اجزای برد مدار چاپی: نحوه شناسایی قطعات روی برد مدار چاپی (PCB)

چه تازه سفر خود را به دنیای الکترونیک آغاز کرده باشید و چه به دنبال ارتقای مهارت‌های خود باشید، درک اجزای اصلی برد مدار ضروری است. هر قطعه برد مدار، از مقاومت‌ها و خازن‌ها گرفته تا مدارهای مجتمع و حسگرها، نقشی منحصر به فرد اما مکمل در تحقق پروژه‌ها ایفا می‌کند.

با این حال، با وجود ده‌ها قطعه که مرتباً حتی روی بردهای ساده استفاده می‌شوند، پیمایش در دریای قطعات می‌تواند طاقت‌فرسا به نظر برسد. این راهنما قصد دارد اجزای ضروری برد مدار را تجزیه و تحلیل کند. ما توضیح خواهیم داد که هر قطعه PCB چه کاری انجام می‌دهد، چگونه کار می‌کند، انواع رایجی که ممکن است با آنها روبرو شوید و مثال‌هایی از نحوه استفاده از آنها.

اجزای برد مدار چاپی چیست؟

یک برد مدار چاپی (PCB) شامل چندین قطعه الکترونیکی کلیدی است که با هم کار می‌کنند تا دستگاه‌های الکترونیکی ما را تغذیه کنند. در اینجا برخی از مهمترین و رایج‌ترین قطعات موجود در بردهای مدار (لیست قطعات برد مدار) آورده شده است.

مدارهای مجتمع (IC)

مدارهای مجتمع (IC) که تراشه یا میکروچیپ نیز نامیده می‌شوند، یکی از اساسی‌ترین بلوک‌های سازنده الکترونیک مدرن هستند. ICها به لطف ترانزیستورهای کوچک و سایر قطعات، امکان ساخت کل مدارها را در فضایی بسیار کوچک فراهم می‌کنند. ICها می‌توانند شامل هزاران قطعه الکترونیکی کوچک مانند ترانزیستور، مقاومت و خازن باشند که روی یک تراشه سیلیکونی کوچک حک شده‌اند.

این سطح از کوچک‌سازی، امکان ساخت رایانه‌ها، تلفن‌ها و سایر دستگاه‌های قدرتمند امروزی را فراهم کرده است. آی‌سی‌ها در بسته‌بندی‌های مختلفی عرضه می‌شوند، از دستگاه‌های ساده‌ی درون‌سوراخی گرفته تا تراشه‌های پیچیده‌ی نصب سطحی. آی‌سی‌ها صرف نظر از اندازه یا شکلشان، به عنوان "مغز" یک برد مدار عمل می‌کنند و عملیات و عملکردهای پیچیده‌ای را انجام می‌دهند.

درباره PCBasic

زمان در پروژه‌های شما حکم پول را دارد – و PCBasic آن را دریافت می کند. PCBasic هست شرکت مونتاژ pcb که هر بار نتایج سریع و بی‌نقصی ارائه می‌دهد. خدمات جامع ما خدمات مونتاژ PCB شامل پشتیبانی مهندسی متخصص در هر مرحله، تضمین کیفیت برتر در هر تخته. به عنوان یک پیشرو سازنده مونتاژ PCB, ما یک راهکار جامع ارائه می‌دهیم که زنجیره تأمین شما را ساده می‌کند. با تیم پیشرفته ما همکاری کنید کارخانه نمونه اولیه PCB برای تحویل سریع و نتایج عالی که می‌توانید به آنها اعتماد کنید.

مقاومت

مقاومت‌ها یکی از اساسی‌ترین و رایج‌ترین اجزای برد مدار چاپی هستند. وظیفه اصلی آنها مقاومت یا محدود کردن جریان الکتریکی در یک مدار است. مقاومت‌ها برای کنترل جریان، تقسیم ولتاژ و ایجاد امپدانس‌های انتهایی در مدارهای الکترونیکی بسیار مهم هستند. آنها در مقادیر مقاومت و سطوح تحمل متنوعی موجود هستند.

در بردهای مدار چاپی، مقاومت‌ها معمولاً اجزای استوانه‌ای یا مستطیلی کوچکی هستند که نوارهای رنگی نشان‌دهنده مقاومت آنها هستند. نقش ساده اما حیاتی آنها، مقاومت‌ها را به یکی از فراوان‌ترین قطعات موجود در اکثر PCBها تبدیل کرده است.

