विद्युत घटक
स्वचालित प्रणालियों में मशीन की गतिविधियाँ बिजली संचरण प्रदान करने और सहायता करने के लिए विभिन्न प्रकार की विद्युत विधियों और मीडिया का उपयोग करती हैं। विशिष्ट स्वचालित मशीनें भार को स्थानांतरित करने के लिए विद्युत, इलेक्ट्रॉनिक और इलेक्ट्रोमैकेनिकल तकनीकों के संयोजन का उपयोग करती हैं।
ये प्रौद्योगिकियाँ स्वचालित मशीनों में विशिष्ट भूमिका निभाती हैं और इन्हें विभिन्न प्रकार के फ़ील्ड उपकरणों द्वारा दर्शाया जाता है। कुछ उपकरण विद्युत या इलेक्ट्रोमैकेनिकल प्रणोदन प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जबकि अन्य इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल प्रदान करते हैं। उपकरणों के बीच अंतर सर्किटरी और आंतरिक ऐड-ऑन घटकों में है।
विद्युत उपकरण
विद्युत उपकरण ऊर्जा और वितरण के लिए बिजली देने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। ये उपकरण विद्युत धारा को प्रकाश, ऊष्मा या गति में परिवर्तित करते हैं। एक उपकरण को विद्युत माना जाता है यदि वह ऊर्जा और बिजली वितरण के लिए सख्ती से बिजली का उपयोग करता है।
आपको ये उपकरण आमतौर पर मशीन नियंत्रण कैबिनेट में मिलेंगे। भवन की मुख्य बिजली आपूर्ति से मशीन के वितरण बॉक्स में प्रत्यावर्ती धारा (एसी) प्रवाहित होती है। विद्युत उपकरण एक सर्किट के माध्यम से मशीन में प्रवाहित होने वाली धारा को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। सर्किट एक लूप है जो ऊर्जा के प्रवाह को लोड तक और फिर वापस ले जाता है।
सर्किट के चार मूल भाग हैं:
- विद्युत आपूर्ति लोड को ऊर्जा प्रदान करती है और इसमें निम्न शामिल हैं-
- वोल्टेज- यह आवेश के पीछे जोर प्रदान करता है। यह दबाव ही है जो आवेश को आगे बढ़ाता है।
- मौजूदा- वोल्टेज इलेक्ट्रॉनों की धारा उत्पन्न करने के लिए धक्का देता है। वोल्टेज के बिना कोई धारा नहीं होती।
- प्रतिरोध- सब्सट्रेट की चालकता प्रतिरोध को प्रभावित करती है। प्रतिरोध की मात्रा सब्सट्रेट के आकार और संरचना पर निर्भर करती है।
- कंडक्टर पथ प्रदान करते हैं। विद्युत ऊर्जा तांबे और एल्यूमीनियम जैसे धातु के तारों के साथ संचालित होती है।
- स्विच खुले या बंद (अतः खुला या बंद) के बीच स्विच करने की विधि जोड़कर सर्किट को नियंत्रित करता है।
- लोड डिवाइस सर्किट लूप का हिस्सा है। बिजली डिवाइस के माध्यम से प्रवाहित होती है, जिससे यह सक्रिय हो जाती है।
इलेक्ट्रानिक्स
वोल्टेज, धारा और प्रतिरोध के बीच अत्यधिक सुसंगत संबंध सर्किट के बेहतर नियंत्रण की अनुमति देता है और अधिक सार्थक परिणाम उत्पन्न कर सकता है।
ओम का नियम कहता है [V (वोल्टेज)=I (धारा) x R (प्रतिरोध)
हम इनमें से किसी एक चर को अन्य दो चरों को नियंत्रित करके नियंत्रित करते हैं। यह हमें इलेक्ट्रॉनिक घटकों तक ले आता है।
इलेक्ट्रॉनिक घटक इन चरों को नियंत्रित करने और इस प्रकार सर्किट को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण हैं। एक विशिष्ट सर्किट में सक्रिय और निष्क्रिय इलेक्ट्रॉनिक घटकों को जोड़कर, हम इलेक्ट्रॉनिक मशीन उपकरणों के बीच संचार करने वाले संकेतों का उत्पादन करने के लिए विद्युत धाराओं में हेरफेर कर सकते हैं। इलेक्ट्रॉनिक घटक के आधार पर, सिग्नल प्रवर्धन, गणना और डेटा ट्रांसमिशन फ़ंक्शन का उपयोग किया जा सकता है।
इलेक्ट्रॉनिक सर्किट डिजाइन में एक प्रमुख घटक:
- संधारित्र- एक दो-टर्मिनल तत्व जो विद्युत क्षेत्र में इलेक्ट्रोस्टैटिक तरीके से ऊर्जा संग्रहीत करता है।
- प्रतिरोधक- एक निष्क्रिय दो-टर्मिनल तत्व जो सर्किट में प्रतिरोध प्रदान करता है। वोल्टेज और करंट को कम करता है।
- डायोड- एक दो-टर्मिनल डिवाइस जो करंट को एक दिशा में सीमित करता है, जैसे चेक वाल्व। यह एक बार मुख्य रूप से गैस वैक्यूम ट्यूबों से बना था, लेकिन अब इसे लगभग पूरी तरह से अर्धचालकों द्वारा बदल दिया गया है और इसे एक ठोस-अवस्था घटक माना जाता है।
- ट्रांजिस्टर- तीन टर्मिनल वाला उपकरण जो दो कार्य करता है। यह अर्धचालक पदार्थ से बना होता है और इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल के लिए स्विच या एम्पलीफायर के रूप में कार्य करता है, वोल्टेज और करंट के प्रवाह को नियंत्रित करता है। इसे सॉलिड-स्टेट घटक माना जाता है।
- ट्रांसड्यूसर- ट्रांसड्यूसर एक ऐसा उपकरण है जो ऊर्जा को एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित करता है। एक एक्ट्यूएटर ट्रांसड्यूसर का एक रूप है। ट्रांसड्यूसर सेंसर के रूप में कार्य करते हैं क्योंकि वे सिस्टम सिग्नल प्राप्त करते हैं और प्रतिक्रिया देते हैं, और आगे बढ़ाते हैं, ठीक वैसे ही जैसे वे थर्मोकपल के रूप में उपयोग किए जाने पर करते हैं।
आज के स्वचालन में, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में एकीकृत सर्किट होते हैं जो विशिष्ट कार्यों के लिए सर्किट सिस्टम बनाते हैं। सर्किट अर्धचालक वेफर सामग्री पर फैले हुए हैं और एक चिप के भीतर समाहित हैं। अर्धचालक पदार्थ कंडक्टर या इन्सुलेटर नहीं हैं। अर्धचालक कहीं बीच में हैं। यह तकनीक लोकप्रिय है क्योंकि इसके चार्ज वाहक (इलेक्ट्रॉन और छिद्र) को आंतरिक (बोरॉन या फॉस्फोरस डोपिंग) और बाहरी (तापमान, प्रकाश, आदि) कारकों द्वारा आसानी से हेरफेर किया जाता है।
ऐसे उपकरण जो केवल अर्धचालक घटकों पर निर्भर करते हैं, उन्हें ठोस अवस्था माना जाता है। आधुनिक ट्रांजिस्टर और डायोड, एकीकृत सर्किट, प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी), और लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (एलसीडी) सभी ठोस अवस्था घटक हैं। स्वचालन के लिए विपणन किए जाने वाले ठोस अवस्था उपकरणों के दो उदाहरणों में रिले और सेंसर शामिल हैं। ये उपकरण मूल रूप से और अभी भी इलेक्ट्रोमैकेनिकल संस्करणों में बेचे जाते हैं। ठोस अवस्था वाले उपकरण अपने इलेक्ट्रोमैकेनिकल समकक्षों के समान कार्यक्षमता प्रदान करते हैं, लेकिन उनमें चलने वाले हिस्से शामिल नहीं होते हैं।