Diagrama de circuito

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Comparação de estilos pictóricos e esquemáticos de diagramas de circuitos
Símbolos comuns do diagrama esquemático (símbolos dos EUA)
O diagrama de circuito para um contador TTL de quatro bits , um tipo de máquina de estado

Um diagrama de circuito (diagrama de fiação, diagrama elétrico, diagrama elementar, esquema eletrônico) é uma representação gráfica de um circuito elétrico . Um diagrama de circuito pictórico usa imagens simples de componentes, enquanto um diagrama esquemático mostra os componentes e interconexões do circuito usando representações simbólicas padronizadas. A apresentação das interconexões entre os componentes do circuito no diagrama esquemático não corresponde necessariamente aos arranjos físicos no dispositivo acabado. [1]

Ao contrário de um diagrama de blocos ou diagrama de layout , um diagrama de circuito mostra as conexões elétricas reais . Um desenho destinado a descrever o arranjo físico dos fios e os componentes que eles conectam é chamado de arte ou layout , projeto físico ou diagrama de fiação .

Diagramas de circuito são usados ​​para o projeto (projeto de circuito ), construção (como layout de PCB ) e manutenção de equipamentos elétricos e eletrônicos.

Em ciência da computação , diagramas de circuitos são úteis ao visualizar expressões usando álgebra booleana . [2]

Símbolos

Diagramas de circuito são figuras com símbolos que diferem de país para país e mudaram ao longo do tempo, mas agora são padronizados internacionalmente. Componentes simples geralmente tinham símbolos destinados a representar alguma característica da construção física do dispositivo. Por exemplo, o símbolo de um resistor remonta à época em que esse componente era feito de um longo pedaço de fio enrolado de forma a não produzir indutância, o que o tornaria uma bobina . Esses resistores de fio enrolado agora são usados ​​apenas em aplicações de alta potência, resistores menores sendo fundidos a partir de composição de carbono (uma mistura de carbono e carga) ou fabricado como um tubo ou chip isolante revestido com uma película metálica. O símbolo internacionalmente padronizado para um resistor é, portanto, agora simplificado para um oblongo, às vezes com o valor em ohms escrito dentro, em vez do símbolo de zig-zag. Um símbolo menos comum é simplesmente uma série de picos em um lado da linha que representa o condutor, em vez de ir e vir.

Símbolos de cruzamento de fios para diagramas de circuitos. O símbolo CAD para fios cruzados isolados é o mesmo que o antigo símbolo não CAD para fios cruzados não isolados. Para evitar confusão, o símbolo de "salto" (semi-círculo) de fio para fios isolados em esquemas não CAD é recomendado (em vez de usar o símbolo de estilo CAD para nenhuma conexão), para evitar confusão com o original, mais antigo símbolo de estilo, que significa exatamente o oposto. O estilo mais recente e recomendado para conexões de fio de 4 vias em esquemas CAD e não CAD é escalonar os fios de junção em junções em T. [3]

As ligações entre as ligações eram antes simples cruzamentos de linhas. Com a chegada do desenho computadorizado, a conexão de dois fios que se cruzam foi mostrada por um cruzamento de fios com um “ponto” ou “blob” para indicar uma conexão. Ao mesmo tempo, o cruzamento foi simplificado para ser o mesmo cruzamento, mas sem um "ponto". No entanto, havia o perigo de confundir os fios que estavam conectados e não conectados dessa maneira, se o ponto fosse desenhado muito pequeno ou acidentalmente omitido (por exemplo, o "ponto" poderia desaparecer após várias passagens por uma copiadora). [4] Como tal, a prática moderna para representar uma conexão de fio de 4 vias é desenhar um fio reto e depois desenhar os outros fios escalonados ao longo dele com "pontos" como conexões (veja o diagrama), de modo a formar duas junções em T separadas que não admitem confusão e claramente não são um cruzamento. [5] [6]

Para fios cruzados que são isolados um do outro, um pequeno símbolo de semicírculo é comumente usado para mostrar um fio "saltando" o outro fio [3] [7] [8] (semelhante a como os fios de jumper são usados).

Um estilo híbrido comum de desenho combina os cruzamentos de junção em T com conexões de "ponto" e os símbolos de semicírculo de "salto" de fio para cruzamentos isolados. Desta forma, um "ponto" que é muito pequeno para ser visto ou que desapareceu acidentalmente ainda pode ser claramente diferenciado de um "salto". [3] [7]

Em um diagrama de circuito, os símbolos dos componentes são rotulados com um descritor ou designador de referência correspondente ao da lista de peças. Por exemplo, C1 é o primeiro capacitor , L1 é o primeiro indutor , Q1 é o primeiro transistor e R1 é o primeiro resistor . Frequentemente, o valor ou a designação do tipo do componente é fornecido no diagrama ao lado da peça, mas as especificações detalhadas seriam incluídas na lista de peças.

