Ymmärtäminen piirikuvat: Täydellinen Aloittelijan opas

Piiridiagrammit ovat elektroniikan universaali kieli, joka toimii olennaisena piirustuksena, joka viestii sähkökomponenttien toimivuudesta yhdessä toiminnallisten järjestelmien luomiseksi. Olitpa opiskelija vasta aloittamassa matkaa elektroniikkaan, harrastelijan rakentamassa ensimmäistä projektiasi tai ammattikäyttöön tarkoitettua monimutkaisten järjestelmien vianmääritystä, kyky lukea ja tulkita piiridiagrammia on välttämätön taito, joka palvelee sinua koko elektroniikka-urasi ajan.

Tämä kattava opas vie sinut täydellisestä aloittelijasta luottavaiseen kaaviolukijaan, joka kattaa kaiken perussymboleista kehittyneisiin tulkintatekniikoihin. Tämän artikkelin lopussa sinulla on tietoa ja luottamusta käsitellä piirikaavioita, jotka ovat vaihtelevia ja ymmärtävät sähköjärjestelmiä, joita he edustavat.

Mikä on virtapiirikuva?

Piirikaavio, joka tunnetaan myös kaaviona tai sähkökaaviona, on visuaalinen kuvaus sähköpiiristä, joka käyttää standardoituja symboleja edustamaan elektronisia komponentteja ja linjoja niiden välisten yhteyksien kuvaamiseksi. Toisin kuin kuvalliset kaaviot, jotka osoittavat, miltä osat todellisuudessa näyttävät, piirikaaviot käyttävät abstraktia symbolia, joka välittää kunkin komponentin sähköisen toiminnan selkeällä, standardoidulla tavalla.

Nämä kaaviot palvelevat useita kriittisiä tarkoituksia maailmassa elektroniikka. Ne tarjoavat universaalin viestintämenetelmän, joka ylittää kielimuurit, jolloin insinöörit ja teknikot eri maista ymmärtää samaa piirisuunnittelua. Ne yksinkertaistavat monimutkaisia sähköjärjestelmiä luettaviksi formaatteja, jolloin on mahdollista ymmärtää, analysoida ja vianetsintäpiirejä tarvitsematta nähdä fyysistä toteutusta.

Piiridiagrammit ovat käytössä koko elektroniikkatuotteiden elinkaaren ajan, alkusuunnittelusta prototyyppiin aina valmistukseen, huoltoon ja korjaukseen asti. Ne löytyvät huoltooppaista, teknisistä asiakirjoista, koulutusmateriaaleista ja patenttisovelluksista. Näiden kaavioiden lukeminen avaa tiedon maailman ja mahdollistaa työskentelyn lähes minkä tahansa sähköisen järjestelmän kanssa.

Circuit-symboleiden historia ja standardisointi

Piirikaavioissa käytetyt symbolit ovat kehittyneet yli vuosisadan sähkötekniikan käytännön aikana. Varhaiset sähkökaaviot olivat usein kuvia, jotka osoittivat osia, koska ne todella ilmestyivät, mikä teki kaavioista sotkuisia ja vaikealukuisia. Elektroniikan alan kasvaessa monimutkaisemmaksi, tarve standardoiduille, yksinkertaisille symboleille tuli ilmi.

Nykyään useat kansainväliset standardit ohjaavat piirikaaviosymboleja, kuten pääasiassa Pohjois-Amerikassa ja IEC:ssä (International Electrotechnical Commission) käytettäviä IEEE-standardeja (IEEE) ja useimmissa muissa osissa maailmaa käytettäviä IEC-standardeja. Vaikka näiden standardien välillä on joitakin eroja, ydinsymbolit ovat riittävän samanlaisia, että kaikki yhden järjestelmän tuntevat voivat yleisesti ymmärtää toista.

Tämä standardointi on tärkeää, koska se varmistaa, että piirikaaviot voidaan ymmärtää kuka tahansa, jolla on asianmukainen koulutus, riippumatta siitä, kuka on luonut kaavion tai missä se on luotu. Se on samanlainen kuin musiikillinen merkintä antaa muusikoille ympäri maailmaa mahdollisuuden lukea ja esittää samaa musiikkia.

Piirikuvien perussymbolit

Oppimispiirin kaaviosymbolit ovat kuin uusien aakkosten oppimista. Aluksi se voi tuntua ylivoimaiselta, mutta käytännössä näistä symboleista tulee toinen luonto. Tutustutaan yleisimpiin symboleihin, joita kohtaat piireissä kaavioita, jotka on järjestetty komponenttiluokan mukaan.

Voimalähteet

-paristo:[] Uudelleenmuotoiltu sarja vuorotellen pitkiä ja lyhyitä rinnakkaislinjoja, pitkä viiva, joka osoittaa positiivisen päätepisteen ja lyhyen viivan, joka osoittaa negatiivisen päätepisteen. Sarjassa on useita soluja, joissa on useita riviparia. Yksikennoisessa akussa on yksi pitkä ja yksi lyhyt viiva, kun taas monikennoisissa akuissa on useita paria.

DC Virtalähde:[] Näytetään usein ympyränä, jossa on plus- ja miinusmerkki, tai joskus akun symbolina lisämerkinnällä, mikä osoittaa, että se on säännelty toimitus eikä yksinkertainen akku.

