שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.
»
«
מהו המעגל המודפס?
מעגל מודפס (Printed Circuit Board ובקיצור PCB) הוא לוח שעשוי מחומר שאינו מוליך, שאליו מחוברים רכיבי אלקטרוניקה היוצרים מעגל חשמלי.
את מקום חוטי החשמל תופסים בו פסי נחושת שהודפסו על הלוח, על פי תכנית הפעולה שלו.
המעגל המודפס נחשב קומפקטי, זול ובעל אמינות גבוהה, ביחס לשיטות הקודמות לבניית מכשירים אלקטרוניים. הוא מאפשר ליצרנים הרכבת מכשירים מהירה וזולה מאד ותרם למזעור המכשירים.
אין כיום שום מכשיר אלקטרוני שאינו כולל מעגל מודפס כלשהו.
מהו מעגל מודפס:
http://youtu.be/MbV2F-_lo9c
כך מייצרים מעגלים מודפסים:
https://youtu.be/e28BkwtTcLM
כך התפתחו המעגלים המודפסים:
https://youtu.be/hEf1ow6nqEM
ומחשב זעיר מסוג Raspberry Pi, שכולו על מעגל מודפס קטן:
https://youtu.be/CuND-JMKzsk
איך מייצרים מעגלים מודפסים?
המעגל המודפס (Printed Circuit Board ובקיצור PCB) הוא ליטרלי הבסיס לעולם האלקטרוניקה של ימינו. מצוי בכל המכשירים האלקטרוניים המשמשים אותנו - מנרדיו טרנזיסטור הכי פשוט ועד מחשבים, טלפונים ניידים ומערכות אלקטרוניות של חלליות ולוויינים.
אז איך מייצרים את אותם מעגלים מודפסים? הנה שלבי התהליך בתיאור פשוט:
תכנון - המהנדסים מתכננים את המעגל במחשב, בתרשימים היוצרים מפה מדויקת של החיבורים החשמליים.
הכנת הלוח - מיוצר לוח שטוח העשוי מחומר מיוחד, לרוב מפיברגלס, שמצופה בשכבת נחושת דקה.
העברת התכנון ללוח - מדפיסים את התכנון על הלוח בעזרת דיו מיוחד שעמיד בפני כימיקלים.
צריבה - הלוח מוטבל בנוזל כימי שמסיר את הנחושת מכל המקומות החשופים, אלו שאינם מכוסים בדיו. תהליך זה משאיר רק את הנתיבים הנחוצים למעגל המודפס.
קידוח - עכשיו קודחים חורים קטנטנים במקומות שבהם יחברו את הרכיבים האלקטרוניים.
ציפוי מגן - מכסים את הלוח בשכבת הגנה, לרוב ירוקה אך לא הכרחי, שמגנה על הנתיבים החשמליים.
הוספת סימונים - מדפיסים על הלוח מילים ומספרים שעוזרים לזהות איפה צריך לשים כל רכיב.
בדיקות - בודקים במפעל את הלוח, בכדי לוודא שהכל עובד כמו שצריך.
גימור - שלב ציפוי נקודות החיבור במתכת מיוחדת, לרוב זהב או כסף, כך שיהיה קל יותר להלחים אליהן רכיבים.
חיתוך סופי - חותכים את הלוח לגודל הסופי שלו.
חשוב לזכור שיש הרבה סוגים שונים של PCB, וחלק מהם דורשים צעדים נוספים. למשל, יש מעגלים עם כמה שכבות, שדורשים תהליך מורכב יותר.
בימינו, רבים מהשלבים האלה נעשים על ידי מכונות ממוחשבות, מה שמאפשר לייצר PCB מדויקים מאוד, בכמויות גדולות. זה מה שמאפשר לנו ליהנות ממכשירים אלקטרוניים קטנים וחכמים כל כך, במחירים זולים יחסית.
הנה הייצור של המעגלים המודפסים:
https://youtu.be/cZOe4VDHn8Y
סרט תדמית למפעל של מעגלים אלקטרוניים כאלה:
https://youtu.be/Xycw3-jKEHk
כך מייצרים מעגלים מודפסים:
https://youtu.be/e28BkwtTcLM
מדפסת תלת ממד להדפסת מעגלים מודפסים:
https://youtu.be/anirwRP8eJU
וכך אפשר להדפיס אותם:
https://youtu.be/mvPqqd03yRM
איזו מדפסת מדפיסה מעגלים אלקטרוניים?
מדפסות תלת ממד יכולות היום להדפיס המון דברים. אחד המעניינים שבהם הוא המעגל האלקטרוני המודפס (PCB). הרי אם תחשבו על זה מילולית, אין דבר טבעי יותר מלהדפיס "מעגלים מודפסים"...
ואכן, אם בעבר היו מתכנני מערכות חדישות צריכים לשלוח תכניות לחברות שמתמחות בהכנה של מעגלים כאלה, כיום ניתן להכינם בקלות ובזול, בעזרת מדפסת תלת ממד כמו ה-EX1. אבל יש כאן גורם עוד יותר חשוב מהקלות והפשטות שבהן - הכנה בשיטה כזו היא מהירה מאד, כיוון שהיא מודפסת ישירות מהמחשב של המהנדס. הכל נשאר במשרד - תכננת, הדפסת, בדקת, שיפרת, הדפסת שוב וכן הלאה - עד שהפיתוח עובד וניתן לעבור לשלב הבא.
וכשהמדפסות התלת-ממדיות יכולות לאפשר כיום הדפסה של מעגל כזה במהירות והפשטות, ממש כמו שמדפיסים תמונה או מסמך טקסט, יתכן שהשלב הבא יהיה שהמדפסות בשלושה ממדים ידפיסו מכשירים אלקטרוניים שלמים.
הנה מדפסת תלת ממד להדפסת מעגלים מודפסים:
https://youtu.be/e28BkwtTcLM
גם זו הדפסת תלת ממד של מעגל מודפס:
https://youtu.be/sNh0ubRcTYU
ועוד מדפסת שמאפשרת הדפסה של מעגלים מודפסים בקלות:
https://youtu.be/wka92MlcMP0
מהו המחשב הראשון של חברת אפל?
Apple-1 היה מחשב שיצא לשוק ב-1976, ותוכנן כמעט לגמרי על ידי סטיב ווזניאק (Steve Wozniak), חובב אלקטרוניקה בעל כישרון שרצה להוכיח לעצמו שניתן לבנות מחשב מתפקד עם מספר מינימלי של רכיבים. ווזניאק עתיד להיות בין הראשונים שיבנו מעגלי תצוגת וידאו ישירות לתוך הלוח, שיאפשר שימוש במסך ומקלדת, בתקופה בה מרבית המחשבים מתקשרים באמצעות אורות מהבהבים ומתגים.
הבחור הצנוע הציג את יצירתו לחברי מועדון ה-Homebrew Computer Club בסן חוזה (San Jose), מועדון חובבי מחשוב בקליפורניה. אחד הנוכחים ששמו פול טרל (Paul Terrell) הציע להזמין 50 יחידות לחנות המחשבים שלו, Byte Shop.
סטיב ג'ובס (Steve Jobs), חברו הקרוב של ווזניאק, זיהה והכיר מיד בפוטנציאל המסחרי של המכונה ושני ה"סטיבים" גייסו הון ראשוני ממכירת מיניוואן ומחשבון ויחד עם רון ווין (Ron Wayne) ייסדו ב-1 באפריל 1976 חברה צעירה, סטארטאפ שקראו לו בשם Apple Computer Company.
ה-Apple-1 נמכר במחיר של 666.66 דולר וכלל לוח עם מעגל מודפס (printed circuit board) ומקלדת, אך דרש לרכוש בנפרד ולחבר אליו מסך טלוויזיה.
