شماتیک مدارات الکترونیکی و نحوه خواندن آن

چگونه یک شماتیک مدارات الکترونیکی را بخوانیم

شماتیک ها نقشه ی کلی ما برای طراحی ، ساخت و عیب یابی مدارات هستند. فهمیدن چگونگی خواندن و دنبال کردن شماتیک یک مهارت مهم برای هر مهندس الکترونیک است. این آموزش شما را به یک شماتیک خوان با سواد کامل تبدیل می کند ! در زیر تمامی نماد های فنی پایه را میبینیم :

چگونه یک شماتیک را بخوانیم؟ نقشه خوانی مدارات الکترونیکی

در ادامه به نحوه اتصال این نماد ها برای ساخت یک مدار می پردازیم . همچنین چندین نکته را مرور می کنیم.

پیشنهاد مطالعه

درک شماتیک یک مهارت پایه ای در الکترونیک است ، اما قبل از آن چندین موضوع وجود دارد که باید بدانید.

ولتاژ و جریان چیست .؟
مدار چیست .؟
مقاومت و قانون اهم؟
نماد های شماتیک؟

در اینجا بعضی از نماد های اساسی و استاندارد قطعات مختلف آورده شده است.

مقاومت

اساسی ترین قطعه و نماد الکترونیکی ! در یک شماتیک مقاومت ها معمولا با خطوط زیگزاگ و دو پایانه کشیده شده به سمت بیرون نمایش داده می شوند. شماتیک های بین المللی ممکن است از یک مستطیل تو خالی برای نمایش مقاومت استفاده کنند.

مقاومت

 

 

 

پتانسیومتر ها و مقاومت های متغیر

مقاومت های متغیر و پتانسیومتر ها هر دو دارای یک پیکان اضافه نسبت به نماد مقاومت معمولی هستند. مقاومت متغیر به صورت یک عنصر دو پایه باقی می ماند ، بنابراین علامت پیکان به صورت قطری در وسط آن قرار می گیرد اما پتانسیومتر یک عنصر سه پایه است بنابراین پیکان به پایه سوم تبدیل می شود. (سر وسط )

پتانسیومتر ها و مقاومت های متغیر

مطالب تکمیلی مقاومت ها:

مقاومت‌ها
انواع اتصالات مداری مقاومت‌ ها
مقاومت های خطی
مقاومت‌های غیرخطی
مقاومت‌های خطی ثابت
انواع مقاومت های الکتریکی و کاربرد آنها
خازن
دو نماد رایج برای خازن وجود دارد. یک نماد برای خازن پلاریزه (تانتالیوم یا الکترولیتی ) و دیگری برای خازن های بدون قطب استفاده می شود . در هر دو مورد دو پایه وجود دارد ، که به طور عمودی وارد جوشن ها می شوند.

خازن

 

 

 

نماد دارای یک صفحه خمیده نشان دهنده ی پلاریته دار بودن خازن است. این صفحه ی خمیده کاتد خازن را نشان می دهد که باید از قطب مثبت ، یعنی آند در ولتاژ پایین تری قرار گیرد . گاهی اوقات یک علامت مثبت نیز ممکن است به پایه مثبت نماد خازن پلاریته دار اضافه شود.

مطالب تکمیلی خازن ها:

خازن‌ها – خازن چیست؟
اتصالات مداری خازن‌ – اتصال سری و موازی خازن‌ها
خازن‌های متغیر – انواع خازن‌ها
خازن‌های ثابت غیرقطبی
خازن‌های قطبی – خازن‌های الکترولیت

سلف

سلف ها معمولا با یک سری برآمدگی های خمیده یا حلقه های پشت سرهم نشان داده می شوند. نماد های بین المللی ممکن است سلف را به عنوان یک مستطیل توپر نمایش دهند. مهم

سلف

 

 

 

 

 

مطالب تکمیلی خازن ها:
سلف یا القاگر چیست..؟
اندوکتانس و روابط مربوط به سیم‌پیچ‌ها؟
اتصالات مداری سلف‌ها – سری و موازی سلف ها
انواع سلف‌ها یا القاگرها
سلف‌های RF

کلیدها

کلید ها در شکل های مختلفی وجود دارند . ساده ترین کلید ، کلید تک پل تک کنتاکت (SPST) ، شامل دو پایه با یک خط نیمه متصل که نمایانگر بخش متحرک (بخشی که پایه ها را به هم متصل می کند )است می شود.

کلید

کلید های با بیش از یک کنتاکت ، مانند SPDT و SP3T در شکل زیر موقعیت های بیشتر برای قرار گرفتن بازوی متحرک را فراهم می کنند .

