Conectando los Puntos: Diagramas esquemáticos

Con los años, hemos desarrollado maneras de controlar el flujo de electricidad para muchos propósitos útiles.Estas técnicas se pueden registrar y compartir mediante el uso de diagramas llamados esquemas. Un diagrama esquemático es un método conveniente e informativo para la documentación de circuitos electrónicos.

El Esquema

Cualquiera que entienda la teoría electrónica básica puede explicar el siguiente esquema, sin importar el idioma que habla:

Los bloques básicos de diagramas esquemáticos de construcción utilizan un conjunto de símbolos normalizados para representar diferentes tipos de componentes. En el esquema que se muestra arriba, el símbolo al lado de la  BT  representa una batería, el símbolo situado junto a la  S  representa un interruptor, y la una al lado de  DS  representa una pantalla o una lámpara. Las letras  de BT ,  S y  DS  son las etiquetas que ayudan a identificar el componente y estas etiquetas se llaman designadores de referencia.

Cualquiera que sepa cómo interpretar el esquema puede construir el circuito que representa al conectar una batería, un interruptor y una lámpara con alambre o cualquier otro tipo de material conductor.

Además de designadores de referencia, los símbolos también se les asignan números de diferenciar los componentes del mismo tipo. Por ejemplo, si más de una resistencia se añade a un esquema, que serán etiquetados R1, R2, R3, etc

NOTA: Para usted Trivia fans, el designador de referencia "U" originalmente significaba "irreparables".

Cuando esté listo para aprender más, una lista más completa de los símbolos y los designadores de referencia se puede encontrar en las publicaciones de IEEE-STD-315 y el IPC-2612.

Valores y Atributos

En el ejemplo de esquema, no hay suficiente información para saber lo que se pretende. Los componentes están identificados por un designador de referencia (las letras BT, S y DS), pero no hay información acerca de qué tipo o qué tamaño de los componentes debe ser. Considere el hecho de que hay muchos tipos diferentes de baterías disponibles, pero nada en el esquema de arriba indica que la batería sería lo mejor.

El circuito mostrado arriba podría ser:

• una linterna simple, con una batería de tamaño AA, o
• una batería de 9V, un botón de timbre de la puerta y un timbre, o
• una batería de coche de 12V, un interruptor giratorio y un faro

Aplicando el mismo circuito básico para estas diferentes aplicaciones ilustra el hecho de que en el mundo real, un esquema debe proporcionar más información. Un esquema debe incluir atributos para asegurar que se seleccionan los componentes adecuados. El mismo símbolo de resistencia puede ser utilizado durante miles de diferentes tipos de resistencias, por lo que es útil, debe declarar el valor, expresado en ohmios. El símbolo de ohm se suele descartar porque no está disponible en todos los juegos de caracteres, por lo que una resistencia con el número 100 junto a él sería interpretado como "una resistencia de cien ohmios." Otros tipos de componentes se describen con términos diferentes. Condensadores se diferencian por su valor en faradios (F), los inductores se diferencian por su valor en Henrys (H)
Muchos atributos adicionales pueden ser añadidos a los símbolos, como potencias o tolerancias, para controlar más estrechamente el tipo de componente necesario para el diseño.

Además de los atributos visibles de cada símbolo, muchos sistemas CAD también pueden asignar atributos ocultos, como los números de parte del fabricante, el costo, los niveles de revisión o los datos de simulación.Aunque la discusión de diversas prestaciones CAD está más allá del alcance de este tutorial, bibliotecas sofisticados se pueden desarrollar con ellos, y esquemas creados a partir de ellas pueden convertirse en herramientas muy poderosas.

Unidades Internacionales

Los atributos pueden tener una amplia gama de valores, de muy pequeño a muy grande. Para evitar llenar diagramas con mucho repetir secuencias de ceros para los valores como 1000000000 o 0,0000000001, el mundo ha convergido en un  Sistema Internacional de Unidades .

Las unidades SI usted es probable ver en esquemas son:

Algunos ejemplos:

• un condensador de 0,000027 Farad se expresaría como 27 microfaradios, escrito como 27 uF
• un inductor Henry 0.05 se expresaría como 50 milihenrys, escritas un 50 mH
• una resistencia de 10 millones Ohm se expresaría como 10 megaohmios, escribe como M 10
  (la mayoría de los sistemas CAD no utilizan el símbolo de ohm)

Usted puede obtener más información sobre el Sistema Internacional de Unidades (SI) del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología(NIST). Mantienen un sitio web muy bueno y el documento que describe en detalle SI se pueden encontrar en la bibliografía (publicaciones y citas en línea) como "Publicación Especial 811."

