اینجا به طور مختصر با علم الکترونیک آشنا میشیم.به این دلیل که اساس و ساختار کلی مدارات موبایل علم الکترونیک هست.پس لازمه که ما با مفاهیم پایه ای الکترونیک مثل ولتاژ و جریان و مقاومت و مدار و ... آشنا شیم.
هر ماده در جهان دارای بار الکتریکی مثبت یا منفی هست.وقتی دوتا ماده بهم نزدیک میشن باعث جا به جایی این بارهای الکتریکی میشه که میتونه یکی به دیگری غالب باشه و تخلیه بار الکتریکی اتفاق بیوفته.نمونش مثل حالتی هست که با کسی دست میدیم و دستمون جرقه میزنه.این نوعی الکتریسیته ساکن هست که با دست دادن دو نفر با بارهای الکتریکی مخالف تخلیه میشه.این نوع از الکتریسیته تو کار تعمیرات موبایل یه مورد منفی و مضر هست.ما به این رخداد توی اصطلاح فنی تخلیه الکتریسیته ساکن میگیم.
تخلیه الکتریسیته ساکن درواقع یه ولتاژ چندصد ولتی هست که اگه ناخواسته توی برد گوشی تخلیه بشه باعث صدمات جبران ناپذیری میشه.بخاطر همینه همیشه تاکید داریم از وسایلی استفاده بشه که قابلیت آنتی استاتیک داشته باشن.این مسئله اونقدر مهم هست که توصیه میشه از دستبند های آنتی استاتیک یا مچ بند های آنتی استاتیک استفاده بشه.
نقطه مقابل الکتریسیته ساکن الکتریسیته جاری هست.وقتی الکترون ها بین اتم های یک ماده حرکت میکنن جریان الکتریسیته تشکیل میشه که ما بهش میگیم الکتریسیته جاری یا جریان الکتریکی.برای مثال باتری با دادن ولتاژ به لامپ باعث جاری شدن این جریان میشه یا گوشی موبایلی که باهاش کار میکنیم توی مداراتش جریان الکتریکی جاریه.کل تر بررسی کنیم اساس کار همه ی مدارها تو هر دستگاهی مثل گوشی یا لپ تاپ یا تلویزیون یا هر وسیله دیگه ای که با باتری یا برق کار میکنه جاری شدن این جریان الکتریکی هست.
اجسام از نظر الکتریسیته به سه دسته تقسیم میشن:
رسانا(هادی) مثل طلا و مس و نقره و... رسانا ها اجسامی هستن که قابلیت هدایت الکتریکی خیلی خوبی دارن یعنی جریان الکتریکی رو به خوبی از خودشون عبور میدن و در حالت ایده آل مقاومتشون رو صفر در نظر میگیریم.
نیمه رسانا (نیمه هادی)مثل دیود و ترانزیستور وآی سی و... نقطه مقابل رساناها نارسانا ها هستن که جریان الکتریکی رو از خودشون عبور نمیدن و ما تو حالت ایده آل مقاومتشون رو بی نهایت در نظر میگیریم.
نارسانا (عایق)مثل پلاستیک و سرامیک و چوب و... نیمه رساناها اجسامی هستن که بین رسانا ها و نارسانا ها هستن و دارای ویژگی های منحصر به فرد خودشون هستن و ما ازین ویژگی ها توی درست کردن قطعات الکترونیکی کمک میگیرم.مهم ترین ویژگی نیمه هادی ها اینه که با توجه به ماهیتشون ما میتونیم جریان الکتریکی عبوری از اون هارو به شکلی که خودمون میخوایم کنترل کنیم.به طور مثال میتونیم جریان الکتریکی رو با روش هایی افزایش و کاهش بدیم یا مثل یه کلید قطع و وصل کنیم.
