ان دائرة كهربائية يتكون من مكونات إلكترونية مختلفة مثل المقاومات والمكثف والصمامات الثنائية والترانزستورات المتصلة بسلك يتدفق من خلالها التيار في الدائرة. تم تصميم تصميم الدوائر الإلكترونية بشكل عام على لوحة توصيل أولًا (نماذج أولية) تساعد المصمم على تعديل الدائرة وتحسينها. تُستخدم هذه الدوائر الإلكترونية في الحسابات ونقل البيانات وتضخيم الإشارة.
في الوقت الحاضر ، بدلاً من توصيل المكونات عبر سلك ، يتم لحام المكونات بالتوصيلات التي هي تم إنشاؤها على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) لتشكيل دائرة نهائية.
نهج الدوائر الإلكترونية على Breadboard و PCB
أساسيات عملية تصميم الدوائر الإلكترونية
كل جهاز إلكتروني أولي مبني كوحدة واحدة. قبل اختراع الدوائر الرقمية (ICs) ، كانت جميع الترانزستورات الفردية والصمامات الثنائية والمقاومات والمكثفات والمحثات منفصلة في الطبيعة. يمكن لأي دائرة أو نظام إنتاج الإخراج المفضل بناءً على مدخلاته. نناقش هنا بعض المعارف الأساسية حول عملية تصميم الدوائر الإلكترونية. علاوة على ذلك اقرأ عن الفرق بين الدائرة التماثلية والدائرة الرقمية
الدائرة التناظرية
تصميمات الدوائر الإلكترونية التناظرية هي تلك التي يتغير فيها التيار أو الجهد مع الوقت لتتوافق مع المعلومات التي يتم تمثيلها. الثنائيات والمكثفات والمقاومات والترانزستورات والأسلاك هي المكونات الرئيسية للدائرة التناظرية. في الدوائر التناظرية ، تأخذ الإشارات الكهربائية القيمة المستمرة ، ويتم تمثيل هذه الدوائر في الرسوم البيانية التخطيطية ، حيث يتم تمثيل الأسلاك بخطوط ويتم تمثيل كل مكون برموز فريدة. كل دائرة تناظرية لها سلسلة أو متوازية أو كلاهما.
دائرة تناظرية بسيطة
الدوائر الرقمية
يأخذ تصميم الدوائر الإلكترونية الرقمية الإشارات الكهربائية في شكل قيم منفصلة. يتم تمثيل البيانات في شكل أصفار وآحاد. تستخدم الدوائر الرقمية على نطاق واسع الترانزستورات ، المترابطة لإعطاء بوابات منطقية توفر وظيفة المنطق المنطقي . يتم ربط الترانزستورات ببعضها البعض لتوفير ردود فعل إيجابية كما هو مستخدم في المزالج والنعال. لذلك يمكن للدوائر الرقمية أن توفر المنطق والذاكرة ، وتمكنهم من إجراء العمليات الحسابية.
دارة رقمية باستخدام Flip-Flops
تُستخدم الدوائر الرقمية لإنشاء رقائق حوسبة للأغراض العامة مثل المعالجات الدقيقة والدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيق.
مخططات الدوائر التخطيطية
إلى مخطط الدائرة التخطيطي هو تمثيل المكونات والوصلات البينية في دائرة باستخدام رموز موحدة دون استخدام الصورة الفعلية للمكون. تُستخدم مخططات الدوائر في تصميم وبناء وصيانة المعدات الكهربائية والإلكترونية.
مخططات الدوائر التخطيطية
على الرغم من أنها ليست موحدة ، إلا أن المخططات التخطيطية منظمة على صفحة من اليسار إلى اليمين ومن أعلى إلى أسفل. مثل ، في دائرة الإشارة يكون الهوائي على اليسار والسماعة إلى اليمين. وبالمثل ، يوجد مصدر طاقة موجب أعلى الصفحة ، مع وجود مصدر طاقة أرضي وسالب في الجزء السفلي. تستخدم المخططات الخطية المنطقية للترحيل أيضًا طرقًا معيارية لتمثيل الرسوم التخطيطية. سكة إمداد طاقة رأسية على اليسار وآخر على اليمين مع وجود مكونات معلقة بينهما تمثل سلمًا. ومن ثم ، يطلق عليه أيضًا مخطط منطق السلم.
دارة التبديل الإلكترونية
المفتاح هو جهاز كهربائي يستخدم لمقاطعة تدفق التيار في الدائرة. هذه هي في الأساس أجهزة ثنائية إما تعمل تمامًا أو متوقفة تمامًا. بالإضافة إلى ذلك ، تتحكم مفاتيح التشغيل / الإيقاف في عمل الدائرة وتنشط الميزات المختلفة للدائرة.
المفاتيح هي الأجهزة الميكانيكية التي بها محطتان أو أكثر متصلتان بالملامسات المعدنية. عندما تكون جهات الاتصال معًا ، يتم إغلاق المفتاح. وبالتالي فإن التدفقات الحالية والمفتاح قيد التشغيل. عندما تكون جهة الاتصال منفصلة ، يكون المفتاح مفتوحًا ولا يتدفق التيار.