Instrucciones de diseño esquemáticos

El esquema proporciona suficiente información para seleccionar los componentes apropiados y conectarlos entre sí durante la fase de diseño de la placa de circuito. Esquemas también proporcionan un nivel básico de la documentación de los productos electrónicos, y se convierten en herramientas útiles durante las revisiones de diseño, pruebas y depuración, mantenimiento de equipos, manuales técnicos, etc

Aquí hay algunas pautas para la creación de buenos diagramas esquemáticos:

• Las líneas que conectan los símbolos juntos representan las conexiones eléctricas entre los componentes. Las líneas que se cruzan entre sí no están conectados.
• Un punto de conexión se utiliza para mostrar las conexiones entre líneas que tocan, pero es mejor no tener cuatro cables que se conectan a un punto (no tienen líneas que se cruzan y se conectan). En otras palabras, un punto de conexión tendrá típicamente tres segmentos de línea conectados a él.
• En un circuito complejo, si todos los poderes y la red de tierra se muestran conectados junto con las líneas, el diagrama sería demasiado desordenada, y más difíciles de interpretar. En lugar de mostrar los conectó con líneas, utilizamos los símbolos globales.Cualquier cosa relacionada con el mismo símbolo global, incluso a través de varias hojas, se asume que están conectadas entre sí.
• Si otras conexiones deben hacerse sin necesidad de conectar líneas juntas (en varias hojas, por ejemplo) Nombres netos pueden ser utilizados. Cualquier red marcado con el mismo nombre de red está conectado.
• Todo el texto (los números de pin, nombres netos, polaridad, valores y atributos) deben ser horizontales y claramente etiquetados para evitar confusiones. Sin texto de superposición, No hay líneas que cruzan a través de texto.
• Circuitos deben fluir de izquierda a derecha y de arriba a abajo.¿Qué significa esto, trate de mantener las entradas de la izquierda y las salidas a la derecha, y tratar de mantener los suministros de voltaje positivos arriba y símbolos de tierra de abajo.
• Trate de diseñar secciones esquemáticas en bloques funcionales.Los símbolos se colocarán en la página para facilitar la comprensión del circuito, NO para mostrar dónde se encuentran físicamente en la pizarra o para demostrar que las conexiones deben ser largo o corto.
• No trate de llenar toda la hoja, y no tenga miedo de salir de las áreas vacías o espacios abiertos.
• Alinear símbolos de circuito similares verticalmente u horizontalmente. Es posible que no tenga tiempo para hacer todo tan hermoso como lo desea, pero los esquemas debe ser fácil de leer y sin ambigüedades. Puede ser útil usar una rejilla si su herramienta CAD lo soporta.
• Los números de pin debe estar en el exterior del símbolo gráfico.Nombres de conexiones se pueden colocar dentro de la gráfica si es práctico.
• Si se utilizan los símbolos de conexión de salida, ellos deben ser colocados en el borde izquierdo extremo o borde extremo derecho de la página.
• Dependiendo de las convenciones de la empresa o cliente, puede que tenga que proporcionar información adicional, como una tabla de IC, o una lista de puertas de repuesto. Estos se colocan a menudo en la última hoja.
• La primera hoja debe contener un bloque de título en la esquina inferior derecha. Como mínimo debe contener el número de parte, título, nivel de revisión y el nombre de la persona que lo creó. Los títulos deben ser lo suficientemente distintiva para diferenciar el diseño de otros diseños similares. (Usted no quiere terminar con docenas de diseños con nombre "Amplificador", por ejemplo).Hojas posteriores pueden tener un bloque de título reducido, pero deben contener un número de hoja y algún método para identificar como perteneciente al diseño (por lo menos el número de parte y el nivel de revisión).

Consejos final

Ninguna de estas guías están escritas en piedra, y no hay dos empresas

hacer las cosas exactamente de la misma manera. Trate de aprender las preferencias de sus clientes lo más rápido que puedas. Si eres nuevo, lo primero que debe hacer es estudiar algunos de sus dibujos existentes. Algunas empresas utilizan "D" como el designador de referencia para los LED, mientras que otros utilizan "LED". Algunos utilizan un pequeño círculo de puntos de prueba, pero algunos utilizan ese símbolo para tensiones. Algunos utilizan un símbolo de conector girado para tensiones. En realidad no importa, siempre y cuando éste sea claro y consistente. Después de tener un poco de experiencia se puede sugerir formas de estandarizar si usted piensa que va a ayudar.

Por último, si se muda a una nueva empresa y lo hacen todo de manera diferente, no te molestes diciendo: "Bueno, en mi última empresa, lo hicimos  esta  manera. " Lo más probable es que no le importa.

Jack Olson, CID +, ha sido el diseño de placas de circuito de tiempo completo por más de 20 años. Él quiere agradecer a la Marina de los Estados Unidos para enseñarle los conceptos básicos.

http://www.pcbdesign007.com/pages/zone.cgi?topic=0&artcatid=0&a=90332&artpg=1&artid=90332&pg=3