اصلی‌ترین قطعات الکترونیکی. در این مطلب با تعدادی از اصلی‌ترین قطعات الکترونیکی همانند مقاومت، برد بورد، خازن و دیود آشنا خواهیم شد. با ربات سازان همراه باشید.

۱- برد بورد (Breadboard)

این قطعه‌ی کاربردی امروزه در اکثر آزمایشگاه‌های الکترونیک مشاهده می‌شود. از این قطعه برای تست کردن مدارات الکترونیکی در آزمایشگاه‌ها استفاده می‌شود. سادگی کار و در دسترس بودن این قطعه آن را به یکی از محبوب‌ترین و لازم‌ترین وسایل موجود در آزمایشگاه‌های الکترونیک تبدیل کرده است. بنابراین به شما که قصد کار کردن با میکروکنترلرها را از این پس دارید اکیداً توصیه می‌کنم حتما یکی از این برد بورد‌ها را در آزمایشگاه خود داشته باشید.

به شکل زیر که یک برد بورد است نگاه بیندازید.

نمایی از یک برد بورد (Breadboard)

همان‌طور که می‌بینید این وسیله متشکل از تعداد کثیری سوراخ است که با نظم خاصی در کنار هم چیده شده‌اند. اما این سوراخ‌ها به شکل خاصی به‌هم متصل هستند. در شکل زیر سوارخ‌هایی که با فلش‌های بنفش رنگ نشان داده شده اند (در یک نیمه از برد بورد) به هم متصل هستند (ABCDE به‌هم و FGHI نیز به‌هم) و همچنین برای قسمت‌هایی که با خط‌های قرمز و آبی نشان داده شده‌اند نیز این قضیه صادق است. (قرمز به آبی متصل نیست)

به قطع شدن اتصال خط قرمز و امتداد دوباره‌ی آن توجه کنید (دو سمت خط قرمز بعد از قطع شدن دیگر به هم متصل نیستند). دقت کنید سوراخ‌هایی که در جهت فلش‌های بنفش رنگ هستند به سوراخ‌های در جهت خط قرمز رنگ و یا آبی رنگ متصل نیستند. همچنین سوراخ‌های اطراف فرو رفتگی وسط برد بورد نیز به هم متصل نیستند (F به E متصل نیست).

نمایی از نحوه­‌ی شماره‌گذاری سوراخ‌­‌‌‌‌‌ها در یک برد بورد

از خاصیت بالا برای قرار دادن انواع IC های الکترونیکی با بسته بندی PDIP استفاده می‌کنیم. برای قرار دادن یک IC روی برد بورد همانند شکل زیر عمل می‌کنیم.

نحوه­ی قرار دادن یک IC روی یک برد بورد

پس قرار دادن یک IC همانند شکل بالا، حال هرگاه به یک پایه از IC برای سایر قسمت‌های مدار احتیاج داریم کافی است یک سیم از نقاط سبز رنگ به هر جای دیگر مدار ببریم و استفاده کنیم.

۲- خازن‌ها

خازن‌ها در الکترونیک همواره از مهمترین قطعات مورد استفاده بوده‌اند و نقش آنها غیر قابل انکار است. خازن‌ها در الکترونیک کاربردهای متنوعی از قبیل داشتن نقش حافظه مانند و نگه‌داری یک ولتاژ خاص برای مدت محدود، ذخیره‌سازی بار الکتریکی و تخلیه‌ی آن در مدار به هنگام نیاز، کاهش نویز، فیلترینگ و … دارند. در مباحث ما، خازن‌ها بیشتر نقش حفاظتی و ایجاد پایداری در مدارات الکترونیکی را دارند.

منظور از جمله‌ی بالا این است که در این جا سعی بر آن است که از خازن‌ها برای جلوگیری از افت جریان در مدار و همچنین جلوگیری از انواع مشکلات مدارات میکروکنترلری از قبیل Reset شدن میکروها در حین‌کار جلوگیری شود. خازن‌ها انواع و اشکال متفاوتی دارند ولی برای ما خازن‌های الکترولیت که دارای پلاریته هستند حائز اهمیت می‌باشند. منظور از اینکه دارای پلاریته هستند این‌است که دارای قطب مثبت و منفی هستند و برای اینکه در مدار به درستی کار کنند نیاز است تا قطب مثبت آنها به ولتاژ مثبت و قطب منفی به زمین متصل شود. در غیر‌این صورت ممکن است علاوه بر این که خازن در مدار نقشی نداشته باشد منجر به آسیب دیدن خازن نیز شود.

در شکل زیر یک خازن الکترولیت نشان داده شده است.

خازن الکترولیت

همان‌طور که می‌بینید بر روی این خازن قطب منفی با یک خط خاکستری رنگ که روی آن علامت ” – ” نشان داده شده است. همچنین ظرفیت و مشخصات ولتاژی این خازن روی آن نوشته شده است. (برای خازن بالا ۴۰۰ ولت و ۱۵۰ میکرو فاراد)

خازن‌های الکترولیت در مدارات اکترونیکی با نماد زیر نشان داده می‌شوند.