خازن

خازن‌ها پس از مقاومت‌ها، دومین قطعه پرکاربرد در بردهای مدار چاپی هستند. وظیفه آنها ذخیره موقت بار الکتریکی و هموار کردن ولتاژ در مدار است. خازن‌ها از دو صفحه رسانا که توسط یک ماده عایق به نام دی‌الکتریک از هم جدا شده‌اند، استفاده می‌کنند. انواع مختلف مواد دی‌الکتریک، مقادیر ظرفیت خازنی مختلفی را ارائه می‌دهند.

خازن‌ها در شکل‌ها و اندازه‌های مختلفی وجود دارند، اما عمدتاً با ظرفیت نامی خود شناسایی می‌شوند. انواع رایج موجود در بردهای مدار شامل خازن‌های دیسکی سرامیکی، خازن‌های تانتالیومی و خازن‌های الکترولیتی هستند. خازن‌ها نقش مهمی در تنظیم سطح ولتاژ، جداسازی نویز و فیلتر کردن سیگنال‌ها دارند - عملکردهای کلیدی لازم برای عملکرد صحیح مدار.

سلف

سلف‌ها یکی دیگر از اجزای مهم موجود در بردهای مدار هستند. سلف‌ها مشابه خازن‌ها، انرژی را ذخیره می‌کنند، اما به جای بار الکتریکی، انرژی را به صورت میدان مغناطیسی ذخیره می‌کنند. سلف‌ها سیم‌پیچ‌هایی هستند که به دور یک هسته، اغلب از جنس فرومغناطیس یا فریت، پیچیده شده‌اند. با عبور جریان از سیم‌پیچ، یک میدان مغناطیسی متناسب با جریان و تعداد دورهای سیم‌پیچ ایجاد می‌شود.

سلف‌ها خاصیت مقاومت در برابر تغییرات جریان را دارند و همین امر آنها را به اجزای جدایی‌ناپذیری مانند فیلتر کردن نویز و هموارسازی نوسانات در مدارهای جریان متناوب تبدیل می‌کند. سلف‌های رایجی که در PCBها دیده می‌شوند شامل اجزای القایی سیم‌پیچ، چندلایه و محافظ‌دار هستند که در مقادیر مختلف اندوکتانس موجودند.

اتصالات

کانکتورها اجزای رابط ضروری هستند که به بردها اجازه می‌دهند تا به مدارهای خارج از برد و سایر دستگاه‌ها متصل شوند. انواع کانکتورهای رایج مورد استفاده در الکترونیک شامل پین هدرها، ترمینال‌های سیم به برد، کابل‌های روبانی، هدرهای برد به برد و کانکتورهای خارجی مانند USB، HDMI و جک‌های ماژولار هستند.

● پین هدرها کانکتورهای درون خطی پایه‌ای هستند که بردها را در حین نمونه‌سازی به چیزهایی مانند بردبورد متصل می‌کنند.
● بلوک‌های ترمینال، سیم‌های دستگاه‌های خارجی را قطع می‌کنند
● کابل‌های نواری و هدرهای برد به برد، بردهای مدار چندگانه را به صورت داخلی یا درون دستگاه‌های بزرگتر به هم متصل می‌کنند
● کانکتورهای خارجی، رابط‌های استاندارد صنعتی را برای توابع ورودی/خروجی رایج فراهم می‌کنند.

کانکتورها باید به اندازه کافی مقاوم باشند تا در طول چرخه‌های مونتاژ/سرویس، اتصال برقرار کرده و قطع کنند. پیکربندی پین‌های خروجی آنها مطابق با استانداردهای رابط است تا امکان ادغام در سیستم‌ها را فراهم کند.

ترانسفورماتور

ترانسفورماتورها اجزای برد مدار هستند که برای انتقال انرژی الکتریکی از یک مدار به مدار دیگر از طریق القای الکترومغناطیسی استفاده می‌شوند. آنها از دو یا چند سیم‌پیچ پیچیده شده به دور یک هسته مشترک تشکیل شده‌اند. تغییر تعداد سیم‌پیچ‌های سیم‌پیچ، ولتاژ منتقل شده را طبق معادله ترانسفورماتور تغییر می‌دهد.

