آبکاری و پوشش
برد مدار چاپی مالتی لایر - ۸ لایه - آبکاری طلا

بردهای مدار چاپی با لحیم کاری، قلع، یا طلا بیش از نیکل به عنوان یک مقاومت در برابر قلم زنی غیر ضروری اندود مس صورت می‌گیرند. پس از اینکه برد مدار چاپی لحیم شدند سپس با آب شستشو داده می‌شوند و بعد ماسک لحیم کاری اعمال می‌شود، و پس از آن هر مس در معرض با لحیم کاری، نیکل / طلا، و یا برخی از پوشش‌های دیگر ضد خوردگی پوشش داده می‌شود.

لحیم کاری مات معمولا یک سطح اتصال بهتر و یا خالی مس را ارایه می‌دهد. روش‌هایی، مانند benzimidazolethiol، از اکسیداسیون سطح خالی مس جلوگیری می‌کند. محل‌هایی که نصب خواهند شد به طور معمول اندود می‌شوند، چون مس خالی به سرعت اکسید می‌شود، که در نتیجه به آسانی لحیم نمی‌شود. به طور سنتی، هر مس در معرض لحیم کاری توسط سطح درست لحیم گرم هوا (HASL) پوشش داده شده است. پایان HASL مانع از اکسیداسیون از مس می‌شود، در نتیجه سطح لحیم کاری را تضمین می‌کند. این لحیم آلیاژ قلع سرب بود، با این حال ترکیبات لحیم کاری جدید در حال حاضر سعی بر رسیدن به انطباق با بخشنامه سازگار با استاندارد RoHS در اتحادیه اروپا و ایالات متحده را دارند، که استفاده از سرب را محدود کرده است. یکی از این ترکیبات بدون سرب SN100CL است، که از ۹۹٫۳٪ قلع، ۰٫۷٪ مس، ۰٫۰۵٪ نیکل، و از ژرمانیم 60ppm تشکیل شده است.

مهم است که از لحیم کاری سازگار با هر دو برد مدار چاپی و قطعات استفاده شود. به عنوان مثال آرایه توپ توری (BGA) از توپ‌های لحیم کاری قلع سرب برای اتصال نوک‌های روی برد مس خالی، و یا از خمیر لحیم کاری بدون سرب استفاده می‌کنند.

دیگر روکش‌های مورد استفاده عبارتند از :OSP (محافظ سطح آلی) غوطه وری نقره (IAG)، غوطه وری قلع، نیکل الکترولس با پوشش غوطه وری طلا (ENIG)، الکترولس نیکل الکترولس طلا غوطه وری پالادیوم (ENEPIG) و آبکاری مستقیم طلا (بیش از نیکل). متصل کننده لبه، در طول یک لبه از برخی از تابلوها قرار داده شده، که ابتدا اندود نیکل و سپس روکش طلا هستند. یکی دیگر از استفاده پوشش ، انتشار سریع پوشش فلزی به لحیم کاری قلع است. اشکال میانی قلع مانند Cu5Sn6 و Ag3Cu که در مایع قلع یا خط انجماد حل می‌شوند (@ 50C)، و منجر به سلب پوشش سطحی یا ترک حفره می‌شوند.

جابجایی الکتروشیمیایی (ECM) نتیجه رشد رشته‌های فلز رسانا در و یا در یک مدار چاپی تحت تاثیر ولتاژ DC است؛ و نقره، روی، آلومینیوم و برای رشد سریع تحت تاثیر یک میدان الکتریکی شناخته شده‌اند. نقره نیز در مسیرهای سطح با حضور هالید و یون‌های دیگر رشد می‌کند، اما برای استفاده الکترونیکی انتخابی ضعیف است. قلع به دلیل تنش در سطح اندود «رشد سریعی» دارد. قلع سرب و یا آبکاری لحیم کاری نیز سریع رشد می‌کنند، تنها با درصد جایگزین قلع کاهش می‌یابد. جریان مجدد به ذوب شدن لحیم کاری و یا قلع صفحه به از بین بردن سطح فشار موثر می‌باشد. دیگر موضوع پوشش آفت قلع است، که تبدیل قلع به آلوتروپ پودری در دمای پایین می‌باشد.

از جمله مشکلات رایج در طراحی بردهای الکتریکی دستگاه ها می توان به نفوذ آب و رطوبت در قطعات آن اشاره کرد. از این رو نانو پلی اتیلن یکی از رایج پلیمرهای مایعی است که به کمک آن می توان لایه ی نازکی از پلاستیک را بر روی قطعات و بردهای الکتریکی کشید.

