اجزای برد الکتریکی: راهنمای کامل از شرکت پرچم

شرکت پرچم با سال‌ها تجربه در زمینه فروش دوره‌های تعمیرات برد الکتریکی، به عنوان یکی از پیشگامان در آموزش و تعمیرات تخصصی بردهای الکترونیکی شناخته می‌شود. اجزای برد الکتریکی به عنوان ستون فقرات هر دستگاه الکترونیکی عمل می‌کنند و از اهمیت بسیاری برخوردارند. این اجزا شامل میکروکنترلرها، قطعات فرعی، قطعات اتصالاتی، و لایه‌های PCB است که با هم تعامل دارند تا عملکرد صحیح و کارایی دستگاه را فراهم سازند. در این مقاله به بررسی عمیق این اجزا، نحوه عملکرد آن‌ها، و اهمیت تعمیرات و نگهداری صحیح آن‌ها خواهیم پرداخت.

میکروکنترلرها: مغز هوشمند دستگاه

میکروکنترلرها، به عنوان اجزا حیاتی برد الکتریکی، نقش بسیار مهمی در کنترل و مدیریت دستگاه‌ها و سیستم‌های مختلف ایفا می‌کنند. این تراشه‌های کوچک شامل پردازنده، حافظه، و واحدهای ورودی و خروجی هستند که به طراحان اجازه می‌دهند تا برنامه‌های کنترلی پیچیده را اجرا و داده‌ها را پردازش کنند. میکروکنترلرها به وسیله زبان‌های برنامه‌نویسی مختلفی نظیر C و Assembly برنامه‌ریزی می‌شوند و از طریق پین‌های ورودی و خروجی با دیگر قطعات برد ارتباط برقرار می‌کنند.ساختار

اجزای اصلی میکروکنترلرها

1. پردازنده (میکروکنترلر): این اجزا از پردازنده‌های کوچک RISC تشکیل شده‌اند که برای کنترل دقیق و کاربردهای خاص طراحی شده‌اند. معمولاً از شرکت‌هایی مانند Microchip با محصولاتی همچون PIC و Atmel با AVR استفاده می‌شود.
2. حافظه: شامل حافظه داخلی برای ذخیره‌سازی برنامه‌ها و داده‌های موقت و حافظه خارجی برای ذخیره‌سازی داده‌ها و برنامه‌های کاربردی می‌باشد.
3. واحدهای ورودی و خروجی (I/O): این اجزا به برد الکتریکی اجازه می‌دهند که با دنیای خارجی ارتباط برقرار کند، از جمله پورت‌های دیجیتال، آنالوگ، سریال، وای-فای و غیره…

قطعات اتصالاتی: پل ارتباطی

قطعات اتصالاتی مانند کانکتورها و پایه‌های اتصال برای ارتباط برد با سایر قطعات دستگاه و همچنین اتصال به منابع تغذیه خارجی استفاده می‌شوند. این اجزا اطمینان می‌دهند که تمامی ارتباطات الکتریکی به درستی برقرار شده و دستگاه به طور کامل عمل کند. کانکتورها باید به گونه‌ای طراحی شوند که تحمل جریان و ولتاژ مورد نیاز را داشته باشند و بتوانند ارتباط پایداری بین قطعات ایجاد کنند.

اجزا برد الکتریکی: پل ارتباطی بین اتصالات

در دنیای فناوری امروز، اجزا برد الکتریکی به عنوان ستون فقراتی از اتصالات برقی و الکترونیکی عمل می‌کنند. این اجزا، از ساده‌ترین سرپیچ‌ها و کانکتورها تا پیچیده‌ترین مدارهای چندلایه، می‌توانند اطلاعات و انرژی را با دقت بالا و به طور موثر منتقل کنند.

سادگی در ساختار: سرپیچ‌ها و کانکتورها

سرپیچ‌ها و کانکتورها از جمله اجزا بسیار ساده هستند که به سیم‌های برقی متصل می‌شوند، اما این اتصالات امکان انتقال برق را با دقت فراهم می‌آورند. این اجزا با توجه به نوع و اندازه‌ی آن‌ها، در محیط‌های صنعتی و مصرفی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