AC Power Source:[ Havaittu ympyräksi, jonka sisällä on siniaalto ja joka edustaa vaihtovirtaa. Tämä symboli osoittaa, että jännite on ajan myötä välillä positiivinen ja negatiivinen.

Maapallo:[ On olemassa itse asiassa useita maasymboleja. Maaperä on esitetty kolmena vaakasuorana viivana, joiden pituus on pystysuunnassa. Alustan maa näyttää kolmiona tai viivana, jossa kohtisuorat viivat ulottuvat alaspäin. Signaalikenttä näkyy usein yksinkertaisena vaakasuorana viivana tai kolmiona.

Passiiviset komponentit

Resistori:[] Pohjois-Amerikan standardeissa (IEEE), vastuksia edustaa siksak-linja. Kansainvälisissä standardeissa (IEC), ne näytetään yksinkertaisena suorakulmiona. Molemmat symbolit ovat laajalti tunnustettuja. Resistorit rajoittavat virran virtausta ja ovat yksi yleisimmistä osista missä tahansa piirissä.

Kapendensaattori:[ Peruskondensaattori on esitetty kahtena samanpituisena rinnakkaislinjana, jotka edustavat kahta johtavaa levyä, jotka on erotettu eristeellä. Polarisoidut kondensaattorit, jotka on liitettävä tiettyyn suuntaan, esitetään yhdellä kaarevalla viivalla negatiivisen päätepisteen osoittamiseksi.

Induktori:[] Määritelty sarjaksi kaarevaa silmukoita tai kuoppia, jotka muistuttavat kelattua lankaa, mikä on juuri sitä, mitä induktori on. Vaihteleva induktori voi olla nuolta niiden läpi osoittaakseen säädettävyys.

Potentiometri:[ Näytetään resistentti symboli, jossa on nuoli osoittaa sitä, mikä osoittaa, että vastus voidaan säätää. Tätä käytetään yleisesti äänenvoimakkuuden säätöön ja muihin säädettäviin asetuksiin.

Puolijohteet ja aktiiviset komponentit

Diodi:[] Rekonstruoitu kolmio osoittaa kohti linjaa, joka muistuttaa nuolta. Nuoli osoittaa suunnan tavanomaisen virran virtausta. Kolmion puoli on anodi (positiivinen), ja viivan puoli on katodi (negatiivinen).

Valonheitindiodi (LED):[] Samanlainen kuin säännöllinen diodi, mutta pienillä nuolella, jotka osoittavat pois symbolista ja edustavat valon säteilyä. LEDit polarisoituvat ja ne on kytkettävä oikein toimintaan.

Transistori:[] On olemassa useita transistorisymboleja. Bipolaaristen risteystransistorien (BJT) on esitetty linja, jossa on kaksi viivaa ulottuu siitä kulmassa, nuoli yhdellä kulmassa linja osoittaa tyypin (NPN tai PNP). Kenttä-efektitransistorit (FET) on erilaisia symboleja, jotka osoittavat portti, lähde ja tyhjennys yhteyksiä.

Integroitu piiri (IC):[] Yleensä näkyy suorakulmiona tai kolmion nastat ulottuu sivuille. IC:n erityinen toiminto on usein merkitty symbolin sisälle tai lähelle. Kompleksiset IC:t voivat olla edustettuina lohkokaavioina, joissa esitetään toiminnallisia osia eikä yksittäisiä komponentteja.

Kytkimet ja liittimet

Switch:[ Näytetään linjana, jossa on tauko ja kulmaviiva, joka voi kuroa raon. Eri kytkintyypeillä on muunnelmia: yksinapainen yksi-heitto (SPST), yksinapainen kaksi-heitto (SPDT), kaksinapainen yksi-heitto (DPST), ja kaksinapainen kaksi-heitto (DPDT) kullakin on omat erityiset symbolinsa.

Push-painike:[] Samanlainen kuin kytkin, mutta lisämerkinnät osoittavat sen hetkellisen. Normaalisti auki (NO) ja normaalisti kiinni (NC) painamalla painikkeita on eri symboleja.

Yhteys:[] Näytetään usein piireinä tai suorakulmioina, joissa on numeroita, jotka osoittavat pin-asennot. Monipinnaiset liittimet voidaan näyttää numeroitujen piireissä tai yksinkertaistettuna lohkona, jossa on pin-numeroita.

Mittaus- ja merkintälaitteet

Volttimetri:[ Näytetään ympyränä, jonka sisällä on "V" ja joka osoittaa, että se mittaa jännitettä piirin kahden pisteen välillä.

Ammeter:[ Havaittu ympyränä, jonka sisällä on "A" ja joka osoittaa sen mittaavan virtavirtaa virtapiirin läpi.

Lamp tai ilmaisin:[ Esittelyssä on ympyrä, jonka sisällä tai ympyrässä on hehkulangan kaltaisia linjoja, joka osoittaa valonlähteen, jota käytetään valaistuksen sijasta ilmoittamiseen.

Circuit-kuvan ymmärtäminen

Beyond individual symbols, circuit diagrams follow certain conventions that help make them easier to read and understand. These conventions are not always strictly enforced, but they're widely followed and recognizing them w