مهارت دیتاشیت خوانی

مقدمه

سلام دوستان. در این جلسه میخوایم بگیم چطور دیتاشیت رو بخونیم. یا به زبان ساده تر دیتاشیت خوانی رو یاد بگیریم. دیتاشیت خوانی یه مهارت خیلی مهمه که کسانی که توی زمینه الکترونیک کار میکنن باید خیلی خوب بدونن چطوری دیتاشیت بخونن و اصلا کجاهای دیتاشیت مهمه. 

قبل از این که وارد بحث دیتاشیت خوانی بشیم بهتره اول بگیم اصلا دیتاشیت چیه.

دیتاشیت چیست؟

دیتاشیت در واقع یه دستور العمل برای قطعات الکترونیکی است. توی این دستورالعمل توضیح داده میشه که اصلا این قطعه چیه و به چه دردی میخوره و چجور استفاده میشه. متاسفانه دیتاشیت ها اکثرا توسط مهندسان شرکت سازنده قطعه برای سایر مهندس ها نوشته میشه و به خاطر همین خوندنش اغلب برای آدم های عادی سخته. به خصوص برای کسایی که به تازگی وارد دنیای الکترونیک شده اند. با این اوصاف باز هم دیتاشیت بهترین مکان برای پیدا کردن جزییات یه قطعه و نحوه استفاده از اون هست. پس باید دیتاشیت خوانی رو یاد بگیریم و بدونیم که کجاهای یه دیتاشیت رو بخونیم.

صفحات مهم دیتاشیت

بسته به نوع قطعه دیتاشیت دارای پهنای بسیار زیادی از مطالب هست اما معمولا همشون موارد زیر رو دارن که خوندنش مهمه:

صفحه ی اول دیتاشیت

صفحه اول دیتاشیت معمولا شامل خلاصه ای از نحوه ی عملکرد و ویژگی های قطعه مورد نظر هست. اینجا همون جایی هست که ما میتونیم نحوه عملکرد قطعه و مشخصاتش رو خیلی سریع به دست بیاریم. مشخصات پایه ای و یه بلوک دیاگرام از نحوه عملکرد قطعه که عملکرد داخلی قطعه رو نشون میده. این صفحه اغلب به شما یه تصور میده که آیا این قطعه اصلا به درد پروژه ی شما میخوره یا نه.

Pinout

[post_shop]

بخش بعدی که در دیتاشیت خوانی هم خیلی مهمه، Pinout قطعه هست. این بخش یه نمای کلی از پایه های قطعه رو به شما نمایش میده. در این بخش پکیج قطعه( شکل ظاهری)  به شما نشون داده میشه و جای پایه ها هم دقیق مشخص میشه. یکی از نکات مهم در اینجا اینه که پایه 1 قطعه رو تشخیص بدید. چون بعدا که قطعه رو میخواستید بذارید توی مدار باید دقیقا بدونید کدوم پایه، پایه 1 هست. نکته بعدی این هست که بدونید پین ها چگونه شماره گذاری شده اند مثلا در جهت ساعت شماره گذاری شده اند یا در خلاف جهت عقربه های ساعت( توی شکل پایین در خلاف جهت عقربه های ساعت شماره گذاری شده اند) . شما احتمالا چند کلمه اختصاری هم معمولا اینجا میبینید: اولیش VCC هست که برای تغذیه قطعه به کار میره( که معمولا به 5 و یا 3.3 ولت وصل میشه). CLK که مخفف Clock هست. CLR هم مخفف Clear هست. OE هم یعنی Output Enable که ترجمه اش میشه فعال کردن خروجی. این کلمات اختصاری در ادامه دیتاشیت هم معمولا گفته میشه ولی اگه نفهمیدید به چه دردی میخوره میتویند از گوگل یا ویکیپدیا استفاده کنید. اگه یه پایه، ستاره ای کنارش کشیده شده بود یا یه خط بالاش بود به این نشون میده که اون پایه Active Low هست یعنی باید اون پایه رو صفر بهش بدید تا فعال بشه.

absolute maximum ratings

مورد بعدی جدول دقیقی از مشخصات الکتریکی هست. این جدول خیلی وقت ها با نام absolute maximum ratings مشخص میشه و در این جدول ماکزیمم پارامترهایی که میتونید به قطعه بدید رو نشون میده. یعنی اگه دیگه بیشتر از اون به قطعه چیزی اعمال کنید باعث میشه قطعه تون بسوزه.

recommended operating conditions

یه جدول دیگه هم وجود داره به نام recommended operating conditions که توی این جدول پارامترهای پیشنهادی رو به شما میگه. این جدول شامل رنج های پیشنهادی ولتاژ و جریان برای مدهای کاری، رنج دمای پیشنهادی، آدرس های قطعه، مختلف هست. شکلی که در زیر آورده شده یه نمونه ی خیلی خوب از این مورد هست که یه نکته هم زیر با نام Note 3 نوشته شده. این نکته میگه که پایه های ورودی که استفاده نمیشن باید به VCC و یا GND وصل بشن تا قطعه بهترین عملکرد خودش رو داشته باشه و یهو رفتارهای عجیب از خودش نشون نده به خاطر تغییر ولتاژ پایه از VCC به GND.  دقیقا مشابه همون Pull Up یا Pull Down که قبلا توضیحش رو داده بودیم.

Safe zone

بعضی از قطعات هم یه یا چند نمودار دارن که عملکرد قطعه با توجه به معیارهایی مثل ولتاژ و دمای کاری و …رو نشون میده. توی این نمودارها حواستون به بخش هایی باشه که با نام Safe zone بعضی وقتا مشخص میشن و به معنی منطقه امن هست و در این منطقه عملکرد قطعه رو شرکت سازنده تضمین کرده. دو تا شکل پایین یه سری از این نمودارها رو نشون میدن:

جدول درستی یا Truth tables

موضوع بعد در دیتاشیت خوانی، جداول هستن که بهشون میگن Truth tables یا جدول درستی. توی این جدول ها گفته میشه که با تغییر وضعیت پایه های ورودی چه تغییری در خروجی اتفاق میفته. توی این جدول هر خط یه وضعیت خاصی از ورودی و نتیجه اون وضعیت در خروجی رو نشون میده. در این جدول H به این معنی هست که پایه ورودی باید وصل بشه به سطح منطقی 1 ( معمولا VCC ). L یعنی اون پایه باید وصل بشه به سطح منطقی 0 ( معمولا GND ) و X به این معنی هست که تراشه اصلا براش مهم نیست ورودی چیه. علامت پیکان(↑) در این جدول یعنی این که شما باید وضعیت ورودی و خروجیتون رو تغییر بدید. یعنی اگه H هست بشه L و اگه L هست بشه H که البته این تغییر وابسته به جهت پیکانتون هست. به این کار معمولا میگن Clocking در ورودی. یعنی به ورودی یه پالس میدیم. سعی کنید حتما سعی کنید یه بار به این جدول نگاه کنید:

نمودارهای زمانی یا Timing diagrams

بحث مهم بعد در دیتاشیت خوانی نمودارهای زمانی هست که با نام Timing diagrams مشخص میشه. این نمودارهای زمانی نشون میدن که چطور دیتا باید در یه قسمت ارسال و دریافت بشه و سرعت این ارسال و دریافت چقدر باشه. در این نمودارها معمولا ورودی و خروجی های مختلف با یه سری خطوط افقی مشخص میشن. تغییر وضعیت ورودی و خروجی ها با از صفر به یک و برعکس با همین خطوط انجام میشه. اگه این خط توی سطح پایین باشه یعنی ورودی یا خروجی مورد نظر ما صفر هست و اگه بالا باشه یعنی ورودی و خروجی سطح مورد نظر ما یک هست. مشخصه های زمانی با فلش هایی بین همین صفر و یک ها در طول انتقال مشخص میشه. همچنین فلش های عمودی،  انتقال های مرتبط با هم رو نشون میده.

Application Information

قطعات پیچیده ممکنه یه بخش دیگه ای هم داشته باشن به نام Application Information .  که در این بخش مواردی مانند جزییات عملکرد هر پایه، نحوه ارتباط با قطعه، لیست دستورات،  جدول حافظه آورده میشه.  این بخش معمولا اطلاعات مفیدی هم داره. پس حتما سعی کنید اون رو با دقت بخونید.

example-circuits

بعضی از دیتاشیت ها شامل یه سری شماتیک برای مدارات مختلف که میتونید اون رو با قطعه مورد نظر بسازید هستند. اون مدارات اغلب خیلی مفید و موثر هستند و حتما یه نگاه بهش بندازید.

[/post_shop]

layout considerations

بعضی از قطعات در مورد نحوه استفاده و قرارگیری در مدار حساس هستند. به خاطر همین شرکت های سازنده یه بخش دیگه هم به دیتاشیت اضافه میکنن به نام layout considerations  یا ملاحظات طرح که دونستنش میتونه خیلی مفید و مهم باشه. این بخش میتونه شامل تکنیک هایی برای کاهش نویز مدار، نحوه برخورد با مشکلات حرارتی، نوع قرار گیری قطعه در مدار( مثلا عمودی یا افقی بذاریم)  و … هست. این بخش بیشتر شبیه نصیحت های شرکت سازنده به ما برای استفاده بهتر و بهینه تر از قطعه هست. این بخش یه مشاوره بسیار خوب میده به شما و اگه به این موارد عمل نکنید ممکنه در دراز مدت قطعه تون بسوزه یا آسیب ببینه. پس یکی دیگه از مهارت های دیتاشیت خوانی هم توجه به این نکته هست.

در پایان هر دیتاشیت اطلاعاتی در مورد شکل ظاهری قطعه و نحوه بسته بندی اش وجود داره که در این بخش ابعاد دقیق قطعه هم وجود داره. این بخش میتونه در طراحی PCB خیلی مفید باشه.

یه نکته دیگه ای هم که وجود داره اینه که همیشه سعی کنید آخرین ورژن ها از دیتاشیت رو گیر بیارید و یهو یه دیتاشیت قدیمی گیر نیارید که کلی هم تفاوت داشته باشه و در نهایت هم بهتون راهنمایی هایی اشتباه بکنه.

حرف آخر هم اینه که حتما دیتاشیت رو از اول تا آخر یه نگاهی بهش بندازید. مواردی که در بالا گفتیم رو حتما بخونید تا توی وقت خودتون هم صرفه جویی بشه. 

خوب دوستان .این جلسه هم به  پایان رسید. مثل همیشه میتونید ما رو در تلگرام و یا اینستاگرام دنبال کنید: