Qandeel Electronic Designs

  دائرة RF CIRCUIT دائرة RF CIRCUIT  (اختصار ل radio-frequency ) هي (عادة) دائرة إلكترونية صغيرة تستخدم لإرسال و / أو استقبال إشارات الراديو بين جهازين

دائرة المذبذب البلوري CRYSTAL OSCILLATORS المتذبذب البلوري هي تعبير عن لوحين من المعدن بينهم مادة الكوارتز وتكون موجودة في اللوحات الرئيسية للأجهزة الإلكترونية ودوائر المذبذبات ودوائر الارسال والمذبذب البلوري عنصر يأخذ الكهرباء ويولد ذبذبات أوترددات بقيم مختلفة وذلك لنقل البيانات . ويرمز له في الدوائر الالكترونية كما الرمز بالاسفل : يستخدم المذبذب البلوري للترددات من بضع عشرات  هرتز  إلى عشرات الميغاهرتز. يستخدم غالبا في  ساعات اليد   والساعات   والمذياع   والحواسيب   والهواتف المحمولة . كما تدخل بلورات المرو في أجهزة القياس والاختبار  كراسم الإشارة . تعمل الكريستالة كانها ملف ومكثف معا ولها تردد رنين خاص بها وتستعمل لاضافة ثبات لدوائر المذبذبات او دوائر الارسال كما بينا سابقا  شكرا للمتابعة (^_^) يود العديد من انواع المذبذبات التي تستخدم الكريستالة ومنهم من لا يستخدمها ومنهم من يدمجها معهم  ولا ننسى ذكر مذبذب هارتلي HARTLY ومذبذب COLPITTS كولبيتس  كمثال على اهم دوائر المذبذبات 

   CASCODE CIRCUIT تتميز دائرة الCASCODE بعدة ميزات جعلتها تنال شهرة واسعة  من اهم هذه الميزات  الفصل بين اشارة المدخل والمخرج وتكبير مقاومة الدخل ومقاومة الخرج ولها القدرة على التعامل مع ترددات اكبر  وبواسطتها نستطيع التخلص من تأثير ميلر  

 دائرة تكبير مقاومة الدخل  bootstrapping    وظيفة هذه الدائرة تكبير قيمة مقاومة الدخل 

دائرة مكبر الفرق طويل الذيل  Differential Amplifier  long-tailed pair   فكرة هذه الدائرة هي مقارنة بين اشارتين على مدخلين واذا كان يوجد فرق بينهما ولو كان بسيطا فانه يظهر مكبرا على المخرج 

 دائرة نسخ التيار CURRENT MIRROR CIRCUIT فكرة هذه الدائرة هي انها تقوم بنسخ قيمة التيار من فرع الى فرع اخر تماما كما هي 

 سنقوم في هذه المقالة بشرح دائرة  رافع الجهد  وتنفيذ تصميم لها على برنامج circuit wizard   رافع الجهد   هو بكل بساطة جهاز يقوم برفع قيمة الجهد المطبق عليه وهو في دائرتنا يستخدم لرفع قيم الجهود المستمرة  حيث  يقوم رافع الجهد بتحويل  التيار المستمر  لتيار مستمر آخر بجهد خرج أكبر من قيمة جهد  المدخل . حيث يعمل على رفع الجهد -وبالتالي تنخفض قوة  التيار - ويلزم لذلك وجود اثنين من  أشباه المواصلات  هما  الدايود  و الترانزستور  وبالطبع وجود مصدر للطاقة المراد تغيير جهدها وكذلك يلزم وجود مُخزِّن للطاقة  كالملف  ( المحث  ) . تستخدم تطبيقات مضاعف الجهد بشكل كبير في الواح الطاق الشمسية وفي غيرها من الدوائر  في درسنا سنقوم بشرح بعض الامثلة على هذه الدائرة  ابسط شكل لمضاعف الجهد هو كما في الصورة التالية :