الکترونیک چیه؟ عملیه که به ساخت و بررسی و تحلیل جریان عبور الکتریکی از عناصر نیمه هادی ها میپردازه.یعنی اگه ما الکترونیک رو به دو شاخه کلی تقسیم کنیم یه بخش به طراحی و ساخت عناصر و المان های الکتریکی و الکترونیکی میپردازه و یه بخش دیگه هم این عناصر رو به کمک دانشی که داره باهم در غالب یک مدار ترکیب میکنه و با بررسی و تحلیل جریان الکتریکی عبوری از این عناصر به شکلی که برای طراح مدار مطلوب هست در میاره و نهایتا منجر به ساخت یه وسیله جدید میشه.عناصر به طور کلی دو دسته هستن.عناصر فعال و عناصر غیر فعال
عناصر فعال:المان هایی هستن که جریان الکتریسیته رو کنترل میکنن و برای کار کردن به حداقل ولتاژی نیاز دارن مثل ترانزیستورها و آی سی ها.این المان ها وقتی در یک مسیر بسته قرار میگیرن مدارات الکترونیکی رو تشکیل میدن
عناصر غیر فعال:المان هایی هستن که قابلیت کنترل جریان الکتریکی رو توسط سیگنال الکتریکی ندارن.مثل مقاومت و سلف و خازن.این المان ها وقتی در یک مسیر بسته قرار میگیرن مدارات الکتریکی رو تشکیل میدن
جریان الکتریکی : به مقدار بار الکتریکی جا به جا شده در یک ثانیه رو جریان الکتریکی میگیم و واحد اندازه گیریش آمپر هست. البته آمپر توی تعمیرات موبایل واحد بزرگی هست و ما بیشتر با میلی آمپر سروکار داریم و محدوده جریان ها معمولا چند صدم یا چند دهم آمپر هست.فقط توی حالت اکتیو کامل گوشی هست که جریان به آمپر میرسه.جریان الکتریکی رو با حرف I توی مدارات و با نماد زیر اون رو توی نقشه ها نشون میدن.
مقاومت الکتریکی:همه اجسام در برابر عبور جریان الکتریکی از خودشون مقاومت نشون میدن.به عبارتی جریان الکتریکی برای عبور از بعضی اجسام به نیروی بیشتری نیاز داره که به این خاصیت مقاومت الکتریکی میگن و واحد اندازه گیریش اهم هست و توی نقشه ها با R نشونش میدن.
ولتاژ الکتریکی:یه نیرو خارجی(مثل باتری با برق شهر) که الکترون های یک جسم رو به حرکت در میاره(جاری شدن جریان) بهش ولتاژ الکتریکی میگن.ولتاژ الکتریکی عامل جاری شدن جریان الکتریکی میشه.واحد اندازه گیریش ولت (v) هست و توی نقشه اون رو با حرف v نشون میدن.نمادش اینه.
به طور کلی دونوع ولتاژ داریم:
ولتاژ DC(مستقیم):همیشه در یک مسیر مثبت یا منفی جاری هست.
ولتاژ AC(متناوب):دائما در حال تغییر مسیر هستن.
قانون اهم:به طور کلی پایه ای ترین قانون علم الکترونیک هست.اختلاف پتانسیل یا ولتاژ دو سر یه جسم به جریان عبورکننده از آن به شرطی که دما ثابت بمونه مقدار ثابتی هست مقدار ثابتی هست و از رابطه زیر به دست میاد:
مدار: هروقت قطعات الکتریکی یا الکترونیکی مثل مقاومت و ترانزیستور و ... توی مسیر بسته قرار بگیرن بهش میگیم مدار.مدارها همیشه دارای یک منبع تغذیه هستن
مدار باز: هرگاه مدار مسیر بسته ای رو ایجاد نکنه بهش مدار باز میگن که تو این حالت مقاومت بی نهایت و جریان صفر هست.وقتی میگیم مدار قطعی داره یعنی همین حالته
مدار اتصال کوتاه:جریان همیشه راحت ترین راه رو برای عبور انتخاب میکنه.راحت ترین مسیر هم برای جریان مسیری هست که کمترین مقاومت رو داشته باشه.به مدار اتصال کوتاه به طور مختصر اتصالی هم میگن.مدار اتصال کوتاه یعنی مداری که توش مقاومت خیلی کم شده (تقریباً نزدیک صفر) چون دو نقطهای که نباید مستقیم وصل باشند، عملاً مستقیم به هم وصل شدهاند.
