ما هي مستشعرات الحرارة

تستخدم في نظم التحكم في درجة الحرارة عدة دوائر كهربائية مثل:

1- مستشعرات الحرارة (Thermistors)

2- مقاومات الحرارة (Resistance Temperature Detectors (RTDs))

3- حساسات الحرارة الإشعاعية (Pyrometers)

4- ترانزستورات التحكم في درجة الحرارة (Temperature Control Transistors)

5- المكثفات الحرارية (Thermal Capacitors)

6- الدوائر المتكاملة الخاصة بالتحكم في درجة الحرارة (Temperature Control Integrated Circuits (ICs))

7- أنظمة الاستشعار اللاسلكية التي تتحكم في درجة الحرارة عن بُعد.

تستخدم أنظمة التحكم في السيارات العديد من الدوائر الكهربائية والإلكترونية لتحسين أداء السيارة وزيادة أمانها وتحسين استهلاك الوقود، وتشمل هذه الدوائر:

1- دائرة الإشعال: وظيفتها توليد شرارة كهربائية في الأسلاك الإشعالية تعمل على إشعال خليط الهواء والوقود داخل المحرك.

2- دائرة التحكم بالوقود: تستخدم في التحكم بحقن الوقود ووقت حدوث الحرق في المحرك من خلال استشعار كمية الهواء والوقود الذي يدخل إلى المحرك.

3- مستشعرات الحرارة والضغط: تقيس درجة حرارة الزيت والمياه ومستوى الزيت وضغط الهواء في الإطارات والفرامل والمحرك.

4- دائرة التحكم في الفرامل المانعة للانغلاق ABS: تمنع الفرامل من الانغلاق عند الفرملة بشدة وتحسب زاوية دوران الإطارات.

5- دائرة التحكم في السرعة الإلكترونية: تقيس سرعة السيارة وتنظم كمية الوقود والهواء.

6- الدوائر الإلكترونية لجهاز الصوت والملاحة: تستخدم لتحكم في نظام الصوت والملاحة في السيارة.

تستخدم التقنيات النانوية في الصناعة الإلكترونية بشكل واسع ومتزايد، وذلك لتحسين أداء الأدوات الإلكترونية وتوفير حلول أكثر فعالية وكفاءة للجهود الإلكترونية. من بين استخدامات النانو في الصناعة الإلكترونية:

1- تصنيع شاشات الكريستال السائل وأجهزة العرض التي تستخدم تقنية النانو لتوفير صور بجودة عالية وألوان أكثر وضوحاً.

2- زيادة سرعة المعالجات وزيادة كمية الذاكرة الداخلية للهواتف الذكية والحواسب.

3- صناعة مستشعرات الحرارة والضوء والضغط بدقة عالية، وكذلك إنتاج الأجهزة الطبية مثل الميكروسكوبات التي تستخدم تقنية النانو لزيادة قدرة الميكروسكوب على الرؤية والتصوير بدقة عالية.

4- تصنيع الألياف البصرية والتي تستخدم في نقل البيانات بسرعات عالية جداً وبدقة عالية.

5- تطوير أجهزة تحليل الطيف الذري والمطيافية الكتلية التي تستخدم تقنيات النانو لزيادة الدقة والحساسية.

6- تصميم البطاريات الجديدة والتي تستخدم تقنيات النانو لزيادة سعة التخزين وتحسين الأداء الكهربائي وتقليل الحجم والتكلفة.

يتم تحقيق التبريد في الثلاجات والتكييفات الهوائية في ثلاث خطوات رئيسية:

1- الضغط: يتم زيادة ضغط المادة المبردة (مثل الفريون) عند خرجها من الضاغط، وهو يعمل على تحويل الغاز إلى سائل.

2- التكثيف: يتم تبريد السائل المبرد عن طريق تمريره عبر ملفات مكثف، وهو يزيد من كفاءة تحويل السائل المبرد إلى بخار.

3- التبخير: يتم تحويل السائل المبرد إلى بخار عن طريق تحريكه عبر ملفات المبخر. وبسبب امتصاص الحرارة من البيئة المحيطة، يتم تبريد الهواء في المنزل أو التبريد في التبريد في حجرة الثلاجة.

