برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

در سال 1932 گروهی از فارغ التحصیلان مدرسه مدیریت بازرگانی دانشگاه هاروارد به سرپرستی Wallace Flint کار بر روی پروژه جاه طلبانه ای را شروع کردند که سرآغازی بر استاندارد بارکد و سیستمهای مربوط به آن گردید. این پروژه به مشتریان پیشنهاد می کرد تا کالای مورد نظرشان را با برداشتن کارتهای سوراخ شده ای مرتبط به آن کالا از درون کاتالوگ انتخاب کنند. این کارتهای سوراخ شده سپس به کارمندی داده میشد تا برای خواندن، آنرا درون دستگاه "کارت ریدر" Card Reader قرار دهد. در مرحله بعد سیستم بصورت اتومات کالای مربوطه را از انبار مستقیماً به باجه خروجی فروشگاه میفرستاد تا خریدار پس از پرداخت پول، کالا را دریافت کند. در مراحل بعدی با گسترش سیستم، نحوه دریافت وجه، تحویل کالا و رسید به مشتری و ... پیشرفت کرده و به مرحله ای رسیدند که اکنون توسط دستگاه های "بارکد ریدر" Barcode Reader به راحتی عمل تحویل کالا و سپس پرداخت وجه صورت میپذیرد و همچنین هیچ کالایی را نمی توان بدون کم کردن از موجودی انبار فروشگاه از آن خارج کرد، لذا جلوی سرقت کالا تا اندازه زیادی گرفته می شود.

بارکدهای مدرن امروزی از سال 1948 توسعه یافتند. برنارد سیلور، از فارغ التحصیلان موسسه ی تکنولوژی درکسل در فیلادلفیا (Drexel Institute of Technology in Philadelphia) بطور اتفاقی شنید که رییس یک فروشگاه زنجیره ای مواد غذایی محلی از یکی از روسای دانشگاه میخواهد تا متعهد شود که سیستمی را ایجاد کند تا بطور اتومات اطلاعات کالا را در مرحله بازرسی و "چک اوت" Checkout بخواند. سیلور آنچه را شنیده بود به دوستش نورمن جوزف وودلند Norman Joseph Woodland گفت. نورمن بیست وهفت ساله فارغ التحصیل درکسل و معلم آنجا بود. نورمن شیفته این مشکل شد و شروع به کار روی این مسئله کرد.

اولین ایده ی نورمن استفاده از طرحهایی از جوهری مخصوص بود که زیر نور فرا بنفش بدرخشد. آندو دستگاهی را ساختند که که کار میکرد ولی مشکل این بود که جوهر آن ثبات لازم را نداشت و چاپ طرحواره روی کالا بسیار گران تمام میشد. وودلند معتقد بود که ایده اش جواب خواهد داد. او از محل سهام چند فروشگاه مقداری عایدی داشت، لذا کار تدریس را رها کرد و به آپارتمان پدربزرگش در فلوریدا رفت تا برای حل این مشکل فراغت بیشتری داشته باشد.



در بیستم اکتبر 1949 وودلند و سیلور فرم ثبت اختراعی را تحت عنوان " طبقه بندی لوازم و روش انجام آن" را پر کردند. آنها اختراعشان را بصورت " هنر طبقه بندی کالا ...از طریق شناسایی طرحواره" توصیف نمودند.

تاریخچه سیستمهای بارکد، بارکد ابداعی توسط وودلند و سیلور را بشکل یک "دایره هدف" یا Bull’s Eye توصیف میکند که متشکل از دایره های هم مرکز بود. درحالیکه وودلند و سیلور چنین نمادی را ایجاد کردند، نماد اولیه بشکل یک خط مستقیم مشابه بار کدهای 1D امروزی توصیف گردید. نورمن جوزف وودلند

سرانجام نماد بارکد با طرح چهار خط سفید در یک زمینه تیره شکل گرفت. اولین خط بعنوان خط مبنا و موقعیت سه خط باقیمانده نسبت به خط اول تعیین می شدند. اطلاعات مربوط به یک کالا با حضور یا عدم حضور یکی یا چند تا از خطوط کد بندی میشد که اجازه میداد هفت دسته مختلف از کالا ایجاد شود. بهرحال مخترعان این روش فهمیدند که با افزودن تعداد خطوط میتوان کالاهای بیشتری را کلاسه بندی کرد. مثلاً با ده خط تا 1023 کالا می توانست کد گذاری شود. درخواست حق ثبت اختراع وودلند و سیلور در هفتم اکتبر 1952 به شماره 2612994 در آمریکا به ثبت رسید.

