شما اینجا هستید : خانه » آموزش » یادگیری طراحی شماتیک – قسمت دوم

یادگیری طراحی شماتیک – قسمت دوم

→ قسمت اول این مقاله رو اینجا می تونید بخونید.

آنچه خواهید خواند

… امیدوارم تا اینجای مطلب براتون جالب و مفید بوده باشه، پیش از هر چیز لازمه بگم این مطالب حاصل تجربیات آموزشی خودم و گشت و گذار بین کتاب های روز دنیا و سر و کله زدن با هوش مصنوعیه، یعنی خیلی براش وقت گذاشتم و واقعا از کت و کول و چشم افتادم!

خوب، بعد از تقویت پایه‌های نظری تحلیل مدار، نوبت میرسه به یادگیری انتخاب قطعات مناسب و تمرین و شبیه سازی و درگیر شدن با پروژه های واقعی

2. یادگیری انتخاب قطعات مناسب

انتخاب قطعات یکی از چالش‌های اصلی در طراحی مدار است. برای این منظور:

– درک نیازهای پروژه: ابتدا مشخصات پروژه را دقیق مشخص کنید (مثلاً ولتاژ کاری، جریان، فرکانس، نوع سیگنال، محیط عملیاتی). این اطلاعات به شما کمک می‌کند قطعات مناسب را انتخاب کنید.

– آشنایی با دیتاشیت‌ها: دیتاشیت قطعات (مانند آی‌سی‌ها، ترانزیستورها، خازن‌ها) را مطالعه کنید. دیتاشیت‌ها اطلاعاتی مانند ولتاژ کاری، جریان، توان، و کاربردهای پیشنهادی را ارائه می‌دهند. سایت‌هایی مثل DigiKey یا Mouser آموزش‌های خوبی برای خواندن دیتاشیت دارند.

– قطعات پرکاربرد: با قطعاتی مثل مقاومت‌ها، خازن‌ها، سلف‌ها، دیودها، ترانزیستورها (BJT و MOSFET)، و آی‌سی‌های رایج (مانند آپ‌امپ‌ها، رگولاتورها، میکروکنترلرها) بیشتر آشنا شوید. در روبوایکیو احتمالاً با قطعاتی مثل سنسورها، ماژول‌ها و درایورهای موتور هم سر و کار دارید.

– معیارهای انتخاب: به عواملی مانند قیمت، در دسترس بودن، اندازه، مصرف توان، و سازگاری با سایر قطعات توجه کنید.

پیشنهاد عملی:

– برای هر پروژه کوچک، لیستی از نیازهای مدار (مثلاً ولتاژ 5 ولت، جریان 100 میلی‌آمپر) تهیه کنید و سپس در سایت‌هایی مثل DigiKey و Mouser قطعات مناسب را جستجو کنید. – از ابزارهای انتخاب قطعات (مانند ابزارهای آنلاین DigiKey ) استفاده کنید تا قطعات مناسب را بر اساس مشخصات پیدا کنید.

3. تمرین طراحی شماتیک

برای یادگیری طراحی شماتیک از پایه:

– شروع با مدارهای ساده: با مدارهای ابتدایی مانند منبع تغذیه، تقویت‌کننده آپ‌امپ، یا یک مدار LED شروع کنید. این مدارها به شما کمک می‌کنند اصول را بهتر درک کنید.

– پروژه‌های عملی: پروژه‌های کوچک و واقعی را انتخاب کنید (مثلاً ساخت یک تایمر با آی‌سی 555 یا یک مدار کنترلی با میکروکنترلر). این کار به شما کمک می‌کند طراحی را با نیازهای واقعی هماهنگ کنید.

– استفاده از منابع آماده: شماتیک‌های موجود در اینترنت یا کتاب‌ها را بررسی کنید و سعی کنید آن‌ها را تحلیل کنید. سپس همان مدار را در شبیه‌سازهای spice (مثل LTspice و Multisim و TINA و … ) بازسازی کنید.

تعدادی از نرم افزارهای مشهور و محبوب شبیه سازی و تحلیل مدار

– چک‌لیست طراحی: برای هر شماتیک، چک‌لیستی از نکات مهم (مانند اتصال زمین، بایاس قطعات، محافظت در برابر نویز) تهیه کنید تا از خطاهای رایج جلوگیری شود.

