صفحه اصلي > پارسی > شاخه‌های آموزشی > الکترونیک       
شنبه ٢٧ مهر ١٣٩٨
 

 الکترونیک

 

با توجه به اهمیت علم الکترونیک و رباتیک، کاربرد آنها در سایر رشته‌ها و وضعیت مطلوب این رشته‌ها در کشور وجود یک آزمایشگاه مجهز در این زمینه ضروری به نظر می‌رسد. در این بخش به تشریح عمده‌ترین تجهیزات مورد نیاز و کاربرد آنها می‌پردازیم.


تهیه برد مدارچاپی
ساخت و مونتاژ هرگونه تجهيزات برقي و الکترونيکي بدون بردهاي مدار چاپی (PCB) تقريبا غير ممکن و غير قابل تصور است. برد مدار چاپی در واقع تکامل يافته سيستم های اتصال الکتريکی است که در آن‌ها از نوارها يا ميله های فلزی برای اتصال قطعات بزرگ الکتريکی استفاده می‌شد. تهیه برد مدار چاپی معمولا با یکی از روش‌های زیر انجام می‌شود:


روش پوزتیو یا فیبر حساس به نور
در این روش، ابتدا از نقشه یک فیلم لیتوگرافی تهیه می‌شود. سپس در تاریکخانه سطح مسی فیبر با اسپری پوزتیو به طور یکنواخت پوشانده و اندکی در تاریکخانه نگاه داشته می‌شود تا سطح فیبر خشک شود. فیلم لیتوگرافی را که پوزتیو (مثبت) است بر روی سطح فیبر قرار داده و به کمک میز نور عمل نوردهی انجام می‌شود.


روش لامینت
لامینت ماده ای ژلاتینی مانند و حساس به نوراست. برای کار با روش لامینت نیز به تاریکخانه نیاز است. چون لامینت به نور حساس است و در برابر نور واکنش نشان می‌دهد. در این روش، ابتدا لامینت را بر روی سطح فیبر می‌چسبانیم. سپس فیلم لیتوگرافی نگاتیو که از نقشه خود تهیه کرده‌ایم را بر روی لامینت قرار می‌دهیم. سپس نوبت به نوردهی سطح کار و فیلم می‌رسد که با استفاده از میز نوردهی انجام می‌شود. به طور کلی آن قسمت هایی از لامینت که در معرض نور قرار نگرفته باشند در هنگام ظهور پاک میشوند و از بین میروند و آن قسمت هایی که در برابر پرتو نور قرار داشته اند در زمان ظهور ثابت می مانند. حالا نوبت به ظهور ابتدایی لامینت می‌رسد که توسط پودر سفید رنگی که مخصوص ظهور لامینت است فرا می‌رسد. این پودر به پودر ظهور لامینت معروف است.


سیلک اسکرین
ابتدا مانند روش‌های قبل، از نقشه، فیلم لیتوگرافی نگاتیو و پوزتیو تهیه می‌کنیم. بعد از انجام مراحل ذکر شده نوبت به تهیه و درست کردن چهارچوبی می‌رسد که یک سمت آن را با پارچه ابریشمی مخصوص چاپ سیلک اسکرین با دقت و کاملا به صورت کشیده نصب کرده‌ایم. بعد از انجام این مرحله چهارچوب را به تاریکخانه برده و ترکیب بی‌کرومات‌پتاسیم و سریت را با هم مخلوط کرده و روی سطح پارچه می‌مالیم. بعد از آنکه کل سطح پارچه مخصوص ما با این ماده خوب پوشیده شد و اندکی هم خشک شد، فیلم پوزتیو طرح خود را روی سطح پارچه قرار می‌دهیم و روی آن شیی که نور از آن عبور نکند قرار می‌دهیم تا علاوه بر نور فیلم هم با اندکی فشار بر روی سطح پارچه قرار گیرد. سپس از قسمت زیر چهارچوب و از فاصله 30 سانتیمتری عمل نوردهی را انجام می‌دهیم. بعد از عمل نوردهی پارچه مخصوص نور دیده را با آب ولرم می‌شوییم تا آن قسمت‌هایی از نقشه که نور ندیده است درآب حل شود و بقیه قسمت‌ها که نور دیده‌اند باقی بمانند. سپس نقشه ظاهر شده بر روی پارچه سیلک اسکرین را روی فیبر مسی قرار می‌دهیم و رنگ مخصوص چاپ سیلک اسکرین را که نوعی روغن غلیظ است را روی پارچه ریخته و با غلتک‌های پلاستیکی مخصوص روی آن می‌کشیم تا رنگ چاپ سیلک از سوراخهای خالی پارچه سیلک عبور کرده و روی قسمت‌های مسی فیبر بنشیند و خطوط مدار رسم شود سپس فیبر مسی را خشک کرده و آماده‌ی ظهور نهایی می‌کنیم.