دارة التبديل الإلكترونية
توضح الدائرة أعلاه كيفية استخدام المفتاح للتحكم في التدفق الحالي في المصباح. فيما يلي المفاتيح المختلفة المستخدمة في الدوائر الإلكترونية.
مفتاح الفصل الكهربائي
يتم تشغيل مفتاح التبديل بواسطة رافعة بزاوية في وضع واحد أو أكثر. تنقلب الرافعة لأعلى أو لأسفل لإغلاق أو فتح جهة الاتصال. مفاتيح الإضاءة المستخدمة في المنزل هي مثال على مفتاح التبديل.
مفتاح الفصل الكهربائي
الضغط على زر التبديل
مفتاح زر الضغط هو جهاز ثنائي الموضع يتم تشغيله بواسطة زر لفتح وإغلاق جهات الاتصال. في كل مرة تضغط على الزر ، يتم تبديل جهة الاتصال بين الفتح والإغلاق.
الضغط على زر التبديل
تبديل المحدد
يتم تشغيل مفاتيح الاختيار بمقبض دوار أو ذراع لتحديد وضع أو وضعين. يمكن لمفتاح الاختيار إما أن يستقر في أي من مواضعها مثل مفتاح التبديل.
تبديل المحدد
جويستيك
يتم تشغيل مفتاح عصا التحكم بواسطة رافعة حرة للتحرك في أكثر من محور حركة. تشير الدائرة والتدوين النقطي على رمز التبديل إلى اتجاه حركة ذراع عصا التحكم المطلوبة لتشغيل جهة الاتصال. تُستخدم مفاتيح ذراع التحكم اليدوية للتحكم في الرافعة والروبوت وفي الألعاب.
جويستيك
مفتاح مستوى السائل
يتم استخدام كائن عائم لتنشيط آلية التبديل عندما يرتفع مستوى السائل إلى نقطة ثابتة. عندما يصل مستوى السائل إلى نقطة ما ، فإن الجسم العائم يغلق الدائرة. تعمل هذه الدائرة المغلقة ، مما يجعلها تؤدي المهمة المحددة.
مفتاح مستوى السائل
مفتاح حد مشغل الرافعة ، مفتاح الضغط ، مفتاح القرب ، مفتاح السرعة ومفتاح المستوى النووي هي مفاتيح مختلفة أخرى مستخدمة في الدوائر الإلكترونية.
تصميم الدوائر الإلكترونية
يتكون تصميم الدوائر الإلكترونية من تحليل وتوليف الدوائر الإلكترونية. أثناء تصميم دائرة تمثيلية أو دارة رقمية ، يجب أن يكون المصمم قادرًا على التنبؤ بالجهد والتيار عند كل عقدة في الدائرة. الكل الدوائر الخطية والدوائر غير الخطية البسيطة يمكن تحليلها يدويًا باستخدام الحسابات الرياضية. بينما يتم استخدام البرمجيات لتحليل الدوائر المعقدة.
يسمح برنامج محاكاة تصميم الدوائر الإلكترونية للمطور بتصميم الدوائر بشكل أكثر فاعلية ودقة ، مما يقلل الوقت والتكلفة والمخاطر التي ينطوي عليها تطوير نماذج الدوائر الأولية.
محاكي لوحة الدوائر
يستخدم محاكي الدائرة الإلكترونية نماذج رياضية لتكرار سلوك دائرة إلكترونية فعلية. يسمح برنامج المحاكاة بنمذجة تشغيل الدائرة وهو أداة تحليل لا تقدر بثمن. بسبب محدودية اللوح والأدوات الباهظة الثمن مثل الماسكات الضوئية للدوائر المتكاملة ، يعتمد معظم تصميم الدائرة المتكاملة على المحاكاة. سبايس هو محاكاة الدوائر التناظرية. تشتهر Verilog و VHDL بالمحاكاة الرقمية.
على الرغم من أن محاكيات لوحات الدوائر الإلكترونية تسهل تطوير دائرة كبيرة ، إلا أنها تعقيدات معينة في عملية المحاكاة. تحدث تغيرات العملية عندما يتم تصنيع التصميم ، لكن محاكيات الدائرة لا تأخذ هذه الاختلافات في الاعتبار. على الرغم من أن الاختلافات صغيرة إلا أنها تؤثر على الناتج بشكل كبير.
هذا كل شيء عن عملية تصميم الدوائر الإلكترونية المختلفة. نحن نعتبر أن المعلومات الواردة في هذه المقالة مفيدة لك لفهم هذا المفهوم بشكل أفضل. علاوة على ذلك ، أي استفسارات بخصوص هذه المقالة أو أي مساعدة في التنفيذ المشاريع الإلكترونية ، يمكنك التواصل معنا من خلال التعليق في قسم التعليقات أدناه. هنا سؤال لك، ما المقصود بالدائرة الرقمية؟