کلید SPDT و SP3T

کلید های دارای چندین پل ، معمولا شامل چند کلید یکسان با یک خط منقطع که بازوهای متحرک را به هم وصل می کند می شود.

کلید های دارای چندین پل

منبع تغذیه ها (مهم)

 

همان گونه که انتخاب های مختلفی برای تغذیه مدار وجود دارد ، نمادهای متنوعی نیز برای مشخص کردن این منابع وجود دارد .

منابع ولتاژ DC یا AC

اغلب مواقع هنگام کار مدارات الکترونیکی ، از منابع ولتاژ ثابت استفاده می شود . می توانیم از نمادهای زیر برای نمایش منابع جریان مستقیم (DC) یا جریان متناوب استفاده کنیم.

منابع ولتاژ DC یا AC

DC

باتری
باتری ها ، چه از نوع آلکالاین قلمی یا از نوع لیتیوم-پلیمر شارژی ، معمولا شبیه یک جفت خط موازی نامتوازن هستند.

باتری

 

 

 

 

جفت خط های بیشتر معمولا به معنی سلول های سری شده بیشتر درون باتری است. همچنین خط بلندتر معمولا برای نمایش قطب مثبت و خط کوتاه تر برای قطب منفی به کار می رود.

نوشته تکمیلی: انواع باتری ها و روش های شارژ آنها

گره ولتاژ
بعضی اوقات ، مخصوصا در شماتیک های شلوغ ، می توان نماد های مخصوصی به گره های ولتاژ اختصاص داد. شما می توانید قطعات را به این نماد های یک پایه متصل کنید و آن ها مستقیما به 5ولت ، 3.3ولت ، VCC ، یا GND متصل می شوند. گره های ولتاژ مثبت معمولا با پیکان هایی به سمت بالا و گره های زمین با یک تا سه خط صاف یا گاهی اوقات با یک پیکان به سمت پایین نمایش داده می شوند.

دیود

دیود های ساده معمولا با یک مثلث متصل به یک خط نمایش داده می شوند . دیود ها نیز قطعات قطب دار هستند ، بنابراین هر یک از پایه های آن ها نیاز به علامت مخصوص به خود دارد . قطب مثبت یا آند به سمت تخت مثلث و قطب منفی یا کاتد به سمت خارجی خط صاف متصل است.

دیود

انواع مختلفی از دیود وجود دارد که نماد هر کدام از آن ها یک تفاوت جزئی با نماد دیود معمولی دارد. دیود های نور افشان (LED) دارای نماد شبیه به دیود معمولی اما با چند پیکان به سمت بیرون می باشند. فتودیود ها که از نور انرژی تولید می کنند (در واقع ، سلول خورشیدی های کوچکی هستند ) دارای نمادی شبیه به LED اما جهت پیکان ها به سمت داخل می باشند .

دیود

 

 

 

 

 

دیگر انواع دیود ها مانند شاتکی یا زنر ، دارای نماد های مخصوص به خود می باشند که هر کدام در قسمت خط متصل به مثلث دارای تفاوت های جزئی هستند.

دیود ها مانند شاتکی یا زنر

دیود ; دیود چیست ؟
دیودهای پیوندی (دیود یکسوساز-دیود زنر-دیودهای سوییچینگ)
دیودهایی با کاربردهای خاص(دیود ورکتور،دیود تونلی و دیود شاتکی)
دیودهای اپتوالکترونیکی(فوتودیودها،سلول خورشیدی،دیود نورافشان و دیود لیزری)

ترانزیستور

ترانزیستور ها ، چه از نوع BJT یا از نوع MOSFET ، در دو حالت وجود دارند : نوع N و نوع P . بنابراین برای هر کدام از آن ها حداقل دو نماد وجود دارد.

 

ترانزیستور دو قطبی (BJT)
BJT ها عناصر سه پایه هستند . آن ها دارای سه پایه به نام های کلکتور (C) ، امیتر (E) ، و بیس (B) هستند . دو نوع BJT وجود دارد ، NPNوPNP ، و هر کدام نماد مخصوص به خود را دارند .

 

ترانزیستور دو قطبی (BJT)

پایه های کلکتور و امیتر با هم در یک راستا قرار دارند و پایه امیتر دارای یک پیکان است. اگر جهت پیکان به سمت داخل باشد ترانزیستور PNP و اگر به سمت بیرون باشد NPN است.

 

 

 

ترانزیستور‌ها ; ترانزیستور چیست؟
اتصال بیس مشترک‌ (اتصالات مختلف ترانزیستورها در مدار)
اتصال امیتر مشترک
نواحی عملکرد ترانزیستور(فعال-اشباع-قطع)
ترانزیستور اثر میدان (MOSFET)
مانند BJT ها ، MOSFET ها نیز دارای سه پایه هستند ، اما این بار به نام های سورس(S) ، درین(D) ، و گیت (G) . و باز هم دو نوع از این نماد بسته به n-channel یا p-channel بودن MOSFET وجود دارد . چندین مدل نماد برای هر یک از این دو نوع MOSFET وجود دارد.