در سال 1962 سیلور در سن 38 سالگی قبل از اینکه کاربرد تجاری باکد را ببیند درگذشت. در سال 1992 وودلند مدال ملی تکنولوژی را از دست رییس جمهور جورج بوش دریافت کرد. این دو مرد پول زیادی بابت ایده خلاقانه خود که شروعی بر تجارت بیلیون دلاری بود دریافت نکردند.

بارکد تا سال 1966 تجاری نشد. انجمن ملی زنجیره مواد غذایی (NAFC) در این سال از سازندگان تجهیزات درخواست کرد تا سیستمی را طراحی کنند که به پروسه دریافت کالا و پرداخت پول (Checkout) شتاب بیشتری دهد. در 1967 شرکت RCA (Radio Corporation of America) اولین سیستم اسکن را در فروشگاه کروگر Kroger در سین سیناتی نصب کرد. کد محصولات توسط "بارکدهای دایره هدف" مشخص میشدند که مجموعه ای از خطوط (یا بارهای bars) دایره ای هم مرکز با عرضهای متفاوت بودند. این بارکدها روی محصول پرینت نمی شدند بلکه بصورت برچسب توسط کارمندان کروگر روی کالا نصب می گردید. اما مشکلاتی برای کد موسوم به RCA/Kroger وجود داشت. در این هنگام نیاز به ارائه استانداردی بود تا تمام تولید کنندگان و فروشندگان محصولات غذایی به آن تجهیز شده و بطور یکسان مورد استفاده قرار گیرد.




بارکد128 – نوع پیشرفته بارکد

در 1969، NAFC از شرکت Logicon خواست تا نسبت به ایجاد یک سیستم بارکد صنعتی اقدام نماید. نتیجه این درخواست ارائه بخشهای یک و دو "کد جهانی شناسایی محصولات خواروبار" (UGPIC) در تابستان 1970 بود. بر اساس توصیه شرکت Logicon، کمیته ویژه فروشگاههای آمریکا جهت یکسان سازی کد محصولات خواروبار (U.S. Supermarket Ad Hoc Committee on a Uniform Grocery Product Code) شکل گرفت. سه سال بعد، این کمیته نماد UPC (Universal Product Code) را بعنوان کد محصولات غذایی معرفی کرد که امروزه هنوز هم در ایالات متحده از آن استفاده میشود. این کد توسط IBM ارائه شد و توسط جورج لارر George Laurer که بر روی نتایج ایده وودلند و سیلور کار میکرد، بهبود یافت. در آن زمان وودلند کارمند IBM بود.

در ژوئن 1974، یکی از اولین اسکنرهای UPC توسط شرکت National Cash Register (NCR) ساخته و در سوپرمارکت مارش در "تروی" واقع در اوهایو نصب شد. در 26 ژوئن 1974، اولین کالای دارای بارکد در باجه "چک اوت" اسکن شد. این کالا یک بسته ده تایی "آدامس میوه ای وریگلی" بود. اینکار با برداشتن کارتی توسط یک مشتری – که متاسفانه نام وی هیچ جا ثبت نشده است – اتفاق افتاد. این بسته آدامس اکنون در موزه ملی تاریخ آمریکا در موسسه اسمیت سونیان نگهداری میشود.

اولین تلاش برای کاربردی کردن شناسایی اتوماتیک بارکد در صنعت در اواخر دهه 1950 توسط انجمن راه آهن آمریکا صورت گرفت. در 1967، این انجمن یک بار کد نوری را اقتباس کرد. برچسب زدن واگنها و نصب اسکنر در دهم اکتبر 1967 آغاز شد. این کار هفت سال زمان برد تا 95 درصد کل ناوگان حمل و نقل ریلی برچسب زده شود. بنابه دلایل زیادی این سیستم کارآیی ساده ای نداشت و بنابراین در اواخر دهه 70 کنارگذاشته شد.

