شیر مکانیزه – جلسه هفتم

اهداف:

1- نصب مدار الکتریکی و شیر برقی بر روی دستگاه و سیم کشی ها + عایق بندی سیم ها
2- مکانیزم نصب چشم قابل تنظیم روی دستگاه
3- نحوه نصب اجزاء به هم و سر هم بندی دستگاه
4- تنظیم دستگاه و آزمایش آن به وسیله افراد مختلف.

زمان عملیاتی 
 
وسایل لازم 
2 عدد فیبر سوراخدار اضافی
Spacer ( 8 عدد )
پیچ خودکار
مهره spacer
طلق 2 میل ( 50×50 سانتی متر )

روند کار

1- در جلسه قبل با نحوه ساخت مدار چشم مادون قرمز آشنا شدیم و آن را ساختیم. دیدیم که این مدار از اجزاء زیر تشکیل شده:

1- مدار حسگر
2- مدار منبع تغذیه
3- ترانس تغذیه
4- حسگر

در این جلسه می خواهیم مدارات و بخش های فوق را بر روی دستگاه نصب نماییم.
برای به دست آوردن نتایج مطلوب، باید در نصب نمودن مدارات، به چند نکته توجه نمایید.
1- شیر برقی به علت ایجاد پارازیت زیاد، باید تا حد امکان با فاصله از مدار مادون قرمز نصب شود تا این پارازیت ها موجب اختلال در عملکرد مدار مادون قرمز نشوند.

2- برای نصب مدار باید به صورت زیر عمل نمایید.

چون مدار از قطعات حساسی تشکیل شده نمی توان به وسیله پیچ معمولی آن را به دستگاه متصل نمود. لذا باید از ابزاری بنام اسپیسر (spacer) استفاده نماییم. حال یک اسپیسر به دانش آموزان نشان بدهید. Spacer به شکل زیر می باشد و در ابعاد مختلف موجود است.

شکل چند نوع spacer

از این وسیله برای نصب مدارات الکتریکی روی صفحات و قطعات خارجی استفاده می شود شما نیز از دانش آموزان بخواهید برای نصب مدار چشم الکتریکی و همچنین مدار منبع تغذیه مربوط به آن، بر روی پایه اصلی شیر، از spacer استفاده نمایند، بدین صورت که ابتدا مدارات موجو را به وسیله spacer به یک فیبر سوراخدار عادی وصل نمایند و سپس فیبر سوراخدار را روی پایه دستگاه پیچ کنند.

شکل فیبر سوراخدار

با این کار چون پیچ مستقیم با مدار در تماس نیست، امکان اتصالی یا آسیب دیدن به مدار اصلی وجود ندارد.
برای نصب شیر برقی بر روی پایه نیز روشهای زیادی وجود دارد. اگر شیر برقی چای مخصوص برای پیچ کردن داشته باشد که می توان به راحتی آن را نصب نمود. در صورتی که اینگونه نباشد، قطعه زیر را با خم نمودن طلق به گونه ای می سازیم که درست اندازه شیر برقی موجود باشد، سپس قطعه را روی شیر برقی قرار می دهیم و به پایه پیچ می نماییم.

عکس شیر برقی نصب شده

برای خم نمودن طلق نیز می توانید از شعله گاز استفاده نمایید. طلق را با فاصله از آتش به صورتی نگه دارید که گرم شود، سپس فرم مورد نظر را به آن بدهید و صبر کنید تا سرد شود.
از نکات مهمی که باید در این مرحله به آن توجه کنید مراقبت و نظارت بر نحوه سیم کشی و اتصال برق 220 ولت توسط دانش آموزان به دستگاه می باشد.
چون سر و کار مادر ساخت این پروژه با آب می باشد، باید حتماً به دانش آموزان یادآوری کنید که سیم ها را کاملاً بپوشانند و تا حد امکان آنها را عایق بندی و آب بندی نمایند.
این آب بندی را می توان به روش های مختلفی انجام داد. ساده ترین روش استفاده از چسب برق یا همان لنت می باشد.
برای عایق بندی محل اتصال دو سیم برق به یکدیگر، با استفاده از یک تکه لنت ( 10 – 15 سانتی متر ) دور آن را خوب پوشش دهید و تا 2 سانت اطراف محل اتصال را نیز با لنت بپوشانید در انتها نیز توسط شعله کمی آن را گرم کنید تا بهتر بچسبد و در آینده کنده نشود.
البته روش های دیگری نیز برای عایق کاری وجود دارد، مانند قطعه زیر:

که سیم را بگونه ای که محل اتصال آن در وسط قطعه قرار گیرد، قرار می دهند و به وسیله دستگاه مخصوص یا با حرارت دادن، آن را پرس می کنند.
در ساخت این دستگاه برای راحتی و سرعت عمل، از دانش آموزان بخواهید از لنت استفاده نمایند.
لازم است پس از نصب تراس و مدارها، سیم های برق را به وسیله بست برق در روی پایه دستگاه فیکس نمایند تا در صورت کشیده شدن سیم ها، قطعی در مدارها ایجاد نشود.

