Devre çalışması için elektrik şemalarını okumanın pratik bir yolu

Elektrik şeması nasıl okunur: Devre çalışması için pratik bir kılavuz mu?

Elektrik şeması ilk başta sağlam görünebilir: sayfayı geçen çizgiler, fiziksel parçalar yerine semboller, her yerde referans işaretçileri ve kaybolup yeniden ortaya çıkan elektrik rayları. Yararlı bir numara, tahta çizimi gibi şemaları okumayı bırakmaktır. Şema oturma haritası değildir. Bu, voltaj, akım ve sinyalin bir devre boyunca nasıl hareket ettiğini gösteren bir mantık diyagramıdır.

Böyle okuduktan sonra, görüntü çok daha az korkutucu hale gelir. Güç hatlarını izleyebilir, işlevsel blokları tanımlayabilir, bileşen değerlerini kontrol edebilir ve diyagramları orijinal PCB’ye bağlayabilirsiniz. Bozuk bir panoda hata ayıklama, düzenden önce tasarımı gözden geçirme veya pcb tasarım hizmetleri.

Başlık bloğu ve sayfanın bağlamı ile başlayın

Herhangi bir kabloyu takip etmeden önce başlık bloğuna bakın. Genellikle size proje adını, görüntü numarasını, revizyonu, sayfa numarasını ve bazen mühendisi veya tarihi söyler. Ayrıntılar idari, ancak gerçek hataları önlerler. Ekipmanı onarırsanız, bir fark revizyonu konektör pimini veya koruyucu devreyi değiştirebilir. Tahtayı çizimle karşılaştırırsanız, yanlış şematik revizyon iyi bir tahtayı yanlış gösterebilir.

Çok sayfalı şemalar genellikle tasarımı güç girişi, mikro denetleyici, analog ön uç, iletişim, motor sürücüsü veya konektör gibi sayfalara ayırır. İlk sayfanın tüm seri olduğunu varsaymayın. Bir sinyal, bir sayfayı temiz bir etiket aracılığıyla bırakabilir ve başka bir sayfada devam edebilir. Bir tasarımın birden fazla sayfası olduğunda, ayrıntıları okumadan önce ana bloğun hızlı bir zihinsel dizini oluşturun.

Önce en yaygın sembolleri öğrenin

Yararlı bir şemayı okuyabilmeniz için her sembolü ezberlemeniz gerekmez. Genel bölümden başlayın:

Dirençler genellikle zikzak veya dikdörtgen sembollerdir ve R harfi işaretçi.

Kapasitörler iki paralel plakadır ve Do işaretçi.

Diyot, tek yönlü akımın yönünü ve kullanımı gösterir. Re işaretçi.

Transistörler sıklıkla kullanılır soğukkanlı, MOSFET ise kapı pimi, drenaj ve kaynak ekler.

kullanarak entegre devre sen veya icve pinler birkaç sembol birimine yayılabilir.

Konektörler Kullanımı Amerikan, durum, veya gn, çizim sözleşmesine bağlı olarak.

Alan, şasinin tabanı ve zemin farklı semboller kullanabilir ve tasarımı kontrol etmeden aynı olarak ele alınmamalıdır.

Şema sembolden gerçek donanıma geçtiğinde, referans işaretçi en iyi arkadaşınız olur. Diyagram diyorsa R47, PCB serigrafi görüntülerini veya montajını arayabilirsiniz. R47. Fiziksel tanımlama için bir rehber Circuit kart bileşenleri Şematik sembollerin tahtada gördüğünüz parçaya bağlanmasına yardımcı olabilir.

Sinyalden önce gücü okuyun

Neredeyse tüm şemalara yaklaşmanın güvenilir bir yolu, önce gücü okumaktır. Giriş kaynaklarını bulun: pil, DC jakı, AC adaptörü, terminal bloğu, USB konektörü veya güç kaynağı. Ardından koruma ve dönüşüm aşamalarını takip edin. Sigortalar, geçici voltaj baskılayıcılar, ters polarite koruması, doğrultucular, regülatörler, DC-DC dönüştürücüler, ferrit boncuklar veya yerel ayrıştırma kapasitörlerini görebilirsiniz.

Güç ağı genellikle şöyle bir ad içerir Vin, vbat, +12v, +5V, 3v3, çok, AVD, veya vref. Doğru isim önemlidir. Kart, gürültülü bir dijital 3.3V ray ve daha temiz bir 3.3V analog raya sahip olabilir. Bu farkı kaçırırsanız, sorun giderme hızlı bir şekilde yana doğru çalışabilir.

Rayı tanımladıktan sonra, pratik bir soru sorun:

Tahtaya hangi voltaj giriyor?

İlk regülatörden önce hangi koruma var?

Her rayı hangi regülatör yapar?

Her raya hangi yük oturur?

Başlatmayı kontrol eden bir PIN etkin veya güç açısından iyi bir sinyal var mı?

Analog ve dijital raylar filtreler veya ferrit boncuklarla ayrılmış mı?

