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

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

Warum wollen Ingenieure einen Schaltplan statt eines Schaltplans?

Wie passt Fritzing dazu?

Wenn Sie sehen, warum wir Schaltpläne im Gegensatz zu anderen Arten von Diagrammen benötigen, lesen Sie auch electronic.stackexchange.com/q/28251/4512 , um zu erfahren, wie Schaltpläne richtig gezeichnet werden.

Antworten (3)

Schema

Ein Schaltplan zeigt Verbindungen in einer Schaltung auf klare und standardisierte Weise. Es ist eine Möglichkeit, anderen Ingenieuren genau mitzuteilen, welche Komponenten an einer Schaltung beteiligt sind und wie sie verbunden sind. Ein guter Schaltplan zeigt Komponentennamen und -werte und bietet Beschriftungen für Abschnitte oder Komponenten, um den beabsichtigten Zweck zu kommunizieren. Beachten Sie, wie Verbindungen auf Drähten (oder "Netzen") mit Punkten und Nicht-Verbindungen ohne Punkt angezeigt werden.

Schema

Blockdiagramm

Ein Blockdiagramm zeigt eine höhere Ebene (oder ein organisatorisches Layout) von Funktionseinheiten in einer Schaltung (oder einem Gerät, einer Maschine oder einer Sammlung davon). Es soll den Datenfluss oder die Organisation zwischen getrennten Funktionseinheiten zeigen. Ein Blockschaltbild gibt Ihnen einen Überblick über die Zusammenhänge von Schaltungsbaugruppen oder Komponenten.

Blockdiagramm

Schaltplan

Ein Schaltplan ist manchmal hilfreich, um zu veranschaulichen, wie ein Schaltplan in einem Prototyp oder einer Produktionsumgebung realisiert werden kann. Ein richtiger Schaltplan wird beschriftet und zeigt Verbindungen auf eine Weise, die Verwirrung darüber verhindert, wie Verbindungen hergestellt werden. Typischerweise 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 des Entwurfs, wenn ein Schaltplan mit bestimmten Komponenten genommen und festgelegt wird, wie sie physisch auf einer Leiterplatte angeordnet werden. Um ein PCB-Layout zu erstellen, müssen Sie die Verbindungen von Komponenten, Komponentengrößen (Footprints) und eine Vielzahl anderer Eigenschaften (wie Strom, Frequenzen, Emissionen, Reflexionen, Hochspannungslücken, Sicherheitsüberlegungen, Fertigungstoleranzen usw.) kennen. .

PCB-Layout

Fritzing

Fritzing ist ein beliebtes Open-Source-Softwareprogramm, das entwickelt wurde, um Ihnen bei der Erstellung von Elektronik-Prototypen zu helfen. Es verwendet einen visuellen Ansatz, mit dem Sie Komponenten über ein virtuelles Steckbrett mit Arduino verbinden können, und bietet sogar Möglichkeiten zum Entwerfen einer Leiterplatte. Seine Stärke liegt in der Leichtigkeit, mit der neue Benutzer sich ihm nähern können. Eine der wichtigsten Arbeitsansichten ist das virtuelle Steckbrett:

Fritzing-Diagramm

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

Fritzing bietet eine Möglichkeit, einen Schaltplan zu erstellen:

Fritzing-Screenshot

Stellen Sie sicher, dass Sie dies verwenden, um einen Schaltplan zu erstellen, wenn Sie Fragen zu Ihrer Schaltung stellen müssen. Es wird anderen helfen, die an Ihrem Design beteiligten Komponenten und Verbindungen schnell zu verstehen.

Prototyp-Foto

Manchmal kann ein Foto Ingenieuren bei der Fehlersuche in Ihrem Design helfen. Besonders wenn Qualitätsprobleme vermutet werden, wie z. B. Lötzuverlässigkeit, falsche Verbindungen, falsche Polaritäten und andere Probleme, die auf einem Foto zu erkennen sein könnten. Beachten Sie jedoch, dass die meisten Fotos nicht sofort nützlich sind, und wenn Ihr Projekt kompliziert ist, wird ein Bild kaum mehr tun, als zu zeigen, dass Sie viel Zeit und Mühe in Ihr Projekt investiert haben! Hinweis: Nicht hilfreich!

Steckbrett komplizierter Aufbau

Die Bilder wurden über Internet-Bildsuchen mit einer auf gemeinfrei eingestellten Lizenz oder zur freien Verwendung für nicht-kommerzielle Zwecke erhalten.

