آشنایی با المان های ایسیو (ECU) و مبانی آن

از آن جا که ایسیو یا electronic control unit یک دستگاه کاملا الکترونیکی می باشد، تحلیل و بررسی آن بدون شناخت اولیه از المان های الکترونیکی میسر نیست. بنابراین در این مقاله سعی شده تا مقدمه ای از علم الکترونیک معرفی گردد تا آشنایی نسبی با المان های ایسیو (ECU) و مبانی آن کسب کنید. اگر قصد آشنایی با المان ها و عملگرهای ایسیو را دارید این مطلب را تا انتها بخوانید.

ایسیو ecu چیست؟

ECU” به واحد کنترل الکترونیکی موتور اشاره دارد. در خودروهای مدرن، واحد کنترل الکترونیکی (ECU) نقش مهمی در تضمین عملکرد و عملکرد بهینه دارد. ECU اساساً مغز وسیله نقلیه است که مسئول مدیریت سیستم های الکترونیکی مختلف را برعهده دارد و باید از عملکرد یکپارچه تمامی عملگرهای خود اطمینان حاصل کند.

واحدهای کنترل الکترونیکی بسیاری از عملکردهای داخل وسیله نقلیه شما را نظارت می کنند. اکثر وسایل نقلیه مدرن ممکن است ده ها یا صدها ECU در نرم افزار خودرو تعبیه کرده باشند. این مینی کامپیوترها را می توان به ترمزها، فرمان برقی، واحدهای تهویه مطبوع، کیسه هوا و موارد دیگر متصل کرد. هسته ECU یک میکروکنترلر است و توسط نرم افزار تعبیه شده کنترل می شود.

ایسیو چگونه کار می کند؟

ایسیو به عنوان واحد کنترل الکترونیکی، ورودی یک یا چند قسمت از خودرو را دریافت می کند و از آن اطلاعات برای انجام اقدامات لازم در صورت نیاز استفاده می کند. به عنوان مثال، یک ECU کیسه هوا اطلاعاتی را از سنسورهای تصادف و سنسورهای صندلی دریافت می کند. هنگام تصادف، ECU تصمیم می گیرد بسته به محل نشستن مسافران، کدام کیسه هوا را باز کند. سپس به محرک ها می گوید که آنها را مستقر کنند. سپس عملگرهای ایسیو با استفاده از سوپاپ ها، انژکتورها یا رله ها، سیگنال الکتریکی را به مقدار فیزیکی مورد نیاز تبدیل می کنند.

المان های ایسیو(ECU)

در این قسمت قصد داریم تا شما را با عملگرهای ایسیو آشنا کنیم. در ابتدا توضیح مختصری را جع به عملگر ایسیو می دهیم:

المان یا عملگر ایسیو(ecu actuator) چیست؟

عملگرها یا المان های ایسیو قطعاتی هستند که با دستور ایسیو وظایف خود را به خوبی انجام می دهند تا بتوانند بهترین عملکرد را برای خودروها دربرداشته باشند. عملگرها در پشت صحنه خودروها کار می کنند تا انرژی را به یک عمل فیزیکی یا نیرو تبدیل کنند. آنها انواع عملکرد و عملکردهای راحتی را انجام می دهند، از کنترل دریچه گاز گرفته تا هدایت جریان هوا در سیستم کنترل آب و هوا و عملکرد صندلی های برقی و درب های بالابر همه از وظایف عملگرهای ایسیو هستند. همچنین، نقش بسیار مهمی را در کروز کنترل تطبیقی و سایر سیستم‌های پیشرفته خودروهای مدرن ایفا می کنند.

در ادامه به بررسی انواع عملگرها و المان های ایسیو می پردازیم. تا پایان مقاله همراه ما باشید تا بتوانید با آشنایی با المان های ایسیو و همچنین شرکت در دوره های صفر تا صد تعمیرات ایسیو در فنون برق به یک ایسیو کار حرفه ای در بازار تبدیل شوید.

طبقه بندی عملگرهای ایسیو خودرو بر اساس عملکرد کنترل

عملگرهای خودرو را می توان بر اساس عملکرد کنترل به دو بخش تقسیم کرد: عملگر خطی و عملگر چرخشی.

• عملگر خطی ایسیو

کاربرد عملگر خطی ایسیو در خودروهای انژگتوری در عملکرد سیلندر اصلی ترمز است که در آن سیال هیدرولیک توسط این عملگر ایسیو از طریق سیستم رانده می شود تا لنت های ترمز را درگیر کند.

• عملگر چرخشی ایسیو

وظیفه عملگرهای چرخشی ایسیو، تنظیم صفحه دریچه گاز سیستم خودروهای انژکتوری است که در آن، عملگر صفحه را می چرخاند تا جریان هوا را تنظیم کند.

