مختصری در مورد تراشه های FPGA

هر چه مدار بزرگتر و پیچیده تر باشد اشتباهات بیشتر و عیب یابی مشکلتر خواهد بود . اینجاست که نقش آی سی های FPGA نمایانتر می شود
آموزش تعمیرات بردهای الکترونیکی
شاید تا بحال مدارهای منطقی را بوسیله گیتهای NOT , OR , AND ساخته اید . برای ساخت چنین مدارهایی ( از قبیل شمارنده ها ، کنترل کننده ها  و ... ) ابتدا باید تعریفی از مدار در دسترس باشد سپس با توجه به منطق اعداد دودویی یک جدول صحت برای مدار تشکیل می شود و حالتهای مختلف مورد بررسی قرار می گیرد سپس با توجه به جدول صحت مدار توسط گیتهای منطقی مانند NAND , NOT , OR , AND طراحی می شود پس از این مرحله نوبت به پیاده سازی مدار بر روی برد توسط آی سی های منطقی می رسد و همانطور که می دانید یکی از وقتگیرترین و خسته کننده ترین مرحله ساخت یک مدار همین قسمت است . بعد از این مرحله نوبت به تست مدار جهت اطلاع از درستی مراحل کار کرد مدار می رسد . اگر در یکی از مراحل قبل دجار اشتباه شده باشیم مطمئناً در مرحله تست مدار دچار مشکل می شویم . در صورت اشتباه در مراحل قبل باید تمام مراحل را از آخر به اول یک به یک چک کنیم تا بتوانیم اشتباهات احتمالی موجود در نحوه بستن و سیم کشی مدار ، طراحی مدار از روی جدول صحت و درستی جدول صحت را برطرف کنیم . با توجه به مطالب گفته شده حتماً به این نکته اذعان خواهید داشت که بیشترین اشتباهات در مرحله سیم کشی و بستن مدار بر روی برد پیش خواهد آمد . ممکن است سیمی در جای اصلی وصل نشده باشد و یا ممکن است یک پایه به هیچ جا متصل نباشد و یا اشتباهات مشابه اینها . . . از طرف دیگر می دانیم که هر چه مدار بزرگتر و پیچیده تر باشد اشتباهات بیشتر و عیب یابی مشکلتر خواهد بود . اینجاست که نقش آی سی های FPGA نمایانتر می شود .

نکاتی در مورد آپ امپ

در سیستم های الکترونیک حالتهای بسیاری وجود دارد که تغییرات سیگنال به آهستگی انجام می گیرد یا ما با مقادیرکوچک DC سروکار داریم.
دراینگونه موارد معمولا عملی نیست که از تقویت کننده های چندطبقه استفاده شود.
آموزش تعمیرات بردهای الکترونیکی
معمولا در این موارد ازتقویت کننده های DC با بهره بالا استفاده می شود.یکی از انواع تقویت کننده های DC که دارای بهره بالا (بهره حلقه باز نزدیک به بینهایت) وهمچنین دارای پایداری بسیارخوب می باشند ، تقویت کننده های عملیاتی یکپارچه می باشند که به صورت IC های تجاری دردسترس هستند . ازخصوصیات این نوع آی سی ها (Op-amp ها) می توان به مصرف کم توان، به صورت فراوان و ارزان در دسترس بودن و ازهمه مهمتر ساده بودن تکنیک طراحی با این نوع IC ها (Op-amp ها) به دلیل قابلیت انعطاف نسبتا خوب این نوع قطعات اشاره کرد.
چنانچه گفته شد در بعضی موارد Op-Amp ها نیاز به دو منبع تغذیه مثبت و منفی دارند.
اگر ما مایل باشیم که تنها از خروجی مثبت آپ امپ استفاده کنیم.در واقع منظور ولتاژ های مثبت در خروجی است.در این حالت می بایست منفی Vss را به زمین متصل کنیم.ولتاژ‌ مثبت را تنها به پایه تغذیه مثبت وصل کنیم.
در این حالت شما بایستی از دو باطری یا از یک منبع تغذیه دوتایی مثبت و منفی استفاده کنید.
نکته ای که در مورد آپ امپ ها حاوز اهمیت است آن است که هیچگاه تغذیه مثبت و منفی آپ و امپ را به صورت معکوس وصل نکنید،با این کار Op-Amp خواهد سوخت.
تغذیه ورودی های مثبت و منفی می بایست از مقادیر ورودی در پایه های inverting و noninverting بیشتر باشد سیگنال های ورودی و خروجی را توسط خازنهای 1.0ufتا 0.1uf زمین کنید تا از تاثیر نویز در مدار خود جلوگیری کنید.
در حالت ایده آل آپ امپ ها دارای مقاومت ورودی بالا و در نتیجه جریان ورودی در حد صفر و مقاومت خروجی صفر می باشند همچنین در این حالت ولتاژ‌ در ورودی های مثبت و منفی با یکدیگر مساوی هستند.

