اصول نقشه خوانی بردهای الکترونیک

اصول نقشه خوانی بردهای الکترونیک : یکی از نکات اصلی مربوط به برد های الکترونیکی، آشنایی با اصول نقشه خوانی برد های الکترونیک می باشد. آشنایی با نقشه خوانی مدار های الکترونیکی به مهندسان و دانشجویان برق به طراحی و تولید و هم چنین تعمیر برد های الکترونیکی کمک می کند. در این مقاله ضمن آشنایی با قطعات به کار رفته در مدار ها و کاربرد هر یک، شماتیک مداری مربوطه را نیز به صورت تصویری معرفی کرده و با علائم اختصاری آن ها آشنا می شویم.

برای یادگیری حرفه ای نقشه خوانی و همچنین تعمیرات انواع برد در دوره آموزش تعمیرات برد الکترونیکی مجتمع فن و کار ثبت نام کنید.

قطعات الکترونیکی و نماد شماتیک آن ها کدام اند؟

برد های الکترونیکی از قطعات الکترونیکی مختلف با کاربرد های متنوع تشکیل شده است. آشنایی با قطعات الکترونیکی و نماد آن ها در زمان مونتاژ، تست و استفاده از مدار ضروری می باشد. انواع قطعات الکترونیکی مورد استفاده در مدارات عبارتند از:

• مقاومت
• خازن
• سلف
• دیود
• ترانزیستور
• رله

 مقاومت

یکی از قطعات اصلی در مدار های الکترونیکی، مقاومت بوده که وظیفه تقسیم ولتاژ و هم چنین محدود کردن جریان را بر عهده دارد. مقاومت ها در مدارات الکترونیکی به صورت دو پایانه ترسیم شده به سمت بیرون و خطوط زیگزاگ نمایش داده می شوند. هم چنین برای تشخیص مقاومت ها در شماتیک های بین المللی باید به مستطیل های تو خالی توجه کرد. مقاومت ها در انواع متعددی طراحی و تولید می شوند و با توجه به کاربرد خاص هر یک در مدار استفاده می شود. انواع مقاومت های موجود در مدارات الکترونیکی شامل موارد زیر است:

• مقاومت عادی
• مقاومت متغیر رئوستات
• مقاومت متغیر پتانسیومتر
• مقاومت متغیر preset

 مقاومت عادی

مقاومت های عادی یا رنگی که در مدارات الکترونیکی استفاده می شوند، بسیار پر کاربرد بوده و با مستطیل تو خالی در مدارات الکترونیکی نشان داده می شوند.

 مقاومت متغیر رئوستات

مقاومت های متغیر در انواع مختلفی ساخته شده و مورد استفاده قرار می گیرند. مقاومت متغیر رئوستات وظیفه تنظیم میزان نور لامپ، سرعت موتور و زمان شارژ خازن را بر عهده دارد. تنها تفاوت نماد الکترونیکی مقاومت رئوستات با مقاومت عادی در وجود یک پیکان اضافه بر روی مستطیل تو خالی می باشد. در این مقاومت ها، مقدار مقاومت به صورت متوسط بین دو پایه بر روی مدار قسمت شده و به همین دلیل نماد پیکان را در وسط مقاومت به صورت قطری قرار می دهیم. در شکل زیر نماد الکترونیکی مقاومت متغیر رئوستات را مشاهده می کنید.

 مقاومت متغیر پتانسیومتر

پتانسیومتر ها با کاربری تنظیم جریان در مدار های الکترونیکی از مقاومت های پر کاربرد می باشد. این مقاومت ها سه ترمینال تشکیل شده و برای کنترل و تنظیم فرکانس، ولتاژ، سرعت و جریان از پیچ تعبیه شده بر روی آن کمک گرفته می شود.

 مقاومت متغیر preset

مقاومت های متغیر preset برای مواردی استفاده می شود که پس از تنظیم مقاومت، نیازی به تغییر مقدار آن نداشته و بر روی همان مقدار ثابت می ماند. مقدار این مقاومت ها با پیچ گوشتی های کوچک تغییر داده شده و در مداراتی که کار آن ها تمام شده است و نیازی به تغییر مقدار مقاومت ندارند استفاده می شود.

 خازن

خازن با وظیفه ذخیره کردن انرژی الکتریکی از قطعات اصلی به کار رفته در مدار ها می باشد. خازن ها دارای دو ترمینال بوده که به پایه های مثبت و منفی معروف هستند. پایه های خازن با نام کاتد و آند نیز شناخته شده و خمیده بودن صفحات خازن به معنای پلاریته دار بودن آن می باشد.