واقعه ای که باعث شد تا بارکد بشکل صنعتی کنونی درآید در اول سپتامبر 1981 هنگامی اتفاق افتاد که وزارت دفاع آمریکا سیستم کد گذاری موسوم به Code 39 را برای علامت گذاری تمامی محصولات فروخته شده به ارتش آمریکا بکار گرفت. این سیستم "لوگمارس" LOGMARS نامیده شد که مختصر عبارت Logistics Applications of Automated Marking and Reading Symbols است.

طی سالها از بارکدها بعنوان دستگاه پلاک خوان استفاده گردید. هر برچسب شامل یک شماره سریال منحصر بفرد بود که با نوارهای سفید و سیاه کدگذاری شده بود. ترتیب نوارها، کلیدی بود برای راهیابی درون یک دیتابیس برای دستیابی به اطلاعات بیشتر در مورد کالا. اما کاربران خواهان دسترسی به اطلاعات بیشتری بودند. بعلاوه آنها خواهان یک دیتابیس پرتابل بودند.

در سال 1984 گرایش بسمت دیتابیسهای پرتابل با انتشار مقاله ای توسط گروه صنایع عامل خودرو AIAG، درمورد کاربرد استاندارد برای حمل و نقل و برچسبهای شناسایی قطعات که شامل چهار دسته بارکد Code39 بود، آغاز شد. این چهار دسته شامل شماره قطعه (P/N)، تعداد، تهیه کننده، و شماره سریال (S/N) بود.

در 1988، شرکت اینترمِک اولین بارکد دو وجهی قانونی را با عنوان Code49 ارائه نمود. در زمان ارائه کد 49 شش کد دیگر جهت تامین نیازهای دیتابیس پرتابل اختراع یا تغییر طرح داده شدند تا حداقل جای ممکن را اشغال سازند.

از این میان کد دو وجهی یا 2-D به بهترین شکل ممکن نیازهای یک سیستم خبره را برآورده میکرد. با توسعه ماشینهای کد خوان، کد سه وجهی یا 3-D (که به آن کد برجسته نیز می گویند) توسعه پیدا کرد.

در پستهای بعدی این سلسله مطالب، به بررسی بارکدهای رایج و تشریح آنها و در ادامه به بررسی سیستمهای کد خوان خواهیم پرداخت.

سنسور های بارکد سری OTBC-04XX


سنسورهای بارکد سری OBTC شامل یک فوتو ترانزیستور تک امیتره اند که نور بازتابیده به نوارهای بارکد بوسیله فوتو دیود داخلی را از طریق یک لنز دریافت می کنند. در OBTC-0480 فوتو دیود داخلی نور مادون قرمزی با طول موج 940نانومتر را منتشر می سازد. در حالیکه OTBC-0490 دارای نوری مرئی با طول موج 660 نانومتر است. در مدل OTBC-0482 نور بازتابیده به بیس فوتو ترانزیستور از ابتدا یک فیلتر عبور میکند. هدف از بکارگیری فیلتر در این نوع سنسور بارکد استفاده از آن در محیطهای با شدت نور بسیار بالاست. ولتاژ تغذیه هر سه مدل 5 ولت در توانی معادل 100 میلی وات است.

مدار شکل یک بکمک یک سنسور بارکد سری OTBC-04XX طراحی و شبیه سازی شده است. خروجی سنسور توسط اولین طبقه تقویت کننده (U2)، که یک تقویت کننده از نوع Transimpedance Amplifier است، تقویت میشود. ولتاژ پایه ی ورودی منفی U2 توسط پتانسیومتر متصل به آن در حدود 750 میلی ولت تنظیم شده است. زوج U3 و U4 بصورت تقویت کننده پوش پول با قابلیت تثبیت گین ولتاژ بکار رفته اند. سیگنال خروجی پوش پول در تقویت کننده ی فیدبک U5 تقویت و سرانجام توسط تقویت کننده تک ترانزیستور Q1 آنرا میتوان به مصارف مختلف رسانید. برای دیدن تصاویر در اندازه بزرگتر بر روی توضیح آن کلیک کنید.




شکل یک – مدار آشکار ساز بار کد بکمک سنسور بارکد سری OTBC-04XX

باید توجه داشت که بجای عنصر بارکد استفاده شده در شکل یک باید از شماتیک ارائه شده در شکل دو استفاده کنید. در این شکل بعلاوه شماره پایه های سنسور بارکد OTBC-04XX نیز ارائه شده است. در اینصورت خروجی متناسب با عرض خطوط بارکد بصورت شکل شماره سه را دریافت خواهید کرد. مدار فوق توسط نرم افزار EWB10 طراحی و سیموله شده است.



