سیستم اطفاء حریق - جلسه هفتم
اهداف جلسه: آشنایی با قطعات و مدارهای الکترونیکی و نحوه ساخت آن ها، ساخت دستگاه دود ساز
وسایل مورد نیاز: فیبر سوراخدار، چند عدد مقاومت، هویه، سیم لحیم، مدار آلارم، المنت، ترانس 12 ولت، یک ظرف شیشه ای (استکان)، اسفند، عود
7-1: آشنایی با قطعات و مدارات الکترونیکی و نحوه ساخت آن ها:
بخش اصلی دستگاه تا این مرحله ساخته شده است. تنها باید سنسور و سیستم آلارم را بر روی آن نصب نمود.
در این مرحله به توضیح سیستم آلارم می پردازیم.
دستگاه آتش نشان علاوه بر بازنمودن آب، باید به وسیله نور یا صدا، آلارمی نیز بزند تا اهالی منزل متوجه وقوع حریق در منزل گردند و منزل را ترک نمایند یا در خاموش نمودن آن اقدام کنند.
سیستم آلارم دستی در اکثر ساختمان ها وجود دارد. در این سیستم با فشردن کلید مخصوص، آژیری به صدا در می آید تا اهالی از وقوع حریق مطلع شوند. در شکل زیر، کلید خطر و آژیر و چراغ هشدار آتش را مشاهده می کنید.
برای ساخت این پروژه هم از هشدار صوتی، هم نوری استفاده می کنیم. برای آلارم صوتی از یک مدار آژیر ساده و برای آلارم نوری از یک لامپ استفاده خواهیم نمود.
همچنین برای تهیه برق مورد نیاز مدارات الکترونیکی، بهترین راه استفاده از باتری می باشد، زیرا در صورت استفاده از ترانس، با برق 220 سر و کار خواهیم داشت و خطرناک خواهد بود.
قبل از ساخت مدار آلارم، آموزش های الکترونیکی مقدماتی را به شما می دهیم.
برای مونتاژ مدارهای الکترونیکی، از هویه قلمی 40 وات و قلع مرغوب 63% استفاده نمایید. برای مونتاژ یک مدار باید ابتدا از مقاومت ها شروع نمایید و آن ها را در جای خود قرار داده و لحیم نمایید. عکس مقاومت را در زیر مشاهده می کنید:
مرحله بعد نوبت نسب دیودهاست. توجه شود که دیودها باید در جهت مناسب در مدار قرار داده شوند.
جهت خط دار روی دیود، کاتد و جهت دیگر آند نام دارد.
مرحله بعد نوبت نصب LED ها می باشد. LED ها یا دیودهای نورانی نیز دارای قطب آند و کاتد می باشند و در نصب آن ها باید دقت نمود:
پایه کوتاهتر LED کاتد و پایه بلندتر آن ها آتد می باشد.
مرحله بعد، نوبت نصب خازن ها است.
خازن ها دو نوع دارند: عدسی و الکترولیت.
برای خازن عدسی که ظاهرش شبیه عدس می باشد، جهت نصب مهم نیست. ولی در خازن الکترولیت که ظاهر آن مانند استوانه است، برای نصب باید قطب + و – خازن را در جهت مناسب قرار داد.
در خازن الکترولیت، قطب منفی با یک نوار رنگی مانند شکل زیر مشخص می شود:
مرحله آخر نوبت به نصب آیسی ها و ترانزیستورها می باشد. چون این قطعات به حرارت بسیار حساس می باشند، باید در مرحله آخر نصب شوند، زیرا در صورت بالا رفتن دمای آن ها، به سادگی خواهند سوخت.
حالا یک فیبر سوراخدار، هویه. سیم لحیم و چند مقاومت به درد نخور تهیه نموده و این مقاومت ها را به فیبر لحیم نمایید. این کار به منظور افزایش مهارت لحیم کاری انجام می شود.
فیبر سوراخدار
پس از آموزش لحیم کاری، می خواهیم شما را با چند قطعه الکترونیکی پرکار برد که در این پروژه نیز استفاده می شوند، آشنا نماییم.
رله: رله تشکیل می شود از یک آهنربای الکترویکی و یک کلید.
هنگامی که در سیم پیچ آهنربای الکتریکی جریان برقرار شود، آهنربا تیغه بالای خود را جذب می کند و باعث می شود A به B متصل شود و کلید وصل گردد. با استفاده از رله می توان بوسیله یک جریان ضعیف ( در حد راه اندازی آهنربای الکتریکی ) یک کلید بزرگ را قطع و وصل نمود.
ترانسفورماتور:
ترانسفورماتور وسیله ای است که ولتاژ را کم یا زیاد می کند. مثلاً می توان به وسیله ترانس، برق 220 ولت را به 12 ولت تبدیل نمود و بالعکس.
پل دیود:
همان طور که می دانیم برق شهر متناوب (AC) است ولی برق مورد نیاز برای راه اندازی مدارات الکترونیکی مستقیم (DC) می باشد.
ترانس نیز برق AC را کم و زیاد می کند، لذا باید به وسیله قطعه ای برق AC را به DC تبدیل نماییم. این قطعه پل دیود نام دارد.
