Che cos'è uno schema (rispetto ad altri diagrammi)?


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Qual è la differenza tra uno schema , uno schema a blocchi , uno schema elettrico e un layout PCB ?

Perché gli ingegneri vogliono uno schema anziché uno schema elettrico?

Dove si inserisce Fritzing in questo?


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Una volta che capisci perché vogliamo schemi come applicati ad altri tipi di diagrammi, vedi anche electronics.stackexchange.com/q/28251/4512 per come disegnare correttamente gli schemi.
Olin Lathrop,

Risposte:


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schematico

Uno schema mostra le connessioni in un circuito in modo chiaro e standardizzato. È un modo per comunicare ad altri ingegneri esattamente quali componenti sono coinvolti in un circuito e come sono collegati. Un buon schema mostrerà i nomi e i valori dei componenti e fornirà etichette per sezioni o componenti per aiutare a comunicare lo scopo previsto. Nota come vengono mostrate le connessioni su fili (o "reti") usando punti e le non connessioni sono mostrate senza punto.

schematico

Diagramma a blocchi

Uno schema a blocchi mostra un livello superiore (o layout organizzativo) di unità funzionali in un circuito (o un dispositivo, una macchina o una raccolta di questi). Ha lo scopo di mostrare il flusso o l'organizzazione di dati tra unità di funzioni separate. Uno schema a blocchi offre una panoramica della natura interconnessa di assemblaggi o componenti di circuiti.

Diagramma a blocchi

Schema elettrico

Talvolta uno schema di cablaggio è utile per illustrare come realizzare uno schema in un prototipo o in un ambiente di produzione. Uno schema di cablaggio corretto verrà etichettato e mostrerà le connessioni in modo da evitare confusione su come vengono effettuate le connessioni. In genere sono progettati per utenti finali o installatori. Si concentrano sulle connessioni piuttosto che sui componenti .

Schema elettrico

Layout PCB

Un layout PCB è il progetto risultante dal prendere uno schema con componenti specifici e determinare come saranno fisicamente disposti su un circuito stampato. Per produrre un layout PCB, è necessario conoscere le connessioni dei componenti, le dimensioni dei componenti (impronte) e una miriade di altre proprietà (come corrente, frequenze, emissioni, riflessi, lacune ad alta tensione, considerazioni di sicurezza, tolleranze di fabbricazione, ecc.) .

Layout PCB

Fritzing

Fritzing è un popolare programma software open source progettato per aiutarti a creare prototipi di elettronica. Utilizza un approccio visivo per consentire la connessione di componenti ad Arduino tramite una breadboard virtuale e fornisce anche modi per progettare un PCB. La sua forza è nella facilità con cui i nuovi utenti possono avvicinarsi. Una delle principali viste di lavoro è la breadboard virtuale:

Diagramma di fritzing

Tuttavia, come puoi vedere, può essere dispendioso in termini di tempo sapere esattamente come sono collegati i componenti, anche se hai molta familiarità con il funzionamento delle connessioni della breadboard (come la maggior parte degli ingegneri elettronici). Man mano che un circuito diventa più complesso, la visualizzazione diventa più ingombra.

Fritzing fornisce un modo per produrre uno schema:

Schermata Fritzing

Assicurati di usarlo per produrre uno schema se hai bisogno di porre domande sul tuo circuito. Aiuterà gli altri a comprendere rapidamente i componenti e le connessioni coinvolti nella progettazione.

Foto prototipo

A volte una foto può aiutare gli ingegneri a risolvere i problemi di progettazione. Soprattutto se si sospettano problemi di qualità, come affidabilità di saldatura, connessioni improprie, polarità errate e altri problemi che potrebbero essere rivelati in una foto. Tuttavia, renditi conto che la maggior parte delle foto non sono immediatamente utili e, se il tuo progetto è complicato, un'immagine farà poco più che mostrare che hai speso molto tempo e sforzi per il tuo progetto! Suggerimento: non utile!

Buildboard complicato

Le immagini sono state ottenute utilizzando ricerche di immagini su Internet con licenza impostata su pubblico dominio o utilizzabile gratuitamente per uso non commerciale.


