O que é um esquema (comparado a outros diagramas)?

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Qual é a diferença entre um esquema , um diagrama de blocos , um diagrama de fiação e um layout de PCB ?

Por que os engenheiros querem um esquema em vez de um diagrama de fiação?

Onde Fritzing se encaixa nisso?

JYelton
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Depois de ver por que queremos os esquemas em oposição a outros tipos de diagramas, consulte também electronics.stackexchange.com/q/28251/4512 para saber como desenhar esquemas corretamente.
Olin Lathrop

Respostas:

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Esquemático

Um esquema mostra as conexões em um circuito de maneira clara e padronizada. É uma maneira de comunicar com outros engenheiros exatamente quais componentes estão envolvidos em um circuito e como eles estão conectados. Um bom esquema mostrará nomes e valores de componentes e fornecerá rótulos para seções ou componentes para ajudar a comunicar a finalidade pretendida. Observe como as conexões dos fios (ou "redes") são mostradas usando pontos e as não conexões são mostradas sem um ponto.

Esquemático

Diagrama de bloco

Um diagrama de blocos mostra um nível mais alto (ou layout organizacional) de unidades funcionais em um circuito (ou um dispositivo, máquina ou coleção deles). Destina-se a mostrar o fluxo de dados ou organização entre unidades de função separadas. Um diagrama de blocos fornece uma visão geral da natureza interconectada dos conjuntos ou componentes de circuitos.

Diagrama de bloco

Diagrama de fiação

Às vezes, um diagrama de fiação é útil para ilustrar como um esquema pode ser realizado em um protótipo ou ambiente de produção. Um diagrama de fiação adequado será identificado e mostrará as conexões de forma a evitar confusão sobre como as conexões são feitas. Normalmente, eles são projetados para usuários finais ou instaladores. Eles se concentram nas conexões e não nos componentes .

Diagrama de fiação

Layout de PCB

Um layout de PCB é o design resultante da tomada de um esquema com componentes específicos e da determinação de como eles serão dispostos fisicamente em uma placa de circuito impresso. Para produzir um layout de placa de circuito impresso, é necessário conhecer as conexões dos componentes, tamanhos dos componentes (pegadas) e uma infinidade de outras propriedades (como corrente, frequências, emissões, reflexões, intervalos de alta tensão, considerações de segurança, tolerâncias de fabricação etc.) .

Layout de PCB

Fritzing

Fritzing é um popular programa de software de código aberto desenvolvido para ajudá-lo a criar protótipos eletrônicos. Ele usa uma abordagem visual para permitir que você conecte componentes ao Arduino usando uma placa de ensaio virtual e ainda fornece maneiras de projetar uma PCB. Sua força está na facilidade com que novos usuários podem abordá-lo. Uma das principais visualizações de trabalho é a placa de ensaio virtual:

Diagrama Fritzing

No entanto, como você pode ver, pode ser demorado dizer exatamente como os componentes estão conectados, mesmo se você estiver familiarizado com o funcionamento das conexões da placa de ensaio (como a maioria dos engenheiros eletrônicos). À medida que um circuito se torna mais complexo, a visualização se torna mais confusa.

O Fritzing fornece uma maneira de produzir um esquema:

Screenshot Fritzing

Certifique-se de usar isso para produzir um esquema, se você precisar fazer perguntas sobre o seu circuito. Isso ajudará outras pessoas a entender rapidamente os componentes e conexões envolvidos no seu projeto.

Foto do protótipo

Às vezes, uma foto pode ajudar os engenheiros a solucionar o seu design. Especialmente se houver suspeita de problemas de qualidade, como confiabilidade na soldagem, conexões inadequadas, polaridades incorretas e outros problemas que podem ser revelados em uma foto. No entanto, saiba que a maioria das fotos não é imediatamente útil e, se o seu projeto for complicado, uma imagem fará pouco mais do que mostrar que você gastou muito tempo e esforço no seu projeto! Dica: Não é útil!

Construção complicada da tábua de pão

As imagens foram obtidas usando pesquisas de imagens na Internet com licença definida para domínio público ou livre para uso não comercial.