 التصميم الالكتروني (28)  دائرة زيادة عرض النبضة Increase Of Pulse Width سنتعلم في هذا الدرس تكبير عرض النبضة  ففي بعض الحالات تكون النبضة سريعة جدا ونحتاج الى زيادة عرض النبضة حتى تقوم الدائرة بالاستجابة اللازمة وهذا ما تفعله هذه الدائرة

 التصميم الالكتروني (27)  دائرة مولد النبضات  Pulse generator سنتعلم في هذا الدرس تصميم  دوائر مولد نبضات مختلفة  بسيطة وبدون استخدام دوائر متكاملة او برمجة  باستخدام ترانزستورات ومقاومات ومكثف فقط 

 دائرة قادح النطاق  Schmitt Trigger

 استخدام الترانزستور كدايود  Use Of Transistor As A  Diode

 توصيل الترانزستورات على التوازي connect transistors in parallel وحالة Thermal Runaway في العديد من الحالات نحتاج الى ترانزستور يمرر تيار عالي لكن للاسف مثل هذه الانواع تكون مكلفة وغير متوفرة بكثرة  لذلك سنقوم في هذا الدرس بشرح توصيل الترانزستورات على التوازي بحيث يسمح لتيار اكبر بالمرور بالترانزسترات الاصغر

تعرفنا في الدرس السابق على دائرة منظم جهد باستخدام الop-amps ولكن مشكلتها انه لو قلت مقاومة الحمل كثيرا مثلا 1 اوم  فان  قيمة الجهد ستنخفض وبالمقابل فان التيار المار فيه سيرتفع جدا مما قد يؤدي الى تلف الدائرة  ولذلك سنتعلم في هذا الدرس اضافة دائرة محدد للتيار بحيث يمنع التيار من الارتفاع عن قيمة معينة لحماية الدائرة في حالة حدوث اي خطأ

نحتاج كثيرا في الدوائر الالكترونية لوجود جهد ثابت مهما تغير التيار المسحوب من قبل الحمل ولان الجهد يتغير تباعا للتيار فلزم ان نستعمل دوائر مخصصة للحفاظ على ثبات الجهد  في هذه الدائرة سنصمم منظم جهد ثابت 5 فولت من مصدر جهد 12 فولت    من اهم دوائر تنظيم الجهد وافضلها هي التي باستخدام  OP-AMP لان الجهد على المخرج فيها يتغير بناءا على الفرق بين قيمة المدخلين حيث احد المداخل هو تغذية راجعة من المخرج فتسعى الدائرة لان يكون الجهد على طرفي مدخليها متساوي ونستفيد من هذا ان نحصل على جهد ثابت حتى لو تغيرت قيمة التيار المسحوب الشكل النهائي للدائرة كالتالي :

تعلمنا في الدرس السابق كيفية تصميم دائرة المذبذب باستخدام ترانزستورين  لكن .. ماذا اذا اردنا تصميم دائرة فيها اكثر من اثنين من المذبذبات ؟ دائرة المذبذب عبارة عن دائرة صندوقية يمكننا تكرارها قدر ما نشاء اذا حافظنا على بعض الشروط  مثلا سنقوم بالتوصيل كما في الصور بالاسفل لتصميم مذبذب من ثلاث ليدات  يجب ان نحافظ على : - ان تتصل قاعدة الترانزستور بال collector للترانزستور المجاور عن طريق مكثف - ويوصل مقاومة كبيرة من قاعدة الترانزستور لموجب البطارية - تؤخذ الاشارة من ال collector او توصل الليدات عليها  في هذا الشكل من التوصيل في الصور بالاعلى تكون جميع الليدات مضاءة باستثناء واحد وتنتقل اشارة ال OFF بين الليدات لكن اذا اردنا ان تنتقل اشارة ال ON بين الليدات فاننا نوصلها كما في الصور بالاسفل : اذا اردنازيادة عدد المذبذبات فاننا نكرر الدائرة الصندوقية فقط كما في الصورة بالاسفل والتي توضح ماذا نفعل لو اردنا ان نكونه من 4 ترانزستورات وبالطبع  اذا اردنا تغيير مدة الذبذبة لاي من الليدات فاننا نغير من قيمة المكثف او المقاومة الموصولة معه                                                          

