Introduction
Vous savez peut-être que les circuits imprimés sont constitués de divers composants électriques tels que des résistances et des condensateurs. Chaque composant ou pièce joue un rôle dans la fabrication de l'ensemble du circuit imprimé.
Chaque composant est essentiel au fonctionnement de la carte de circuit imprimé. Il est également vital pour l'appareil auquel la carte est destinée. Si un composant tombe en panne, c'est toute la carte de circuit imprimé qui cesse de fonctionner. Cela peut avoir un effet sur le fonctionnement de l'appareil lui-même.
Poursuivez votre lecture, car cet article passe en revue chaque pièce électronique et les explique brièvement. Vous découvrirez les catégories de pièces électroniques sur les circuits imprimés. Vous saurez également comment identifier brièvement les pièces d'un circuit imprimé.
Qu'est-ce qu'un circuit imprimé ?
Un circuit imprimé (PCB) est la carte de base pour l'assemblage et l'interconnexion des composants électroniques. De nombreux appareils électroniques utilisent le circuit imprimé. Un circuit imprimé utilise des conducteurs en cuivre pour établir des connexions électriques entre les composants et les soutenir mécaniquement.
Comment identifier les composants SMD sur un circuit imprimé ?
Les composants SMD (Surface-Mount Devices) sont des composants électroniques montés directement sur la surface du circuit imprimé. Cette opération est réalisée grâce à la technologie de montage en surface.
Un système de code standard composé de caractères alphanumériques permet d'identifier les composants CMS. Ce système de code varie en fonction du type de composant, comme les résistances, les inductances et les condensateurs. Par exemple, vous pouvez identifier les condensateurs CMS par un code à 3 chiffres.
Composants électroniques sur cartes de circuits imprimés
Les trois catégories de composants électroniques sur les cartes de circuits imprimés sont les suivantes :
Composants passifs
Les composants passifs utilisent l'énergie électrique présente et n'ont pas besoin d'une source d'énergie externe pour fonctionner. Ils ne peuvent pas amplifier les signaux. Les résistances, les condensateurs, les inducteurs, les potentiomètres et les transformateurs en sont des exemples.
Composants actifs
Les composants actifs des cartes de circuits imprimés ont besoin d'une source d'énergie extérieure pour fonctionner. Ces composants peuvent amplifier (augmenter la tension ou le courant) et contrôler les signaux électriques. Ils comprennent par exemple les diodes, les transistors et les circuits intégrés (CI).
Composants électromécaniques
Ces pièces ont des composantes à la fois mécaniques et électriques. Elles peuvent transformer l'énergie électrique en mouvement mécanique ou inversement. Les interrupteurs et les relais en sont des exemples.
Il convient de noter que les capteurs peuvent être des composants passifs ou actifs. Cela dépend du type et du mode de fonctionnement du capteur. Examinons maintenant plus en détail chacun des composants courants des circuits imprimés :
1. Résistances
Les résistances sont l'un des composants essentiels de la carte électronique qui constituent la base du contrôle du courant. Leur fonction est de réduire le flux de courant à travers la carte. Pour ce faire, une résistance dissipe activement l'énergie électrique en chaleur. Une fois convertie en chaleur, la résistance la dissipe pour refroidir l'ensemble de la carte électronique.
Les résistances sont fabriquées à partir de matériaux variés et sont disponibles sous différentes formes. Les résistances de forme "axiale" ont des fils aux deux extrémités et un corps avec des anneaux colorés. Fabriquées à partir de films de carbone, ces résistances sont les plus populaires. Grâce à ces anneaux colorés, vous pouvez connaître la valeur de la résistance car ils agissent comme un code.
2. Transistors
Les transistors sont également des composants essentiels des circuits électroniques. Ces pièces servent d'amplificateurs pour commuter ou contrôler les signaux électriques dans un circuit imprimé. Ils fonctionnent en amplifiant ou en augmentant la petite charge électrique provenant des batteries. Les transistors assurent donc le bon fonctionnement de la carte de circuit imprimé.
Il existe différents types de transistors. En règle générale, on trouve un transistor bipolaire dans un circuit imprimé. Il possède trois broches pour stocker et amplifier la charge électrique. Ces broches sont les suivantes :
- Base : elle constitue la pierre angulaire de l'ensemble du transistor.
- Collecteur : le collecteur recueille le porteur de charge
- Émetteur : Cette région émet ou libère des charges
Le PNP (Positif-Négatif-Positif) et le NPN (Négatif-Positif-Négatif) sont deux types de transistors bipolaires. Les transistors bipolaires sont largement connus sous le nom de transistors à jonction bipolaire (BJT).
Les transistors à effet de champ (FET) sont une autre variante de transistor. Ils utilisent un champ électrique pour activer et déclencher l'autre circuit.
3. Condensateurs
Les condensateurs sont des composants courants du circuit imprimé. Vous avez lu précédemment que les résistances contrôlent la charge électrique. Au contraire, les condensateurs servent à stocker l'énergie. En d'autres termes, ils conservent temporairement la charge électrique à l'intérieur de la carte.
Les condensateurs libèrent également la charge lorsque le circuit a besoin de plus de puissance. Pour ce faire, ils rassemblent des charges opposées sur deux couches métalliques conductrices. Un diélectrique ou un matériau isolant sépare ces couches.
Les condensateurs sont principalement classés en matériaux conducteurs ou diélectriques. Il existe différents types de condensateurs. Toutefois, les condensateurs radiaux, en céramique ou en polyester sont principalement utilisés pour les circuits imprimés.
Vous pouvez constater qu'il y a généralement plus de résistances que de condensateurs dans un circuit imprimé.
4. Inducteurs
Les inducteurs sont des composants passifs du circuit imprimé similaires aux condensateurs. Ils accumulent également de l'énergie sous forme de champ magnétique lorsque le courant les traverse.
L'objectif principal des inducteurs est de bloquer ou de filtrer les signaux à l'intérieur du circuit imprimé. Il peut s'agir d'interférences provenant d'un autre appareil ou équipement électronique. Un exemple est le blocage des interférences dans les équipements radio.
En termes de structure, l'inducteur le plus élémentaire est une bobine de fil. Plus le nombre de bobines ou d'enroulements est élevé, plus le champ magnétique est important. Par conséquent, l'inductance est plus élevée. Pliés autour d'un noyau magnétique, ils sont disponibles sous différentes formes. Ils contribuent à l'amplification du champ magnétique et, par conséquent, de l'énergie stockée.
Les inducteurs font donc partie intégrante du circuit imprimé.
5. Transformateurs
Les transformateurs sont des composants essentiels des cartes de circuits imprimés. Ces pièces sont principalement utilisées pour transférer l'énergie électrique d'un circuit à un autre. Cela se fait par le biais d'une augmentation ou d'une diminution de la tension.
Ils sont constitués d'un noyau de fer doux qui comporte au moins deux bobines de fil enroulées. Il s'agit des bobines primaires pour la source ou le premier circuit. L'autre est la bobine secondaire pour le circuit où l'énergie est reçue.
Le transformateur d'un circuit imprimé augmente ou diminue continuellement la tension. Le but est de transformer l'électricité dans les différents composants du circuit imprimé. Ils effectuent cette transformation par le biais de la technologie de l'induction.
Vous pouvez supposer que les transformateurs sont comme des résistances qui contrôlent le flux d'électricité. La différence est qu'un transformateur isole le flux d'électricité pour le contrôler.
6. Diodes
Les diodes sont des composants fondamentaux des circuits imprimés. Elles permettent au courant électrique de circuler dans un seul sens et non dans l'autre. Elles le font de l'anode (c'est-à-dire la borne positive) à la cathode (c'est-à-dire la borne négative).
Le but des diodes est d'empêcher le courant de circuler dans le mauvais sens. Dans le cas contraire, le circuit imprimé et l'appareil peuvent être endommagés. Pour ce faire, la diode a une résistance nulle dans un sens. Dans l'autre sens, la résistance est plus grande.
On peut considérer que le fonctionnement des diodes est à sens unique. La diode la plus connue est la LED (Light Emitting Diode), qui émet de la lumière. Vous devez bien orienter la diode lorsque vous la connectez à un circuit. Sinon, la diode ne fonctionne pas et peut même être endommagée.
7. Capteurs
Les capteurs sont l'un des composants essentiels des circuits imprimés. Il s'agit de dispositifs dont la fonction est de détecter les changements environnementaux et d'agir en conséquence.
Les capteurs produisent un signal électrique en fonction du changement détecté. Ce signal est ensuite transmis à d'autres composants du circuit imprimé. Les capteurs peuvent détecter la chaleur, la lumière, le bruit, l'humidité, le toucher, l'humidité, le mouvement, la qualité de l'air, etc.
Ils fonctionnent en convertissant l'énergie d'un élément physique en énergie électrique. Ils sont donc comme des transducteurs (ils transforment l'énergie d'une forme à une autre).
Leurs exemples peuvent inclure une variante de résistance que l'on trouve dans un détecteur de température à résistance (RTD). Il mesure la température. Certains capteurs peuvent également afficher les changements environnementaux sur un écran lisible par l'homme.
8. Potentiomètres
Les potentiomètres sont également des éléments indispensables d'un circuit imprimé. Ils se présentent sous la forme d'une résistance variable et possèdent trois bornes. Il s'agit de la résistance, du racleur et de l'arbre. La résistance du potentiomètre peut être modifiée manuellement pour contrôler le flux du courant électrique. Un diviseur de tension permet d'obtenir une tension de sortie réglable du circuit.
Il existe deux principaux types de potentiomètres sur le marché : les potentiomètres rotatifs et les potentiomètres linéaires. Les potentiomètres rotatifs sont plus courants que les potentiomètres linéaires. Les potentiomètres rotatifs utilisent un bouton pour contrôler la résistance variable. Le potentiomètre contrôle ensuite la tension de sortie.
Vous trouverez des potentiomètres rotatifs dans le mécanisme de contrôle du volume d'appareils tels que les radios.
9. Circuits intégrés
Les circuits intégrés (CI) sont au cœur de l'électronique moderne. Ils constituent le cœur et le cerveau de la plupart des circuits.
Un circuit intégré comprend des composants électroniques tels que des résistances, des transistors et des condensateurs par millions. Tous ces éléments sont comprimés dans une minuscule puce ressemblant à la petite forme d'une plaquette de semi-conducteur. Tous les composants d'un circuit intégré sont emballés et connectés pour atteindre un objectif commun.
Les circuits intégrés sont soudés sur les cartes de circuits imprimés (PCB). Les circuits imprimés sont donc les supports des circuits intégrés qui assurent la connectivité et le support.
Les appareils d'aujourd'hui, tels que les smartphones et les ordinateurs puissants, ont une raison d'être. C'est grâce au grand nombre de composants qui s'intègrent dans une seule puce.
Les circuits intégrés sont constitués de silicium et d'un boîtier en plastique. Il existe des circuits intégrés numériques et analogiques. Les deux sont largement utilisés dans l'industrie de fabrication des circuits imprimés.
10. Interrupteurs et relais
Les interrupteurs et les relais sont des composants électromécaniques qui utilisent le mouvement pour contrôler l'électricité.
Un interrupteur est un bouton d'alimentation qui permet ou bloque le flux d'électricité. Il permet de passer d'un circuit ouvert à un circuit fermé. Il contrôle le flux d'électricité via la fonction marche/arrêt dans un circuit.
Si vous appuyez sur l'interrupteur, celui-ci ouvre l'ensemble du circuit imprimé. Il permet aux fonctions de se dérouler à l'intérieur du circuit imprimé. Lorsque l'interrupteur s'éteint, les fonctions électriques de la carte s'arrêtent.
Les interrupteurs peuvent avoir un aspect physique différent, car ils peuvent être de différents types. Les exemples incluent les interrupteurs à bascule, à curseur, rotatifs, à bouton-poussoir, à levier, à clé, etc.
De même, un relais est un interrupteur électromagnétique fonctionnant par l'intermédiaire d'un solénoïde. Cela signifie que le relais devient comme un aimant de courte durée lorsqu'il est traversé par un courant. Les relais fonctionnent comme des interrupteurs et amplifient les petits courants pour les transformer en courants plus importants.
Conclusion
Vous devez maintenant avoir appris à connaître les différentes pièces de circuits imprimés. Vous avez également appris à connaître les catégories auxquelles elles appartiennent.
Cet article a également abordé brièvement la question de l'identification des composants électroniques.
Vous pouvez être un débutant ou un professionnel de l'électronique. En connaissant les différentes pièces, vous devriez avoir une meilleure idée de la construction d'un circuit imprimé.