Wir bevorzugen Schaltpläne auch deshalb, weil Schaltpläne bestimmte Redewendungen enthalten. Beispielsweise könnte eine differenzielle Eingangsstufe mit langem Schwanzpaar auf hundert verschiedene Arten gezeichnet werden, von denen 95,5 überhaupt nicht wie eine differenzielle Eingangsstufe mit langem Schwanzpaar aussehen. Von hundert Schaltplänen wird kein einziger sagen: "Ich bin offensichtlich eine differenzielle Eingangsstufe mit langem Schwanzpaar".
@Kaz Ich habe dies als Referenz gepostet, um neuen Benutzern zu helfen, die Unterschiede zwischen diesen Diagrammen zu verstehen. Ich stimme zu, dass die Anordnung der Komponenten auf einem Schaltplan wichtig ist, aber das wird wahrscheinlich am besten für das beabsichtigte grundlegende Einführungsniveau weggelassen.
@Phil Jeder Schaltplan, der besagt, dass "hier die Zunge berühren", kann nicht so schlecht sein. :)
Sie wählen einfach einen Schaltplan, ein Blockdiagramm, einen Schaltplan und ein Leiterplattenlayout, aber wählen Sie ein Fritzing-Diagramm, das zehnmal komplexer ist ...
@Passerby Es ging darum zu veranschaulichen, wie schwer sie zu entziffern sind. ein einfaches Fritzing hätte das nicht gezeigt.
@JYelton Ich denke, der Punkt war die Voreingenommenheit gegen Fritzing-Diagramme. Andernfalls hätte jedes der Diagramme die gleiche Komplexität. Es ist nicht so, dass Schaltpläne, PCB-Layouts und Blockdiagramme nicht genauso schwer zu entziffern wären. Es ist einfach eine Voreingenommenheit dagegen. Warum nicht Quad-Motortreiber + RTC + Mikrocontroller-Diagramme für jeden der anderen Typen erhalten, um sie richtig und ohne Vorurteile zu vergleichen
@Passerby Es ist nicht gerade einfach, gleiche Versionen mit kostenlosen Bildern zu finden. Ich habe Fritzing mit der Idee bekommen, 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.) Fühlen Sie sich frei, Ihre eigene Antwort mit voreingenommenen Diagrammen zu liefern.
Ich denke, einer der Zwecke der Steckbrettansicht in Fritzing ist die „Schaltplanerfassung“: Wenn Sie bereits eine Schaltung auf dem Steckbrett entwickelt haben, können Sie diese in Fritzing reproduzieren, und es wird dann den Schaltplan für Sie generieren. Fritzing ist großartig für PCBs, ich habe ein paar Platinen aus Fritzing-Designs ohne Probleme herstellen lassen. Und es muss nicht Arduino beinhalten! Auch die Breadboard-Ansicht kann zum Planen von Schaltungslayouts auf Stripboard verwendet werden.
@Passerby: Die Schaltpläne für das System in diesem Blockdiagramm würden viele Seiten umfassen (aber dennoch verwendbar sein), und ein "Schaltplan" für das System wäre ein undurchdringliches Rattennest. Das ist keine Verzerrung, die gegen Fritzing-Diagramme gerichtet ist, sondern die Realität.

Vergleichen Sie Äpfel mit Äpfeln. Jede Art von Diagramm ist schwieriger zu lesen, je komplexer es wird, nicht nur fritzing

Vergleichbares Schema:

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Vergleichbare Schaltpläne:

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Vergleichbares Blockdiagramm:

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Vergleichbare PCB-Layouts:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

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Tatsächlich waren die Bilder von JYelton in Bezug auf die Schaltungskomplexität konsistenter als Ihre. Seine hatten ungefähr die gleiche Anzahl und Größe von ICs und viel weniger diskrete Elemente auf dem Schaltplan. Ihre haben zwar die gleiche visuelle Komplexität wie die anderen, aber das Blockdiagramm hat viel VIEL mehr Komplexität, und der Schaltplan hat viel mehr dokumentierte Schaltkreise als die übrigen. Das ist so ziemlich der Punkt.
@BenVoigt, weil ein einzelner IC-Schaltplan oder eine direkte Verkabelung mit einem Arduino + Quad-Motortreiber + Motoren + RTC + Batterie-Backup + Summer übereinstimmt?
Vermutlich dachte ich an die Verbindung zum Arduino als Stecker und nicht an den gesamten Arduino. (Das Fritzing-Diagramm zeigt auch nicht die Topologie des Arduino). Eigentlich sollte es im Schaltplan wahrscheinlich mit vier verschiedenen Anschlüssen gleichgesetzt werden ... da das Fritzing-Diagramm vier Anschlüsse unterscheidet. Das würde also ein wenig zur schematischen Komplexität beitragen. Immer noch ganz nah. Ein Schaltplan würde Verbindungen zu Motoren und Summern als zweipolige Anschlüsse darstellen, für die die diskreten Zwei-Pads ein guter Ersatz sind.

Der Zweck eines Schemas besteht im Allgemeinen darin, die Aspekte von etwas zu zeigen, die für das Verständnis am relevantesten sind, auf Kosten der Änderung von Details, die weniger relevant sind. Bei elektrischen Schaltplänen ist das Wichtigste, was weggelassen wird, ein genaues Gefühl für das physische Layout, aber Schaltpläne können auch bestimmte Formen der "normalen" Verkabelung weglassen (als allgemeines historisches Beispiel, wenn ein Gerät zehn Vakuumröhren mit in Reihe geschalteten Filamenten hatte, und Die Filamente waren mit nichts anderem verbunden, eine Notiz, die besagt, wie die Filamente verbunden waren, wäre aussagekräftiger als Linien auf dem Schaltplan, die sie miteinander verbinden). Außerdem können Schemata manchmal darauf hinweisen, dass eine bestimmte Teilschaltung einige Male wiederholt werden sollte, möglicherweise mit geringfügigen Abweichungen.

Es ist interessant festzustellen, dass „Schaltpläne“ zwar am häufigsten bei elektrischen/elektronischen Schaltungsdesigns verwendet werden, die gleichen Prinzipien jedoch auch auf Bereiche wie Sanitär oder sogar Kartografie angewendet werden können. Moderne U-Bahn-"Karten" ähneln funktional eher Schaltplänen als Karten und widmen mehr Aufmerksamkeit der Art und Weise, wie Stationen verbunden sind, als ihren tatsächlichen Standorten - eine Innovation, die mit Henry C. Becks Karte der Londoner U-Bahn von 1931 debütierte.