هذه الدائرة تعتبر اشهر دائرة مذبذب باستخدام الترانزستورات  حيث سنقوم بتوصيل ترانزستورين ومكثفين ومجموعة مقاومات وباعثان ضوئيان كما في الصورة بالاسفل وسنحصل على مذبذب جميل بين الليدات  سنقوم بالتوصيل كما في الصور بالاسفل 

سنقوم بتصميم مذبذب بسيط على مبدأ المكثف القلاب حيث سنقوم بتثبيت الجهد حول مكثف ومقاومة باستخدام الترانزستور حيث سنوصل قاعدة الترانزستور بالتوازي مع المكثف والمقاومة ومن المعروف ان فرق الجهد بين القاعدة والباعث ثابت تقريبا عندما يعمل الترانزستور ويساوي 0.7 فولت تقريبا وبما انه موصل على التوازي مع المقاومة والمكثف فان جهد المقاومة + جهد المكثف = 0.7 فولت تقريبا  نستفيد من هذه الفكرة انه اذا غيرنا الجهد حول المقاومة مثلا 0.2 فولت يكون الجهد حول المكثف 0.5 فولت ولكن اذا كانالجهد حول المقاومة 2 فولت مثلا فان جهد المكثف سيكون -1.3 فولت وهنا مربط الفرس حيث استطعنا بتغيير التيار المار بالمقاومة ان نقلب اطراف المكثف  وفي الصور في الاسفل يوجد طريقة التوصيل :

سنقوم اليوم بتصميم دائرة امساك لكن ميزتها انها تعمل وتطفئ بنفس الزر وسنستخدم لهذه الميزة مكثف ومجزء جهد توصيلها كما في الصور بالاسفل 

دائرة الامساك هي دائرة تقوم بحفظ نتيجة اخر ضغطة في الدائرة بحيث اذا ضغطت زر التشغيل يشتغل ويبقى مشتغل حتى لو رفعت يدك عن الزر  واذا ضغطت زر الايقاف يتوقف  يوجد انواع عديدة من دوائر الامساك سنتحدث اليوم عن بعضها ان شاء الله  سنستخدم في دائرتنا الاولى ترانزستورين احدهم PNP والاخر NPN بحيث يتصل قاعدة الاول بالباعث للثاني والعكس  والتوصيل كما في الصورة في الاسفل :

سنتعلم في هذا الدرس تصميم دائرة امساك Latch  بسيطة وعملية بدون استخدام الترانزستور وباستخدام المفاتيح وريلاي DPDW فقط ! ولاظهار النتيجة سنستعمل دائرة لمبة ومصدر جهد 220 فولت متردد فكرة الدرس هي انه عند الضغط على مفتاح التشغيل فان احد مداخل الريلاي سيعمل على تغذية نفسه بسلك موضوع قبل المفتاح فالنتيجة انه لو رفعنا يدنا عن المفتاح فستبقى الدائرة تعمل بشكل طبيعي  وسنقوم بوضع مفتاح اساسي اول الدائرة في حالة اردنا اطفاءها  التوصيل كما في الصورة في الاسفل :

سنقوم في هذا الدرس بتصميم بعض دوائر للتأخير الزمني RC Circuits وهي مهمة جدا في الدارات الالكترونية اول دائرة نستخدمها في حالة اردنا اذا حدث انقطاع للاشارة لا تختفي بشكل مباشر بل تتاخر لمدة زمنية معينة قبل ان تختفي نتحكم في المدة الزمنية عن طريق المعادلة التالية حيث الزمن يساوي قيمة المقاومة بالاوم ضرب قيمة المكثف بالفاراد تقريبا وحتى نحصل على القيمة الفعلية يجب ان نجربها عمليا التوصيل كما في الصورة بالاسفل

سنتعلم في هذا الدرس تصميم دوائر H-Bridge بسيطة وعملية بدون استخدام الترانزستور وباستخدام المفاتيح فقط ! سنستعمل في المثال الاول مفتاح من نوع DPDW  ونوصله كما في الصورة ادناه :

سنقوم بتصميم دائرة H-Bridge باستخدام ترانزستورين مع بطاريتين كل واحدة 12 فولت فوق بعضهم ونضع الارضي في الوسط بينهم بحيث نحصل فوق البطارية الاولى على جهد موجب و تحت البطارية الثانية جهد سالب  ايضا سنستخدم ترانزستورين مثل دائرة الترانزستور المزدوج   ومع 2 ليد لاظهار نتيجة عكس اتجاه التيار في ال H-Bridge التوصيل كما في الصورة ادناه :

سنقوم بتصميم دائرة كهربائية متصلة بريلاي لا يعمل الا اذا ضغطت على ازرار المفاتيح بشكل صحيح ولا تضغط على اي زر خطأ

دائرة الترانزستور القائد   احيانا  بعض الترانزستورات لا تصل لحالة الاشباع خاصة اذا كان من نوع pnp   والحمل كان موجود تحته (كما هو الحال في السيارات اذ انه يجب ان يكون الطرف السالب لجميع الالكترونيات في السيارة متصل مع سالب البطارية بشكل مباشر)وفي مثل هذه الحالة صعب ان يصل الترانزستور لحالة الاشباع لذلك نستخدم دائرة الترانزستور القائد حتى نحل هذه المشكلة   فكرة دائرة الترنزستور القائد انه اذا كانت الاشارة ضعيفة فاننا نضع قاعدة الترانزستور الرئيسي مع المشع collector  لترانزستور اخر ليكبر اشارة المدخل وليتم التاكد من ان يصل الترانزستور الرئيسي لحالة الاشباع ويتم التوصيل كما في الصورة التالية :

سنقوم معا بتصميم جهاز يخبرنا عند امتلاء شحن البطارية فحسب  ماتعلمنا في الدرس السابق عن دائرة الترانزستور العاكس فسنستخدمها اليوم لتنفيذ دائرة هذا الجهاز  سنقوم بوضع زينر دايود بدل المفتاح الكهربائي بالتالي اذا كانت قيمة جهد البطارية اعلى من قيمة الزينر سيمرر التيار ويعمل الترانزستور الاول والفرع الاول واذا كانت قيمة الجهد اقل من جهد الزينر فلن يمر التيار بالتالي لن يعمل الترانزستور الاول ولكن سيمر تيار خفيف في الفرع الاول للترانزستورالثاني فيعمل الترانزستور الثاني والليد الثاني ليدل على ان قيمة البطارية اقل من القيمة المطلوبة

 دائرة الترانزستور العاكس هي عبارة عن دائرة تحتوي ترانزستورين بحيث اذا كان يوجد جهد على المدخل يعمل ترانزستور ويطفئ الاخر واذا قطعت اشارة المدخل يعمل الترانزستور الثاني ويطفئ الاول

تشابه دايود الزينر مع الدايود  العادى و لكن يختلف ببعض خصائصه حيث يتم إضافة شوائب إلى الدايود شبه الموصل لنحصل على  دايود الزينر  و الذي يتميز بخاصية التوصيل في حالة الانحياز العكسي تحت ثبات الفولتية  دايود الزينر  عبارة عن ديود عادي ولكن تصميمه مختلف إذ أن الشريحة النصف الناقلة من النوع ( p ) على حالها ولكن الطرف ( n ) عبارة عن نقطة موضوعة على الشريحة ( p ) ومن خلال مساحة وسمك تلك النقطة الشريحة ( n ) يتحدد فولتية واستطاعة الزينر

دائرة الترانزستور المتحسس للتيار هي عبارة عن دائرة ذكية تقوم باعطاء اشارة عند ارتفاع قيمة التيار عن قيمة معينة ومحددة مسبقا  نستفيد منها مثلا اذا وصلنا حمل بالدائرة واردنا ان نعلم اذا زاد تيار الحمل عن قيمة معينة ان يعطينا تنبيه فيضيء ضوء او يصدر مصدرصوت طنين فينبهنا

دائرة الترانزستور المزدوج ( push pull transistor )  هي عبارة عن دائرة ذكية تقوم بالتبديل بين جزئين من الدائرة بناءة على حالة المدخل  فمثلا لو كان الدخل صفر او GND فان جزء من الدائرة يعمل والجزء الاخر ينطفئ  واذا كان الدخل جهد 5 فولت او 12 فولت فان الجزء الذي كان يعمل ينطفئ والذي كان منطفئ يعمل  يعني تبدل بين جزئين من الدائرة بناءا على اشارة المدخل نحتاج في هذه الدائرة الى ترانزستورين واحد npn وواحد pnp ونوصل بالتوازي مع كل ترانزستور مقاومة مع ليد لنرى نتيجة الدائرة كما في الصورة التي في الاسفل :

 تصميم جهاز من ضغط اولا باستخدام RELAY

المرحل هو مفتاح كهربائي يفتح ويغلق دارة تسمى دارة القدرة تحت تحكم دائرة أخرى تسمي دائرة التحكم، فهو إذًا يؤدي وظيفة العزل الكهربي أو ما يعرف باسم العزل الغلفاني بين الدائرتين. ان الريلاي او المرحل بالاساس يقوم بفصل أو وصل التيار الكهربى لدائرة ذات جهد عالى عن طريق التحكم فيه بواسطة دائرة ذات جهد منخفض، وكلا الدائرتين منفصلتين تماما عن بعضهما البعض.

الترانزستور هو اهم قطعة في التصميمات الالكترونية وهو ما ادى الى الثورة التكنولوجية بسبب الخصائص المهمة التي يتميز بها وظيفته الاساسية  التحكم في سريان تيار قوي عبر الدائرة الخارجية، بتزويد القاعدة بإشارة صغيرة. أهميته تكمن في قدرته على معالجة الإشارات الصغيرة والتي توضع على واحد من أطرافة وتنتج إشارات كبيرة على طرفين آخرين وتسمى هذه الخاصية بنسبة التكبير (Gain) ويمكن التحكم فيه بما يجعل الدخل متناسبا مع الخرج بنسبة معينة وفي هذا الحالة يستخدم  كمكبر ويمكن أيضا استخدامه كمفتاح لفتح وغلق التيار والذي يمكن التحكم فيه عن طريق بقية عناصر الدائرة. ويقسم الترانزستور الى انواع عدة منها BJT ويقسم هذا النوع الى نوعيين فرعيين الاول npn و الثاني pnp

الثنائي الباعث للضوء ( light-emitting diode )‏ : هو مصدر ضوئي مصنوع من مواد أشباه الموصلات تبعث الضوء حينما يمر خلاله تيار كهربائي.  يكثر تسميته بـ LED

عند بداية اي تصميم الكتروني فإن اهم المكونات الالكترونية هي المقاومة الكهربائية فهي لا تخلو منها اي دارة الكترونية مهما كانت وحساباتها تدخل مع جميع المكونات الاخرى وهي بسيطة ولكن في الحقيقة والواقع العملي فان حساباتها تاتي بالتجريب عمليا او في برامج المحاكاة ومع ذلك يجب ان تعلم اهم قانون في الالكترونيات ( قانون اوم ) وتستخدمه بسهولة دون تكلف قانون اوم ( جـ = م ت ) (V =IR)  جـ :  فرق الجهد الكهربائي بين طرفي الناقل المعدني (المقاومة) ويقاس بوحدة تسمى  بالفولت ، ويرمز له بالرمز(V).   م :  هي   مقاومة   الناقل للتيار وتقاس بوحدة تسمى   بالأوم ، ويرمز لها بالرمز (Ω). ت :  هي شدة التيار الكهربائي المار في الناقل ويقاس بوحدة تسمى   بالأمبير ، ويرمز له بالرمز (A).