دانلود مقاله میکروکنترلر 89C51 از خانواده MCS-51Tm و سخت افزار مدار پایه های آن و قابلیت های موجود در آن

اختصاصی از فی گوو دانلود مقاله میکروکنترلر 89C51 از خانواده MCS-51Tm و سخت افزار مدار پایه های آن و قابلیت های موجود در آن دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مقدمه:
یکی از کمیتهایی که در صنایع دانستن مقدار آن اهمیت زیادی دارد دما می باشد. به خصوص در کوره ها و جاهایی که امکان دمای بالا وجود دارد داشتن مقدار دقیق دما بسیار حائز اهمیت است. پروژه ای هم که اینجانب به عنوان پروژه پایان دوره تحصیلات کارشناسی خود انتخاب نموده ام نمایش دمای از 0 تا 1500 درجه سانتی گراد می باشد که سنسور دما از نوع ترموکوپل، میکروکنترلر مورد استفاده از خانواد 8051 و نمایش گر هم از نوع LCD می باشد.
امروزه اهمیت استفاده از میکروکنترلرها بر کسی پوشیده نیست. میکروکنترلر دارای یک CPU به همراه مقدار ثابتی ROM , RAM و پورتهای I/O ، تایمر درون خود می باشد و این امر باعث می شود که میکروکنترلر فضای بسیار کم و قیمتی مناسب و ارزان را دارا می باشد و در کاربردهای نه چندان پیچیده و تک منظوره از آنها استفاده می شود. در حال حاضر تقریباً در تمام وسایلی که روزانه با آنها سروکار داریم. مانند لوازم خانگی، لوازم اداری، لوازم خودرو و … وجود آنها را احساس می کنیم.
در این پروژه هم به عنوان بخش مهم و اصلی سیستم از یک نوع این میکروکنترلرها استفاده کرده ایم. میکروکنترلرها برحسب کارخانه سازنده آنها انواع و مدلهای مختلفی دارند که انواع میکروکنترلرها همراه با کارخانه سازنده آن و زبانهای برنامه نویسی در زیر لیست می شود.

و خانواده MCS51 شامل انواع IC ها به شرح زیر می باشد.

در پروژه ای که شرح آن می رود از میکروکنترلر 89C51 از خانواده MCS-51Tm استفاده شده است و سخت افزار مدار پایه های آن و قابلیت های موجود در آن در بخش های بعدی پروژه توضیح داده می شود.
امیدوارم دانشجویان و اساتید محترم با ارائه نظرات و پیشنهادات خود یاری گر اینجانب در انجام پروژه های بزرگتر باشند.
با تشکر
فصل اول: مطالب تئوری و توضیح المانهای مدار
بخش اول: آی سی های جبران ساز دما
1- آدرس های مبدل دما به کمیت الکتریکی
2- مبدل دما به ولتاژ
3- ترموکوپل
4- قوانین ترموکوپل ها
5- مدار داخلی جبران ساز دما (AD595) , (AD594)
بخش دوم: LCD
1- مقایسه LCD با LED های هفت قسمتی
2- شرح پایه های LCD
3- عملکرد LCD
4- فرستادن اطلاعات به LCD
5- نحوه اتصال به LCD به میکروکنترلر
بخش سوم: میکروکنترلر
1- اجزاء یک سیستم میکروکامپیوترها
2- واحد پردازش مرکزی (cpu)
3- حافظه RAM و ROM و گذرگاه ها
4- خانواده MCS – 51Tm
5- بررسی پایه های 8051
6- پورت های ورودی و خروجی میکرو
بخش چهارم: مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC 804)
1- اتصال ADC و سنسورها به 8051
2- پایه های ADC 804
3- خروجی های ADC 804
4- زمین آنالوگ و زمین دیجیتال ADC 804
5- تست ADC 804
6- اتصال سنسور حرارت به 8051
مبدل دما به کمیت الکتریکی
عناصر نیمه هادی وابستگی زیادی به حرارت دارند. از این خاصیت جهت ساخت مدارات مجتمع که سنسور دما می باشند استفاده می شود. در این مدارات مجتمع ولتاژ با جریانی متناسب با دمای مطلق (درجه کلوین) ایجاد می شود. وابستگی عناصر نیمه هادی به دما به سه صورت ظاهر می شود.
1- صورت اول ایجاد زوج الکترون – حفره ناشی از حرارت می باشد الکترونهای باند والانس با گرفتن انرژی حرارتی لازم به باند هدایت می روند. نرخ ایجاد زوج الکترون – حفره در این فرایند به طور نمایی با حرارت افزایش می یابد.
2- در یک پیوند P–N زوج الکترون – حفره های ایجاد شده در نزدیکی ناحیه تخلیه در جهت میدان الکتریکی پیوند حرکت کرده و باعث ایجاد جریان اشباع معکوس می شوند. پارامترهای بسیاری در وابستگی این جریان به حرارت نقش دارند. ولی بطور ساده می توان دید که بازای C100 افزایش حرارت مقدار جریان حدوداً دو برابر می شود از تغییر جریان اشباع معکوس با دما می توان به عنوان اندازه گیری دما استفاده کرد ولی متأسفانه این پارامتر در دو عنصر مشابه یکسان نبوده و علاوه به این شدت غیر خطی است.
3- اثر دیگر دما روی پیوند P-N تغییر ولتاژ دو سر پیوند در بایاس مستقیم و در یک جریان ثابت است.
مبدلهای دما به ولتاژ:
شکل شماره 1-1 زیر یک مبدل دما به ولتاژ را نشان می دهد مجموعه ترانزیستورهای Q3 الی Q5 تشکیل منبع جریان را می دهند. سطح مقطع امیترترانزیستور Q5 8 برابر Q3 و Q4 می باشد.
ولتاژ تقویت شده می باشد. گین تقویت کننده فوق R3/R2 بوده و لذا ولتاژ خروجی به صورت زیر است که تابعی خطی از دمای مطلق می باشد باید توجه داشت که ساخت چنین مداری بصورت گسسته نیاز به مقاومتهای دقیق با ضریب حرارتی یکسان دارد. مداری که شرح آن رفت. جزو مبدلهای سه پایه می باشد که پایه های آن عبارتند از V+ و زمین و از نمونه های عملی چنین مبدلی می توان به مدار مجتمع LM35 اشاره کرد.

مبدل دما به ولتاژ با دو پایه:
عملکرد این نوع از مدارات مجتمع مانند یک دیودزنر بوده که ولتاژ شکست آن با دما به طور خطی تغییر می کند مانند شکل زیر نمونه ای از مدار داخلی این نوع مبدل را نشان می دهد در اینجا نیز اساس کار مانند قبل آشکار نمودن اختلاف ولتاژ بیس دو ترانزیستور با جریان متفاوت است. در این شکل 2-1 اگر گین A2 بزرگ باشد، به اجبار ولتاژ کلکتورهای Q1 و Q2 نیز مساوی خواهد بود. این مطلب بخاطر وجود فیدبک منفی شدید می باشد. فرض کنید که بنا به دلیلی ولتاژ کلکتور Q1 بالا رود. این حالت باعث می شود تا خروجی تقویت A2 مثبت باشد و جریان Q3 و Q4 افزایش یابد. این افزایش جریان کاهش ولتاژ را بدنبال داشته و لذا ولتاژ دو سر مقاومت R4 نیز کاهش می یابد این به معنی کم شدن Vbe می باشد که در نتیجه افزایش جریان Q1 و کاهش ولتاژ کلکتور آن را در پی خواهد داشت.

در صورتیکه فاصله منبع حرارت از دستگاه اندازه گیری خیلی زیاد باشد همچنین می توان ICAD590 که یک منبع جریان وابسته به حرارت، حساسیت استفاده نمود.
ترموکوپل:
در سال 1821 توماس سی بک موفق به کشف ولتاژ ترموالکتریک (یک ولتاژ سی بک) گردید که امروزه به عنوان یکی از ابزار مهم در اندازه گیری حرارت بحساب می آید.
اگر در فلز مختلف A و B که در یک نقطه به یکدیگر متصل شوند در محل اتصال آنها یک اختلاف پتانسیل الکتریکی که به آن پتانسیل تماس، ولتاژ ترمو الکتریک یا emf می گویند، بوجود می آید.
میزان پتانسیل تماس بستگی به جنس دو فلز A و B و نیز دمای محل تماس (T) دارد و از نظر ریاضی توسط یک چند جمله ای قابل بیان می باشد.

مقادیر و و … بستگی به جنس دو فلز A و B دارند. به عنوان مثال مقادیر فوق برای دو فلز آهن – کنستانتان که در طبقه بندی ترموکوپلها نوع J را تشکیل می دهند بصورت زیر می باشد.