فرض کن یک باتری داری و یک لامپ:
حالت درست:
باتری → لامپ → برمیگرده به باتری
اینجا لامپ مثل “مانع” عمل میکنه و جریان رو کنترل میکنه.
اتصال کوتاه:
باتری → یک سیم مستقیم → برگشت به باتری
اینجا لامپ حذف شده یا دور زده شده. چون سیم مقاومت خیلی کمی داره، جریان خیلی زیاد میشه.
اجزای مدار به روش های مختلفی میتونن بهم وصل بشن.ساده ترین اونها اتصال سری و موازی هست.
اتصال سری:توی اتصال سری قطعات پشت سر همدیگه بهم وصل میشن و جریان عبوری از همشون یکیه و مجموع ولتاژ هر المان با ولتاژ منبع برابر هست.مقاومت معادلش هم با جمع ساده ی مقاومت ها باهم به دست میاد
منظور از مقاومت معادل چیه؟وقتی میگن «مقاومت معادل مدار سری از این رابطه به دست میآید» یعنی ما چند مقاومت را طوری جایگزین میکنیم که مدار از دید منبع دقیقاً مثل یک مقاومت واحد رفتار کند.
مدار موازی:توی مدارات موازی ولتاژ اعمال شده به هر قطعه با ولتاژ منبع برابر هست و مجموع جریان قطعات هم برابر با جریان کل مدار هست.مقاومت معادل مدارات موازی از این رابطه به دست میاد:
مدارات موبایل ترکیبی از مدارات سری و موازی هستن
زمین:برای تحلیل و اندازه گیری کمیتی مثل ولتاژ در مدارات نیازه مرجعی جهت مقایسه وجود داشته باشه.توی الکترونیک این مرجع جهت مقایسه رو بهش زمین میگیم و مقدارش رو هم 0 در نظر میگیریم و با حرف G و شکل زیر نشونش میدیم.
توان الکتریکی:توان در مفهوم فیزیک به میزان کار انجام شده در واحد زمان میگیم.توی الکترونیک با جایگزین کردن جریان و ولتاژ در کار انجام شده به رابطه زیر برای توان میرسیم:
P=V*I
واحد توان ژول بر ثانیه یا وات W هست.
میخوایم مقدار توان خروجی این شارژر رو به دست بیاریم:
سیگنال:به هر کمیت متغییر با زمان که اطلاعاتی درباره رفتار یا ویژگی یک پدیده میده سیگنال میگن.توی الکترونیک این کمیت های متغییر ولتاژهایی هستن که با زمان در حال تغییرن.پس هرجا از سیگنال حرف زدیم منظور ولتاژهای متغییر با زمان هست.سیگنال ها با مبدل های مختلف میتونن به مقادیر فیزیکی مثل صوت و تصویر تبدیل بشن.سیگنال ها به طور کلی به دو دسته سیگنال آنالوگ و سیگنال دیجیتال تقسیم میشن
سیگنال آنالوگ: مقادیر ولتاژ به صورت پیوسته در زمان در حال تغییر هست
در کار تعمیرات موبایل بیشت با سیگنال دیجیتال سروکار داریم
سیگنال دیجیتال:سیگنال هایی هستن که در زمان پیوسته هستن ولی ولتاژشون برخلاف سیگنال های آنالوگ ناپیوسته یا گسسته هستن.مزیت های سیگنال دیجیتال بیشتر از سیگنال های آنالوگ هست.مثلا سیگنال های دیجیتال کم تر نویز میگیرن.این سیگنال هارو با توجه به قابلیت گسسته بودنشون به راحتی میشه کد کرد(این جمله رو بعدا باید توضیح داد)در نتیجه امنیت بالاتری دارن.ما توی مدارات دیجیتال برای ارتباط بخش های مختلف باهم نیاز هست بخش ها با زبان الکترونیکی یا دیجیتال باهم صحبت کنن و ما به صحبت کردن پروتکل ارتباطی میگیم مثل پروتکل های I2C - SPI - UART. جلوتر با این پروتکل ها آشنا میشیم.