 

دستگاه CNC
روش‌های ذکر شده به دلیل زمان طولانی مورد نیاز برای تهیه برد مدار چاپی و تعدد مراحل انجام کار (تهیه فیلم، قاب، ماده حساس به نور، نوردهی در اتاق تاریک، اسیدکاری و سوراخکاری) معمولا زمانی به کار می‌روند که نقشه نهایی کار طراحی و عیب‌یابی شده و آماده تولید انبوه است. بنابراین استفاده از این روش‌ها در زمان طراحی نمونه اولیه مقرون به صرفه نیست. در چنین مواردی معمولا از دستگاه‌های CNC مخصوص تهیه برد مدار چاپی استفاده می‌شود.
دستگاه‌های CNC توانایی تولید برد مدار چاپی به صورت یک رو و دورو با دقت بسیار بالا در حدود 100 میکرومتر با قابلیت کنترل در سه بعد، و همچنین انجام سوراخکاری از 200 میکرومتر به بالا را دارا می‌باشند. روش کار به این صورت است که ابتدا نقشه مدار مورد بررسی به عنوان نمونه اولیه توسط نرم افزارهای طراحی شامل پروتل، پروتئوس، اتوکد و ... طراحی و فایل خروجی توسط نرم‌افزار دستگاه به CNC منتقل می‌شود. تهیه برد توسط دستگاه به صورت خودکار انجام می‌شود و نیازی به اسیدکاری، برش یا سوراخکاری نیست.


ساخت مدار
پس از تهیه برد مدار چاپی، مرحله ساخت مدار است. ساخت مدارهای معمولی یکرو با امکانات کم (ابزار و هویه معمولی) امکان‌پذیر است. اما ساخت مدارهای دورو به ویژه مدارهای SMD نیازمند تجهیزات بیشتری مانند هویه‌های مخصوص، میز و گیره و ابزارهای متالیزه کردن و ... می‌باشد.


اندازه‌گیری و عیب‌یابی
طراحی و ساخت مدارهای الکترونیکی بدون ابزارهای اندازه‌گیری و عیب‌یابی امکان‌پذیر نیست. ابزارهای رایج برای این کار عبارتند از مولتی متر، فانکشن ژنراتور، سیگنال ژنراتور، اسیلوسکوپ، انواع تستر، کارت‌های کامپیوتری و بردهای واسط، منبع تغذیه‌های آزمایشگاهی.


میکروکنترلر
علاوه بر استفاده مجزا از قطعات الکترونیک، مدارات الکترونیکی را می‌توان با استفاده از یک تراشه کوچک که حاوی تعداد زیادی ترانزیستور، دیود، مقاومت و غیره می‌باشد، نیز تهیه کرد. قطعات مزبور را می‌توان با استفاده از سیم‌ها یا رابط‌های آلومینیومی که بر سطح تراشه نشانده شده‌اند، به یکدیگر متصل نمود، نتیجه پدیدار شده یک مدار مجتمع یا آی‌سی است. بازی‌های کامپیوتری، ساعت‌های دیجیتالی، کامپیوترهای شخصی و بسیاری از دستگاه‌های پیچیده و متنوع امروزی، همه و همه مدیون اختراع آی‌سی می‌باشند.
ریزکنترلگر یا میکروکنترلر نوعی ریزپردازنده است که دارای حافظه، تایمر، پورت‌های ورودی و خروجی در درون خود تراشه می‌باشد و می‌تواند به تنهایی بر روی ابزارهای دیگر کنترل اعمال کند. به عبارت دیگر یک میکروکنترلر، مدار مجتمع کوچکی است که از یک CPU کوچک و اجزای دیگری نظیر تایمر، درگاه ورودی و خروجی آنالوگ و دیجیتال و حافظه تشکیل شده است.
برخی از وسایلی که از میکروکنترلر استفاده می‌کنند عبارتند از: تلفن، موبایل، سیستم ایمنی، دربازکن گاراژ، دستگاه فاکس، کامپیوتر شخصی، ویدیو، دوربین ویدیویی، چرخ خیاطی، سیستم‌های تهویه و سرعت سنج و ... . از مهم‌ترین و بزرگ‌ترین تولیدکنندگان میکروکنترلرها می‌توان از شرکت Atmel و micro chip نام برد. از مهم‌ترین میکروکنترلرهای موجود در بازار ایران می‌توان به میکروکنترلر‌های 8051 , PIC,  AVR و ARM اشاره کرد.
یکی از جدیدترین میکروکنترلرهای 32بیتی به روز دنیا در بازار ایران، میکروکنترلر تولیدی شرکت Atmel با پردازنده ARM می‌باشد. بیشتر تلفن‌های همراه امروزی، دارای پردازنده ARM می‌باشند.

 

میکروکنترلر Atmega 16.

 

در حال حاضر، تقریبا در تمامی تجهیزات الکترونیکی به نحوی از میکروکنترلرها استفاده می­شود. بنابراین آموزش میکروکنترلر به ویژه برای علاقمندان شاخه رباتیک از مهمترین مباحث الکترونیک به حساب می­آید. برای این منظور بردهای آموزشی مخصوص انواع میکروکنترلرهای رایج شامل:AVR , ARM, FPGA و ... می­‌باشند که آموزش و انجام پروژه­های عملی در این زمینه را آسان و امکان­پذیر می­‌سازد.

 

 

کل بازديدهاي سايت: 71651 | بازدیدهاي امروز سايت: 20 | کل بازدیدهاي این صفحه: 1245 | بازديدکنندگان آنلاين: 4 | زمان بارگذاري صفحه: 0.10
آدرس: بوشهر، خیابان خلیج فارس (ساحلی)، بعد از مجتمع فرهنگی هنری، پارک علمی کودک و نوجوان تلفن: 33333560 (077)
  نمابر: 33330136 (077)
همه حقوق متعلق به پارك علم و فناوری خليج فارس و شرکت پژوه‌ افزار لیان است. Copyright © Persian Gulf Science and Technology Park and Lianware Co. Ltd. All rights reserved.