قطعات الکترونیکی

آجرهای سازنده دنیای دیجیتال

قطعات الکترونیکی، المان‌های اساسی هستند که مدارهای الکترونیکی را تشکیل می‌دهند. این قطعات، جریان الکتریکی را کنترل، تقویت و تغییر می‌دهند تا عملکردهای مختلفی را در دستگاه‌های الکترونیکی ایجاد کنند. از ساده‌ترین دستگاه‌ها مانند یک رادیو تا پیچیده‌ترین کامپیوترها، همه از این قطعات کوچک اما قدرتمند ساخته شده‌اند.

انواع قطعات الکترونیکی:

1. قطعات پسیو (Passive Components):

این قطعات انرژی را ذخیره نمی‌کنند و تنها می‌توانند جریان را محدود یا تغییر دهند. به عبارت دیگر، آن‌ها به تنهایی قادر به تقویت سیگنال نیستند. از مهم‌ترین قطعات پسیو می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مقاومت (Resistor): مقاومت، همانطور که از نامش پیداست، در برابر عبور جریان مقاومت می‌کند. این قطعه با واحد اهم (Ohm) اندازه‌گیری می‌شود و در تمام مدارهای الکترونیکی یافت می‌شود. مقاومت‌ها برای محدود کردن جریان، تقسیم ولتاژ و ایجاد تقسیم‌کننده‌های ولتاژ استفاده می‌شوند.
• خازن (Capacitor): خازن‌ها انرژی الکتریکی را در میدان الکتریکی ذخیره می‌کنند. آن‌ها از دو صفحه رسانا تشکیل شده‌اند که توسط یک عایق از هم جدا شده‌اند. خازن‌ها در مدارهای فیلتر، تایمر، نوسان‌ساز و بسیاری از کاربردهای دیگر استفاده می‌شوند.
• سلف (Inductor): سلف‌ها انرژی الکتریکی را در میدان مغناطیسی ذخیره می‌کنند. آن‌ها از یک سیم پیچ تشکیل شده‌اند که دور یک هسته مغناطیسی پیچیده شده است. سلف‌ها در مدارهای فیلتر، تقویت‌کننده‌ها و مدارهای تشدید استفاده می‌شوند.
• ترانسفورماتور (Transformer): ترانسفورماتورها ولتاژ و جریان متناوب را تغییر می‌دهند. آن‌ها از دو یا چند سیم‌پیچ تشکیل شده‌اند که به دور یک هسته مغناطیسی پیچیده شده‌اند. ترانسفورماتورها در منبع تغذیه، مدارهای قدرت و سیستم‌های ارتباطی استفاده می‌شوند.

2. قطعات فعال (Active Components):

قطعات فعال قادر به تقویت سیگنال یا کنترل جریان الکتریکی هستند. آن‌ها به منبع تغذیه خارجی نیاز دارند تا بتوانند کار کنند. از مهم‌ترین قطعات فعال می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• دیود (Diode): دیودها اجازه عبور جریان را فقط در یک جهت می‌دهند. آن‌ها در مدارهای یکسو کننده، محافظت در برابر ولتاژ معکوس و بسیاری از کاربردهای دیگر استفاده می‌شوند.
• ترانزیستور (Transistor): ترانزیستورها به عنوان سوئیچ یا تقویت‌کننده استفاده می‌شوند. آن‌ها از سه لایه نیمه‌رسانا تشکیل شده‌اند. ترانزیستورها در مدارهای تقویت‌کننده، سوئیچینگ، نوسان‌ساز و بسیاری از کاربردهای دیگر استفاده می‌شوند.
• مدارهای مجتمع (Integrated Circuits): مدارهای مجتمع یا IC‌ها، هزاران ترانزیستور و قطعه دیگر را در یک تراشه کوچک جای می‌دهند. آن‌ها در تمام دستگاه‌های الکترونیکی مدرن، از جمله میکروکنترلرها، میکروپروسسورها، حافظه‌ها و بسیاری از مدارهای تخصصی دیگر استفاده می‌شوند.
• عمل‌تقویت‌کننده‌های عملیاتی (Operational Amplifiers): عمل‌تقویت‌کننده‌های عملیاتی یا OP-AMPها، تقویت‌کننده‌های ولتاژ با بهره بسیار بالا هستند. آن‌ها در مدارهای تقویت‌کننده، فیلتر، مقایسه‌کننده و بسیاری از کاربردهای دیگر استفاده می‌شوند.
• فیوز (Fuse): فیوزها به عنوان یک عنصر ایمنی در مدارها استفاده می‌شوند. آن‌ها در صورتی که جریان از حد مجاز تجاوز کند، مدار را قطع می‌کنند و از آسیب دیدن سایر قطعات جلوگیری می‌کنند.