شکل 3-1 چند نمونه منحنی مشخصه ترموکوپلهای صنعتی را نشان می دهد.

همانطور که در شکل پیداست ترموکوپل یک مدار بسته متشکل از محل اتصال با دماهای T1 و T2 می باشد اگر یک ولتمتر با امپدانس ورودی خیلی بالا را در مدار قرار دهیم بطوریکه بتوان از جریان حلقه صرفنظر نمود، در این صورت ولتاژ اندازه گیری شده عبارت خواهد بود از تفاوت پتانسیل تماس در نقاط اتصال.

بنابراین emf اندازه گیری شده بستگی به دماهای T1 و T2 در هر دو محل اتصال دارد. در ادامه بحث T1 دمای مورد اندازه گیری که به آن دمای اتصال گرم (Hot junction) نیز می گویند خواهد بود و همچنین T2 درجه حرارت اتصال مرجع که به آن اتصال سرد (cold junction) یا (Reference junction) نیز می گویند خواهد بود بدیهی است که جهت پی بردن به مقدار دقیق T1 از روی ولتاژ ترموالکتریک اندازه گیری شده مقدار حرارت اتصال مرجع T2 می بایست معلوم باشد در زیر به پنج قانون مربوط به رفتار ترموکوپل را که در اندازه گیری درجه حرارت بسیار مهم می باشند را خلاصه کرده است.
قانون اول: ولت ترموالکتریکی مستقل از دمای سیمهای رابطه بوده و فقط به دمای محل اتصالات بستگی دارد.
این قانون از این نظر مهم است که در نصب ترموکوپل در محیطهای صنعتی، سیم های رابط و نیز اتصال مرجع ممکن است. متأثر از تغییرات شدید دمای محیط خود باشند. مانند Law1 از شکل 4-1.
قانون دوم: در صورتیکه یک فلز سوم C به مدار A یا B اضافه شود. بشرطی که اتصالات جدید دارای دمای یکسانی باشد، emf تغییری نخواهد کرد. این قانون بدین معنی است که مثلاً یک ولتمتر بدون آن که در ولتاژ مدار تأثیر بگذارد می تواند وارد مدار شود. مانند Law2 از شکل 4-1
قانون سوم: اگر فلز سوم، C بین A و B در هر اتصال قرار گیرد در صورتیکه در محل اتصالات AC و CB دارای دمای یکسانی باشند باز هم emf تغییری نمی کند. کاربرد عملی این قانون این است که سیمهای A و B می توانند توسط یک فلز سوم در محل های اتصالات به هم جوش داده شوند. به علاوه می توان ولتمتر را در محل اتصال مرجع در مدار قرار داد. مانند Law3 از شکل 4-1.
قانون چهارم: این قانون به نام قانون فلزات میانی معروف می باشد بر طبق این قانون می توان emf دو فلز، مثلاً مس – آهن (AB) را از emf های مس – کنستانتان (AC) و کنستانتان – آهن (CB) استنتاج نمود. مانند Law4 از شکل 4-1.

قانون پنجم: این قانون به نام قانون دمای میانی معروف است. مطابق این قانون: بطوریکه T3 حرارت میانی می باشد. اگر باشد. مانند Law5 از شکل 4-1.

در شکل 5-1 اهمیت نصب صحیح ترموکوپلها را نشان می دهد در این حالت هدف اندازه گیری حرارت در داخل یک لوله حاوی بخار با فشار بالا می باشد. حرارت مذکور که حدود C2000 می باشد. توسط ترموکوپل کرومل – آلومل با اندازه گیری می نماییم. حال به بررسی هر یک از حالتهای a تا d می پردازیم.

(a در حالت a برای اندازه گیری دما در کنار لوله کار بی ارزش و بیهوده ای است چون درجه حرارت اتصال مرجع می تواند دارای تغییرات شدید از یر صفر در هوا خیلی سرد تا احتمال C500+ در صورت نشت بخار باشد.
(b در این حالت قرار دادن ولتمتر در اتاق کنترل توسط سیم های مسی به ترموکوپل متصل شده به همان اندازه حالت (a) بی فایده است و emf اندازه گیری شده خطا و بی مفهوم است.
(c در این حالت ترموکوپل توسط سیم های از جنس خودش و یا احتمالاً سیم های جبرانی به اتاق کنترل برای اندازه گیری رفته است. در این حالت دیگر اتصال مرجع به اتاق کنترل که دارای نوسانات حرارتی خیلی کمتری (حداکثر C100) می باشد، منتقل شده است.
البته این روش هنوز برای یک اندازه گیری دقیق غیر قابل قبول بوده و بهتر است که اتصال مرجع در یک دمای ثابت کنترل شود مثلاً در یک یخچال با دمای صفر درجه قرار داده شود.
(d یک راه حل دیگر جبران کننده تغییرات دمای اتاق کنترل، استفاده از قانون حرارت های میانی می باشد که در این حالت با اضافه کردن یک منبع ولتاژ وابسته که خروجی آن برابر می باشد، خروجی اندازه گیری شده برابر با می گردد همانطوریکه دیده می شود منبع ولتاژ وابسته، متناسب با توان اول T2 است. چون دمای T2 پایین می باشد. (حدود C300-20) درجات بالاتر T2 چندان تأثیر در emf تولیدی ندارند. منبع وابسته توسط یک پل انحرافی که یک شاخه آن را یک مقاومت حرارتی از جنس پلاتین تشکیل می دهد، قابل ساخت است. شکل زیر یک مدار عملی جهت جبران حرارت اتصال سرد می باشد.

گرچه جبران حرارتی اتصال سرد توسط مدار شکل بالا و با مدارهای مشابه قابل طراحی است ولی کارخانه Analog Device کلیه مدارات لازم شامل منبع ولتاژ وابسته به دما و تقویت کننده تفاضلی را در داخل یک مدار مجتمع به نام های AD594/AD595 قرار داد، مانند شکل 7-1 زیر ساختمان داخلی این آی سی را نشان می دهد. که AD594 جهت جبران سازی ترموکوپلهای نوع (j) و AD595 برای نوع (K) طراحی و ساخته شده است. ضمن آنکه با اضافه کردن 2 یا 3 مقاومت امکان تنظیم دستی برای انواع دیگر ترموکوپل نیز وجود دارد.

این آی سی همچنین یک خروجی اعلام خطر (Alarm) دارد که در صورت قطع شدن هر یک از سیم های ترموکوپل در مسیر، فعال می گردد. خروجی این آی سی ولتاژ را با حساسیت حدود می باشد که چون از معادله ترموکوپل تبعیت می کند دارای رابطه غیر خطی نسبت به T1 بوده که می توان با معرفی جدول در حافظه یک سیستم دیجیتال و یا حل معادله چند جمله ای به مقدار T1 دست یافت.
جهت جلوگیری از ترکیب ترموکوپل با محیط، معمولاً آنها را در محفظه هایی قرار می دهند و این موضوع باعث زیاد شدن ثابت زمانی آنها می شود. البته میزان ثابت زمانی به قطر سیم ها و جنس ماده پوشاننده آن دارد. قطر سیم های ترموکوپل معمولاً بین 4/0 تا 2 میلی متر است. در صورتیکه ثابت زمانی خیلی مورد نظر است. سیم هایی به قطر 1/0 هم ساخته می شود.
جهت بالا بردن حساسیت معمولاً تعداد زیادی از ترموکوپلها را سری می کنند، بطوریکه تمام اتصالات مرجع دارای حرارت یکسان و اتصالات اندازه گیری در کنار یکدیگر برای اندازه گیری حرارت مورد نظر بکار می رود. به این ترکیب اصطلاحاً ترموپیل می گویند مانند شکل 8-1 زیر مثلاً با اتصال 25 ترموکوپل از جنس کرومل – کنستانتان، امکان اندازه گیری با دقت C0010/0 می باشد.

