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.
»
«
איך פועל הטרנזיסטור?
הטְרַנזיסְטוֹר (Transistor), הרכיב האלקטרוני שמשמש כמתג אלקטרוני, הוא מהמרכיבים המרכזיים בטכנולוגיה העולמית של ימינו. בתמונה שלמעלה רואים את הטרנזיסטור המוקדם של שנות ה-60. כיום הטרנזיסטורים הם זעירים ביותר ומיליארדים מהם נכנסים לגודל של הטרנזיסטור הזה.
תפקידיו האלקטרוניים של הטרנזיסטור השתנו במהלך התפתחות הטכנולוגיה. בתקופה בה שימש במעגלים אנלוגיים הוא שימש להגברה, ליצירת תנודות, לייצוב מתח, לאיפנון ולעירבול.
במעגלים הדיגיטליים, לעומת זאת, הוא משמש כמתג חשמלי מהיר, מרכיב יסודי בבנייה של שערים לוגיים, זיכרון גישה אקראית (RAM) והתקנים אלקטרוניים אחרים. למעשה, על הטרנזיסטור מושתתים המעבדים המשוכללים של מערכות ממוחשבות בימינו. בכל שבב זעיר או מעבד מרכזי כזה יש מעל מיליארד טרנזיסטורים, זעירים במיוחד, שניתן לראותם רק בעזרת מיקרוסקופ משוכלל מאוד.
כל טרנזיסטור כזה יכול להיות באחד משני המצבים - או טעון בחשמל או ללא חשמל. מכאן בעצם התפתחה כל הטכנולוגיה הדיגיטלית, המבוססת על השיטה הבינארית, המבוססת על ערכים של 0 ו-1.
שינויי המתח ושני המצבים של הטרנזיסטורים הם שיוצרים את הביטים, או באנגלית bits. איתם מדברות שפות התכנות השונות, כשהן עוברות "הידור" (המרה) לשפת מכונה, מתחביר שפת התכנות העילית לערכים של 0 ו-1 בשפת מכונה.
כך פועל הטרנזיסטור (מתורגם):
https://youtu.be/WhNyURBiJcU
הסבר מדעי של פעולת הטרנזיסטור:
http://youtu.be/9CrcRabTQ0s
וכך הוא פועל (מתורגם):
https://youtu.be/IcrBqCFLHIY
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
מהו הטרנזיסטור ולמה הוא כה חשוב בעידן המודרני?
הטְרַנזיסְטוֹר (Transistor) הוא רכיב אלקטרוני המשמש כמתג אלקטרוני. הטרנזיסטור בנוי מחומר מוליך למחצה. הוא אחד מהמרכיבים החשובים בתעשיית האלקטרוניקה המודרנית ובטכנולוגיה העולמית בכלל.
הטרנזיסטור החליף את שפופרת הריק, ששימשה את תעשיית האלקטרוניקה עד שנות ה-60 של המאה הקודמת, אבל עם השנים הוא היה לרכיב מפתח בכל תעשיית האלקטרוניקה המודרנית.
בעצם הטרנזיסטור הומצא בזמנו בתור היחידה הקטנה ביותר באלקטרוניקה שממירה מתח חשמלי למצבים של דולק וכבה, אם תרצו 0 או 1.
שם הרכיב "טרנזיסטור" מורכב משילוב של המלים מוליך, או מעביר (טרנס) ומתנגד (רזיסט). הוא הפך בשנות השישים גם לכינוי של "רדיו הטרנזיסטור", אותו מקלט רדיו נייד וזעיר, שהיה מהפכני ביחס למכשירי הרדיו הגדולים שלפניו (אלו שהיום נהוג לכנות "רדיו סבתא").
יתרונותיהם העיקריים של הטרנזיסטורים היו גודלם הזעיר, ההספק החשמלי הנמוך שהם צרכו והאמינות הרבה שלהם, בעיקר בהשוואה ל"מנורות" (שמן העממי של שפופרות הריק), שנשרפו והיו זקוקות להחלפה מעת לעת.
גם פשטות הייצור הנמוך של הרכיבים הטרנזיסטוריים, שאיפשרה ייצור של כמויות גדלות והולכות, עד כמויות אדירות במחיר נמוך מאד, שאפשרו לתעשיית האלקטרוניקה לייצר מכשירים קטנים ואיכותיים יותר ובכמויות ענק, זולות יותר ויותר.