Perché preferiamo gli schemi, inoltre, è che gli schemi contengono determinati modi di dire. Ad esempio, uno stadio di ingresso differenziale a coppia lunga potrebbe essere disegnato in cento modi diversi, novantacinque e mezzo dei quali non assomigliano a uno stadio di ingresso differenziale a coppia lunga. Su cento schemi elettrici, nessuno dirà "Sono ovviamente uno stadio di ingresso differenziale a coppia lunga".
Kaz,

@Kaz L'ho pubblicato come riferimento per aiutare i nuovi utenti a comprendere le differenze tra questi diagrammi. Concordo sul fatto che la disposizione dei componenti su uno schema sia importante, ma probabilmente è meglio ometterla per il livello di introduzione di base previsto.
JYelton,


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@Passerby Non è esattamente facile trovare versioni uguali usando immagini gratuite. Ho ottenuto Fritzing con l'idea di creare le mie immagini invece di cercarne altre, ma non ho avuto il tempo di approfondire. Ammetto il pregiudizio perché preferisco gli schemi per comunicare i progetti di circuiti. (Penso che molti altri membri della comunità sarebbero d'accordo.) Sentiti libero di fornire la tua risposta con diagrammi senza distorsioni.
JYelton,

1
@Passerby: gli schemi per il sistema in quello schema a blocchi richiederebbero molte pagine (ma sarebbero comunque utilizzabili), e uno "schema elettrico" per il sistema sarebbe un nido di topi impenetrabile. Questa non è un'inclinazione contro i diagrammi di Fritzing, è la realtà.
Ben Voigt,

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Confronta le mele con le mele. Ogni tipo di diagramma è più difficile da leggere, più diventa complesso, non solo fritz

Schema comparabile:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Schemi elettrici comparabili:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

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Schema a blocchi comparabile:

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Layout PCB comparabili:

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In realtà, le immagini di JYelton erano più coerenti nella complessità dei circuiti delle tue. Aveva circa lo stesso numero e dimensioni di circuiti integrati e molti meno discreti nello schema elettrico. Mentre i tuoi hanno la stessa complessità visiva l'uno dell'altro, ma lo schema a blocchi ha molta MOLTA più complessità e lo schema ha molti più circuiti documentati rispetto ai restanti. Il che è praticamente il punto.
Ben Voigt,

@BenVoigt perché un singolo cablaggio schematico o lineare è coerente con un arduino + driver quad motore + motori + rtc + batteria di backup + cicalino?
Passerby

Immagino che stavo pensando alla connessione ad Arduino come un connettore e non all'intero Arduino. (Neanche il diagramma di Fritzing mostra la topologia dell'Arduino). In realtà probabilmente dovrebbe essere equiparato a quattro connettori distinti sullo schema ... dal momento che il diagramma di Fritzing distingue quattro connettori. Questo aggiungerebbe un po 'alla complessità schematica. Ancora abbastanza vicino. Uno schema rappresenterebbe le connessioni a motori e cicalini come connettori a due pin, per i quali i discreti a due pad sono una buona condizione.
Ben Voigt,

3

Lo scopo di uno schema, in generale, è quello di mostrare quegli aspetti di qualcosa che sono più rilevanti per comprenderlo, a spese della modifica dei dettagli che sono meno rilevanti. Per gli schemi elettrici, la cosa più grande che viene omessa è un preciso senso del layout fisico, ma gli schemi possono anche omettere alcune forme di cablaggio "normale" (come un esempio storico comune, se un dispositivo aveva dieci tubi a vuoto con filamenti cablati in serie, e i filamenti non si collegavano a nient'altro, una nota che dicesse come i filamenti erano collegati sarebbe più significativa di quanto non sarebbero le linee sullo schema che li collegava insieme). Inoltre, gli schemi a volte possono indicare che un certo sotto-circuito dovrebbe essere ripetuto un certo numero di volte, possibilmente con qualche leggera variazione.

È interessante notare che mentre gli "schemi" sono spesso utilizzati con i progetti di circuiti elettrici / elettronici, gli stessi principi possono essere applicati anche a campi come l'impianto idraulico o persino la cartografia. Le "mappe" moderne della metropolitana sono funzionalmente più simili agli schemi circuitali che alle mappe, prestando maggiore attenzione al modo in cui le stazioni sono collegate rispetto alle loro posizioni reali - un'innovazione che ha debuttato con la mappa della metropolitana di Londra del 1931 di Henry C. Beck.

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