قطعات بردهای الکترونیکی – معرفی اجزای بردهای الکترونیکی

قطعات بردهای الکترونیکی (PCB) یا مدار چاپی در دنیای الکترونیک بسیار کاربرد دارند و تقریبا در همه جا هستند. به طوری که می توانید آن را در دستگاه هایی که هر روز استفاده می کنید، پیدا کنید. با این حال، اغلب افراد از این بردهای الکترونیکی بدون آگاهی و یا دانش فناوری استفاده می کنند. در این مقاله، اصول طراحی بردهای الکترونیکی، اجزای سازنده آنها را به شما معرفی می کنیم و توضیح می دهیم که چگونه بردهای الکترونیکی می توانند کارکرد بهتری داشته باشند.

قطعات بردهای الکترونیکی

برد الکترونیکی در ساده ترین شکل خود، یک برد پلاستیکی تقویت شده با شیشه است. یکسری خطوط از جنس مس بر روی برد وجود دارد که به یکدیگر متصل هستند. این خطوط مسی اجازه می دهند تا بار الکتریکی در برد جریان یابد و جریان الکتریکی را به اجزای مختلفی که به صورت سیستماتیک و منظم در برد قرار دارند، می رساند. این خطوط مسی به جای سیم ها عمل می کنند و نیروی الکتریکی را به مقصد درست هدایت می کنند.

لایه های برد الکترونیکی

ساده ترین برد ها، قطعات بردهای الکترونیکی یک طرفه (با یک لایه مس) هستند. با این حال، مسیرهای ارتباطی و خطوط مسی نیز می توانند در هر دو طرف برد نصب شوند و قطعات بردهای الکترونیکی دو طرفه ساخته شود. بردهای دو طرفه پیچیده تر هستند زیرا چند لایه دیگر به طرح اولیه آنها اضافه می شوند.

این لایه های جدید نیز دارای مسیرها و خطوط مسی مخصوص به خود هستند. خطوط مسی نمی توانند بدون جابجایی شارژ الکتریکی به یکدیگر متصل شوند، بنابراین برد های الکترونیکی چند لایه پیشرفته بسیار ضروری هستند. با این حال، در برد های یک طرفه، یک طرف مخصوص خطوط مسی است و طرف دیگر قطعات بر روی آن قرار می گیرند.

روی لایه مسی، سولدر ماسک (solder mask) و سیلک اسکرین به صورت چاپ شده وجود دارد که مکان مونتاژ قطعات الکترونیکی را روی برد نشان می دهد. سولدر ماسک (بخشی از برد که لحیم بر روی آن عمل نمی کند) را به راحتی می توان با رنگ سبز آن تشخیص داد. این لایه به عنوان نوعی عایق عمل می کند که ممکن است هر چیز فلزی به طور تصادفی با آن تماس پیدا نماید.

با این حال، بخش هایی از لایه مسی در معرض دید و بدون عایق قرار می گیرند تا بتوان قطعات را به آنها لحیم کرد. سیلک اسکرین نیز بر روی سولدر ماسک قرار می گیرد (سیلک اسکرین معمولا محل قرار گیری قطعات الکترونیکی و نقاط تست و شماره فنی، لوگوی شرکت و علائم هشدار را مشخص می کند). اسامی و اعداد نوشته شده روی آن باعث آسان تر شدن مونتاژ قطعات برای مهندسین می شود.

المان های بردهای الکترونیکی

قطعات بردهای الکترونیکی

مسیرها و خطوط مسی روی برد، مانند اسکلت بدن انسان هستند و به عنوان ساختار اصلی یک برد عمل می کنند. اجزاء و قطعات برد الکترونیکی نیز، اندام های حیاتی آن هستند که هر کدام دارای کارکرد متفاوت است. قطعات، ویژگی های منحصر به فرد  را به مدار اعمال می کنند و آن را برای هدف مورد نظر ما مناسب می سازند.

بسته به نوع دستگاه یا برد الکترونیکی طراحی شده، اجزای مختلفی برای مدارهای مختلف مورد نیاز است. این اجزاء می توانند طیف وسیعی از قطعات الکترونیکی را شامل شوند. برخی از قطعات رایج در بردهای الکتورنیکی عبارتند از:

باتری: ولتاژ لازم را برای مدار فراهم می کند.

مقاومت: جریان الکتریکی را از طریق عبور از خود کنترل می کنند و معمولا دارای خطوط رنگی بر روی بدنه هستند که برای تعیین مقدار آنها تعبیه شده اند.

LED ها: نوعی دیود نوری است و هنگامی که جریان از آن عبور می کند، روشن می شود و عبور جریان را فقط در یک جهت اجازه می دهد.

ترانزیستور: بار الکتریکی را تقویت می کند.

خازن ها: قطعاتی هستند که می توانند بار الکتریکی را در خود جای دهند و نگه دارند.

سلف یا القاگر: بار را ذخیره می کند باعث توقف یا تغییر جریان می شود.

دیود: اجازه می دهد تا جریان فقط در یک جهت عبور کند و جهت دیگر را مسدود می کند.

