Mohamed Elshamy

بسم الله
نبدأ علي بركه الله المستوي الثاني من كورس الدوائر المطبوعه علي برنامج ALTIUM DESIGNER المستوي الثاني هيكون المستوي فيه أعلي شويه هنبتدي نصمم بورده أردوينو كامله بمكونات SURFACE MOUNT بدائره DOUBLE LAYER بدايه من التصميم علي البرنامج وهنعرف أماكن طباعه ال PCB في مصر وكيفيه الطباعه في الصين وهنعرف ازاي نلحم المكونات السطحيه بالكاويه العادي بطريقه بسيطه جدا وطبعا هنعرف ازي نعمل 3D MODEL للدائره بتاعتنا
دا الفيديو رقم 12 من الكورس هنوضح فيه المشاكل الي قابلت الناس في الليفل الاول ومقدمه عن LEVEL2
شير يا شباب للبوست كثواب ليك لنشر العلم
لينك الكورس
https://www.youtube.com/watch?v=CnT1WKsP5AI&list=PLZ42ZUInDWC5hSe0zNn84jiYI7bpQkXqb&index=13

Arafa Micro-systems

رابط القناة علي اليوتيوب:
https://goo.gl/9rSfFb
كورس أردوينو مجاني مكون من 55 حلقة من البداية الي مستويات متقدمة
https://goo.gl/SMNUuS
كورس روبوتكس (تتعلم فيه مباديء عمل روبوت بالتفصيل)
https://goo.gl/jGoCT1
تريكات أردوينو (سلسلة حلقات متخصصة بتريكات برمجية تسهل عليك البرمجة)
https://goo.gl/mMhNpi
مشاريع أردوينو (مشاريع مختلفة خاصة باستخدام حساسات مع الاردوينو)
https://goo.gl/ELJTZc
- مشاريع DIY كعمل باورسبلاي وعمل روبوت متفادي العوائق
https://goo.gl/5iYJ4m
سلسلة ثقف نفسك (مواضيع عامة عن الالكترونيات)
https://goo.gl/dGDSwU
ربط الاردوينو ببرنامج اللابفيو للحصول علي واجهة مستخدم
https://goo.gl/eQonzh
سلسلة قياسات وفيها تعرف كيفية عمل أفوميتر باستهدام الاردوينو
https://goo.gl/hi9igs
سلسلة شرح برمجة الاردوينو (مستوي متقدم)
https://goo.gl/nGGD82
سلسلة اتصالات لاسلكية باستخدام اردوينو
https://goo.gl/gSJfLr
سلسلة انترنت الاشياء
https://goo.gl/DyWBX2

ماشاء الله لاقوه الا بالله مهندس محمد نفذ الي سمعه في الكورس المجاني لبرنامج altium designer مع اجتهاد منه وطلع الشغل دا Mohamed Maowed
مهندس محمد هو فني ودي حاجه أحترمها فيه جدا ودا بيثبت ان مش اي حد معاه هندسه بيكون مهندس أعرف ناس خريجين أداب وخدمه اجتماعيه انا لما بعطل في حاجه
بسألهم لان عندهم علم ما شاء الله محترم جدا ودا مش معناه انك كمهندس في هندسه انك تهمل الكليه وتهتم بالعملي لو سألت المهندس خريج أداب أو خريج خدمه اجتماعيه هيقولك ان الي وصلنا للمستوي دا هو كتر القرايه في الكتب والاهتمام بالنظري كويس جدا والتجارب طبعا
دا كورس التيم لتصميم الدوائر المطبوعه والي هيكمل في الاجازه الجايه باذن الله
https://www.youtube.com/watch?v=VgaxcKJuqWA&list=PLZ42ZUInDWC5hSe0zNn84jiYI7bpQkXqb
ملحوظه الكورس بادئ ب altium 17 بس احنا هنكمل الكورس ب altium 19 هتلاقوه في الفيديو التالت

ما شاء الله لا قوه الا بالله .......أصعب دائره عملتها كبرمجه أو هاردوير والحمد لله وفقني لله واشتغلت كويس جدا
لحام السيرفس بعمله بالكاويه العاديه مسجله فيديو وهرفعه قريب إن شاء الله
مكونات البورده
1-ESP8266-12E wifi
2-GSM/GPRS A6 MINI
3-WIFI MODEM
4-SD CARD -SPI
5-LCD- I2C
6- support16 INPUT DIGITAL
7- support 8 INPUT ANALOG (support millivolt and milliampere) and its low pass filter
8-support smart battery charger and battery state indication.
9-support backup power for 6 hours.
10-contain atmega 2560 for arduino ide
11-support RS232 communication protocol .
12-support MAX485 communication protocol (MODBUS).
13-SUPPORT KEYPAD 4*4
14-IT HAVE ALL PROTECTIONs

Egyital technology

TransformerLes Power Supply Circuits...[English below].
دوائر التغذية بدون محول...................................
نحن نعرف أن المحول يتكون من ملف ابتدائي واخر ثانوي وقلب حديدي حيث يعمل علي خفض أو رفع الجهد.
وايضا عندما نريد خفض جهد نستخدم مقاومات مثلا علي شكل مجزئ جهد سواء في الAC,DC.
ونحن في هذة الحالة نريد خفض الجهد المتردد ال220v إلي جهد اصغر ك 12v مثلا ف نستخدم محول خفض وتوحيد ثم تنعيم وهكذا، لاكن لو المشروع حجمة صغير لا نريد استخدم المحول أو لأي سبب ف هناك طريقة كما ذكرنا ب مجزئ الجهد وتسمي هذة الطريقة ب"Resistive Transformer Less Power Supply" حجمها صغير! لاكن كفاءتها غير جيدة لانك تتعامل جهد عالي ف ستحتاج الي مقاومات البور بتعها عالي لتبديد الجهد على هيئه حراره "حجم كبير نسبيا" وغير عازلة "عكس المحول" لاكن لو تكفي في تطبيقك فاستخدمها لأنها رخيصة.

Capacitor Transformer Power Supply...
ونحن نعلم ان المكثف له ايضا مقاومه حتي ف التيار المتردد حيث تسمى معاوقة "Xc" ومن المعادلة X=1/2πfc حيث
X»المعاوقة، f»التردد 50,60Hz ، c»سعة المكثف.
لاكن تذكر انك تتعامل مع جهد متردد ف المكثف المستخدم هنا يكون غير مستقطب ويفضل أن يكون من نوع الX Rated Capacitors، حيث يكون هذا النوع مجهز للتعامل مع هذه الظروف ولو استخدمت نوع اخر قد يحدث اضرار لانها غير معزوله جيدا وخصائصها غير مجهزة، ف هذه الانواع تعمل من v250, 400v, 600v, 2000v AC, واعلي. ونعرف التيار المار بها مثل قانون اوم I=V/R R»X لاكن للاسف هذة الانواع من الدوائر تنتج تيار صغير في حدود مثلا 10...100mA، لاكنها كافية في بعض المشاريع.
وقد يكون هناك تطوير أو تاتيك فكرة لزيادة التيار.
ونحتاج الي مقاومه موصله على التوازى مع المكثف لتفريغ شحنته عند اغلاق الدائره وتكون قيمتها كبيره حيث لا تسمح بمرور تيار فيها فقط لتفريغ المكثف، وتكون ف حدود 470k...1M.
ويستخدم في بعض الدوائر مقاومه اخرى علي الخط الثاني النيوترل للحد من ارتفاع التيار أثناء التشغيل ويكون البور بتعها عالي.
ومن مميزات هذه الدائرة انها صغيره الحجم وغير مكلفه وكفاءتها مقبوله الى حد ما افضل من الطريقة السابقة "المقاومات" لاكنها غير عازلة ايضا.
ثم تذهب الدائرة الي قنطرة التوحيد والتنعيم والتنظيم....
يبقي بكدة قضرنا نستغني عن المحول وحجمة ووفرنا بور الدارة بتعتنا بتكلفة بسيطة مقبولة لاكن احذر من الأخطاء لانك تتعامل مع جهد مرتفع وايضا لا توفر هذة الطريقة تيار كبير لاكن علي حسب مشروعك وما تحتاج.

.
.
.
وتذكر قول...
..."‏إذا مات ابن آدم انقطع عمله إلا من ثلاث‏:‏ صدقة جارية ،أو علم ينتفع به، أو ولد صالح يدعو له".......................
We know the transformer consists of a primary winding, a secondary winding, and an iron core, as it reduces or raises the voltage.
Also, when we want to reduce a voltage, we use resistors for example a voltage divider, whether in the AC, DC.
In this case, we want to reduce the AC voltage 220V to a smaller voltage such as 12v, for example, we use a transformer to step-down voltage then to rectifier and then smoothing and so on, but if the project has a small volume, we do not want to use the transformer or for any reason.
We can use
Transformer Less Power Supply Small! But its efficiency is not good enough because you are dealing with a high voltage, as you will need a power resistor to dissipate the voltage in the form of a "relatively large volume" and non-insulating "like a transformer", but if it is sufficient in your application use it because it is cheap
Capacitor Transformer Power Supply ...
We know that the capacitor also has a resistance even in alternating current "impedance" is called "Xc" and from the equation X = 1 / 2πfc where
X »Impedance, f» Frequency 50..60Hz, C »Capacity.
But remember that you are dealing with an AC voltage in the capacitor used here that is not polarized and preferably from the type of X Rated Capacitors, where this type is ready to handle with these conditions and if you use another type damage may occur because it is not well isolated enough and its properties are not ready to handle this condition, in these types It operates from v250, 400v, 600v, 2000v ac and higher. We know the current that passes through it such as Ohm's law I=V/R R»X. But, these types of circuits produce a small current in the range of, for example 10 ... 100mA, but it is sufficient in some projects.
And there may be a development or an idea to increase the current.
And we need a resistor connected in parallel with the capacitor to discharge its charge when the circuit is turn off and its value is large as it does not allow the passage of current in it only to discharge the capacitor, and it is in the range of 470k ... 1M.
In some circuits, other resistance is used on the second line of the neutral to limit the current rise during circuit is working, and has a high power value.
One of the advantages of this circuit is that it is small in size, inexpensive, and its efficiency acceptable to some extent better than the previous method, "resistors", but it is also not insulating.
Then the circuit goes to the bridge , smoothing and regulators....
It we can dispense from the transformer and his volumes and get power for our circuit at a acceptable cost, but beware of errors because you are dealing with a high voltage and also this method does not provide a large current but it depend on your project/circuit.

.

Finally remember The Messenger of Allah (ﷺ) said, "When a man dies, his deeds come to an end except for three things: Sadaqah Jariyah (ceaseless charity); a knowledge which is beneficial, or a virtuous descendant who prays for him (for the deceased)."

Electronic-world

قاعدة تصميمية
حساب عرض المسارات في الدارة المطبوعة

معلومتان يجب معرفتها قبل البدء ..
- طبقة النحاس التي توضع على سطح اللوح سماكتها 35 ميكرو متر (1oz) أو 70 ميكرو ميتر (2oz) ويوجد ألواح حسب الطلب بسماكات أكبر لكنها تكون أغلى بكثير وتستخدم غالبا في دارات التيارات العالية أو بعض التطبيقات المخصصة (في بعض الأحيان تكون سماكة طبقة النحاس أقل من 35 ميكرون كبعض الألواح التي تكون 0.5 oz أي 17 ميكرون)..

- كل 1 مم مربع من النحاس سيتحمل تيارا لا يتجاوز 3 أمبير و بعد هذه القيمة يبدأ يسخن كثيرا ويشكل خطرا على الدارة ...............
هنالك مقاربتان لحساب عرض المسار المطلوب الأولى هي (هبوط الجهد عبر المسار ) وهي الأقل استخداما وتطبيقها مختلف عن مقصد المنشور هنا ....
والثانية عرض المسار الازم لتمرير التيار المطلوب (الأكثر استخداما ونتحدث عنها هنا).

- يمكن معاملة المسار كسلك نحاسي .. كما قلنا كل 1 مم مربع يتحمل 3 أمبير من التيار .. نحن نعرف سماكة (المسار) وبالتالي نستطيع تقدير عرضه بناء على التيار الذي يتحمله كل 1 مم مربع من النحاس .
- لكن في العديد من المنشورات السابقة تحدثنا أن البيئة لها تأثير كبير في العديد من مواصفات الدارة، وأحدها سماكة المسار الذي تعتبر درجة الحرارة (تحديدا الارتفاع في درجة الحرارة في المسار عند مرور التيار الأقصى) أحد العوامل المهمة جدا في تحديد عرضه ..

إذا لدينا 3 عوامل في تحديد عرض المسار
- سماكة المسار (هذه تحدد من اللوح الذي سيستخدم في الدارة وهي غالبا 35 ميكرو متر
- شدة التيار المطلوب تمريرها
- درجة الحرارة (الارتفاع في درجة حرارة المسار فوق درجة حرارة الوسط المحيط الناجم عن مرور التيار الأقصى والتي يجب أن لا تزيد عن 100 درجة مئوية !! )

تدمج هذه المعايير الثلاثة في قانون عرض المسار
i=K×∆T^(0.44)×A^(0.725)
i هي شدة التيار في المسار
K هو ثابت ( للطبقات السطحية 0.048 و الداخلية 0.024)
T هي التغير في درجة حرارة المسار مقارنة بدرجة حرارة الوسط
A مساحة الناقل وهي عرضه في ارتفاعه ( الارتفاع كما قلنا 35 أو 70 ميكرون أو حسب خصائص اللوح المستخدم في المصنع .. الميكرون هو واحد من مليون من المتر أي نقسم على مليون )
W هي عرض المسار
H هو الإرتفاع أو سماكة النحاس وهو عادة 0.000035 متر
( القانون يعطي الوحدات بالمليم وليس الميلي )

مم = واحد بالالف من المتر
ملم = واحد بالمئة من البوصة = 0.254 مم
(غالبا في الدارات اللإكترونية تستخدم وحدة القياس ملم وليس مم)

0.035 مم = 1.4 ملم ................................................................................
- مثال تطبيقي لفهم القانون
لدينا دارة فيها مسار في الطبقة السطحية يتوجب مرور تيار مستمر مقدارة 15 أمبير فيه؛ مع إمكانية لارتفاع درجة حرارة المسار 25 درجة فقط فوق درجة حرارة الوسط .. اللوح المستخدم هو لوح FR4 - 1 oz

نعوض في القانون :

i = 15
T = 25
H = 0.000035 mm = 1.4 mil
A = WxH

نستطيع تطبيق القانون أو استخدام أي موقع أو تطبيق لحساب عرض المسار الذي يطابق بهذه المواصفات 290 ملم 7.5 مم
يمكن استخدام هذا الموقع مثلا للحساب أو غيره
https://www.4pcb.com/trace-width-calculator.html

أو نستطيع استخدام جداول عرض المسارات في الدارات المطبوعة (سيرفق أحدها مع المنشور مع مخطط المنحنى الحراري ) ..

في حال كان المسار داخليا أي ضمن الطبقات المطمورة ضمن الفيبر فيجب أن يكون سمكه 18 مم وهذا بسبب ضعف إمكانية التشتيت الحراري ..

الملاحظ أنه بزيادة السماحية الحرارية للدارة وزيادة مدى إمكانية زيادة حرارة المسار يمككن تخفيض عرضه ولكن هذا على حساب الاستقرارية الميكانيكية للدارة وسلامتها .. فتتالي التمدد والتقلص في الدارة بسبب السخونة والبرودة سوف بقصر عمرها بشكل كبير ويقصر عمر العناصر الإلكترونية وخاصة المكثفات الكيماوية ..

Electronic-world

الأرضي النجمي - عزل الأرضيات في الدارات المطبوعة

عند تصميم دارة مطبوعة تحتوي مكونات رقمية ومكونات تشابهية يجب تشكيل أرضيين على الأقل، أحدهما للإشارات الرقمية والأخر للإشارات التماثلية، حيث يساعد هذا العزل في الأرضيات إضافة إلى عمليات إضافة مكثفات ترشيح التغذية bypass على تجنب انتقال التشويش بشكل متبادل بين أجزاء الدارة الرقمية والتماثلية ..
أما بالنسبة لموضوع "الأرضي النجمي" فالمقصود به هو عملية تصميم الأرضي بحيث يكون بمثابة نقطة تجتمع إليها المسارات من عناصر الدارة ومكوناتها، وليس بمثابة ممر واحد يمر على جميع العناصر والمكونات في الدارة بشكل متواصل ويربطها بأرضي التغذية .
فالتوصيل بهذه الطريقة يعني نقل التشويش بين العناصر بشكل تسلسلي وخاصة إذا كانت دارة مختلطة رقمية تماثلية، ويزداد الأمر تعاسة مع زيادة طول هذا المسار، ما يؤثر بشكل كبير على عمل الدارة ..

إذا لتحسين حماية الدارة المطبوعة وحمايتها من التشويش والضجيج الناتج عن عملها يجب تقصير مسارات الأرضي قدر الإمكان وجعلها بشكل نجمي وعزل أرضي القسم الرقمي عن التماثلي ضمن اللوحة المطبوعة.

Electronic-world

المشتتات الحرارية ..

كيف أحسب درجة حرارة عمل الدارات المتكاملة وحاجتي لمشتت حراري ؟؟

يتجاهل الكثير من المبتدئين في مجال تصميم الدارات الإلكترونية موضوع الحسابات الحرارية للدارة ككل، ما يتسبب في الكثير من الحالات بفشلها وقصر عمرها العملي وسرعة عطبها، وذلك بسبب القصور في استيعاب متطلبات التشغيل الحرارية للعناصر المختلفة، والتي لا يكلف الاهتمام بها الكثير من الوقت أو الجهد.

فلكل دارة متكاملة درجة حرارة عمل قصوى معينة يجب منع الدارة المتكاملة من الوصول إليها، وذلك عبر تحديد كمية الطاقة المبددة وإضافة المبددات الحرارية بأنواعها..

- أول خطوة لتحديد درجة الحرارة التي ستعمل عنده الدارة هي تحديد أمرين:
- الأول كمية الاستطاعة القصوى التي ستبدده الدارة في أقصى ظروف التشغيل.
- والثاني هو درجة حرارة الوسط القصوى التي سوف تعمل عندها، وذلك ضمن تقنية تصميم متعارف عليها تفترض "الحالات القصوى" كنقاط معيارية لتحديد متطلبات التصميم (التصميم بناء على الظروف الأسوأ وليس على الظروف المثالية).

- مصطلحات مهمة خلال عملية الحساب
1- حرارة "الوصلة" أو JUNCTION TEMPERATURE ورمزها في الداتا شيت Tj
وهي تعبر عن الحرارة القصوى التي تستطيع نواة الدارة المتكاملة (المكونة من وصلات أنصاف نواقل) العمل فيها بدون أن تفشل، لكن في الواقع يجب عدم الوصول إليها بل البقاء تحتها بحوالي 20 بالمئة.. وهي تتراوح عادة بين 125 و150 درجة سيلسيوس لمعظم المتكاملات

2- المقاومة الحرارية بين "الوصلة" والغلاف الخارجي، JUNCTION TO CASE THERMAL RESISTANCE ويرمز لها Tc ، وواحدتها ( درجة\واط) أي ترتفع درجة الحرارة هذه بمقدار قيمة هذه المقاومة لكل واط ..

3- المقاومة الحرارية لمنطقة الاتصال بين السطح المعدني للمتكاملة والمبدد الحراري JUNCTION TO AMBENT THERMAL RESISTANCE ، وتقاس بالدرجة سيلسيوس في الانش المربع على واط، حيث يمكن تحديد مساحة التلامس بين المشتت الحراري والمتكاملة من الداتا شيت، لكن هذه القيم تكون صحيحة في حالة وجود معجون اتصال حراري، أو شريحة اتصال ناقلة للحرارة سواء من السيليكون أو الميكا، ولكل منهما مقاومة حرارية مختلفة، ولا تصح هذه القيمة في حال عدم استخدام أحد هذه المواد، لأن سطح التلامس لا يكون حقيقيا بسبب التعرجات المجهرية على سطع المشتت وسطح المتكاملة، والتي يهدف المعجون الناقل للحرارة لسدها ونقل الحرارة بشكل منتظم

4 – المقاومة الحرارية للمشتت الحراري بحد ذاته، وهذه تؤخذ من الداتا شيت خاصته لكل مشتت ننوي استخدامه، ولها منحنيات، منحنى بدون تدفق هوائي لمروحة ومنحنى بوجود مروحة تبريد، وتقدر واحدته بالدرجة المئوية لكل واط .

جميع المعلومات المذكورة سابقاً نحصل عليها من الداتا شيت للعنصر المستخدم

كيف نستخدم هذه المحددات لتحديد درجة حرارة عمل متكاملة ما؟
أولا كما قلنا نحدد الاستطاعة المبددة، ثم نستخدم الوحدات الموجودة لحساب الحرارة في كل مرحلة ونجمعها مع بعض لنصل لحساب درجة حرارة الوصلة عند الاستطاعة المحددة.
لنأخذ مثلا منظم الجهد lm317 عند تشغيلها في درجة حرارة 40 مئوية لتنظيم جهد مقداره 9 فولط إلى 5 فولط وسحب تيار 500 ميلي أمبير، ستكون الاستطاعة المبددة عبر المنظم هي جداء هبوط الجهد في التيار المسحوب أي
9 – 5 = 4 فولط
4 * 0.5 = 2 واط الاستطاعة المبددة عبر المنظم ! (هدر الاستطاعة أكثر من 40 بالمئة)

لحساب درجة حرارة الوصلة والتي يجب أن لا تتجاوز 125 درجة مئوية حسب الداتا شيت للمنظم (يجب الانتباه أن تتطابق الداتا شيت المستخدمة مع العنصر المستخدم بالنسبة لشركة التصنيع والاصدار ونوع الغلاف).

- المقاومة الحرارية بين "الوصلة" والغلاف الخارجي، JUNCTION TO CASE THERMAL RESISTANCE حسب الداتا شيت هي 4 درجات مئوية لكل واط.. ( 4 * 2 = 8 درجة سلسسيوس )
- بالنسبة للمعجون الحرارية مقاومتها الحرارية هي 0.2 درجة لكل واط، (0.2 * 2 = 0.4 درجة سيليسيوس)
- المقاومة الحرارية للمشع هي 21 درجة لكل واط ، (25 * 2 = 50 درجة سلسيوس )
- درجة حرارة الجو 40

نجمع الجميع حسب عدد الواط المبدد

8 + 0.4 + 50 + 40 = 98.4درجة مئوية .. وهي أقل من درجة حرارة الوصلة القصوى 125 درجة، وضمن النطاق الأمن 20 بالمئة.

ماذا لو ارتفع التيار إلى 800 ميلي أمبير بدرجة حرارة جو 30 سيليسيوس ؟

تصبح الاستطاعة المبددة من نفس القانون
9 – 5 = 4 فولط
4 * 0.8 = 3.2 واط

وتصبح درجات الحرارة بالترتيب
12.8 + 0.64 + 80+30 = 123.44 درجة سيليسيوس، وهي تعني أن المنظم يعمل بشكل قريب جدا من نقطة الفشل، وأي حالة عابرة قد تتسبب بفشله أو توقفه بسبب وجود حماية من ارتفاع الحرارة فيه ولا يمكن له العمل لوقت طويل بهذا الشكل، (ينطبق الامر على العمل بنفس التيار السابق 500 ميلي أمبير لكن بدرجة 50 درجة مئوية أو أكثر)
..

كيف يمكن التغلب على هذه المشكلة ؟؟

يمكن ذلك بتركيب مشتت حراري أكبر وأفضل وذو مقاومة حرارية أقل، أو – و تركيب مروحة تتسبب بتدفق هوائي يحسن المقاومة الحرارية للمشتت الحراري ..

ما هي الاستطاعة القصوى التي يستطيع تمريرها بدون مشتت حراري (بفرض الابقاء على حيز 20 % للأمان)؟؟

العامل الذي يتغير هو مقاومة الوصلة إلى الجو مباشرة (تصبح 50 بدل 25 درجة سليسيوس لكل واط) و فلم يعد بالإمكان تشتيت الحرارة عبر مبرد
لن تتجاوز الاستطاعة الممكن تبديدها عبر المنظم أكثر من 1.05 واط (أي أقل من 260 ميلي أمبير بالحد الأقصى، حتى تصبح درجة حرارته حوالي 100 درجة مئوية وهو ما يجعله يتجاوز عتبة الامان 20 بالمئة التي تحدثنا عنها..

خلاصة ..
LM317 عند تنظيم جهد 9 إلى 5 فولط
500 ميلي أمبير بدرجة حرارة 40 مئوي ومبرد حراري بوضع أمن ودرجة حرارة الوصلة 98 درجة تقريبا

800 ميلي أمبير بدرجة حرارة 30 مئوي وفي وضع قريب من الانهيار أو الإطفاء الحراري درجة حرارة الوصلة أكثر من 120 درجة

260 ميلي أمبير فقط بدون مبدد حراري وبدرجة حرارة 40 (تصل درجة حرارة القسم الخلفي المعدني من المنظم قرابة 90 درجة مئوية ما يكفي للتسبب بحروق في اليد في حال لمسها..

لماذا نستخدم مصطلح مقاومة حرارية ؟؟
لان النموذج الرياضي المستخدم لحساب حرارة الوصلة الداخلية للدارة المتكاملة يتعامل مع الاستطاعة المبددة بمثابة جهد، والمقاومات الحرارية كمقاومات عادية مربوطة بالتسلسل ويعمل على تجميع الحرارية عليها بنفس مبدأ تجميع الجهود على المقاومات المتسلسلة التي يمر فيها تيار واحد، هذا التيار هو التدفق الحراري الصادر من الوصلة بنتيجة عملها..

رابط الداتا شيت المستخدم بالنسبة للمنظم
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317-n.pdf

Electronic-world

ESD discharge considerations ...
ESD can kill your circuit ...

التفريغ الكهربائي للشحنات الساكنة هو أحد أكبر المخاطر التي تواجهها الأجهزة الإلكترونية والدارات بشكل عام، وخاصة تلك التي تكون على تلامس مباشر مع المستخدمين ما يعرضها لاحتمالية حدوث تفريغ للشحنات الساكنة من جسد المستخدم إلى الجهاز مروراً بالدارة والتي في حال لم تكن الحماية من هذه المخاطر أمراً معتبراً خلال تصميمها فسوف تفشل الدارة وقد تتعطل بشكل كامل.

فالجهد الساكن المتولد عن الجسم البشري قد يتجاوز عدة ألاف من الفولطات .. وهو رقم كبير وكاف خلال أجزاء من الثانية لإعطاب العديد من الدارات المتكاملة وبخاصة المعالجات والمتحكمات الصغرية والعناصر الحساسة الأخرى.

يوجد نوعان أساسيان لحوادث التفريغ الكهربائي، الاول يحصل عبر الهواء، حيث يحصل تقارب بين الجسم المشحون وهو هو عادة الجسم البشري والجهاز ما يولد شرارة عبر الهواء تصل إلى الجهاز
الشكل الثاني يحصل عند التلامس المباشر بين الجسم والجهاز وخاصة الأجزاء المعدنية منه والمداخل المختلفة.

التعامل مع التفريغ الكهربائي يتمثل بتوفير مسارات مرور للشحنات والتيارات التي يتسبب بها بشكل بعيد عن العناصر الأساسية في الدارة وضمن مسارات خاصة لذلك، وأبسط مثال على هذا مسارات التفريغ التي توجد في دارات CMOS والتي تحتوي ترانزستورات FET حساسة لهذه الشحنات وتستطيع تعطيلها بسهولة بسبب تمريرها لتيارات عالية جدا
خلال فترات قصيرة لكن كافية للتسبب بضرر كبير في المتكاملة..

يوجد العديد من تقنيات كبت التفريغ الكهربائي وتتمثل بمنعه من المرور أساسا أو توجيهه عبر مسارات لا تؤثر في العناصر الحساسة، ولعل أبسط مثال على ذك هو دارات الحماية في دارات CMOS والتي تحتوي دايودين أحدهما موجه للخط التغذية الموجب والأخر نحو الأرضي .. وهما كفيلان بتمرير هذه النبضات العالية الاستطاعة والجهد واتيار في مسار لا يتسبب بضرر الدارة.

أي يجب توفير حماية ضد التفريغ الكهربائي ؟

- مداخل الأجهزة المختلفة سواء مداخل الشحن أو الهوائيات وغيرها
- واجهات التحكم والاستخدام والأزرار
- مناطق اتصال اللوحات الإلكترونية المختلفة ضمن الجهاز الواحد

اختبارات ESD ضرورية عند الانتهاء من تصميم وبناء أي دارة وجهاز، ويمكن تنفيذها في مختبرات مختصة بهذا أو بشراء جهاز توليد نبضات تفريغ كهربائي يسمى ESD GUN
ويجب تطبيقها على كل دارة تتعرض للتواصل المباشر مع المستخدمين بشكل دائم ومستمر وذلك يعني زيادة عمرها التشغيلي وتخفيض احتماليات التعطل الفشل وفي المنتجات المخصصة للبيع بأعداد كبيرة يعتبر تجاهل هذه الاختبارات خطرا كبيرا قد يتسبب بخسارة كبيرة بسبب العائد للصيانة.

Electronic-world

تدعيم المسارات بالقصدير

من الملاحظ أن نسبة معتبرة من الأشخاص الذين ينفذون دارات مطبوعة محليا يميلون لتغطية المسارات النحاسية بقصدير اللحام لعدة أسباب أولها حمايتها من المؤثرات الخارجي والصدأ وكذلك "تحسين الناقلية"!!
قد يكون هذا التصرف فعالاً للغرض الأول .. لكن الغرض الثاني مضر في الكثير من الحالات وله تأثير عكسي وخطير في العديد من المواضع..
عند تصميم أي دارة مطبوعة يجب أن يؤخذ التيار المار في كل مسار بعين الاعتبار وحسابها بشكل جيد ..
فلا يجب أن يكون المسار أضيق من الحد الأدنى الذي يسمح بتمرير التيار المطلوب بأريحية وبدون هبوط جهد ملحوظ في المسار..
كذلك يجب أن لا يسمح المسار بتمرير تيارات "كبيرة جدا" فوق التيار الذي تحتاجه الدارة وإلا فنحن في حالة انهيار تامة للدارة وتيارات قصر بنتائج كارثية ...

الفرق يظهر هنا .. في حال حصول عطل وحالة قصر في الدارة
المسارات الغير مدعمة بالقصدير والمصممة بشكل صحيح سوف تتحول إلى فاصمة منصهرة تمنع حصول تطور كارثي أو حريق وذلك عبر احتراقها وتقطعها وفصلها للتيار .
أما المسارات المغطاة بالقصير فتحتاج لتيارات أكبر بكثير لتحترق.. خاصة عنند المبالغة في عرضها وتغطيتها بالكثير من القصدير ..
ما يمنع فصل الدارة ويسمح بتمرير تيارات أعلى لفترة أطول ويسبب حصول حريق في الجهاز وما يحيط به ..
بالنسبة للمسارات التي يمكن تدعيمها بالقصدير فهي مسارات التيارات العالية .. وخاصة عند وصل تيار المدينة 220 فولط بأحمال كبيرة أو متوسطة عبر الدارة المطبوعة أو مسارات التيار في دارات الاستطاعة ككل .. أما الدارات المنطقية ودارات الاشارات الصغيرة والتيارات المنخفضة فلا تحتاج للتغطية بالقصدير .. بل يمكن حمايتها عبر عملية ترسيب كيماوي لبعض المركبات التي تعطيه المظهر الفضي اللماع الذي يشبه القصدير .. إضافة لتغطيتها بقناع اللحام الأخضر ..solder mask
أما المسارات التي تيارها أقل من 1 أمبير فيجب عدم تدعيمها بالقصدير إطلاقا ..

Electronic-world

فائدة تصميمية ..
عندما تريد تحديد جهد عمل معين لدارتك بحيث تتوقف عن العمل عند الخروج عن قيمته الدنيا والعليا فالأفضل استخدام دارة "مقارن النافذة" وهي دارة بسيطة لتحديد جهد أعلى وأدنى للدار لتعمل بينهما وتنطفى خارجهما ويمكن ضبطها بدقة تصل حتى عدة عشرات من الميلي فولط !! .. حسب كفاءة المقاومات ومعامل الخطأ فيها والمتكاملة المستخدمة ..
مثلا .. طلب تصميم دارة للتحكم في محرك تيار مستمر .. المحرك يجب أن يعمل في حال كان جهد اتغذية محصورا بين 11 و 14.5 فولط ويتوقف عن العمل بهدف حمايته في حال انخفض او ارتفع الجهد فوق هاتين القيمتين ..

بعض المصممين يقترحون استخدام المبدل التماثلي الرقمي ADC في المتحكم الصغري لقراءة قيمة الجهد من مقسم جهد والاستجابة على أساس ذلك .. لكن هذا الأمر ليس عمليا دائما ..

دارة النافذة أو مقارن النافذة window comparator circuit
عبارة عن مقارنين بمجمع مفتوح open collector
يقارنان اشارة التغذية مع اشارة ثابتة قادمة من منظم الجهد ..
يجب أن يكون المقارنان في حالة خرج مرتفع لكي نحصل على خرج موجب للدارة والميزة أننا نستطيع استخدام جهد مستقل للخرج عن جهد التغذية بحيث يكون جزء تحكم في دارة ما ..
مثلا في الدارة التي تتحكم بمحرك التيار المستمر يوجد طرف الغاء وتفعيل Enable .. عند ورود 5 فولط إليه يسمح بدوران المحرك وعند 0 فولط ينطفى .. يمكن استخدام هذه الدارة للتحكم بهذا الطرف وحماية المحرك من الجهد المرتفع والمنخفض ..

ينسى الكثير من مصممي الدارات المطبوعة وخاصة المبتدئين منهم أن المسارات على اللوح والمصنوعة من النحاس ذات مقاومة نوعية معتبرة تتعلق بطول المسار وعرضه، لذلك كلما طال المسار يجب زيادة عرضه تجنبا لزيادة المقاومة بشكل يؤثر في أداء الدارة خاصة في الدارات التي يوجد فيها قياسات دقيقة للتيار والجهد الذي ينقل عبر هذه المسارات ..
فسماكة النحاس على الدارة عادة 35 ميكرو متر أو 70 ميكرو متر حسب الطلب ( 2oz)
إذا كلما زاد طول المسار يجب زيادة عرضه بهدف تخفيض المقاومة المادية للمسار وإلا قد يختل عمل الدارة في العديد من الحالات ولن يكون من السهل تحديد سبب المشكلة خلال الفحص(موضوع الممانعة الناتجة عن طول وشكل المسار موضوع أخر لكنه في نفس المنحى ) ..
#منقول

Switch Electronic services

حماية الدوائر من الجهد العكسي و انعكاس القطبية، باستخدام الدايود والموسفيت.

☚ حماية الدوائر من رجوع الجهد مرة أخري إلي مسار لا يفترض أن يرجع فيه، حتي لايتسبب في أي أضرار.
عند عكس الأقطاب الموجب والسالب لاتعمل الدارة وقد تتسبب في أضرار في بعض الدوائر.
☚ طبعاً سوف يأتي في ذهنك وضع دايود/موحد لان من خصائصه أنة يمرر التيار من الانود الي الكاثود وليس العكس، طبعا الي ان يصل إلي مرحلة الانهيار.
لاكن المشكلة هنا عند تطبيق هذه الطريقة في دارة تعمل علي تيار كبير وليكن 3 امبير. وجهد التشغيل الدايود المستخدم 0.8 فولت ومن قانون الفقد في الطاقة=Vf*l
اذا wasted power=0.8*3=2.4w
اذا 2.4w سوف تفقد علي هيئة حرارة قد تسبب أضرار.
Vf>>forward voltage.
والافضل نستخدم شوتكي دايود لان لدية جهد تشغيل اقل لاكن سوف يكون هناك أيضا فقد كبير نسبيا لاكن اقل بكتير من الدايود العادي.
الحل في استخدام ترانزيستور من نوع موسفيP-channel
ومن المعلوم عنه أنه ليعمل يجب وضع جهد سالب علي بوابته.
وهناك فقد بين الدرين والسورس حوالي 1 فولت لوجود دايود داخلي.. ووجود جهد سالب بين البوابة السورس حوالي -4 "طبعا كل الجهود اللازمة تعرف من الداتاشيت".
ولكن جهد الدارة 12v.
Vgs>> الجهد بين البوابة السورس
Vgs=Vg-Vs=0v-11v=-11v
وهذا كافي واكثر لتشغيل البوابة.
طيب الفقد!!
من المعروف أن المقاومة بين الدرين والسورس قليلة جدا عند التشغيل ولتكن 0.025 اوم ومن القانون
Power loss=I^2*R
=3^2*0.025=0.225w

التيار تربيع*المقاومة. اذا الفقد هنا قليل جدا بالنسبة إلي الطريقة الاولي.ولو كانت كبيرة يمكنك استخدام مشتت الحرارة.
تمام طيب بالنسبة لعكس القطبية. عند عكس أطراف البطاريه سوف لا يعمل الموسفيت لانة يعمل علي الجهد السالب وعند عكس القطبية سوف تكون البوابة عليها جهد موجب.
Vgs=Vg-Vs=0v- -12v=12v
12 فولت موجب بين الدرين والسورس اذا لا يعمل الترانزيستور ويقطع التغذية عن الدارة.
ويمكن وضع مقاومة علي البوابة لحمايتها و وزينر بعد الموسفيت لتنظيم الجهد.
اذا حماية من الجهد العكسي وانعكاس القطبية.
يمكن استخدام N-Channel موسفيت مع مراعاة القطبية في التوصيل وقيم الجهود.

وتذكر .
"أَلَا إِنَّ الدُّنْيَا مَلْعُونَةٌ مَلْعُونٌ مَا فِيهَا إِلَّا ذِكْرُ اللَّهِ وَمَا وَالَاهُ وَعَالِمٌ أَوْ مُتَعَلِّمٌ".
صلي الله عليه وسلم.
.
#منقول

بوست مهم جدا وهو صح في حاله استخدام الابتوكابلر كعازل بين اشارتين

☜ نصيحة تصميمة
الرابط(العازل) الضوئي " optocoupler "
يجب أن يؤمن هذا العنصر العزل بين دائرتين مختلفتي الجهود والنقاط المرجعية مع تأمين إمكانية نقل إشارة تحكم بينهما وهذه العملية تحدث عبر العزل الكهربائي والربط الضوئي ..
أحد الأخطاء المنتشرة بكثرة في العديد من التصميمات هي وضع طبقة من polygon
(في بقية هذا المنشور سنعربها بفظة "مسطح" ) تعود لأرضي الحلقة الأولى في الدائرة والتي يفترض أنها معزولة كهربائياً عنها.
ويجب أن لا يوجد أي تواصل ولا أي إمكانية لحدوث شرارات أو أي حالات عابرة أو تشويش كهرطيسي بينهما ..
"المسطح" الذي وضع سيعمل كجسر لوصل الحلقتين وسيفقد الرابط الضوئي ميزته الأساسية .. في الكثير من الحالات وخاصة في حالات الجهود المرتفعة فوق 48 فولط وعندما تكون مسافة التباعد المستخدمة بين أطراف الرابط الضوئي و"المسطح" صغيرة جدا وأقل من المطلوب للعزل الصحيح ..

إذاً يجب عند وضع رابط ضوئي بين حلقتين معزولتين في دائرة ما إما عدم وضع "مسطح" تحته أو وضع مسطحين متباعدين بما يكفي .. كل واحد منهما تابع لأرضي القسم الذي تمر فيه إشارة التحكم العائدة لهذا القسم
(أرضي قسم الدايود الضوئي وأرضي لقسم الترانزستور) ..
#منقول

Switch Electronic services

كيف أختار الموسفت المناسب لتصميمي ؟؟

الموسفت هو العنصر الأساسي في العديد من دارات الاستطاعة المتعددة الاستخدامات .. سواء مبدلات الجهد المستمر أو العواكس أو أي دائرة تتطلب قدرة كهربائية معتبرة ..
إضافة للعديد من التطبيقات المختلفة ..
يمكن تحديد الموسفت المناسب لدارتك سواء عند تصميمها أو إجراء صيانة وفق مجموعة من الخطوات نجمل أهمها فيما يلي :
- تحديد الجهد الذي سيطبق على الموسفيت سواء المستقر أو الجهود العابرة
- تحديد نوع الحمل الذي سوف يعمل معه الموسف وتحديداً الأحمال الحثية (الملفات).
- تحديد التيار الذي يجب أن يمرره الموسفت سواء التيار الأعتيادي المستمر أو تيارات القمم العابرة.
- درجة حرارة تشغيل الدائرة القصوى والدنيا.
- إمكانية تركيب المبدد الحراري أو المراوح.
- طبيعة إشارة التحكم في الموسفيت ومصدرها (دائرة رقمية أم تماثلية).
- تردد تشغيل الدائرة (لن نناقش هذا القسم في هذا المنشور)

النقاط الأربع الأهم في المواصفات التقنية لأي موسفت هي ما يلي
- جهد التشغيل المستقر الأقصى (اضافة للجهود العابرة) Vds
- تيار التشغيل المستمر الأقصى ( اضافة للتيارات اللحظية القصوى ) Id
- مقاومة الموسفيت عند فتح القناة بشكل كلي (ورتبتها ميلي أوم عادة) RDS on
- سعة البوابة ( ورتبتها عادة بالبيكو فاراد)
-(( يوجد عدة نقاط أخرى لن نناقشها هنا مثل جهد المصدر-البوابة وRDS off والاستطاعة المبددة القصوى))

لكل موسفيت جهد تشغيل أقصى يطبق بين المصدر والمصب (Vds) ينهار في حال طبق عليه جهد أكبر منه لفترة زمنية معتبرة؛ فعند تصميم دائرة بحمل غير حثي يجب أن يكون جهد الموسفت الأقصى أكبر بحوالي 30% من أقصى جهد سيطبق عليه..
أي لو كان جهد تشغيل الدارة 24 فولت ..
يجب أن يكون الجهد الأقصى للموسفت 32 فولت بالحد الأدنى ..

في حالة الأحمال الحثية مثل الملفات والمحولات وخاصة في دوائر التغذية التقطيعية وبسبب الجهود العكسية الكبيرة المتولدة في الملفات يجب أن يكون جهد الموسفيت ضعف جهد تشغيل الدارة على الأقل(حتى لو أضفت دائرة كبت لهذه الجهود snubber) ..
أي لو كان لديك دارة تقطيع smps بجهد مطبق على الموسفيت والملف 100 فولت يجب أن يكون الجهد الأقصى للموسفيت 250 فولت على الأقل ( 300 أو 400 )

بالنسبة لتيار التشغيل الأقصى .. من الصعب أن تشغل موسفيت بالتيار المقنن المذكور في بياناته وذلك بسبب الحاجة لتشتيت حراري كبير ولذلك الأفضل عند تصميم دائرة أن يكون الموسفيت يتحمل على الأقل ضعف إلى ضعفي التيار المتوقع مروره فيها ..
واستخدام مجموعة موسفيتات على التفرع لتمرير التيارات الكبيرة وتجنب تمرير تيار عالي في موسفيت واحد ..

أي لو كنت بحاجة إلى 20 أمبير في الدارة فيجب أن يكون التيار المقنن للموسفيت 50 أو 75 أمبير (سيكون هنالك عامل تكلفة ولكن ستنخفض فرصة تعطل الدارة )
وغالبا عند تجاوز 20 أمبير الأفضل استخدام مجموعة موسفيتات على التفرع لتمرير التيار بأريحية أكبر مع تشتيت حراري أفضل (خاصة عند استخدام موسفيت سطحي).

المقاومة الداخلية للموسفيت عند الفتح RDS on وهي مقاومة صغيرة غالبا ما تكون من رتبة الميلي أوم ولكن في بعض الموسفيتات تكون أعلى بقليل ..
أهمية هذه المقاومة أنها تحدد الاستطاعة التي يبدده الموسفيت وبالتالي الحرارة الصادرة عنه والكثير من التفاصيل التي يهمنا منها حاليا أنه كلما كبرت هذه المقاومة كلما ازدادت فرصة تلف الموسفيت حرارياً.
مثلا عند تمرير 10 أمبير في موسفيت ذو مقاومة 0.2 أوم ستكون الاستطاعة المبددة
i * i * r = 10*10*0.2 =20 w
وهذه كارثة حقيقية ..
فيما لو كانت المقاومة الداخلية أقل مثلا 0.01 أوم فالنتيجة ستكون 2 واط فقط
وفي حال وزع التيار على موسفيتين فستكون النتيجة أفضل بسبب توصيل المقاومتين على التفرع ما يخفض القيمة الكلية للمقاومة وبالتالي الاستطاعة المبددة ...
( يوجد موسفيتات بمقاومة داخلية RDS(on) حتى قيمة 0.001 أوم )
إذا عندد اختيار الموسفيت يجب الانتباه لهذه النقطة فهي مؤثرة جدا وعند المقارنة بين موسفيتين يجب اختيار ذو المقاومة الأقل ..

سعة البوابة تقدر بالبيكو فاراد لمعظم الموسفيتات وتعمل الشركات المصنعة على تخفيضها لاقصى حد ممكن فهي عامل مؤثر جدا في تردد عمل الموسفيت وحتى التبديد الحراري فيه !!
فالمكثف يتحكم في توقيت فتح القناة في الموسفيت ويجبره على المرور في حالات تكون فيها مقاومة القناة في وضع متوسط بين مقاومة الفتح ومقاومة الإغلاق ما يتسبب بتبديد استطاعة بشكل حرارة يظهر أثره بشدة كلما ارتفع تردد التحكم بالموسفيت ...
كذلك ارتفاع سعة بوابة الموسفيت يجبرك على وضع دارة قيادة driver بتيار أعلى حتى تسرع عملية فتح قناة الموسفيت ما يعقد التصميم ويرفع تكلفته وخاصة عند وضع مجموعة موسفيتات على التفرع فستحصل على مكثف كبير نسبيا على البوابة ما يتسبب بتفاوت توقيت فتح وإغلاق قنوات الموسفيتات ما يتسبب بتيارات كبيرة عبر بعض الموسفيتات التي تفتح أولا وتعطلها مع الوقت .. (نتحدث عن هذه الجزئية لاحقا إن شاء الله )

إذا لاختيار الموسفيت المناسب نقرأ البيانات الجهد والتيار والسعة والمقاومة الداخلية قبل أن نختار أي موسفيت لأي تطبيق ...

#منقول