در نقشه های شماتیک مدار های الکترونیکی نماد های مختلفی برای خازن ها مورد استفاده قرار می گیرد که انواع خازن ها کدام اند؟

• خازن الکتریکی
• خازن متغیر
• خازن تریمر

 خازن الکتریکی

از خازن های پلاریته دار می توان به خازن های الکتریکی اشاره کرد که نحوه قرار گیری صحیح آن ها در مدار با توجه به پلاریته های مثبت و منفی آن بسیار مهم است.

 خازن متغیر

خازن های متغیر دارای ظرفیت متغیر و قابل تنظیم بوده و در تیوتر های رادیو استفاده می شود.

 خازن تریمر

خازن های تریمر از انواع خازن های متغیر بوده که پس از تنظیم مقدار ظرفیت آن نمی توان آن را تغییر داد. این خازن ها با ابزاری مانند پیچ گوشتی های کوچک قابل تنظیم بوده و پس از طراحی کامل مدار از آن استفاده شده و مقدار ظرفیت آن را ثابت می کنیم.

 سلف

سلف یا سیم پیچ از قطعات مورد استفاده در مدار های الکتریکی بوده که به عنوان مبدل انرژی الکتریکی به مکانیکی در نظر گرفته می شود. سلف در واقع یکی تکه سیم بوده که با عبور جریان از آن به آهنربا تبدیل می شود. سلف ها به صورت حلقه های پشت سر هم یا برآمدگی های خمیده در نقشه خوانی مدارات الکترونیکی قابل تشخیص بوده و نماد بین المللی آن سیک مستطیل تو پر می باشد.

 دیود

دیود ها با وظیفه عبور جریان تنها از یک جهت از اجزای اصلی مدار محسوب می شوند. نماد الکتریکی آن از یک مثلث و خط متصل به آن تشکیل شده است. پایه های دیود به صورت قطب های مثبت و منفی در نظر گرفته می شوند. قطب مثبت یا آند به سمت تخت مثلث و قطب منفی یا کاتد به سمت بیرونی خط صاف وصل می شود.

انواع دیود ها به صورت زیر دسته بندی می شوند:

• دیود LED
• دیود زنر
• دیود گیرنده نور مادون قرمز

 دیود LED

دیود LED با تبدیل انرژی الکتریکی به نور در رنگ های متنوع در مدار استفاده می شود. نماد الکترونیکی آن با دیود معمولی تفاوت اندکی داشته و با یک پیکان اضافه به سمت بیرون نمایش داده می شود. این دیود ها با نام دیود های نور افشان نیز شناخته می شوند.

 دیود زنر

دیود زنر در مواقعی که بخواهیم وقدار ولتاژ خروجی ثابت باشد مورد استفاده قرار گرفته و نسبت به شماتیک دیود معمولی دارای تفاوت هایی در قسمت خط وصل شده به مثلث می باشد.

 دیود گیرنده نور مادون قرمز

این دیود نسبت به نور مادون قرمز حساس بوده و با شماتیک مداری زیر در مدارات الکترونیکی نمایش داده می شوند.

 ترانزیستور

ترانزیستور های دو قطبی یا همان BJT ها در مدارات الکترونیکی برای تقویت جریان الکتریکی استفاده شده و دارای سه پایه امیتر، بیس و کلکتور می باشد.

انواع ترانزیستور های BJT موجود در بازار در دسته بندی زیر قرار می گیرند.

1. ترانزیستور NPN
2. ترانزیستور PNP
3. فوتو ترانزیستور

 ترانزیستور NPN

در ترانزیستور NPN پیکان پایه امیتر به سمت بیرون می باشد.

 ترانزیستور PNP

در صورت داخل بودن پیکان پایه امیتر ترانزیستور از نوع PNP می باشد.

 فوتو ترانزیستور

فوتو ترانزیستور ها نسبت به نور مخصوصا نور مادون قرمز حساس می باشند.

 رله

رله ها در واقع یک سوئیچ الکترونیکی بوده که از یک سیم پیچ و کلید ساخته شده اند. در صورت وارد شدن جریان به سیم پیچ، رله ها به عنوان آهنربای الکتریکی عمل کرده و سبب باز و بسته شدن کلید می شود.

 منابع انرژی و نماد شماتیک آن ها

به منظور استفاده از قطعات الکترونیکی و تامین ولتاژ و جریان در مدار باید از منابع انرژی استفاده شود. انواع منابع انرژی و شماتیک مداری آن ها شامل موارد زیر است:

1. باتری
2. منبع تغذیه
3. فیوز
4. ترانسفورماتور
5. زمین

 باتری

باتری ها در مدارات الکترونیکی با دو خط موازی و نامتقارن نمایش داده می شوند. خط بلند تر مربوط به قطب مثبت باتری و خط کوتاه تر نمایش دهنده قطب منفی باتری می باشد. باری در واقع یک منبع تغذیه جریان مستقیم محسوب می شود.