سوئیچ ها: بسته به اینکه بسته یا باز هستند، می توانند اجازه به عبور جریان دهند یا مسیر را مسدود نمایند.

مونتاژ قطعات بردهای الکترونیکی

این قطعات را می توان به روش های مختلف به برد متصل کرد. به طور کلی، یک مهندس تصمیم می گیرد که از روش نصب روی سطح یا روش سوراخ ته باز (through-hole) برای مونتاژ و اتصال قطعات استفاده کند. فرد می تواند با استفاده از الگوی شماتیک و اعداد درج شده روی برد، قطعات را به برد لحیم کاری نماید.

مونتاژ اجزای بردهای الکترونیکی

فرد باید هنگام لحیم کاری بسیار دقت داشته باشد. به عنوان مثال لحیم، فلزی است که فرد آن را ذوب می کند تا بتواند آن را تغییر شکل دهد. هر گونه انحراف دستگاه لحیم و برخورد آن با سایر قطعات فلزی می تواند باعث اتصال کوتاه شدن مدار گردد. این اتفاق می تواند خطرناک و باعث ایجاد آتش سوزی یا حتی انفجار کوچک شود. هنگامی که قطعات به درستی نصب شوند، آنگاه برد الکترونیکی شما آماده است تا در دستگاه مورد نظر استفاده شود.

برای آشنایی بیشتر با بردهای الکترونیکی می توانید در دوره آموزش تعمیر و عیب یابی بردهای الکترونیکی شرکت کنید. این دوره تحت نظر اساتید مجرب این حوزه و در کلاس های مجهز برگزار می شود.

انواع خازن چیست

خازن چیست؟ معرفی انواع خازن

خازن چیست؟

دو قطعه رسانای الکتریکی را پیدا کنید (چیزهایی که جریان برق را از خود عبور می دهند) و آنها را با یک عایق از هم جدا کنید (ماده ای که جریان الکتریسیته را خیلی خوب عبور نمی دهد). بدین ترتیب شما یک خازن ساخته اید. خازن قطعه ای است که می تواند انرژی الکتریکی را ذخیره کند. افزودن انرژی الکتریکی به یک خازن را «شارژ شدن» می نامند و آزاد کردن انرژی از یک خازن را «تخلیه» می نامند.

خازن کمی شبیه به باتری است، اما کار متفاوتی را انجام می دهد. باتری از مواد شیمیایی برای ذخیره انرژی الکتریکی استفاده می کند و از طریق یک مدار، انرژی را بسیار آرام آزاد می کند. گاهی اوقات آزاد کردن انرژی می تواند چندین سال طول بکشد. اما خازن انرژی خود را بسیار سریع تر و اغلب در یک ثانیه یا حتی کمتر پخش و آزاد می کند.

انواع خازن چیست

به عنوان مثال، اگر شما بخواهید یک عکس با فلش بگیرید، به دوربینی نیاز دارید که نور زیادی را در یک ثانیه ایجاد کند. یک خازن متصل به فلش در چند ثانیه انرژی را از باتری های دوربین شما می گیرد و آن را آزاد می کند که بدین ترتیب فلش ایجاد می شود.

البته خازن برای شارژ شدن به زمان احتیاج دارد و به همین دلیل است که عکاسان معمولا کمی صبر می کنند و سپس عکس بعدی را می گیرند. هنگامی که خازن به طور کامل شارژ شود، می تواند تمام انرژی را در یک لحظه از طریق لامپ فلورسنت زنون آزاد کند.

[layerslider id=”214″]

معرفی انواع خازن

انواع خازن با کابردهای مختلف در بازار وجود دارد و هر کدام دارای مشخصه های خاص و کاربردهای خاص خود هستند. انواع خازن عبارتند از:

خازن دی الکتریک

خازن های دی الکتریک معمولا یک نوع خازن متغیر هستند و این ویژگی برای تنظیم فرستنده ها، گیرنده ها و رادیوهای ترانزیستوری مورد نیاز است. خازن های دی الکتریک، دارای انواع مختلفی از صفحات چند لایه هستند که برخی از صفحات ثابت هستند (لایه های استاتور) و برخی از صفحات، قابل جابجا شدن (لوله های روتور) هستند و بین صفحات ثابت حرکت می کنند.

خازن های متغیر

خازن های متغیر دارای انواع مختلفی هستند. متغیر، نوع از پیش تعیین شده آنها تریمر (Trimmers) نامیده می شود. این خازن ها به طور کلی دستگاه های کوچکی هستند که می توانند با استفاده از یک پیچ گوشتی کوچک بر روی مقدار خاصی از قبل تعیین و تنظیم شوند. معمولا با ظرفیت بسیار کم حدود 500pF یا کمتر و به صورت غیر قطبی هستند.

