شماتیک یا نقشه در برد های الکترونیکی

یک نمودار شماتیک یک نمایش مدار دو بعدی است که عملکرد و اتصال بین اجزای مختلف الکتریکی را نشان می دهد. برای یک طراح PCB ضروری است که با نمادهای شماتیکی که اجزای یک نمودار شماتیک را نشان می دهند آشنا شوید.

 نمادهای شماتیک مختلف کدامند؟

مدار الکترونیکی نشان داده شده در زیر از مجموعه ای از نمادهای استاندارد شده برای نمایش اجزای مختلف الکترونیکی استفاده می کند. مدار 3 جزء (باتری، مقاومت و LED) را نشان می دهد. این اجزا از طریق شبکه به یکدیگر متصل می شوند. هر جزء دارای یک نماد با ویژگی های مختلف است. ویژگی های یک مقاومت می تواند تعیین کننده مرجع باشد، مقدار مقاومت، اندازه، نماد، رتبه بندی ولتاژ، وات. به طور مشابه، باتری و LED ویژگی های خود را خواهند داشت.

جدول زیر اسامی، نمادها و نشانگرهای مرجع مربوط به آنها را نشان می دهد که در مدار استفاده شده است. تعیین کنندگان، BT، R و LED به ترتیب نشان دهنده باتری، مقاومت و دیود ساطع کننده نور هستند. این تعیین کننده های مرجع به ما کمک می کنند تا اجزا را شناسایی کنیم.

با دانستن نمادها و معرف های مرجع آنها می توانیم هر مداری را تفسیر کرده و بر اساس آنها بررسی های خود را انجام دهیم.

اینها رایج ترین نمادهای شماتیک هستند

 ارزش ها و ویژگی ها

ما می دانیم که اجزا را می توان با تعیین کننده مرجع آنها شناسایی کرد. با این حال، اطلاعاتی در مورد اندازه و ظرفیت این قطعات وجود ندارد. به عنوان مثال، مدار الکترونیکی پایه نشان داده شده در بخش قبل را در نظر بگیرید. مدار نشان می دهد که ترمینال مثبت باتری از طریق یک مقاومت R به دیود ساطع نور متصل است. اما هیچ اطلاعات دیگری در مورد ویژگی های این اجزا (مقدار مقاومت مقاومت و ظرفیت ولتاژ باتری) وجود ندارد. نمودار شماتیک باید این اطلاعات اضافی را برای اطمینان از انتخاب اجزای مناسب ارائه دهد.

قطعه مقاومت باید مقدار مقاومت آن بر حسب اهم (Ω) بیان شود. باتری باید اختلاف پتانسیل (ولتاژ) خود را در ولت بیان کند. اجزای دیگر با عبارات مختلفی توصیف می شوند. به عنوان مثال، خازن ها با مقدار ظرفیت خازنی آنها که بر حسب فاراد بیان می شود (F) و سلف ها با مقدار اندوکتانس آنها که بر حسب هانری (H) بیان می شود، متمایز می شوند.

گاهی اوقات می‌توان ویژگی‌های اضافی را به نمادها داد (رده‌بندی قدرت و تحمل و غیره). این به ما در شناسایی اجزای مناسب برای مدار کمک می کند. برخی از ویژگی های مشترک یک جزء عبارتند از:

1. نماد با شکل و پین

2. مقادیری مانند اهم، ظرفیت خازنی و اندوکتانس قطعات

3. نشانگر مرجع برای مثال U1، R1، C1، و غیره.

4. حداکثر شرایط عملیاتی مثال: حداکثر ولتاژ برای خازن ها، حداکثر وات برای مقاومت ها

5. مثال تحمل: برای مقاومت: ± 1٪، ± 5٪

6. شماره قطعه سازنده (MPN)

7. رد پای اجزا (برای مقاومت ها: 0402، 0805؛ برای IC 8 پین: SOIC8)

سیستم بین المللی واحدها

مقادیر ویژگی ها می تواند از واحدهای بسیار کوچک تا بسیار بزرگ متفاوت باشد. برای جلوگیری از پر کردن نمودارهای مدار با رشته های تکراری طولانی صفر برای مقادیری مانند 1,000,000,000 یا 0.0000000000، ما از سیستم بین المللی واحدها برای مقادیر (SI) استفاده می کنیم.