برد مدار چاپی مالتی لایر - ۸ لایه - آبکاری طلا

دیمر چیست ؟و در کجا استفاده می شود؟

در این وسیله از یک قطعه الکترونیکی به اسم ترایاک استفاده می شود.

دیمر وسیله ای است که در مدار به صورت سری قرار می گیرد ومی تواند ولتاژ را کنترل کند .از این وسیله جهت کم وزیاد کردن نور لامپ ها استفاده می شود . دیمر نوعی مقاومت متغییر به نام پتانسیومتر می باشد . نصب آن در مدار به صورت سری در مسیر سیم فاز (مانند نصب کلید تک پل ) می باشد.دیمر دارای دو کنتاکت می باشد که یکی از آنها محل ورودی فاز ودیگری محل خروجی فاز (به سمت مصرف کننده ) می باشد.از آنجایی که دیمر ولتاژ را کنترل می کند وبا توجه به اینکه یکی از روش های کنترل دور موتورهای الکتریکی از طریق کنترل ولتاژ می باشد بنابراین از دیمر می توانیم جهت کنترل دور موتورهای الکتریکی تکفاز کم قدرت مانند موتور پنکه های سقفی استفاده کنیم.

توجه داشته باشید که از دیمر برای کم و زیاد کردن نور لامپ های کم مصرف نمی توان استفاده کرد.

تعاريف اصطلاحات اوليه در برق و الكترونيك

اجسام رسانا یا هادی

این اجسام برق را به خوبی از خود عبور میدهند، مثل مس وآلومینیوم واکثر فلزّات دیگر

اجسام نارسانا یا عایق

برق را ازخود عبور نمیدهند، مثل لاستیک، چوب خشک ، پلاستیک، چینی

اجسام نیمه رسانا یا نیمه هادی

این اجسام که زیاد هم نیستند، بستگی به شرایطی که بوجود می آورند، هم میتوانند برق را عبور دهند وهم میتوانند عبورندهند و هم میتوان عبوربرق را به دلخواه تنظیم کرد که چه مقدار برق عبورکند یا عبور نکند، مثل سلیکان و ژرمانیوم، بهنر است به واژه ها فعلا کاری نداشته باشید.

ولتاژ V

فشارالکتریکی بین دو قطب مثبت و منفی را ولتاژ می گویند مثل فشاری که مابین دو سر یک باتری شارژ شده ماشین وجود دارد وآماده است تا فشارش را به یک مصرف کننده مثلا استارت یا چراغهای ماشین وارد نماید وآنها را به کاراندازد واحد اندازه گیری ولتاژ، ولت است.

ولتاژ متناوب یا AC

ولتاژی که درثانیه چندین بار مثبت و منفی آن جابه جا میشود مثل برق شهرکه دریک ثانیه 50 بار مثبت و منفی اش عوض می شود

ولتاژ مستقیم یا DC

ولتاژی که همیشه مثبت و منفی اش ثابت است گفته میشود مثل برق باطری قلمی و باطری ماشین

ولتاژ پیک VP

به حداکثرولتاژ متناوب در یک نیم سیکل، ولتاژ پیک می گویند

ولتاژ پیک تو پیک Vpp

به حداکثر ولتاژ متناوب بین دو سیکل منفی و مثبت، ولتاژ پیک تو پیک گفته می شود وبا اسیلوسکوپ قابل اندازه گیری است، مثلا ولتاژ پیک تو پیک برق 220 ولت کشورمان حدود 622 ولت است

نوسان

به تکرار یک عمل نوسان گفته می شود

طول موج

فاصله ابتدا تا انتهای موج را طول موج می گویند

فرکانس

تعداد سیکل ها ی کامل دریک ثانیه را فرکانس می گویند و واحد آن هرتز است همچنین 1000 هرتز در یک ثانیه برابر 1 کیلوهرتزاست ، واحدهای دیگری هم هستند 1مگاهرتز=100000 هرتز و1 گیگاهرتز=1000000000 هرتز

جریان A

حرکت الکترونها از قطب منفی به قطب مثبت را جریان می گویند و واحد اندازه گیری آن آمپر است

قدرت W

مقدار انرژی که یک مقاومت بصورت حرارت دریک ثانیه از دست میدهد قبل ازآنکه بسوزد، قدرت مقاومت گویند و واحد آن وات است

