مهارت طراحی عملی الکترونیک فقط محاسبه و ترسیم نیست بلکه مثل تمام علوم مهندسی زمانی که با تجربه ی سالها کار و فعالیت کارگاهی مستمر آمیخته می شود ایجاد خواهد شد.
علی رغم نیاز به دانش عملی و کارگاهی طراحی برد الکترونیکی در صنایع مختلف ، مباحث آموزش طراحی الکترونیک عملی و کاربردی به جهت گستردگی مفاهیم طراحی ، نیاز به یک اصول منظم و حرفه ای دارد که متاسفانه تا کنون کمتر به آن پرداخته شده است.
عموما اکثر مباحث محاسباتی و بر پایه دانش ریاضی و فیزیک استوار است تا با هدف ادامه تحصیل آکادمیک در مقاطع بالاتر ، دانشجو بتواند درک عمیق تری نسبت به طراحی و مفاهیم تکنولوژی ساخت قطعات نیمه هادی بدست آورد.
اما از سوی دیگر جای خالی تکرار و تمرین های کارگاهی توسط دانشجویان علاقمند به انجام کارهای عملی با آی سی های متنوع و ماژول های آماده و جدید موجود در بازار احساس می شود.
بنابراین مطابق علاقه هر فرد ،اگر قرار بر ادامه تحصیل آکادمیک در مقاطع بالاتر نیست بهتر است مفاهیم کاربردی طراحی الکترونیک بطور جامع تدوین شده و بصورت دوره های آموزشی و یا کتابهای کاربردی در دسترس قرار گیرد. میدانیم صنعت الکترونیک روز به روز در حال پیشرفت بوده و عدم آشنایی با قطعات و ماژول های جدید هزینه تمام شده محصول را بالا می برد. پس می توان به سادگی نتیجه گرفت آشنایی هر دانشجو با جدیدترین قطعات و لوازم الکترونیکی معرفی شده در بازار می تواند نقش موثری در تولید صنعتی و رقابت در بازار را ایفاء کند.
بعنوان یک مثال ساده باید بگوئیم اکثر علاقمندان الکترونیک با آی سی 324 آشنا هستند اما در کمتر کتابی راجع به تنوع بسیار زیاد نحوه طراحی مدار و همچنین وسعت تولید محصولات ارزان قیمت با این آی سی ساده توضیح داده شده است. دانشجو در دانشگاه با آی سی 741 کار طراحی عملی خود را شروع می کند اما اگر علاقه و انگیزه ای بر تداوم آشنایی با آی سی های دیگر نباشد مفهوم کاربردی این تیپ از آی سی های آنالوگ دیده نمی شود و تنها بعنوان یک تمرین آزمایشگاهی محسوب می شود.
علاوه بر کتابهای تالیف شده توسط اساتید برجسته رشته تخصصی طراحی مدارهای الکترونیکی ، دوره آموزشی طراحی الکترونیک عملی و کارگاهی با سرفصل و چشم انداز آموزش طراحی برد صنعتی ، در آموزشگاه ره آورد ، با بهره گیری از نرم افزار های بسیار کاربردی و تجهیزات سخت افزاری جدید و به روز ، می تواند راه حلی بسیار ساده و کوتاه مدت در جهت یادگیری تمامی علاقمندان با هدف افزایش سرعت یادگیری و کسب مهارت بیشتر در این زمینه باشد.
تجربه سالها کار در صنایع نشان داده است دوره طراحی برد الکترونیکی باید ساده و قابل درک باشد در غیر اینصورت متقاضی ثبت نام دوره طراحی برد الکترونیکی با احساس سردرگمی از ادامه آموزش با مباحث پیچیده دلسرد می شود.
دوره آموزش طراحی الکترونیک شروع می شود چرا دانشجو ی تازه کار با مشاهده این مدار ساده دست و پای خود را گم می کند ؟ آیا اگر قبل از شروع این دوره ، پروژه های مبتنی بر کار عملی و آزمایشگاهی بیشتری با دیود معروف 4148 و آی سی های OpAmp مختلف انجام میداد باز هم مدار فوق برای او نا آشنا بود! اینجاست که دوره آموزش طراحی الکترونیک عملی اهمیت خود را نشان میدهد و مانند چراغی ادامه مسیر یادگیری تخصصی را برای دانشجو یا افراد علاقمند با هر سطح سوادی مشخص میکند.
ما در آموزشگاه طراحی الکترونیک ره آورد بعد از سالها تولید مجموعه های آموزشی الکترونیک ( از 1382) و تدریس مفاهیم کاربردی به عموم علاقمندان و همچنین دانشجویان فارغ التحصیل ، دوره ای پروژه محور را برای هر علاقمند تعریف میکنیم تا کارآموز با انگیزه قوی مباحث کاربردی را دنبال کرده و تا نرسیدن به نتیجه مطلوب با مطرح نمودن سوالات خود به فراگیری کامل و تکنیکال طراحی الکترونیک دست یابد.
بعنوان مثالی از دوره آموزشی طراحی الکترونیک کاربردی سرفصل کامل طراحی و تولید تابلو کنترل آسانسور یه دوره پروژه محور محسوب می شود و کارآموز طی یک قرارداد مشخص 6 ماهه با تمام جزئیات آن را طراحی نموده و هر بخش آن را بطور جداگانه نمونه سازی کرده و بطور صنعتی می سازد.
شروع دوره با طراحی بلوک و فلوچارت تحلیلی پروژه
دوره آموزش طراحی الکترونیک کاربردی در آموزشگاه ره آورد الکترونیک ، شامل بخش های آموزشی بسیار متنوع و جذابی است بطوریکه کارآموز بعد از گذشت هر جلسه انگیزه بیشتری برای ادامه یادگیری پیدا می کند. بعنوان مثال سه جلسه اول کلاس به طراحی بلوک دیاگرام هر پروژه می پردازد. این سه جلسه بصورت آنلاین برگزار می شود و کاراموز از محل کار خود در جلسه شرکت میکند و حضور در جلسه اول هم رایگان می باشد.
بعد از پایان سه جلسه اول دوره طراحی الکترونیک عملی ، کـارآموز می تواند فلوچارت پروژه خود را ایجاد کند . او دیگر تمامی نیازمندی های طراحی پروژه الکترونیکی خود را میداند و حتی میتواند آپشن های دیگر مورد علاقه خود را به فلوچارت کل سیستم الکترونیکی اضافه نموده و قطعات اصلی پروژه خود را خریداری کند.
بخش دوم دوره طراحی منبع تغذیه متناسب با پروژه
در ادامه دوره طراحی الکترونیک کاربردی ، بعد از شناخت بلوک ها و محاسبات سر انگشتی جریان مورد نیاز هر بخش از پروژه نوبت به انتخاب نوع منبع تغذیه و محاسبه قطعات اصلی آن می رسد.
دوره آموزشی طراحی الکترونیک به روش مهندس عسگرزاده در 12 فصل تدوین شده است و هر فصل جزئیات بسیار کاملی را در بر می گیرد. بعنوان مثال بخش آموزش طراحی منبع تغذیه سوئیچینگ جزئیات زیر را شامل می شود.
1.انتخاب توپولوژی مدار منبع تغذیه سوئیچینگ
بسته به توان مورد نیاز هر پروژه الکترونیکی یکی از توپولوژی ها و آرایش های منابع تغذیه سوئیچینگ انتخاب می شود.
الف) منبع تغذیه سوئیچینگ Flyback topology
از این تیپ منبع تغذیه برای توان های کمتر از 100 وات استفاده می شود.
ب) منبع تغذیه سوئیچینگ Half-bridge converter
کاربرد این نوع از منبع تغذیه معمولا”در توان های تا نهایت 500 وات میباشد. اما در مواردی خاص با نظر طراح الکترونیک در توان های بالاتر هم ساخته می شود.
یکی از ویژگی های بارز این تیپ از منابع تغذیه استفاده از ترانس هسته فریت با حجم بزرگ تر از حد معمول است.
ج) منبع تغذیه سوئیچینگ با آرایشFull-Bridge
در پروژه های با توان بالا تر از 500 وات از این تیپ منبع تغذیه استفاده می شود. در این نوع از منبع تغذیه 4 سوئیچ الکترونیکی وظیفه تزریق جریان در سیم پیچ اولیه ترانس هسته فریت را بر عهده دارند.
2.آموزش کاربردی و تکنیکی طراحی فیلتر EMI
در طراحی هر پروژه الکترونیکی همیشه یکی از چالش های طراح انتخاب و محاسبه المانهای مدار EMI فیلتر است. چون در مسیر برق ورودی به یک فیلتر حذف نویز نیاز داریم تا اجازه خارج شدن نویز های تولید شده در اثر کلیدزنی های فرکانس بالای داخل مدار را به سمت پریز برق شهر ندهد.
از آنجا که منابع زیادی برای طراحی این بخش کلیدی و مهم در بازار وجود ندارد جزوه آموزش طراحی منبع تغذیه سوئیچینگ استاد عسگرزاده یک راهنمای بسیار کاربردی در این زمینه خواهد بود.
در کلاس آموزش طراحی الکترونیک آموزشگاه ره آورد ، به روشی آسان به طراحی چند تیپ بسیارکاربردی از EMI فیلترها پرداخته می شود.
3. طراحی الکترونیک (PFC) Power factor correction
در بسیاری از علاقمندان الکترونیک نقش و کار مدار PFC منابع تغذیه سوئیچینگ یک سوال اساسی محسوب میشود آنها در انتظار یک جواب ساده هستند طوری که به راحتی بتوانند درک صحیحی از جمله معروف ضریب اصلاح توان داشته باشند ، در کلاس طراحی الکترونیک مهندس عسگرزاده عملکرد مدار اصلاح ضریب توان به شکل کاملا قابل لمس و با مثالهای مکانیکی ملموس بیان میشود و سپس در تصویری مطابق شکل زیر به دقت به عملکرد قطعات این مدار الکترونیکی پرداخته می شود. هر چند قبل از هر چیز در کلاس طراحی مدارهای الکترونیکی جهت آشنایی کار آموز با مفاهیم هارمونی های برق شهر مثالهای متعددی بیان می شود.
هدف اصلی استفاده از مدار PFC اصلاح ضریب توان و کاهش هارمونیکهای جریان ورودی از شبکه برق است. این مدار باعث میشود جریان مصرفی دستگاه شکل سینوسیتری داشته و با ولتاژ همفاز باشد، در نتیجه تلفات شبکه و جریان مؤثر کاهش مییابد و استانداردهای بینالمللی رعایت میشود.
در منابع تغذیه پرقدرت مانند پاور ماینر، معمولاً از PFC فعال استفاده میشود که ولتاژ باس DC را در حدود 400 ولت تثبیت میکند. به دلیل تأمین پیوستهتر انرژی از شبکه، ریپل باس کاهش یافته و نیاز به خازنهای حجیم ورودی کمتر میشود. در مقابل، در بسیاری از اینورترهای جوشکاری که فاقد PFC هستند، برای جبران ریپل بیشتر، از خازنهای الکترولیتی با ظرفیت بالاتر استفاده میشود
4. طراحی الکترونیک High-Voltage Startup Circuit
مقاومت استارت آپ چه نقشی در منبع تغذیه سوئیچینگ بازی میکند چگونه انتخاب و سایز می شود جریان خارج شذه از منبع تغذیه چگونه SENS و کنترل می شود معیار انتخاب فرکانس مدار اسیلاتور منبع تغذیه چیست؟
برگزاری دوره طراحی الکترونیک عملی در کارگاه و آزمایشگاه مجهز ره آورد الکترونیک با سرفصل جامع به موارد فوق می پردازد همانطور که در دوره های آموزش تعمیر برد به روش مهندس عسگرزاده بارها نتایج ناشی از خرابی این مقاومت برای تعمیرکاران بردهای الکترونیکی تشریح شده است اکنون محاسبه مقدار و نوع این مقاومت در سرفصل این دوره طراحی الکترونیک قرار می گیرد.
5. نقش مدار اسنابر Snubber circuit design
مدار اسنابر نویز و نوسانات ناشی از سوئیچینگ یا همان کلیدزنی را کاهش میدهد و با این کار از ترانزیستورهای کلیدزن حفاظت میکند.
با حضور در دوره آموزشی طراحی الکترونیک مهندس عسگرزاده کارآموز به وضوح درک می کند که وقتی ترانزیستور MOSFET خاموش می شود، انرژی ذخیره شده در سیم پیچ اولیه ترانس یا نشتی ترانس باعث ایجاد ولتاژ ناخواسته و نوسان می شود بنابراین مدار اسنابر از نوع RCD آن را جذب و تخلیه می کند.
6.محاسبه مقادیر سیم پیچی و هسته ترانس
همه چیز به همان قانون دست راست که در فیزیک دبیرستان خوانده اید بر می گردد.
میدانیم وقتی از یک سیم جریان الکتریکی عبور میکند یک میدان مغناطیسی ایجاد می شود که می تواند انرژی را در سیم پیچ دیگر پیرامون خود القا کند. حال اگر تعداد دور سیم پیچی افزایش یابد و هسته مغناطیس شونده خاصی در وسط این دو سیم پیچ قرار گیرد ولتاژ القایی بیشتر شده و انرژی بیشتری انتقال می یابد.