האצווה הראשונה שאפל ייצרה (סדרת הייצור הראשונה שלו) הורכבה במוסך של הוריו של ג'ובס בלוס אלטוס. אותה אצווה ראשונה כללה 50 יחידות מחשב בלבד. בסך הכול יוצרו כ-200 יחידות של ה-Apple-1, שכ-175 מהן נמכרו. מאותה אצווה שרדו כיום עשרות מכשירים בודדות, כשהם מגיעים במכירות פומביות לשווי של מאות אלפי דולרים, כל אחד.
כתבות כמו זו בת 5 העמודים בגיליון פברואר 1977 של Kilobaud הספיקה כדי לשכנע את ראשוני הקונים: המחשב הזה היה זול מהחלופות בשוק והציע דרך אמיתית לעולם המחשוב.
המחשב החלוצי הזה נחשב לציון דרך, אך לא בשל חדשנות טכנית יוצאת דופן, אלא משום שהיה אחד המוצרים הראשונים שהציע מחשב אישי שהורכב מראש וכלל לוח מוכן להפעלה.
בעוד שמתחרים כמו Altair 8800 הגיעו כערכת הרכבה עבור חובבנים, ה-Apple-1 הפחית את מחסום הכניסה לעולם המחשבים האישיים ואפשר לאנשים ללמוד לתכנת בבית, במחשב אישי עם מקלדת נוחה ומסך ויזואלי.
עם הצלחת המחשב האישי הראשון שלהם, פנו ווזניאק וג'ובס לפתח את הדגם הבא של החברה הצעירה שלהם. זה היה ה-Apple II, מחשב אישי שיהפוך לאחד המחשבים הנמכרים ביותר בהיסטוריה.
50 יחידות בלבד יצאו ממנו - הנה המחשב הראשון של Apple:
https://youtu.be/NiOu3DL7t94
וסיפורו מזווית אחרת:
https://youtu.be/xxfzhiSHoxw
מעגל מודפס
מעגל מודפס (Printed Circuit Board ובקיצור PCB) הוא לוח שעשוי מחומר שאינו מוליך, שאליו מחוברים רכיבי אלקטרוניקה היוצרים מעגל חשמלי.
את מקום חוטי החשמל תופסים בו פסי נחושת שהודפסו על הלוח, על פי תכנית הפעולה שלו.
המעגל המודפס נחשב קומפקטי, זול ובעל אמינות גבוהה, ביחס לשיטות הקודמות לבניית מכשירים אלקטרוניים. הוא מאפשר ליצרנים הרכבת מכשירים מהירה וזולה מאד ותרם למזעור המכשירים.
אין כיום שום מכשיר אלקטרוני שאינו כולל מעגל מודפס כלשהו.
מהו מעגל מודפס:
http://youtu.be/MbV2F-_lo9c
כך מייצרים מעגלים מודפסים:
https://youtu.be/e28BkwtTcLM
כך התפתחו המעגלים המודפסים:
https://youtu.be/hEf1ow6nqEM
ומחשב זעיר מסוג Raspberry Pi, שכולו על מעגל מודפס קטן:
https://youtu.be/CuND-JMKzsk
המעגל המודפס (Printed Circuit Board ובקיצור PCB) הוא ליטרלי הבסיס לעולם האלקטרוניקה של ימינו. מצוי בכל המכשירים האלקטרוניים המשמשים אותנו - מנרדיו טרנזיסטור הכי פשוט ועד מחשבים, טלפונים ניידים ומערכות אלקטרוניות של חלליות ולוויינים.
אז איך מייצרים את אותם מעגלים מודפסים? הנה שלבי התהליך בתיאור פשוט:
תכנון - המהנדסים מתכננים את המעגל במחשב, בתרשימים היוצרים מפה מדויקת של החיבורים החשמליים.