JYelton
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Por que preferimos esquemas, também, é que os esquemas contêm certas expressões idiomáticas. Por exemplo, um estágio de entrada diferencial de pares de cauda longa pode ser desenhado de centenas de maneiras diferentes, das quais noventa e cinco e meia não se parecem com um estágio de entrada diferencial de pares de cauda longa. De uma centena de diagramas de fiação, nenhum deles dirá "Eu sou obviamente um estágio de entrada diferencial de pares de cauda longa".
Kaz
@Kaz Postei isso como uma referência para ajudar os novos usuários a entender as diferenças entre esses diagramas. Concordo que o arranjo de componentes em um esquema é importante, mas provavelmente é melhor omitir o nível de introdução básico pretendido.
perfil completo de JYelton
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@ Passerby Não é exatamente fácil encontrar versões iguais usando imagens gratuitas. Eu obtive Fritzing com a idéia de criar minhas próprias imagens em vez de procurar outras, mas não tive tempo de realmente me interessar. Admito viés porque prefiro esquemas para a comunicação de projetos de circuitos. (Acho que muitos outros membros da comunidade concordariam.) Sinta-se à vontade para fornecer sua própria resposta com diagramas sem viés.
JYelton
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@ Passerby: Os esquemas para o sistema nesse diagrama de blocos levariam muitas páginas (mas ainda serão utilizáveis), e um "diagrama de fiação" para o sistema seria um ninho de ratos impenetrável. Isso não é um desvio direcionado aos diagramas de Fritzing, é realidade.
Ben Voigt
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Compare maçãs com maçãs. Todo tipo de diagrama É mais difícil de ler, mais complexo ele se torna, e não apenas assustador

Esquema comparável:

insira a descrição da imagem aqui

Diagramas de fiação comparáveis:

insira a descrição da imagem aqui

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Diagrama de blocos comparável:

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Layouts de PCB comparáveis:

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Transeunte
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Na verdade, as imagens de JYelton eram mais consistentes na complexidade do circuito do que as suas. Ele possuía aproximadamente o mesmo número e tamanho de CIs e muito menos discretos no diagrama de fiação. Enquanto a sua é a mesma complexidade visual uma da outra, mas o diagrama de blocos tem MUITO mais complexidade, e o esquema tem muito mais circuitos documentados que os demais. Qual é o objetivo.
Ben Voigt
@BenVoigt porque uma única fiação esquemática ou direta do ic é consistente com um arduino + driver de motor quádruplo + motores + rtc + backup de bateria + campainha?
transeunte
Acho que eu estava pensando na conexão com o Arduino como um conector, e não com o Arduino inteiro. (O diagrama de Fritzing também não mostra a topologia do Arduino). Na verdade, provavelmente deve ser igualado a quatro conectores distintos no esquema ... uma vez que o diagrama de Fritzing distingue quatro conectores. Então, isso acrescentaria um pouco à complexidade esquemática. Ainda bem perto. Um esquema representaria conexões a motores e campainhas como conectores de dois pinos, para os quais os discretos de dois pads são um bom suporte.
Ben Voigt
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O objetivo de um esquema, de um modo geral, é mostrar os aspectos de algo que são mais relevantes para entendê-lo, à custa de alterar detalhes que são menos relevantes. Para esquemas elétricos, a maior coisa que é omitida é um senso preciso de layout físico, mas os esquemas também podem omitir certas formas de fiação "regular" (como um exemplo histórico comum, se um dispositivo tivesse dez tubos de vácuo com filamentos conectados em série e os filamentos não se conectavam a mais nada, uma nota dizendo como os filamentos eram conectados seria mais significativo do que as linhas no esquema que os conectam). Além disso, os esquemas podem às vezes indicar que um determinado subcircuito deve ser repetido várias vezes, possivelmente com uma ligeira variação.

É interessante notar que, embora os "esquemas" sejam usados ​​com mais freqüência em projetos de circuitos elétricos / eletrônicos, os mesmos princípios também podem ser aplicados a campos como canalizações ou até cartografia. Os modernos "mapas" do metrô são funcionalmente mais como diagramas de circuitos do que mapas, dando mais atenção ao modo como as estações são conectadas do que às suas localizações reais - uma inovação que estreou com o mapa de 1931 de Henry C. Beck do metrô de Londres.

supercat
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