Bu ilk geçiş genellikle kurulun neden başlamayacağını ortaya çıkarır. Kayıp aktivasyon sinyalleri, kısa devre çıkış kapasitörleri, açık sigortalar veya yanlış giriş kutupları, tüm görüntüye bakmak yerine gücü bir dizi olarak okuduğunuzda daha hızlı bulunabilir.

Sadece bir satır değil, net adını takip edin

Küçük devrelerde, kablo doğrudan bir bileşenden diğerine çekilebilir. Daha büyük bir şemada okunamaz hale gelir, böylece tasarımcılar temiz etiketler kullanır. etiketler gibi i2c_scl, motor_pwm, sıfırlama_n, veya adc_in1 Aynı etikete sahip her noktanın, aralarında herhangi bir çizgi görünmese bile elektriksel olarak bağlı olduğu anlamına gelir.

Yeni başlayanların sık sık tuzağa düştüğü yer burasıdır. Sona kadar çizilen çizgiyi takip ettiler, sonra sinyalin de sona erdiğini varsaydılar. Aslında, sinyal sayfa bağlayıcısı, hiyerarşik bağlantı noktası veya genel ağ etiketi aracılığıyla devam edebilir.

Adlandırma desenine dikkat edin. biten gibi _n veya sinyalin üzerindeki çubuk genellikle aktif-düşük mantık anlamına gelir. ot ve Rx Etiket cihaza göredir, bu nedenle verici IC’si başka bir alıcıya bağlanmalıdır. Diferansiyel çiftleri şu şekilde görünebilir: USB_D+ ve USB_D-, kutu ve kutu, veya clk_p ve clk_n. Yönlendirmeyi kontrol ettiğinizde bu eşleştirilmiş sinyaller birlikte ele alınmalıdır ve pcb izleme temelleri.

Şemayı işlevsel hale getirmek

her bileşeni tek tek yavaş anlamaya çalışmak. Bunun yerine, şemayı bloklara bölün ve her bir iş bloğunu verin. Tipik gömülü panolar şunları içerebilir:

Giriş koruması ve güç düzenlemesi

mikrodenetleyici veya işlemci

Saat ve devre sıfırlama

hata ayıklama/bağlayıcı

Sensör veya analog koşullandırma

UART, SPI, I2C, CAN, USB veya Ethernet gibi iletişim arayüzleri

Röle, motor, LED, ısıtma veya solenoid için çıkış sürücüsü

Test noktaları ve üretim ekipmanları

Bloğu öğrendikten sonra şema bir sistem gibi okumaya başlar. mikrodenetleyici izolasyonda mevcut değildir; Sensörleri okur, çıkışı çalıştırır, harici cihazlarla iletişim kurar ve kararlı güç ve saat sinyallerine dayanır. Bir blok başarısız olursa, şema komşu bloktan ne gerektiğini sormanıza izin verir.

Bileşen Değerlerini ve Tasarım Amaçlarını Yorumlama

Değer bir dekorasyon değildir. 10 kohm direnç, bulunduğu yere bağlı olarak bir çekme, aşağı çekme, bölme bacak, bir önyargı direnci veya bir akım sınırlayıcı olabilir. IC güç piminin yanındaki 100 NF kapasitör serbest bırakılabilir. Konektörün yanındaki büyük elektrolit, geçici yükü absorbe edebilir. Mikrodenetleyici pimlerindeki seri dirençler, zil sesini azaltabilir, arıza akımlarını sınırlayabilir veya ESD olaylarından koruyabilir.

Yinelenen desenleri arayın. Her IC’nin 100 NF’lik bir kapasitör varsa çok Yere, yerel bir baypastır. Her harici konektör kanalının küçük bir direnci, TVS diyotu veya ortak jikle modu varsa, bu arayüz korumasıdır. MOSFET kapısının bir direnci ve aşağı çekmesi varsa, tasarımcı anahtarlama davranışını ve başlatma durumunu kontrol eder.

Bu, şema okumasının bir mühendislik değerlendirmesi haline geldiği yerdir. Sadece “Neyin bağlı?” diye sormuyorsunuz. “Tasarımcı neden böyle bağladı?” diye soruyorsunuz. alışkanlık daha önce çok faydalıydı PCB derleme, eksik değerler, belirsiz kutupluluk ve belirsiz referans işaretçileri nedeniyle üretim gecikmelerine dönüşebilir.

Şemanın yanındaki veri sayfasını kullanın

IC devrenin merkezi haline geldiğinde, veri sayfasını açın. Şema tek başına bağlantıyı gösterebilir, ancak veri sayfası kuralları açıklar: besleme aralığı, PIN işlevi, önyükleme modu PIN’i, osilatör gereksinimleri, önerilen ayrıştırma, termal sınırlar, yerleşim kayıtları ve zaman davranışı.

Tipik uygulama devreleriyle şemaları karşılaştırın. Veri sayfasını körü körüne kopyalamanıza gerek yok, ancak farkın bir nedeni olmalı. Veri sayfası, sıfırlama piminde pull-up’ları önerirse ve şemada buna sahip değilse, IC’nin dahili pull-up’lar içerip içermediğini kontrol edin. Anahtarlama regülatörünün bir telafi bileşeni varsa, değerin başka bir tasarımdan kopyalanan keyfi bir değer olmadığını doğrulayın.

Onarım çalışmaları için veri sayfası ayrıca ölçüm noktasını seçmenize de yardımcı olur. Regülatörün yalnızca 3.3 V vermesi gerekiyorsa ve Yükseklik, Çıktıyı Ölçün ve Pin Etkinleştir. Mikrodenetleyici, sıfırlama serbest bırakılmadıkça ve saat çalışmadıkça önyükleme yapmazsa, IC’yi değiştirmeden önce PIN’i kontrol edin.

Şemayı PCB’ye yeniden bağlayın

Şema size elektriğin amacını söylerken, PCB fiziksel bir uygulama gösterir. Bir sorunu çözmek veya tahtayı tasarlamak için her iki görüşe de ihtiyacınız var. Konektörler, regülatörler veya mikro denetleyiciler gibi bilinen bileşenlerle başlayın. Referans işaretçisini şema ve pano arasında eşleştirin. Ardından, tanımlayıcıya ve net işlevine en yakın bileşenleri izleyin.

Bazı ağları multimetre süreklilik modu ile bulmak kolaydır. Toprak, güç rayları, sigorta hatları, konektör pimleri ve büyük izler genellikle doğrudandır. IC pimleri düzgün eğimlidir, gömülü yollardır ve iç katmanlar daha fazla bakım gerektirir. Orijinal görüntü yoksa, profesyonel PCB mühendislik geri Şemayı fiziksel panodan yeniden oluşturmak gerekebilir.

Düzenin yakınlığının şematik yakınlık ile aynı olduğunu varsaymayın. IC’den çekilen bir kapasitör, PCB’de fiziksel olarak yanında olabilir. Birinci sayfada çizilen konektör pimleri, beşinci sayfadaki devreye yönlendirilebilir. Şema ilişkiyi gösterir; Düzen, yerleşim ve yönlendirme sınırlarını gösterir.

Polariteyi ve yönü dikkatlice kontrol edin

Birçok şema hatası ve düzeltme hatası polariteden gelir. Elektrolitik kapasitörler, diyotlar, LED’ler, köprü doğrultucular, MOSFET diyotları, optokuplörler ve konektörlerin tümü yön veya yönlendirmeye sahiptir. Bir sembol elektriksel olarak net olabilir, ancak fiziksel olarak kolayca yanlış okunur.

Bu ayrıntılara dikkat edin:

Diyot katodu genellikle sembol üzerinde bir çizgi ve o kısımdaki çizgi ile işaretlenir.

Elektrolitik kapasitör bir polarite işaretine sahiptir ve şematik pozitif tarafı işaretleyebilir.

MOSFET oryantasyonu ve drenajı, özellikle vücudun diyotu nedeniyle önemlidir.

Konektör pimi 1, eşleşen kablo veya muhafaza yönü ile eşleşmelidir.

Aktif-düşük sinyali, elektriksel olarak onaylandığında “kapalı” görünebilir.

Şüpheniz varsa, şematik, PCB serigrafi, bileşen veri sayfası ve gerçek ölçülen voltajı karşılaştırın. Polarite ile ilgili tek bir varsayım, yedek karta zarar verebilir veya gerçek hatayı gizleyebilir.

Pratik okuma sırası

Yeni şema için bu tekrar eden sırayı kullanın:

1. Başlık bloğu, revizyon ve sayfa listesini kontrol edin. 2. Giriş gücünü ve ortaya çıkan tüm rayları tanımlayın. 3. Tasarımın ana denetleyicisini veya işlevsel merkezini bulun. 4. Devreyi güç bloğu, kontrol, giriş, çıkış, iletişim ve koruma olarak gruplandırın. 5. Sayfa boyunca etikete göre kritik ağı takip edin. 6. Bileşen değerlerini tek başına değil, bağlamda okuyun. 7. IC pinleri ve önerilen devreler için veri sayfalarını kullanın. 8. PCB’ye geri dönen önemli referans işaretçilerinin haritası. 9. Yedek parçaları açmadan veya değiştirmeden önce polariteyi, konektör pimini ve test noktasını doğrulayın.

Amaç, tüm şemayı ezberlemek değildir. Amaç, devrenin nasıl davranması gerektiğine dair yararlı bir model oluşturmak, ardından bu modeli daha az tahminle panoları tasarlamak, incelemek, birleştirmek veya onarmak için kullanmaktır.

son düşünce

Elektrik şemalarını okumak, tek seferlik bir teorik ders değil, pratik bir beceridir. Ne kadar çok devreyi kontrol ederseniz, güç ağacını, sıfırlama devrelerini, iletişim veriyollarını, analog filtreleri, sürücü aşamasını ve ağ korumasını o kadar hızlı tanırsınız. Büyük bir blokla başlayın, ağın adını dikkatlice takip edin ve veri sayfalarını kapalı tutun. Şema, bir semboller sayfası yerine bir devre hikayesi gibi hissetmeye başladığında, hata ayıklama ve PCB çalışması çok daha kontrollü hale gelir.