کاربردهای رایج ترانسفورماتور شامل منابع تغذیه‌ای است که در آن‌ها ترانسفورماتورهای کاهنده ولتاژهای خطرناک را برای مصرف ایمن کاهش می‌دهند یا ترانسفورماتورهای افزاینده ولتاژ را برای کاربردهای انتقال افزایش می‌دهند. 

دستگاه‌های ارتباطی همچنین از ترانسفورماتورها برای تطبیق امپدانس‌ها در خطوط انتقال استفاده می‌کنند.

ایزولاتورهای سیگنال از ترانسفورماتورها برای ایزوله کردن مدارهای حساس از محیط‌های مستعد نویز به صورت الکتریکی استفاده می‌کنند. در بردهای PCB، ترانسفورماتورها به صورت قطعات مجزای درون سوراخ یا نصب سطحی ظاهر می‌شوند که به کاربردهای تبدیل ولتاژ AC اختصاص داده شده‌اند.

اسیلاتورهای کریستالی

نوسان‌سازهای کریستالی، عناصر زمان‌بندی هستند که روی بردهای مدار یافت می‌شوند. آن‌ها حاوی یک قطعه ماده پیزوالکتریک، معمولاً کریستال کوارتز، هستند که هنگام اعمال جریان الکتریکی، با فرکانس دقیقی نوسان می‌کند. این نوسان یک سیگنال الکترونیکی تناوبی تولید می‌کند که به عنوان منبع ساعت مرجع عمل می‌کند.

ساعت‌های روی برد بسیار مهم هستند زیرا مدارهای مدرن برای عملکرد صحیح به زمان‌بندی دقیق متکی هستند. کریستال به طور قابل اعتمادی نوسان می‌کند تا میکروکنترلرها را همگام نگه دارد و از وقوع فرآیندها در فواصل زمانی مناسب اطمینان حاصل کند. پایداری و اندازه کوچک آنها، کریستال‌ها را برای کاربردهایی که نیاز به دقت دارند، مانند رایانه‌ها و تلفن‌ها، بسیار مناسب می‌کند. کریستال‌ها معمولاً بین ۱ مگاهرتز و ۱۰۰ مگاهرتز نوسان می‌کنند که در محدوده فرکانسی مورد نیاز تراشه‌های مختلف قرار می‌گیرد.

ترانزیستور

ترانزیستورها قطعات الکترونیکی بنیادی هستند که به عنوان سوئیچ یا تقویت‌کننده عمل می‌کنند. پرکاربردترین نوع آنها ترانزیستور اتصال دوقطبی (BJT) است که دارای سه ترمینال است: بیس، کلکتور و امیتر. 

وقتی جریان کمی به ترمینال بیس اعمال می‌شود، جریان بسیار بزرگتری بین ترمینال‌های کلکتور و امیتر جاری می‌شود. این عمل سوئیچینگ سیگنال‌های الکتریکی را تقویت و جریان را تنظیم می‌کند و عملکردهای حیاتی را ممکن می‌سازد.

ترانزیستورهای دوقطبی (BJT) در واحدهایی از رادیوهای ساده گرفته تا پردازنده‌های پیشرفته یافت می‌شوند. ترانزیستورها اساس الکترونیک دیجیتال و رایانه‌ها را تشکیل می‌دهند زیرا می‌توانند برای انجام عملیات منطقی تنظیم شوند. سوئیچینگ قابل اعتماد آنها با مصرف توان کم، دلیل تبدیل ترانزیستورها به بلوک سازنده اساسی همه دستگاه‌های الکترونیکی مدرن است.

دیودها

دیودها شیرهای الکترونیکی یک طرفه هستند که اجازه می‌دهند جریان فقط در یک جهت جریان یابد. رایج‌ترین نوع، دیود ساطع کننده نور (LED) است که وقتی جریان از آن در جهت بایاس مستقیم از آند به کاتد عبور می‌کند، نور ساطع می‌کند. در بردهای مدار، دیودها با مسدود کردن جریان در جهت اشتباه، از قطعات محافظت می‌کنند و از آسیب دیدن آنها جلوگیری می‌کنند. LEDها همچنین به عنوان چراغ‌های نشانگر به طور گسترده استفاده می‌شوند.