 باتری سری

باتری های سری از چندین سلول تشکیل شده و نسبت به باتری عادی از خط های بیشتری تشکیل شده است.

 منبع تغذیه

منبع تغذیه از اجزای اساسی در مدارات الکترونیکی محسوب می شوند که وظیفه به راه انداختن کل مدار را برعهده دارند و شامل منابع تغذیه جریان مستقیم و جریان متناوب می باشد.

 منبع تغذیه DC

منبع تغذیه DC وظیفه تامین جریان الکتریکی در یک جهت ثابت را بر عهده دارند و به صورت زیر در مدارات نمایش داده می شوند.

 منبع تغذیه AC

منبع تغذیه AC یا جریان متناوب، با تامین جریان در دو جهت با شماتیک مداری زیر در برد های الکترونیکی مشخص می شوند.

 فیوز

فیوز ها با محدود کردن جریان عبوری از قطعات مدار، مانع از افزایش ناگهانی جریان الکتریکی در مدار و خسارت به برد الکترونیکی می شود. فیوز ها که از وسایل ایمنی محسوب می شوند از یک قطعه سیم باریک تشکیل شده و در هنگام افزایش جریان، در اثر گرمای زیاد ذوب شده و باعث قطع مدار می شود. شماتیک مداری فیوز به صورت زیر است.

 ترانسفورماتور

ترانسفورماتور ها از قرار گرفتن دو سیم پیچ روبروی هم تشکیل شده که به وسیله دو خط از هم جدا شده اند. شماتیک مداری ترانسفورماتور ها در زیر نشان داده شده است.

 زمین

زمین به عنوان سمت منفی در مدار تلقی شده و جریان به سمت منبع باز می گردد. برای نشان دادن زمین در مدار از نماد زیر استفاده می کنیم.

 کلید ها و نماد شماتیک آن ها

کلید یا همان سوئیچ به منظور قطع و وصل جریان برق در مدار های الکترونیکی در مدل های زیر مورد استفاده قرار می گیرند.

1. کلید فشاری وصل
2. کلید فشاری قطع
3. کلید قطع و وصل
4. کلید دو راهه
5. کلید روشن خاموش دوبل
6. کلید معکوس

 کلید فشاری وصل

همان طور که از نام کلید فشاری وصل مشخص است با فشار دادن آن وصل شده و جریان الکتریکی در مدار برقرار می شود. یکی از موارد استفاده از کلید فشاری وصل در زنگ درب می باشد.

 کلید فشاری قطع

کلید فشاری قطع بر خلاف کلید فشاری وصل با فشرده شدن باعث قطع جریان در مدار شده و خاموش می شود. شماتیک مداری کلید فشاری قطع در ادامه آورده شده است.

 کلید قطع و وصل

کلید قطع و وصل در اصل ترکیب کلید فشاری قطع و وصل بوده که اجازه عبور جریان در حالت بسته بودن را صادر می کند.

 کلید دو راهه

کلید دو راهه اجازه عبور جریان را در دو مسیر متفاوت می دهد. به طوری که همواره از یک مسیر جریان عبور می کند.

 کلید روشن خاموش دوبل

کلید روشن خاموش دوبل از دو سوئیچ قطع و وصل تشکیل شده که برای قطع بودن فاز و نول به صورت همزمان مورد استفاده قرار می گیرد.

 کلید معکوس

کلید معکوس در موتور ها در جهت معکوس کردن سیم ها مورد استفاده قرار می گیرند. شماتیک مداری کلید معکوس به صورت زیر نمایش داده می شود.

 سیم ها و نماد شماتیک آن ها

سیم ها یکی از اجزای اساسی در مدارات الکترونیکی بوده که در حالت های مختلف زیر در مدار نشان داده می شوند:

• سیم
• سیم متصل
• سیم بدون اتصال

 سیم

کاربرد سیم در وضعیت عادی عبور جریان از یک نقطه به نقطه دیگر می باشد و به صورت زیر در مدار قابل مشاهده است.

 سیم متصل

در هنگامی که سیم وصل بوده و دو قطعه مورد نظر به یکدیگر وصل می باشند، محل اتصال با یک نقطه به رنگ سیاه مشخص می شود.

 سیم بدون اتصال

در مواردی که سیم ها به طور عادی قرار گرفته و به هم متصل نیستند با حالت برآمدگی نشان داده شده اند. برای تشخیص سیم بدون اتصال در مدار های الکترونیکی از نماد زیر استفاده کنید.

