Wat u waarschijnlijk niet wist, is dat de functie van de gewone elektronische apparaten die u thuis gebruikt, wordt bepaald door de PCB-componenten die op de printplaat zijn gemonteerd. Printplaten bevatten verschillende componenten die met elkaar zijn verbonden om een bepaalde taak uit te voeren. Kennis van deze componenten geeft u meer inzicht in hoe elektronische apparaten verschillende activiteiten uitvoeren. Dit artikel richt zich op 9 veelvoorkomende PCB-componenten en hun functies.
Wat zijn PCB-componenten?
PCB-componenten zijn verschillende afzonderlijke onderdelen die op een lege printplaat worden gemonteerd en samen één complete printplaat vormen. Al deze PCB-componenten leveren een belangrijke bijdrage aan de algemene werking van de printplaat , waardoor het apparaat specifieke taken kan uitvoeren in diverse elektronische producten. Elke component is uniek, omdat deze zijn eigen eigenschappen heeft en een specifieke rol vervult. Veelvoorkomende componenten zijn bijvoorbeeld diodes, weerstanden, condensatoren, enzovoort.
Inzicht in 9 veelvoorkomende PCB-componenten en hun functies
Er zijn verschillende elektronische PCB-componenten op het bord gemonteerd om verschillende functies te verwerken. Hieronder gaan we dieper in op 9 veelvoorkomende PCB-componenten en hun functies.
1. Weerstanden
Een weerstand is een component in een circuit dat helpt bij het regelen van de stroom van elektrische stroom. Het vervult voornamelijk de functie van een spanningsdeler en een shunt, en reguleert en stabiliseert spanningen en stromen.
Variabele weerstanden hebben de mogelijkheid om hun weerstand te variëren, terwijl vaste weerstanden niet de eigenschap hebben om hun weerstand te variëren. Variabele weerstanden zijn met name componenten die de gebruiker in staat stellen om het circuit te variëren, wat erg cruciaal is in apparaten die het volume en de lichtintensiteit regelen. Meestal is het een ovaalvormig lichaam met groene of blauwe strepen en het "R"-symbool erop.
Filmweerstanden : Deze bestaan uit een dunne film van metaal of koolstof die als weerstandslaag fungeert, rond een keramische kern. Het is een ideaal onderdeel voor apparaten die hoge stabiliteit, hoge nauwkeurigheid en weinig ruis vereisen, zoals medische en audioapparatuur.
Thermistors: Variabele weerstanden, die vaak voorkomen in thermometers en oplaadbare batterijen, regelen de spanning als reactie op temperatuurschommelingen.
2. condensatoren
Een condensator is een apparaat dat elektrische energie opslaat door ladingen van tegengestelde aard te accumuleren in twee geleiders. Een diëlektrische stof vult de ruimte tussen deze geleiders. Deze stof houdt de lading vast binnen de printplaat en geeft deze vrij wanneer er elders stroom nodig is. De meeste condensatoren hebben een kleine cilindrische vorm en zijn vaak voorzien van een cijferaanduiding. Ze zijn nuttige componenten die worden gebruikt in circuits voor filtering, koppeling, ontkoppeling en afstemming.
Keramische condensatoren: Dit is een van de meest populaire condensatoren. Dankzij de lage kosten, het kleine formaat en de relatieve stabiliteit kunnen ze in uiteenlopende toepassingen worden gebruikt.
Foliecondensatoren: Deze zijn geschikt voor hoogfrequente toepassingen vanwege hun hoge stabiliteit en betrouwbaarheid en lage diëlektrische verliezen.
3. Inductoren
Een inductor is een onderdeel dat, net als een spoel, energie opslaat in een magnetisch veld wanneer er stroom door het onderdeel gaat. Het kan ook elektrische energie opslaan door deze om te zetten in magnetische energie. We kunnen vaststellen dat zowel het magnetische veld als de inductantie toenemen in verhouding tot het aantal spoelen. Naast het filteren van ruis en het afschermen van signalen, kunnen inductoren ook elektromagnetische golfinterferentie verminderen en stroom reguleren.
Luchtspoelen: Deze spoelen hebben geen kern, hebben meer windingen dan spoelen met een kern en zijn het meest geschikt wanneer een lage inductantie gewenst is. Ze worden doorgaans toegepast in filtercircuits en hoogfrequente toepassingen.
Ringkernspoel: Een draad is om een cirkelvormige kern gewikkeld, die meestal van ferriet is gemaakt. Deze spoel wordt veel gebruikt in medische apparaten, schakelregelaars en industriële controllers.
4. transistors
Transistoren zijn kleine halfgeleiders die functioneren als schakelaars en als versterking en besturing van elektrische signalen. Wanneer ze als versterker werken, kunnen ze een kleine ingangsstroom omzetten in een grotere uitgangsstroom. Ze functioneren als een schakelaar om te bepalen of een elektrisch signaal door het circuit gaat. In geïntegreerde circuits, die bestaan uit meerdere transistoren en circuits, zijn transistoren de fundamentele elementen.
Bipolaire junctietransistor: Deze wordt ook wel BJT genoemd, een naam die hij dankt aan het feit dat hij twee PN-overgangen heeft. Het is een component met het vermogen om de stroom te reguleren.
Veldtransistor : Een veldtransistor, afgekort FET, is een unipolaire halfgeleider met drie aansluitingen die spanning regelt.
5. diodes
Een diode is een elektronisch apparaat gemaakt van halfgeleidermateriaal met twee elektroden, positief en negatief. Het laat slechts één richting van stroom door. Hierdoor kan de stroom niet in de verkeerde richting stromen. De meest voorkomende diode is de LED, ook wel Light Emitting Diode genoemd.
Schakeldiode: Deze wordt gebruikt om het circuit te openen en te sluiten, en de werking wordt geregeld door het aanleggen van spanning in verschillende richtingen.
Lichtgevende diode (LED): Wanneer er stroom door een halfgeleider loopt, produceert deze direct zichtbaar licht door elektrische energie om te zetten in licht.
6. Geïntegreerde schakelingen (IC's)
Geïntegreerde schakelingen zijn complexe componenten die bestaan uit veel transistoren en andere vereiste PCB-componenten gecombineerd in een enkele halfgeleiderchip. Het is een miniatuurstructuur met de gewenste circuitfunctie. Elektronische componenten zijn nu intelligenter, zeer betrouwbaar, verbruiken weinig stroom en zijn gemicrominiaturiseerd dankzij geïntegreerde schakelingen.
Lineaire IC's: Lineaire IC's zijn eenvoudig van opbouw en bevatten doorgaans een minimaal aantal componenten. Ze worden vooral gebruikt voor audio- en RF-versterkers en temperatuursensoren.
Digitale IC's: Deze hebben slechts twee verschillende signaaltoestanden en worden meestal gebruikt in computers, geheugenmodules, enzovoort.
7. Schakelaars
Het belangrijkste aan schakelaars is dat ze de functie hebben om te regelen of er wel of geen stroom kan stromen. Door het gebruik van een open of gesloten circuit schakelaar, regelt het de stroom die door een circuit stroomt. Het komt in vele vormen, tuimelschakelaars, schuifregelaars, hendels, draaiknoppen, drukknoppen, toetsen, etc.
Schakelaars met zekering: Dit is een schakelaar met een ingebouwde zekering die als beveiliging dient.
Elektrische schakelaars: Deze worden gebruikt om circuits te verbinden en schakelaars te bedienen met elektrische signalen.
8. relais
Een relais is ook een schakelaar, een elektromagnetische schakelaar. Het werkt door elektromagnetische inductie, wanneer een relais wordt geactiveerd, wordt er een magnetisch veld gecreëerd om een contact aan te trekken, een circuitsluiting binnen het relais. Het beschermt het circuit tegen buitensporig hoge spanningen of stromen, zodat het circuit veilig kan werken.
Elektromechanisch relais: Dit is het meest eenvoudige type relais en werkt door een ring van beweegbare contacten, een elektromagneet, aan te sturen. Deze fysieke beweging duurt veel langer.
Solid-state relais: Deze regelen de schakeling van relais via halfgeleiders, werken sneller en gaan langer mee dan solid-state relais.
9. connectors
Connectoren zijn componenten die worden gebruikt voor het maken van een elektrische verbinding tussen verschillende PCB-componenten, printplaten of apparaten om de doorgang van gegevens en signalen mogelijk te maken. Ze kunnen tijdelijk worden gebruikt of kunnen worden vastgezet volgens de vereisten van de consument en de fabrikant. Het bestaat uit twee basisonderdelen, het contact en de behuizing. De behuizing is aanwezig om de integriteit van een verbinding fysiek te beschermen en te garanderen.
Randconnectoren van de printplaat: Deze bevinden zich doorgaans dicht bij de rand van de printplaat en verbeteren de signaalintegriteit op de printplaat. Veel van deze connectoren worden in computerapparatuur gebruikt. Ze helpen bij het doorgeven van signalen tussen de printplaat en externe PCB-componenten.
Audio/video-aansluiting: Deze wordt voornamelijk gebruikt voor het overbrengen van signalen voor zowel video als audio. Deze aansluitingen kunnen worden gebruikt voor signalen met één audiokanaal, maar ook voor signalen met meerdere audiokanalen. Audioaansluitingen kunnen worden uitgevoerd als stekkers, jacks of een combinatie van beide.
Hoe componenten in printplaten te identificeren
1. Visuele identificatie
Componentaanduiding : Veel printplaten hebben referentiemarkeringen voor diverse PCB-componenten op het oppervlak gedrukt voor eenvoudige identificatie. Enkele veelgebruikte referentiesymbolen staan in de onderstaande tabel.
Vorm en markering van componenten : Verschillende printplaatcomponenten hebben verschillende vormen, en je kunt sommige veelvoorkomende componenten herkennen aan hun vorm. Weerstanden zijn bijvoorbeeld meestal rechthoekig of cilindrisch van vorm en hebben gekleurde markeringen op hun oppervlak die de weerstandswaarde aangeven. Getallen op condensatoren geven hun capaciteit aan.
2. Uitrusting en gereedschap
Multimeters: Dit is een meetinstrument waarmee een breed scala aan elektrische eigenschappen kan worden getest. Ze kunnen worden gebruikt om weerstand, spanning en stroom te meten en kunnen zo helpen de toestand van PCB-componenten te bepalen.
Oscilloscopen: Deze kunnen transistors, diodes en geïntegreerde schakelingen herkennen. Het observeren van golfvormen en signalen is ook nuttig bij het identificeren van componenten op printplaten, omdat het helpt om de functie van het component te begrijpen.
Overige apparatuur: LCR-meters en componenttesters kunnen ook worden gebruikt om componenten te verifiëren en te identificeren, inclusief halfgeleiderparameters, inductantie en capaciteit, door uitgebreide identificatiegegevens te verstrekken.
3. Referentiedocumentatie
Een blauwdruk van de lay-out van de printplaat en de componentdetails vindt u in het schema en de componentgegevensbladen.
4 tips voor het kiezen van PCB-componenten
Prestatiebehoeften herkennen
Houd rekening met de prestatievereisten van het apparaat. Deze omvatten een verscheidenheid aan factoren, zoals temperatuurbereiken, omgevingsomstandigheden, spanning en stroomsterkte.
Kostenoverweging
Prijzen zijn iets waar je rekening mee moet houden bij het kiezen van PCB-componenten. Het betekent dat componenten met hoge kosten en goede prestatieniveaus de neiging hebben om bij te dragen aan de totale kosten. We kunnen echter ook kiezen voor goedkope materialen die effectief kunnen worden gebruikt in de productielijn zonder dat dit ten koste gaat van de kwaliteit van het eindproduct.
Kies betrouwbare componenten
De prestaties en levensduur van printplaten zijn gerelateerd aan de kwaliteit van de PCB-componenten die in de producten zijn geïnstalleerd. Betrouwbare componenten garanderen dat de printplaat op de manier werkt zoals het hoort.
Assemblage technologie
Bij het kiezen van PCB-componenten is compatibiliteit met het assemblageproces ook een belangrijke factor. Sommige componenten, zoals high-power inductors, zijn bijvoorbeeld niet compatibel met surface mount-technologie.
Samenvatting
Het vermogen om de basiscomponenten van een printplaat te identificeren en te onderscheiden is belangrijk voor iedereen die wil begrijpen hoe elektronica werkt. Ze spelen allemaal een cruciale, maar niet dezelfde, rol in de uitvoering van hun werk in het circuit. Met behulp van deze kennis kunt u een diepgaand begrip hebben van PCB-componenten. Naarmate de technologie evolueert, zullen er meer betere en beter presterende componenten ontstaan en op het bord worden geassembleerd om in een breed scala aan toepassingen te werken.
