مادربرد صنعتی چیست؟

مجموعه مادربردهای صنعتی شامل مادربردهایی در اندازه های متنوع است. مادربرد صنعتی را برای راه اندازی کیوسک‌ها، POS یا همان کارتخوانهای پرداخت، نمایشگرهای دیجیتال ساینج، کیوسک سفارش گیری، دستگاه‌های بانکی ATM یا خودپرداز، تجهیزات پزشکی و بازی، و همچنین ارائه پلتفرم‌هایی صنعتی و اتوماسیون صنعتی، کامپیوترهای یکپارچه دستگاه های اچ ام آی، صندوق های فروشگاهی، هوش مصنوعی، اینترنت اشیاء و  اج کامپیوتینگ هستند. یک مادربرد صنعتی اغلب از تمامی انواع درگاهها و پرت ها در دو سمت و نیز به شکل پین هدر پشتیبانی می کند تا جانمایی آن را در دستگاه های صنعتی تسهیل نموده و نیازهای تجهیزات صنعتی و دستگاه هایی که از مادر برد صنعتی در آنها استفاده شده است برطرف سازند . تمام مادربردهای صنعتی به گونه ای طراحی شده اند که عملکرد ثابت و قابل اعتمادی را در محیط های صنعتی ارائه دهند. مادربردهای صنعتی به راحتی قابل تنظیم هستند و انعطاف‌پذیری لازم برای استقرار در چارچوب‌ها و زیرساخت‌های موجود را با کمترین اثرپذیری و حداقل نیاز به نگهداری ارائه می‌دهند.

