شماتیک مدار الکترونیکی

شماتیک برای تصویرسازی

من شماتیک ها را به دلایل مختلفی ایجاد کرده ام و ابزارهایی که استفاده می کنم به نوع شماتیک هایی که می کشم بستگی دارد. اگر من چیزی را برای یک گزارش، مقاله یا پست وبلاگ ترسیم می کنم، تمرکز من بیشتر بر ارائه ای با ظاهری تمیز و حرفه ای است که لزوماً شامل جزئیات مورد نیاز برای شبیه سازی یا ساخت مدار نیست. یکی از ابزارهایی که من تا حدی با آن موفقیت داشتم، Digi-Key’s Scheme-It است . از آنجایی که این یک ابزار شماتیک محور EE است، جمع آوری نمودارهای مدار بسیار سریع و آسان است. اضافه کردن یا حذف برچسب‌ها برای اجزا و یافتن نمادهایی که سطح مناسبی از جزئیات را برای نمودار من نشان می‌دهند برای من آسان است. به عنوان مثال، هنگام جستجوی خازن ها، توانستم 19 نماد مختلف را پیدا کنم.

اگر برای شما مشکل است که Scheme-It دقیقاً همان کاری را انجام دهد که باید انجام دهد، می توانید نمودار خود را به صورت دستی با صادرات آن به SVG و سپس ویرایش در ابزاری مانند Inkscape یا Adobe Illustrator تغییر دهید . برای مثال، Scheme-It شبکه‌ها و پایانه‌های من را به‌خوبی ردیف نمی‌کرد—بنابراین من فقط موارد را در Inkscape تمیز کردم و از آنجا به PNG صادر کردم.

اگر می‌خواهید درباره نحو SVG بیشتر بدانید، اینجا ببینید . Inkscape به شما این امکان را می دهد که SVG را مستقیماً از طریق XML ویرایش کنید—اگر در تلاش برای ویرایش SVG هستید، درک کد منبع پشت آنها می تواند مفید باشد.

یکی دیگر از گزینه های خوب برای این نوع شماتیک، Microsoft Visio است . Visio یک ابزار شماتیک مبتنی بر گسترده‌تر است، بنابراین برای یافتن اجزای الکتریکی باید کمی حفاری کنید. من با استفاده از قابلیت جستجو موفق بوده ام. Visio به من کنترل بیشتری روی نمودارم می‌دهد—من می‌توانم عرض خطوط، رنگ‌ها و غیره را تغییر دهم. و با هیچ مشکلی مواجه نشده‌ام که لازم باشد نمودارم را با ابزار دیگری اصلاح کنم. اما Visio دارای هزینه و منحنی یادگیری مرتبط با آن است – Scheme-It و Inkscape نقطه شروع عالی (و کم هزینه) برای ترسیم شماتیک برای گزارش ها، مقالات و غیره هستند.

شماتیک برای شبیه سازی

برای شبیه سازی مدارهای الکتریکی، به ابزاری نیاز دارید که بتوانید با آن یک شماتیک ایجاد کنید که یک نت لیست مرتبط نیز داشته باشد. برای مثال، فایل‌های netlist که شبیه‌سازهای SPICE استفاده می‌کنند، اغلب حاوی اطلاعاتی در مورد نمودار، و همچنین اطلاعات مدل‌سازی و شبیه‌سازی هستند. به طور کلی، برای شبیه سازی موفقیت آمیز مدار، باید کمی عمیق تر به مشخصات مدار بپردازید. به جای استفاده از نماد تقویت کننده عملیات عمومی، اکنون باید برخی از جزئیات دقیق را مشخص کنید: چه ولتاژهایی را به پایه های تغذیه ارائه خواهید کرد؟ شبیه سازی خود را با کدام آپ امپ خاص می خواهید اجرا کنید؟ خروجی مدار شما قرار است به چه چیزی وصل شود (به منظور مشاهده اثر بارگذاری در طراحی شما)؟

LTspice یک ابزار محبوب برای شبیه سازی SPICE است و اگر می خواهید نحوه استفاده از آن را بیاموزید، اطلاعات زیادی در دسترس است. یک مکان برای شروع، راهنمای شروع LTspice IV  (PDF) است . اما همانطور که قبلا ذکر شد، باید مدار خود را کاملاً مشخص کنید و مطمئن شوید که سیگنال ورودی، منابع، نوع شبیه سازی و غیره خود را تعریف کرده اید. همچنین ابزار SPICE برای ترسیم و شبیه سازی مدارهای آنالوگ بسیار مفید است، اما برنده شد. اگر می خواهید نموداری برای یک مدار سیگنال مختلط یا دیجیتال ترسیم کنید، کار زیادی برای شما انجام نمی دهید.

شماتیک برای ساختمان

اگر نیاز به ساخت یک مدار دارید، چه تخته برد یا PCB ( برد مدار چاپی )، پس باید از ابزاری استفاده کنید که می تواند یک شماتیک را به یک طرح فیزیکی مرتبط کند. Fritzing یک انتخاب عالی برای این است— یادگیری آن بسیار آسان است و می‌تواند هم طرح‌بندی PCB ساده و هم طرح‌بندی تخته برد را انجام دهد. برای یافتن آموزش های فریتیزینگ در وب نباید مشکلی داشته باشید.

من معمولا با ساختن شماتیک خود شروع می کنم. وقتی آن را جمع کردم، مانند یک پازل شروع به کار روی تخته نان می کنم. این یکی از چیزهای مورد علاقه من در مورد فریتزینگ است – به من این امکان را می دهد که به سرعت ببینم چگونه طرح تخته نان خود را قبل از شروع به بریدن و جدا کردن سیم ها کنار هم بگذارم.

هنگام ایجاد یک شماتیک به منظور ساخت یک مدار، متوجه خواهید شد که ابزار می خواهد هر پین روی دستگاه را حساب کند. بنابراین، در اسکرین شات Fritzing در شکل 4، تعدادی پین غیر متصل (قرمز) را مشاهده خواهید کرد. از آنجایی که هدف Fritzing این است که شما را به برد برد (یا PCB) برساند، تمام پین‌های فیزیکی در نمادها گنجانده شده‌اند، حتی اگر برخی از پین‌ها به چیزی متصل نباشند.

Fritzing، مانند اکثر ابزارهای چیدمان فیزیکی، دستگاه ها و اتصالات شماتیک را با نمای طرح همگام می کند. هنگامی که شماتیک خود را ایجاد می کنید، نمای تخته برد (و PCB) خطوط نقطه چین روشنی را برای نشان دادن اتصالاتی که باید سیم کشی شوند نشان می دهد.

اگرچه امیدوارم این یک مرور کلی مفید از تعداد انگشت شماری از ابزارهای مرتبط با شماتیک باشد، مطمئناً بسیاری از ابزارهای دیگر نیز وجود دارند که در اینجا به آنها اشاره نکردم. با کمی کندوکاو، ابزارهای زیادی را پیدا خواهید کرد که ممکن است برای پروژه شما مفیدتر از آنچه در این مقاله بررسی کرده ام مفید باشند.

دو آزمایش بر روی یک شبکه معادل Thevenin انجام می‌شود و جریان، i، برای هر مورد اندازه‌گیری می‌شود. ولتاژ و مقاومت معادل Thevenin شبکه چقدر است؟