1.3 ابزارهای الکترونیکی
برای انجام هرگونه فعالیتی در حوزه الکترونیک، تجهیزات گوناگونی مورد نیاز است. تجهیزات الکترونیک بسیار متنوع میباشند. در این بخش به معرفی دو گروه از آنها میپردازیم: تجهیزات تولید ولتاژ و جریان الکتریکی و تجهیزات اندازهگیری. معمولا در آزمایشگاه یا کارگاه الکترونیک از یک میز الکترونیک، شامل تجهیزات استاندارد از هر دو گروه استفاده میشود. در این بخش اجزای اصلی یک میز الکترونیک معمولی معرفی میشوند. با توجه به این که تنوع این تجهیزات بسیار زیاد است، سعی میشود که قسمتهای عمومی و مشترک در بین تجهیزات رایج معرفی شوند. تصویری از یک میز کار الکترونیک در شكل زیر نمایش داده شده است.
شکل 4-21: تصویری از میز کار الکترونیک.
این میز شامل تجهیزات زیر است:
1- مولتیمتر،
2- منبع تغذیهی جریان مستقیم (DC)،
4- منبع تولید سیگنال،
5- منبع تغذیهی ولتاژ متناوب (AC).
1.3.1 منبع تغذیه مستقیم
منبع تغذیهی DC نصب شده در میز الکترونیک در شکل زیر نشان داده شده است و قسمتهای مختلف آن شمارهگذاری و معرفی شده است.
شکل 4-22: منبع تغذیهی مستقیم (DC).
1- کلید خاموش و روشن: اگر دکمه به سمت داخل باشد، منبع تغذیه روشن و اگر به سمت بیرون باشد، منبع خاموش میشود.
2- ولوم تنظیم ولتاژ کانال 1: به وسیلهی این ولوم میتوان ولتاژ خروجی کانال 1 را بین 0 تا 30 ولت تنظیم کرد.
3- ولوم کنترل جریان خروجی از کانال 1: به وسیلهی این ولوم میتوان حداکثر جریان خروجی از کانال 1 را کنترل کرد. این حداکثر جریان میتواند 2 یا 3 آمپر باشد.
4- ولوم کنترل جریان خروجی از کانال 2: به وسیلهی این ولوم میتوان حداکثر جریان خروجی از کانال 2 را کنترل کرد. این حداکثر جریان میتواند 2 یا 3 آمپر باشد.
5- ولوم تنظیم ولتاژ کانال 2: به وسیلهی این ولوم میتوان ولتاژ خروجی کانال 2 را بین 0 تا 30 ولت تنظیم کرد.
6- کلید فعالسازی خروجی کانالها: زمانی که این کلید خاموش باشد (به سمت بیرون باشد)، خروجی کانالهای 1 تا 4 غیرفعال میباشد و برای فعال شدن آنها باید کلید در حالت روشن باشد (به سمت داخل فشرده شده باشد).
7- خروجی کانال 3: در این جا دو پایانه مثبت و منفی کانال 3 قرار دارد. این کانال خروجی ثابت 5 ولت و جریان 3 آمپر میدهد.
8- خروجی کانال 1: در این جا سه پایانه مثبت، منفی و اتصال به زمین کانال 1 قرار دارد. خروجی این کانال متناسب با تنظیمات انجام شده در قسمت 2 و 3 میتواند تغییر کند.
9- خروجی کانال 2: در این جا سه پایانه مثبت، منفی و اتصال به زمین کانال 2 قرار دارد. خروجی این کانال متناسب با تنظیمات انجام شده در قسمت 4 و 5 میتواند تغییر کند.
10- خروجی کانال 4: در این جا دو پایانه مثبت و منفی کانال 4 قرار دارد. این کانال خروجی ثابت 5 ولت و جریان 3 آمپر میدهد.
11- محل نمایش ولتاژ و جریان کانال 1: در این قسمت عدد ولتاژ و جریان خروجی از کانال 1 نمایش داده میشود.
12- محل نمایش ولتاژ و جریان کانال 2: در این قسمت عدد ولتاژ و جریان خروجی از کانال 2 نمایش داده میشود.
13- کلید موازی یا سری کردن کانال 1 و کانال 2: به وسیله این کلید دو منبع تغذیه 1 و 2 را میتوان در حالت سری یا در حالت موازی استفاده کرد. با فشار دادن کلید حالت موازی ولتاژ از صفر الی 30 ولت و جریان از صفر الی 4 (یا 6) آمپر قابل استفاده است. این در حالی است که با قرار گرفتن کلید در حالت سری ولتاژ از صفر الی 60 ولت و جریان از صفر تا 2 (یا 3 آمپر) قابل تنظیم میباشد.
14- کلید کنترل ولتاژ واحد کانال 1 و کانال 2: در حالتی که کلید تراکینگ فشرده میباشد دو منبع مستقل 1 و 2 به طور همزمان کنترل میشوند (2 تابع 1). در مواردی که به دو منبع تغذیهی مساوی یا دو ولتاژ مثبت و منفی مساوی نیاز باشد، این حالت مورد استفاده قرار میگیرد.
1.3.2 فانکشن ژنراتور
مولد موج (فانکشن ژنراتور) دستگاههای است که ولتاژ متناوب با شکل، فرکانس و دامنهی دلخواه تولید میکند. منبع تغذیهی ولتاژ متناوب AC نصب شده در میز الکترونیک در شکل زیر نشان داده شده و قسمتهای مختلف آن توضیح داده شده است.
شکل 4-23: منبع تغذیهی متناوب (AC) یا فانکشن ژنراتور.
1- کلید روشن و خاموش دستگاه.
2- محدودهی فرکانس: دکمههای انتخاب محدوده ی فرکانس میباشند. با فشار دادن یکی از دکمهها، به ترتیب فرکانس خروجی با ضریب 10 افزایش مییابد. با تغییر ولوم تنظیم فرکانس میتوان فرکانس مورد نظر را در محدوده ی Hz 1/0 تا kHz 1000 تنظیم کرد.
3- شکل موج: دکمههای انتخاب شکل موج میباشند. با فشار دادن یکی از سه دکمهی انتخاب شکل موج، میتوان امواج سینوسی، مربعی یا مثلثی را انتخاب نمود.
4- دامنه موج: ولوم کنترل دامنه میباشد. این ولوم جهت کنترل دامنهی موج خروجی به کار میرود. در هنگام آزمایش این ولوم را در حد متوسط خود قرار دهید.
5- ولوم تنظیم فرکانس: از این ولوم برای تنظیم فرکانس خروجی استفاده میشود.
6-
خروجی TTL: این خروجی
دارای موج مربعی TTL است
که فرکانس آن، همان فرکانس پایانهی خروجی 600 اهم
7- خروجی 600 اهم: موجی که توسط دستگاه مولد موج تولید شده است با استفاده از این خروجی قابل دسترسی میباشد.
1.3.3 اسیلوسکوپ (نوساننما)
اسيلوسکوپ يک دستگاه اندازه گيری است که میتوان از آن برای مشاهده و اندازهگيری ولتاژ، فرکانس و زمان تناوب موج استفاده کرد. هر اسيلوسکوپ دارای يک صفحه نمايشگر است. این صفحهی نمایشگر از دو قسمت اصلی تشکيل شده است: الف) محور زمان ب ) محور ولتاژ.
شکل 4-24: صفحهی نمایشگر نوساننما یا اسیلوسکوپ.
نوساننمای نصب شده در میز الکترونیک در شکل زیر نشان داده شده است و قسمتهای مختلف آن شمارهگذاری شده است.
شکل 4-25: نوساننما یا اسیلوسکوپ نصب شده در میز الکترونیک.
1- کلید روشن و خاموش دستگاه.
2- ولوم کانونی کنندهی پرتو: این ولوم پرتو تابشی روی صفحهی نوساننما را پهنتر یا باریکتر میکند.
3- ولوم تنظیم شدت پرتو: این ولوم شدت روشنایی پرتو را تنظیم میکند. بهتر است شدت روشنایی پرتو بیشینه نباشد.
4- ولوم انتقال عمودی کانال I: به طور کلی ورودی هر اسيلوسکوپ کانال ناميده میشود. این ولوم، موج کانال I را روی صفحهی نمایشگر نوساننما بالا و پایین میبرد.
5- کلید حالت: این کلید دارای چهار حالت زیر است:
CH.I: وقتی که این کلید در حالت CH.I است، موج کانال I روی صفحهی نوسان نما نمایش داده میشود.
CH.II: هنگامی که این کلید در حالت CH. II است موج کانال II روی صفحهی نوسان نما نمایش داده میشود.
DUAL: هنگامیکه این کلید در حالت DUAL است موج هر دو کانال روی صفحهی نوساننما به طور همزمان نمایش داده میشود.
ADD: هنگامی که این کلید در حالت ADD است، موجهای کانال I و II، با هم جمع میشوند.
6- کلید قرینهکنندهی کانال II : این کلید موج کانال II را نسبت به محور افقی قرینه میکند، و در صورتی که با کلید ADD همزمان فشار داده شود، موج کانال II را از موج کانال I کم میکند.
7- ولوم انتقال عمودی کانال II:. این ولوم، موج کانال II را روی صفحهی نمایشگر نوساننما بالا و پایین میبرد.
8- کلید شیب: برای انتخاب شیب مثبت یا منفی موج ورودی میباشد. این کلید در حالت عادی، در وضعیت مثبت قرار میگیرد.
9- TRIGGER LEVEL: از این ولوم برای ثابت کردن حرکت موج استفاده میشود.
10- ولوم انتقال افقی: این ولوم، موج را روی صفحهی نوساننما به چپ و راست جابهجا میکند.
11- کلید ده برابر کنندهی دورهی تناوب موج: این کلید با ده برابر کردن دورهی تناوب موج روی محور افقی، باعث میشود که (وقتی دیگر نمیتوانیم مقیاس TIME/DIV را کوچکتر کنیم) موج را بهتر دیده، و بتوانیم دورهی تناوب آن را بهتر اندازهگیری کنیم. دقت کنید که در حالت عادی، این دکمه باید بیرون باشد. این کلید وقتی فشار داه میشود که فرکانس موج خیلی زیاد باشد (دورهی تناوب خیلی کم باشد). در این حالت، پس از محاسبهی دورهی تناوب موج، آن را بر 10 تقسیم کنید تا دورهی تناوب اصلی به دست آید.
12- ورنیهی زمان: این ورنیه برای کالیبره کردن محور زمان به کار میرود و در حالت عادی باید در جهت عقربههای ساعت در منتهای چرخش خود قفل شود.
13- :TRIGGER MODE برای انتخاب حالت تریگر شدن است. در حالت عادی باید حالت AUTO فعال باشد.
14- انتخابگر مقیاس محور افقی: این انتخابگر مقیاس محور افقی را برحسب زمان مشخص میکند. به عبارت دیگر، تعیین میکنیم که هر واحد از محور افقی برابر با چند ثانیه باشد.
15- X-Y کلید ترکیب موج کانال I و کانال II. این کلید موج کانال I را در راستای محور عمودی با موج کانال II در راستای محور افقی، با هم ترکیب میکند.
16- منبع TRIGGER: این کلید منبع تریگرکننده را مشخص میکند.
17- ولومهای کالیبرهی محور ولتاژ کانال I و کانال II: از این ولومها برای کالیبره کردن محور ولتاژ استفاده میکنیم. در حالت عادی، در جهت عقربههای ساعت در آخرین حد چرخش خود قفل شود.
18- :CH. I AC/GD/DCاین کلید شامل سه حالت GD، AC و DC است:
حالت GD، حالت اتصال به زمین است. به این ترتیب، خطی به دست میآید که از آن میتوان به عنوان مبنا در اندازه گیری DC استفاده کرد.
وقتی کلید در حالت AC است دستگاه هر دو ولتاژ AC و DC را عبور میدهد.
وقتی کلید در حالت DC قرار دارد دستگاه مسیر موج را بر ولتاژ AC میبندد.
19- :CH. II AC/GD/DC این کلید مانند بخش قبل اما برای کانال II است.
20- ورودی کانال I: ورود موج به کانال I نوساننما، از طریق این ورودی صورت میگیرد.
21- ورودی کانال II: ورود موج به کانال II نوساننما، از طریق این ورودی صورت میگیرد.
22- انتخابگر ولتاژ کانالI: با این انتخابگر، مقیاس محور عمودی را برحسب ولتاژ برای کانال I مشخص میکنیم. به عبارت دیگر، تعیین میکنیم که هر واحد از محور عمودی برابر با چند ولت باشد.
23- انتخابگر ولتاژ کانالII: با این انتخابگر، مقیاس محور عمودی را برحسب ولتاژ برای کانال II مشخص میکنیم. به عبارت دیگر، تعیین میکنیم که هر واحد از محور عمودی برابر با چند ولت باشد.
1.3.4 مولتیمتر
مولتیمتر دستگاهی است که برای اندازهگیری چندین کمیت مانند ولتاژ، جریان، مقاومت و همچنین چک کردن اتصالات سیم به کار گرفته میشود. مولتیمترها در دو نوع آنالوگ و دیجیتال موجود میباشند.
شکل 4-26: مولتیمتر میز الکترونیک.
1- کلید روشن و خاموش دستگاه.
2- با فشردن این دکمه، دستگاه در حالت اندازهگیری ولتاژ قرار میگیرد.
3- با فشردن این دکمه میتوان به کمک دستگاه مقدار مقاومت را اندازهگیری کرد.
4- با فشردن این دکمه میتوان از برقراری اتصالات در مدارهای الکترونیکی اطمینان حاصل کرد.
5- با انتخاب این دکمه میتوان میزان جریان را اندازهگیری کرد.
6- برای اندازهگیری ولتاژ (یا مقاومت)، پس از انتخاب کلید شماره 2 (یا 3)، دو سیم قرمز و سیاه رنگ را به ترتیب به پایانههایی که با علامت Ω/ Vو COM مشخص شدهاند وصل میکنیم.
6- سوکت مشترک برای کلیه اندازهگیریها.
7- برای اندازهگیری جریان، پس از انتخاب کلید شماره 5، دو سیم قرمز و سیاه رنگ را به ترتیب به پایانههایی که با علامت mAو COM مشخص شدهاند وصل میکنیم.
انواع گوناگونی از مولتیمتر با امکانات، کیفیت و قیمتهای متفاوت وجود دارد. اما همه مدلها معمولا از قابلیت اندازهگیری ولتاژ، جریان و مقاومت برخوردار هستند. نحوه استفاده از مولتیمتر به منظور چک کردن اتصالات سیم در مدارات الکترونیکی، اندازهگیری ولتاژ و مقاومت در شکل زیر نشان داده شده است.
شکل 4-27: نحوه استفاده از مولتیمتر به منظور چک کردن اتصالات سیم، اندازهگیری ولتاژ و مقاومت.