Diagrama de circuito - Circuit diagram
Un diagrama de circuito ( diagrama eléctrico , diagrama elemental , esquema electrónico ) es una representación gráfica de un circuito eléctrico . Un diagrama de circuito pictórico utiliza imágenes simples de componentes, mientras que un diagrama esquemático muestra los componentes y las interconexiones del circuito utilizando representaciones simbólicas estandarizadas. La presentación de las interconexiones entre los componentes del circuito en el diagrama esquemático no corresponde necesariamente a las disposiciones físicas en el dispositivo terminado.
A diferencia de un diagrama de bloques o diagrama de distribución , un diagrama de circuito muestra las conexiones eléctricas reales . Un dibujo destinado a representar la disposición física de los cables y los componentes que conectan se denomina ilustración o diseño , diseño físico o diagrama de cableado .
Los diagramas de circuitos se utilizan para el diseño (diseño de circuitos ), la construcción (como el diseño de PCB ) y el mantenimiento de equipos eléctricos y electrónicos.
En ciencias de la computación , los diagramas de circuitos son útiles para visualizar expresiones usando álgebra de Boole .
Simbolos
Los diagramas de circuitos son imágenes con símbolos que han diferido de un país a otro y han cambiado con el tiempo, pero ahora están estandarizados en gran medida a nivel internacional. Los componentes simples a menudo tenían símbolos destinados a representar alguna característica de la construcción física del dispositivo. Por ejemplo, el símbolo de una resistencia se remonta a la época en que ese componente estaba hecho de un largo trozo de cable envuelto de tal manera que no producía inductancia, lo que lo habría convertido en una bobina . Estas resistencias bobinadas ahora se utilizan solo en aplicaciones de alta potencia, las resistencias más pequeñas se moldean a partir de una composición de carbono (una mezcla de carbono y relleno ) o se fabrican como un tubo aislante o un chip recubierto con una película metálica. Por lo tanto, el símbolo estandarizado internacionalmente para una resistencia ahora se simplifica a un oblongo, a veces con el valor en ohmios escrito en el interior, en lugar del símbolo en zig-zag. Un símbolo menos común es simplemente una serie de picos en un lado de la línea que representa al conductor, en lugar de ir y venir.
Los vínculos entre los clientes potenciales fueron alguna vez simples cruces de líneas. Con la llegada de la redacción computarizada, la conexión de dos cables que se cruzan se mostró mediante un cruce de cables con un "punto" o "mancha" para indicar una conexión. Al mismo tiempo, el cruce se simplificó para ser el mismo cruce, pero sin un "punto". Sin embargo, existía el peligro de confundir los cables que estaban conectados y no conectados de esta manera, si el punto se dibujó demasiado pequeño o se omitió accidentalmente (por ejemplo, el "punto" podría desaparecer después de varias pasadas por una fotocopiadora). Como tal, la práctica moderna para representar una conexión de cable de 4 vías es dibujar un cable recto y luego dibujar los otros cables escalonados a lo largo de él con "puntos" como conexiones (ver diagrama), para formar dos uniones en T separadas que no admiten confusión y claramente no son un cruce.
Para cruzar cables que están aislados entre sí, se usa comúnmente un pequeño símbolo de semicírculo para mostrar un cable "saltando" sobre el otro cable (similar a cómo se usan los cables de puente).
Un estilo de dibujo híbrido común combina los cruces de unión en T con conexiones de "punto" y los símbolos de semicírculo de "salto" de cable para cruces aislados. De esta manera, un "punto" que es demasiado pequeño para ver o que ha desaparecido accidentalmente se puede diferenciar claramente de un "salto".
En un diagrama de circuito, los símbolos de los componentes están etiquetados con un descriptor o designador de referencia que coincide con el de la lista de piezas. Por ejemplo, C1 es el primer condensador , L1 es el primer inductor , Q1 es el primer transistor y R1 es la primera resistencia . A menudo, el valor o la designación del tipo del componente se da en el diagrama al lado de la pieza, pero las especificaciones detalladas irían en la lista de piezas.
Las reglas detalladas para las designaciones de referencia se proporcionan en la norma internacional IEC 61346 .
Organización
Es una convención habitual, aunque no universal, que los dibujos esquemáticos estén organizados en la página de izquierda a derecha y de arriba a abajo en la misma secuencia que el flujo de la señal principal o la ruta de alimentación. Por ejemplo, un esquema para un receptor de radio puede comenzar con la entrada de antena a la izquierda de la página y terminar con el altavoz a la derecha. Las conexiones de suministro de energía positivas para cada etapa se mostrarían hacia la parte superior de la página, con conexiones a tierra, suministros negativos u otras rutas de retorno hacia la parte inferior. Los dibujos esquemáticos destinados al mantenimiento pueden tener las principales rutas de señales resaltadas para ayudar a comprender el flujo de señales a través del circuito. Los dispositivos más complejos tienen esquemas de varias páginas y deben basarse en símbolos de referencia cruzada para mostrar el flujo de señales entre las diferentes hojas del dibujo.
Las reglas detalladas para la preparación de diagramas de circuitos y otros tipos de documentos utilizados en electrotecnología se proporcionan en la norma internacional IEC 61082-1 .
Los diagramas de líneas lógicas de relés , también llamados diagramas lógicos de escalera , utilizan otra convención estandarizada común para organizar dibujos esquemáticos, con un riel de suministro de energía vertical a la izquierda y otro a la derecha, y componentes encadenados entre ellos como los peldaños de una escalera.
Obra de arte
Una vez que se ha realizado el esquema, se convierte en un diseño que se puede fabricar en una placa de circuito impreso (PCB). El diseño basado en esquemas comienza con el proceso de captura de esquemas . El resultado es lo que se conoce como nido de ratas. El nido de ratas es un revoltijo de cables (líneas) que se entrecruzan hasta sus nodos de destino. Estos cables se enrutan de forma manual o automática mediante el uso de herramientas de automatización de diseño electrónico (EDA). Las herramientas de EDA organizan y reorganizan la ubicación de los componentes y encuentran rutas para que las pistas conecten varios nodos. Esto da como resultado la ilustración de diseño final para el circuito integrado o la placa de circuito impreso .
Un flujo de diseño generalizado puede ser el siguiente:
- Esquema → captura esquemática → lista de redes → nido de ratas → enrutamiento → arte → desarrollo y grabado de PCB → montaje de componentes → prueba
Educación
La enseñanza sobre el funcionamiento de los circuitos eléctricos suele figurar en los planes de estudios de las escuelas primarias y secundarias. Se espera que los estudiantes comprendan los rudimentos de los diagramas de circuitos y su funcionamiento. El uso de representaciones esquemáticas de diagramas de circuitos puede ayudar a comprender los principios de la electricidad.
Los principios de la física de los diagramas de circuitos a menudo se enseñan con el uso de analogías, como comparar el funcionamiento de los circuitos con otros sistemas cerrados, como los sistemas de calentamiento de agua, con bombas que son equivalentes a baterías.
Ver también
- Boxología
- Lenguaje de diseño de circuitos
- Símbolo electrónico
- Puerta lógica
- Diagrama unifilar
- Pinout
- Captura esquemática
- Editor de esquemas