شکل سیم مهار شده به وسیله بست سیم برق

2- مکانیزم نصب چشم دستگاه:
چشم الکتریکی بکار گرفته شده در این دستگاه، از یک گیرنده و یک فرستنده مادون قرمز تشکیل می شود که همان گونه که در جلسه پیش دیدید، در کنار هم و موازی با هم نصب می شوند.
برای نصب، باید آنها را به گونه ای نصب نماییم که قابلیت تنظیم و رگلاژ داشته باشند تا بتوانیم برای عملکرد مناسب آنها را به سمت مورد نظر تنظیم کنیم.
برای این منظور، باید قطعه زیر را بسازند و گیرنده – فرستنده را که در جلسه قبل بر روی فیبر سوارخدار لحیم کرده بودند را روی آن بچسبانند.

در قطعه فوق، دو تکه پلکسی گلاس 4×4 سانتی متر را به وسیله لولا ( با چسب قطره ای ) به هم متصل نمایند، سپس با استفاده از یک پیچ و چند مهره، لبه آزاد آنها را به هم طوری وصل کنند که زاویه بین آنها 90 درجه باقی بماند. حال سنسورهای گیرنده- فرستنده مادون قرمز را بر روی یکی از این صفحات 4×4 سانتی متر وصل نمایید. خود قطعه تنظیم کننده را نیز به گونه ای نصب نمایید که در زیر شیر و نزدیک پایه آن وصل شود.
حال با چرخاندن پیچ تنظیم می توانیم زاویه فرستنده – گیرنده مادون قرمز را آنقدر تغییر دهیم تا به حالت مطلوب از لحاظ کارآیی برسیم. تا این مرحله نحوه نصب و محل نصب هر جزء بر روی پایه دستگاه را به دانش آموزان آموزش دادید.
مرحله آخر در ساخت دستگاه، نحوه اتصال این اجزاء و مدارات به هم می باشد. نقشه مونتاژ و نحوه اتصال قطعات به هم را در زیر مشاهده می کنید:

برق شهر را به ترانس وصل می کنیم تا آن را به 12 ولت تبدیل کند. این برق 12 ولت متناوب خواهد بود، لذا به وسیله مدار منبع تغذیه آن را به 12 ولت مستقیم تبدیل می کنیم و به مدار مادون قرمز وصل می کنیم.
از مدار مادون قرمز دو عدد سیم که از رله خارج می شوند، بیرون آمده اند. این دوسیم در حقیقت یک کلید الکترونیکی می باشند آنها را به صورت زیر به شیر برقی وصل می کنیم:

با این کار، هنگامی که مدار مادون قرمز رله را قطع و وصل نماید، شیر برقی خاموش و روشن می شود.
آب شهر را ابتدا به شیر برقی متصل نمایند، سپس خروجی شیر برقی را بگویید به شیر آب نصب شده روی دستگاه وصل نمایند.
در مرحله آخر سیم های فرستنده – گیرنده را نیز به مدار مادون قرمز در جای خود متصل نمایند ( اگر تا حالا این کار را نکرده بودند. )
حال در این مرحله کار ساخت دستگاه به پایان می رسد. از دانش آموزان بخواهید دستگاه را راه اندازی و تست نمایند.
برای تست دستگاه، لازم به وصل نمودن آب نیست، زیرا در هنگامی که وجود دست توسط مدار حسگر، تشخیص داده می شود، چراغی روی مدار روشن می شود و صدایی نیز از رله دستگاه به گوش می رسد.

برای تنظیم دستگاه از یک از دانش آموزان بخواهید دست خود را به زیر شیر بگیرد و دور و نزدیک کند، سپس با تنظیم زاویه فرستنده – گیرنده مادون قرمز، و هم چنین تنظیم پتانسیو متر روی مدار که حساسیت مدار را تنظیم می کند ( این پتانسیومتر در حقیقت فاصله ای را که لازم است دست به آن نزدیک شود تا رله وصل شود را تنظیم می کند ) سعی کنید دستگاه را به نحوی تنظیم نمایید که بهترین نتیجه حاصل شود.
دستگاه باید به نحوی تنظیم کرد که به محض نزدیک شدن دست، رله وصل شود و با کمی دور شدن دست از زیر شیر، قطع شود.
هم چنین زاویه فرستنده – گیرنده باید به نحوی تنظیم شود که هنگامی که دست به صورت عادی زیر شیر قرار گیرد، رله وصل شود و نیاز به بالا یا پایین بردن دست نداشته باشیم.
شکل فیلم شیر مکانیزه در حال تست.

ارزیابی

یک تکه فیلم کوتاه از دستگاه شیر مکانیزه بگیرند و ببه عنوان تکلیف این جلسه در بخش تکالیف آپلود کنید.
نحوه عملکرد شیر با در و یا نزدیک نمودن دست در زیر شیر باید در فیلم مشخص باشد.

منابع بیشتر

روش کار کردن با طلق – آتش نشان

بخش پژوهش های دانش آموزی سایت تبیان

تنظیم: یگانه داودی

شیر مکانیزه – جلسه اول
شیر مکانیزه – جلسه  دوم
شیر مکانیزه – جلسه  سوم
شیر مکانیزه – جلسه  چهارم
شیر مکانیزه – جلسه  پنجم
شیر مکانیزه – جلسه  ششم
شیر مکانیزه – جلسه  هفتم
شیر مکانیزه – جلسه  هشتم