استادی طراحی مدار، طراحی مدار
طراحی مدار در 8 گام
خبببب میخوایم توی این مقاله نقشه راه طراحی مدار به روش دکتر جعفری و رهروانش رو توضیح بدیم 🙂 باشد که رستگار شوید!
اما قبلش یه کم درباره اهمیت طراحی مدار بهت بگم که بدونی میخوایم چه کار خطیری رو انجام بدیم:
اهمیت طراحی مدار
اهمیت طراحی مدار در زمینه الکترونیک بسیار بالاست و این یکی از مراحل حیاتی در فرآیند توسعه و ساخت دستگاه‌ها و تجهیزات الکترونیکی محسوب میشه. این اهمیت به دلیل موارد زیره:
- تعیین عملکرد و ویژگی‌ها: طراحی مدار اولین گام در تعیین عملکرد و ویژگی‌های دستگاه یا سیستم الکترونیکیه. این گام مشخص میکنه که دستگاه چه کارهایی انجام میده و در واقع هدف از طراحی این دستگاه چیه و چه مشکلی رو قراره حل کنه و در چه حوزه ای استفاده بشه؟
- بهینه‌سازی مصرف انرژی: طراحی مدار بهینه کمک میکنه تا مصرف انرژی به حداقل برسه و سبب افزایش کارایی و عمر مفید دستگاه میشه.
- حفظ استانداردها و توافق‌نامه‌ها: در طراحی مدار، توجه به استانداردها و توافق‌نامه‌ها حائز اهمیته، تا دستگاه‌ها و تجهیزات به درستی و با سازگاری کامل با دیگر سیستم‌ها کار کنن.
- کاهش هزینه و زمان: طراحی مدار با دقت و بهینه موجب کاهش هزینه‌ها و زمان لازم برای توسعه و تولید دستگاه میشه.
- بهبود کارایی و عملکرد: طراحی مدار باعث بهبود عملکرد و کارایی دستگاه یا سیستم میشه و دستگاه رو از عملکرد بهتری برخوردار میکنه.
- کاهش احتمال خطاها: یک طراحی مدار دقیق و بهینه کمک میکنه تا احتمال وقوع خطاها در فرآیند توسعه و تست کاهش پیدا کنه.
- تسریع فرآیند توسعه: طراحی مدار بهینه و دقیق باعث تسریع فرآیند توسعه و عرضه محصول به بازار میشه
به طور خلاصه، طراحی مدار اساسی‌ترین عنصر در موفقیت و کارایی دستگاه‌ها و تجهیزات الکترونیکیه و از اهمیت اون نمیشه چشم پوشی کرد.
اما بریم سراغ توضیح روش کار طراحی مدار.
روش کار اینطوره که چندتا دسته بندی ثابت در نظر میگیریم و هر پروژه ای داشتیم توی این دسته بندی ها خردش میکنیم و جا میدیم؛ اما دسته بندیها چیا هستن؟! 1+4 دسته داریم که اون 1 همون دسته کنترلر مدار هست!
- منبع تغذیه: خب طبیعتا هر چیزی باید از یه جایی تغذیه کنه دیگه؛ مدار بی نوا هم باید از یه جایی زندگانی خودش رو تامین کنه که البته به همین دلیل این بخش خیلیم حیاتیه:)
- AC
- خطی سوئیچینگ
- جریانی(توانی)
- مکانیکال (نام گذاری توسط دکتر جعفری☺) : منبع تغذیه با توجه به ابعاد و وزن
- DC
- باطری
- شارژی
- غیر شارژی
- آداپتور
- باطری
- AC
- ورودی های مدار: یه بخشی از هر دستگاه الکترونیکی مفروضی ورودی های اون هستند که به این دوسته تقسیم میشن و میتونیم در هر دسته انواع مختلفی رو جا بدیم که اینجا بهشون اشاره میکنیم
- سنسورها
- ولتاژی
- جریانی
- پروتکل سیمی
- کلیدها
- لمسی
- کیپد(PB)
- سنسورها
- خروجی ها: بخش دیگه هر دستگاه مفروض الکترونیکی خروجی اونه که در واقع نتیجه عملکرد اون دستگاه رو به ما نشون میده؛ و اما دسته بندی ها و زیر دسته بندی هاش:
- اعلامی
- صوت
- تصویر
- اعمالی
- رله
- موتور
- پرینتر
- اعلامی
- کنترلرها: این بخش خودش دو قسمت داره توی مدار:
- مدار پروگرام
- مدار راه انداز
- ارتباطی ها: مسئولیت ارتباط با دنیای بیرون مدار به عهده ایشون هست
- WIFI
- GSM
- BT
- RF
حالا هر مداری خواستی طراحی کنی با توجه به این دسته بندی که توی ذهنت داری، این گام ها رو به ترتیب طی میکنی!
و به همین راحتی مدار خوشگل حرفه ایمون طراحی میشه…
- کاربری دستگاه:
خب ببین مهندس جان! توی گام اول باید ببینی کاربردی که برای این دستگاهی که میخوای مدارش رو طراحی کنی، تعریف شده چیه؟ یعنی قراره ازش کجا استفاده بشه؟
طبق استاندارد IPC چندتا دسته بندی برای این مورد داریم:
- تجاری
- صنعتی
- پُفُنْ پزشکی + فضایی + نظامی
- طراحی محصول:
حالا که متوجه شدی کاربری دستگاهت توی کدوم دسته هست باید ببینی طراح محصول چه توصیه هایی داشته و چه چیزایی از محصول خواسته؟
- انتخاب قطعات:
حالا باید بریم سراغ انتخاب قطعات به ترتیبی که میگم، البته با توجه به نتیجه 2 گام قبلی:
- ورودی ها
- خروجی ها
- ارتباطی ها
- کنترلرها
- منبع تغذیه
- مستندسازی:
تا اینجای کار، هر اتفاقی افتاده و هر تصمیمی گرفتی رو باید مکتوب کنی و انتخابت رو با دلیل توضیح بدی.
- طراحی مفهومی:
حالا توی این مرحله فقط جای قطعات رو مشخص میکنی و در واقع قطعات رو میچینی! بدون توجه به اینکه جریان اون چقدره، ولتاژ این چقدره، اون مقاومت چند اهمه، اون خازن چند میکرو فاراده یا…
- انجام محاسبات:
حالا باید محاسبات رو انجام بدی تا طراحی مفهومی گام قبلی، دقیق بشه.
- نوشتن مقادیر:
توی این گام مقادیر رو بنویس
- مدار نهایی:
هورااا! به گام آخر خوش اومدی! حالا مدارتو جمع و جور کن که دیگه کار تموم شد.