سایر قطعات الکترونیکی:

علاوه بر قطعات ذکر شده، قطعات الکترونیکی دیگری نیز وجود دارند که در کاربردهای خاصی استفاده می‌شوند، مانند:

• سنسورها: برای اندازه‌گیری پارامترهای فیزیکی مانند دما، نور، فشار و …
• اکتواکتورها: برای ایجاد حرکت یا تغییر در یک سیستم فیزیکی
• نمایشگرها: برای نمایش اطلاعات بصری
• باتری‌ها: برای تأمین انرژی دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل

چه قطعات الکترونیکی بخریم؟

انتخاب قطعات الکترونیکی به پروژه یا دستگاهی که می‌خواهید بسازید بستگی دارد. برخی از قطعات الکترونیکی پرکاربرد عبارتند از:

• مقاومت‌ها: مقاومت نام یکی از قطعات الکتریکی و الکترونیکی دوپایه و کنش‌پذیر است که به عنوان یکی از اجزای منفرد مدارهای الکترونیکی، مقاومت الکتریکی مورد نیاز را ایجاد و اعمال می‌کند. در این مدارها، از مقاومت برای کم کردن جریان، تنظیم سطح سیگنال‌ها، تقسیم ولتاژ یا موارد بسیار دیگری استفاده می‌شود
• خازن‌ها:با استفاده از خازن عملیات ذخیره سازی انرژی یا به اصطلاح ولتاژ انجام می‌شود. از این انرژی ذخیره شده برای ایجاد یک میدان الکتریکی پایدار در مدارها استفاده می‌شود.درون خازن یک میدان الکترواستاتیکی (با ثبات) قرار دارد که به طور پیش فرض غیر فعال است، پس از اینکه عملیات ذخیره سازی ولتاژ شروع می‌شود، این میدان شروع به شارژ شدن می‌کند.

  مهمترین بخشی که در یک خازن اهمیت دارن بخش ظرفیت خازن است؛ به طور معمول هر خازن ظرفیت مشخصی دارد و مقدار مشخصی انرژی را می‌تواند ذخیره سازی کند.

  این قطعات در مدارها با نماد C نمایش داده می‌شوند.

  .

• سلف‌ها: سلف که گاهی «چوک» (Choke) نیز نامیده می‌شود، یک قطعه الکتریکی پسیو است که از یک پیچه سیمی تشکیل شده است. سلف‌ها از یک سیم‌پیچی محکم به دور یک هسته مرکزی جامد ساخته می‌شوند. هسته می‌تواند به شکل استوانه یا یک چنبره باشد که به دور آن سیم پیچانده شده است تا شار مغناطیسی را درون حلقه خود متمرکز کند
• دیودها: دیودها نقطه عطفی در الکترونیک هستند. با قرار دادن چهار دیود در کنار یکدیگر می‌توانیم پل‌دیود یا یکسوساز بسازیم. مهندسان برق سال‌های زیادی با خازن، ترانزیستور و القاگر کار می‌کردند. نمودار جریان برحسب ولتاژ در این وسیله‌ها، خطی است. اما این نمودار در دیودها به طور کامل از حالت خطی خارج می‌شود. دیود وسیله‌ای است که جریان در آن می‌تواند در جهتی مشخص حرکت کند، اما برگشت آن در جهت مخالف مسدود شده است.
• ترانزیستورها: ترانزیستور یک نیمه هادی مینیاتوری است که جریان یا ولتاژ را تنظیم یا کنترل می‌کند. درواقع از ترانزیستور می‌توان به عنوان کلید یا تقویت کننده استفاده کرد. به طور معمول، ترانزیستورها از سه لایه یا پایانه‌های یک ماده نیمه هادی تشکیل شده‌اند که هر یک می‌توانند جریانی را حمل کنند. هنگامی که به عنوان تقویت کننده کار می‌کند، ترانزیستور جریان ورودی کوچک را به جریان خروجی بزرگ‌تر تبدیل می‌کند. به عنوان یک سوئیچ، می‌تواند در یکی از دو حالت متمایز روشن یا خاموش برای کنترل جریان سیگنال‌های الکترونیکی از طریق یک مدار الکتریکی یا دستگاه الکترونیکی استفاده شود..
• مدارهای مجتمع (IC): آی سی که به نام های مدار مجتمع، مدار یکپارچه، ریز تراشه و تراشه نیز شناخته می­ شود، مجموعه ای است از قطعات الکترونیکی که به عنوان یک واحد ساخته شده است. در ساخت ایسی از قطعات اکتیو کوچک (مانند ترانزیستورها و دیودها) و قطعات پسیو (مانند خازن­ ها و مقاومت­ ها) استفاده شده است و اتصالات آنها بر روی یک بستر نازک از مواد نیمه رسانا (معمولا سیلیکون) ساخته شده است. بنابراین مدار حاصل یک “تراشه” یکپارچه بسیار کوچک بوده و ممکن است به اندازه چند سانتی­متر مربع یا تنها چند میلی­متر مربع باشد
• سنسورها: برای اندازه‌گیری پارامترهای فیزیکی استفاده می‌شوند.
• اکتواکتورها: برای ایجاد حرکت یا تغییر در یک سیستم فیزیکی استفاده می‌شوند.