طبقه بندی عملگرهای ایسیو خودرو بر اساس تکنولوژی

در این قسمت نگاهی به توضیح انواع عملگر ایسیو خودروهای انژکتوری و طبقه بندی آنها بر اساس تکنولوژی بیاندازید:

• عملگر سنسور ایسیو

عملکرد واحدهای کنترل الکترونیک خودروهای مدرن (ECU) تا حد زیادی به داده های دقیق و در زمان واقعی بستگی دارد که توسط سنسورهای ایسیو تحلیل می شوند. این سنسورها که از عملگرهای اصلی ایسیو به شمار می روند چندین فاکتور را اندازه گیری می کنند که برای کارایی و عملکرد موتور بسیار مهم هستند، از جمله دما، فشار، سرعت و ترکیب. ما در این قسمت به معرفی و توضیح انواع سنسورهایی که با ECU ارتباط دارند به تفسیر خواهیم کرد:

• عملگر سوئیچ اینرسی ایسیو در پمپ بنزین خودرو

یکی دیگر از المان های ایسیو، عملگر سوئیچ اینرسی ecu است که به عنوان سوئیچ‌های شتاب نیز شناخته می‌شوند و وظیفه آنها این است که مجموعه‌ای از کنتاکت‌های سوئیچ را در صورت تصادف یا هر رویداد دیگری باز می کنند. در این زمان، نیروی شدید g ایجاد شده است.

یکی از رایج ترین کاربردهای مصرف کننده برای سوئیچ های اینرسی در سیستم های سوخت خودرو است. در زمان تصادف یا تصادف، وظیفه سوئیچ اینرسی به عنوان عملگر ایسیو این است که پمپ بنزین را در خودرو خاموش می کند و هرگونه نشت سوخت و خطر آتش سوزی را به حداقل می رساند.

در نهایت می توان به این نتیجه رسید که پمپ های روغن یا اویل پمپ ها در موتورهای دورانی توسط ایسیوهای +G4 کنترل می شوند. نحوه کارکرد این عملگر ایسیو بدین صورت است که یک اتصال و سیم کشی بین استپر موتور پمپ و بازخورد موقعیت به ECU برقرار می کند. شیر وسط هر دو سیم پیچ باید به همان منبع تغذیه ECU متصل شود تا از چرخش صحیح فلایویل اطمینان حاصل شود و از برگشت به عقب خودرو جلوگیری کند.

• عملگر کنترل دنده گیربکس:

عملگرد کنترل دنده از دیگر عملگرهای ایسیو است که به گیربکس به تعویض دنده کمک می کند و مسئول هدایت سیال هیدرولیک به کانال های مناسب و درگیر یا جدا کردن کلاچ ها است. این نوع عملگرهای برقی ایسیو در گیربکس های اتوماتیک، سیگنال های الکتریکی را از ماژول کنترل انتقال رمزگشایی می کنند. همچنین، با تنظیم جریان سیال هیدرولیک به تونل های انتقال، تعیین می کنند که کدام دنده باید حرکت کند. دقت و سرعت این عملگرهای کنترل دنده ایسیو برای تعویض دنده اتومات و حداکثر مصرف سوخت برای تحویل نیرو در صورت نیاز بسیار بالا است.

• عملگر کنترل دریچه گاز از عملگرهای اصلی ایسیو

عملگر کنترل دریچه گاز ایسیو، میزان هوای ورودی به موتور را کنترل می کند. در گذشته، این عملیات عمدتاً مکانیکی بود، از جمله کابل اتصال دریچه گاز و پدال گاز. از سوی دیگر، در سیستم های مدرن، از سیستم های “drive-by-wire” یا کنترل الکترونیکی دریچه گاز (ETC) استفاده می شود. کارکرد عملگر کنترل دریچه گاز بدین صورت است که به جای کشیدن فیزیکی کابل، زمانی که پدال گاز را در یک سیستم ETC فشار می دهیم، یک سیگنال الکتریکی تولید می شود. این سیگنال توسط یک عملگر در بدنه دریچه گاز تولید می شود تا بتواند صفحه دریچه گاز را برای کنترل جریان هوای موتور تغییر دهد. از عملگر کنترل دریچه گاز برای کنترل کشش و کروز کنترل نیز استفاده می شود.

• عملگر انژکتور یا سوزن انژکتور از عملگرهای اصلی ایسیو

عملگر انژکتور سوخت چیزی نیست جز یک سوپاپ کنترل الکترونیکی. مانند سایر سیستم های اینجکشن مستقیم، سوخت تحت فشار توسط پمپ بنزین خودروی شما تامین می شود و قابلیت باز و بسته شدن چندین بار در ثانیه را دارد. عملگر انژکتور بدین صورت عمل می کند که هنگامی که انژکتور روشن می شود، یک آهنربای الکتریکی یک پیستون را به حرکت در می آورد که دریچه را باز می کند و به سوخت تحت فشار اجازه می دهد تا از یک نازل کوچک خارج شود. این نازل به گونه ای طراحی شده است که سوخت را اتمیزه می کند – تا حد امکان یک غبار ریز ایجاد می کند تا بتواند به راحتی بسوزد.