(Liquid crystal display) LCD : در این قسمت مقدمه ای دربارة LCD و فوق آن با LED های هفت قسمتی، شرح پایه های LCD ، نحوه اتصال LCD به میکروکنترلر و نحوة درایو کردن LCD آمده است.
LCD و LED های هفت قسمتی: LCD ها انواع مختلفی دارند که بر حسب نوع LCD پایه ها و نحوه قرار گرفتن آنها با هم فرق می کند که نمای چند نوع LCD همراه با شکل پین ها در انتهای این بخش می آید. LCD یا همان صفحه نمایش کریستال مایع در سالهای اخیر به طور گسترده ای کاربرد پیدا کرده و در موارد زیادی جایگزینی LED های هفت قسمتی شده است از جمله علل استفاده روزافزون از LCD ها به جای LED های هفت قسمتی می توان به موارد زیر اشاره کرد.
1) پایین بودن قیمت LCD ها
2) توانایی LCD ها در به نمایش درآوردن اعداد و حروف و گرافیک برخلاف LED های هفت قسمتی که تنها می توانند اعداد و چند حرف را نمایش دهند.
3) در LED ها کار تازه سازی (refresh) را cpu انجام می دهد که مدتی از زمان cpu صرف این کار می شود ولی در LCD ها به دلیل وجود کنترل کننده تازه سازی در خود LCD انجام می شود و به این طریق cpu آزاد می شود.
4) سادگی برنامه ریزی کارکترها و گرافیک که در LCD های TEXT یک سری که برای کارکترها تعریف شده است که ما از آنها طبق کاتالوگ LCD استفاده می کنیم و در LCD های گرافیک بسته به متن مورد نمایش و یا حتی اشکال مختلفی که می خواهیم به نمایش درآوریم کدهای مختلفی می بایست درست کنیم.

شرح پایه های LCD استفاده شده در این پروژه:
LCD استفاده شده در این پروژه دارای 16 پایه به مدار زیر است.

VSS , VDD : به ترتیب ولتاژ 5V و زمین را فراهم می سازند.
V0 : برای کنترل درخشندگی LCD به کار می رود.
(register select) RS : در داخل LCD دو تا رجیستر وجود دارد که پایه RS برای انتخاب آنها به ترتیب زیر به کار می رود اگر RS = 0 باشد ثبات دستورالعمل انتخاب می شود و اجازه می دهد دستوراتی نظیر پاک کردن صفحه و برگرداندن کرسر: اول خط و غیره را بفرستد. اگر rs=1 باشد رجیستر اطلاعات انتخاب می شود و به کاربر اجازه می دهد که اطلاعات بر روی LCD نمایش داده شود.
(read/write) R/W : این پایه به کاربر اجازه می دهد که اطلاعات بر روی صفحه نمایش نوشته و یا از آن خوانده شود وقتی R/W = 1 باشد LCD در حال خواندن است و اگر R/W=0 باشد LCD آماده نوشتن است.
(Enable) E : پین enable برای لچ کردن اطلاعات ظاهر شده در پایه های اطلاعات استفاده می شود وقتی اطلاعات به پایه های اطلاعات فرستاده می شود یک پاس پایین رونده باید به این پایه اعمال شود تا اطلاعات ظاهر شده در پین های اطلاعات به داخل LCD لچ شود این پالس باید دارای حداقل ns450 عرض باشد.
(data) D0-D7 : این هشت پایه هشت بین اطلاعات هستند که برای فرستادن اطلاعات به LCD یا خواندن محتویات رجیسترهای داخلی LCD بکار می روند.
(Backlight) BL : برای روشنایی پشت صفحه LCD بکار می رود که بعضی از LCD ها این دو پایه را ندارند.
عملکرد LCD :
فرستادن دستورات: برای فرستادن دستورات به LCD از جدول زیر که دستورات LCD در آن آمده است استفاده می کنیم. ابتدا r/s را صفر می کنیم و یک پالس پایین رونده در پایه e برای فعال کردن لچ داخلی LCD درست می کنیم. لازم به یادآوری است که این جدول از جدول کاملی که در انتهای این بخش آورده شده استخراج شده است.
کد شانزده
شانزدهی فرمان به ثبات دستورالعمل LCD
1 پاک کردن صفحه نمایش
2 بازگشت به مکان اول (شروع)
4 کاهش مکان نما (جابه جایی مکان نما به چپ)
6 افزایش مکان نما (جابه جایی مکان نما به راست)
5 جابجایی نمایش به راست
7 جابجایی نمایش به چپ
8 نمایش خاموش، مکان نما خاموش
A نمایش خاموش، مکان نما روشن
C نمایش روشن مکان نما خاموش
E نمایش روشن مکان نما روشن
F نمایش روشن، مکان نما چشمک بزند
10 جابجایی محل مکان نما به چپ
14 جابجایی محل مکان نما به راست
18 کل صفحه نمایش به چپ جابجا شود
1C کل صفحه نمایش به راست است جابجا شود
CO مکان نما به آغاز خط دوم برود
38 سازمان دهی 2 خط و ماتریس 5X7

لازم به ذکر است که ما از RS = 0 برای چک کردن Busy flag استفاده می کنیم برای اینکه ببینیم آیا LCD برای دریافت اطلاعات آماده است یا خیر Busy flag در D7 است و می تواند وقتی rs = 0 و R/W = 1 است خوانده شود. وقتی busy flag = 1 است LCD مشغول انجام دادن اعمال داخلی است و هیچ اطلاعات جدیدی را نمی پذیرد و وقتی d7 = 0 شد LCD آماده دریافت اطلاعات جدید می شود.
توجه:‌ برای نوشتن اطلاعات نیز توصیه می شود که busy flag را چک کنیم. نیز می توانیم از تأخیر زمانی استفاده کنیم.

فرستادن اطلاعات: (sending data)
برای فرستادن اطلاعات به LCD جهت نمایش باید پین R/S = 1 کنیم. و یک لبه پایین رونده در پایه (enable) E برای لچ کردن LCD استفاده کنیم اطلاعات مربوط به کدهای اعداد و حروف در ضمیمه جزوه آورده شده است.
برای فرستادن اطلاعات روی LCD می بایست آدرس های محل مکان نما را برای اندازه های مختلف LCD مشخص کرد و بعد اطلاعات را فرستاد تا در مکانی که مشخص کرده ایم بنشیند آدرس محل مکان نما برای انواع LCD ها در زیر آورده شده است.

نحوه اتصال LCD به میکروکنتر:
شکل 2-2 زیر اتصال نمونه ای LCD به میکروکنتر را نشان می دهد که برای درایو کردن LCD باید انجام دهیم.

لازم به ذکر است که اتصال LCD به میکروکنترلر و کلیه سخت افزار مدار به همراه نرم افزار مربوط به آن آمده است.
میکروکنترلر
ما کامپیوتر را به عنوان جزء‌ مرکزی بسیاری از فرآورده های صنعتی و مصرفی از جمله، در سوپرمارکت ها داخل صندوق های پول و ترازوها، در خانه، ماشین لباسشویی، در اجاق ها، ساعت های دارای سیستم خبر دهنده و ترموستات ها؟؟؟ وسایل سرگرمی مانند اسباب بازی ها و در وسایل صوتی و در محل کار در ماشین های تایپ و فتوکپی یا مته های فشاری و دستگاه های حروفچینی نوری می یابیم. در این مجموعه کامپیوترها وظیفه «کنترل» را در ارتباط با «دنیای واقعی»، برای روشن و خاموش کردن وسایل و نظارت بر وضعیت آنها انجام می دهند.
میکروکنترلرها (برخلاف میکروکامپیوترها و ریزپردازنده ها) اغلب در چنین کاربردهایی یافت می شوند. با توجه که بیش از 20 سال از تولد ریزپردازنده نمی گذرد، تصویر وسایل الکترونیکی و اسباب بازیهای امروزی بدون آن کار مشکلی است در 1971 شرکت اینتل، 8080 را به عنوان اولین ریزپردازنده موفق عرضه کرد. مدت کوتاهی پس از آن، موتورولا، RCA سپس MOS و Zilog انواع مشابهی را به ترتیب به نامهای z80 , 502 , 1801 , 800 عرضه کردند. گرچه این مدارهای مجتمع (IC ها) به خودی خود فایده چندانی نداشتند اما به عنوان بخشی از یک کامپیوتر تک بورد (SBC) ، به جزء مرکزی فرآورده های مفیدی برای آموزش طراحی با ریزپردازنده ها تبدیل شدند از این SBC ها که به سرعت به آزمایشگاههای طراحی در دانشگاه ها و شرکت های الکترونیک راه پیدا کردند می توان برای نمونه از DZ موتورلا KIM-1 ساخت MOS Technology , SAK – 85 متعلق به شرکت اینتل نام بود.
میکروکنترلر قطعه ای شبیه به ریزپردازنده است. توان، ابعاد و پیچیدگی میکروکنترلر با اعلام ساخت 8051 ، یعنی اولین عضو خانواده میکروکنترلرهای MCS-51TM در 1980 توسط اینتل پیشرفت چشمگیری کرد. در مقایسه با 8048 این قطعه شامل K4 بابت Rom و 128 بابت RAM و 32 خط I/O یک درگاه سریال و دو تایمر 16 بیتی است. که از لحاظ مدارات داخلی برای یک IC بسیار قابل ملاحظه است که بیش از 60000 ترانزیستور می باشد.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله  51  صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

تاثیر دین باوری در زندگی فردی و اجتماعی

اختصاصی از فی گوو تاثیر دین باوری در زندگی فردی و اجتماعی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

تاثیر دین باوری در زندگی فردی و اجتماعی

نوع فایل:ورد قابل ویرایش

تعداد صفحه:60

قیمت:3000 تومان

دانلود و خرید به صورت آنلاین

پشتیبانی در صورت هر گونه مشکل

چکیده:

دین به عنوان مقوله‌ایی در زندگی انسان در تمامی شئون و روزنه‌های وجودی او اثر می‌گذارد و انسان نیز از آن متاثر می‌گردد. این تاثیر و تاثر هم در جنبه های فردی انسان است وهم در جنبه‌های اجتماعی.