חדירת הטרנזיסטורים לתעשייה הובילה לתפוצה עצומה של מכשירים אלקטרוניים, לפריחה בתעשיות שקשורות באלקטרוניקה בהמשך גם למהפכת המחשב האישי וכל מה שבא בעקבותיה, כמו האינטרנט והטלפונים הניידים.
תפקידיו האלקטרוניים של הטרנזיסטור השתנו במהלך התפתחות הטכנולוגיה. אם במעגלים אנלוגיים הוא שימש להגברה, ליצירת תנודות, לייצוב מתח, לאיפנון ולעירבול - במעגלים הדיגיטליים הוא משמש כמתג חשמלי מהיר (כאמור בין מצבים בי אריים של 0 או 1), מרכיב יסודי בבנייה של שערים לוגיים, זיכרון גישה אקראית (RAM) והתקנים אלקטרוניים אחרים.
גם מהפכת המזעור של מכשירים אלקטרוניים הלכה והתגברה. למעשה, היא התאפשרה בזכות הטרנזיסטורים ששימשו במכשירים הללו כרכיבים האלקטרוניים הפעילים, במקום שפופרות הריק.
המזעור של הטרנזיסטורים הגיע לממדים שלא יאומנו. נתון שיסבר את העין - במעבד של מחשב מודרני יש כיום מעל מיליארד טרנזיסטורים ובטלפון החכם של ימינו - מעל 2 מיליארד!
וכך, בהתאמה המופלאה שלו לצורך ברכיב מיתוג למערכות אלקטרוניות ולמערכות המחשוב השונות, הפך הטרנזיסטור עם השנים לרכיב האלקטרוני החשוב ביותר במהפכת המחשבים ובעידן המידע שבו אנו חיים.
הנה הטרנזיסטור, ששינה את העולם:
https://youtu.be/OwS9aTE2Go4
כך תורם הטרנזיסטור למחשוב האישי (מתורגם):
https://youtu.be/WhNyURBiJcU
סיפורו של הטרנזיסטור:
https://youtu.be/u4bJab9Brm4
כך חזו כבר ב-1953 את המהפכה שיעשו הטרנזיסטורים:
http://youtu.be/V9xUQWo4vN0
ועל כל אחד מהשבבים שהחליפו את הטרנזיסטור יש יותר ממיליארד טרנזיסטורים (מתורגם):
https://youtu.be/AlGchpqSbJA
מה הייתה שפופרת הריק או שפופרת הוואקום?
שפופרת ריק, או שפופרת ואקום (Vacuum tube), היא רכיב אלקטרוני שמבוסס על שפופרת קתודית ומטרתו לשמש ליישור זרם חשמלי. שפופרת הריק הומצאה בתחילת המאה ה-20 על ידי הממציא לי דה פורסט.
על שפופרת הוואקום התבססו מכשירים אלקטרוניים בעידן שלפני המצאת הטרנזיסטור. אם תביטו לתוך "רדיו סבתא", אותו "רדיו מנורות" ישן, היה מכשיר שהתבסס על שפופרות-ריק, שכונו אז "מנורות".
שפופרות הוואקום נדלקו לאט ולקח להן זמן להתחמם, עד שפעלו. לכן גם לקח זמן מה מרגע ההדלקה של מכשירים שהתבססו עליהן ועד שהחלו לפעול.
שפופרות הוואקום ריק הוחלפו במשך הזמן בטרנזיסטורים, שהיו רכיבי אלקטרוניקה קטנים ומהירים. תודות להחלפתן בטרנזיסטורים הלכו וקטנו מכשירים אלקטרוניים ונולדו מכשירי הכיס. הראשון שבהם היה "רדיו הטרנזיסטור".