جدول زیر واحدهای SI را نشان می دهد که معمولاً در نمودارهای شماتیک استفاده می شوند.

تفاوت بین نمودارهای شماتیک و سیم کشی چیست؟

در یک نمودار شماتیک، خطوط برای نشان دادن سیم ها و نمادها برای نشان دادن اجزا استفاده می شوند. نمودار شماتیک ارتباط عملی بین اجزا و موقعیت آنها را نشان نمی دهد. فقط شامل نمادها و خطوط است.

نمودار سیم کشی یک نمایش تصویری تعمیم یافته از یک مدار الکتریکی است. اجزاء با استفاده از اشکال ساده شده در نمودارهای سیم کشی نشان داده شده اند. نمودارهای سیم کشی به طور کلی اطلاعات دقیقی در مورد مکان نسبی و آرایش دستگاه ها ارائه می دهد.

یادگیری و شروع مهارت با بسته های آموزش تعمیرات ویژه بازار کار مجتمع آموزشی پل ! 

چگونه شماتیک PCB را بخوانیم؟

برای درک شماتیک PCB، یادگیری نحوه اتصال اجزای شماتیک برای ما ضروری است و آن شامل اطلاعات در مورد اجزای مختلف و شرایط عملکرد مدار می باشد.

نمودار شماتیک اطلاعات زیر را نشان می دهد:

1. اجزای مورد استفاده

2. اتصالات الکتریکی بین پین های قطعات

3. شرایط عملیاتی مانند ولتاژ، جریان، تلرانس ها

4. دستورالعمل های ویژه مانند امپدانس ردیابی SE (تک سر)، جفت های دیفرانسیل، و موقعیت های قطعات مانند قرار دادن خازن های جداکننده، کریستال ها و غیره.

5. بلوک دیاگرام

6. تاریخچه تجدید نظر (در صورت وجود)

همچنین بخوانید

درآمد تعمیرات موبایل در آلمان برای افراد مبتدی تا حرفه ای

شبکه های شماتیک

شبکه های شماتیک نحوه اتصال اجزا در مدار را تعریف می کنند. خط بین دو جزء به هم پیوسته است شبکه نامیده می شود.

اتصالات و گره ها

اتصال زمانی ایجاد می شود که دو یا چند سیم در یک نقطه قطع شوند. این اتصال با قرار دادن یک نقطه (گره) کوچک در نقطه تقاطع همانطور که در تصویر زیر نشان داده شده دیده می شود. برای کسب اطلاعات بیشتر، مقالات مربوط به شبکه های طراحی شده و توسعه یافته PCB را بخوانید. گره ها به ما کمک می کنند تا ارتباط بین سیم هایی را که یک نقطه را قطع می کنند شناسایی کنیم. عدم وجود یک گره در محل اتصال به این معنی است که دو سیم مجزا بدون هیچ گونه اتصال الکتریکی در حال عبور هستند.

نام گذاری شبکه های شماتیک

به منظور خوانایی بیشتر نمودار شماتیک، شبکه ها با نام خود برچسب گذاری می شوند، نه اینکه خطوطی برای نشان دادن اتصال ترسیم کنند. فرض بر این است که شبکه هایی با همین نام به هم متصل هستند حتی اگر هیچ اتصال قابل مشاهده ای وجود نداشته باشد. تصویر زیر نمونه ای از یک نمودار شماتیک را نشان می دهد که در آن شبکه ها با نام آنها برچسب گذاری شده است.

تفاوت بین نمودار شماتیک و چیدمان چیست؟

شماتیک یک نقشه است که اتصالات منطقی بین اجزای یک برد مدار را مشخص می کند، خواه PCB صلب باشد یا یک برد فلکس. اساساً به شما نشان می دهد که چگونه اجزاء به صورت الکتریکی به هم وصل شده اند. یک شماتیک حاوی یک لیست خالص است که یک ساختار داده ساده است که تمام اتصالات در طراحی را همانطور که در نقشه مشخص شده است فهرست می کند. تصویر زیر نمونه ای از نمودار شماتیک را نشان می دهد.

