اگر کسی بخواهد اصول اولیه فناوری مدرن را درک کند، آشنایی با اجزای مدار بسیار ضروری است. مهم نیست چه ساختار پیچیدهای پیش روی شماست، در پشت صحنه، هزاران مدار وجود دارند که با هم کار میکنند. برای ورود به اعماق چیزها، ضروری است که از پایه و اساس آن شروع کنیم.
فناوری تأثیر زیادی بر تمام جنبههای زندگی دارد. اما چگونه بشر از عصر حجر به رباتهای کاربردی تکامل یافت؟ همه اینها را میتوان به اختراع باتری توسط الساندرو ولتا و در نهایت، تشکیل مدار الکتریکی نسبت داد. تقریباً هر چیزی که میتوانید جلوی چشمان خود تصور کنید، اجزای اساسی یکسانی دارد.
در این مقاله، اجزای مختلف یک برد مدار چاپی، اجزای فعال و غیرفعال آن و چگونگی تأثیر این اجزای الکترونیکی بر زندگی روزمره ما را بررسی خواهیم کرد.
اجزای مدار چیست؟
آیا تا به حال شده که برق خانهتان را دیده باشید و از خودتان پرسیده باشید که چطور چنین چیزی ممکن است؟ شما میتوانید هر نوع وسیله الکترونیکی را به سادگی با استفاده از یک دکمه روشن یا خاموش کنید. اگرچه ممکن است جادویی به نظر برسد، اما علم سادهای پشت آن وجود دارد.
جریانی در یک مسیر بسته در داخل خانه شما جریان دارد که به شما امکان استفاده از این وسایل را میدهد. این مسیر جریان بسته یک مدار است. و عناصر یا دستگاههایی که این مدار را تشکیل میدهند، اجزای آن نامیده میشوند. آنها شامل مقاومتها، خازنها، ترانزیستورها، دیودها و سایر قطعات پیچیده هستند.
هر یک از این اجزا نقش تعیینشدهی خود را دارند و نشانههایی به آنها نسبت داده میشود. شناسایی آنها را میتوان به راحتی از طریق چشم غیرمسلح یا از طریق نشانههایی که روی آنها دیده میشود، انجام داد. برخی از این قطعات ممکن است به تولید نور کمک کنند، در حالی که برخی دیگر ممکن است صدا را تقویت کنند. با این حال، برخی از اجزای مدار مانند منبع تغذیه، سیم یا بار ثابت میمانند.
اگرچه پیچیده به نظر میرسد، اما ظاهراً بسیار سادهتر از آن چیزی است که فکر میکنید. به همین دلیل است که توصیه میشود با اصول اولیه شروع کنید و سپس به سمت مفاهیم پیشرفته بروید.
طبقهبندی قطعات مدار
اجزای مدار بسته به نقشی که ایفا میکنند، به انواع مختلفی طبقهبندی میشوند. این طبقهبندی ممکن است بر اساس عوامل مختلفی باشد، از ساختار گرفته تا نوع سیگنالی که پردازش میکنند.
1. اجزای فعال و غیرفعال وجود یک منبع انرژی خارجی و توانایی تقویت سیگنالها، این دو مؤلفه را از هم متمایز میکند.
۲. اجزای گسسته و یکپارچه - تفاوت در توانایی انجام وظایف به صورت جداگانه یا به صورت یکپارچه نهفته است.
۳. قطعات آنالوگ و دیجیتال – نوع سیگنالهای مورد نیاز در پردازش این مدارها، تفاوت را مشخص میکند.
دستهبندی مدارها به اجزای تشکیلدهندهشان، درک و مطالعه فناوری مدرن را آسانتر میکند.
اجزای فعال و غیرفعال
با توجه به تفاوت در توانایی تقویت سیگنال، این نوع طبقهبندی یکی از ضروریترین موارد در مطالعه الکترونیک است.
• قطعات الکترونیکی غیرفعال با عدم توانایی در تقویت سیگنال مشخص میشوند. آنها بدون هیچ منبع تغذیه خارجی کار میکنند و به اتلاف، جذب یا ذخیره انرژی کمک میکنند. این وظیفه مدیریت انرژی را میتوان با مقاومتها، خازنها یا سلفها انجام داد.
• اجزای فعالبرخلاف ترانزیستورهای غیرفعال، میتوانند سیگنال را تقویت کنند. اگرچه برای عملکرد به منبع تغذیه خارجی نیاز دارند، اما در درجه اول در کنترل جریان در مدار نقش دارند. درک این نکته ضروری است که هر مدار حداقل یک جزء فعال در خود دارد. این اجزا شامل ترانزیستورها، تقویتکنندههای عملیاتی و غیره میشوند.
این قطعات الکترونیکی اساسی برای عملکرد طبیعی یک مدار ضروری هستند. بدون یکی از آنها، هیچ تقویت سیگنالی وجود نخواهد داشت و عدم وجود اولی ممکن است منجر به نقص در مدیریت انرژی شود.
اجزای گسسته در مقابل اجزای یکپارچه
مدارها را میتوان به روش دیگری نیز طبقهبندی کرد:
• اجزای گسسته مانند جنگجویان تنها هستند. در یک مدار گسسته، هر قطعه جداگانه فقط یک نقش واحد را انجام میدهد. طراحی آنها سادهتر است اما برای کار به فضای برد بیشتری نیاز دارند. در این نوع مدارها، هر قطعهای را میتوان جدا و جایگزین کرد. به عنوان مثال میتوان به مقاومتها، خازنها و ترانزیستورها اشاره کرد.
• اجزای یکپارچههمانطور که از نامشان پیداست، بسیاری از عملکردها را با هم ادغام میکنند. آنها به فضای کمتری روی برد نیاز دارند زیرا مدارهای پیچیدهای روی یک تراشه سیلیکونی کوچک هستند. به دلیل وجود چنین تعداد زیادی از اجزا، مدارهای مجتمع عملکرد بسیار بالایی دارند. با وجود راندمان بالاتر، مدارهای مجتمع ارزانتر هستند و به انرژی کمتری نیاز دارند. نمونههایی از آنها ریزپردازندهها، تراشههای حافظه و حسگرها هستند.
اجزای مدار آنالوگ در مقابل دیجیتال
این طبقهبندی اجزای مدار بر اساس نوع سیگنالهایی است که پردازش میکنند.
• اجزای آنالوگ فقط سیگنالهای آنالوگ یا پیوسته را پردازش میکنند. سیگنالهای آنالوگ به طور طبیعی در دسترس هستند، بنابراین این قطعات به هیچ نوع مبدل سیگنالی نیاز ندارند. معایب اصلی شامل مصرف برق بالا و حساسیت به خطا است. به عنوان مثال، تقویتکنندههای صوتی و کنتورهای آنالوگ.
• قطعات دیجیتال سیگنالهای دیجیتال را پردازش میکنند و به مبدلهای سیگنال نیاز دارند. این سیگنالهای گسسته با مقادیر دودویی مانند ۰ و ۱ نمایش داده میشوند. آنها نسبت به سیگنالهای آنالوگ، انرژی بسیار کمتری مصرف میکنند و در برابر نویز آسیبپذیر نیستند. چنین قطعاتی در تلفنهای هوشمند، لپتاپها و غیره استفاده میشوند، زیرا از سیگنالهای دیجیتال استفاده میکنند.
درباره PCBasic
زمان در پروژههای شما حکم پول را دارد – و PCBasic آن را دریافت می کند. PCاساسی هست یک 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.
قطعات الکترونیکی پایه در یک مدار
برای درک کامل اجزای مدار، ابتدا باید پایه و اساس آنها را تجزیه و تحلیل کنیم.
• مقاومت – در برابر جریان مقاومت کنید یا آن را کنترل کنید. مقاومت یک مقاومت بسته به میزان جریانی که میتواند مسدود کند، متفاوت است.