جزای اتصالاتی برای برد الکتریک

1. 1. کانکتورها و پلاگین‌ها: این اجزا برای اتصال و قطع اتصال سریع بین برد الکتریکی و قطعات دیگر مانند سنسورها، ماژول‌های ارتباطی و باتری‌ها به کار می‌روند. کانکتورها می‌توانند به صورت USB، HDMI، RJ45 و غیره باشند و وظیفه انتقال اطلاعات و انرژی را بین اجزا برقرار می‌کنند.
   2. کابل‌ها و وایرها: این اجزا برای انتقال اطلاعات و انرژی بین اجزا مختلف برد الکتریکی استفاده می‌شوند. آن‌ها می‌توانند شامل کابل‌های USB، کابل‌های اتصالاتی داخلی برد، وایرهای منفصل و کانکتورهای مخصوص باشند.
   3. هدرها و پین‌ها: این اجزا برای اتصال مستقیم بین برد الکتریکی و ماژول‌های دیگر مانند میکروکنترلرها، حافظه‌ها و ماژول‌های صنعتی به کار می‌روند. هدرها معمولاً شامل ردیف‌هایی از پین‌های متصل به یکدیگر هستند که ارتباطات میان اجزا را فراهم می‌کنند.
   4. شیلد‌ها و کیسینگ‌ها: این اجزا برای حفاظت از برد الکتریکی در برابر شرایط محیطی نامساعد مانند خرابی‌های الکترومغناطیسی، گرد و غبار، آب و هوای نامناسب و ضربه‌ها به کار می‌روند. شیلد‌ها معمولاً از جنس فلزی هستند و به عنوان پوشش محافظ بر روی برد الکتریکی نصب می‌شوند. لایه‌های PCB برای اتصال و انتقال سیگنال‌ها و اتصالات الکتریکی بین اجزا مختلف برد الکتریکی استفاده می‌شوند. این لایه‌ها از مواد خاصی ساخته می‌شوند که مقاومت و عایقی بالا دارند و عملکرد برد را بهبود می‌بخشند. PCBها به صورت چندلایه طراحی می‌شوند که این امر موجب افزایش تعداد مسیرهای ارتباطی و کاهش نویزهای الکتریکی می‌شود. مواد مورد استفاده در ساخت PCBها معمولاً FR4 یا موادی با ویژگی‌های مشابه هستند که توانایی مقاومت در برابر حرارت و رطوبت را دارند

لایه‌های PCB: اتصال و انتقال سیگنال‌ها

لایه‌های PCB برای اتصال و انتقال سیگنال‌ها و اتصالات الکتریکی بین اجزا مختلف برد الکتریکی استفاده می‌شوند. این لایه‌ها از مواد خاصی ساخته می‌شوند که مقاومت و عایقی بالا دارند و عملکرد برد را بهبود می‌بخشند. PCBها به صورت چندلایه طراحی می‌شوند که این امر موجب افزایش تعداد مسیرهای ارتباطی و کاهش نویزهای الکتریکی می‌شود. مواد مورد استفاده در ساخت PCBها معمولاً FR4 یا موادی با ویژگی‌های مشابه هستند که توانایی مقاومت در برابر حرارت و رطوبت را دارند

.اجزای لایه‌های PCB برای برد الکتریکی

1. 1. 1. لایه‌های مسی (Copper Layers): این لایه‌ها شامل سطوحی از مس هستند که الکتریکی و مکانیکی بین اجزا برقرار می‌کنند. لایه‌های مسی به طور معمول از دو طرف برد قرار دارند و به عنوان مسیرهای اصلی برای جریان‌های الکتریکی عمل می‌کنند.
      2. لایه‌های عایقی (Insulation Layers): این لایه‌ها معمولاً از موادی مانند فیبرگلاس یا رزین‌های مختلف ساخته شده‌اند و بین لایه‌های مسی قرار می‌گیرند. آن‌ها از تداخل و اختلاف الکتریکی بین مسیرهای مختلف برد جلوگیری می‌کنند.
      3. لایه‌های آماده‌سازی (Prepreg Layers): این لایه‌ها حاوی موادی هستند که در فرآیند تولید PCB برای اتصال دائمی لایه‌های عایقی و مسی به کار می‌روند. آماده‌سازی به وسیله گرما و فشار برای ایجاد اتصالات قوی بین لایه‌ها استفاده می‌شود.

عملکرد لایه‌های PCB برای اتصال و انتقال سیگنال‌ها در اجزا برد الکتریکی

لایه‌های PCB نقش بسیار مهمی در اتصال و انتقال سیگنال‌های الکتریکی دارند:

• مسیرهای الکتریکی: لایه‌های مسی به عنوان مسیرهای اصلی برای جریان‌های الکتریکی عمل می‌کنند و اجزا مختلف برد را به یکدیگر متصل می‌کنند. این مسیرها باید به دقت طراحی شوند تا تداخل و نویزهای الکتریکی را به حداقل برسانند.
• عایق‌بندی و حفاظت: لایه‌های عایقی و آماده‌سازی به عنوان عایق‌های الکتریکی و مکانیکی عمل می‌کنند و از تداخل و تداخل الکتریکی بین مسیرها جلوگیری می‌کنند. آن‌ها همچنین برد را در برابر شرایط محیطی نامناسب محافظت می‌کنند.
• کنترل حرارت: لایه‌های PCB همچنین به کنترل حرارت و توزیع یکنواخت حرارت در برد کمک می‌کنند. این امر موجب افزایش عمر مفید برد و اجزا می‌شود

