تشخیص برق ورودی برد و خروجی آن
تشخیص برق ورودی برد و خروجی آن یکی از اولین کارهایی است که برای شناخت ساختار یک برد، عیب‌یابی یا بررسی نحوه تغذیه بخش‌های مختلف انجام می‌شود. باید مشخص شود برق از کدام کانکتور یا پایه وارد PCB می‌شود، چه ولتاژی دارد، بعد از عبور از بخش تغذیه چه تغییراتی می‌کند و در نهایت از چه نقاطی به قسمت‌های دیگر برد یا تجهیزات خارجی می‌رسد. به زبان ساده، ابتدا مسیر ورود برق را پیدا می‌کنیم و سپس قدم‌به‌قدم بررسی می‌کنیم این برق در داخل برد به کجا می‌رود و با چه ولتاژی خارج می‌شود.
اشتباه در تشخیص ورودی و خروجی می‌تواند باعث اندازه‌گیری نادرست، اتصال اشتباه منبع تغذیه و حتی آسیب به قطعات شود. این موضوع در طراحی برد الکترونیکی باید از همان ابتدا شفاف باشد و در مرحله چاپ برد الکترونیکی نیز محل کانکتورها، پلاریته و مسیرهای تغذیه مطابق طراحی اجرا شود. بردینو می‌تواند در تحلیل بردهای موجود، بررسی مسیرهای تغذیه و طراحی PCB، ساختار ورودی و خروجی برق را بر اساس مدار و نیاز واقعی پروژه مشخص کند.
نحوه تشخیص برق ورودی برد و خروجی آن
تشخیص برق ورودی برد و خروجی آن یعنی پیدا کردن نقطه‌ای که انرژی الکتریکی وارد PCB می‌شود و مشخص کردن مسیرهایی که پس از عبور از بخش‌های مختلف مدار، ولتاژ یا توان را به قسمت‌های دیگر می‌رسانند. برای این کار معمولاً یک نشانه به‌تنهایی کافی نیست و باید ظاهر برد، نوشته‌های روی PCB، مسیرهای مسی، قطعات بخش تغذیه و اندازه‌گیری با مولتی‌متر کنار هم بررسی شوند. به زبان ساده، باید مسیر برق را از «جایی که وارد برد می‌شود» تا «جایی که به مصرف‌کننده یا بخش بعدی می‌رسد» قدم‌به‌قدم دنبال کرد تا ورودی و خروجی اشتباه تشخیص داده نشوند.
بررسی کانکتورها و نوشته‌های روی برد
اولین راه، بررسی کانکتورها و علائم چاپ‌شده روی PCB هنگام چاپ برد الکترونیکی است. عباراتی مانند VIN، VCC، DC IN، GND، +12V، +5V یا OUT می‌توانند محل ورودی و خروجی را مشخص کنند. به زبان ساده، قبل از هر اندازه‌گیری باید ببینید خود طراح برد چه اطلاعاتی کنار سوکت‌ها و پایه‌ها نوشته است. البته نباید فقط به نوشته‌ها اعتماد کرد، چون ممکن است برد تعمیر شده باشد یا علائم کامل نباشند.
دنبال کردن مسیرهای مسی PCB
مسیر ورودی تغذیه معمولاً از کانکتور وارد برد می‌شود و سپس به بخش‌هایی مثل فیوز، دیود محافظ یا مدار تغذیه می‌رسد. با دنبال کردن Trace یا همان مسیر مسی می‌توان فهمید برق از کدام قسمت عبور می‌کند. به بیان ساده‌تر، خط‌های مسی روی برد مثل سیم‌هایی هستند که داخل PCB ساخته شده‌اند و دنبال کردن آن‌ها مسیر حرکت برق را نشان می‌دهد.
پیدا کردن بخش تغذیه برد
در بسیاری از بردها نزدیک ورودی برق قطعات مشخصی مانند فیوز، دیود، خازن بزرگ، رگولاتور یا مبدل DC-DC دیده می‌شوند. وجود این قطعات می‌تواند نشان دهد که این قسمت مربوط به ورود و تنظیم برق است. به زبان ساده، اگر بخشی از برد چند قطعه مخصوص کنترل و تبدیل ولتاژ داشته باشد، احتمال زیادی وجود دارد که با قسمت تغذیه سروکار داشته باشیم.
تشخیص پایه زمین یا GND
پیدا کردن GND کمک زیادی به تشخیص ورودی و خروجی می‌کند، چون ولتاژها معمولاً نسبت به زمین اندازه‌گیری می‌شوند. با مولتی‌متر در حالت تست اتصال می‌توان نقاطی را که به زمین مشترک متصل هستند بررسی کرد. به زبان ساده، ابتدا یک نقطه مرجع پیدا می‌کنیم و سپس ولتاژ سایر پایه‌ها را نسبت به همان نقطه می‌سنجیم.
استفاده از مولتی‌متر در حالت تست اتصال
زمانی که برد خاموش است، می‌توان از حالت Continuity مولتی‌متر برای دنبال کردن اتصال بین کانکتورها و قطعات استفاده کرد. این روش مشخص می‌کند یک پایه ورودی مستقیماً به کدام بخش برد وصل شده است. به زبان ساده، مولتی‌متر در این حالت کمک می‌کند بفهمیم دو نقطه از نظر الکتریکی به یکدیگر راه دارند یا خیر.
اندازه‌گیری ولتاژ ورودی
پس از مشخص شدن نقاط احتمالی ورودی و در صورتی که شرایط ایمن باشد، می‌توان ولتاژ آن‌ها را با مولتی‌متر اندازه گرفت. برای مثال اگر منبع تغذیه ۱۲ ولت به برد متصل باشد، باید بررسی شود این ولتاژ روی کدام پایه کانکتور وارد PCB می‌شود. به زبان ساده، اندازه‌گیری واقعی کمک می‌کند حدس‌های حاصل از بررسی ظاهری برد تأیید شوند.
بررسی ورودی و خروجی رگولاتورها
رگولاتورها و مبدل‌های تغذیه معمولاً یک ولتاژ را دریافت کرده و ولتاژ دیگری تولید می‌کنند. برای مثال ممکن است ۱۲ ولت وارد مدار شود و یک رگولاتور آن را به ۵ ولت تبدیل کند. با شناسایی پایه ورودی و خروجی این قطعات می‌توان مسیر تغذیه را بهتر دنبال کرد. به عبارت ساده، این قطعات نقاطی هستند که برق در آن‌ها از یک سطح ولتاژ به سطح دیگری تبدیل می‌شود.
استفاده از شماره قطعه و دیتاشیت
اگر قطعه‌ای در بخش تغذیه شناسایی شد، می‌توان شماره آن را بررسی کرد و از دیتاشیت برای پیدا کردن پایه‌های VIN، VOUT و GND استفاده کرد. دیتاشیت همان سند فنی سازنده قطعه است که نحوه اتصال پایه‌ها را توضیح می‌دهد. به زبان ساده، اگر ندانیم یک آی‌سی برق را از کدام پایه می‌گیرد و از کدام پایه خارج می‌کند، دیتاشیت نقشه راه ما خواهد بود.
بررسی کانکتورهای خروجی
بعد از دنبال کردن بخش تغذیه باید کانکتورهایی را پیدا کرد که برق را از برد به قسمت دیگری می‌فرستند. این خروجی ممکن است به موتور، نمایشگر، سنسور، برد دیگر یا یک مصرف‌کننده متصل شود. به زبان ساده، هر سوکتی که پس از بخش تغذیه قرار گرفته و ولتاژ را به وسیله دیگری تحویل می‌دهد، می‌تواند یکی از خروجی‌های برق برد باشد.
تطبیق شماتیک با برد واقعی
اگر شماتیک برد در دسترس باشد، تشخیص ورودی و خروجی بسیار دقیق‌تر انجام می‌شود. در نقشه می‌توان Netهای تغذیه، رگولاتورها، کانکتورها و سطح ولتاژ هر بخش را مشاهده کرد و سپس آن‌ها را روی PCB واقعی پیدا کرد. به زبان ساده، شماتیک نشان می‌دهد برق باید از کجا عبور کند و برد واقعی نشان می‌دهد این مسیر در عمل کجا ساخته شده است.
بررسی ولتاژها به‌صورت مرحله‌ای
بهتر است اندازه‌گیری از ورودی شروع شود و مرحله‌به‌مرحله به سمت خروجی ادامه پیدا کند. برای مثال ابتدا ورودی ۱۲ ولت، سپس خروجی رگولاتور ۵ ولت و بعد تغذیه ۳.۳ ولت یک آی‌سی بررسی می‌شود. به زبان ساده، این روش کمک می‌کند اگر ولتاژ در نقطه‌ای قطع یا اشتباه شده باشد، دقیقاً همان بخش شناسایی شود.
تشخیص برق ورودی یا خروجی چه اهمیتی در برد دارد ؟
تشخیص درست برق ورودی و خروجی برد برای فهمیدن مسیر تغذیه و عملکرد واقعی مدار اهمیت زیادی دارد. وقتی بدانیم برق از کدام نقطه وارد برد می‌شود، چه ولتاژی دارد و بعد از عبور از بخش‌های مختلف از کجا خارج می‌شود، عیب‌یابی دقیق‌تر انجام می‌شود و احتمال اتصال اشتباه منبع تغذیه کاهش پیدا می‌کند. به زبان ساده، قبل از اینکه بخواهیم یک برد را تست یا تعمیر کنیم، باید بدانیم برق از کجا می‌آید و به کجا می‌رود، چون اشتباه در همین مرحله می‌تواند باعث سوختن قطعات یا نتیجه‌گیری اشتباه در تست‌ها شود.
این تشخیص در بررسی رگولاتورها، منابع تغذیه، بردهای کنترلی و مدارهایی که چند سطح ولتاژ دارند اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. برای مثال ممکن است ۱۲ ولت وارد برد شود اما بخش‌های مختلف با ۵ ولت و ۳.۳ ولت کار کنند. در چنین شرایطی، شناخت ورودی و خروجی کمک می‌کند مشخص شود افت یا قطع ولتاژ در کدام مرحله اتفاق افتاده است. به عبارت روشن‌تر، پیدا کردن ورودی و خروجی برق فقط برای روشن کردن برد نیست، بلکه مسیر منطقی بررسی سلامت مدار را مشخص می‌کند.
- زمانی که برد اصلاً روشن نمی‌شود.
- زمانی که منبع تغذیه مناسب برد مشخص نیست.
- زمانی که قصد تعمیر یا عیب‌یابی PCB را داریم.
- زمانی که روی برد چند کانکتور مشابه وجود دارد.
- زمانی که برد چند ولتاژ مختلف مانند ۱۲، ۵ و ۳.۳ ولت دارد.
- زمانی که باید خروجی یک رگولاتور یا مبدل ولتاژ بررسی شود.
- زمانی که قصد اتصال برد به موتور، سنسور یا برد دیگری را داریم.
- زمانی که برد بدون نقشه یا اطلاعات فنی در اختیار ما قرار گرفته است.
- زمانی که احتمال اتصال اشتباه یا خرابی بخش تغذیه وجود دارد.
- زمانی که برای مهندسی معکوس باید مسیر تغذیه برد مشخص شود.
بررسی مسیر تغذیه و طراحی دقیق برد با بردینو
اگر در تشخیص برق ورودی و خروجی برد، مسیر تغذیه، سطح ولتاژها یا ارتباط بین بخش‌های مختلف مدار ابهام وجود دارد، تیم بردینو می‌تواند برد و فایل‌های فنی پروژه را بررسی کند. به زبان ساده، مشخص می‌شود برق از کجا وارد می‌شود، در داخل برد چه مراحلی را طی می‌کند و از کدام نقاط به بخش‌های دیگر می‌رسد. این بررسی می‌تواند در عیب‌یابی، مهندسی معکوس، اصلاح مدار یا طراحی برد الکترونیکی جدید کمک کند تا مسیرهای تغذیه از ابتدا شفاف‌تر و قابل بررسی‌تر باشند.