اساسا، وظیفه ECU موتور خودرو این است که تزریق و سیستم انژکتور سوخت موتورهای بنزینی و زمان جرقه برای احتراق آن را کنترل می کند. همچنی، موقعیت داخلی موتور را با استفاده از سنسور موقعیت میل لنگ تعیین می کند تا انژکتورها و سیستم جرقه زنی دقیقاً در زمان صحیح فعال شوند.

استپ موتور از عملگرهای اصلی ایسیو

از دیگر عملگرهای ایسیو می توان به موتور پله ای یا استپر موتور اشاره کرد. وظیفه استپر موتور یا stepper motor به عنوان یکی از عملگرهای ایسیو این است که موقعیت سوپاپ را برای تنظیم جریان هوا کنترل می کند. توجه داشته باشید که برخی از سنسورهای TPS که موقعیت دریچه گاز را اندازه گیری می کنند و سپس، اطلاعات را به ایسیو ارسال می کند، نیز از استپر موتور جهت تنظیم موقعیت خود و اطمینان از خوانش دقیق بهره می برند.

وظیفه stepper motor این است که مقدار هوای ورودی را با حرکت به جلو و عقب کنترل می کند که توسط ۴ ترانزیستور کنترل می شود. در این زمان ایسیو وارد کار شده و با دریافت دمای موتور و سایر شرایط خودرو، فرمان لازم را به ترانزیستورها ارسال می کند و در نتیجه شیر استپر باز و بسته می شود.

• سیم پیچ احتراق از عملگرهای ایسیو

یکی دیگر از عملگرهای ecu، سیم پیچ احتراق است که که بین باتری، شمع و ECU متصل می شود. باتری سیم پیچ را مانند یک خازن شارژ می کند. هنگامی که سیستم کنترل می خواهد مخلوط هوا/سوخت را در محفظه احتراق موتور مشتعل کند، سیگنالی از سمت ایسیو ارسال می شود که انرژی ذخیره شده در سیم پیچ را آزاد می کند. این انرژی از طریق شمع که در آن جرقه تشکیل می شود به بیرون هدایت می شود.

• سیم پیچ های IGBT

از سایر عملگرهای ایسیو می توان به سیم پیچ های “منفعل” IGBT اشاره کرد. این کوئل های غیرفعال، در اصل یک ترانسفورماتور سیمی هستند. آنها معمولاً چندین آمپر جریان دارند و در نتیجه به یک سوئیچ زمین با جریان بالا نیاز دارند تا آنها را هدایت کند، همانطور که در ECU های سیمی نصب می شوند، ECU اتصال به زمین را فراهم می کند و طرف دیگر سیم پیچ به منبع جرقه زنی فیوز متصل خواهد شد و به انرژی اجازه می دهد تا از طریق سیم پیچ جریان یابد.

• از عملگرهای ایسیو: سنسور موقعیت و سرعت میل لنگ

سنسور موقعیت و سرعت میل لنگ از عملگرهای ایسیو می باشد که وظیفه آن، تعیین کردن دور در دقیقه و موقعیت پیستون و سوپاپ های هر سیلندر می باشد. این امر به ECU اجازه می‌دهد تا محاسبه کند که چه زمانی شمع‌ها را روشن کند و چه زمانی موتور را برای کارکرد نرم به عقب براند.

• کمپرسور کولر و ماژول ECU

این ماژول به سازندگان خودرو اجازه می دهد تا تهویه مطبوع را در یک وسیله نقلیه ۱۲ ولتی تعبیه کنند. در کمپرسور کولر خودرو، یک ECU هیبریدی نیاز است تا سرعت چرخش موتور الکتریکی کمپرسور را کنترل کند. وظیفه تسمه فن از قطعات کمپرسور کولر، بدین صورت است که یک کلاچ الکتریکی روی آن نصب می شود که به چرخ قرقره اجازه می دهد زمانی که سیستم AC خاموش است، کمپرسو را به حرکت درآورد.

• رله از عملگرهای ایسیو

در این جدول انواع رله را به عنوان یکی از عملگرهای ایسیو توضیح می دهیم:

• جعبه فیوز خودرو و فیوزهای ECM

از جمله المان های ایسیو، جعبه فیوز خودرو است. کاپوت خودرو از اجزای مختلفی مانند واحد کنترل موتور (ECU)، فن خنک کننده، موتور ABS و باتری محافظت می کند. در حالی که جعبه فیوز نزدیک داشبورد از اجزای کابین مانند شیشه های برقی، چراغ های داخلی، رادیو یا سیستم اطلاعات سرگرمی و چراغ های راهنما محافظت می کند.

