آدرس: تهران - میدان انقلاب - روبروی سینما بهمن - نبش خیابان منیری جاوید - آموزشگاه فن و کار
معرفی قطعات الکترونیکی روی برد PCB : پیش از آن که به جزئیات مختلف و متداول ترین اجزایی که بردهای مدار از آنها ساخته شده اند بپردازیم، لازم است ابتدا مشخص کنیم که برد مدار چاپی (PCB) چیست و عملکرد آن را توضیح دهیم. PCB یک برد مدار است که اجزای الکتریکی یک دستگاه را به هم متصل می کند.اگر میخواهید بطور تخصصی این رشته را یاد بگیرید در دوره آموزش تعمیرات برد الکترونیکی مجتمع فن و کار شرکت کنید.
برای اینکه دستگاه الکترونیکی مانند تلفن همراه، رایانه یا حتی کلید چراغ شما کار کند، باید سطحی از اتصال بین اجزای الکتریکی وجود داشته باشد، چیزی که PCB با لایه‌هایی از مدار مسی آن را ارائه می‌کند.
PCB ها از اجزای الکتریکی مختلفی تشکیل شده اند که هر یک برای عملکرد دستگاهی که به آن تعلق دارد، حیاتی است. این اجزای PCB شامل قطعات الکترونیکی فعال و غیر فعال مانند ترانزیستورها، فیوزها، مقاومت‌ها و خازن‌ها هستند که همگی نقش خود را برای اطمینان از داشتن دستگاهی با کارکرد روان بازی می‌کنند، اگر یکی از این اجزا خراب شود، کل PCB کار نمی‌کند و در نتیجه بر عملکرد خود محصول تأثیر می‌گذارد.
فهرست مطالب :
در این مقاله ما چند مورد از مهم‌ترین و متداول‌ترین اجزای مونتاژ PCB را شرح می‌دهیم و دلیل اهمیت آنها را بررسی می‌کنیم.
مقاومت ها یکی از مهم ترین و رایج ترین اجزای PCB هستند. آنها جریان الکتریکی را به منظور تولید ولتاژ منتقل می کنند و توان الکتریکی را به عنوان گرما تلف می کنند. همچنین می توانند در طیف وسیعی از مواد مختلف باشند و برای تعیین مقدار مقاومت آنها کد رنگی دارند. برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با مقاومت ها مقاله ” مقاومت چیست؟ معرفی انواع مقاومت ” را حتما مطالعه نمایید.
خازن ها متداول ترین جزء بعدی هستند که روی PCB پیدا می کنید و معمولا تعداد آنها از مقاومت ها بیشتر هستند. وظیفه خازن ها نگه داشتن موقت بار الکتریکی و آزاد کردن آن زمانیکه به نیروی بیشتر در جای دیگری از مدار نیاز داریم، است. به طور معمول، این کار را با جمع آوری بارهای مخالف روی دو لایه رسانا که توسط یک ماده عایق یا دی الکتریک از هم جدا شده اند، انجام می دهد.
خازن ها اغلب بر اساس هادی یا مواد دی الکتریک دسته بندی می شوند که باعث ایجاد انواع مختلفی با ویژگی های متفاوت از خازن های الکترولیتی با ظرفیت بالا، خازن های پلیمری متنوع تا خازن های دیسکی سرامیکی پایدارتر می شود. برخی از آن ها ظاهری شبیه به مقاومت‌های محوری دارند، اما خازن کلاسیک یک سبک شعاعی است که دو سر از انتهای آن بیرون زده است.
سلف ها به همراه مقاومت ها و خازن ها در خانواده اجزای غیر فعال خطی قرار می گیرند. مانند خازن‌ها، آنها نیز انرژی را ذخیره می کنند، اما به جای ذخیره انرژی الکترواستاتیک، سلف ها انرژی را به شکل میدان مغناطیسی ذخیره می کنند که هنگام عبور جریان از آنها ایجاد می شود. ساده ترین سلف یک سیم پیچ است. هرچه تعداد سیم پیچ ها بیشتر باشد، میدان مغناطیسی و در نتیجه اندوکتانس بیشتر است. ممکن است آنها را در اطراف یک هسته مغناطیسی پیچیده شده پیدا کنید که اشکال مختلفی دارد.