• خازن مانند یک باتری در ذخیره و آزادسازی بار الکتریکی عمل میکند. توانایی آن در انجام این کار، ظرفیت خازنی نامیده میشود.
• سلف – سلفها که برای ذخیره انرژی استفاده میشوند، برای ایجاد میدانهای مغناطیسی نیز به کار میروند. آنها به تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مغناطیسی کمک میکنند.
• دیودها دیودها که به دلیل داشتن دو الکترود نامگذاری شدهاند، فقط اجازه عبور جریان در یک جهت را میدهند.
• ترانزیستور - یک قطعه سه ترمیناله که برای تقویت یا سوئیچ سیگنالها استفاده میشود.
• سوئیچ ها و رله ها – سوئیچها و رلهها که برای اتصال و قطع اتصال استفاده میشوند، کنترل کاربر را فراهم میکنند.
• منابع برق – منابعی که برق را تأمین میکنند، مانند باتریها و آداپتورها.
همه انواع لوازم الکترونیکی برای کار از این قطعات مداری استفاده میکنند.
شناسایی اجزای مدار
برای درک کامل اجزای یک برد مدار چاپی، شناسایی آنها ضروری است.
• برچسبها و کدها – هر قطعه مدار با یک کد خاص مشخص شده است تا شناسایی آن آسانتر شود. به عنوان مثال، R برای مقاومت، D برای دیود و غیره.
• نمادهای اجزای الکترونیکی - علائم یا نقشههایی که برای نشان دادن قطعات الکترونیکی استفاده میشوند.
• ابزار تست – ابزارهایی که برای آزمایش خواص اجزای الکتریکی استفاده میشوند. انواع رایج ابزارهای آزمایش شامل LCR مترها و مولدهای سیگنال هستند.
• بازرسی بصری – استفاده از چشم غیرمسلح برای درک شکل فیزیکی قطعات برد مدار چاپی به منظور کمک به شناسایی آنها.
شناسایی اجزای مدار به بازرسی برد مدار کمک میکند تا از وجود آنها اطمینان حاصل شود.
کاربردهای قطعات مدار در الکترونیک
قطعات مدار کاربردهای بیپایانی در زندگی روزمره ما دارند. از لوازم الکترونیکی مصرفی گرفته تا مزایای پزشکی، ما مدیون آنها هستیم.
• فروش الکترونیک – لوازم الکترونیکی خانگی یا دستگاههای مورد استفاده روزمره، به شدت به قطعات الکترونیکی متکی هستند.
• اتوماسیون صنعتی – از رباتیک گرفته تا فرآیندهای صنعتی خودکار، این اجزای یک مدار نقش بزرگی ایفا میکنند.
• الکترونیک خودرو قطعات برد مدار چاپی همچنین در الکترونیک خودرو مانند سیستمهای ایمنی، دستگاههای سرگرمی و غیره استفاده میشوند.
• تجهیزات پزشکی – دستگاههای تشخیص پزشکی نیز از قطعات الکترونیکی پایه تشکیل شدهاند.
• مخابرات اجزای برد PCB در صنعت مخابرات مانند رادیوها، ماهوارهها و روترهای Wi-Fi استفاده میشوند.
نتیجه
دنیای فناوری به طور مداوم در حال تکامل است و اگر با آن همگام نشویم، ممکن است عقب بمانیم. اجزای مدار کلید درک هر ساختار پیچیدهای در اطراف ما هستند. تنها با دانش کامل از قطعات یک مدار میتوان پیچیدگیهای دستگاههای الکترونیکی را درک کرد.
کاربردهای بیشمار آنها، از دستگاههای پزشکی گرفته تا لوازم الکترونیکی مصرفی، زندگی ما را کاملاً متحول کرده است. اولین قدم در یادگیری این اجزای اساسی با شناسایی آنها آغاز میشود. مبتدیان همچنین باید برای درک بهتر، عمیقاً به سیستم طبقهبندی بپردازند.