انواع دیگر دیودها عملکردهایی مانند یکسوسازی جریان را ممکن می‌سازند. به عنوان مثال، یکسوکننده‌های دیودی جریان متناوب را از منابع تغذیه به جریان مستقیم مورد استفاده در مدار تبدیل می‌کنند. هدایت جهت-محور آنها به دیودها اجازه می‌دهد تا جریان سیگنال و توان را کنترل کنند و نقش‌های اساسی در عملکردهای سیگنالینگ و تنظیم توان ایفا کنند، که باعث می‌شود دیودها اجزای فراگیر در تمام دستگاه‌های الکترونیکی مدرن باشند.

یکسوکننده‌های کنترل‌شده با سیلیکون (SCR)

SCR ها قطعات نیمه هادی مشابه دیودها و ترانزیستورها هستند. همچنین به عنوان تریستورها شناخته می شوند، آنها دارای چهار لایه متناوب از مواد نیمه هادی هستند که وقتی یک سیگنال تریگر به ترمینال گیت اعمال می شود، جریان را تنها در یک جهت عبور می دهند. این باعث می شود SCR به حالت هدایت برود.

در بردهای مدار، SCRها معمولاً به عنوان سوئیچ‌های کنترل‌شده الکتریکی در کاربردهایی مانند دیمرهای نور، که در آن‌ها جریان را تنظیم می‌کنند، استفاده می‌شوند. خاصیت رسانایی آن‌ها که یک بار تحریک می‌شود، SCRها را برای سوئیچینگ جریان‌های بالاتر تنها با سیگنال‌های کنترل کم‌مصرف مناسب می‌کند.

فیوز

فیوزها وسایل ایمنی روی بردهای مدار هستند تا از سایر اجزای برد مدار و سیم‌کشی در برابر آسیب ناشی از جریان بیش از حد محافظت کنند. آنها حاوی یک سیم یا نوار فلزی نازک هستند که هنگام عبور جریان بیش از حد ذوب می‌شوند. این امر مدار را قطع می‌کند تا از سوختن قطعات جلوگیری شود.

فیوزها در آمپراژهای مختلف و اشکال فیزیکی مانند سیلندرهای شیشه‌ای یا پایه‌های الکترونیکی سطحی عرضه می‌شوند. گنجاندن آنها بسیار حیاتی است زیرا آسیب ناشی از اتصال کوتاه یا نوسانات برق را فقط به فیوز محدود می‌کند و از خرابی‌های آبشاری در کل برد جلوگیری می‌کند.

بتنتمترس

پتانسیومترها مقاومت‌های متغیری هستند که مقاومت آنها می‌تواند توسط یک دستگاه مکانیکی خارجی مانند صفحه مدرج یا لغزنده تغییر کند. در بردهای مدار، پیاده‌سازی‌های رایج، پتانسیومترهای تک دور هستند که از طریق یک دکمه یا پتانسیومترهای خطی با میله‌های لغزنده تنظیم می‌شوند. تطبیق‌پذیری آنها امکان تنظیم پارامترهای مدار مانند کنترل‌های صدا را در زمان واقعی فراهم می‌کند.

در طول تولید، پتانسیومترهای چند دور امکان کالیبراسیون مدارها را فراهم می‌کنند. پتانسیومترها کاربرد گسترده‌ای دارند، زیرا هر مداری که نیاز به مقدار ورودی قابل تنظیم مداوم داشته باشد، می‌تواند از مقاومت متغیر پتانسیومتر استفاده کند.

رله

رله‌ها سوئیچ‌های الکتریکی هستند که با سیم‌پیچ‌هایی که میدان مغناطیسی ایجاد می‌کنند، کار می‌کنند. در بردهای مدار، رله‌ها قطعاتی هستند که به سیگنال‌های ورودی کم‌توان اجازه می‌دهند مدارهایی را که جریان‌ها یا ولتاژهای بالاتر را به طور ایمن کنترل می‌کنند، کنترل کنند. هنگامی که درگیر می‌شوند، میدان مغناطیسی مجموعه‌ای از کنتاکت‌ها را بسته می‌کند تا یک مدار جداگانه را تکمیل کند.

بنابراین رله‌ها اجزای مکانیکی را در راه‌حل‌های الکترونیکی ادغام می‌کنند. کاربردهای رایج شامل کنترل بارهای سنگین فراتر از ظرفیت نامی اجزا و جداسازی بخش‌های ولتاژ بالا و پایین است. از آنجایی که سیم‌پیچ و کنتاکت‌های سوئیچ از نظر الکتریکی ایزوله هستند، رله‌ها سوئیچینگ قوی‌تری نسبت به اجزای حالت جامد ارائه می‌دهند.

  

 

نحوه طبقه بندی قطعات برد مدار چاپی

با توجه به کثرت قطعات موجود در هر PCB، درک نحوه طبقه‌بندی آنها برای شناسایی اجزا و درک هدف آنها مهم است. به طور کلی، اجزای برد مدار چاپی به مکانیکی و الکتریکی تقسیم می‌شوند. هر طبقه‌بندی به طور متفاوتی عمل می‌کند و مختص انجام عملکردهای حیاتی در طراحی و ساخت PCB است. بیایید نگاه دقیق‌تری به هر یک بیندازیم.

قطعات مکانیکی

اجزای مکانیکی نقش اساسی در بردهای مدار دارند و ساختار فیزیکی مورد نیاز برای اتصال قطعات الکترونیکی به طور قابل اعتماد را فراهم می‌کنند. این عناصر مکانیکی به اندازه خود اجزای الکتریکی مهم هستند. بدون طراحی مکانیکی قوی، مونتاژ تمام قطعات لازم در یک بسته جمع و جور اما بادوام امکان‌پذیر نخواهد بود. برخی از نمونه‌های اجزای مکانیکی روی بردهای مدار عبارتند از:

● اتصالات
● بن‌بست‌ها
● پیچ و مهره
● محافظ
● ردپاها

بردهای مدار چاپی به قطعات مکانیکی مختلفی نیاز دارند تا اجزای الکتریکی را در موقعیت‌های دقیق نگه دارند، برد را به سایر دستگاه‌ها متصل کنند، از اجزای حساس در برابر آسیب محافظت کنند و عایق‌بندی ایجاد کنند. این مکانیسم‌ها به بردهای مدار چاپی چارچوب فیزیکی سفت و سختی می‌دهند که نیاز به حفظ ترازها و اتصالات دقیق دارد.

آنها همه چیز را به طور ایمن به هم متصل می‌کنند و در عین حال عناصر را در صورت نیاز برای جلوگیری از مشکلات الکتریکی از هم جدا می‌کنند. طراحی مکانیکی تضمین می‌کند که سیستم می‌تواند در برابر حمل و نقل و جابجایی مقاومت کند و در محیط‌های استفاده نهایی به درستی کار کند. این امر عملکرد محاسباتی برد را ممکن می‌سازد. بنابراین، ادغام مکانیکی جامع، کلید تولید بردهای مدار با کیفیت بالا است.

اجزای الکتریکی

اجزای الکتریکی بردهای مدار، قطعاتی هستند که جریان برق را از طریق برد کنترل می‌کنند. آنها اجازه می‌دهند جریان بین نواحی مختلف مدار عبور کند. اجزای برد مدار الکتریکی با اجزای مکانیکی متفاوت هستند، زیرا قطعات مکانیکی برای ساختار فیزیکی و اتصالات به جای عملکردهای الکتریکی استفاده می‌شوند.

اجزای مکانیکی نقاط اتصال و پشتیبانی را برای اتصال قطعات الکتریکی فراهم می‌کنند، اما جریان الکتریسیته را در مدار تنظیم یا کنترل نمی‌کنند. اجزای الکتریکی با کنترل یا هدایت جریان، باعث عملکرد مدار می‌شوند.

دو نوع اصلی وجود دارد - اجزای غیرفعال و فعال. بیایید نگاهی دقیق‌تر به هر دوی آنها بیندازیم.

قطعات الکتریکی غیرفعال روی بردهای مدار چاپی

اجزای الکتریکی غیرفعال بخش اساسی هر مدار الکترونیکی هستند. آنها به عنوان اجزایی تعریف می‌شوند که برای عملکرد به منبع تغذیه نیاز ندارند، برخلاف اجزای فعال که به منبع تغذیه نیاز دارند. اجزای غیرفعال جریان الکتریکی را از طریق یک مدار بدون استفاده از هیچ نیرویی تغییر می‌دهند.