تفاوت مادربرد صنعتی و مادربرد تجاری

1.  ابعاد: مادربرد های تجاری عمدتاً از معماری ATX استفاده می کنند. در تولید مادربرد صنعتی از اندازه‌های مختلف مادربرد از جمله ATX، Mini ،Micro و غیره استفاده می‌کنند تا بتوانند با انواع محیط‌های کاربردی سازگار شوند.
2. پشتیبانی از اسلات توسعه: مادر بردهای تجاری فقط می توانند 4 اسلات PCI ارائه دهند. با توجه به مشخصات PCI، اساساً قابلیت درایو PCI 4 دارای تضعیف قابل توجهی است، بنابراین اکثر مادر بردهای تجاری فقط 3 اسلات PCI ارائه می دهند. مادربرد صنعتی به دلیل ماهیت صنعتی مواد تشکیل دهنده تراشه ها و قطعات خود، می توانند به راحتی پنج PCI را پشتیبانی کنند و باعث کاهش قابلیت درایو PCI نمی شوند. همچنین از دستگاه های PCI-E با پهنای باند بالا پشتیبانی می کند. با اسلات ISA، می تواند به پشتیبانی خوبی از کارت و کارت داده های ISA صنعتی با سرعت پایین دست یابد. با تعبیه باس GPIO ، GPI و  GPO نیز قابل تحقق هستند.
3. اجزای مورد استفاده: با توجه به به موقع بودن محصولاتی که توسط مادربرد های تجاری دنبال می شود و موقعیت خود محصولات در بازار، الزامات انتخاب جزء به طور کلی فقط باید عمر مفید سیستم را برای 2 تا 3 سال برآورده کند. از قطعات تأیید بلندمدت و با تقاضای بالا برای اطمینان از الزامات قابلیت اطمینان بالا در شرایط سخت استفاده می کند. به عنوان مثال، برخی از خازن های جامد مانند آن هایی که در سرورها و مادر بردهای تجاری پیشرفته، سلف های بسته و غیره یافت می شوند، به طور گسترده در مادربرد صنعتی هوشمند استفاده می شوند.
4. محیط عملیاتی: مادربرد صنعتی اغلب در محیط های سخت (ساعات کاری طولانی، آب و هوای بد، رطوبت، لرزش، گرد و غبار، تشعشع، دمای بالا و غیره) کار می کنند و این محیط ها برای مادربرد های تجاری مناسب نیستند، اکثر مادربردهای تجاری امروزی. فقط در یک محیط پایدار (ساعات کاری کوتاه، داخل ساختمان، دمای معمولی) قابل استفاده است.
5. چرخه عمر: بازار مادر بردهای تجاری با سرعت نسبتاً سریعی به روز می شود، بنابراین متوسط ​​​​مادربرد تجاری دارای چرخه عمر نیم سال تا یک سال است. در بازار مادربرد صنعتی، کنترل صنعتی هوشمند به عنوان مثال در نظر گرفته شده است. این یک مشارکت استراتژیک بلند مدت است، بنابراین مادر برد صنعتی کنترل صنعتی هوشمند می توانند به چرخه عمر 5 سال یا حتی بیشتر برسند.
6. قابلیت اطمینان محصول: با توجه به موقعیت مادربرد های تجاری رایج در بازار، محصولات آن معمولاً فقط به گواهی CCC برای محصولات الکترونیکی، گواهی Great Wall و گواهینامه سازگاری الکترومغناطیسی درجه مصرف شخصی نیاز دارند. هدف مادربرد صنعتی بازار صنعتی است، بنابراین به منظور برآورده کردن این ضرورت ها، هر مادربرد قبل از شروع آزمایش گواهینامه CE، FCC، QA realbility، CCC، لرزش، افت و سایر نیازهای سطح صنعتی را دریافت می کند.
7. قابلیت مدیریت: مادربرد های تجاری فقط ساده ترین مدیریت از راه دور (با اتصال به شبکه، استفاده از نرم افزارهای ریموت دسکتاپ) را ارائه می دهند. مادربرد صنعتی می توانند مدیریت اتصال از راه دور مشابهی را ارائه دهند، اما عملکرد روشن/خاموش خودکار برق بدون مراقبت از راه دور را نیز تحقق بخشند. از طریق ماژول های تعبیه شده IPMB و SMNP-1000، سیستم می تواند اطلاعات عملیات را در زمان واقعی مدیریت، ضبط و ارسال کند.
8. سفارشی سازی: هنگامی که مادر برد تجاری تولید می شود، دیگر نمی توان آن را با توجه به تقاضای بازار تغییر داد و طراحی کاربرپسندی ندارد. با این حال، در زمینه صنعتی، مادربرد صنعتی مانند کنترل صنعتی هوشمند می توانند به طور انعطاف پذیر نیازهای خاص برخی از مشتریان را برآورده کنند و سفارشی سازی کاربران را درک کنند و بهتر و کاملتر با نیازهای مشتری مطابقت داشته باشند.
9. رابط ذخیره سازی: مادربرد تجاری فقط رابط ذخیره سازی مشترک IDE، SATA را ارائه می دهد. مادر برد صنعتی می تواند IDE، SATA، SCSI، کارت CF، DOC و سایر نیازهای رابط ذخیره سازی را فراهم کند.
10. عملکرد حفاظتی: مادر برد تجاری هیچ عملکرد حفاظتی را ارائه نمی دهد. مادربرد صنعتی دارای طراحی خاصی است، در صورت یک موقعیت غیر عادی مانند تصادف، می تواند ضامن راه اندازی مجدد خودکار حفاظتی، مقاومت در برابر ضربه و سایر عملکردها را متوجه شود.
11. دمای کار: مادربرد های تجاری فقط در محیط خارجی بین 5 تا 38 درجه قابل استفاده هستند. یک مادربرد صنعتی می تواند به طور پایدار بین 0 تا 60 درجه کار کنند و حتی برخی از مادربردهای صنعتی از طراحی دمای گسترده استفاده می کنند. محدوده دما می تواند به -20 درجه تا 70 درجه برسد.
12. مقیاس بازار مادربردهای تجاری عمدتاً محصولاتی استاندارد و با خروجی و مقیاس بازار بزرگ هستند و به راحتی می توان آنها را به مادربرد های برندهای دیگر تبدیل کرد. مادربرد صنعتی عمدتاً محصولات سفارشی شده، با خروجی کوچک و اندازه بازار است.

نگهداری و تعمیرات مادربردهای صنعتی

نگهداری صحیح از مادربردهای صنعتی می‌تواند عمر مفید آنها را به طور قابل توجهی افزایش دهد. یکی از نکات مهم در نگهداری این مادربردها، تمیز نگه داشتن آنها از گرد و غبار و رطوبت است. همچنین، باید از قرار دادن مادربرد در معرض دماهای بسیار بالا یا پایین و ارتعاشات شدید خودداری کنید.

سوالات متداول

چرا ابعاد مادربرد صنعتی دارای اهمیت است؟

اساسا مادربرد های صنعتی بخشی از قطعات الکترونیکی یک دستگاه را بوده و جزو قطعات آن محسوب می شوند. به عبارت دیگر، گرچه مادربرد های صنعتی را می توان یک رایانه کوچک قلمداد کرد، اما در واقع ویژگی امکان الحاق این نوع از مادربردها به دستگاه ها و محصولات دیگر، از جمله اصلی ترین دلایل پیدایش آنها شمرده می شود. از این رو اندازه و شکل برد یکی از اصلی ترین فاکتورهای انتخاب یک مادربرد صنعتی است. به بیان دیگر کوچک بودن و گاها نسبت طول و عرض این محصولات در امکان استفاده و کاربردهای آنها تعیین کننده است. بنابر این اولین نکته ای که در انتخاب مادربرد صنعتی باید به آن توجه کنید، اندازه و شکل آن است تا با فضایی است که در دستگاه یا محصول خود برای آن در نظر گرفته اید انطباق داشته باشد.

مادربرد های صنعتی در چه ابعادی عرضه می شوند؟

مادربردهای صنعتی بیتیلیوم با گارانتی باناتیس در اندازه های نوک (10*10 سانت)، نانو (12*12 سانت)، 3.5 اینچ (14*10 سانت)، 4 اینچ (12*14 سانت)،  مینی (17*17 سانت) و ابعاد بزرگتر عرضه می شوند.

چرا پرت ها و درگاه ها در انتخاب مادربرد صنعتی موثر است؟

آنچه که هنگام انتخاب مادربرد صنعتی در درجه دوم اهمیت قرار دارد، پرت ها و رابط های و تعداد آنهاست. اصولا هر مادربرد یا قطعه الکترونیکی دیگری برای قرارگرفتن در اختیار کاربر و تبادل داده های مختلف نیاز به پرت ها و درگاه ها و رابط های مختلفی دارند. برای مثال برای کنترل سخت افزارهای مختلف و تبادل اطلاعات خروجی سخت افزارها عموما از پرت های سریال و برای انتقال داده های تصویری از پرت های تصویری مانند VGA استفاده می شود.

علت اهمیت تعداد پورتها و درگاه های مادربرد صنعتی چیست؟

گاها کاربر به دلایل مختلف به تعداد بیشتری از این درگاه ها نیاز دارد. برای مثال در سیستم های امنیت شبکه به حداقل 4 تا 8 پورت شبکه RJ45  یا همان LAN نیاز است. یا در ساخت انواع کیوسک سفارش گیری و فروشگاهی مادربردهایی با دو پورت شبکه که یکی برای اتصال به دستگاه پوز بانکی و دیگری برای اتصال بارکد خواد به کار گرفته می شود نیاز است. در اتوماسیون صنعتی نیز معمولا پرتهای کام COM  یا همان سریال به تعداد دو تا 6 عدد بعضا مورد استفاده قرار می گیرند. شایان ذکر  است، گرچه میتوان با افزودن رابط چند درگاهه مانند هاب برای USB با پورت شبکه و سایر پورتها و یا استفاده  از آداپتور ها و تبدیل ها به شکل موازی تعداد پورتهای در دسترس را در خروجی مادربرد صنعتی مدیریت نمود، لکن افزودن یک قطعه جدید مانند هاب یا آداپتور علاوه بر تحمیل هزینه های مازاد، به دلیل عموما غیرصنعتی بود این تجهیزات، کل چرخه را آسیب پذیر نموده و احتمال قطع و توقف عملکرد سیستم را افزایش می دهند. در عین حال عملکرد آنها هرگز به دقت و روانی پرت های تعبیه شده روی  برد نخواهد بود.

چه نوع پرت های در مادربردهای صنعتی ارائه می شوند؟

انواع پورت های معمولی که در مادربرد های صنعتی در دسترس هستند عبارتند از:

RS232/RS485/RS422/USB2.0/USB3.0/VGA/HDMI/DVI/LAN/Audio in-out /LVDS/PCIe

همگی این پورت ها در انواع مختلف و به شکل پین هدر یا به شکل سوکت استاندارد در مادربردهای صنعتی بسته به نیاز قابل ارائه هستند.

انواع رابط های شبکه در مادربردهای صنعتی چیست؟

مادربردهای صنعتی با دارا بودن پورت شبکه، قابلیت اتصال به مودم وای فای از طریق پی سی آی اکسپرس و نیز قابلیت دریافت سیم کارت برای اتصال به شبکه های تلفن همراه، تمامی نیازهای کاربران را مرتفع می نمایند.

مادربردهای صنعتی و نیمه صنعتی چه تفاوتی دارند و چه دمایی را تحمل می کنند؟

مادربردهای نیمه صنعتی در بازه دمایی بین منهای 10 تا مثبت 55 درجه عمل می کنند. مادربردهای صنعتی امام دمایی بین منهای 20 تا مثبت 70 درجه را تاب آورده و بدون ایراد به عملکرد خود ادامه می دهند.

جمع‌بندی و نتیجه‌گیری

مادربردهای صنعتی به عنوان یکی از اجزای اصلی سیستم‌های صنعتی، نقش بسیار مهمی در عملکرد صحیح و بدون نقص این سیستم‌ها دارند. این مادربردها به دلیل ویژگی‌های خاص خود، مانند مقاومت در برابر شرایط سخت محیطی و طول عمر بالا، به گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای صنعتی تبدیل شده‌اند. با این حال، هنگام خرید و استفاده از این مادربردها باید به نکات مهمی مانند نوع کاربرد، شرایط محیطی و نگهداری صحیح توجه کرد تا از عملکرد بهینه آنها اطمینان حاصل شود.