خازن ورقه ای یا فیلمی

خازن های ورقه ای معمولا انواع مختلفی دارند و تفاوت آنها در نوع دی الکتریک است. انواع دی الکتریک هایی که در این خازن ها استفاده می شود عبارتند از: پلی استر (مایلار)، پلی استایرن، پلی پروپیلن، پلی کربنات، کاغذ متالیزه شده، تفلون و غیره. خازن های ورقه ای یا فیلمی بسته به نوع واقعی خازن و درجه ولتاژ آن، از 5pF تا 100uF در دسترس هستند. خازن های ورقه ای یا فیلمی در قالب مجموعه ای از شکل ها و سبک های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند که شامل موارد ذیل است:

انواع فیلم و فویل خازن ها از نوار های نازک بلند از فویل فلزی نازک ساخته شده است که همراه با مواد دی الکتریک به صورت محکم و به شکل رول پیچیده می شوند و سپس در لوله های کاغذی یا فلزی مهر و موم می شوند.

این نوع فیلم ها یا لایه ها، نیاز به فیلم دی الکتریک ضخیم تر دارند تا خطر پاره شدن یا سوراخ شدن فیلم را کاهش دهند. این کار برای خازن های با اندازه بزرگ و مقدار کم، مناسب است.

خازن های سرامیکی

خازن های سرامیکی یا خازن های دیسکی معمولا دارای دو دیسک سرامیکی یا پورسلین کوچک در طرفین خود هستند که با نقره پوشش داده می شوند و سپس برای ساخت یک خازن به هم متصل می شوند. برای مقادیر خازنی بسیار کم، یک دیسک سرامیکی در حدود 3 تا 6 میلی متر استفاده می شود. خازن های سرامیکی دارای مقاومت دی الکتریک بالا (High-K) هستند، به طوری که ظرفیت خازنی نسبتا بالایی را می توان در اندازه فیزیکی کوچک بدست آورد.

خازن های الکترولیتی

خازن های الکترولیتی معمولا وقتی که مقدار خازنی بسیار زیاد مورد نیاز باشد، استفاده می شوند. در این خازن ها به جای استفاده از یک لایه فیلم بسیار نازک فلزی برای یکی از الکترودها، از یک محلول الکترولیتی نیمه مایع به شکل ژله یا چسب استفاده می شود که به عنوان الکترود دوم (معمولا کاتد) عمل می کند.

دی الکتریک یا عایق، یک لایه بسیار نازک از اکسید به صورت الکتریکی-شیمیایی است که با یک فیلم دارای ضخامت کمتر از 10 ترکیب می شود. این لایه عایق خیلی نازک است که امکان ساخت خازن با مقدار ظرفیت زیاد و با یک اندازه فیزیکی کوچک و فاصله بین صفحات  بسیار کم را فراهم می کند.

به طور کلی خازن های الکترولیتی به دلیل ظرفیت زیاد و اندازه کوچک خود، در مدار هایی با منبع تغذیه DC برای کاهش موج ولتاژ و یا برای اتصال و قطع اتصال استفاده می شود. یکی از معایب اصلی این خازن ها، ولتاژ نسبتا پایین آنها به علت پلاریته بودن خازن های الکترولیتی است. این خازن ها دارای دو نوع هستند که عبارتند از:

خازن الکترولیتی آلومینیومی

اساسا دو نوع خازن الکترولیتی آلومینیومی وجود دارد: نوع فویل ساده و نوع فویل ساخته شده با اچ (etched foil) وجود دارد. ضخامت لایه یا فیلم اکسید آلومینیوم و ولتاژ شکست بالا، ظرفیت بسیار زیادی را برای این خازن ها ایجاد می کند.

خازن الکترولیتی تانتالیوم

خازن های الکترولیتی تانتالیوم و دانه های تانتالیوم در انواع مختلفی از نوع الکترولیتی مایع (فویل) و خشک (جامد) موجود هستند که تانتالیوم خشک یا جامد رایج ترین آنها است. خازن های جامد تانتالیوم از دی اکسید منگنز به عنوان دومین ترمینال استفاده می کنند و از لحاظ فیزیکی کوچکتر از خازن های الکترولیتی آلومینیومی هستند.

الکترولیتها به دلیل کم هزینه و کوچک بودن آنها به طور گسترده در بسیاری از خازن ها استفاده می شوند اما سه راه آسان برای نابود کردن یک خازن الکترولیتی وجود دارد:

ولتاژ بیش از حد: ولتاژ بیش از اندازه باعث نشت و عبور جریان از طریق دی الکتریک می شود و در نهایت موجب اتصال کوتاه می گردد.

پلاریته معکوس: ولتاژ معکوس باعث نابودی و تخریب لایه اکسید می شود.

گرمای بیش از حد: گرمای بیش از حد، لایه الکترولیتی را خشک می کند و عمر یک خازن الکترولیتی را کوتاه می نماید.

پیشنهاد میکنیم برای آشنایی بیشتر و وروب به بازار کار در دوره آموزش تعمیرات بردهای الکترونیکی و آموزش plc ثبت نام نمایید. این دوره ها ویژه بازار کار بوده و تحت نظر اساتید با تجربه در آموزشگاه فن آموزان برگزار می شود.