הכנת הלוח - מיוצר לוח שטוח העשוי מחומר מיוחד, לרוב מפיברגלס, שמצופה בשכבת נחושת דקה.
העברת התכנון ללוח - מדפיסים את התכנון על הלוח בעזרת דיו מיוחד שעמיד בפני כימיקלים.
צריבה - הלוח מוטבל בנוזל כימי שמסיר את הנחושת מכל המקומות החשופים, אלו שאינם מכוסים בדיו. תהליך זה משאיר רק את הנתיבים הנחוצים למעגל המודפס.
קידוח - עכשיו קודחים חורים קטנטנים במקומות שבהם יחברו את הרכיבים האלקטרוניים.
ציפוי מגן - מכסים את הלוח בשכבת הגנה, לרוב ירוקה אך לא הכרחי, שמגנה על הנתיבים החשמליים.
הוספת סימונים - מדפיסים על הלוח מילים ומספרים שעוזרים לזהות איפה צריך לשים כל רכיב.
בדיקות - בודקים במפעל את הלוח, בכדי לוודא שהכל עובד כמו שצריך.
גימור - שלב ציפוי נקודות החיבור במתכת מיוחדת, לרוב זהב או כסף, כך שיהיה קל יותר להלחים אליהן רכיבים.
חיתוך סופי - חותכים את הלוח לגודל הסופי שלו.
חשוב לזכור שיש הרבה סוגים שונים של PCB, וחלק מהם דורשים צעדים נוספים. למשל, יש מעגלים עם כמה שכבות, שדורשים תהליך מורכב יותר.
בימינו, רבים מהשלבים האלה נעשים על ידי מכונות ממוחשבות, מה שמאפשר לייצר PCB מדויקים מאוד, בכמויות גדולות. זה מה שמאפשר לנו ליהנות ממכשירים אלקטרוניים קטנים וחכמים כל כך, במחירים זולים יחסית.
הנה הייצור של המעגלים המודפסים:
https://youtu.be/cZOe4VDHn8Y
סרט תדמית למפעל של מעגלים אלקטרוניים כאלה:
https://youtu.be/Xycw3-jKEHk
כך מייצרים מעגלים מודפסים:
https://youtu.be/e28BkwtTcLM
מדפסת תלת ממד להדפסת מעגלים מודפסים:
https://youtu.be/anirwRP8eJU
וכך אפשר להדפיס אותם:
https://youtu.be/mvPqqd03yRM
מדפסות תלת ממד יכולות היום להדפיס המון דברים. אחד המעניינים שבהם הוא המעגל האלקטרוני המודפס (PCB). הרי אם תחשבו על זה מילולית, אין דבר טבעי יותר מלהדפיס "מעגלים מודפסים"...
ואכן, אם בעבר היו מתכנני מערכות חדישות צריכים לשלוח תכניות לחברות שמתמחות בהכנה של מעגלים כאלה, כיום ניתן להכינם בקלות ובזול, בעזרת מדפסת תלת ממד כמו ה-EX1. אבל יש כאן גורם עוד יותר חשוב מהקלות והפשטות שבהן - הכנה בשיטה כזו היא מהירה מאד, כיוון שהיא מודפסת ישירות מהמחשב של המהנדס. הכל נשאר במשרד - תכננת, הדפסת, בדקת, שיפרת, הדפסת שוב וכן הלאה - עד שהפיתוח עובד וניתן לעבור לשלב הבא.
וכשהמדפסות התלת-ממדיות יכולות לאפשר כיום הדפסה של מעגל כזה במהירות והפשטות, ממש כמו שמדפיסים תמונה או מסמך טקסט, יתכן שהשלב הבא יהיה שהמדפסות בשלושה ממדים ידפיסו מכשירים אלקטרוניים שלמים.