فیوزهای ECM به عنوان یک جزء حیاتی در جعبه فیوز خودرو، نقش مهمی در عملکرد و کارایی خودرو دارند. ماژول کنترل موتور (ECM) در قلب وسایل نقلیه مدرن قرار دارد و همه چیز از تزریق سوخت گرفته تا کنترل آلایندگی را مدیریت می کند. وظیفه فیوزهای ECM، محافظت از ECM در برابر نوسانات برق یا خرابی های الکتریکی است که می تواند در نتیجه مشکلات مختلفی مانند اتصال کوتاه یا اضافه بار را ایجاد کرده و در نهایت چراغ چک ماشین را روشن کند.

در خودروهای مدرن، ECM به سنسورهای مختلفی مانند سنسور اکسیژن، سنسور ضربه و ماژول احتراق متصل است که همگی به جریان الکتریکی مناسب متکی هستند. اگر فیوز ECM منفجر شود، عملکرد این سنسورها به همراه رله پمپ بنزین و سیم پیچ احتراق به خطر می افتد.

نیمه رساناها یکی از مهم ترین المان های ایسیو(ECU)

از مهم ترین المان های ایسیو(ECU)، نیمه رساناها( Semi-Conductors) عناصری هستند که در لایه آخر خود دارای ۴ الکترون هستند و از نظر هدایت ما بین فلزات وعایق ها هستند دو عنصر نیمه هادی که دارای بیشترین کاربرد هستند ، سلسیم و ژرمانیم هستند.

این المان های ایسیو(ECU)، در حالت معمولی دارای مقاومت بالایی هستند و تعداد الکترون ها و پروتون های اتم آن ها با یکدیگر برابر می باشد، اما می توان با تزریق ناخالصی به اتم توازن بین الکترون ها و پروتون ها را بر هم زده و توسط این مقاومت نیمه رسانا را کم کرده و آنها را به یک رسانا تبدیل کرد. نیمه رساناها که از مهم ترین المان های ایسیو به شمار (ECU) به شمار می روند، دارای نوع هستند: ناخالصی نوع N و ناخالصی نوع P.

نیمه رسانای نوع N از عملگرهای ایسیو

در نوع عملگر ایسیو N اتم ۵ ظرفیتی (مانند آرسنیک AS) به نیمه هادی تزریق می شود .در این حالت توازن بین الکترون ها و پروتون ها از بین می رود و به دلیل اینکه اتم ۵ ظرفیتی و ۴ ظرفیتی با هم پیوند زده می شوند ، الکترون آزاد ایجاد می شود

نیمه رسانای نوع ^p

در بین انواع عملگر ایسیو، که در نوع P اتم ۳ ظرفیتی ( مانند آلومینیم AL) به نیمه هادی تزریق می شود. در این حالت هم توازن بین الکترون ها و پروتون ها از بین می رود و به دلیل اینکه اتم ۳ ظرفیتی و ۴ ظرفیتی با هم پیوند زده میشوند، یک الکترون کم می باشد و به اصطلاح حفره ( جای خالی الکترون) ایجاد می شود.

جاری شدن جریان در نیمه رسانا

جریان در نیمه رسانا به عنوان المان های ایسیو(ECU) به دو دلیل ایجاد می شود:

• جریان ناشی از تفاوت غلظت حامل ها در قسمت های مختلف نیمه رسانا ( جریان انتشاری )
• جریان ناشی از اعمال ولتاژ به دو سر نیمه رسانا ( جریان انتقالی)

نیمه رساناها در درون دستگاه های گوناگونی یافت می شوند. اساس ساخت پـردازشگر ها و ریز پردازنده ها و تمام دستگاه هایی که به نحوی اطلاعات و عملیاتی را پردازش می کنند، نیمه رساناست. نیمه رساناها از مهم ترین اجزای ایسیو خودرو هستند.

در خودرو بـا تـوجه به پیشرفت در قسمت برق آن بیشتر قطعات مکانیکی خودرو جای خود را به قطعات الکتریکی داده اند.و این امر موجب کاهش وزن و افزایش راندمان در خودرو شده است. این کارها به وسیله نیمه رساناها امکان پذیرفته است.

نیمه رسانـا درساده تـرین شکل خـود یک دیود(Diode) است و درشکل های پیچیده تر ترانزیستور و مدارمجتمع و…. می باشد. دیودها دارای اشکال متفاوت و کاربردهای متفـاوتی می باشند .

دیود ایسیو از دیگر المان های ایسیو(ECU)

اجازه دهید تا در مورد دیود به عنوان یکی از المان های مهم ایسیو صحبت کنیم و توضیحاتی را ارائه دهیم. از اتصال دولایه p و n دیود درست می شود. هنگامی که این دو نیمه هادی به هم اتصال داده شوند، به علت مخالف بودن بار، همدیگر را جذب می کنند و الکترون های آزاد جذب حفره ها می شوند.

این عمل جذب فقط در محل پیوند صورت می گیرد که دو نیمه هادی در تماس با یکدیگر هستند. این عمل باعث می شود تا بین دو نیمه هادی یک لایه خنثی که عایق می باشد ایجاد شود و از عبور و ترکیب دیگر الکترون و حفره ها با یکدیگر جلوگیری شود. به این قسمت، ناحیه تهی، تخلیه یا سد گفته می شود.

اتم های یونیزه شده، ایجاد سد پتانسیل می کنند که برای نیمه هادی ژرمانیومی حدود ۲.۰ ولت است و برای نیمه هادی سیلسیمی حدود ۶.۰ ولت است. به علت وجود جاذبه بین بارهای مثبت و منفی در دو طرف ناحیه سد ، بارها به صورت مرتب شده قرار گرفته اند.

کریستال نیمه هادی نوع p دارای بار الکتریکی مثبت و کریستال نیمه هادی n دارای بار الکتریکی منفی می باشد .

اگر قصد آشنایی با این قطعه را دارید توصیه می کنیم مقاله “ایسیو چیست؟” را مطالعه نمایید.

عمل دیود ایسیو در مقابل ولتاژخارجی

وصل کردن ولتاژ به دیود را بایاس کردن دیود می گویند .

• بایاس مستقیم:

اگـر قسمت P دیود ایسیو به قطب مثبت باطری و N دیود به قطب منفی باطری متصل شود، بارهای همنام مثبت باطری وP دیود یکدیگر را دفـع نموده و درنتیجه سد پتانسیل کوچک شده و جریان اصلی باطری توسط دیود هدایت می شود.

• بایاس معکوس: از عملگرهای ایسیو

اگرP دیود را به قطب منفی باطری و N دیود را به قطب مثبت باطری وصل کنیم بـارهای مثبت P توسط بـارهای منفی باطری جـذب شـده (دو بـار همنام یکدیگر را جذب می کنند) و بـارهای منفی دیود تـوسط بـارهای مثبت باطری جـذب می شود بنابراین سد پتانسیل دیود پهن تر شده و اجازه عبور جریان را نمی دهد.

عمل یکسوسازی دیود ایسیو

مهم ترین وظیفه دیود ایسیو به عنوان یکی از المان های اصلی ECU، عمل یکسوسازی جریان متناوب است. یک دیود نمی تواند تمام جـریان را یکسو نماید وفقط نیم پریود را عبور می دهد.

انواع دیود های ایسیو

در قسمت آشنایی با المان های ایسیو بهتر است تا شما را بیشتر با انواع دیودها به عنوان یکی از مهم ترین اجزای ecu اشنا کنیم. دیود ها علاوه بر متفاوت بودن جنس و تکنولوژی ساخت آنها ، دارای انواع مختلفی هستند که دارای عملکرد های خاص خودمی باشند.

• دیود اتصال نقطه ای از اجزای ecu
• از اجزای ecu : دیود زنر
• دیود نور دهنده LED
• از المان های ecu: دیود خازنی ( واراکتور )
• فتو دیود
• دیود یکسو کننده
• دیود مادون قرمز از اجزای ecu
• دیود قدرت
• دیود تونلی

به توضیح مختصری از انواع دیودها از المان های مهم ایسیو می پردازیم:

ترانزیستور ایسیو

ترانزیستورها یکی از قطعات اساسی در واحد کنترل الکترونیکی(ecu) الکترونیک هستند. ترانزیستور ها سوئیچ هایی هستند که برای خاموش و روشن کردن به کار می روند. در این قطعه از عملگرهای ایسیو، سه لایه نیمه رسانای نوع P وN که در کنار هم قرار می گیرند، تشکیل شده است.

این لایه ها ی نیمه هادی به دو صورت کنار هم چیده میشود.

ترانزیستورNPN (تیپ منفی)

ترانزیستورPNP (تیپ مثبت)

ترانزیستور از ۳ پایه تشکیل می شود به نام های امیتر (منتشر کننده) ، بیس ( پایه) کلکتور (جمع کننده)، نام گذاری شده است. نیمه هادی که امیتر را تشکیل می دهد، نسبت به دو لایه بیس و کلکتور ناخالصی بیشتری دارد و لایه بیس نسبت به کلکتور و امیتر ناخالصی کمتری دارد.

ترانزیستور عنصرفعال کلیدی در الکترونیک مدرن است و به عنوان یکی از المان های مهم واحد کنترل الکترونیکی یا همان ایسیوها به شمار می رود. اگرچه میلیون ها ترانزیستور هنوز تکی (به صورت جداگانه) استفـاده می شوند ولی اکثـریت آن ها به صورت مـدارمجتـمع (اغلب بـه صورت IC و همچنین میکرو چیپ یـا بـه صورت سـاده چیپ نامیده می شوند) همـراه بـا دیـودهـا، مقـاومت ها، خـازن ها و دیگـر قطعات الکترونیکی برای ساخت یک مـدار کامل الکترونیک ساخته می شوند. مـدارات ترانزیستوری به خوبی جایگزین دستگاه های کنترل ادوات و ماشین ها شده اند.

حتما بخوانید: تستر ایسیو چیست؟

طرزعمل ترانزیستور ایسیو به عنوان عملگر ایسیو

طرز عمل ترانزیستور ایسیو که یکی از اجزای مهم ecu محسوب می شود بدین صورت است که اگر مدار امیتر – پایه ترانزیستور(E-B) را به یک باطری ضعیف ( دو ولتی ) در جهت موافق متصل کنیم، سـد پتانسیل بین امیتر- بایس کوچک شده و جریـان از پـایه ترانزیستور عبورمی کند، درهمین حال اگر یک باطری قوی تررا بین پایه و کلکتـور درجهت مخالف ببندیم سد پتانسیل بین لایه کلکتور- بایس افزایش می یابد .

برای آنکه جریان باطری قوی تر از مدار عبور کند باید ترانزیستوررا با مشخصات زیر ساخت :

• ضخامت لایه باید خیلی کوچک ساخته شود.
• نا خالصی لایه وسط را نسبت به لایه های امیتر و کلکتور کمتر نمود.
• باطری یا منبع تغذیه کننده دوم قوی تر از منبعی باشد که جریان پایه را برقرار می کند.

به کمک پتانسیل باطری ها سد پتانسیل بین لایه امیتر- بایس کوچک شده ،تعدادی الکترون از سـد عبور کرده، وارد امیتر می شوند و جریان لازم در پایه برقرار می گردد؛ ولی چون ناخالصی قسمت وسط کم است، تعداد زیادی از الکترون های قسمت وسط بـه علت نـازکی آن از لایه وسط به کلکتـور رفتـه و جذب حفـره های P کلکتور می شوند و بـاعث می گردد که باطری قـوی تر جریان لازم را از ترانزیستور عبور دهد.

کاربرد ترانزیستور در ایسیو

ترانزیستور به عنوان المانی در ecu، دارای ۳ ناحیه کاری می باشد.ناحیه قطع ، ناحیه فعال(کاری یا خطی) و ناحیه اشباع. ناحیه قطع حالتی است که تـرانزیستوردر آن ناحیه فعالیت خاصی انجام نمی دهد.اگر ولتاژ بیس را افزایش دهیم ترانزیستور از حـالت قطع بیرون آمده و به ناحیه فعـال وارد می شود.

در حـالت فعال ترانزیستور مثل یک عنصر تقریباً خطی عمل می کند اگر ولتاژ بیس را همچنان افزایش دهیم به ناحیه ای می رسیم که با افزایش جریان ورودی در بیس دیگر شاهد افزایش جریان بیـن کلکتور و امیتر نخواهیم بود؛ به این حالت اشباع می گویند و اگر جریان ورودی به بیس زیـاد تر شود امکان سوختـن تـرانزیستور وجود دارد.

تـرانزیستورهم در مـدارات الکترونیک آنالوگ وهم درمدارات الکترونیک دیجیتـال کاربردهای بسیار وسیعی دارد و هم نقش مهمی را در واحد کنترل الکترونیکی ایفا کرده و از اجزای اصلی ECU به شمار می رود. درمدارات آنالوگ تـرانزیستور در حـالت فعـال کار می کند و می توان از آن به عنوان تقویت کننده یا تنظیم کننده ولتاژ و … استفـاده کرد و در مـدارات دیجیتـال تـرانزیستور در دو نـاحیه قطع و اشباع فعالیت می کند که می توان از این حالت ترانزیستور در پیاده سازی مدار منطقی، حافظه، سوئیچ کردن و … استفاده کرد .

به جرأت می توان گفت که ترانزیستور قلب تپنده الکترونیک است. ترانزیستورازدیدگاه مداری یک عنصر سه پایه میباشد که بـا اعمال یک سیگنال به یکی از پایه های آن، میـزان جریـان عبـور کننده از دو پـایه دیگر آن را می تـوان تـنظیـم کرد.

بـرای عملکرد صحیح ترانزیستور در مدار باید توسط المان های دیگر ایسیو مانند مقاومت ها، جریان ها و ولتاژهای لازم را برای آن فراهم کرد و یا اصطلاحاً آن را بایاس کرد .

انواع ترانزیستور ایسیو

اجازه دهید تا در مورد انواع ترانزیستور به عنوان یکی از عملگرهای مهم ایسیو صحبت کنیم. دو دسته مهم از ترانزیستورها BJT (ترانزیستور دوقطبی پیوندی) و FET (ترانزیستور اثـر میدان) هستند.

تـرانزیستورهای اثـرمیدان یا FETها نیز خود به دو دسته تـرانزیستـور اثـر میـدان پیوندی (JFET) و MOSFET هـا تقسیم می شوند.

مقاومت ایسیو

در اینجا نوبت به معرفی یکی دیگر از المان های ایسیو می رسد. به هر قطعه یا عنصری که در مقابل عبور جریان الکتریکی از خود مخالفت نشان می دهد، مقاومت الکتریکی گفته می شود . مقاومت الکتریکی را با حرف Rکه از کلمه Resistor گرفته شده است نشان می دهند. واحد اندازه گیری مقاومت الکتریکی اهم است که آن را با علامت Ω نشان می دهند. مقاومت ها در صنایع برق و الکترونیک از اهمیت بالایی برخوردارند و بیشتر به منظور محدود کردن جریان و تقسیم جریان و نیز ایجاد ولتاژهای مختلف در مدارات به کار گرفته می شود.

ایسیو زیمنس

انواع مقاومت های الکتریکی :

مقاومت های الکتریکی که از عملگرهای اصلی ECU می باشند، به دو دسته کلی مقاومت های ثابت و مقاومت های متغیر تقسیم می شوند . مقاومت های ثابت مقاومت هایی هستند که مقدار اهمی آنها همواره ثابت است و مقاومت های متغیر مقاومت هایی هستد که مقدار اهم آنها قابل تغییر است. مقاومت های ثابت خود به سه دسته تقسیم می شوند که این سه دسته عبارتند از:

• مقاومت های کربنی ( ترکیبی)
• مقاومت های سیمی ( سیم پیچی شده )
• مقاومت های لایه ای از عملگرهای ایسیو

مقاومت های متغیر نیز خود به دو دسته کلی مقاومت های قابل تنظیم و مقاومت های وابسته تقسیم می شوند .

مقاومت های متغیر قابل تنظیم عبارتند از:

• از عملگرهای ایسیو : پتانسیومتر

از عملگرهای ایسیو : رئوستا

خازن ایسیو

خازن ها انرژی الکتریکی را در خود ذخیره می کنند و به همراه مقاومت ها، در مدارات تایمینگ استفاده می شوند. همچنین از خازن ها برای صاف کردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم استفاده می شود . خازن ها بعنوان فیلتر هم در مدارات کاربرد دارند. زیرا خازن ها به راحتی سیگنال های غیر مستقیم ^AC را عبور می دهند ولی مانع عبور سیگنال های مستقیم ^DC می شوند.

ساختمان داخلی خازن از دو قسمت اصلی تشکیل می یشود:

الف – صفحات هادی

ب – عایق بین هادی ها (دی الکتریک)

ساختمان خازن

هرگاه دو هادی در مقابل هم قرار گرفته و در بین آن ها قرار داده شود، تشکیل خازن می دهند. معمولا صفحات هادی خازن از جنس آلومینیوم ، روی و نقره با سطح نسبتا زیاد بوده و در بین آنها عایقی (دی الکتریک) از جنس هوا ، کاغذ ، میکا ، پلاستیک ، سرامیک ، اکسید آلومینیوم و اکسید تانتالیوم استفاده می شود .

انواع خازن

الف -خازن های ثابت

• سرامیکی
• خازن های ورق های
• خازن های میکا
• خازنه ای الکترولیتی o آلومینیومی o تانتالیوم

ب -خازن های متغیر

• واریابل
• تریمر

انواع خازن بر اساس شکل ظاهری آن ها

1. مسطح
2. کروی
3. استوانه ای

انواع خازن بر اساس دی الکتریک آن ها

1. خازن کاغذی
2. خازن الکترونیکی
3. خازن سرامیکی
4. خازن متغییر

ظرفیت خازنC: نسبت مقدار باری که روی صفحات انباشته می شود بر اختلاف پتانسیل دو سر باطری را ظرفیت خازن گویند؛ که مقداری ثابت است.

آی سی (IC) ایسیو

(IC (integrated circuit به معنی مدار مجتمع و به مجموعه ای از مدارهای الکترونیکی اطلاق می گردد که با استفاده از مواد نیمه رسانا( عموماً سیلیکون همراه با میزان کنترل شده ای ناخالصی) در ابعادی کوچک ساخته می شود.

این مداراها معمولاً شامل دو یا سه نوع دستگاه الکترونیکی میباشند: مقاومت، خازن و ترانزیستور (مهم ترین آن ها ترانزیستور می باشد).

هر تراشه معمولاً حاوی تعداد بسیار زیادی ترانزیستور می باشد که با استفاده از فناوری پیچیده ای در داخل یک لایه از سیلیکن همگون و با ضخامتی یکنواخت و بدون ترک تزریق شده اند.

پیش از اختراع ^IC ،مدارهای الکترونیکی ازتعداد زیادی قطعه یا المان الکتریکی تشکیل می شدند.

این مدارات فضای زیادی را اشغال می کردند و توان الکتریکی بالایی نیز مصرف می کردند و این، امکان به وجود آمدن نقص و عیب در مدار را افزایش می داد و همچنین سرعت پایینی هم داشتند.

^IC، تعداد زیادی عناصر الکتریکی را که بیشتر آنها ترانزیستور هستند، در یک فضای کوچک درون خود جای داده است و همین پدیده است که باعث شده امروزه دستگاه های الکترونیکی کاربرد چشمگیری در همه جا و در همه زمینه ها داشته باشند.

در ساخت ^ICها طراحان سعی می کنند تا حد امکان از ترانزیستور استفاده کنند. مثًلاً به جای خازن ازترانزیستور در بایاس معکوس استفاده میکنند و یا در جایی دیگر که مقاومت بزرگی نیاز دارند مثلاً در حد مگا اهم باز از ترانزیستور استفاده میکنند؛ زیرا در حجمی که مقاومت میگیرد ؛ می توان چند ترانزیستور جای داد.

بعضی از ^IC ها به گونه ای از لایه های سیلیکون بهره می برند که می توانند حتی به عنوان حافظه مورد استفاده قرار گیرند. نمونه ای از این ^IC ها ^EPROM نام دارد.

همان گونه که از اسم این نوع تراشه معلوم است فقط اطلاعات آن قابل خواندن است و امکان تغییرات در آن وجود ندارد. از این نوع ^IC برای مدارات اصلی کامپیوتر نیز استفاده می شود؛ همان قسمت از حافظه که به آن ^ROM نیز می گویند .

تکنولوژی ساخت IC ها :

۱ – تکنولوژی RDL :در این تکنولوژی از مقاومت و دیود به عنوان عناصر اصلی استفاده می شود .

۲-تکنولوژی RTL : در این تکنولوژی از مقاومت وترانزیستور استفاده می شود .

۳-تکنولوژی ^DTL : در این تکنولوژی از دیود و ترانزیستور استفاده می شود .

۴-تکنولوژی ^TTL : دراین تکنولوژی از ترانزیستور استفاده می شود .

۵-تکنولوژی^MOS :در این تکنولوژی از ترانزیستورهای ^MOSFETاستفاده می شود .

۶-تکنولوژی CMOS: دراین تکنولوژی از ترانزیستورهای ^Mosfetافزایشی استفاده می شود .

متداول ترین تکنولوژی برای ساخت ^IC ها تکنولوژی ^TTL و ^CMOS است .مدارات مجتمعی که شامل ترانزیستورهای ^BJT(دو قطبی) باشند را با نام ^TTL و مدارات مجتمعی که شامل ترانزیستورهای ^Nmos و Pmos هستند را ^Cmos می نامند .ترکیب این دو تکنولوژی را با نام ^BiCmos می شناسند .

مزایای استفاده از IC ها

۱-قیمت بسیار پایین

۲-قابلیت اطمینان

۳-اندازه کوچک

۴-عملکرد بهتر

در سیستم های الکترونیکی دونوع ^IC به کار می رود:

الف- ^IC های آنالوگ که با سیگنال های پیوسته عمل می کند.این ^IC ها در مدارات مقایسه کننده، مبدل های ولتاژ به جریان، چند برابر کننده ها، فیلترها و… به کار می روند.

ب- ^IC های دیجیتال یا منطقی که با سیگنال های منطقی کارمی کند، این سیگنال ها دارای دو حالت بالا و پایین هستند. این ^IC ها در مدارات محاسبات ریاضی در حافظه ها وشمارش گرها به کار می روند .

در این مطلب به بررسی المان ها و مبانی اولیه ایسیو پرداختیم. در صورتی که قصد دارید به صورت حرفه ای تعمیرات ایسیو را فرا بگیرید، توصیه می کنیم در دوره های آموزش تعمیرات ecu خودرو آموزشگاه فنون برق ثبت نام کرده و در مدت زمان کوتاهی به یک تعمیرکار حرفه ای ایسیو تبدیل شوید.