استاد شهید مرتضی مطهری (ره) در کتاب انسان و ایمان به بررسی تاثیر دین در زندگی انسان ، برخی از آثار فردی دین را بیان می‌دارد. این نوشتار با الهام گیری از روش استاد در بیان فواید دین ، چند عنوان دیگر نیز بدان افزوده است. این فواید به این جهت از جانب دین نشئت می گیرد که انسان را متصل به منبع لایزالی به نام الله (ذات مستجمع جمیع صفات کمال)  می کند و انسان را پس از هدایت تکوینی مشمول هدایت تشریعی کرده و اراده نموده که انسان نیز هدایت شود و از ثمرات این هدایت بهره‌مند شود.

کلید واژه:

 قرآن- انسان- فطرت– هدف‌مندی- روشن‌بینی- روابط اجتماعی – بهجت آفرینی- امیدواری- آرامش‌خاطر

دانلود مقاله یک اجرای یک سیستم مدیریت شبکه OSI

اختصاصی از فی گوو دانلود مقاله یک اجرای یک سیستم مدیریت شبکه OSI دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

 
هدف کلی کار گزارش شده دراین مقاله عبارت اندازتحقیق کردن ابزارهای نرم افز ازی ای است که لازم هستند تا یک شبکه اتصال میانی سیستم های باز را امکان پذیر سازند (OSI) براساس پروتکل های سازمان استانداردهای بین المللی (ISO) نظارت ومدیریت شده است.
برای حصول این هدف سیستم مدیرشبکه توصعه یافته است تا به سیستم های فرعی ارتباطات اجازه می دهند که با تمام گره های متصل با یک شبکه OSI مرتبط باشند. وقتی تعدادی از سیستم های عامل وجود دارند وبسیاری از مشاغل پیچیده را بکار می برند. که توسط یک شبکه مرتبط می شوند نیاز برای امکانات مدیریت شبکه ضروری است. مدیرشبکه توسعه یافته براساس استانداردهای ISO برای مدیریت OSI می باشد واساسا با مدیریت سیستم های فرعی ارتباطات در هر گره مرتبط با یک شبکه OSI وصل می باشد. سیستم توسعه یافته سعی نمی کند تا تمام اعمال مدیریت را اجرا کند (یعنی ، اجزای سرویس کاربرد ویژه مدیریت – MSASE) اما در عوض نشان می دهد که چگونه چهارچوب توسعه یافته می تواند استفاده شود تا این تابع ها را فراهم کند. ازآنجایی که برنامه های کاربرد OSI درحال تکامل هستند موضوعات ای که توسط مدل مرجع پایه ISO پوشیده می شوند خودشان را ظاهرمی نمایند. این موارد شامل امنیت شبکه نام گذاری و آدرس دادن ومدیریت بکه می باشد. ازآنجائیکه یکی از مؤلفه های سیستم توسعه یافته بصورت بخشی از این مقاله به مدیریت شبکه توجه دارد بحث مفصلی ازاین موضوع اکنون ارائه می شود.
مدیریت شبکه : چهارچوب مدیریت شبکه تعریف شده است تا وسیله ای برای سیستم های فرعی ارتباطات درتمام گره های مرتبط با یک شبکه نظارت و کنترل شده ازراه دور را فراهم کنند. ساختار کلی چهارچوب مدیریت پیشنهاد شده در شکل 1 نشان داده می شود. مدیر شبکه با فرایند کاربرد مدیریت تراکنش می کند (map) تا سیستم های فرعی ارتباطات را در تمام گره های شبکه 2 را نظارت وکنترل نماید. در عمل برای اینکه سیستم ها مدیریت شوند چهارچوب مدیریت به تعدادی از حوزه ها تقسیم می شود که هرکدام مدیر حوزه خودش می باشد. درحوزه این مقاله فقط یک حوزه مدیریت واحد درنظر گرفته می شود. همراه با هر حوزه عنصرسرویس اطلاعات مدیریت مشترک و MSASE هستند. CMISE با مجموعه موجودیت های کاربرد مدیریت محلی (LMAE) براساس با پروتکل های اطلاعات مدیریت مشترک (CMIPS) برای پاسخ به یک درخواست هرLMAE بالایه های پروتکل گوناگون سیستم فرعی ارتباطات تراکنش می کند لایه های 1 الی 17 تا اطلاعات مدیریت را از CMISE بدست اورد وبه آن منتقل کند. کل هویش همراه با مدیریت یک شبکه فرعی درMSASE و CMISE است. LMAE به سادگی وسیله ای برای بدست آوردن یا کنترل کردن پارمترهای عملیاتی بکاررفته درداخل هرلایه پروتکل ازیک سیستم فرعی ارتباطات را فراهم می کنند به این ترتیب فقط یک مجموعه حداقل ازتوابع لازم است تا به هرلایه پروتکل اضافه شود یعنی ضمیمه های به اجرای ماشین حالت لایه پروتکل به شکل اولیه های سرویس ورودی اضافی بنابراین بالاسری های پردازش همراه با جنبه های مدیریت یک سیستم عملیاتی به مقدار حداقل حفظ می شوند. هیچ سیستم فرعی ارتباط ای به یک LMAE نیازی ندارد و هر چه عملیات آن ساده ترباشد نیاز کمتری برای یکی وجود دارد و LMAE باید به فرمانها ازMSASE پاسخ دهد. پنج MSASE وجود دارند که دربالای CMISE قرار می گیرند که ممکن است توسط مدیر شبکه فراخوانده شود. اینها عبارت اند از : مدیریت عیب (FM) مدیریت حسابداری (AM) ترکیب بندی ومدیریت نام (CM) مدیریت عملکرد (PM) ومدیریت امنیت (SM).
در پاسخ به یک فرم پرس وجواز یک مدیر شبکه مؤلفه MSASE مناسب از خدمات پشتیبانی شده توسط CMISE استفاده می کند تا اطلاعات مدیریت مربوط را به یک LMAE انتقال دهد. برای اجرای این خدمات فراهم شده توسط یک لایه فرعی ثانوی استفاده می کند (ROSE) تا اطلاعات مربوطه را انتقال دهد. منابع قابل مدیریت دریک شبکه OSI موسوم به منابع OSI است. یعنی اشیای مدیریت شده این ها لایه های پروتکل را درهرسیستم فرعی ارتباطات تشکیل می دهند که درمحیط OSI خاص استفاده می شود (OSLE) بنابراین برای مدیریت کردن یک شبگه OST مدیرشبکه باید بتواند منابع OSI را درهرسیستم فرعی ارتباطات نظارت کند تا اطلاعات بلادرنگ درباره عملکرد وترافیک اطلاعات را بدست آورند تا بتوانند مسائل را تشخیص دهند وکاربرد شبکه را بهینه نمایند. همراه با هر منبع ویک مجموعه از اعمال وجود دارد که یک مدیر شبکه را قادرمی سازد تا عملیات مدیریت خاص را برروی متغیرهای انتخاب شده نگهداری شده توسط هرلایه را از راه دورانجام دهند وبنابراین از طریق رابط LMAE مرتبط شده قابل دسترسی باشند. بطورمعمول اکثر اطلاعات توسط شمارنده های ساده نگهداری می شود که محتویات انها ممکن است توسط یک CMISE درپاسخ به یک درخواست MSASE درخواست شود. با این حال اگریک رویداد خاص رخ دهد یعنی یک آستانه دریک لایه ای بدست آید که یک عیب احتمالی را نشان می دهد لایه ممکن است مستقیما CMISE را مطلع کند. پس ازاینکه یک ارتباط بین CMISE ویک LMAE ایجاد می شود اطلاعات مدیریت می تواند شروع به جریان نماید تا اینکه اجتماع آزاد شود. اطلاعات مدیریت بین یک مدیر ویک موسسه مبادله می شود که بدلایل زیر می باشد :
گزارش رویداد – استفاده شده توسط LMAE تا انتقال اطلاعات رویداد به CMISE را آغاز کند. انتقال اطلاعات – بکار رفته توسط CMISE برای درخواست اطلاعات اماری ازیک LMAE . کنترل – بکار رفته توسط CMISE برای آغاز عملیات انتخاب شده توسط یک LMAE . مثال ازیک مجموعه به هم مرتبط شده شبکه های ناحیه محلی (LAN) درشکل 2 نشان داده می شود. اگرچه مدیریت این نوع شبکه می تواند بصورت یک موجودیت واحد اجرا شود درعمل احتمال بیشتری وجود دارد که بصورت یک مجموعه مرتبط ار LAN درنظرگرفته شود که هرکدام توسط یک مدیرمتفاوت مدیریت می گردد. سیستم مدیریت شبکه که توسعه یافته است برای بررسی یک حوزه مدیریت واحد درنظرگرفته می شود. مقاله از ده بخش تشکیل می شود. پس ازاین بخش ما سیستمی را شرح می دهیم که استفاده شده است این بخشی پس ازآن خدمات MSASE راشرح می دهد. سپس ما اولویت های خدمات CMISE را شرح می دهیم. بخش بعدی توابع پروتکل CMISE را شرح می دهد که ابزار مدیر استفاده می کند. پروتکل LMAE که برای پاسخ به عملیات از راه دور استفاده می شود توسط خدمات CMISE درخواست می شود که بعدا پوشیده می شود ورابط ها برای سیستم مدیر شبکه پس ازآن توصیه کرد. سپس ما مثال هایی درباره فرمانهای مدیر شبکه با پاسخ های مرتبط آنها ارائه می کنیم. بخش پس ازآن محیط توسعه سیستم مدیر شبکه را شرح می دهد. بالاخره ما نتایج خودمان را شرح می دهیم.
سیستم تجربی آزمایش :
قبل از شرح دادن نتایج بدست امده لازم است که ابتدا سیستم آزمایش را شرح دهیم. که برای انجام این بررسی ها استفاده شده است. یک طرح گونه سیستم درشکل ها دیده می شود. ضرورتا از سه سیستم تشکیل می شود. دو سیستم با استفاده از دسترسی انتقال فایل ومدیریت ارتباط ایجاد می کند (FTAM) وسیستم سوم سپس برای عمل بصورت ایستگاه مدیراستفاده می شود. مورد اخیرماوی یک مجموعه از روش های MSASE است که مدیررا به وسیله پارمترهای کنترل کردن ودسترسی همراه با دسته های ISO دردوایستگاه دیگرمجهز می کند. MSASE امرتوسط استفاده ازخدماتی ازCMISE دست می یابد که به نوبه خودش با LMAE دردو ایستگاه دیگر مطابق با پروتکل مدیریت شبکه ارتباط برقرار می کند تا سرویس درخواست شده را انجام دهد.
نرم افزارNM سازگاربا نرم افزار ISODE نوشته شده است. ISODE ازیک مجموعه روش ها تشکیل می شود که انتقال جلسه ادامه ولایه های کاربرد مدل ISO رابطور انتخاب شده اجرا می کند. اینها بعدا با نرم افزار کاربرد خاص مرتبط می شود تا یک فرایند کاربرد واحد را شکل که تحت سیستم عامل UNIX کار می کند. ارتباطات بین فرایندهای کاربرد بعدا از طریق پروتکل کنترل انتقال انجام می شود (TCP). روش عبارت انداز نوشتن روش های اضافی برای اجرای MSASE های گوناگون بوده است واینها بعدا با نرم افزاردیگر درآن گره مرتبط شده اند تا یک فرایند کاربرد توسعه یافته واحد را شکل دهند. به این ترتیب تمام پارمترهای مرتبط با روش های دسته ISO فورا توسط روال های LMAE قابل دسترسی هستند. نابراین ازانجایی که فرایندهای سرویس دهنده ومشتری FTAM ازطریق دسته ISO ارتباط برقرار می کنند پارامترهای عملیاتی مربوط به مورد بعدی می تواند توسط مدیر شبکه دسترسی یافته یا تغییر داده می شود ( از طریق MSASE ، MISE و CMIP).
سرویس های MSASE :
سرویس های گوناگونی برای مدیر شبکه موجود هستند که درجدول I همراه با نگاشت انها به سرویس های CMISE گوناگون فهرست می شوند. اینها به شش گروه دسته بندی می شوند : SM , PM, CM, AM, FM وسایر موارد بطور معمول یک فرمان در داخل یک مقدار اولیه سرویس CMISE مربوط نگاشته خواهد شد که به نوبه خودش CMISE با یک LMAE ارتباط برقرار می کند تا عملیات از راه دورمناسب را اجرا نمایند.
بعضی فرمانها فقط دارای اهمیت موضعی هستند مثال (TCP) که درست است اگرTCP موضعی اجرا شود و "mn" که نام سیستم مدیر شبکه را برگرداند.
خدمات CMISE – سرو.یس های کاربرد موجود در رابط CMISE از دو نوع هستند. تایید نشده باید توجه شود که سیستم اجرا شده با خدمات تایید شده LMAE ازراه دور است که واحد اطلاعات پروتکل پاسخ (PPU) را مستقیما تولید می کند بجای اینکه یک پاسخ اولیه تولید شود. بطورکلی قبل از عبور دادن یا بدست اوردن اطلاعات از یک LMAE ازراه دور یک اجتماع باید بین CMISE و LMAE تثبیت شود. این کارتوسط سرویس M-(N)T(AL)ZE انجام می شود پس ازاینکه عملیات مدیریت خاص انجام گرفت واجتماع باید بسته شود واین کارتوسط سرویس M-TERMINATE انجام می شود. 

