Was ist ein Schaltplan (im Vergleich zu anderen Diagrammen)?

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Was ist der Unterschied zwischen einem Schaltplan , einem Blockdiagramm , einem Schaltplan und einem PCB-Layout ?

Warum wollen Ingenieure einen Schaltplan anstelle eines Schaltplans?

Wo passt Fritzing dazu?

JYelton
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Wenn Sie wissen, warum Schaltpläne für andere Diagrammtypen verwendet werden sollen, lesen Sie auch electronics.stackexchange.com/q/28251/4512, um zu erfahren, wie Schaltpläne richtig gezeichnet werden.
Olin Lathrop

Antworten:

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Schema

Ein Schaltplan zeigt Verbindungen in einer Schaltung auf eine klare und standardisierte Weise. Auf diese Weise können Sie anderen Ingenieuren genau mitteilen, welche Komponenten an einem Stromkreis beteiligt sind und wie sie verbunden sind. In einem guten Schema werden Komponentennamen und -werte angezeigt und Beschriftungen für Abschnitte oder Komponenten bereitgestellt, um den beabsichtigten Zweck zu erläutern. Beachten Sie, wie Verbindungen an Drähten (oder "Netzen") mit Punkten und Nichtverbindungen ohne Punkte dargestellt werden.

Schema

Blockdiagramm

Ein Blockdiagramm zeigt eine höhere Ebene (oder ein höheres Organisationslayout) von Funktionseinheiten in einem Schaltkreis (oder einem Gerät, einer Maschine oder einer Sammlung davon). Es soll den Datenfluss oder die Organisation zwischen verschiedenen Funktionseinheiten darstellen. Ein Blockdiagramm gibt Ihnen einen Überblick über die Zusammenhänge von Schaltkreisbaugruppen oder -komponenten.

Blockdiagramm

Schaltplan

Manchmal ist ein Schaltplan hilfreich, um zu veranschaulichen, wie ein Schaltplan in einem Prototyp oder einer Produktionsumgebung realisiert werden kann. Ein ordnungsgemäßer Schaltplan ist gekennzeichnet und zeigt die Anschlüsse so an, dass keine Unklarheiten darüber auftreten, wie die Anschlüsse hergestellt werden. In der Regel sind sie für Endbenutzer oder Installateure konzipiert. Sie konzentrieren sich eher auf Verbindungen als auf Komponenten .

Schaltplan

PCB-Layout

Ein PCB-Layout ist das Ergebnis eines Entwurfs, bei dem ein Schaltplan mit bestimmten Komponenten erstellt und festgelegt wird, wie diese physisch auf einer Leiterplatte angeordnet werden. Um ein PCB-Layout zu erstellen, müssen Sie die Anschlüsse von Bauteilen, Baugrößen (Footprints) und eine Vielzahl anderer Eigenschaften kennen (z. B. Strom, Frequenzen, Emissionen, Reflexionen, Hochspannungslücken, Sicherheitsaspekte, Fertigungstoleranzen usw.). .

PCB-Layout

Fritzing

Fritzing ist eine beliebte Open-Source-Software, mit der Sie elektronische Prototypen erstellen können. Es verwendet einen visuellen Ansatz, mit dem Sie Komponenten mithilfe eines virtuellen Steckbretts mit Arduino verbinden können, und bietet sogar Möglichkeiten zum Entwerfen einer Leiterplatte. Die Stärke liegt in der Leichtigkeit, mit der neue Benutzer darauf zugreifen können. Eine der wichtigsten Arbeitsansichten ist das virtuelle Steckbrett:

Fritzing-Diagramm

Wie Sie sehen, kann es jedoch zeitaufwändig sein, genau zu bestimmen, wie Komponenten verbunden sind, auch wenn Sie mit der Funktionsweise von Steckplatinenverbindungen (wie die meisten Elektronikingenieure) sehr vertraut sind. Je komplexer eine Schaltung wird, desto unübersichtlicher wird die Visualisierung.

Fritzing bietet eine Möglichkeit, einen Schaltplan zu erstellen:

Fritzing Screenshot

Verwenden Sie diese Option, um einen Schaltplan zu erstellen, wenn Sie Fragen zu Ihrer Schaltung stellen müssen. Es hilft anderen, die Komponenten und Verbindungen, die an Ihrem Design beteiligt sind, schnell zu verstehen.

Prototyp-Foto

Manchmal hilft ein Foto Ingenieuren bei der Fehlersuche in Ihrem Design. Insbesondere, wenn Qualitätsprobleme vermutet werden, wie z. B. Lötzuverlässigkeit, falsche Anschlüsse, falsche Polaritäten und andere Probleme, die auf einem Foto auftreten können. Beachten Sie jedoch, dass die meisten Fotos nicht sofort nützlich sind. Wenn Ihr Projekt kompliziert ist, zeigt ein Bild nur, dass Sie viel Zeit und Mühe für Ihr Projekt aufgewendet haben! Hinweis: Nicht hilfreich!

Breadboard komplizierte Bauweise

Die Bilder wurden mithilfe von Internet-Bildersuchen mit der Lizenz "public domain" oder "free to use" für nichtkommerzielle Zwecke erhalten.

JYelton
quelle
Wir bevorzugen auch Schemata, weil Schemata bestimmte Redewendungen enthalten. Zum Beispiel könnte eine Differenzialeingangsstufe mit langem Schwanzpaar auf hundert verschiedene Arten gezeichnet werden, von denen fünfundneunzigeinhalb nichts wie eine Differenzialeingangsstufe mit langem Schwanzpaar aussehen. Aus hundert Schaltplänen wird nur ein einziger hervorgehen: "Ich bin offensichtlich eine differenzielle Eingangsstufe mit langem Schwanzpaar".
Kaz
@Kaz Ich habe dies als Referenz gepostet, um neuen Benutzern das Verständnis der Unterschiede zwischen diesen Diagrammen zu erleichtern. Ich bin damit einverstanden, dass die Anordnung der Komponenten auf einem Schaltplan wichtig ist, aber das ist wahrscheinlich am besten für die beabsichtigte grundlegende Einführungsebene weggelassen.
JYelton
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@Passerby Es ist nicht ganz einfach, mit freien Bildern gleiche Versionen zu finden. Ich erhielt Fritzing mit der Idee, meine eigenen Bilder zu erstellen, anstatt nach anderen zu suchen, aber ich hatte keine Zeit, mich wirklich darauf einzulassen. Ich gebe Voreingenommenheit zu, weil ich Schaltpläne für die Kommunikation von Schaltungsentwürfen bevorzuge . (Ich denke, viele andere Mitglieder der Community würden dem zustimmen.) Sie können gerne Ihre eigene Antwort mit vorurteilsfreien Diagrammen liefern.
JYelton
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@Passerby: Die Schaltpläne für das System in diesem Blockdiagramm würden viele Seiten beanspruchen (aber immer noch verwendbar sein), und ein "Schaltplan" für das System wäre ein undurchdringliches Rattennest. Das ist kein Versatz gegen Fritzing-Diagramme, sondern Realität.
Ben Voigt
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Vergleichen Sie Äpfel mit Äpfeln. Jeder Diagrammtyp ist umso schwieriger zu lesen, je komplexer er wird, und nicht nur fritzig

Vergleichbares Schema:

Bildbeschreibung hier eingeben

Vergleichbare Schaltpläne:

Bildbeschreibung hier eingeben

Bildbeschreibung hier eingeben

Vergleichbares Blockdiagramm:

Bildbeschreibung hier eingeben

Vergleichbare Leiterplattenlayouts:

Bildbeschreibung hier eingeben

Bildbeschreibung hier eingeben

Passant
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Tatsächlich waren die Bilder von JYelton hinsichtlich der Schaltungskomplexität konsistenter als Ihre. Er hatte ungefähr die gleiche Anzahl und Größe von ICs und viel weniger Diskretionen im Schaltplan. Sie haben zwar die gleiche visuelle Komplexität wie die anderen, aber das Blockdiagramm ist VIEL komplexer, und im Schaltplan sind viel mehr Schaltkreise dokumentiert als in den übrigen. Welches ist so ziemlich der Punkt.
Ben Voigt
@BenVoigt, weil ein einzelner IC-Schaltplan oder eine gerade Verkabelung mit einem Arduino + Quad-Motortreiber + Motoren + RTC + Batterie-Backup + Summer konsistent ist?
Passant
Ich schätze, ich dachte an die Verbindung zum Arduino als Konnektor und nicht an das gesamte Arduino. (Das Fritzing-Diagramm zeigt auch nicht die Topologie des Arduino). Eigentlich sollte es wahrscheinlich vier verschiedenen Anschlüssen im Schaltplan entsprechen ... da das Fritzing-Diagramm vier Anschlüsse unterscheidet. Das würde die Komplexität des Schaltplans ein wenig erhöhen. Immer noch ziemlich nah. Ein Schaltplan würde Verbindungen zu Motoren und Summern als zwei Stiftverbindungen darstellen, für die die Zweipaddiskreten eine gute Voraussetzung sind.
Ben Voigt
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Der Zweck eines Schemas besteht im Allgemeinen darin, diejenigen Aspekte von etwas aufzuzeigen, die für das Verständnis am relevantesten sind, und zwar auf Kosten der Änderung weniger relevanter Details. Bei elektrischen Schaltplänen fehlt meistens eine genaue Beschreibung des physikalischen Aufbaus. Bei Schaltplänen können jedoch auch bestimmte Formen der "normalen" Verdrahtung weggelassen werden Die Filamente waren mit nichts anderem verbunden. Eine Notiz darüber, wie die Filamente verbunden waren, wäre aussagekräftiger als Linien auf dem Schaltplan, die sie miteinander verbinden. Außerdem können Schaltpläne manchmal anzeigen, dass ein bestimmter Teilschaltkreis einige Male wiederholt werden sollte, möglicherweise mit geringfügigen Abweichungen.

Es ist interessant festzustellen, dass "Schaltpläne" zwar am häufigsten für elektrische / elektronische Schaltungsentwürfe verwendet werden, die gleichen Prinzipien jedoch auch für Bereiche wie Sanitär oder sogar Kartografie gelten können. Moderne U-Bahn- "Karten" ähneln in ihrer Funktion eher Schaltplänen als Karten. Dabei wird mehr darauf geachtet, wie Stationen mit ihren tatsächlichen Standorten verbunden sind, als darauf - eine Innovation, die mit Henry C. Becks Karte der Londoner U-Bahn von 1931 debütierte.

Superkatze
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