اجزای غیرفعال به سادگی با اعمال مقاومت، ظرفیت خازنی یا القا در یک مدار الکتریکی کار می‌کنند. مقاومت، جریان را کاهش یا محدود می‌کند، در حالی که ظرفیت خازنی، بار الکتریکی را بین هادی‌هایی که توسط یک عایق از هم جدا شده‌اند، ذخیره می‌کند. القا، توانایی یک هادی در مخالفت با تغییر در جریان الکتریکی است. این خواص ذاتی به اجزای غیرفعال اجازه می‌دهد تا سطح ولتاژ، جریان و توان را در یک مدار کنترل کنند.

به دلیل عملکرد ساده آنها بدون منبع تغذیه خارجی، اجزای غیرفعال متفاوت از اجزای فعال طبقه‌بندی می‌شوند. برخی از انواع رایج اجزای غیرفعال عبارتند از:

● مقاومت
● خازن‌ها
● سلف‌ها
● ترانسفورماتورها
● دیودها
● اتصالات

آنها نقش‌های ساده اما حیاتی در شکل‌دهی سیگنال‌های الکتریکی و هدایت توان در مدارهای آنالوگ و دیجیتال ایفا می‌کنند.

قطعات فعال PCB 

اجزای فعال بخش مهمی از هر برد مدار چاپی الکترونیکی (PCB) هستند زیرا قادر به تولید، کنترل، اصلاح و تقویت سیگنال‌های الکتریکی هستند. برخلاف اجزای غیرفعال که فقط می‌توانند انرژی را تضعیف، ذخیره یا آزاد کنند، اجزای برد مدار فعال برای عملکرد به منبع تغذیه خارجی نیاز دارند و قادر به کنترل یا تقویت سیگنال‌ها هستند.

اجزای فعال به عنوان "مغز" یک PCB عمل می‌کنند زیرا می‌توانند ورودی‌ها را پردازش کرده و از مکانیسم‌های داخلی برای تولید خروجی‌ها استفاده کنند. آن‌ها حاوی نیمه‌رساناهایی مانند ترانزیستورها و مدارهای مجتمع هستند که می‌توانند جریان الکتریکی را کنترل کنند و توسط ورودی‌های ولتاژ متغیر کنترل شوند. جریان فعال بارهای الکتریکی در ماده نیمه‌رسانای آن‌ها امکان عملکردهایی مانند سوئیچینگ، نوسان، تقویت سیگنال و پردازش داده‌ها را فراهم می‌کند.

برخی از نمونه‌های اجزای فعال رایج موجود در بردهای PCB عبارتند از:

● ترانزیستورها
● مدارهای مجتمع/تراشه‌ها
● ریزپردازنده‌ها
● اپتوکوپلرها
● دیودها
● تقویت‌کننده‌های عملیاتی
● تریستورها

اجزای فعال با کنترل سطح سیگنال، زمان‌بندی، روشن/خاموش کردن منبع تغذیه، پردازش داده‌ها و انجام سایر توابع منطقی مهم که برای عملکرد PCB ضروری هستند، نقش مهمی در الکترونیک ایفا می‌کنند.

  

    

نحوه شناسایی قطعات روی برد مدار چاپی

همانطور که قبلاً دیدیم، بردهای مدار چاپی شامل اجزای الکتریکی متنوعی هستند که عملکردهای مختلفی را در دستگاه‌ها و سیستم‌های الکترونیکی انجام می‌دهند. با این حال، شناسایی قطعات جداگانه گاهی اوقات می‌تواند برای کسانی که با طراحی برد مدار آشنا نیستند، چالش برانگیز باشد.

در اینجا چند نکته مفید برای تعیین اینکه هر بخش چیست و چه کاری انجام می‌دهد، آورده شده است.

هدف هیئت مدیره را تعیین کنید

اولین قدم بررسی کل برد برای تعیین عملکرد کلی آن است. به دنبال هرگونه شماره قطعه، نام مدل یا متن توصیفی چاپ شده روی خود برد باشید که بتواند زمینه را فراهم کند. آیا این یک برد سیستم اصلی، ماژول الحاقی یا کنترلر اختصاصی است؟

بردهایی که برای کامپیوترها، ماشین‌های صنعتی و تجهیزات پزشکی در نظر گرفته می‌شوند، اغلب طرح‌بندی‌ها و اجزای استانداردی برای عملکرد خود دارند. توجه به هدف یک برد به محدود کردن انتظارات از آن کمک می‌کند.