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله   25 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

تحقیق در موردتجارت سهام در طول زمان

اختصاصی از فی گوو تحقیق در موردتجارت سهام در طول زمان دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه32

فهرست مطالب

  طرحهای جدید بازار بورس نیویورک تکنولوژی شناخته شده شرکتهای جهانی دسترسی حجم قوانین و آئین نامه های کامل اطلاعات تجاری تصفیه و پرداخت

زمان در سکوهای تجاری بسیار محدود است. عملکرد سکوهای تجاری بستگی به مردمی دارد که آنجا حضور پیدا می کنند و این افراد دارای بنیه ای محدود هستند و نمی توانند در یک روز کاری معمولی به آسانی عمل کنند.

می توان گفت اشتیاق طبیعی افراد در این بازارها سبب دگرگونی شدید قیمتها نسبت به درصد کل قیمت ها می شود و این هم سبب می شود تا هر پیشرفت قابل توجه در ساعتهای عادی کاری متوقف شود.

در مورد احتمالات بازارهای الکترونیکی بویژه حقوق تجاری در سراسر دنیا و زمانهای مختلف نوشته های بسیاری وجود دارد. ایدة کامپیوتری کردن بازار و تجارت محبوبیت خاصی میان عموم دارد زیرا جادوی الکترونیکی مدرن اینطور تصور شده که می تواند سفارشات را در جایی که مردم در حال فریاد زدن و موج زدن و دویدن در سکوی تجاری هستند به طور مؤثر و آرام اداره نماید.

این پدیده زمینه ای از تکنولوژی را در بردارد که در دهة آخر قرن بیستم بسیار مورد استفاده و مناسب است. همچنین این پدیده با پیشرفت های دیگری در زمینة ارتباطات و بهبود سرمایه گذاریهای متعدد و متحد الشکل که در جامع از بازارهای مالی در نیویورک توکیو، فرانکفورت، زوریخ، آمستردام، بروکسل و دیگر مراکز مالی فعالیت می کنند کاملاً مطابقت دارد.