وعندما يتم تحديد درجة الحرارة المناسبة بواسطة مستشعرات الحرارة، يتم إيقاف عملية التبريد أو إعادة العملية من جديد حسب الحاجة.

هناك العديد من أنواع مستشعرات التحكم الآلي، ومنها:

1- مستشعرات الحركة: تستخدم للكشف عن حركة الأشخاص أو الأشياء، مثل الحركة الإنسانية أو الحيوانية.

2- مستشعرات الضوء: تستخدم للكشف عن مستوى الضوء أو التغيرات في الضوء، مثل مستشعرات الضوء الشمسية أو مستشعرات الإضاءة.

3- مستشعرات الصوت: تستخدم للكشف عن الموجات الصوتية أو الضوضاء، مثل مستشعرات الصوت في الأجهزة الطبية أو مستشعرات الصوت في السيارات.

4- مستشعرات الحرارة: تستخدم للكشف عن درجة الحرارة أو التغيرات في درجة الحرارة، مثل مستشعرات الحرارة في الأجهزة الطبية أو مستشعرات الحرارة في السيارات.

5- مستشعرات الرطوبة: تستخدم للكشف عن مستوى الرطوبة في الجو أو التغيرات في مستوى الرطوبة، مثل مستشعرات الرطوبة في الأجهزة المنزلية أو مستشعرات الرطوبة في الزراعة.

6- مستشعرات الضغط: تستخدم للكشف عن التغيرات في الضغط، مثل مستشعرات الضغط في الأجهزة الطبية أو مستشعرات الضغط في السيارات.

7- مستشعرات القرب: تستخدم للكشف عن الأشياء الموجودة بالقرب، مثل مستشعرات القرب في الهواتف الذكية أو مستشعرات القرب في الروبوتات.

يمكن تصميم دائرة تحكم في درجة حرارة الأجهزة باستخدام مجموعة من المكونات الإلكترونية الأساسية والتي تشمل:

1- مستشعر درجة الحرارة: يمكن استخدام مجموعة متنوعة من المستشعرات مثل مستشعرات الحرارة الحرارية أو مستشعرات الحرارة الإلكترونية.

2- وحدة المعالجة المركزية (MCU): يمكن استخدام MCU لقياس قيمة درجة الحرارة من المستشعر وتحويل القيمة إلى إشارة تحكم.

3- دائرة التحكم: تستخدم هذه الدائرة لتحويل الإشارة المنبعثة من MCU إلى مستوى تحكم يمكن استخدامه للتحكم في الأجهزة الإلكترونية.

4- العناصر الكهربائية الأخرى: تشمل العناصر الكهربائية الأخرى المستخدمة في دائرة التحكم عادة عناصر مثل المقاومات والمكثفات والملفات والثنائيات الصمامات والترانزيستورات.

تحتاج الدائرة المصممة لتحكم في درجة حرارة الأجهزة إلى تحديد مستوى الحرارة المطلوب للأجهزة وتوفير إمكانية الإعداد لتعديل مستوى الحرارة بسهولة. يمكن أن تعمل الدائرة بشكل مستمر لتحافظ على درجة حرارة محددة أو يمكن أن تشغل وتطفئ بشكل تلقائي حسب الحاجة.

يمكن أن يتم تطبيق هذه الدائرة في مجموعة متنوعة من الأجهزة التي تتطلب التحكم في درجة الحرارة، ومنها المكيفات والأفران والثلاجات والحاسبات والأجهزة الطبية والعديد من التطبيقات الأخرى.

تختلف الدوائر الإلكترونية المستخدمة في الأنظمة الهوائية اعتمادًا على نوع النظام الهوائي واستخدامه المحدد. ومن بين الدوائر الإلكترونية التي قد تستخدم في الأنظمة الهوائية، نذكر:

1. مفاتيح الضغط: وهي دائرة تحويل التيار الكهربائي إلى إشارة إلكترونية في حالة الضغط على زر معين في النظام الهوائي.

2. حساسات الضغط: وهي دوائر إلكترونية تستخدم لقياس ضغط الهواء داخل النظام الهوائي، وتحويل القراءة إلى إشارة إلكترونية.

3. مستشعرات الحرارة: وهي دوائر إلكترونية تستخدم لقياس درجة حرارة الهواء داخل النظام الهوائي، وتحويل القراءة إلى إشارة إلكترونية.

4. وحدة التحكم: وهي دائرة إلكترونية تستخدم للتحكم في عمل النظام الهوائي، وذلك بتلقي الإشارات الإلكترونية من المفاتيح والحساسات وتحويلها إلى إشارات تحكمية لتشغيل الأجزاء المختلفة في النظام.

5. مروحة التبريد: وهي دائرة إلكترونية تستخدم لتشغيل وتحكم سرعة مروحة التبريد في النظام الهوائي، وذلك للتحكم في حرارة الهواء المار في الأنابيب.

6. محرك الضاغط: وهو دائرة إلكترونية تستخدم لتشغيل وتحكم في سرعة المحرك الذي يدير الضاغط في النظام الهوائي، وذلك للتحكم في تدفق الهواء في النظام.

هناك العديد من الدوائر الإلكترونية المستخدمة للتحكم في الأجهزة المنزلية. وفيما يلي بعض الدوائر الشائعة:

1. دائرة التحكم في الإضاءة: تستخدم للتحكم في إضاءة المنزل، وتشمل مفاتيح اللمس وحساسات الحركة.

2. دائرة التحكم في درجة الحرارة: تستخدم للتحكم في درجة حرارة المنزل، مثل التحكم في التكييف والتدفئة.

3. دائرة التحكم في السخانات والمراوح: تستخدم للتحكم في سخانات الماء والمراوح، وتشمل مستشعرات الحرارة والمؤقتات.

4. دائرة التحكم في الأجهزة المنزلية الذكية: تستخدم للتحكم في الأجهزة المنزلية عن بعد باستخدام تقنيات مثل الواي فاي والبلوتوث.

5. دائرة التحكم في البوابات الأوتوماتيكية: تستخدم للتحكم في فتح وإغلاق البوابات الأوتوماتيكية، وتشمل أجهزة استشعار الحركة والأجهزة الإلكترونية للتحكم في المحركات.

يمكنك العثور على معلومات وأفكار أكثر تفصيلاً حول هذه الدوائر من خلال البحث على الإنترنت أو من خلال كتب وموارد تعليمية في مجال الهندسة الكهربائية والإلكترونية.

هناك العديد من أنواع المستشعرات المستخدمة في نظام التحكم في الآلات، منها:

1- مستشعرات الضغط: تستخدم لقياس الضغط في الأنابيب والخزانات والمعدات الأخرى.

2- مستشعرات الحرارة: تستخدم لقياس درجة الحرارة في المحركات والمعدات الأخرى.

3- مستشعرات الرطوبة: تستخدم لقياس الرطوبة في الهواء والمناطق الرطبة.

4- مستشعرات الضوء: تستخدم للكشف عن الضوء وتحديد مستويات الإضاءة.

5- مستشعرات الاهتزاز: تستخدم لقياس الاهتزازات في المحركات والمعدات الأخرى.

6- مستشعرات الصوت: تستخدم للكشف عن الأصوات وتحديد مستويات الضوضاء.

7- مستشعرات الحركة: تستخدم للكشف عن الحركة وتحديد المواقع.

8- مستشعرات الغاز: تستخدم للكشف عن وجود الغازات السامة في المناطق المغلقة.

هناك العديد من أدوات المراقبة والتحكم في الآلات، ومنها:

1- مستشعرات الحرارة والضوء والصوت.
2- المؤشرات الرقمية والأجهزة القياسية.
3- وحدات التحكم الرقمية للعمليات.
4- وحدات المعالجة المركزية والوقت الحقيقي.
5- الشاشات التفاعلية ووحدات التحكم في اللمس.
6- لوحات المفاتيح والفأرة وأجهزة الإدخال الأخرى.
7- أنظمة التحكم بالأتمتة والتحكم بالتدفق.
8- صمامات التحكم والتدفق والضغط والسرعة.

ويتم استخدام هذه الأدوات لمراقبة ومراقبة الآلات ، وتحديد الأداء وتحديد أي مشاكل تحتاج إلى تصحيح لتحسين عملية الإنتاج.