شکل دو – نحوه اتصال سنسور بارکد در شکل شماره یک




شکل سه – خروجی مدار در کلکتور ترانزیستور Q1 (قهوه ای) نسبت به خروجی U2 (سبز)

منبع : سایت اُپتوتک OptoTech

یکی از مهمترین عوامل قابلیت جذب گاز (Gas Adsorbsion) در سنسورهای گاز فیلم ضخیم، متخلل بودن سطح سنسور است، بطوریکه سوراخهای بسیار ریز سطح سنسور بسان کانالهایی باعث ورود و برخورد گاز با لایه اکتیو سطح سنسور شده و این خود باعث تغییر مشخصات الکتریکی لایه (مثلاً مقاومت آن) می گردد. تصویر زیر که از سطح یک سنسور الکل (طراحی و ساخت توسط خودم) گرفته شده، به عینه این تخلخل را نشان میدهد. برای تصویر برداری ،سطح سنسور را با لایه ای در حدود 20 نانو طلا پوشاندیم. جنس لایه ی اکتیو ترکیبی از ایتریا (Yttria)، اکسید مس، و تری اکسید تنگستن (WO3) است. 



شکل یک - تصویر SEM از سطح سنسور الکل

ضخامت لایه اکتیو و بهمراه ضخامت لایه الکترود زیر آن در حدود 7 میکرون است. و تصویر برش عرضی سنسور، چسبندگی قابل ملاحظه این دو لایه به Substrate را نشان میدهد (شکل دو).



شکل دو - تصویر برش عرضی سنسور. ضخامت Substrate حدود ۲۷۰ میکرون و متوسط ضخامت لایه های اکتیو و الکترود روی هم حدوداً ۷ میکرون است.

با استفاده از Energy Dispersive Using X-Ray یا به اختصار EDX سه منطقه ی متفاوت از سطح سنسور آنالیز و نتیجه در تصویر شماره سه قابل مشاهده است. شکل 3 بوضوح میزان پراکندگی تقریباً یکسان سه پودر مورد استفاده را در سه منطقه متفاوت نمایش میدهد.



شکل سه - آنالیز سطحی سنسور بکمک EDX میزان پراکندگی مواد لایه ی اکتیو در سطح سنسور را نشان میدهد.

سنسورهای دربهای اتوماتیک

امروزه سه نوع مختلف از سنسورهای دربهای اتوماتیک در بازار وجود دارد:

1. سنسورهای مادون قرمز اکتیو: این دسته از سنسورها ی استاتیک تنها اشخاص و اشیایی را تشخیص میدهند که باعث شکسته شدن پرتو نور ماودون قرمز شوند. محل تشخیص شامل نقاطی وابسته به یک سطح وسیع است که روی فواصل مرکزی نوری لنزهای فرستنده و گیرنده قرار میگیرند. این سنسورها امروزه در دو دسته ی مجزا تقسیم بندی میشوند:

حذف زمینه: این دتکتورها در قسمتهای متحرک مانند دربهای گردان یا چرخان استفاده میشوند (دقت کنید بنا بر چرخشی بودن درب امکان ایجاد زمینه Background وجود ندارد). بنابراین این سیستم نیازی به زمینه مانند دیوار یا سطح زمین ندارد.

آنالیز کننده زمینه: این نوع دتکتورها به سیگنالی از زمینه نیاز دارند تا بتوانند خروجی داشته باشند. در این سیستمها (1) سنسور نصب شده نیاز به بک گراند دارد (دیوار یا کف زمین). (2) سطح مورد نظر برای اسکن شدن درون فواصل ممکن از پیش تعریف شده بصورت مکانیکی تنظیم می شود. (3) هر شیئ درون این ناحیه بصورت استاتیکی نمایان میشود.