در مقابل، طرح PCB مکان‌های فیزیکی دقیق هر جزء روی PCB را نشان می‌دهد و سیم‌های فیزیکی (ردیابی) را نشان می‌دهد که آنها را به یکدیگر متصل می‌کند. نمونه ای از طرح PCB در زیر نشان داده شده است.

چگونه یک نمودار شماتیک ایجاد می کنید؟

اگر یک طرح از یک شماتیک سلسله مراتبی استفاده کند، که در آن نمودارهای عملکردی متعددی با یکدیگر مرتبط هستند، آنگاه رابطه بین گروه‌هایی از اجزاء را در نمودارهای شماتیک مختلف تعریف می‌کند.

در زیر مراحل مربوط به ایجاد نمودار شماتیک با استفاده از ابزار PCB CAD وجود دارد:

تولید نماد: این فرآیند شامل ترسیم بدنه جزء، اضافه کردن پین‌ها و شماره‌های پین، تعریف ویژگی‌های نماد، و اختصاص یک مسیر است. نمادها گاهی اوقات به راحتی در نرم افزار PCB CAD در دسترس هستند.

چگونه یک کتابخانه شماتیک و نماد در KiCad ایجاد کنیم؟

قرار دادن نماد مؤلفه:با قرار دادن اشکال نمادهای بسته در ویرایشگر کتابخانه شماتیک ایجاد می شود.

دستورالعمل های قرار دادن قطعات برای طراحی و مونتاژ PCB.

شماره گذاری پین: پین ها نقاط اتصال روی کامپوننت را برای سیگنال های ورودی و خروجی مشخص می کنند. شماره گذاری پین برای اطمینان از اتصال صحیح اتصالات نشان داده شده در شماتیک توسط مس روی PCB ساخته شده است.

ویژگی های نماد: عمدتاً شامل دسته، ارزش، سازنده، شماره قطعه سازنده و تامین کننده است. توصیه می شود که هر نماد در مدار شما باید دارای نشانگر منحصر به فرد خود باشد تا هر قسمت به راحتی قابل شناسایی باشد.

قوانین ترسیم نمودارهای شماتیک چیست؟

در زیر برخی از بهترین اقداماتی که باید در هنگام ترسیم نمودار مدار رعایت شود آورده شده است:

1. اتصالات الکتریکی بین اجزاء با خطوط نشان داده می شود. خطوطی که با یکدیگر قطع می شوند به هم متصل نیستند مگر اینکه گرهی در نقطه تقاطع وجود داشته باشد.

2. همیشه در یک تمرین خوب است که فقط 3 خط به یک گره متصل شود.

3. در مدارهای پیچیده توصیه می شود به شبکه ها یک نام اختصاص دهید. فرض بر این است که شبکه هایی با همین نام به هم متصل هستند.

4. اعداد پین، قطبیت، مقادیر و نام شبکه باید به صورت افقی نوشته شوند.

5. ورودی ها را در سمت چپ و خروجی ها را در سمت راست قرار دهید.

6. طراحی مقاطع شماتیک در بلوک های کاربردی.

7. همیشه اعداد پین را در قسمت بیرونی تصویر نماد قرار دهید.

8. نمادهای اتصال ورق باید همیشه در لبه سمت چپ یا لبه سمت راست صفحه قرار گیرند.

9. بلوک عنوان را در گوشه سمت راست پایین صفحه اول قرار دهید. بلوک عنوان باید اطلاعات زیر را نمایش دهد:

الف. عنوان

ب. شماره قطعه

پ. تجدید نظر (در صورت وجود)

کلام آخر

نمودارهای شماتیک عمدتاً از نمادهای مؤلفه و خطوطی تشکیل شده اند که ارتباط بین اجزا را نشان می دهند. درک نمودار شماتیک برای طراحان برای طراحی موفق PCB بسیار مهم است. اکنون به مفاهیم اساسی مربوط به نمادها و نمودارهای شماتیک پرداخته ایم. اگر موضوع خاصی وجود دارد که مایلید در مورد آن بیشتر بخوانید، در بخش نظرات به ما اطلاع دهید.