پیشنهاد عملی:

– کتاب The Art of Electronics نوشته Horowitz و Hill را مطالعه کنید. این کتاب به‌صورت عملی و کاربردی طراحی مدار را آموزش می‌ده، شهرت و محبوبیتش بین مهندسای الکترونیک به‌خاطر توضیحات ساده، بدون ریاضیات سنگین، و تمرکز عملیاتی بر طراحی مداره و بیشتر از اینکه فرمول بده، بهت یاد می‌ده چرا مدار اینطوری کار می‌کنه و چطور بهترش کنی.

دیگه جونم براتون بگه که پر از نکات تجربی واقعی (golden tips) از مهندسان حرفه‌ایه، زبانش ساده و شهودیه، پس مناسب کسانی است که از فرمول‌های زیاد خسته می‌شن، ضمنا برای پروژه‌سازی، مهندسی معکوس و DIY بسیار الهام‌بخش

حالا الان حتما شاکی شدید که چرا این رو از اول معرفی نکردم! خوب، این کتاب رو قبلا بارها در کانال تلگرام معرفی کردم و برای دانلود هم گذاشتم. برای علاقمندان به مطالعه کتب به زبان فارسی بگم که به فارسی ترجمه شد، اما به چاپ مجدد نرسید و در حال حاضر نسخه چاپی فارسی ازش پیدا نمیشه.

👈👈 روی عکس کتابهایی که گذاشتم کلیک کنید و زوم کنید تا سرفصل ها رو دقیق ببینید. کلی وقت صرف شده تا شما بتونید در یک نگاه با سرفصل مطالب هر کتاب آشنا بشید.

– روی بردبرد مدارها را ببندید و آزمایش کنید و سیگنال گیری و … به قول معروف تا وقتی که دست به آچار نشید و با چالش های واقعی خودتون رو روبرو نکنید، مهندس ازتون در نمیاد! اونجا که با سیم و لحیم و قطعی و خرابی قطعه یا تجهیزات درگیر بشید، تازه پخته شدن شما شروع میشه و کم کم مثل فولاد آبدیده می شید.

4. کار با شبیه‌سازها و ابزارهای تحلیل

شبیه‌سازها به شما کمک می‌کنند پیش از ساخت واقعی، رفتار مدار را بررسی کنید:

– LTspice: برای تحلیل مدارهای آنالوگ و بررسی پاسخ فرکانسی مناسب است.

– Multisim: برای طراحی و شبیه‌سازی مدارهای دیجیتال و آنالوگ.

– Proteus: برای شبیه‌سازی میکروکنترلرها و مدارهای ترکیبی.

– Altium Designer: از قابلیت‌های شبیه‌سازی داخلی Altium برای بررسی شماتیک استفاده کنید.

پیشنهاد عملی:

– یک مدار ساده (مثلاً فیلتر RC) را در LTspice شبیه‌سازی کنید و نتایج را با محاسبات دستی مقایسه کنید.

– ویدیوهای آموزشی در YouTube یا دوره‌های Udemy درباره LTspice یا Multisim را دنبال کنید.

5. یادگیری از پروژه‌های واقعی

– مشارکت در پروژه‌ها: از همکاران خود بخواهید شما را در فرآیند طراحی شماتیک پروژه‌های واقعی دخیل کنند. حتی اگر نقش کوچکی داشته باشید، مشاهده روند طراحی به شما کمک می‌کند.

– تحلیل پروژه‌های موجود: شماتیک‌های پروژه‌های قبلی را بررسی کنید و سعی کنید بفهمید چرا قطعات خاصی انتخاب شده‌اند یا چرا مدار به شکل خاصی طراحی شده است.

– کار با میکروکنترلرها: میکروکنترلرها در بردهای امروزی نقش کلیدی دارند، پس با برنامه‌نویسی و اتصال این قطعات به سنسورها و ماژول‌ها آشنا شوید.

پیشنهاد عملی:

– یک پروژه کوچک (مثلاً کنترل یک موتور DC با سنسور) را از صفر طراحی کنید. ابتدا نیازها را مشخص کنید، سپس شماتیک را رسم کرده و در نهایت PCB را طراحی کنید.