پل دیود چهار عدد پایه دارد. اگر برق متناوب را به پایه هایی که با علامت "~" مشخص شده اند متصل نماییم، در پایه هایی که با علامت "+" و "-" مشخص شده اند، دو قطب برق dc ( مستقیم ) را خواهیم داشت.
مقاومت ها:
مقاومت قطعه ای است که در اکثر مدارات الکتریکی به کار می رود و وظیفه آن ایجاد مانع بر سر راه عبور جریان است تا جریان به راحتی قبل نتواند عبور کند. هر چه این مانع بزرگ تر باشد، حرکت جریان سخت تر و با سرعت کمتری خواهد بود، لذا مقاومت مقدار بزرگ تری خواهد داشت.
واحد اندازه گیری مقدار مقاومت اهم است. برای توضیح بیشتر، می توان مقاومت را به سرعت گیرهای خیابان تشبیه نمود که هر چه ارتفاع بیشتری داشته باشند، سرعت عبور خودروها از روی آن ها کمتر می شود. از آنجا که مقاومت ها دارای مقادیر مختلف می باشند، باید یاد بگیریم چگونه آن ها را تشخیص دهیم.
مقدار مقاومت به وسیله نوارهای رنگی روی آن مشخص می شود.
تمام مقاومت ها دارای یک حلقه طلایی یا نقره ای می باشند. برای خواندن مقاومت باید آن را به گونه ای در دست بگیریم که حلقه طلایی یا نقره ای آن در سمت راست قرار گیرد.
هر حلقه رنگی روی مقاومت ها نماینده یک عدد می باشد:
برای خواندن مقاومت، اعداد مربوط به دو نوار سمت چپ را عیناً و به ترتیب می نویسیم. عدد مربوط به نوار سوم ( از سمت
چپ ) بیانگر تعداد صفرهایی است که باید جلوی دو رقم قبلی قرار دهیم:
پس از طی این مراحل اولیه، ساخت مدار آلارمی را که تهیه نمودید را شروع نمایید و قطعات آن را طبق نقشه های آن لحیم نمایید.
7-2: ساخت دودساز:
دستگاه ما قادر خواهد بود با حس کردن دود در محیط، آلارم بزند و آب بپاشد، لذا برای آزمایش عملکرد و بهینه سازی دستگاه، باید به نوعی بتوانیم دود تولید نماییم.
برای تولید دود، راه های زیادی وجود دارد. می توان از عود، اسفند یا نفت استفاده نمود. شما نیز با توجه به امکانات و زمان موجود می توانید از یکی از این سه گزینه استفاده نمایید. بهتر است از نفت به دلیل قابل احتراق بودن استفاده نکنید. برای تولید دود به وسیله ئود، کافی است ئود را در پایه ای قرار دهید و در محفظه آزمایش جاسازی نمایید، ولی از آنجا که غلظت دود ئود کم است، بهتر است از اسفند و یا در صورت ناچاری، از چند عدد ئود استفاده کنید. برای استفاده از اسفند، می توانید از یک ظرف کوچک، یک تکه المنت و یک ترانس 12 ولت ( ترانس هالوژن ) استفاده نمایید ( چون با آب سر و کار داریم، استفاده از برق شهر برای گرم کردن المنت امکان ندارد و حتما باید از ترانس استفاده نمایید. ترانس نیز باید با فاصله زیادی از دستگاه جاسازی شود).
ابتدا یک سر المنت را به خروجی 12 ولت ترانس وصل نمایید و فاصله سر دیگر را با این سر آن قدر جابجا نمایید تا المنت داغ شود. فاصله نباید به قدری کم باشد که المنت سرخ و سپس ذوب گردد، همچنین نباید آن قدر زیاد باشد که المنت خوب گرم نشود ).
لازم به ذکر این کار را با احتیاط کامل انجام دهید تا حرارت المنت دست شما را نسوزاند.
پس از یافتن نقطه مناسب، سیم خروجی 12 ولت ترانس را به آن نقطه متصل نمایید. سپس المنت را درون ظرف کوچک ( ترجیحاً شیشه ای ) به گونه ای قرار دهید که هیچ نقطه آن با نقاط دیگر تماس و اتصالی پیدا نکند و سپس به وسیله جسم نسوز ( مثل شیشه، سنگ، پیچ ... آن را محکم نمایید و سپس اسفند را درون این ظرف بریزید.
حال اگر مراحل را درست انجام داده باشید، وقتی ترانس را به برق وصل نمایید، المنت گرم و اسفند دود خواهد نمود. شما در حقیقت یک اسفند دود کن برقی 12 ولت ساخته اید.
حتماً توجه شود که ترانس اسفند دود کن در خارج ظرف آزمایش ( اتاقک تست ) و به دور از آب قرار گیرد، زیرا با مرطوب شدن آن، خطر برق گرفتگی بوجود می آید.
تکلیف: به عنوان تکلیف این جلسه از محفظه پر از دود شده عکس بگیرید.
محل بازدید/ اردو/ خرید: در صورت امکان اگر از یکی از کارخانه های تولید کننده قطعات یا وسائل الکترونیکی بازدید نمایید، برای شما بسیار مفید خواهد بود.
مطالب مرتبط:
بخش پروژه های دانش آموزی تبیان
تهیه: پوریا میرعشقی - تنظیم: فاطمه گودرزی