اجزای غیرفعال را با جزئیات بررسی کنید

قطعات غیرفعال مانند مقاومت‌ها، خازن‌ها و سلف‌ها به دلیل طراحی‌های ثابتشان، مکان‌های خوبی برای شروع شناسایی هستند. مقاومت‌ها ممکن است نوارهای رنگی داشته باشند که مقدار مقاومت را نشان می‌دهند. با دقت نگاه کنید، زیرا برخی از آنها به جای حروف، تماماً عددی هستند.

خازن‌ها با حرف C و به دنبال آن ظرفیت خازنی بر حسب فاراد یا یک سیستم کدگذاری شده از اعداد و حروف مشخص می‌شوند. سلف‌ها شبیه سیم‌پیچ‌های کوچکی هستند که با L مشخص شده‌اند. برای بررسی ویژگی‌های فیزیکی، برچسب‌ها و مکان‌های نسبی قطعات غیرفعال، وقت بگذارید تا سرنخ‌هایی به دست آورید.

مدارهای مجتمع را با دقت ارزیابی کنید

مدارهای مجتمع (IC) دستگاه‌های فعال پیچیده‌ای هستند که چندین ترانزیستور و سایر اجزا را روی یک تراشه سیلیکونی واحد متراکم می‌کنند. آنها اغلب دارای شماره قطعه یا علامت سازنده هستند که مستقیماً روی سطح چاپ می‌شوند و می‌توان آنها را بررسی کرد.

بسته به سن، یک آی‌سی ممکن است به جای یک شماره دقیق، یک برچسب عملکردی مانند ۷۴۰۰ داشته باشد. شکل‌ها و پیکربندی‌های مختلف پین‌های آی‌سی‌ها نیز سرنخ‌هایی ارائه می‌دهند. آی‌سی‌ها را بیشتر بررسی کنید، زیرا شناسایی صحیح، نقش‌های حیاتی آنها را آشکار می‌کند.

سایر اجزای برد مدار چاپی مجزا را شناسایی کنید

ترانسفورماتورها، رله‌ها، کانکتورها و دیودها معمولاً با حروف اول استاندارد مانند T، K، J یا D برچسب‌گذاری می‌شوند. ترانسفورماتورها شبیه سیم‌پیچ‌های کوچک چند سیم‌پیچ هستند. در مقابل، رله‌ها شبیه یک سوئیچ الکتریکی هستند.

دیودها ممکن است روی بسته‌های استوانه‌ای خود دارای الگوهای نواری باشند که نشان‌دهنده قطبیت هستند. باتری‌ها معمولاً با مهر BT مشخص می‌شوند. قطعات مجزا به اندازه ICها جزئیات داخلی زیادی را در خود جای نمی‌دهند، اما درک نمادهای رایج به تشخیص کمک می‌کند.

با تعیین‌کننده‌های مرجع درون‌خطی مشورت کنید

برخی از بردهای مدار شامل نشانگرهای مرجع الفبایی-عددی هستند که مستقیماً روی مسیرهای نزدیک هر قطعه برای مرجع قرار می‌گیرند. اگرچه قالب‌ها متفاوت هستند، اما این اختصارات همراه با محل قرارگیری، به هویت و هدف یک قطعه برد مدار در مدار اشاره می‌کنند. هنگام رمزگشایی عملکرد قطعات مبهم، از منابع مشخص شده به وضوح استفاده کنید. 

اختصارات ذکر شده در جدول زیر، برخی از رایج‌ترین نشانگرهای مورد استفاده و اختصارات استاندارد آنها برای قطعات الکترونیکی مختلف بردهای مدار هستند.

