بهترین سیم ارت

در ابتدا باید بدانید که ارت در الکترونیک چگونه کار می کند. تعداد کمی از مباحث در الکترونیک به اندازه مبحث اتصال به زمین یا سیم ارت ، اطلاعات غلط و سردرگمی ایجاد کرده اند. هدف این مقاله این است که روشن کنیم بهترین سیم ارت چیست و چرا از اهمیت اساسی برخوردار است.

اصطلاح ارت یا همان زمین چیست؟ 

یکی از دلایلی که زمینه سازی چنین موضوعی می تواند گیج کننده باشد ، سو تفاهم استفاده بیش از حد این اصطلاح است. بسته به اصطلاح زمین، می تواند موارد کاملاً متفاوت اما مرتبط به هم باشد. به همین دلیل است که بعضی از مهندسان از این اصطلاح بیزارند و عباراتی مانند بهترین سیم ارت را ابداع کرده اند. برای درک ارت ، بیایید ابتدا مسیرهای بازگشت را تعریف کنیم ، هنگامی که مسیرهای بازگشت را درک کنیم ، درک ارت از آن آسان خواهد بود.

شکل 1. هر مدار عملکردی یک حلقه بسته است ، همیشه باید راهی برای بازگشت به منبع وجود داشته باشد.

شکل 1 ، یک مدار بسیار ساده را نشان می دهد. همانطور که مشاهده می کنید جریان باتری در حال عبور از طریق مقاومت ، از طریق LED و سپس بازگشت به باتری است. برای عملکرد هر مدار الکتریکی باید یک مدار بسته باشد ، همیشه باید راهی برای بازگشت جریان به منبع وجود داشته باشد. صرف نظر از اینکه مدار پیچیده است ، همیشه یا ردی (ها) وجود دارد یا صفحه ای که به عنوان مسیر بازگشت جریان برای بازگشت به منبع عمل می کند.

تقریباً در همه مدارها ، این مسیرهای بازگشت در مجموع "ارت" نامیده می شوند. پیدا کردن بهترین سیم ارت سوالی است که احتمالا مطح می شود. مسئله این است که از اصطلاح "ارت" نیز برای تعریف نقطه مرجع برای مدار استفاده می شود. در بیشتر موارد ، این دو با هم منطبق هستند (شکل 2) و همه چیز روشن است اما همیشه اینطور نیست (شکل 3). نقطه مرجع لازم است زیرا چیزی به نام ولتاژ صفر مطلق وجود ندارد. وقتی ولتاژ را اندازه می گیرید ، همیشه نسبت به برخی از گره های مرجع در طراحی شما است و لزوماً نباید در مسیر بازگشت باشد. در واقع ، از دیدگاه نظری ، هر گره در مدار شما می تواند گره مرجع باشد ، با این حال به دلایلی که بعداً وارد خواهیم شد ، برخی از گره ها بهتر از دیگران هستند. من مطمئن هستم که شما شروع به دیدن این مسئله کرده اید که چگونه گیج کننده می شود ، ما اصطلاح مشابهی را با اشاره به دو مفهوم متفاوت داریم. و خواهیم دانست بهترین سیم ارت چیست.

شکل 2. نقطه مرجع و مسیر بازگشت در همان گره ، بسیار طبیعی و معمولی است.

شکل 3. نقطه مرجع و مسیر بازگشت با هم منطبق نیستند ، در مدارهای پیچیده می تواند یک کابوس گیج کننده باشد.

در مدارهای پیچیده ، ما می توانیم مسیرهای بازگشت زیادی داشته باشیم و بعضی از آنها گاهی در زمینه های مختلف دسته بندی می شوند. معنی آن چیست؟ شاید از خود بپرسید ، به هر حال ، چند پاراگراف پیش من گفتم که تمام مسیرهای بازگشت باید سرانجام آن را به منبع برگردانند و در اینجا ما می توانیم به نظر به یک تناقض برسیم. به شکل 4 نگاه کنید و با هم این موضوع را حل می کنیم.

شکل 4. مدارهای فرعی با زمینه های مختلف در نهایت همه به منبع باز می گردند.

در اینجا در شکل 4 می توانید حداقل 3 زمینه مختلف را مشاهده کنید. یک زمینه آنالوگ (AGND) ، یک زمین دیجیتال (DGND) و یک زمینه کلی (GND) وجود دارد، (اولین چیزی که می خواهم بدانید این است که من این طرح را برای اهداف آموزشی آورده ام ، شما مسیر بازگشت را مشخص نمی کنید به منبع با استفاده از شبکه های ضخیم مانند که در اینجا کار شده است. همانطور که ایستاده است یک طرح کلی معتبر EAGLE نیست ، من فقط برای ساختن طرح از EAGLE استفاده می کنم). توجه داشته باشید که سه زمینه مختلف به منبع برمی گردند ، بنابراین این یک مدار معتبر است. با این حال ، چرا اگر در آخر همه آنها فقط به منبع بازگردند ، چرا آنها را جدا کنید؟ پاسخ سریع این است که با قرار دادن مسیرهای برگشت در سه زمینه می توان جریان های پر سر و صدا را در یک مدار از مدارهای دیگر جدا کرد. به عنوان مثال ، جریان هایی که از مدار AGND عبور می کنند فقط از طریق آن اجزای متصل به AGND عبور می کنند. با طراحی مدارها از این طریق جریان ها فقط در منبع با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. با استفاده از تعاریف قبلی ، می بینیم که تمام مسیرهای بازگشت آن را به منبع برمی گردانند ، فقط چیدمان آنها با دقت طراحی شده است تا برخی از مصونیت های نویز بین سه مدار را فراهم کند.

زمین ، شاسی و سیگنال‌های اتصال به زمین 

مجهز به تعاریف جدید ، بیایید بهترین سیم ارت و برخی "ارت ها" را که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد ، تجزیه و تحلیل کنیم و متوجه خواهیم شد که همه آنها به یک شکل کار می کنند. این در متن میخوانید که آنها نام های مختلف خود را می گیرند.

اتصال به زمین، ارت        

زمین (خاک زیر پای ما ، نه سیاره) منبع بی نهایت الکترون در نظر گرفته می شود و نقطه مرجع تمام سیم کشی برق خانه های ما را مشخص می کند (شکل 5 را ببینید). از نظر عملی ، این مسیر بازگشت با سوار کردن یک میله فلزی به داخل زمین و اطمینان حاصل می شود که تمام سیم های ارت خانه های ما کاملاً به آن متصل می شوند.

شکل 5. میله ارت، به خانه وصل شوید و به زمین منتقل شوید. 

اتصال به زمین شاسی            

این نوع ارت وقتی نام خود را می گیرد که محفظه فلزی دستگاه به عنوان یک نقطه مرجع برای یک مدار الکتریکی تعریف شود. این مورد مربوط به اتومبیل است (شکل 6 را ببینید) ، واشر یا هر وسیله دیگری که دارای محفظه رسانای الکتریکی باشد. دلیل اصلی استفاده از شاسی محفظه و ارت به عنوان نقاط مرجع مربوط به ایمنی است. بدن ما تقریباً همیشه در پتانسیل زمین است (یا تقریباً). برای لحظه ای تصور کنید که می خواهید برای لباسشویی خود ارت انجام دهید ، داخل ماشین لباسشویی شما تمام وسایل الکترونیکی به شاسی (زمین شاسی) و شاسی به شاخه زمین خروجی (زمین خاکی) شما متصل هستند. چه اتفاقی می افتد اگر خط ولتاژ بالا در داخل واشر شما به شاسی کوتاه شود؟ شکل 7 پاسخ دارد.

شکل 6. ترمینال منفی باتری متصل به شاسی خودرو. گره مرجع همه لوازم الکترونیکی اتومبیل شما را مشخص می کند.

شکل 7. وقتی زمین و شاسی به هم متصل می شوند ، مسیر برگشت جریان باعث می شود بدن شما را در امان نگه دارد.

همانطور که مشاهده می کنید ، در صورت استفاده از شاسی و زمین ، در این صورت مسیر برگشت تضمین می شود تا در صورت تماس با محفظه واشر در هنگام بروز خطا ، از ورود به بدن انسان جلوگیری شود. باز هم ، اگر به مسیرهای بازگشت فکر کنیم ، می بینید که در این مثال زمین شاسی و ارت از مسیر بازگشت به منبع AC. با این کار از اختلاف پتانسیل بین بدن و محفظه واشر جلوگیری می کند که باعث می شود جریان از بدن عبور کند. بیایید این سناریو را تکرار کنیم ، اگر به هر دلیلی شاسی واشر به زمین متصل نشود چه اتفاقی می افتد؟ شکل 8 ، نتیجه دردناک را نشان می دهد.

در این سناریو ، شما یک مسافر شاد نیستید ، زیرا اتصال به زمین قطع شده است فقط یک مسیر بازگشت زنده برای جریان AC وجود دارد ، شما. در این سناریو ، دومی که با محفظه واشر تماس می گیرید شوک می بینید. از همه بدتر اینکه اغلب جریان برق برای قطع یک شکن کافی نیست و شما می توانید برای مدت زمان طولانی شوک شوید. از طریق انتخاب هوشمندانه گره های مرجع ، مسیرهای برگشت به گونه ای تنظیم می شوند که شما را در امان نگه دارند. همانطور که متوجه شدید نامگذاری این گره ها در زمین ، درک عملکرد این اقدامات ایمنی را بهم می ریزد.

ارت سیگنال                        

این رایج ترین تعیین است و اساساً تعریفی از گره مرجع برای مدارهای PCB است. معمولاً با استفاده از صفحه زمین از نظر فیزیکی پیاده سازی می شود ، بدین ترتیب در طراحی ما مسیر بازگشت امپدانس کم به منبع انرژی وجود دارد (شکل 9 را ببینید). این مهم است در غیر این صورت "ارت" های مختلف روی برد ممکن است در پتانسیل های مختلفی باشند (گره مرجع در همه جا مقدار یکسانی ندارد) و این می تواند باعث سو عملکرد مدار شود یا فقط دوره کار نکند.

شکل 9. رنگ قرمز ثابت را در کل این طرح PCB مشاهده می کنید؟ این مسیر بازگشت صفحه مس (ارت سیگنال) برای تمام اجزای شما است.

بهترین سیم ارت و آیا واقعاً به ارت احتیاج دارید؟                

همانطور که یاد گرفتیم هر سیستم الکتریکی حداقل به یک مسیر بازگشت به منبع احتیاج دارد ، بهترین سیم ارت را با توجه به نیاز می توان انتخاب کرد، بنابراین از این نظر تمام مدارها به "ارت" نیاز دارند. به طور معمول ، این "ارت" همچنین به عنوان گره مرجع مورد استفاده قرار می گیرد که تمام ولتاژهای مدار را می توان در برابر آن اندازه گیری کرد. با این وجود همه مدارها به ولتاژهای خط متصل نمی شوند (به عنوان مثال دستگاه های باتری دار) ، بنابراین همه آنها به یک اتصال به "زمین" یا به عبارت بهتر یک مسیر بازگشت از طریق زمین احتیاج نخواهند داشت. به همین ترتیب ، دستگاه ها در محفظه های غیر رسانا برای ایمنی به مسیر بازگشت شاسی احتیاج ندارند. آنچه ما نیاز داریم این است که بتوانیم برای جلوگیری از سردرگمی با ارت ، این مسیرها را چیز دیگری بنامیم ، اما این مسئله فراتر از محدوده این مقاله است.

اکنون که دانستید هر یک از این انواع "ارت" چیست ، و بهترین سیم ارت چگونه است، مهم است که بتوانید آنها را به صورت شماتیک تشخیص دهید تا سیستم الکترونیک شما بتواند به درستی و به روشی ایمن کار کند. در زیر نمادهای متداول برای نشان دادن سیگنال ، شاسی و ارت را می بینید. در حالی که این نمادها استاندارد هستند ، ممکن است با شماتیک برخورد کنید که از آنها منحرف شود. اگر این اتفاق افتاد لطفاً تأیید کنید. با انجام این کار مطمئن می شوید که ایمن هستید.

امیدواریم که این مقاله بتواند برخی از سردرگمی های موجود در زمینه "ارت" را برطرف کند. این اصطلاح بارگذاری می شود و بسته به زمینه می تواند به یک مسیر بازگشت ، یک گره مرجع یا هر دو اشاره داشته باشد. بخاطر داشته باشید که این فقط نوک کوه یخ است ، کتابهای کاملی در مورد "ارت" و نحوه اجرای مسیرهای بازگشت در برنامه های مختلف نوشته شده اند. شما اکنون این اساس را دارید که آن کتاب ها را بفهمید و برای طراحی مناسب در مدارهای خود تصمیم بگیرید. با طراحی دقیق مسیرهای بازگشت ، می توانید گفتگوی متقابل بین قسمتهای مختلف مدار خود را به حداقل برسانید و کاربران محصولات خود را ایمن نگه دارید.

نت کابل تولید کننده بهترین سیم ارت 

شرکت سیم و کابل نت کابل، تولید کننده بهترین سیم و کابل مطابق با استانداردهای روز می باشد، این مجموعه در راستای مشتری مداری، کیفیت محصولات خود را بسیار حائز اهمیت می داند. این مجموعه تولیدی بهترین سیم ارت را با مرغوب ترین مواد اولیه و هادی مس با خلوص بالا تولید می نماید. سیم ارت جهت اتصال به زمین در طول و ضخامت های مختلف توسط نت کابل تولید و عرضه می شود. سیم ارت نت کابل بسیار پرکاربرد می باشد و می توان در صنایع خودروسازی ، مهندسی و ... مورد استفاده قرار گیرد. شرکت نت کابل محصولات خود را پس از تولید به وسیله ماشین آلات بروز خود، وارد مرحله کنترل کیفیت می نماید و همواره در تلاش است تا محصولاتی مرغوب تولید و عرضه نماید. 

منبع