این امر به تقویت میدان مغناطیسی و در نتیجه انرژی ذخیره شده کمک می کند. سلف ها اغلب برای فیلتر کردن یا مسدود کردن سیگنال های خاص مورد استفاده قرار می گیرند، به عنوان مثال، برای جلوگیری از تداخل در تجهیزات رادیویی یا به همراه خازن ها برای دستکاری سیگنال های AC در منابع تغذیه حالت سوئیچ استفاده می شوند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد سلف و نحوه کارد ان مقاله ” سلف چیست؟ انواع سلف الکتریکی ” را مطالعه نمایید.
پتانسیومترها نوعی مقاومت متغیر هستند و معمولا در انواع چرخشی و خطی موجودند. با چرخاندن دسته یک پتانسیومتر دوار و با جابجایی تماس لغزنده روی یک مقاومت نیم دایره، مقاومت تغییر می کند. یک مثال کلاسیک از پتانسیومترهای چرخشی، کنترل کننده صدا در رادیو ها است که در آن پتانسیومتر چرخشی میزان جریان به تقویت کننده را کنترل می کند. پتانسیومتر خطی نیز همین گونه است، با این تفاوت که مقاومت با حرکت خطی کنتاکت لغزنده روی مقاومت تغییر می کند. زمانی که نیاز به تنظیم دقیق در این زمینه باشد، عالی هستند.
وظیفه ترانسفورماتورها انتقال انرژی الکتریکی از مداری به مدار دیگر با افزایش یا کاهش ولتاژ است. مشابه سلف ها، آنها از یک هسته آهنی نرم با حداقل دو سیم پیچ سیم در اطراف آن تشکیل شده اند. سیم پیچ اولیه، برای مدار اول یا منبع، و سیم پیچ ثانویه برای مداری که انرژی به آن منتقل می شود. ممکن است ترانسفورماتورهای صنعتی بزرگ را روی تیرهای تلگراف دیده باشید. اینها ولتاژ را از خطوط انتقال هوایی، معمولاً چند صد هزار ولت، به چند صد ولت که معمولاً برای مصارف خانگی مورد نیاز است، کاهش می دهند.
دیود بسیار شبیه یک خیابان یک طرفه، وسیله ای است که اجازه می دهد جریان فقط در یک جهت، از آند (+) به کاتد (-) جریان یابد. این کار را با داشتن مقاومت صفر در یک جهت و مقاومت بالا در جهت دیگر انجام می دهد. از این ویژگی می توان برای مسدود کردن جریان در جهت اشتباه که می تواند باعث آسیب شود استفاده کرد. محبوب ترین دیود در بین علاقمندان دیود ساطع نور یا LED است. همانطور که از نام آن پیداست، از آنها برای انتشار نور استفاده می شود، اما هرکسی که سعی کرده است یک دیود را لحیم کند، می داند که این یک دیود است، بنابراین مهم است که جهت گیری را درست انجام دهید، در غیر این صورت، LED روشن نمی شود.
ترانزیستورها به عنوان بلوک های اساسی ساختمان الکترونیک مدرن در نظر گرفته می شوند. ممکن است چندین میلیارد ترانزیستور در یک تراشه آی سی پیدا شود. اما ترانزیستورها به سادگی تقویت کننده ها و کلیدهای الکترونیکی هستند. آنها در انواع مختلفی وجود دارند که ترانزیستور دوقطبی رایج ترین نوع آن است. آنها را می توان بیشتر به نسخه های NPN و PNP دسته بندی کرد.
ترانزیستورهای دوقطبی دارای 3 پین هستند – پایه، کلکتور و امیتر. برای یک نوع NPN، زمانی که یک جریان (معمولاً یک جریان کوچک) از پایه به امیتر می گذرد، سپس مدار دیگری را روشن می کند که باعث می شود جریان (معمولاً بسیار بزرگتر) از کلکتور به امیتر برسد. در یک ترانزیستور PNP، جهت ها برعکس می شوند. نوع دیگری از ترانزیستورها به نام ترانزیستورهای اثر میدانی یا FET از میدان الکتریکی برای فعال کردن مدار دیگر استفاده می کنند.