دانلود مقاله پیل های سوختی برای تولید برق

اختصاصی از فی گوو دانلود مقاله پیل های سوختی برای تولید برق دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

امروزه برای تولید انرژی الکتریکی که در خانه ها و وسایل نقلیه استفاده می شود ناگزیر به استفاده از تکنولوژی های جدید برای صرفه جویی بیشتر در انرژی هستیم.یکی از روشهای تولید انرژی که امروزه مورد توجه قرار گرفته است استفاده از fuel cell یا پیل سوختی است که از جهات بازده بیشتر برای تولید انرژی:آلودگی کمتر محیط زیست وعمر طولانی که دارند:بسیار مطلوبتر ازسایروسایل تبدیل انرژی مثل توربین گازی:موتور بنزینی وباتری هستند. پیل سوختی را میتوان وسیله ای دوستدار محیط زیست نامید :چرا که باتوجه به واکنشی که در آن روی میدهد: تنها چیزی که از خود به جای می گذارد آب است( وقتی که سوخت آن هیدروژن باشد).اگر چه هیدروژن خالص یک سوخت عالی برای پیل سوختی است : اما تهیه :ذخیره سازی وتوزیع چنین سوختی به عنوان یک مسئله مطرح می شود. به عنوان یک راه حل عملی : پیشنهادمیشود:هیدروژنی که در پیل سوختی به کار می رود از واکنش رفرمینگ سوختهای در دسترس مثل متانول :گاز طبیعی :بنزین وگازوئیل تهیه شود.رفرمینگ بخار (SR) : اکسیداسیون جزئی (POX) ورفرمینگ Auto thermal (ATR) سه فرایند اصلی رفرمینگ برای تولید هیدروژن هستند.
یکی از مسایل مهمی که در پیل سوختی وجود دارد :خلوص هیدروژن است . حتی مقدارکمیCO در داخل هیدروژن (مثلا"بیشتر از 10ppm ) شدیدا" باعث تخریب کاتالیست موجود در پیل سوختی می شود. یکی از روشهایی که می توان به وسیلهء آن COای که در گاز سنتزی ریفرمر تولید می شود را از بین برد :واکنش WGS است که با تبدیل CO به CO2 و H2 به خلوص بیشتر هیدروژن کمک می کند . واکنش WGS به صورت زیر انجام می شود:
CO2 + H2O CO + H2

از طرفی واکنش WGS بازگشت پذیر و گرماده است که هر دوی این موارد نامطلوب است . چون در دمای بالا واکنش به سمت تولید CO بر می گردد.به همین دلیل راکتورهای پر شدهء قدیمی که برای این واکنش در نظر گرفته می شوند: بسیار بزرگ وسنگین بودند. گونهء جدیدی از راکتورها که برای این منظور به کار می روند : راکتورهای با غشای سرامیکی هستند که می توانند میزان انجام واکنش را تا حد زیادی افزایش دهند ومحصول CO2 و H2 را به صورت جداگانه تحویل می دهند.
با توجه به واکنش WGS: برای پیشرفت واکنش به سمت تولید CO2 و H2می توان COرا به صورتی پیوسته از محیط واکنش خارج کرد:به عبارت دیگر می توان CO2 را بوسیلهء نوعی جاذب که در محیط واکنش قرار می گیرد: جذب کرد ودر نتیجه واکنش به سمت تولید بیشتر CO2وH2 پیش می رود و در واقع درجه ء تبدیل CO بهCO2 افزایش می یابد.بدین منظور طرحهایی بررسی شده است که در زیر به آنها اشاره می کنیم :طرح 1 جذب افزایشی WGS در راکتور پر شده وطرح 2 : شامل جذب افزایشیWGS در راکتور غشایی.در طرح 1جاذب CO2( hydrotalcite)را با کاتالیست واکنش WGS( Cu/Zno ) در یک بستر پرشده مخلوط کرده و اجازه داده ایم تا عملیات انجام شود.در طرح 2 راکتور غشایی که غشا آن از نوع سل ژل است و نسبت به CO2و H2 انتخابگری دارد استفاده شد.جاذبی که برای جداسازی CO2 به کار میرود :در قسمت تراوای غشا قرار می گیرد.بنابراین هر دو محصول واکنش می توانند به وسیلهء غشا جدا شوند .در ضمن جذب CO2در قسمت تراوا می تواند درصد خلوص H2 را نیزافزایش دهد.

Hydrotalcite یک ماده جاذب خوب با بازگشت پذیری زیاد CO2 است که طبق آزمایشات انجام شده حتی بخار آب روی بازگشت پذیری آن تاثیری ندارد.فرمول شیمیایی آن به وسیلهء XRDکه روی آن انجام شد.
Mg0.645Al0.355(OH)2(CO3)0.178 0.105 (H2O) بدست آمد.
بنابراین وجود غشا در راکتور غشائی از مخلوط شدن واکنشگرها با محصولات واکنش جلوگیری می‌کند و همچنین وجود جاذب Hydrotalcite باعث افزایش جذب دی اکسید کربن و در نتیجه افزایش درصد خلوص هیدروژن می‌شود.

مقدمه
امروزه برای تولید انرژی الکتریکی که در خانه‌ها و وسایل نقلیه استفاده می‌شود، ناگزیر به استفاده از تکنولوژیهای جدید برای صرفه‌جویی بیشتر در انرژی هستیم. یکی از روشهای تولید انرژی که امروزه مورد توجه قرار گرفته است استفاده از fuel cell یا پیل سوختی است. پیل سوختی یک وسیله تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی است.
یک پیل سوختی هیدروژن و اکسیژن را تبدیل به آب کرده و در طی این پروسه الکتریسیته تولید می‌کند. یکی از وسیله‌هایی که تا حد زیادی شبیه به پیل سوختی عمل می‌کند، باتری است. اما یک باتری با مصرف مواد شیمیایی ذخیره شده درونی‌اش و تبدیل آنها به انرژی الکتریکی سرانجام از بین رفته و تمام می‌شود و باید دور انداخته شود و یا دوباره شارژ شود.در یک پیل سوختی مواد شیمیایی دائماً درون سل‌های آن جریان دارد, بنابراین مادامی که جریان مواد شیمیایی درون سلها ادامه دارد , Fuel cell از کار نمی‌افتد و جریان الکتریسته ایجاد می‌کند.
پیلهای سوختی از جهات بازده بیشتر برای تولید انرژی ، آلودگی کمتر محیط زیست و عمر طولانی‌ای که دارند بسیار مطلوب‌تر از سایر وسایل تبدیل انرژی مثل توربین گازی، موتور‌بنزینی و باتری هستند. پیل سوختی را می‌توان وسیله‌ای دوست‌دار محیط زیست نامید چرا که با توجه به واکنشی که در آن روی می‌دهد تنها چیزی که از خود به جای می‌گذارد آّب است (وقتی که سوخت آن هیدروژن است).
فرآیند شیمیایی که در پیل سوختی روی می‌دهد به صورت زیر است:
: آند
: کاتد
: واکنش کلی
این واکنش‌ روی کاتالیست انجام می‌شود تا واکنش هیدروژن و اکسیژن تسهیل گردد. این کاتالیست معمولا از پودر پلاتین که به صورت خیلی نازک روی ورقه‌ای از کربن پوشیده شده ساخته می‌شود سطح کاتالیست باید زبر و متخلخل باشد تا حداکثر سطح تماس را برای ما ایجاد کند.
اکسیژنی که در یک پیل سوختی بکار می‌رود به راحتی از هوا تأمین می‌شود اما اگر چه هیدروژن خالص یک سوخت عالی برای پیل سوختی است اما تهیه ذخیره سازی و توزیع چنین سوختی به عنوان یک مسئله مطرح می‌شود .
به عنوان یک راه‌ حل عملی، پیشنهاد می‌شود ، هیدروژنی که در پیل سوختی به کار می‌رود از واکنش رفرمینگ سوختهای در دسترس مثل متانول، گاز طبیعی، بنزین و گازوئیل تهیه شود.
رفرمنیگ بخار (SR) ، اکسیداسیون جزئی (POX) و رفرمینگAuto Thermal(ATR) به فرایند اصلی رفرمینگ برای تولید هیدروژن هستند. در SR بخار با هیدروکربن روی کاتالیست واکنش داده و را تولید می‌کند. این واکنش بسیار گرماگیر است و در دمای همراه با تولید مقدار زیادی گرما انجام می شود. رفرمینگ ATR هر دو واکنش بالا را با هم انجام می‌دهد و خوراک آن مخلوطی از هیدروکربن، آب و هواست که همزمان با هم وارد راکتور می‌شوند. واکنش SR گرمایی که در واکنش POX تولید می‌شود را مصرف می‌کند به طوریکه واکنش کلی کمی گرما زا است.
جدول 1- ترکیب درصد syn gas مربوط به SR , ATR

ATR

SR
یکی دیگر از مسائلی که در پیل سوختی وجود دارد، خلوص هیدروژن است. حتی مقدار کمی از CO در داخل هیدروژن مثلا بیشتر از ppm 10 شدیداً باعث تخریب کاتالیست موجود در پیل سوختی می‌شود و این خود باعث پایین آمدن بازده پیل سوختی می‌شود. یکی از روشهایی که می‌توان به وسیله آن CO ای که در گاز سنتزی ریفرمر تولید می‌شود را از بین برد، واکنش WGS است که با تبدیل CO به به خلوص بیشتر هیدروژن کمک می‌کند. واکنش WGS به صورت زیر انجام می‌شود.