یک میلی وات = یک هزارم وات یک کیلو وات = هزار وات یک مگا وات = یک میلیون وات

پروتئوس نرم افزاری کاربردی جهت طراحی خودکار مدارات الکتریکی می باشد. Proteus مجموعه ای از یک سیستم شبیه سازی مدارات بر مبنای مدل های اجزای الکتریکی در PSpice است. یکی از ویژگی های متمایز Proteus Professional امکان مدل سازی از دستگاه های قابل برنامه ریزی مانند میکروکنترلرها، میکروپروسسورها، DSP و ... می باشد. این برنامه شامل مدل هایی از اغلب قطعات الکترونیکی برای شبیه سازی های تخصصی و برمبنای استانداردهای این حوزه می باشد. می توان بیشتر حالت های مسیریابی پیشرفته در مدارات را به وسیله این نرم افزار طراحی نمود و بدین صورت قابلیت شبیه سازی micro-controller ها افزایش یافته است. در واقع Proteus Professional یکی از نرم افزار های مطرح در زمینه شبیه سازی و تست مدارات الکترونیک می باشد، شما در این نرم افزار می توانید مدار خود را مانند عمل تست کنید و بعد از رفع اشکالات احتمالی برای آن pcb طراحی نمایید.



قابلیت های نرم افزار Proteus :

طراحی مدارات الکترونیکی
شامل ابزارهای لازم برای طراحی حرفه ای
مدلسازی دستگاه های قابل برنامه ریزی
طراحی مسیریابی های پیشرفته
صرفه جویی در وقت و هزینه طراحی مدار
شبیه سازی مدارات میکرو کنترلری در سطح بسیار حرفه ای
دارا بودن کلیه المان های اندازه گیری واقعی نظیر اسیلوسکوپ، سیگنال ژنراتور، ولت متر، آمپر متر و...
امکان افزودن کتاب خانه های قدتمند و دارار بودن کلیه قطعات الکترونیک
امکان طراحی pcb برای مدار شبیه سازی شده بدون نیاز به تغییر دادن مدار
امکان دیباگ کردن برنامه ها و اجرای خط به خط آن ها در میکرو کنترلر
و ...

فلیپ فلاپها و انواع آن

در الکترونیک و کامپیوتر، فلیپ فلاپ یک نوع مدار دیجیتال است که می تواند به عنوان یک بیت حافظه عمل کند. یک فلیپ فلاپ می تواند شامل دو سیگنال ورودی، صفر یا یک در پایه ورودی باشد. ضمنا یک فلیپ فلاپ دارای یک پایه زمانی(clock) و یک خروجی(out put) و دو پایه set و reset می باشد.
بعضی از فلیپ فلاپ ها شامل یک پایه clear می باشند که خروجی را دوباره راه اندازی(reset)می کنند. (در واقع فیلیپ فلاپ ها یکی از انواع مدارات مجتمع Ic هستند که برای کار به اتصالات تغذیه و زمین نیاز دارند.)
تغییرات پالسهای ورودی که منظور همان صفر و یک دیجیتال می باشند، بهمراه پایه clock سبب تغییرات در خروجی می شوند. (عملا هر تغییری در وضعیت خروجی، به طور همزمان وابسته به تغییرات پالس در پایهclock است. مشخصات آیسی های فلیپ فلاپ ها مثلا پایه های ورودی، خروجی و بقیه پایه ها توسط کارخانه های سازنده در دفترچه هایی تحت عنوان دیتاشیت(data sheet) قرار می گیرند.)
فلیپ فلاپ ها انواع متفاوتی دارند که این انواع مختلف عبارتند از:


فلیپ فلاپ SR
فلیپ فلاپ JK
فلیپ فلاپ T
فلیپ فلاپ D

فلیپ فلاپ SR

فلیپ فلاپ SR یک المان فیزیکی است که می تواند به عنوان یک عنصر تاخیر دهنده به کار گرفته شود. این المان فیزیکی دارای دو ورودی به نام های R و S می باشد و دو خروجی دارد که یکی متمم دیگری است.
طرز کاراین فلیپ فلاپ در جدول صحت به این شکل است که وقتی عملکرد مدار را بررسی می کنیم اگر S=1 و R=0 باشد، اصطلاحا می گویند مدار set است یعنی خروجی آن 1 شده است. اگر پس از آن S=0 شود، مدار در وضعیت set باقی می ماند ولی اگر R=1 شود اصطلاحا می گویند مدار Reset شده است یعنی خروجی در این لحظه صفر است، و اگر در این لحظه R=0 شود مدار در حالت Reset باقی می ماند. بنابراین R=0 و S=0 در خروجی نشان می دهد که کدامیک از S یا R آخرین بار برابر 1 بوده است. یعنی مدار آخرین وضعیت غیر صفر ورودی را به خاطر سپرده است. مطابق جدول کارنو اگر R و S همزمان در حالت 1 قرار گیرند مدار در حالت نامشخص خواهد بود. به این خاطر مدارهای دارای فلیپ فلاپ SR را طوری طراحی می کنند که هیچ گاه ورودی های S و R همزمان برابر 1 نشود.
این مورد محدودیتی برای فلیپ فلاپ SR است، که در فلیپ فلاپ JK این نقص برطرف شده است.

فلیپ فلاپ JK

فلیپ فلاپ JK
این عنصر تاخیر دهنده دارای دو ورودی به نام J و K می باشد و دو خروجی آن یکی متمم دیگری است و در آن محدودیت فلیپ فلاپ SR را رفع کرده اند و دو ورودی J=1 و 1=K برای این مدار قابل قبول است.
در این فلیپ فلاپ همانند نوع SR ورودی تمام صفر یعنی J=0 و K=0 تاثیری در حالت خروجی فلیپ فلاپ ندارد و همان حالت قبلی حفظ می شود. ولی اگر J=1 و 1=K باشد یک ورودی قابل قبول است که باعث تغییر حالت در مقدار خروجی می شود.

فلیپ فلاپ T

فلیپ فلاپ T
این عنصر تاخیر دهنده دارای یک ورودی به نام T است و دو خروجی به صورت Y و متمم آن دارد.
چنانچه T=1 شود باعث تغییر در خروجی می شود یعنی اگر خروجی صفر باشد مقدار آن یک می شود و برعکس اگر خروجی یک باشد مقدار آن صفر می شود. این فلیپ فلاپ را به این خاطر فلیپ فلاپ جهشی نیز می نامند.
فلیپ فلاپ T همانند فلیپ فلاپ JK است که دو ورودی آن از یک متغیر مقدار می گیرد یعنی یا هر دو J و K مقدار صفر و یا هر دو مقدار یک دارند. به این ترتیب در مواقعی یک است، ایجاد جهش می کند

مدار داخلی یک فلیپ فلاپ D

فلیپ فلاپ D
این مدار تاخیر دهنده شبیه به یک عنصر تاخیر دهنده ساعت عمل می کند به این ترتیب که هر ورودی به آن می دهیم در یک فاصله زمانی مشخصی بعدا همان ورودی را به صورت خروجی دریافت می کنیم.
از این رو این فلیپ فلاپ را فلیپ فلاپ تاخیر (Delay) می نامند. این فلیپ فلاپ یک ورودی به نام D دارد.

عکس و جدول حالت لچ rs با گیت های nor

فرق لچ با فلیپ فلاپ چیه؟

لچ: یک حافظه است که نسبت به ورودی ها شفاف است یعنی اگر سیگنال کنترلی لچ فعال باشد هر تغییر در ورودی های لچ بعد از زمان اندکی در خروجی لچ ظاهر میشود.

فلیپ فلاپ : یک حافظه که نسبت به ورودی ها شفاف نیست. یعنی ممکن است ورودی ها بلافاصله حالت خروجی را تغییر ندهند.تغییر حالت فقط در بازه های زمانی گسسته یعنی در لبه های بالا رونده یا پایین رونده سیگنال کنترلی امکان پذیر است. خوب در هر دو مورد برای کنترل خروجی از سیگنال کنترلی استفاده میشه ولی در لچ اگر زمان فعال بودن سیگنال کنترلی از حد لزوم بیشتر باشه میتونه باعث ناپایداری و چند بار تغییر در خروجی بشه.برای جلوگیری از اینکار میتونیم عرض سیگنال کنترلی رو کم کنیم ولی این روش محدودیت داره اونم به خاط اینکه قطعات قادر به شناسایی اون نخواهند بود، به دلیل پهنای کم. روش دیگه اینه که کاری کنیم در زمان فعال بودن سیگنال کنترلی خروجی تغییر نکنه و تغییر خروجی فقط هنگام ایجاد لبه تغییر کنه.