ترانزیستور اثر میدان (MOSFET)

پیکان وسط نماد (به نام bulk) تعیین می کند که ماسفت p-channel یا n-channel است . اگر نوک آن به سمت داخل باشد ماسفت n-channel و اگر به سمت بیرون باشد p-channel است .

انواع ترانزیستورها
سوئیچ های قدرت

 

ترانسفورمر

این موارد را در یک دسته با هم قرار دادیم زیرا تقریبا همه ی آن ها از سیم پیچ استفاده می کنند . ترانسفورمر ها معمولا شامل دو سیم پیچ می شوند که روبروی هم قرار گرفته اند و با دوخط از یک دیگر جدا شده اند .:

ترانسفورمر

ترانسفورماتورها
انواع ترانسفورماتورها
ترانسفور‌ماتوها بر مبنای کاربرد

 

 

 

بلندگو

نماد اسپیکرها و بازر ها معمولا شبیه به همتای خود در دنیای واقعی است .

بلندگو

 

 

 

فیوز ها و PTC
فیوزها و PTC ، قطعاتی که برای محدود کردن افزایش های ناگهانی جریان به کار می روند ، هر کدام نماد مخصوص به خود را دارند .

فیوز ها و PTC

 

 

سمبل PTC در واقع نماد عمومی یک ترمیستور است که یک مقاومت وابسته به دماست (به نماد بین المللی مقاومت درون آن توجه کنید.).

بدون شک بسیاری از نماد های الکترونیکی در این لیست آورده نشده اند ، اما مواردی که در بالا ذکر شده اند تقریبا سوادی 90% ای را در خواندن شماتیک برای شما فراهم می کنند . به طور کلی نماد ها باید تا حد زیادی به قطعات واقعی خود شبیه باشند . علاوه بر نماد هر عنصر در شماتیک باید یک نام و مقدار منحصر به فرد نیز داشته باشد که هر چه بیشتر به شناسایی آن کمک کند.

باید به صورت R1 ، R2 ، R3 و غیره نام گذاری شوند .

خواندن شماتیک

گره ها راهی برای نمایش به هم متصل بودن بودن سیم های گذرنده از روی هم در یک نقطه هستند . عدم وجود گره در محل تقاطع دو سیم به این معنی است که آن دو سیم فقط از روی هم می گذرند و به هم متصل نیستند . (هنگام طراحی شماتیک بهتر است این نوع تقاطع های غیر متصل پرهیز شود ، اما گاهی اوقات این امر اجتناب ناپذیر است . )

خواندن شماتقشه خوانی مدارات الکترونیکی

هر نت به نت های دیگر با نام یکسان متصل است ، مانند این شماتیک که مربوط به برک اوت برد FT231X است . نام ها و برچسب ها از آشفته شدن بیش از حد شماتیک جلوگیری می کنند . (تصور کنید اگر تمامی این نت ها با سیم به یکدیگر متصل شده بوده اند. )

معمولا به نت ها اسامی داده می شود که وظیفه ی سیگنال آن نت را نیز مشخص می کند . برای مثال نت های تغذیه ممکن است به عنوان “5V” یا “VCC” نام گذاری شوند یا نت های ارتباط سریال با نام های “RX” یا “TX”.

نکات خواندن شماتیک
تشخیص بلوک ها
شماتیک های بسیار گسترده و بزرگ باید به چندین بلوک کاربردی تقسیم شوند. ممکن است یک بخش برای ورودی تغذیه و تنظیم ولتاژ و یک بخش برای میکروکنترلر یا یک بخش به کانکتور ها اختصاص داده شود . طراحان بسیار خوب شماتیک ممکن است مدار را مانند یک کتاب طراحی کنند ، ورودی ها در سمت چپ و خروجی ها در سمت راست.

تشخیص بلوک ها

اگر طراح شماتیک خیلی خوش سلیقه باشد ، ممکن است شماتیک را به بخش های منطقی و برچسب دار تقسیم کند .

تشخیص گره های ولتاژ
گره ها یا نود های ولتاژ عناصر شماتیکی تک پایه ای هستند که می توانیم متصل کردن پایه های قطعات دیگر به آن ها ولتاژ بخصوصی را به آن ها اختصاص دهیم

 

 

گره ولتاژ زمین مخصوصا بسیار پرکاربرد است ، زیرا بسیاری از قطعات احتیاج به یک اتصال به زمین دارند .

 

 

موفق باشید