طراح	اجزاء
ATT	تضعیف کننده
BR	یکسو کننده پل
BT	باتری
C	خازن
CB	مدار شکن
CN	شبکه خازن
DC	کوپلر جهت دار
D	دیود
F	فیوز
G	نوسان ساز
IC	مدار مجتمع
J	جامپر یا جک
K	رله یا کنتاکتور
L	واسطه
رهبری	دیود ساطع نور
LS	بلند گو
MOV	اکسید فلزی و Varistor
P	دو شاخه
POT	مقسم ولتاژ
PS	منبع تغذیه
Q	ترانزیستور
R	مقاومت
جنوب یا جنوب غربی	گزینه
TB	بلوک ترمینال
TC	ترموکوپل
TP	نقطه ی امتحان
TR	مبدل
T	تبدیل کننده
U	مدار مجتمع
VR	مقاومت متغیر
X	مبدل
XTAL	کریستال
Z	دیود زنر
ZD	دیود زنر

اجزای ناشناخته را به طور کامل بررسی کنید

اگر پس از بررسی کامل خواص فیزیکی، برچسب‌ها و نشانگرهای مرجع، قطعه‌ای از برد مدار چاپی شناسایی نشد، قبل از هرگونه فرضیه‌سازی به منابع دیگری مانند دفترچه‌های راهنما، نمودارها یا پایگاه‌های داده آنلاین قطعات با شماره قطعات قابل جستجو مراجعه کنید. 

بازرسی روشمند همراه با ارجاع متقابل با مستندات، تشخیص حتی عناصر PCB قدیمی را به حداکثر می‌رساند. در موارد پیچیده، ممکن است به شماتیک‌های حرفه‌ای نیز نیاز باشد.

اجزای برد مدار چاپی چگونه در یک PCB به هم متصل می‌شوند؟

قطعات روی یک برد مدار چاپی از طریق شبکه‌ای از مسیرها به نام مسیرها (traces) به هم متصل می‌شوند. مسیرها نوارهای مسی نازکی هستند که بین لایه‌های یک زیرلایه نارسانا مانند فایبرگلاس لمینت شده‌اند. 

قطعاتی مانند مدارهای مجتمع، مقاومت‌ها و خازن‌ها دارای پدهای فلزی مینیاتوری روی بدنه خود هستند که می‌توان سیم‌ها را به آنها لحیم کرد، یا قطعات را مستقیماً در سوراخ‌های روی PCB به نام ویا قرار داد.

مسیرها سیگنال‌ها و جریان را در سراسر PCB حمل می‌کنند و پین‌ها یا پدهای یک جزء را به جزء دیگر متصل می‌کنند تا داده و برق را در مدار منتقل کنند. قطعات را می‌توان مستقیماً روی مسیرها روی PCB نصب کرد یا به صورت عمودی در مسیرها (via) با روکش سوراخ‌دار قرار داد که لایه‌های بالایی و پایینی برد را به صورت الکتریکی به هم متصل می‌کنند. برچسب‌هایی که به عنوان ماسک لحیم شناخته می‌شوند، روی برد قرار می‌گیرند تا از مسیرها محافظت کرده و ایزولاسیون بین اتصالات را فراهم کنند.

سوراخ‌هایی در برد که به آنها سوراخ‌های آبکاری شده می‌گویند، به مسیرهای روی لایه‌های داخلی PCB اجازه می‌دهند تا با لایه‌های بیرونی بالا و پایین ارتباط برقرار کنند و تعداد مسیرهای مدار و اتصالات داخلی ممکن را به میزان قابل توجهی افزایش دهند. این مسیرهای آبکاری شده و سوراخ‌های آبکاری شده با هم یک ماتریس سیم‌کشی متراکم تشکیل می‌دهند که سیگنال‌ها را منتشر کرده و جریان جریان را بین تراشه‌های سیلیکونی و سایر قطعات در یک دستگاه الکترونیکی کنترل می‌کند.

نتیجه

در اصل، بردهای مدار به طرز فریبنده‌ای ساده هستند - آنها فقط اتصالاتی بین قطعات الکترونیکی هستند. با این حال، همانطور که بررسی کردیم، اجزای بی‌شماری می‌توانند روی یک برد مدار قرار بگیرند که هر کدام نقش منحصر به فرد و حیاتی را ایفا می‌کنند.

تسلط بر اصول اولیه اجزای برد مدار چاپی مانند مقاومت‌ها، خازن‌ها، ترانزیستورها و مدارهای مجتمع، اولین گام ضروری برای هر کسی است که به الکترونیک یا طراحی مدار علاقه‌مند است. با یادگیری مداوم و تمرین عملی، خواهید فهمید که چگونه قطعات برد مدار چاپی با هم تعامل دارند و چه امکاناتی را هنگام ترکیب در پیکربندی‌های مختلف روی یک PCB فراهم می‌کنند.