 وسایل اندازه گیری و نماد شماتیک آن ها

برای اندازه گیری المان های الکتریکی از دستگاه های مخصوص و استاندارد زیر استفاده می شود:

• ولت متر
• آمپر متر
• اهم متر
• گالوانومتر

 ولت متر

ولت متر یکی از وسایل اندازه گیری برای سنجش میزان ولتاژ هر یک از قطعات بوده که در مدار های الکترونیکی با نماد زیر مشخص می شوند.

 آمپر متر

برای اندازه گیری میزان جریان عبوری از قطعات مختلف مدار از آمپر متر استفاده می شود.

 اهم متر

اهم متر با اندازه گیری میزان مقاومت ها در مقیاس های اهم، کیلو اهم، میکرو اهم و نانو اهم در مدارات الکترونیکی با شماتیک زیر قابل تشخیص هستند.

 گالوانومتر

آمپر متر های معمولی قابلیت اندازه گیری جریان های بسیار محدود را نداشته و باید از گالوانومتر ها برای اندازه گیری جریان حدود یک میلی آمپر و کمتر استفاده کرد.

 گیت های منطقی و نماد شماتیک آن ها

گیت های منطقی مدار های الکترونیکی بوده که با داشتن حداقل دو ورودی و یک خروجی مقادیر باینری صفر و یک را در خروجی نمایش می دهند. کیت های منطقی در انواع مختلف زیر مورد استفاده قرار می گیرند.

1. گیت AND
2. گیت OR
3. گیت NOT
4. گیت XOR
5. گیت NAND
6. گیت NOR
7. گیت XNOR

 گیت AND

گیت AND زمانی خروجی را 1 نشان می دهد که تمام ورودی ها 1 باشند. در غیر این صورت خروجی صفر است. نماد شماتیک گیت AND  به صورت زیر است.

 گیت OR

خروجی گیت OR زمانی 1 می باشد که حداقل یکی از ورودی های آن 1 بوده و در غیر این صورت صفر می باشد.

 گیت NOT

گیت NOT به صورت اینورتر و معکوس کننده کار می کند و خروجی را دقیقا بر عکس ورودی قرار می دهد. شماتیک مداری گیت NOT به صورت زیر می باشد.

 گیت XOR

گیت XOR یا exclusive-OR هنگامی دارای خروجی 1 است که دو ورودی آن به صورت برعکس هم بوده به طوری یکی از آن ها 1 و دیگری صفر باشد.

 گیت NAND

گیت NAND در واقع ترکیب دو گیت NOT و AND می باشد و باید خروجی AND را معکوس کنیم. گیت NAND در مدار های الکترونیکی با نماد زیر مشخص می شوند.

 گیت NOR

گیت NOR در واقع ترکیب دو گیت NOT و OR می باشد که خروجی آن زمانی عدد باینری 1 است که تمام ورودی های آن صفر باشد. نماد شماتیک گیت NOR در شکل زیر قابل مشاهده است.

 گیت XNOR

گیت XNOR از گیت های منطقی مدارات الکترونیکی می باشد که در صورت داشتن دو ورودی یکسان دارای خروجی 1 است. به طور مثال در صورت صفر بودن هر دو ورودی یا یک بودن هر دو ورودی، خروجی 1 است. نماد شماتیک exclusive-NOR به شکل زیر است.

 تشخیص قطعات الکترونیک با نام و مقدار آن ها

یکی از موارد مهم در اصول نقشه خوانی مدار های الکترونیک، تشخیص قطعات بر روی برد می باشد. آشنایی با نام و مقدار قطعات از نکته های مهم خواندن شماتیک مداری آن ها می باشد. در جدول زیر نام اختصاری قطعات پر کاربرد در مدارات الکترونیکی آورده شده است.

نام قطعه الکترونیکی	علامت اختصاری
مقاومت	R
خازن	C
سلف	L
دیود	D
ترانزیستور	Q
کلید	S

 

 دیتا شیت قطعات

دیتا شیت قطعات الکترونیکی یک راهنمای بسیار جامع برای آشنایی با قطعات الکترونیک و نماد های آن ها می باشد. در صورت وجود قطعه ای با نماد جدید می توانید از دیتا شیت مخصوص به همان قطعه کمک بگیرید.

مجتمع فن و کار برگزار کننده دوره های فنی مانند: آموزش تعمیرات موبایل ، آموزش تعمیرات لوازم خانگی ، آموزش تعمیرات لباسشویی ، آموزش طراحی برد الکترونیکی ، آموزش رباتیک ، آموزش plc و … می باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر با شماره های آموزشگاه تماس بگیرید.