یکسو کننده های کنترل شده سیلیکونی (SCR) که به عنوان تریستور نیز شناخته می شوند، مشابه ترانزیستورها و دیودها هستند – در واقع، آنها اساساً دو ترانزیستور هستند که با هم کار می کنند. آنها همچنین دارای سه سر هستند اما به جای سه لایه از چهار لایه سیلیکونی تشکیل شده اند و فقط به عنوان سوئیچ عمل می کنند، نه تقویت کننده. تفاوت مهم دیگر این است که تنها یک پالس برای فعال کردن کلید مورد نیاز است، در حالی که جریان باید به طور مداوم در مورد یک ترانزیستور اعمال شود. همچنین برای سوئیچینگ مقادیر بیشتر برق مناسب تر هستند.
آی سی ها یا مدارهای مجتمع، مدارها و اجزایی هستند که روی ویفرهایی از مواد نیمه هادی کوچک شده اند. تعداد زیاد اجزایی که می‌توان روی یک تراشه قرار داد، همان چیزی است که باعث پیدایش اولین ماشین حساب ها و اکنون کامپیوترهای قدرتمند از تلفن‌های هوشمند گرفته تا ابر رایانه ها شد. آنها به بیان بهتر، مغز یک مدار گسترده تر هستند. مدار معمولاً در یک محفظه پلاستیکی مشکی پوشانده شده است که می تواند در هر شکل و اندازه باشد و اتصال های قابل مشاهده ای داشته باشد، خواه سرهایی باشند که از بدنه بیرون می آیند یا پدهای تماسی مانند تراشه های BGA.
اسیلاتورهای کریستالی، کلاک را در بسیاری از مدارها فراهم می کنند که به عناصر زمان بندی دقیق و پایدار نیاز دارند. آنها یک سیگنال الکترونیکی پریودیک را توسط یک ماده پیزوالکتریک که نوسان می کند، ایجاد می نماید. از این رو این نام را به خود اختصاص می دهد. هر اسیلاتور کریستالی برای ارتعاش در یک فرکانس خاص طراحی شده است و در مقایسه با سایر روش های زمان بندی، پایدارتر، مقرون به صرفه تر و دارای ضریب فرم کوچکی است. به همین دلیل، معمولاً به عنوان تایمر دقیق برای میکروکنترلرها یا معمولاً در ساعت های مچی کوارتز استفاده می شود.
سوئیچ یک جزء اساسی است اما به راحتی نادیده گرفته می شود، به سادگی یک دکمه پاور برای کنترل جریان جریان در مدار، با سوئیچینگ بین مدار باز یا بسته است. آنها از نظر ظاهری از لغزنده گرفته تا چرخشی، دکمه فشاری، اهرم، ضامن، سوئیچ کلید و غیره متغیر هستند. به طور مشابه، رله یک کلید الکترومغناطیسی است که از طریق یک شیر برقی کار می کند، که وقتی جریان از آن عبور می کند به یک آهنربای موقت تبدیل می شود. آنها به عنوان سوئیچ عمل می کنند و همچنین می توانند جریان های کوچک را به جریان های بزرگتر تقویت کنند.
سنسورها وسایلی هستند که وظیفه آنها تشخیص تغییرات در شرایط محیطی و تولید سیگنال الکتریکی مربوط به آن تغییر است که به سایر قطعات الکترونیکی موجود در مدار ارسال می شود. سنسورها انرژی یک پدیده فیزیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند و بنابراین در واقع مبدل هستند (انرژی را به شکلی به شکل دیگر تبدیل می کنند). آنها می توانند هر نوعی باشند، از یک نوع مقاومت در یک آشکارساز دمای مقاومتی (RTD) گرفته تا LED هایی که سیگنال های فرعی را تشخیص می دهند، مانند یک کنترل از راه دور تلویزیون. طیف گسترده ای از سنسورها برای محرک های محیطی مختلف مانند سنسورهای رطوبت، نور، کیفیت هوا، لمس، صدا، رطوبت و حرکت وجود دارد
ولتاژ مدار را تامین می کند. باتری دستگاهی با مجموعه ای از یک یا چند سلول است که از طریق واکنش الکتروشیمیایی، جریان الکترون ها را در مدار ایجاد می کند. در واقع انرژی شیمیایی ذخیره شده را مستقیماً به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. همه انواع باتری ها دارای: آند (ترمینال منفی)، کاتد (ترمینال مثبت) و مقداری ماده شیمیایی به نام الکترولیت برای واکنش شیمیایی هستند.