כך פעלה שפופרת ואקום:
https://youtu.be/nA_tgIygvNo
רדיו סבתא ישן עם שפופרות ואקום בתוכו:
https://youtu.be/WLFif73CYLw
בעולם הרוק מתגעגעים עד היום לסאונד החם של "מגברי המנורות":
https://youtu.be/cKgIsOA-G-Q
ומי שממש מתגעגעים יכולים לקנות היום רדיו חדיש עם מנורות לד מדומות:
https://youtu.be/Nsh8hYwVkrw
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
הטְרַנזיסְטוֹר (Transistor), הרכיב האלקטרוני שמשמש כמתג אלקטרוני, הוא מהמרכיבים המרכזיים בטכנולוגיה העולמית של ימינו. בתמונה שלמעלה רואים את הטרנזיסטור המוקדם של שנות ה-60. כיום הטרנזיסטורים הם זעירים ביותר ומיליארדים מהם נכנסים לגודל של הטרנזיסטור הזה.
תפקידיו האלקטרוניים של הטרנזיסטור השתנו במהלך התפתחות הטכנולוגיה. בתקופה בה שימש במעגלים אנלוגיים הוא שימש להגברה, ליצירת תנודות, לייצוב מתח, לאיפנון ולעירבול.
במעגלים הדיגיטליים, לעומת זאת, הוא משמש כמתג חשמלי מהיר, מרכיב יסודי בבנייה של שערים לוגיים, זיכרון גישה אקראית (RAM) והתקנים אלקטרוניים אחרים. למעשה, על הטרנזיסטור מושתתים המעבדים המשוכללים של מערכות ממוחשבות בימינו. בכל שבב זעיר או מעבד מרכזי כזה יש מעל מיליארד טרנזיסטורים, זעירים במיוחד, שניתן לראותם רק בעזרת מיקרוסקופ משוכלל מאוד.
כל טרנזיסטור כזה יכול להיות באחד משני המצבים - או טעון בחשמל או ללא חשמל. מכאן בעצם התפתחה כל הטכנולוגיה הדיגיטלית, המבוססת על השיטה הבינארית, המבוססת על ערכים של 0 ו-1.
שינויי המתח ושני המצבים של הטרנזיסטורים הם שיוצרים את הביטים, או באנגלית bits. איתם מדברות שפות התכנות השונות, כשהן עוברות "הידור" (המרה) לשפת מכונה, מתחביר שפת התכנות העילית לערכים של 0 ו-1 בשפת מכונה.
כך פועל הטרנזיסטור (מתורגם):
https://youtu.be/WhNyURBiJcU
הסבר מדעי של פעולת הטרנזיסטור:
http://youtu.be/9CrcRabTQ0s
וכך הוא פועל (מתורגם):
https://youtu.be/IcrBqCFLHIY
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
הטְרַנזיסְטוֹר (Transistor) הוא רכיב אלקטרוני המשמש כמתג אלקטרוני. הטרנזיסטור בנוי מחומר מוליך למחצה. הוא אחד מהמרכיבים החשובים בתעשיית האלקטרוניקה המודרנית ובטכנולוגיה העולמית בכלל.
הטרנזיסטור החליף את שפופרת הריק, ששימשה את תעשיית האלקטרוניקה עד שנות ה-60 של המאה הקודמת, אבל עם השנים הוא היה לרכיב מפתח בכל תעשיית האלקטרוניקה המודרנית.
בעצם הטרנזיסטור הומצא בזמנו בתור היחידה הקטנה ביותר באלקטרוניקה שממירה מתח חשמלי למצבים של דולק וכבה, אם תרצו 0 או 1.
שם הרכיב "טרנזיסטור" מורכב משילוב של המלים מוליך, או מעביר (טרנס) ומתנגד (רזיסט). הוא הפך בשנות השישים גם לכינוי של "רדיו הטרנזיסטור", אותו מקלט רדיו נייד וזעיר, שהיה מהפכני ביחס למכשירי הרדיו הגדולים שלפניו (אלו שהיום נהוג לכנות "רדיו סבתא").
יתרונותיהם העיקריים של הטרנזיסטורים היו גודלם הזעיר, ההספק החשמלי הנמוך שהם צרכו והאמינות הרבה שלהם, בעיקר בהשוואה ל"מנורות" (שמן העממי של שפופרות הריק), שנשרפו והיו זקוקות להחלפה מעת לעת.
גם פשטות הייצור הנמוך של הרכיבים הטרנזיסטוריים, שאיפשרה ייצור של כמויות גדלות והולכות, עד כמויות אדירות במחיר נמוך מאד, שאפשרו לתעשיית האלקטרוניקה לייצר מכשירים קטנים ואיכותיים יותר ובכמויות ענק, זולות יותר ויותר.