(در فیبر مدار چاپی)چگونه قطعات نصب می شوند؟

آموزش تعمیرات بردهای الکترونیکی
قطعات به دو صورت ایستاده و خوابیده روی فیبر نصب می شوند.
الف ـ نصب قطعات به طور ایستاده:
چنانچه بر روی فیبر مدر چاپی (pcb) ، جای کمی برای نصب قطعات وجود نداشته باشند می توان قطعات را به طور ایستاده لحیم نمود.  
ب ـ نصب قطعات بطور خوابیده:
چنانچه بر روی فیبر مدار چاپی(pcb) ، برای نصب قطعات جای کافی موجود باشد از این روش استفاده می شود
فاصله پایه های قطعات از یکدیگر چقدر است؟
بهترین راه این است که قطعات مورد نظر را روی فیبر مدار چاپی (pcb)  قرار داده و محل پایه های آن را با ماژیک رنگی نوک باریک علامت گذاری نمود.
الفـ فاصله پایه های آی سی های یک ردیفی:
فاصله بین پایه ها از یکدیگر، 5/2 میلیمتر می باشد:
ب ـ فاصله پایه های آی سی های دو ردیفی:
فاصله پایه های مجاور از یکدیگر 5/2 میلیمتر بوده و فاصله هر دو ردیف از یکدیگر 5/7 میلیمتر می باشند.
نکته مهم:
در مورد نصب آی سی های قدرت، دقت شود که برای قرار گرفتن رادیاتور (گرماگیر) آن را بر روی فیبر مدار چاپی(pcb) ، محلی در نظر گرفته شده و سوراخ شود.
طریقه رسم خطوطی که از روی هم در نقشه عبور می کند:
روش اول:
یکی از دو خطی که از روی هم عبور می کند را رسم نموده و خط دیگر را نیز توسط جمپر (رابط سیمی) به یکدیگر وصل می کنیم.
روش دوم:
یکی از خطوط را روی قسمت مسی فیبر رسم نموده و خط دیگر مدار را نیز بر روی قسمت مسی از طرفی عبور می دهیم که به خطهای دیگر مسی برخورد نکند.
طریقه عایق نمودن قسمت مسی فیبر مدار چاپی(pcb):
برای آنکه خطوط مسی پس از مدتی اکسیده و خراب نشوند، بهتر است که لایه اسپری عایق روی آن پخش شود که بهترین نوع اسپری، اسپری پلاستیک 70 می باشد و در صورت نبودن آن می توان فیبر مسی را توسط یک قلم مو آغشته به شارلاک و یا روغن جلا نیز عایقکاری نمود.
طریقه تمیز نمودن فیبرهای مسی قدیمی:
به کمک قلم مو و بنزین می توان فیبرها را تمیز نموده و مدتی صبر نمائیم تا خشک شود

آمپرمتر چیست؟

لغت ammeter از کلمه amper مشتق شده است. توجه کنید که حرف P در کلمه amper حذف شده است و فقط دو حرف اول این کلمه در لغت ammeter بکار رفته است.
آموزش تعمیرات بردهای الکترونیکی
ریشه لغوی
لغت ammeter از کلمه amper مشتق شده است. توجه کنید که حرف P در کلمه amper حذف شده است و فقط دو حرف اول این کلمه در لغت ammeter بکار رفته است.
ما نمی‌توانیم الکترونها یا پروتونها را دیده یا لمس کنیم به همین دلیل نمی‌توانیم آنها را بشماریم در نتیجه به ابزاری احتیاج داریم تا بتوانیم آنها را بشماریم شدت روشنایی لامپ مشخصاتی از شدت جریان را به ما نشان می‌دهد، ولی دو نقص اصلی دارد. اول اینکه نمی‌تواند شدت جریان را در واحدی که به آسانی قابل یادداشت و مقایسه با اندازه گیری شدت جریان در محلها و زمانهای دیگر باشد، اندازه بگیرد. همچنین در شدت جریانهای معین می‌توان از آن استفاده کرد. اگر مقدار شدت جریان خیلی کم باشد، لامپ روشن نمی‌شود و اگر شدت جریان خیلی زیاد باشد، لامپ می‌سوزد. برای رفع نقص اول به ابزاری احتیاج داریم که به ما نشان دهد، چند آمپر (چند کولن الکترون در هر ثانیه) در مدار جریان دارد. دستگاه مخصوصی که این اندازه گیری را انجام می‌دهد، آمپرمتر (ammetr) نامیده می‌شود.
طرز کار آمپرمتر
آمپرمتر مقدار شدت جریانی را که از آن می‌گذرد، بوسیله یک عقربه که در روی صفحه درجه بندی شده حرکت می‌کند، نشان می‌دهد. میزان انحراف عقربه آمپرمتر با تعداد الکترونهایی که از این دستگاه می‌گذرند، نسبت مستقیم دارد. یعنی نشان می‌دهد که چه مقدار بار الکتریکی در ثانیه از آن عبور می‌کند.
طرز استفاده از آمپرمتر
آمپرمتر از خیلی جهات شبیه کنتور آب است که میزان آب مصرف شده منازل را اندازه می‌گیرد. هر دو دستگاه (آمپرمتر و کنتور آب) باید طوری در مدار قرار گیرند که جریانهای الکتریسیته و آب از آنها بگذرد، تا بتوان شدت جریان را اندازه گرفت. تمام آبی که از لوله اصلی وارد خانه می‌شود، باید از کنتور آب عبور کند. آمپرمتر نیز باید طوری قرار گیرد که تمام جریان الکتریسته از آن بگذرد، تا بتوان تمام شدت جریان الکتریکی را بوسیله آن اندازه گرفت. این نوع اتصال را اتصال متوالی یا سری می‌گویند. یعنی اجزا تشکیل دهنده مدار در یک خط مستقیم (یک مسیر هدایت کننده) به یکدیگر اتصال دارند.
 مراحل قرار دادن آمپرمتر در مدار
برای قرار دادن آمپرمتر در مدار متوالی به ترتیب زیر عمل کنید.
1. نیروی خارجی را که به مدار وارد می‌شود، قطع کنید.
2. آن قسمت از مدار را که آمپرمتر در آن قرار دارد، باز کنید یا ببرید.
3. انتهای مثبت آمپرمتر را به سیمی که به قطب مثبت پیل می‌رود، وصل کنید.
4. انتهای منفی آمپرمتر را به سیمی که به قطب منفی پیل می‌رود، وصل کنید.
مراحل 4 , 3 (که عبارتند از انتقال مثبت به مثبت ، منفی به منفی) را دقت در پلاریته می‌نامند و این امر مهم است. زیرا دستگاه اندازه گیری آمپرمتر شدت جریان را در یک جهت نشان می‌دهد. اگر دستگاه اندازه گیری را بطور عکس در مدار قرار دهیم، چون جریان در جهت عکس (که مناسب آمپرمتر نیست) از آن می‌گذرد و انحراف عقربه بوجود می‌آید که باعث شکسته شدن یا خم شدن آن می‌گردد. فیش قرمز را به جک قرمز آمپرمتر و فیش سیاه را به جک سیاه در بالای آمپرمتر وصل کنید.

نحوه استفاده از ADC

مبدل آنالوگ به دیجیتال، یکی از مهمترین قابلیت‌هایست که اکثر میکروکنترلر‌های خانواده‌ی AVR آن را دارند. در میکروکنترلر‌های قدیمی‌تر، برای این کار، باید یک آی سی به صورت جداگانه بر روی مدار تعبیه میشد.
آموزش تعمیرات بردهای الکترونیکی
در میکرو کنترلر ATMEGA16، 8 پایه ای به ADC اختصاص داده شده، ADC مخفف "Analog-Digital Converter" و به معنای مبدل آنالوگ به دیجیتال است. یعنی شما می توانید به صورت همزمان، خروجیِ 8 سنسور یا مدار جانبی را به میکروکنترلر خود وصل کنید و اطلاعات آن ها را به وسیله  ADC دریافت کنید.
اما این 8 پایه کدام پایه ها هستند؟
این 8 پایه، پایه مربوط به پورت A هستند که با فعال کردن ADC در CodeWizard، این پایه ها در اختیار ADC قرار می گیرند. دقت کنید که برای استفده از ADC حتماً باید قبلاً تنظیمات را در CodeWizard انجام داده باشید.
این 8 پایه طبق شکل زیر از ADC0 تا ADC7 نام گذاری شده اند.
چگونه از ADC در برنامه استفاده کنیم؟
هنگامیکه شما تنظیمات اولیه را برای فعال سازی ADC در CodeWizard انجام می دهید، به شما این امکان داده می شود که در هر قسمت از برنامه، مقدار هر یک از 8 ADC را بخوانید و از آن استفاده کنید. عبارت" (شماره  ADC read_adc )" در هر قسمت از برنامه، حاوی مقدار ADC مورد نظر شماست. مثلاً اگر بخواهیم مقدار ADC0 را بررسی کنیم که آیا از 100 بزرگتر است یا خیر، به شکل زیر عمل می‌کنیم:
                                                                                                                                         if(read_adc(0) ) > 100
یا مثلاً اگر بخواهیم مقدار ADC1 را در داخل یک متغیر نگه داری کنیم، به شکل زیر عمل می کنیم:
                                                                                                                                                                       ;  int a
                                                                                                                                                  ; (1)  a= read_adc

مدار 7segment

آموزش تعمیرات بردهای الکترونیکی
در این مدار با یک شمانده سه رقمی با استفاده از کلید آشنا می شوید شما هر با که کلید Push-Bottom را فشار دهید یک شماره به 7segmentها اضافه خواهد شد تا اینکه رقم 999 ایجاد شود پس از آن اگر کلید را فشار دهید هر سه 7segment عدد صفر را نشان خواهند داد دکمه Reset نیز در این مدار وجود دارد که با فشار دادن آن هر مرتبه در هر جای شمارش که باشید هر سه 7segment عدد صفر را نشان خواهند داد.
قطعات مورد نیاز
1. 1 عدد آی سی 4511
2. 1 عدد آی سی 4553
3. 1عدد آی سی 4093
4. 3 عدد 7segment کاتد مشترک
5. 2 عدد مقاومت 1 مگا اهم
6. 7 عدد مقاومت 220 اهم
7. 3 عدد مقاومت 4.7 کیلو اهم
8. 1 عدد مقاومت 100 کیلو اهم
9. 1 عدد خازن 1 نانو فاراد
10. 3 عدد ترانزیستور BC 557
11. 2 عدد کلید push-bottom
12. 2 عدد خازن 10 نانو فاراد
13. 2 عدد مقاومت 470 کیلو اهم
14. برد بورد
15. سیم تلفنی
نقشه مدار
پایه های 9 تا 15 آی سی 4511 خروجی های a,b,c,d,e,f,g به 7segment است هر کدام از این پایه ها با مقاومتهای 330 اهم به 7segment اتصال دارند پایه های a,b,c,d,e,f,g 7segment در کنار آن در نقشه مشخص شده اند هر کدام از پایه های یکسان را در سه 7segment به هم متصل کنید به طور مثال پایه های a هر 7segment را به هم متصل کنید این کار را برای تمامی پایه های هر 7segmen انجام دهید.
پایه وسطی هر 7segment پایه مشترک آن است همانطور که در نقشه می بینید در کنار این پایه عبارتی نوشته نشده است تا این پایه تحریک نشود 7segment روشن نخواهد شد تحریک این پایه می تواند با ولتاژ‌ صفر یا پنج ولت انجام شود اگر تحریک آن با ولتاژ صفر باشد از نوع کاتد مشترک است و اگر با ولتاژ مثبت 5 ولت باشد از نوع آند مشترک است در این مدار از نوع کاتد مشترک استفاده کنید تحریک این پایه توسط 3 عدد ترانزیستور BC557 انجام می گیرد این ترانزیستور از نوع pnp است کلکتور آن را به منفی منبع تغذیه وصل کنید امیتر آنها را نیز به مشترک سه 7segment وصل کنید نحوه اتصال در نقشه کاملا مشخص است بیس این ترانزیستور ها با سه عدد مقاومت 4.7 کیلو اهم از طریق پایه های 2و1و15  آی سی 4553 تحریک می شوند.
پایه های1و7و2و6  آی سی 4511 که معرف A,B,C,D هستند توسط Q0,Q1,Q2,Q3  آی سی 4553 تحریک می شوند  آی سی 4553 هر کلاکی را که در پایه 12 توسط فشردن کلیدpush-bottom دریافت می کند به عددی باینری در پایه های Q0,Q1,Q2,Q3 تبدیل می کند این پایه ها نیز به پایه های A,B,C,D  آی سی 4511 که یک مبدل BCD باینری به 7segment است متصل می باشد و این دلیل مشاهده اعداد بر روی 7SEGMENTاست  
زمانی که شما منبع تغذیه را به این مدار وصل می کنید هر سه 7segment عدد صفر را نشان می دهند حال اگر کلید push-bottom مربوط به پایه پالس(clock) را فشار دهید اولین 7segmentدر سمت راست برد مقدار یک را نشان می دهد همانطور که گفته شد زمانیکه این کلید را فشار می دهید عدد باینری 0001 در پایه های Q0,Q1,Q2,Q3 ایجاد می شود این عدد باینری در پایه های A,B,C,D  آی سی 4511 ایجاد می شود این  آی سی این عدد را به عدد0000110 در پایه های a تا g  آی سی 4511 تبدیل می کند ان عمل تا شماره 10 به همین صورت انجام می گیرد در 9 حالت قبل پایه DS1  آی سی 4511 تحریک می شد وقتی به عدد 10 می رسیم حال پایه DS2  آی سی4511 نیز تحریک می شود در واقع وقتی به عدد 100 نیز می رسیم پایه DS3 تحریک می شو د.