با عرض سلام خدمت دوستان عزیزم
همان‌طور که می‌دا‌نید، ما تا کنون توانسته‌ایم مدار اصلی روبات را با استفاده از دو روش پیاده‌سازی کنیم و بسازیم. روش اول استفاده از بِرِد بُرد بود که گفتیم این روش بیشتر کاربرد آزمایشگاهی دارد و نمی‌توان از آن به‌عنوان مدار نهایی روبات برای شرکت در یک مسابقه با غیره استفاده نمود، زیرا بسیار آسیب‌پذیر بوده و با کوچک‌ترین تماس اشتباهی با مدار به راحتی اتصالات مدار قطع می‌شوند. 

روش دوم استفاده از بُردهای سوراخ‌دار بود، و گفتیم برای استفاده از این برد‌ها باید تمام اتصالات با استفاده از تکه‌های کوچک سیم لحیم شوند. این روش هرچند روش بسیار مطمئن‌تری نسبت به برد برد است، اما این روش هم ایراداتی دارد، از جمله اینکه این اتصالات، زیاد مطمئن نیستند، همچنین برای پیاده‌سازی مدارات بزرگ و پیچیده، کار بسیار دشوار می‌شود، زیرا باید تعداد بسیار زیادی سیم را از جاهای مختلف مدار رد کرد و این کار بسیار دشوار خواهد بود. همچنین در چنین مداری به دلیل حجم زیاد اتصالات و سیم‌های روی مدار، در صورتی که نقصی در مدار به وجود آید، به‌سختی می‌توان تشخیص داد مشکل از کدام یک از اتصلات است.

 اما روش مطمئن و متداول چیست؟

حتماً تا به حال مدارهايی مشابه بالا را در بسیاری از دستگاه‌‌های خانگی و روبات‌‌ها دیده‌اید که در آن‌ها نه خبری از سیم‌کشی‌های پیچیده است، و نه بِرِد بُرد. در این نوع مدار‌ها ارتباط بین قطعات مختلف مدار از طریق مسیر‌های مسی است. در حقیقت در این نوع مدار، مسیرهای مسی‌ای که روی بورد کشیده شده است جای سیم‌ها را گرفته‌اند. این نوع مدار را PCB می‌گویند که مخفف “Printed Circuit Board” به معنای مدار چاپی است. مدارهای چاپی یا PCB بر خلاف بِرِد بُرد و بورد سوراخ‌دار، به‌صورت اختصاصی برای یک مدار خاص طراحی می‌شود و طبیعتاً فقط یک کاربرد خاص دارد و نمی‌توان مانند دو نمونه دیگر هر مدار دیگری را بر روی آن پیاده سازی کرد.
در PCB جای تمام قطعات و مسیرها از پیش تعیین و تعبیعه شده است و فقط شما کافیست المان‌ها مورد نظر را در محل‌های تعیین شده لحیم کنید تا مدار کامل شود.

PCB چگونه تهیه می‌شود؟

مرحله‌ی اول در ساخت PCB یک مدار، کشیدن نقشه‌ی شماتیک مدار است. شما باید بتوانید نقشه‌ی مداری که می‌خواهید PCB آن را بسازید با استفاده از نمادهای شماتیک طراحی کنید.
به عنوان مثال در جلسه‌ی نوزدهم ما نقشه‌ی شماتیک مدار یک روبات مسیریاب ساده را کشیدیم.
در گام بعدی می‌بایست با استفاده از یکی از نرم افزارهای طراحی PCB، نقشه‌ی PCBِ مدار را بر اساس نقشه‌ی شماتیک آن طراحی کنیم.
در چندین جلسه‌ی آینده ما آموزش طراحی PCB را در یکی از قدرتمندترین نرم‌افزارهای موجود پی خواهیم گرفت.
این نرم افزار Altium Designer نام دارد. قابلیت بسیار زیاد و طراحی ایده آل این نرم افزار، آن را تبدیل به مطرح‌ترین نرم افزار موجود در زمینه‌ی الکترونیک کرده است.
بحث آموزش این نرم افزار را از جلسه‌ی آینده شروع خواهیم کرد. از این جهت دوستان عزیز لازم است برای جلسه‌ی آینده این نرم افزار را از فروشگاه‌های فروش نرم‌افزار و CDهای آموزشی، تهیه کرده و بر روی کامپیوترهای خود نصب کنند. ما آموزش‌مان را با نسخه‌ی 08  این نرم‌افزار انجام خواهیم داد. از همین رو دوستان عزیز دقت کنند که نسخه‌ی تهیه شده از 08 قدیمی‌تر نباشد.

اما در ادامه‌ی این جلسه ما کمی در مورد تکنولوژی‌های مختلف ساخت PCB توضیح خواهیم داد.
در حالت کلی 2 تکنولوژی متفاوت از نظر ساختار بیرونی، برای تولید قطعات و مدارات الکترونیکی وجود دارد که تفاوت آن‌ها در شکل پایه‌های قطعات است. در تکنولوژی اول، اتصال قطعات با بورد اصلی از طریق سوراخ‌هایی است که در بورد ایجاد شده است و برای برقراری اتصال باید پایه‌های قطعه‌ی مورد نظر از درون این سوراخ‌ها رد شوند.
  

 
تمام قطعاتی که تا به حال با آن‌ها کار کرده‌ایم، با استفاده از همین روش ساخته شده‌اند. در این روش، پس از اینکه پایه‌های قطعه در سوراخ‌ها قرار گرفت، باید لحیم شوند تا اتصال کامل گردد. 

این روش به زبان انگلیسی، "through hole technology" نام دارد.
روش دوم SMD نام دارد که مخفف “Surface Mountain Device” است. در این روش در بورد اصلی هیچگونه سوراخی برای نصب قطعات وجود ندارد. و پایه‌های قطعات هم به گونه‌ای ساخته نشده‌اند که از درون سوراخ‌های بورد عبور کنند. 

 در این روش، پایه‌های قطعات بر روی بورد لحیم می‌شوند و نیازی به سوراخ بر روی بورد نیست.
هر کدام از دو روش کاربردها و ویژگی‌های منحصر به خود را دارند که باعث شده هر دو روش در حال حاضر مورد استفاده قرار بگیرند.
مهمترین ایراد روش SMD دشورای لحیم کاری آن به صورت دستی است، که باعث شده اکثر طراحان، در مداراتی که قرار است توسط انسان لحیم کاری شوند، نتوانند از روش SMD استفاده کنند. البته در کارخانه‌هایی که لحیم کاری به وسیله‌ی روبات‌های صنعتی انجام می‌گیرد، تکنولوژی SMD کاربرد بسیار بیشتری نسبت به تکنولوژی دیگر دارد.
در جلسه‌ی اینده آموزش مبحث طراحی مدارات الکترونیکی چاپی (PCB) را شروع خواهیم کرد و به دلیل اهمیت بسیار زیاد این مبحث، چندین جلسه به این موضوع اختصاص داده خواهد شد. در باب اهمیت این بحث می‌توان گفت یکی از مهمترین مهارت‌هایی که برای ساخت یک روبات حرفه‌ای باید کسب کرد، طراحی PCB است.
امیدوارم مطالبی که در این مبحث مطرح می‌شود برای دوستان جذاب و قابل درک باشد و عزیزان این مبحث را هم طبق گذشته با جدیت پی‌گیری کنند.

شاد و پیروز باشید
فراز  امیرغیاثوند

با عرض سلام خدمت دوستان عزیزم
همان‌طور که می‌دا‌نید، ما تا کنون توانسته‌ایم مدار اصلی روبات را با استفاده از دو روش پیاده‌سازی کنیم و بسازیم. روش اول استفاده از بِرِد بُرد بود که گفتیم این روش بیشتر کاربرد آزمایشگاهی دارد و نمی‌توان از آن به‌عنوان مدار نهایی روبات برای شرکت در یک مسابقه با غیره استفاده نمود، زیرا بسیار آسیب‌پذیر بوده و با کوچک‌ترین تماس اشتباهی با مدار به راحتی اتصالات مدار قطع می‌شوند. 

روش دوم استفاده از بُردهای سوراخ‌دار بود، و گفتیم برای استفاده از این برد‌ها باید تمام اتصالات با استفاده از تکه‌های کوچک سیم لحیم شوند. این روش هرچند روش بسیار مطمئن‌تری نسبت به برد برد است، اما این روش هم ایراداتی دارد، از جمله اینکه این اتصالات، زیاد مطمئن نیستند، همچنین برای پیاده‌سازی مدارات بزرگ و پیچیده، کار بسیار دشوار می‌شود، زیرا باید تعداد بسیار زیادی سیم را از جاهای مختلف مدار رد کرد و این کار بسیار دشوار خواهد بود. همچنین در چنین مداری به دلیل حجم زیاد اتصالات و سیم‌های روی مدار، در صورتی که نقصی در مدار به وجود آید، به‌سختی می‌توان تشخیص داد مشکل از کدام یک از اتصلات است.

 اما روش مطمئن و متداول چیست؟

حتماً تا به حال مدارهايی مشابه بالا را در بسیاری از دستگاه‌‌های خانگی و روبات‌‌ها دیده‌اید که در آن‌ها نه خبری از سیم‌کشی‌های پیچیده است، و نه بِرِد بُرد. در این نوع مدار‌ها ارتباط بین قطعات مختلف مدار از طریق مسیر‌های مسی است. در حقیقت در این نوع مدار، مسیرهای مسی‌ای که روی بورد کشیده شده است جای سیم‌ها را گرفته‌اند. این نوع مدار را PCB می‌گویند که مخفف “Printed Circuit Board” به معنای مدار چاپی است. مدارهای چاپی یا PCB بر خلاف بِرِد بُرد و بورد سوراخ‌دار، به‌صورت اختصاصی برای یک مدار خاص طراحی می‌شود و طبیعتاً فقط یک کاربرد خاص دارد و نمی‌توان مانند دو نمونه دیگر هر مدار دیگری را بر روی آن پیاده سازی کرد.
در PCB جای تمام قطعات و مسیرها از پیش تعیین و تعبیعه شده است و فقط شما کافیست المان‌ها مورد نظر را در محل‌های تعیین شده لحیم کنید تا مدار کامل شود.

PCB چگونه تهیه می‌شود؟

مرحله‌ی اول در ساخت PCB یک مدار، کشیدن نقشه‌ی شماتیک مدار است. شما باید بتوانید نقشه‌ی مداری که می‌خواهید PCB آن را بسازید با استفاده از نمادهای شماتیک طراحی کنید.
به عنوان مثال در جلسه‌ی نوزدهم ما نقشه‌ی شماتیک مدار یک روبات مسیریاب ساده را کشیدیم.
در گام بعدی می‌بایست با استفاده از یکی از نرم افزارهای طراحی PCB، نقشه‌ی PCBِ مدار را بر اساس نقشه‌ی شماتیک آن طراحی کنیم.
در چندین جلسه‌ی آینده ما آموزش طراحی PCB را در یکی از قدرتمندترین نرم‌افزارهای موجود پی خواهیم گرفت.
این نرم افزار Altium Designer نام دارد. قابلیت بسیار زیاد و طراحی ایده آل این نرم افزار، آن را تبدیل به مطرح‌ترین نرم افزار موجود در زمینه‌ی الکترونیک کرده است.
بحث آموزش این نرم افزار را از جلسه‌ی آینده شروع خواهیم کرد. از این جهت دوستان عزیز لازم است برای جلسه‌ی آینده این نرم افزار را از فروشگاه‌های فروش نرم‌افزار و CDهای آموزشی، تهیه کرده و بر روی کامپیوترهای خود نصب کنند. ما آموزش‌مان را با نسخه‌ی 08  این نرم‌افزار انجام خواهیم داد. از همین رو دوستان عزیز دقت کنند که نسخه‌ی تهیه شده از 08 قدیمی‌تر نباشد.

اما در ادامه‌ی این جلسه ما کمی در مورد تکنولوژی‌های مختلف ساخت PCB توضیح خواهیم داد.
در حالت کلی 2 تکنولوژی متفاوت از نظر ساختار بیرونی، برای تولید قطعات و مدارات الکترونیکی وجود دارد که تفاوت آن‌ها در شکل پایه‌های قطعات است. در تکنولوژی اول، اتصال قطعات با بورد اصلی از طریق سوراخ‌هایی است که در بورد ایجاد شده است و برای برقراری اتصال باید پایه‌های قطعه‌ی مورد نظر از درون این سوراخ‌ها رد شوند.
  

 
تمام قطعاتی که تا به حال با آن‌ها کار کرده‌ایم، با استفاده از همین روش ساخته شده‌اند. در این روش، پس از اینکه پایه‌های قطعه در سوراخ‌ها قرار گرفت، باید لحیم شوند تا اتصال کامل گردد. 

این روش به زبان انگلیسی، "through hole technology" نام دارد.
روش دوم SMD نام دارد که مخفف “Surface Mountain Device” است. در این روش در بورد اصلی هیچگونه سوراخی برای نصب قطعات وجود ندارد. و پایه‌های قطعات هم به گونه‌ای ساخته نشده‌اند که از درون سوراخ‌های بورد عبور کنند. 

 در این روش، پایه‌های قطعات بر روی بورد لحیم می‌شوند و نیازی به سوراخ بر روی بورد نیست.
هر کدام از دو روش کاربردها و ویژگی‌های منحصر به خود را دارند که باعث شده هر دو روش در حال حاضر مورد استفاده قرار بگیرند.
مهمترین ایراد روش SMD دشورای لحیم کاری آن به صورت دستی است، که باعث شده اکثر طراحان، در مداراتی که قرار است توسط انسان لحیم کاری شوند، نتوانند از روش SMD استفاده کنند. البته در کارخانه‌هایی که لحیم کاری به وسیله‌ی روبات‌های صنعتی انجام می‌گیرد، تکنولوژی SMD کاربرد بسیار بیشتری نسبت به تکنولوژی دیگر دارد.
در جلسه‌ی اینده آموزش مبحث طراحی مدارات الکترونیکی چاپی (PCB) را شروع خواهیم کرد و به دلیل اهمیت بسیار زیاد این مبحث، چندین جلسه به این موضوع اختصاص داده خواهد شد. در باب اهمیت این بحث می‌توان گفت یکی از مهمترین مهارت‌هایی که برای ساخت یک روبات حرفه‌ای باید کسب کرد، طراحی PCB است.
امیدوارم مطالبی که در این مبحث مطرح می‌شود برای دوستان جذاب و قابل درک باشد و عزیزان این مبحث را هم طبق گذشته با جدیت پی‌گیری کنند.

شاد و پیروز باشید
فراز  امیرغیاثوند