ابزارهای ضروری برای کار با قطعات الکترونیکی

کار با قطعات الکترونیکی نیازمند ابزارهای خاصی است تا بتوانید مدارهای خود را بسازید، تعمیر کنید و یا آزمایش کنید. این ابزارها به شما کمک می‌کنند تا به دقت با قطعات کوچک کار کنید، آن‌ها را به هم متصل کنید و عملکرد مدار را بررسی کنید. در ادامه به برخی از مهم‌ترین ابزارهایی که برای کار با قطعات الکترونیکی نیاز دارید اشاره می‌کنیم:

ابزارهای لحیم‌کاری

• هویه: یکی از مهم‌ترین ابزارها برای لحیم‌کاری قطعات به برد است. هویه‌ها در انواع مختلفی با توان‌های متفاوت وجود دارند.
• سیم لحیم: برای اتصال قطعات به برد استفاده می‌شود. سیم لحیم در انواع مختلفی با درصدهای مختلف قلع و سرب موجود است.
• قوطی لحیم: برای نگهداری سیم لحیم و ذوب کردن آن استفاده می‌شود.
• فلاکس: برای تمیز کردن سطح لحیم‌کاری و بهبود کیفیت اتصال استفاده می‌شود.
• مکش لحیم: برای برداشتن لحیم اضافی از روی برد استفاده می‌شود.

ابزارهای اندازه‌گیری

• مولتی‌متر: برای اندازه‌گیری ولتاژ، جریان و مقاومت استفاده می‌شود. مولتی‌مترها یکی از پرکاربردترین ابزارها در الکترونیک هستند.
• اُسیلوسکوپ: برای مشاهده شکل موج سیگنال‌های الکترونیکی استفاده می‌شود.اسیلوسکوپ یک وسیله اندازه‌گیری است که کارش نمایش دامنه سیگنال‌ها (ولتاژ) بر حسب زمان است. این دستگاه به‌طور گسترده‌ای توسط مهندسان برق، پژوهشگران و تعمیرکاران در کارگاه‌ها و آزمایشگاه‌ها استفاده می‌شود. اسیلوسکوپ می‌تواند بسته به قابلیت‌هایش، دو (یا چند) شکل موج را بر حسب زمان روی صفحه اسیلوسکوپ نمایش دهد.
• ژنراتور سیگنال: برای تولید سیگنال‌های مختلف استفاده می‌شود.

ابزارهای دستی

• انبردست: برای گرفتن و خم کردن قطعات استفاده می‌شود.
• پنس: برای برداشتن قطعات کوچک و ظریف استفاده می‌شود.
• قیچی برش سیم: برای بریدن سیم‌ها استفاده می‌شود.
• پیچ‌گوشتی: برای باز کردن و بستن پیچ‌های بردهای الکترونیکی استفاده می‌شود.

سایر ابزارها

• بردبُرد: برای ساخت سریع پروتوتایپ مدار استفاده می‌شود.
• سیم جامپر: برای اتصال موقت قطعات به بردبُرد استفاده می‌شود.
• منبع تغذیه: برای تامین ولتاژ مورد نیاز مدار استفاده می‌شود.
• لوپ: برای مشاهده دقیق اجزای کوچک روی برد استفاده می‌شود.
• آچار آلن: برای باز کردن پیچ‌های آلن استفاده می‌شود.

ایمنی در کار با ابزار الکترونیکی

• هنگام کار با هویه دقت کنید تا خودتان و اطرافتان را نسوزانید.
• از عینک ایمنی استفاده کنید.
• در محیطی با تهویه مناسب کار کنید.
• قبل از شروع کار، مطمئن شوید که مدار شما ایمن است.

 این لیست شامل تمام ابزارهای مورد نیاز برای کار با قطعات الکترونیکی نیست. بسته به نوع پروژه و پیچیدگی آن، ممکن است به ابزارهای دیگری نیز نیاز داشته باشید.

قطعات الکترونیکی نور و روشنایی:

روشنایی بخش دنیای الکترونیک

قطعات الکترونیکی نقش بسیار مهمی در ایجاد نور و روشنایی ایفا می‌کنند. این قطعات کوچک، قلب تپنده‌ی لامپ‌ها، چراغ‌ها و سیستم‌های روشنایی هوشمند هستند. با پیشرفت تکنولوژی، این قطعات روز به روز کوچک‌تر، کارآمدتر و متنوع‌تر می‌شوند.

انواع قطعات الکترونیکی در سیستم‌های روشنایی

• ال‌ای‌دی (LED): یکی از پرکاربردترین قطعات الکترونیکی در حوزه روشنایی است. LEDها نسبت به لامپ‌های رشته‌ای و فلورسنت مصرف انرژی بسیار کمتری دارند، عمر طولانی‌تری دارند و در رنگ‌های مختلفی تولید می‌شوند.

• درایور LED: این قطعه وظیفه تامین ولتاژ و جریان مناسب برای LEDها را بر عهده دارد. درایورها در انواع مختلفی از جمله درایورهای جریان ثابت و ولتاژ ثابت تولید می‌شوند.