شکل یک - سنسور اکتیو مادون قرمز نصب شده در بالای درب



شکل دو - ناحیه تحت اسکن

2. سنسورهای مادون قرمز پسیو: طرز کار این نوع سنسورها بسیار شبیه دوربین های مادون قرمزی است که برای یافتن تلفات حرارتی ساختمانها بکار میروند. سنسورهای حساس به مادون قرمز تصویری حرارتی از محل مشخص شده را بوجود می آورند. پس از یک زمان تنظیم اولیه – حدوداً 20 ثانیه – تصویر مادون قرمز ذخیره می شود. در مرحله ی بعد اگر تصویر حرارتی Heat Image تغییر کرد (حرکتی اتفاق افتاد) سنسور به خروجی سیستم سوئیچ می کند. در این حال باید دو شرط زیر را در نظر گرفت:

(1) حتماً باید اختلاف دمای +/- (1.8) فارنهایت یا +/- (-16.8) سانتیگراد بین زمینه و شئ مورد نظر وجود داشته باشد.

(2) شئ مورد نظر باید سرعت جابجایی حداقل 4 اینچ یا ده سانتیمتر بر ثانیه داشته باشد.

این میزان اختلاف دما بین شئ و بک گراند همواره سیستم تشخیص فوق را برای تشخیص موجودات زنده گارانتی میکند ولی برای بعضی از اشیاء ممکن است نتیجه خوبی بهمراه نداشته باشد.



شکل سه - سنسورهای دربهای لولایی یک طرفه باید بتوانند هر دو سوی درب را اسکن کنند.

3. میکروویو: امواجی الکترومغناطیسی منتشر شده بیشتر از یک گیگاهرتز بکمک آنتن های متحرک را براحتی میتوان ارسال و بدون مشکل آنها را از طریق کف زمین، دیوار و سایر سطوح به گیرنده برگشت داد. اگر هیچ حرکتی در محل تحت نظارت وجود نداشته باشد، فرکانس ارسال و دریافت یکسان باقی می ماند ( که بدین مفهوم است که محل عاری از هر جنبده ای است). با قرار گرفتن هر موجود زنده یا غیر زنده در محل تحت پوشش، فرکانس برگشتی در نتیجه برخورد به شئ با فرکانس ارسالی متفاوت بوده و این اختلاف توسط سیستم الکترونیکی آشکار شده و باعث فعال شدن سوئیچ خروجی میگردد. توان سنسورهای مایکروویو مورد استفاده از هر نظر برای انسانها وحیوانات ایمن است.





شکل چهار - تفاوت ناحیه ی تحت پوشش توسط مایکروویو و سنسور مادون قرمز اکتیو

حذف تداخلات: عواملی نظیر باران، برف، لامپهای فلورسنت، لرزش ناشی از محرکهای درب (نظیر موتورها و اکچویترها)، تلفنهای موبایل، تجهیزات رادیویی و اشعه ایکس را بطور کلّی الکترواسماگ Electrosmog یا غبار الکترونیکی می نامند [برای مطالعه بیشتر در این مورد اینجا را کلیک کنید]. برای عملکرد بهینه سنسورهای دربهای اتوماتیک در مقابل این تداخلات نیاز به مدارات الکترونیکی بهینه ساز می باشد. این مدارات الکترونیکی را می توان بطور مجزا یا بهمراه سنسور درب تهیه نمود. برای سیستمهای ساده ای نظیر باز و بسته شدن درب شاید نیازی به تهیه این مدارات جانبی نباشد.

سنسورهای دربهای اتوماتیک شامل دربهای کشویی، تاشو، چرخان و گردان می توانند تنها یک سنسور ساده برای تشخیص جسم متحرک باشند. اما امروزه سنسورهای پیشرفته تری برای دربهای اتوماتیک ساخته شده اند که حتی میتوانند حرکت عرضی اشیاء از مقابل درب را نادیده بگیرند و تنها برای حرکتی سوئیچ کنند که مستقیماً بطرف درب می آید. این پیشرفت واقعاً باعث خوشحالی بسیاری از مدیران هتل ها و سایر مراکزی است که از باز و بسته شدنهای بی مورد درب عذاب می کشیدند. سنسورهای اکتیو مادون قرمز اکنون چنین نقشی را بعهده گرفته اند، بطوریکه تا شخصی روبروی مسیر ورود بطرف درب قرار نگرفته باشد عمل نمی کنند.

نهایتاً اینکه هر سیستم الکترونیکی تابع ضوابط و استانداردهایی است و صد البته سنسور دربهای اتوماتیک و سیستمهای وابسته به آنهم نیز تابع استاندارد است. که در آدرس زیر موجود است

http://sensors.blogfa.com/8706.aspx

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :