إذا فتحت أي جهاز إلكتروني—من هاتفك إلى مزوّد الطاقة—ستجد بداخله لوحة دوائر مطبوعة (PCB). قد تبدو مثل متاهة من المسارات الخضراء والأجزاء الصغيرة، لكن لكل جزء على اللوحة دور محدّد.
فهم أجزاء لوحة الـPCB يساعدك على قراءة المخططات، وإصلاح الأعطال، وتصميم عتادك بثقة.
فئتان رئيسيتان من “أجزاء الـPCB”
عندما يبحث الناس عن “parts of a PCB”، فإنهم يقصدون غالبًا أمرين مختلفين:
- المكوّنات الإلكترونية: المقاومات، والمكثفات، والدوائر المتكاملة، وباقي العناصر المُثبّتة على اللوحة.
- ميزات/بنية اللوحة: الطبقات النحاسية، مساحات اللحام (Pads)، الثقوب الموصلة (Vias)، والعلامات المطبوعة وغيرها.
سنبدأ بالمكوّنات، ثم ننتقل إلى العناصر البنيوية التي تربطها معًا.
المكوّنات الإلكترونية الشائعة ووظائفها
يُشار إلى كل مكوّن على الـPCB برمز حرفي يُسمّى Designator.
تظهر هذه العلامات (R، C، L، D، Q، U، إلخ) على طبقة الطباعة (Silkscreen) وتُحدّد نوع الجزء.
فيما يلي أكثر المكوّنات شيوعًا على اللوحات الحديثة:
R – المقاومة (Resistor)
تحدّ من التيار أو تتحكم فيه. تُستخدم للتقسيم الجهدي، والتحييز، والتحكم في الإشارات.
تأتي غالبًا كقطعة مستطيلة للتركيب السطحي (SMT مثل 0603 أو 0402) أو مع حلقات لونية للثقب المار (THT).
غير قطبية—لا يهم اتجاه التركيب.
C – المكثّف (Capacitor)
يخزّن الطاقة ويُنعّم تغيّرات الجهد. أساسي لعمليات الترشيح وإزالة التموج (Decoupling) على خطوط التغذية.
السيراميكي عادةً بلا قطبية، بينما الإلكتروليتي والتنتالوم قطبيان—يُشار إلى السالب بشريط أو علامة “–”.
L – المحث/الملف (Inductor)
يخزّن الطاقة في مجال مغناطيسي ويُستخدم في المرشّحات، ومحولات الـDC-DC، وكبح التداخل EMI.
يظهر كملف صغير أو قالب مغناطيسي. غير قطبي.
D – الصمام الثنائي / LED
يسمح بمرور التيار في اتجاه واحد. يُستخدم للحماية وتقويم التيار.
الـLED يضيء عند مرور التيار. كلاهما قطبي—الطرف المخطّط هو الكاثود (السالب).
Q – الترانزستور / موسفت (MOSFET)
يعمل كمفتاح أو مضخّم.
الترانزستورات الصغيرة BJT تُوسم بـ Q، والموسفت يتعامل مع تيارات أعلى.
انتبه لتسلسل الأرجل (قاعدة/بوابة، مجمّع/مصرف، باعث/مصدر) ولمساحة التبريد في القطع الأكبر.
U – الدائرة المتكاملة (IC)
“عقل” اللوحة: متحكّمات دقيقة، مضخّمات عملياتية، مشغلات، منطق…
تأتي بحزم كثيرة مثل SOIC وQFN وBGA، وغالبًا تُعلَّم برقّة/نقطة تُشير إلى الرجل رقم 1.
تحتاج عناية بالاتجاه والحماية من الشحنات الساكنة (ESD).
Y أو X – البلورة / المهتز (Crystal / Oscillator)
تولّد إشارات تزامن دقيقة.
البلورة تعمل مع مكثّفين لضبط التردد، والمهتز يجمع العناصر في حزمة واحدة. ليست قطبية، لكن ينبغي مطابقة سعة التحميل للدائرة.
F – المصهر (Fuse) وTVS وMOV
عناصر حماية من زيادة التيار أو الاندفاعات.
المصهر يقطع عند تجاوز التيار قيمته، وTVS وMOV يحمِيان من نبضات الجهد العابرة على خطوط الطاقة أو الاتصال.
SW أو K – المفتاح / المرحّل (Relay)
المفاتيح تفتح/تغلق الدائرة يدويًا.
المرحل يفعل الشيء نفسه عبر ملف كهرومغناطيسي للعزل.
ستجد أزرار ضغط، ومفاتيح منزلقة، ومرحلّات في لوحات التحكم والطاقة.
J أو CON – الموصل (Connector)
يربط اللوحة بلوحات أخرى أو كابلات أو أجهزة خارجية.
أشكاله كثيرة: رؤوس دبابيس، مقابس، USB، HDMI، RF، ومقابس طاقة.
الاتجاه مهم—فتحة التمكين/السن تمنع التركيب الخاطئ.
SEN – الحساس (Sensor)
يحّول الإشارات الفيزيائية—حرارة، ضوء، ضغط، حركة—إلى إشارات كهربائية.
يتصل غالبًا بالمتحكّم عبر أطراف تماثلية أو رقمية.
BAT – حامل البطارية
يوفّر طاقة أساسية أو احتياطية (مثل ساعات الوقت الحقيقي).
قطبي—تشير علامة “+” أو المساحة الأكبر إلى الطرف الموجب.
نصيحة سريعة:
إن لم تعرف وظيفة جزء ما، ابحث عن رمز الحرف ورقمه (مثل R15 أو U3). هذا يحدّد نوعه وموقعه في المخطط.
ميزات اللوحة: الأجزاء الفيزيائية للـPCB
إضافة إلى المكوّنات، تحتوي كل لوحة على عناصر بنيوية توصلها وتدعمها:
الطبقات النحاسية
تشكّل المسارات والمستويات (Planes).
الطبقات الخارجية تحمل المسارات الظاهرة، والداخلية توزّع القدرة أو الأرضي.
مساحات اللحام والثقوب الموصلة (Pads & Vias)
المساحات النحاسية حيث تُلحَم المكوّنات.
الثقوب الموصلة (Vias) تربط الإشارات بين الطبقات.
ثقوب الثقب المار (PTH) كبيرة لأرجل المكوّنات، أمّا الميكرو ڤيا والعمياء فتربط طبقات محدّدة فقط.
قناع اللحام (Solder Mask)
الطبقة الخضراء (وأحيانًا الحمراء/الزرقاء/السوداء) التي تغطي النحاس.
تمنع جسور اللحام والتآكل، وتترك فتحات على مساحات اللحام فقط.
الطباعة (Silkscreen)
نصوص ورموز بيضاء فوق القناع.
تُظهر الديزاينيتر، الشعارات، وعلامات القطبية لتسهيل التركيب.
نقاط الاختبار وثقوب التثبيت
TP هي مساحات مكشوفة لقياس الجهد أو الإشارات أثناء الاختبار.
ثقوب التثبيت لتثبيت اللوحة في الصندوق أو الدعّامات.
قاعدة بسيطة: إن كان هناك ثقب فهي غالبًا ميزة ثقب مار، وإن كانت مسطّحة لامعة فهي مساحة تركيب سطحي.
التركيب السطحي مقابل الثقب المار (SMT vs THT)
طريقتان رئيسيتان لتركيب المكوّنات:
- SMT – تقنية التركيب السطحي: تُلحَم الأجزاء مباشرة على مساحات مسطّحة.
تسمح بلوحات أصغر وأخف، وتستخدم في معظم الإلكترونيات الحديثة.
تُوضع عجينة اللحام، ثم المكوّنات، وتدخل اللوحة فرن إعادة اللحام (Reflow). - THT – تقنية الثقب المار: تمر الأرجل عبر ثقوب وتُلحم على الجهة الأخرى.
شائعة للأجزاء الكبيرة أو عالية التيار مثل الموصلات والمحولات والمرحلّات.
أقوى ميكانيكيًا لكنها تشغل مساحة أكبر.
كثير من اللوحات هجينة: SMT لمعظم الأجزاء، وTHT لما يحتاج قوة ميكانيكية أو تيارًا عاليًا.
نصائح التعرف على الأجزاء وأخطاء شائعة
فهم الرموز وعلامات القطبية يوفر الوقت ويمنع التلف:
- أخطاء القطبية
- المكثفات الإلكترونية: الشريط يشير للطرف السالب.
- الدايود/LED: الطرف المخطّط أو الحافة المسطّحة هو الكاثود.
- الـIC: الرجل 1 مُعلّمة بنقطة أو شق.
- البطاريات: المساحة الأكبر أو علامة + هي الموجب.
- خلط الحزم المتشابهة
المقاومات/المكثفات الصغيرة (0402، 0603) تتشابه—تحقق من القيم قبل اللحام.
حزم SOT-23 وSOT-223 للترانزستورات ليست بدائل لبعضها. - قِيَم تحميل خاطئة للبلورة
اختيار مكثفات غير مناسبة قد يسبب ترددًا غير مستقر أو توقف الذبذبة. - توصيل خاطئ للموسفت
مواقع البوابة/المصرف/المصدر تختلف حسب الحزمة—ارجع دائمًا لورقة البيانات. - ترتيب استكشاف الأعطال
افحص الطباعة والقطبية → اختبر الاستمرارية بملتيميتر → شغّل التغذية بعد التأكد.
اتباع هذه الخطوات يمنع حرق المكوّنات ويختصر وقت التشخيص.
أمثلة مسار تطبيقية: رؤية اللوحة كنظام
بعد معرفة أسماء الأجزاء، افهم كيف تعمل معًا:
1) مسار التغذية (Power Path)
دخل AC/DC → دايودات تقويم (D) → مكثف إلكتروليتي كبير (C) →
منظّم جهد أو IC محوّل (U) → محث (L) → مكثف خرج (C) →
مقاومة قياس (R) + عنصر حماية (F أو TVS).
هذا يحوّل القدرة الخام إلى جهد DC مستقر.
2) التوقيت والاتصال
بلورة (Y) + مكثفات تحميل (C) لتغذية ساعة المتحكّم.
في منافذ الاتصال (USB، CAN، RS-485، Ethernet) ستجد دايودات ESD ومقاومات إنهاء وخنّاقات نمط مشترك للحماية والترشيح.
3) الاستشعار والتهيئة (Signal Conditioning)
ينتج الحساس (SEN) إشارات صغيرة تمر عبر مرشّحات RC إلى مضخّم عملياتي (U) ثم إلى محول تماثلي-رقمي (ADC) داخل المتحكّم.
تربط الموصلات (J) الإشارات بوحدات خارجية أو مجسّات.
التفكير بوحدات—قدرة، توقيت، إدخال/إخراج—يجعل اللوحات المعقّدة أسهل فهمًا.
أسئلة شائعة (FAQ)
س1: هل تشمل “أجزاء الـPCB” الثقوب والعلامات أم المكوّنات فقط؟
تشمل الاثنين. المكوّنات تؤدّي الوظائف الكهربائية، وميزات اللوحة—مثل الـVias والـPads وقناع اللحام والطباعة—تدعمها وتربطها.
س2: كيف أعرف إن كان للمكوّن قطبية؟
تفقد الطباعة أو علامات الجسم. كل ما يخزن أو يوجّه التيار (مكثفات إلكتروليتية، دايودات، LED، IC، بطاريات) غالبًا له قطبية. المقاومات والمحاثّات عادةً بلا قطبية.
س3: ماذا أفعل إن كانت الطباعة غير واضحة أو الأرقام مفقودة؟
ابحث عن حرف الديزاينيتر (R، C، L، D، Q، U…). حتى دون الرقم الكامل ستعرف النوع.
استعن بالمخطط أو صور أجزاء مماثلة على الإنترنت.
س4: لماذا تمزج بعض اللوحات بين SMT وTHT؟
لأن SMT يوفر المساحة والكلفة، بينما THT يمنح قوة ميكانيكية وقدرة على التيار العالي. المزج يحقق توازن الأداء والمتانة.
الخلاصة
قد تبدو لوحة الـPCB معقّدة في البداية، لكن فهم أجزائها الأساسية يجعلها منطقية جدًا. لكل مقاومة ومكثّف وIC دور واضح، والطبقات النحاسية والمسارات توصل بينها لتعمل كنظام واحد.
تعلّم هذه الأساسيات يساعدك على تمييز الوظائف، والتحقق من القطبية، وتشخيص الأعطال بسرعة. ومع هذه المعرفة، ستقرأ اللوحات بثقة أكبر وتخطو أولى خطواتك نحو تصميم دوائر موثوقة خاصة بك.