دوره تناوب:ما به یک سیگنال کامل که در واحد زمان از یک نقطه شروع بشه و همون نقطه به پایان برسه یک دوره تناوب یا یک سیکل کامل میگیم و اون رو با T نشون میدیم.
فرکانس:فرکانس رو میشه تعداد تکرار یک واقعه در واحد زمان تعریف کرد.واحد فرکانس هرتز هست.(Hz)
فیلتر:به زبون ساده یه صافی هست که فقط چیزایی که ما میخوایم از خودش عبور میده و به بقیه چیزا اجازه رد شدن نمیده.تعریع دقیق تر فیلتر میشه مداری که برای اصلاح و تغییر شکل یا حذف بخشی از فرکانس های ناخواسته یا همه ی اون فرکانس ها ازش استفاده میکنیم.به عبارت دیگه فیلتر ها فرکانس های ناخواسته رو فیلتر میکنن.فیلتر ها از عناصر غیرفعالی مثل مقاومت و سلف و خازن تشکیل شدن.فیلتر ها بر اساس محدوده فرکانسی که به اون ها اجازه عبور میدن نام گذاری میشن
فیلترهای پایین گذر فقط اجازه عبور سیگنال های فرکانس پایین یعنی از 0 هرتز تا فرکانس مورد نظر مارو میدن
فیلتر های بالاگذر فقط اجازه عبور سیگنال های مدنظر ما به بالا رو میدن
فیلتر های میان گذر فقط اجازه عبور بین دو محدوده فرکانسی رو میدن
فیلتر میان نگذر بین دو محدوده فرکانسی رو عبور نمیدن و مابقی رو عبور میدن
تو بردهای موبایل فیلترها معمولا به صورت آی سی طراحی و استفاده میشن.البته به صورت عناصر فعال هم استفاده میشن
مدولاسیون:ما برای ارسال یک سیگنال مثل مکالمه که بهش سیگنال پیام هم میگیم نمیتونیم این سیگنال رو به تنهایی ارسال کنیم چون سیگنال پیام توان بسیار کمی داره و به راحتی نویز های خارجی روش تاثیر میذارن و عملا نمیتونیم به مسافت های طولانی ارسالش کنیم.در نتیجه باید از یه سیگنال با توان و انرژی بالا که ما بهش سیگنال حامل هم میگیم استفاده کنیم.باید سیگنال پیام رو سوار بر سیگنال حامل کنیم و بعد ارسال کنیم که به این عمل مدولاسیون میگیم.به سیگنال نهایی هم که ایجاد شده سیگنال مدوله شده میگن.
مدولاسیون به طور کلی به دسته آنالوگ و دیجیتال تقسیم میشه که هرکدوم ازین دسته ها شامل انواع مختلفی هستن و توضیح هرکدومشون مبحث جامعی هست.دونستن مدولاسیون تا این سطح تاهمین مقدار کافی هست.
یه نکته دیگه اینه که عکس این عمل یعنی پیاده کردن سیگنال پیام از سیگنال حامل رو دمدولاسیون میگیم.
این عکس شامل یه سری پیشوند هستن که بهتره باهاشون آشنا باشیم
این پنج مورد بیشتر مورد استفاده قرار میگیرن:کیلو،میلی،میکرو،نانو،پیکو
جدول به این معنا هست که برا مثال بخوایم کیلو رو یادبگیریم وقتی حرف K قبل از یک واحد اندازه گیری مثل اهم قرار میگیره اون رو تبدیل به کیلو اهم میکنه و مقدارش رو هزار برابر و ده به توان 3 میکنه.بقیه مقادیر هم به همین ترتیب بررسی میشه.