הנה מדפסת תלת ממד להדפסת מעגלים מודפסים:
https://youtu.be/e28BkwtTcLM
גם זו הדפסת תלת ממד של מעגל מודפס:
https://youtu.be/sNh0ubRcTYU
ועוד מדפסת שמאפשרת הדפסה של מעגלים מודפסים בקלות:
https://youtu.be/wka92MlcMP0
Apple-1 היה מחשב שיצא לשוק ב-1976, ותוכנן כמעט לגמרי על ידי סטיב ווזניאק (Steve Wozniak), חובב אלקטרוניקה בעל כישרון שרצה להוכיח לעצמו שניתן לבנות מחשב מתפקד עם מספר מינימלי של רכיבים. ווזניאק עתיד להיות בין הראשונים שיבנו מעגלי תצוגת וידאו ישירות לתוך הלוח, שיאפשר שימוש במסך ומקלדת, בתקופה בה מרבית המחשבים מתקשרים באמצעות אורות מהבהבים ומתגים.
הבחור הצנוע הציג את יצירתו לחברי מועדון ה-Homebrew Computer Club בסן חוזה (San Jose), מועדון חובבי מחשוב בקליפורניה. אחד הנוכחים ששמו פול טרל (Paul Terrell) הציע להזמין 50 יחידות לחנות המחשבים שלו, Byte Shop.
סטיב ג'ובס (Steve Jobs), חברו הקרוב של ווזניאק, זיהה והכיר מיד בפוטנציאל המסחרי של המכונה ושני ה"סטיבים" גייסו הון ראשוני ממכירת מיניוואן ומחשבון ויחד עם רון ווין (Ron Wayne) ייסדו ב-1 באפריל 1976 חברה צעירה, סטארטאפ שקראו לו בשם Apple Computer Company.
ה-Apple-1 נמכר במחיר של 666.66 דולר וכלל לוח עם מעגל מודפס (printed circuit board) ומקלדת, אך דרש לרכוש בנפרד ולחבר אליו מסך טלוויזיה.
האצווה הראשונה שאפל ייצרה (סדרת הייצור הראשונה שלו) הורכבה במוסך של הוריו של ג'ובס בלוס אלטוס. אותה אצווה ראשונה כללה 50 יחידות מחשב בלבד. בסך הכול יוצרו כ-200 יחידות של ה-Apple-1, שכ-175 מהן נמכרו. מאותה אצווה שרדו כיום עשרות מכשירים בודדות, כשהם מגיעים במכירות פומביות לשווי של מאות אלפי דולרים, כל אחד.
כתבות כמו זו בת 5 העמודים בגיליון פברואר 1977 של Kilobaud הספיקה כדי לשכנע את ראשוני הקונים: המחשב הזה היה זול מהחלופות בשוק והציע דרך אמיתית לעולם המחשוב.
המחשב החלוצי הזה נחשב לציון דרך, אך לא בשל חדשנות טכנית יוצאת דופן, אלא משום שהיה אחד המוצרים הראשונים שהציע מחשב אישי שהורכב מראש וכלל לוח מוכן להפעלה.
בעוד שמתחרים כמו Altair 8800 הגיעו כערכת הרכבה עבור חובבנים, ה-Apple-1 הפחית את מחסום הכניסה לעולם המחשבים האישיים ואפשר לאנשים ללמוד לתכנת בבית, במחשב אישי עם מקלדת נוחה ומסך ויזואלי.
עם הצלחת המחשב האישי הראשון שלהם, פנו ווזניאק וג'ובס לפתח את הדגם הבא של החברה הצעירה שלהם. זה היה ה-Apple II, מחשב אישי שיהפוך לאחד המחשבים הנמכרים ביותר בהיסטוריה.
50 יחידות בלבד יצאו ממנו - הנה המחשב הראשון של Apple:
https://youtu.be/NiOu3DL7t94
וסיפורו מזווית אחרת:
https://youtu.be/xxfzhiSHoxw
