پروژه ساخت مدار هشدار ارتعاش و زلزله به همراه قطع کننده گاز ساختمان

زلزله پدیده‌ی تهدید کننده این روزها در ایران است. وجود چندین گسل خطرناک در مناطق شهری بسیار ترسناک به نظر می‌رسند. این موضوع درگیری ذهنی زیادی برای بسیاری از هموطنانمان بوجود آورده است. در خصوص بروز زلزله راه‌کارهای و مهارت‌هایی وجود دارد که نیاز تک تک هوطنان است تا نسبت به آن‌ها آگاه باشند. مثلا به هنگان بروز زلزله برخلاف تصور، هزگر نباید ساختمان را ترک کرد. بلکه فقط باید در مکانی مناسب پناه بگیریم. اما پس از بروز زلزله، وجود تجهیزاتی جهت قطع گاز و برق و آب ساختمان‌ها بسیار بسیار به کاهش آسیب‌های پس از زلزله کمک می‌کند. در این آموزش شیوه ساخت مدار هشدار زلزله و قطع کننده گاز ساحتمان را آموزش خواهیم داد. در ادامه این آموزش با وب سایت مرجع آموزش‌های DIY الکترونیک، دیجی اسپارک همراه باشید.

آپ امپ یا تقویت کننده عملیاتی

ایدهٔ بکارگیری تقویت‌کننده‌های عملیاتی یا آپ امپ نخستین‌بار در مدار رایانه‌های آنالوگ مطرح شد. با قرار دادن عنصرهای گوناگون میان سرهای ورودی و خروجی تقویت کننده عملیاتی مدارهای گوناگون با کارایی‌های متفاوت طراحی می‌شد. به وسیله آنها عمل ریاضی مانند جمع، تفریق، ضرب، تقسیم، مشتق گیری و انتگرال گیری پیاده می‌شد. پیشرفت فناوری و مطرح شدن نیازهای متنوع‌تر و تخصصی‌تر، زمینه را برای عرضهٔ تقویت‌کننده‌های عملیاتی خاص فراهم کرد. تقویت‌کننده عملیاتی درواقع یک تقویت‌کننده ولتاژ با بهرهٔ ولتاژ بسیار بالاست و معمولاً دارای یک سر خروجی و دو سر ورودی است که سرهای ورودی بصورت تفاضلی عمل می‌کنند.

در این آموزش قلب مدار یک اپ امپ یا مقایسه کننده ۷۴۱ میباشد که دارای دو پایه ورودی و یک خروجی میباشد . در این مدار ارتعاشات توسط سنسور ارتعاش یا ویبراتور تشخیص داده شده و باعث تولید یک سیگنال کوچک میشود و این سیگنال با یک مقدار مرجع که توسط پتانسیومتر ( تنظیم حساسیت مدار ) مقایسه شده و باعث تولید یک سیگنال در خروجی ۷۴۱ میشود که با آن میتوان یک رله ، LED و …. را فعال کرد.

سنسور ویبراتور HDX

این سنسور در واقع یک سوییچ حساس به لرزش و نیروی خارجی است و زمانی که این نیرو به حد کافی بزرگ باشد باعث میشود نوعی پودر هدایت پذیر که در داخل سنسور است دو پایه آن را اتصال کوتاه کرده و سنسور مثل یک کلید بسته عمل میکند و زمانی نیرویی وجود نداشته و سنسور در حالت استاتیک باشد به مانند یک کلید باز عمل میکند.

تراشه OP-AMP 741

آپ امپ ها معمولا دارای ۸ پایه شامل ۲ ورودی تفاضلی ، ۱ پایه بدون اتصال (NC) ، دو پایه افست ورودی و خروجی ، تغذیه + ، تغذیه – و خروجی هستند. آپ امپ ها دارای یک ورودی + یا Non-Inverting ( غیر معکوس کننده ) و یک ورودی – یا Inverting ( معکوس کننده ) هستند. همانگونه که از نام ورودی ها پیداست در صورتی که ورودی + را به زمین وصل کنیم ، هر موجی که به پایه ورودی – ( معکوس کننده ) وصل کنیم ، در خروجی یک موج با اختلاف فاز ۱۸۰ درجه با دامنه تقویت شده خواهیم داشت و در صورتی که ورودی – را به زمین وصل کنیم و به پایه + یا غیر معکوس کننده یک موج اعمال کنیم ، در خروجی موجی با دامنه تقویت شده و اختلاف فاز ۰ خواهیم داشت.

به صورت کلی خروجی آپ امپ برابر است با ولتاژ ورودی غیر معکوس کننده – ولتاژ ورودی معکوس کننده * گین آپ امپ . در واقع آپ امپ مقدار ولتاژ ورودی – را از مقدار ولتاژ ورودی + کسر می کند و اختلاف حاصل را تقویت می کند یعنی تقویت کننده تفاضلی Differential Amplifier .

قطعات مورد نیاز

۱- OP-AMP 741

۲- بردبرد یا برد سوراخ دار

۳- LED

۴- پتانسیومتر (ولوم ) ۱۰K

۵- خازن عدسی ۱۰۴

۶- مقاومت ۱K

۷- مقاومت ۱۰K

۸- سنسور ویبراتور (ارتعاش )

۹- ماژول رله

۱۰- بازر

۱۱- باتری ۵ ولت

شرح مدار هشدار زلزله