نماد خازن‌های الکترولیت

همان‌طور که می‌بینید قطب مثبت و منفی در شکل بالا با قرار دادن یک علامت مثبت در کنار قطب مثبت نیز کاملا از هم متمایز شده‌اند.

۳- مقاومت‌ها

همانند خازن‌ها، مقاومت‌ها نیز بخش جدایی‌ناپذیر از الکترونیک هستند. مقاومت‌ها در مدارات الکترونیکی همواره چالش برانگیز بوده‌اند، گاه ساخت آنها و قرارا دادن آنها در مدارات الکترونیکی و گاه حذف یا کاهش مقدار آنها در همین مدارات الکترونیکی. مقاومت‌ها در مدارات الکترونیکی کاربردهای بسیار متنوعی دارند و از مهمترین کاربردهای آنها نقش کنترلی و حفاظتی آنها در مدارات الکترونیکی است.

برای جمله‌ی بالا مصداق های بسیاری وجود دارد اما به عنوان مثال بسیاری از قطعات الکترونیکی مثل LED ها اگر به تنهایی و بدون قرار دادن هیچ مقاومتی در مدار آنها استفاده شوند حتما آسیب خواهند دید.

مقاومت‌ها نیز انواع بسیار متنوعی دارند که همین تنوع، در اشکال آنها نیز مشاهده می‌شود.

ما در این‌جا با مقاومت‌هایی مشابه به شکل زیر سر وکار داریم. (مقاومت‌هایی با چهار خط رنگی)

نمایی از یک مقاومت

مقاومت‌ها، هرکدام دارای مقاومت الکتریکی خاصی هستند که بر حسب اهم بیان می‌شود. اما نحوه‌ی فهمیدن این‌که هر مقاومت چه میزان مقاومت الکتریکی دارد چیزی است که به راحتی از رنگ‌های روی مقاومت قابل فهم است.

به شکل زیر نگاه کنید.

رنگهای مقاومت­‌ها و نحوه­‌ی محاسبه­‌ی آن

 همان‌طور که می‌بینید هر رنگ یک عدد مخصوص به خود دارد و این اعدادی همگی بین ۰ تا ۹ هستند. مثلا رنگ سیاه نمایانگر عدد صفر و رنگ بنفش نمایان گر عدد ۷ است.

برای خواندن مقدار یک مقاومت، آن را روبروی خود گرفته و از سمت سه رنگی که نزدیک به هم هستند می‌خوانیم (چپ به راست)، به این نحو که عدد رنگ اول را نوشته سپس عدد رنگ دوم را جلوی آن می‌نویسیم که نهایتا یک عدد دو رقمی می‌شود، سپس ۱۰ را به توان عدد رنگ سوم می‌رسانیم و در عدد دو رقمی حاصل از مرحله‌ی قبل  ضرب می‌کنیم. این عدد بر حسب اهم میزان مقاومت است.

در شکل قبل میزان دو مقاومت از روی رنگ‌های آنها محاسبه شده است.

مقاومت‌ها بر خلاف خازن‌ها دارای پلاریته نیستند بنابراین جهت قرار دادن آنها در مدار مهم نیست.

شکل زیر شمای فنی یک مقاومت در مدارات الکترونیکی است.

شمای فنی یک مقاومت

۴- دیودها

در الکترونیک دیودها کاربردهای بسیار متنوعی دارند، همچنین دیودها از انواع بسیار متنوعی از قبیل دیودهای یک سو ساز جریان، دیودهای زنر، دیودهای هرزه گرد و … برخوردارند. ورود دیودها در الکترونیک باعث ظهور انقلابی در این صنعت شد و الکترونیک مدرن بخش عظیمی از پیشرفت خود را مرهون همین قطعه‌ی ساده‌ی الکترونیکی است.

در این مطلب ما با دیود‌های یکسو ساز جریان بیشتر سر و کار داریم. این دیودها همان‌طور که از نامشان پیداست جریان را تنها در یک جهت عبور می‌دهند و از عبور آن در جهت دیگر جلوگیری می‌کنند. این ویژگی در این دیودها آنها را برای کارهای کنترلی جریان در مدارات الکترونیکی بسیار کاربردی ساخته است.

یک دیود یکسوساز

در دیود یکسو ساز که در بالا آن را مشاهده کردید، اگر ولتاژ مثبت (بیش از ۰٫۷ ولت) روی دو سر آن قرار بگیرد (منظور از قرار گرفتن ولتاژ روی دو سر اختلاف پتانسیل بین دو سر دیود است) به طوری که بخش مشکی رنگ از بخشی که با نوار سفید نشان داده شده مثبت تر باشد، این دیود در حالت هادی ( هدایت کننده جریان) قرار می‌گیرد. در غیر این صورت دیود از خود هیچ جریانی را عبور نمی‌دهد (البته برای ولتاژهای کمتر از ولتاژ شکست دیود که در بحث ما نیست). پس نحوه‌ی قرار دادن پایه های دیود ها در مدار مهم است.

شکل زیر شماتیک یک دیود را در مدار نشان می‌دهد.

شماتیک یک دیود

همان‌طور که در شکل نشان داده شده باید به نحوه‌ی قرار دادن دیود‌ها در مدارات خود توجه داشته باشید.