از طرفی واکنش WGS بازگشت پذیر و گرماده است که هر دوی این موارد برای ما نامطلوب است , چون در دمای بالا واکنش به سمت تولید CO بر می‌گردد. راکتورهای پرشده قدیمی که برای این واکنش در نظر گرفته می‌شدند, بسیار بزرگ و سنگین بودند و همچنین بازده مطلوبی نداشتند. گونه جدیدی از راکتورها که برای این منظور به کار می‌روند، راکتورهای با غشای سرامیکی هستند که می‌توانند میزان انجام واکنش را تاحد زیادی افزایش دهند و محصول را به صورت جداگانه به ما تحویل دهند. تحقیقات نشان داده شده است که با استفاده از این نوع راکتورها تبدیل CO تا % 100 افزایش می‌یابد.

فصل اول

غشاء
کاربردهای بسیار زیاد غشاء، جایگاه مهمی در تکنولوژی شیمیایی پیدا کرده است، قدرت غشاء درکنترل میزان نفوذ گونه‌های شیمیایی از بین غشاء، خاصیت کلیدی آن به شمار می‌رود. در فرآیند‌های جداسازی، هدف، اجازه دادن به جزئی از یک مخلوط برای نفوذ آزادانه داخل غشاء است واین در حالی است که غشاء از عبور اجزاء دیگر جلوگیری می‌کند.
تاریخچه غشاء
تحقیقاتی که به صورت جدی روی غشاء انجام شد، توسط دانشمندان قرن 18 صورت گرفت به عنوان مثال Abbe Nolet در سال 1748 واژه اسمز را برای نفوذ آب از بین یک دیافراگم به کاربرد. غشاها در بین قرنهای نوزدهم و بیستم کاربرد صنعتی یا تجاری نداشتند و تنها به عنوان تجهیزات آزمایشگاهی و برای انجام تئوری‌های فیزیکی/ شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گرفتند. به عنوان مثال برای اندازه‌گیری فشار اسمزی محلول، در سال 1887 غشایی توسط Trauble & Pfeffer ساختند که با قانون وانت‌هوف (van’t Hoff ) کار می‌کرد و رفتار محلولهای خالص ایده‌آل را توضیح می‌داد. به عبارت دیگر این عملیات مستقیما به قانون وانت‌هوف منجر شد.
در همان زمان، نظریه غشای نیمه تراوای انتخابگر به وسیله ماکسول و دیگران (Maxwell & others) به منظور توسعه تئوری جنبشی گازها ارائه شد. محققین غشاهای نخستین، انواع دیافراگمهایی که در اختیار داشتند مثل مثانه خوک، گاو یا ماهی، و روکش سوسیهایی که از دل و روده حیوانات ساخته می‌شد را مورد آزمایش قرار دادند. بعدها غشاهای ساخته شده از کلودین (نیتروسلولز) (collodion) به دلیل اینکه به صورت تکثیری ساخته می‌شدند مورد توجه قرار گرفتند. بچهولد (Bechhold) در سال 1907 شیوه‌ای برای تهیه غشاهای نیتروسلولزی با اندازه‌های درجه بندی شده‌ای برای منافذ ابداع کرد که باتست حباب انجام می‌شد . و دیگران به خصوص الفورد (Elford) ، بچمن و زیگموندی (Bachmann & zsigmondy) و فری (Ferry) روش بچهولد را ادامه دادند. در طی 20 سال اخیر تکنولوژی تولید غشاهای micro filtration توسط پلیمرها مخصوصا استات سلولز گسترش پیدا کرده است. اولین کاربرد ویژه غشاها در آزمایش آب شرب در انتهای جنگ جهانی دوم بود. آب شرب برای استفاده در آلمان و قسمتهایی از اروپا که شکست خورده بودند تأمین می‌شد. و در آن زمان شدیدا به فیلترهایی برای آزمایش روی آب شرب نیاز بود.
محققین برای توسعه این فیلترها که به وسیله ارتش ایالات متحده مورد حمایت قرار می‌گرفت، تلاشهای زیادی را انجام دادند. ایالات متحده به اولین وبزرگترین تولید کننده غشاهای micro filtration در جهان فعالیت می‌کند. در 1960 اصول علم غشا توسعه پیدا کرده بود. اما غشاها تنها برای تعداد کمی از آزمایشگاهها و کاربردهای ویژه صنعتی کوچک مورد استفاده قرار می‌گرفتند. در آن زمان صنعت غشاهای ویژه وجود نداشت و فروش خالص‌نهایی غشاها برای همه کاربردهای صنعتی بیشتر از 20 میلیون دلار امریکا در سال 2003 نبود. در کاربرد غشاها در فرایندهای جداسازی چهار مشکل وجود دارد:
1- غیر قابل اطمینان بودن آنها
2- سرعت کم
3- گزینش پذیری کم
4- قیمت بالا
حل هر کدام از این مشکلات در طی 30 سال انجام شد. کشف اساسی که جداسازی غشایی را از یک کار آزمایشگاهی به یک فرایند صنعتی تبدیل کرد، فرایند لوب- سوریراژان
[Leob – Sourirajan] برای ساخت غشاهای اسمز معکوس anisotropic بدون نقص با شار بالا (high-flux) در سال 1960 بود. [5]
این غشاها شامل یک فیلم سطحی انتخابگر بسیار نازک برروی یک سطح ضخیم تر هستند و با داشتن منافذی در مقیاس micro ( ) بسیار نفوذ پذیر می‌باشند و می‌توانند نیروی مکانیکی را تامین ‌کنند. شاراولیه غشای اسمز معکوس که توسط لوب – سوریراژان ساخته شده بود 10 برابر بیشتر از غشایی بود که قبلا برای فرایند اسمز معکوس ساخته شده بود. کار لوب- سوریراژان و تحقیقات بسیاری از محققین و تقبل هزینه‌ها توسط وزارت داخلی امریکا و سازمان آبهای شور ((OSW) Office of Salive Water) به تجاری کردن فرایند اسمز معکوس انجامید و عامل مهمی در گسترش Ultra filtrtion وMicro filtration به شمار می‌رفت.
همچنین الکترودیالیز- به وسیله کمکهایی که از یافته‌های OSW گرفته شد- گسترش پیدا کرد. به طور همزمان با گسترش کاربردهای صنعتی غشاء، غشاها به طور مستقل برای فرایند‌های جداسازی در پزشکی به ویژه در ساخت کلیه مصنوعی گسترش پیدا کردند.
دبلیو. جی. کالف[W.J.Kolf] اولین موفقیت کلیه مصنوعی را در سال 1945 در نترلند Netherland)) نشان داد و تقریباً 20 سال برای تکنولوژی فیلتراسیون در مقیاس بزرگ زمان صرف شد، اما این تحقیقات در سال 1960 کامل شد. از آن به بعد، استفاده غشاء در عضوهای مصنوعی اقدام مهمی در نجات جان انسانها به شمار می‌رفت. بیش از 000/800 نفر که هم اکنون کلیه مصنوعی دارند بر این مهم صحه می‌گذارند و هر سال بیش از میلیونها نفر تحت عمل جراحی قلب باز- با روشی که امکان اکسیژن دادن به خون به وسیله غشاء را فراهم می‌کند.- قرار می‌گیرند.
در دوره سالهای 1960 تا 1980 تغییرات چشمگیری در وضعیت تکنولوژی غشاء به وجود آمد. فرایندهای شکل‌گیری انواع دیگر غشا بر مبنای اصول روش لوب- سوریراژان شامل پلیمریزاسیون interfacial و ریخته‌گری کامپوزیتهای چند لایه و پوشش دهی آنها، به منظور ساخت غشاهای با عملکرد بهتر، توسعه پیدا کرد. استفاده از این فرایندها، ساخت غشاهایی با لایه‌های انتخابگر selective layers)) به ضخامت یاکمتر – که هم اکنون توسط تعدادی از کمپانی‌ها تولید می‌شوند- را به دنبال داشت. در سال 1980، میکروفیلتراسیون (microfiltration) ، آلترافیلتراسیون (ultrafiltration) ، اسمز معکوس (reverse osmosis) و الکترودیالیز electro dialysis)) ، فرآیندهایی بودند که در بسیاری از واحدها در سراسر جهان انجام می‌شدند. تحول مهمی که در سال 1980 روی داد، ظهور غشاهای صنعتی درفرایندهای جداسازی گازها بود. اولین تحول بزرگی که در این زمینه انجام شد، غشایی بود که توسط مونسانتو پریسم Monsanto Prism]] در سال 1980 برای جداسازی هیدروژن ارائه شد. [7] در ظرف چند سال دو (Dow) سیستمهایی برای جداسازی نیتروژن از هوا تولید کرد و سینارا وسپارکس Cynara & Separex)) سیستمهایی برای جداسازی دی‌اکسید کربن از گاز طبیعی تولید کردند. تکنولوژی جداسازی گازها به سرعت رشد و گسترش پیدا کرد، علاوه بر اینکه رشد قابل توجهی در سالهای اخیر به چشم می‌خورد. آخرین پیشرفتها در سال 1980 به وسیله GFT که یک کمپانی کوچک مهندسی آلمانی بود انجام شد. در این کمپانی اولین سیستم Pervaporation تجاری برای هیدروژن زدایی الکلها به کار گرفته شد. بیش از 100 واحد هیدروژن زدایی Pervaporation برای ایزوپروپانول و اتانول هم اکنون در حال نصب هستند.

انواع غشاء:
در واقع غشاء چیزی جز یک فصل مشترک نازک منفصل نیست که نفوذ گونه‌های شیمیایی را که با آن ارتباط دارد، تعدیل و کنترل می‌کند. این فصل مشترک ممکن است از نظر مولکولی همگن باشد، به عبارت دیگر ساختار و ترکیبی کاملا یکنواخت داشته باشد و یا اینکه از نظر فیزیکی یا شیمیایی ناهمگن باشد به عنوان مثال داشتن سوراخها و منافذ با اندازه‌های محدود و معین و یا داشتن ساختار متفاوت در لایه‌ها. یک صافی نرمال با این توضیحات غشا نامیده می‌شود. براساس قرارداد، فیلترها معمولا برای جداسازی سوسپانسیونهای خاصی که ذرات آنها بزرگتر از 1 تا 10 میکرومتر هستند، استفاده می‌شوند مهمترین انواع غشاها به صورت شماتیکی در شکل زیر نشان داده شده‌اند و به صورت خلاصه توضیح داده شده‌اند:

غشاهای ایزوتروپیک:
Microporous Membrane -:‌
ساختار و عملکرد غشای microporous بسیار شبیه به فیلترهای معمولی است. آنها ساختاری انعطاف پذیر با فضایی زیاد دارند که منافذ به صورت تصادفی (randomly) توزیع شده‌اند. تفاوت اندازه منافذ این نوع غشاء با فیلترهای معمول در قطر بسیار کم آنها در حدود 0.01 تا 10 میکرومتر است. ذراتی که از بزرگترین منافذ غشاء، بزرگتر باشند نمی‌توانند از غشاء عبور کنند. ذراتی که از بزرگترین منافذ غشاء کوچکتر باشند و همچنین بزرگتر از کوچکترین منافذ غشاء باشند به صورت مختصری بر طبق توزیع سایز منافذ غشاء پذیرفته می‌شوند. ذراتی که بسیار کوچکتر از کوچکترین منافذ غشاء باشند، از بین غشاء عبور خواهند کرد. بنابراین جداسازی محلولها به وسیله غشاهای microporous اساسا تابعی از سایز مولکولها و توزیع سایز منافذ است. به طور کلی عملا تنها مولکولهایی که تفاوت قابل ملاحظه‌ای در سایز دارند، می‌توانند به وسیله غشاهای microporus جدا شوند. به عنوان مثال Ultra filtration,Microfiltatiopn.

Non porous,Dense Membeane:
Non porous,Dense Membeane، شامل یک فیلم فشرده تراواست که فرایند انتقال آن از طریق نفوذ با نیرو محرکه فشار، غلظت یا اختلاف پتانسیل الکتریکی است. جداسازی ترکیبات مختلف یک مخلوط مستقیما به نرخ انتقال آن از بین غشاء بستگی دارد و به وسیله انحلال پذیری آن جزء در مواد غشاء تعیین می‌شود. بنابراین غشای متراکم غیر متخلخل در صورتی می‌تواند اجزاء تراوا را با سایزهای مختلف جدا کند که انحلال پذیری اجزاء در غشا متفاوت باشد. بیشتر غشاهایی که در فرآیندهای جداسازی گازها، pervaporation و اسمز معکوس مورد استفاده قرار می‌گیرند. غشاهایی متراکم (Dense) هستند. این نوع غشاء معمولا برای داشتن شار بهتر ساختاری anisotropic دارند.

غشاهای با بار الکتریکی (Electrically Charged Mem brane):
غشاهای با بار الکتریکی می‌تواند microporous یا فشرده (dense) باشند اما معمولا بسیار دقیقتر از microporous ها هستند و دیواره‌های منفذ داری با یونهای ثابت بار دار مثبت یا منفی دارند.
جداسازی با غشاهای باردار، اساسا به وسیله جلوگیری از یونهایی با همان بار به عنوان یونهای ثابت ساختار غشاء و کوچکتر از اندازه منافذ انجام می‌شود.در این نوع غشا جداسازی متأثر از بار و غلظت یونها در محلول است. به عنوان مثال یونهای monovalent بسیار کمتر از یونهای divalent از عبور یونها جلوگیری می‌کنند. غشاهایی که به صورت الکتریکی باردار می‌شوند برای محلولهای الکترولیت در الکترودیالیز به کار می‌روند.

Anisotropic Membrane:
در این نوع غشاء میزان انتقال گونه‌ها از بین غشاء با عکس ضخامت غشاء متناسب است. میزان انتقال بالا در فرایندهای جداسازی، از لحاظ اقتصادی مورد توجه قرار می‌گیرد، بنابراین تا جائیکه مقدور باشد باید غشاء نازک باشد. تکنولوژی تولید فیلمهای معمولی در ساخت مقاومت مکانیکی فیلمهای بدون نقص با ضخامتی در حدود محدود می‌شود پیشرفت تکنولوژی ساخت غشاهای تازه برای تولید ساختار anisotropic غشاء یکی از بزرگترین پیشرفتهای علمی در زمینه غشاء در طی 30 سال گذشته بوده است. غشاهای anisotropic شامل یک لایه سطحی بسیار نازک هستند و روی سطحی که ضخامت بیشتری دارد، قرار می‌گیرند. لایه سطحی و زیر ساختار آن ممکن است در یک عملیات و یا عملیاتهای جداگانه‌ای شکل‌گیری شوند. در غشاهای کامپوزیت، لایه‌ها معمولا از پلیمرهای مختلفی ساخته می‌شوند و میزان تراوایی غشاء فقط با لایه سطحی تعیین می‌شود و زیر ساختار تنها به عنوان یک پایه عمل می‌کند.

Ceramic , metal & Lipuid Menbranes:
غشا از پلیمرهای آلی تشکیل شده و در حقیقت پایه بیشتر غشاهایی که از لحاظ تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرند پلیمری است. هر چند در سالهای اخیر گرایش به غشاهایی که از مواد معمولی کمتری تشکیل شده‌اند، بیشتر شده است. غشاهای سرامیکی در گروه خاصی از غشاهای microporous دسته بندی می‌شوند ودر کاربردهایMicrofiltration و Ultrafiltration که مقاومت حلال و پایداری گرمایی مورد نیاز است، به کار می‌روند. غشاهای فلزی فشرده مخصوصا غشاهای پالادیوم برای جداسازی هیدروژن از مخلوط گازها مورد توجه قرار می‌گیرند و با فیلمهایی که برای انتقال راحت‌تر ایجاد می‌شوند، محافظت می‌شوند.
- خواص مواد:
غشاهای سرامیکی به صورت سنتزی ساخته می‌شوند و ترکیبی از فلزات (معمولا Ti , Zn , Al) و اکسید فلزات هستند. غشاهای غیرآلی پایداری دمایی وانحلال پذیری بالایی دارند. آنها شکلی چند کاناله با قطر و تخلخل متفاوت دارند. به طور کلی مواد سرامیکی از نظر شیمیایی، حرارتی و مکانیکی استحکام بسیار بالایی دارند و همچنین غالبا bioinert هستند، در نتیجه آنها موادی ایده‌آل برای بسیاری از کاربردها در صنایع شیمیایی و دارویی و یا فرایندهای آب و فاضلاب هستند. نقاط ضعف آنها غالبا در وزن بالا و قیمت بالای محصولات ترکیبات سرامیکی است. اگر چه معمولا مورد دوم با عمر بالا جبران می‌شود.

- هندسه بافت توخالی:
بهترین غشاها از بسیاری جهات دارای بافت توخالی (قطر بیرونی کمتر از ) و یامویرگی (قطر بیرونی بیشتر از ) هستند، که نسبت سطح به حجم بسیار بالایی دارند. استفاده از بافتهای توخالی یا مویرگی با سطح زیاد غشاء که در حجم کم و به صورت متراکم تولید می‌شوند، مدل می‌شود. در کابردهای پیوند مثل پیوند کلیه مصنوعی، غشاهای پلیمری با بافت توخالی( برای مثال برای mass-produced article ) استفاده می‌شود. هر چند غشاهای سرامیکی لوله‌ای که قطر آنها به طور قابل ملاحظه‌ای کمتر از است، کاربردهای بسیار زیادی دارند ولی هنوز در بازار موجود نیستند.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله  64  صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید