر خواهد شد.در صورتی که بورد را به اینترنت هم متصل کرده باشید، سایر سیستم عامل های قابل دانلود نیز نمایش داده خواهند شد. سیستم عامل Raspbain را انتخاب کرده و از منو بر روی گزینه Install کلیک نمایید.

در این قسمت هشداری مبنی بر اینکه در صورت انجام عملیات نصب، محتوای قبلی کارت حافظه پاک خواهد شد، نمایش داده می شود. گزینه OK را انتخاب کنید.عملیات نصب سیستم عامل چند دقیقه (حدود 21 دقیقه) به طول می انجامد. در پایان پیغامی مبنی بر موفقیت آمیز بودن نصب Raspbian ظاهر خواهد شد. پس از کلیک بر روی گزینهOK ، برد به صورت خودکار مجدداً راه اندازی می شود، تا عملیات راه اندازی سیستم عاملRaspbian آغاز شود. پس از گذشت چند ثانیه، محیط گرافیکی سیستم عامل به طور خودکار نمایش داده می شود.

کپی کردن کارت حافظه از طریق سیستم عامل رسپبین

بعد از اجرا شدن سیستم عامل رسپبین برای اینکه یک سیستم عامل جدید برای شخص دیگری بریزید و یا از سیستم عامل فعلی خود نسخه پشتیبان تهیه کنید کافی است از ابزار خود سیستم عامل استفاده نمایید. به منظور کپی کردن image فعلیSD CARD متصل به رزبری پای روی USB یا CARD SD دیگر در نسخه های جدید سیستم عامل رزبین امکانی به نام SD Copier Card به آن اضافه شده است. برای دسترسی به Copier Card SD به آدرس Card SD --> Accessories Copier بروید. سپس برای کپی کردن کارت حافظه SD را به همراه رم ریدر به یکی از پورت های USB رزبری پای متصل کرده و آن را در برنامه انتخاب کنید و start را بزنید.

_{نویسنده: مهندس افشین رشید} 

دانشجویِ دکترایِ نانو _ میکرو الکترونیک در دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

مدلاسیون نانو مخابرات (RN و TN) گیرنده و فرستنده امواج نانو (دکترای نانو _میکرو الکترونیک) (دکترای آموزشی _ پژوهشی)

پژوهشگر و نویسنده: دانشجویِ دکترای تخصصی (  افشین رشید )

نکته : نانو فرستنده TN و گیرنده RN  الکترومغناطیسی باید عملیاتی چون انجام پردازش های باند پایه، تبدیل فرکانس، فیلتر کردن وتقویت امواج را برای سیگنال هایی که می فرستد یا آنهایی که از فضای آزاد به نانو آنتن می رسد را بتواند انجام دهد. 

با توجه به اینکه نانو آنتن در فرکانس های تراهرتز به نوسان خواهد آمد، لازم است از ترانزیستور های FET RF که قادر به کار در این فرکانسه ای بالا باشند استفاده نمود.ترانزیستور های متعددی در این حوزه ساخته و معرفی شده اند. در فرکانسهای پایین تر، نانو تجهیزات قادر به برقراری ارتباط در مسافت های طولانی تر ی می باشند، از طرفی راندمان نانو دیوایس ها در این حالت بسیار پایین پیش بینی می شود. لذا نانو سنسور ها در فرکانسهای مگاهرتز ارتباط بر قرار نمی کنند و امواج با انرژی بالاتری برای کنترل تعداد زیادی از نانو تجهیزات در یک منطقه خیلی وسیع قابل مورد نیاز می باشد. به همین دلیل نانو دیوایس ها در فرکانسهای حدو 1.0 تا 10 تراهرتز ارتباط دارند.به دلیل محدودیت شدید نانو دیوایس ها از نظر اندازه و انرژی، تولید سیگنالهای توان بالا در فرکانس تراهرتز عملیاتی نمی باشد. بنابراین الگوهای ارتباطی کالسیک که بر اساس ارتباط سیگنالی پیوسته می باشند قابل پیاده سازی نبوده و برای WNSN ها تکنیک های مدوالسیون پالسهای کوتاه حوزه زمان (OOK-TS: Keying Off-On ) مورد استفاده قرار می گیرند. این تکنیک ها به خصوص در مواردی چون سیستم های تشخیص بیماری از خارج بدن و دارور رسانی هدفمند در بدن و همچنین اینترنت نانو اشیا مورد استفاده قرار می گیرند.موج به عنوان حاملهای اطلاعاتی شبیه به ارتباطات کلاسیک. با این حال به دلیل کمبود شدید منابع و اثرات کوانتومی مواد ، روشهای کلاسیک نمی توانند بطور مستقیم در حوزه نانو اعمال شوند. از این رو لازم است از مواد و فنون جدید استفاده شود. 

CNT ها در امواج ارتباطاتی نانو 

CNT ها معروف ترین و امیدوار کننده ترین ماده برای ارتباطات نانو هستند. CNT شارژ با موج مهیج طنین انداز می شود و فاصله آن با صفحه مطابق با دامنه موج تغییر می کند. تغییر فاصله باعث کاهش خاصیت انتشار میدان CNT و تغییر در جریان می شود. این ایده اصلی برای استفاده از CNT منفرد به عنوان آنتن و دیمولولاتور در کنار هم است.

عامل پوشش یا پایدار ساز نانو ذرات (بر پایه دکترای نانو _ میکرو الکترونیک) (دکترای آموزشی _ پژوهشی)

پژوهشگر و نویسنده: دانشجویِ دکترای تخصصی (  افشین رشید )

نکته:  عامل پوشش یا پایدار ساز نانو ذرات تولید شده به دلیل سطح ویژه و انرژی سطحی زیاد، به هم میچسبند و تشکیل توده میدهند. این پدیده به از بین رفتن خواص حاصل از اندازه کوچک این ذرات  میانجامد. 

برای جلوگیری از انباشت نانو ذرات در مرحله سنتز ، از پایدار ساز ها استفاده میشود. معمولًا دو نوع روش الکتروستاتیکی و رانش فضایی برای پایدار کردن نانو ذرات استفاده میشود در الگویی از دو روش پایدار کردن ذرات استفاده میشود . در روش اول، از یونها برای پایدار کردن نانو ذرات استفاده میشود. این یون ها به ذرات جذب میشوند و یک لایه دارای بار الکتریکی اطراف نانو ذرات تشکیل میدهند و در نتیجه رانش کوالانسی رامان (Raman) از انباشات ذرات میشود. در روش دوم، برای پایدار کردن نانو ذرات از درشت مولکولها استفاده می شود . درشت مولکول ها به سطح ذرات میچسبند و فضایی را در اطراف نانو ذره اشغال میکنند. با نزدیک شدن ذرات به یکدیگر، این مولکولها درهم می تنند و رامان از به هم چسبیدن ذرات میشوند.از برهم کنش های لایه لایه نانو و چربی به عنوان تابعی از ساختار نانوذرات ، مورفولوژی و الکترو شیمی سطح است. این هدف گسترده از تعدادی نانو مولکول ها تشکیل شده است که از شبیه سازی های مولکولی درشت دانه دریافت میشود. 

در تولید نانو ذرات متخلخل به روش احیای عامل پوشش یا پایدار ساز نانو ذرات ، معمولًا از روش رانش فضایی به منظور پایدار سازی ذرات بهره می گیرند .  از پایدار ساز ها در این روش به .مخلوط دو پایدارساز نیاز به عنوان عامل پایدار سازی استفاده شده است. بیشترین کاربرد را در پوشش نانو ذرات  دارند. در سنتز نانو ذرات بر اساس ، عامل احیا، پایدار ساز و به همراه اندازه نانو ذرات حاصل شده است. یکی از پارامتر های بسیار تأثیر گذار بر اندازه در سنتز نانو ذرات، غلظت پایش ماده و چه غلظت پیش ماده  بیشتر باشد، اندازه ذرات تولیدی بزرگتر، و برعکس هر چه غلظت پایش ماده کمتر باشد، اندازه ذرات کوچکتر خواهد بود.  غلظات های مختلف  تولید و تأثیر غلظت پایش ماده را بار اندازه نانو ذرات تولیدی وجود دارد. با تغییر غلظت اندازه نانو ذرات به نانومتر کاهش یافته است. در حالت سنتز نانو ذرات و افزایش  اندازه ذرات تولیدی از نانومتر به میکرو افزایش میابد.

نتیجه گیری 

تاثیر مقدار پایش ماده در سنتز نانو ذرات نقره صورت گرفته که  به ذرات حاصل را با افزایش مقدار  میانگین  اندازه ذرات حاصل از  نانومتر افزایش یافته است.نانو ذرات سنتز شده در غلظت های مختلف که با افزایش غلظت پایش ماده  تغییری در شناسایی نانو ذرات ایجاد نمی شود و نانو ذرات حاصل شبه کروی اند. اما با افزایش مقدار پایش متوسط اندازه ذرات از نانومتر به میکرو افزایش مییابد. از سوی دیگر، با افزایش غلظت پیش ماده افزایش اندازه ذرات ؛ نانو ذرات حاصل با افزایش حجم مواجه میشوند.

_{نویسنده: مهندس افشین رشید} 

دانشجویِ دکترایِ نانو _ میکرو الکترونیک در دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

(علوم مخابرات ) انواع رادار و اهداف آن (رادار فرستنده گیرنده پالسی p و مونو استاتیکP6FP) مهندسی برق _ الکترونیک 

پژوهشگر و نویسنده: دانشجویِ دکترای تخصصی (  افشین رشید )

نکته : انواع رادار و اهداف آن بر اساس معیارهای گوناگون می توان دسته بندی های متفاوتی را برای بیان انواع رادار ارائه داد. رادار هایی که P و رادار هایی که فرستنده و گیرنده آنها در دو فرستنده و گیرنده آنها در یک محل می باشد رادارهای مونو استاتیک P6FP نامیده می شوند. در حالت اول فاصله هدف از فرستنده و گیرنده یکسان  محل متفاوت واقع شده است، بای P7F استاتیک است اما در حالت بای استاتیک اینطور نیست. در مونواستاتیک که معمولا رادارها از این نوع هستند، برای ارسال و دریافت از یک آنتن استفاده می شود.

در مواردی یک سیستم رادار دارای بیش از یک فرستنده و گیرنده می باشد که به صورت P خوانده می شود.  یک شبکه عمل می کنند. این سیستم P8F ها مولتی استاتیکP ، راداری است که به طور  همچنین رادارها را می توان براساس سیگنال ارسالی آنها دسته بندی کرد. نوع CWP9F پیوسته و معمولا با دامنه ثابت ارسال می کند. این سیگنال ارسالی می تواند با مدولاسیون FM و یا با فرکانسی ثابت فرستاده شود. هنگامی که شکل موج ارسالی به صورت پالسی است ( بامدولاسین FM و یا بدون آن) ، رادار پالسی P و غیر فعالP1F  نامیده میشود. همچنین بر اساس وجود فرستنده یا نبود آن، رادارها بترتیب به دو دسته فعال P10FP تقسیم می شوند.

 بر اساس وظیفه اصلی ای که بر عهده رادار است رادارهای آشکارساز P12FP ،جست و جوگر P13F ردیاب ، P14F PP و غیره P15FP را می توان نام برد.

اهداف رادار دارای انواع گوناگون است که عامل مجزا کننده آنها متفاوت است . ساده ترین نوع آن که هدف تعریف می شود هدفی است که بزرگترین بعد فیزیکی آن کوچکتر از حداقل طولی است که پالس ارسال شده بدون مدولاسیون FM قادر به اندازه گیری آن است. این مقدار دقت رادار در اندازه گیری طول را مشخص می کند و برای رادار مونواستاتیک برابر با cT می باشد. T طول پالس ارسالی است. در حضور مدولاسیون FM این مقدار برابر با 2c/2B است که B پهنای باند موج ارسالی می باشد. به علت کوچک بودن این اهداف پخش شدگی ای در زمان در پالسهای بازگشتی رخ نمی دهد و شکل موج بازگشتی تغییر چندانی نمی کند. P نامیده می شوند. این اهداف در پالس های دریافتی  اهدافی که اندازه آنها بزرگتر از اهداف نقطه ایست، اهداف وسیعP17Fدریافتی پخش شدگی ایجاد می کنند که بازده کار رادار را کاهش می دهد. در نظر گرفتن یک هدف به عنوان هدف وسیع نیز به پهنای باند بستگی دارد. P شمرده می شوند، مانند جنگل، زمین، کوهها و غیره که به این نوع اهداف اهداف بزرگتر جزو اهداف P18F گستردهP هم گفته می شود. دسته دیگری از اهداف پخش را اهداف حجمیP20F اهداف ناحیه ایP19FP می نامند که شامل باران، برف، ابر، ابر، مه و غیره می باشد . 

اهداف متحرک اهدافی هستند که نسبت به رادار دارای حرکت اند. اگر رادار بر روی زمین به طور ساکن باشد، اهداف طبیعی مانند جنگل یا زمین چمنزار حرکات نسبتا کندی را دارا هستند و پخش شدگی کمی در طیف فرکانسی سیگنال دریافتی ایجاد می کنند. باران و شکل های مشابه نیز دارای چنین حالتی هستند. قابل توجه بودن اثر سایر پدیده های آب و هوایی مانند طوفان، گردباد و غیره به فرکانس کاری رادار بستگی دارد. اهدافی مانند موشک، هواپیمای جت، ماهواره ها به میزانی سریع هستند که جابجایی طیفی قابل توجهی (ناشی از داپلر) در سیگنال دریافتی نسبت به سیگنال ارسالی ایجاد می کنند. در حالاتی که رادار متحرک است تمامی اهداف ساکن بر روی زمین متحرک در نظر گرفته می شوند. در ایجاد داپلر سرعت نسبی رادار و هدف نسبت به هم مطرح می باشد . 

دسته بندی دیگر اهداف رادار، فعال یا غیر فعال بودن آنهاست. به اهدافی که از خو د انرژی تشعشع می کنند فعال گفته می شود. سایر اهداف غیر فعال هستند. یک رادار برای سیستم راداری دیگر هدفی فعال بشمار می رود. از جمله اهداف فعال می توان بدن انسان را نیز نام برد. رادارهایی که با طول موج مادون قرمز کار می کنند می توانند تشعشعات ناشی از حرارت بدن را دریافت کنند.

 _{نویسنده: مهندس افشین رشید}