خازن‌ها و مقاومت‌ها: عناصر اساسی مدار

خازن‌ها و مقاومت‌ها از اجزا بسیار مهم بردهای الکتریکی هستند که در تعیین خصوصیات الکتریکی مدار نقش اساسی دارند. خازن‌ها انرژی الکتریکی را ذخیره می‌کنند و می‌توانند برای فیلتر کردن سیگنال‌ها و پایداری ولتاژ مورد استفاده قرار گیرند. مقاومت‌ها نیز برای کنترل جریان الکتریکی و تعیین ولتاژ در نقاط مختلف مدار استفاده می‌شوند.خازن‌ها: ذخیره‌کننده‌های انرژی الکتریکی

عملکرد خازن‌ها و مقاومت‌ها در برد الکتریکی

خازن‌ها (Capacitors): خازن‌ها انرژی الکتریکی را ذخیره می‌کنند و به عنوان اجزا فیلترینگ و پایداری ولتاژ در مدارهای الکتریکی به کار می‌روند. آن‌ها همچنین در مدارهای تایمینگ و نوسان‌سازها استفاده می‌شوند.

مقاومت‌ها: محدودکننده جریان الکتریکی

مقاومت‌ها (Resistors): مقاومت‌ها برای کنترل جریان الکتریکی و تعیین ولتاژ در نقاط مختلف مدار استفاده می‌شوند. آن‌ها می‌توانند به صورت ثابت یا متغیر طراحی شوند و در مدارهای تنظیم ولتاژ و جریان، تقسیم ولتاژ و فیلتراسیون به کار روند.دیودها و ترانزیستورها: کنترل جریان و تقویت سیگنال

دیودها و ترانزیستورها: کنترل جریان و تقویت سیگنال

• خازن‌های الکترولیتی: این نوع خازن‌ها ظرفیت بالا و ولتاژ کاری بالایی دارند و در مدارهای تغذیه و فیلترینگ استفاده می‌شوند.
• خازن‌های سرامیکی: این نوع خازن‌ها ظرفیت پایین و پایداری بالا دارند و در مدارهای تایمینگ و فیلترینگ سیگنال‌ها به کار می‌روند.
• مقاومت‌های ثابت: این مقاومت‌ها دارای مقدار ثابت و دقیقی هستند و برای تنظیم جریان و ولتاژ در مدارهای مختلف استفاده می‌شوند.
• مقاومت‌های متغیر (پتانسیومتر): این مقاومت‌ها قابلیت تنظیم مقدار مقاومت را دارند و در مدارهای تنظیم ولتاژ و جریان به کار می‌روند.

دیودها و ترانزیستورها: کنترل جریان و تقویت سیگنال

دیودها و ترانزیستورها از اجزا کلیدی بردهای الکتریکی هستند که برای کنترل جریان الکتریکی و تقویت سیگنال‌ها استفاده می‌شوند. دیودها جریان الکتریکی را در یک جهت هدایت می‌کنند و برای یک‌سو کردن جریان متناوب و حفاظت مدارها استفاده می‌شوند. ترانزیستورها نیز به عنوان تقویت‌کننده‌ها و سوئیچ‌ها در مدارهای الکتریکی به کار می‌روند.

دیودها: کنترل جریان و تاب‌آوری

دیودها (Diodes): دیودها جریان الکتریکی را تنها در یک جهت هدایت می‌کنند و برای حفاظت مدارها در برابر ولتاژهای معکوس و یک‌سو کردن جریان متناوب به کار می‌روند.

ترانزیستورها: تقویت سیگنال و کنترل جریان

ترانزیستورها (Transistors): ترانزیستورها برای تقویت سیگنال‌ها و سوئیچ کردن جریان الکتریکی استفاده می‌شوند. آن‌ها می‌توانند به عنوان تقویت‌کننده‌های خطی و سوئیچ‌های دیجیتال در مدارهای مختلف به کار روند.

انواع دیودها و ترانزیستورها در اجزا برد الکتریکی

• دیودهای نورگسیل (LEDs): این دیودها نور تولید می‌کنند و در نمایشگرها و نشانگرهای نوری استفاده می‌شوند.
• دیودهای زینر (Zener Diodes): این دیودها ولتاژ ثابت را در مدارهای تنظیم ولتاژ فراهم می‌کنند.
• ترانزیستورهای دو قطبی (Bipolar Junction Transistors – BJTs): این نوع ترانزیستورها برای تقویت سیگنال‌ها و سوئیچ کردن جریان الکتریکی به کار می‌روند.
• ترانزیستورهای اثر میدان (Field Effect Transistors – FETs): این نوع ترانزیستورها برای سوئیچ کردن جریان و تقویت سیگنال‌ها در مدارهای دیجیتال استفاده می‌شوند