חדירת הטרנזיסטורים לתעשייה הובילה לתפוצה עצומה של מכשירים אלקטרוניים, לפריחה בתעשיות שקשורות באלקטרוניקה בהמשך גם למהפכת המחשב האישי וכל מה שבא בעקבותיה, כמו האינטרנט והטלפונים הניידים.
תפקידיו האלקטרוניים של הטרנזיסטור השתנו במהלך התפתחות הטכנולוגיה. אם במעגלים אנלוגיים הוא שימש להגברה, ליצירת תנודות, לייצוב מתח, לאיפנון ולעירבול - במעגלים הדיגיטליים הוא משמש כמתג חשמלי מהיר (כאמור בין מצבים בי אריים של 0 או 1), מרכיב יסודי בבנייה של שערים לוגיים, זיכרון גישה אקראית (RAM) והתקנים אלקטרוניים אחרים.
גם מהפכת המזעור של מכשירים אלקטרוניים הלכה והתגברה. למעשה, היא התאפשרה בזכות הטרנזיסטורים ששימשו במכשירים הללו כרכיבים האלקטרוניים הפעילים, במקום שפופרות הריק.
המזעור של הטרנזיסטורים הגיע לממדים שלא יאומנו. נתון שיסבר את העין - במעבד של מחשב מודרני יש כיום מעל מיליארד טרנזיסטורים ובטלפון החכם של ימינו - מעל 2 מיליארד!
וכך, בהתאמה המופלאה שלו לצורך ברכיב מיתוג למערכות אלקטרוניות ולמערכות המחשוב השונות, הפך הטרנזיסטור עם השנים לרכיב האלקטרוני החשוב ביותר במהפכת המחשבים ובעידן המידע שבו אנו חיים.
הנה הטרנזיסטור, ששינה את העולם:
https://youtu.be/OwS9aTE2Go4
כך תורם הטרנזיסטור למחשוב האישי (מתורגם):
https://youtu.be/WhNyURBiJcU
סיפורו של הטרנזיסטור:
https://youtu.be/u4bJab9Brm4
כך חזו כבר ב-1953 את המהפכה שיעשו הטרנזיסטורים:
http://youtu.be/V9xUQWo4vN0
ועל כל אחד מהשבבים שהחליפו את הטרנזיסטור יש יותר ממיליארד טרנזיסטורים (מתורגם):
https://youtu.be/AlGchpqSbJA
שפופרת ריק, או שפופרת ואקום (Vacuum tube), היא רכיב אלקטרוני שמבוסס על שפופרת קתודית ומטרתו לשמש ליישור זרם חשמלי. שפופרת הריק הומצאה בתחילת המאה ה-20 על ידי הממציא לי דה פורסט.
על שפופרת הוואקום התבססו מכשירים אלקטרוניים בעידן שלפני המצאת הטרנזיסטור. אם תביטו לתוך "רדיו סבתא", אותו "רדיו מנורות" ישן, היה מכשיר שהתבסס על שפופרות-ריק, שכונו אז "מנורות".
שפופרות הוואקום נדלקו לאט ולקח להן זמן להתחמם, עד שפעלו. לכן גם לקח זמן מה מרגע ההדלקה של מכשירים שהתבססו עליהן ועד שהחלו לפעול.
שפופרות הוואקום ריק הוחלפו במשך הזמן בטרנזיסטורים, שהיו רכיבי אלקטרוניקה קטנים ומהירים. תודות להחלפתן בטרנזיסטורים הלכו וקטנו מכשירים אלקטרוניים ונולדו מכשירי הכיס. הראשון שבהם היה "רדיו הטרנזיסטור".
כך פעלה שפופרת ואקום:
https://youtu.be/nA_tgIygvNo
רדיו סבתא ישן עם שפופרות ואקום בתוכו:
https://youtu.be/WLFif73CYLw
בעולם הרוק מתגעגעים עד היום לסאונד החם של "מגברי המנורות":
https://youtu.be/cKgIsOA-G-Q
ומי שממש מתגעגעים יכולים לקנות היום רדיו חדיש עם מנורות לד מדומות:
https://youtu.be/Nsh8hYwVkrw
רכיבים 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