As regras detalhadas para designações de referência são fornecidas na norma internacional IEC 61346 .

Organização

É uma convenção usual (embora não universal) que os desenhos esquemáticos sejam organizados na página da esquerda para a direita e de cima para baixo na mesma sequência que o fluxo do sinal principalou caminho de energia. Por exemplo, um esquema para um receptor de rádio pode começar com a entrada da antena à esquerda da página e terminar com o alto-falante à direita. As conexões positivas da fonte de alimentação para cada estágio seriam mostradas na parte superior da página, com aterramento, fontes negativas ou outros caminhos de retorno na parte inferior. Desenhos esquemáticos destinados à manutenção podem ter os principais caminhos de sinal destacados para auxiliar na compreensão do fluxo de sinal através do circuito. Dispositivos mais complexos têm esquemas de várias páginas e devem contar com símbolos de referência cruzada para mostrar o fluxo de sinais entre as diferentes folhas do desenho.

Regras detalhadas para a preparação de diagramas de circuitos e outros tipos de documentos usados ​​em eletrotecnologia são fornecidas na norma internacional IEC 61082-1 .

Os diagramas de circuito são frequentemente desenhados com o mesmo bloco de título e moldura padronizados que outros desenhos de engenharia .

Diagramas de linha lógica de relé , também chamados de diagramas lógicos de escada , usam outra convenção padronizada comum para organizar desenhos esquemáticos, com um trilho de alimentação vertical à esquerda e outro à direita, e componentes amarrados entre eles como os degraus de uma escada.

Obra

Um ninho de rato

Uma vez feito o esquema, ele é convertido em um layout que pode ser fabricado em uma placa de circuito impresso (PCB). O layout orientado a esquemas começa com o processo de captura de esquemas . O resultado é o que é conhecido como ninho de rato. O ninho do rato é um emaranhado de fios (linhas) que se cruzam até seus nós de destino. Esses fios são roteados manualmente ou automaticamente pelo uso de ferramentas de automação de projeto eletrônico (EDA). As ferramentas EDA organizam e reorganizam o posicionamento dos componentes e encontram caminhos para as trilhas conectarem vários nós. Isso resulta na arte final do layout do circuito integrado ou da placa de circuito impresso . [9]

Um fluxo de projeto generalizado pode ser o seguinte:

Esquema → captura esquemática → netlist → ninho de ratos → roteamento → arte → desenvolvimento e gravação de PCB → montagem de componentes → teste

Educação

Ensinar sobre o funcionamento de circuitos elétricos é muitas vezes nos currículos do ensino fundamental e médio. [10] Espera-se que os alunos compreendam os rudimentos de diagramas de circuitos e o seu funcionamento. O uso de representações diagramáticas de diagramas de circuitos pode auxiliar na compreensão dos princípios da eletricidade.

Princípios da física de diagramas de circuitos são frequentemente ensinados com o uso de analogias, como comparar o funcionamento de circuitos com outros sistemas fechados, como sistemas de aquecimento de água, com bombas equivalentes a baterias. [11]

Veja também

Referências

  1. ^ Diagramas de circuito e layouts de componentes
  2. ^ Herzfeld, Noreen (2012). Conceitos e Aplicações de Computadores . Minnesota: College of Saint Benedict/St. Universidade de João. págs. 9[6]–9[12].
  3. ^ a b c "Símbolos de circuito" . electronicsclub.info . Recuperado em 2 de agosto de 2014 .
  4. ^ "É uma boa prática nunca usar uma conexão + com um ponto. Por quê? O ponto pode desaparecer quando o esquema for copiado pela 12ª vez." "Notas sobre Esquemas de Leitura" Arquivado em 2011-10-08 no Wayback Machine
  5. ^ "Recomendamos não usar um ponto de conexão de 4 vias ... Para evitar confusão, use apenas conexões de três vias." "Diretrizes de envio de gadgets de notícias de design" Arquivado em 29/09/2011 no Wayback Machine
  6. "Fios conectados em 'encruzilhadas' devem ser ligeiramente escalonados para formar duas junções em T" - "The Electronics Club: Circuit Symbols"
  7. ^ a b "Símbolos do circuito eletrônico" . www.circuitstoday.com . Arquivado a partir do original em 13 de outubro de 2014 . Recuperado em 2 de agosto de 2014 .
  8. ^ Símbolos de circuitos eletrônicos
  9. ^ RS Khandpur (2005). Placas de circuito impresso: projeto, fabricação, montagem e teste . Tata McGraw-Hill. pág. 10. ISBN  978-0-07-058814-1.
  10. ^ BBC Bitesize. Circuitos. https://www.bbc.com/education/topics/zq99q6f
  11. ^ Walker, MD, & Garlovsky, D. (2016). Seguindo o fluxo: usando analogias para explicar circuitos elétricos . School science review, 97(361), 51–58.

Links externos