¿Qué es un esquema (en comparación con otros diagramas)?

¿Cuál es la diferencia entre un esquema , un diagrama de bloques , un diagrama de cableado y un diseño de PCB ?

¿Por qué los ingenieros quieren un esquema en lugar de un diagrama de cableado?

¿Dónde encaja Fritzing en esto?

Una vez que vea por qué queremos esquemas en comparación con otros tipos de diagramas, consulte también electronics.stackexchange.com/q/28251/4512 para saber cómo dibujar esquemas correctamente.

Respuestas (3)

Esquemático

Un esquema muestra las conexiones en un circuito de una manera clara y estandarizada. Es una forma de comunicar a otros ingenieros exactamente qué componentes están involucrados en un circuito y cómo están conectados. Un buen esquema mostrará los nombres y valores de los componentes y proporcionará etiquetas para las secciones o componentes para ayudar a comunicar el propósito previsto. Tenga en cuenta cómo las conexiones en los cables (o "redes") se muestran con puntos y las no conexiones se muestran sin un punto.

Esquemático

Diagrama de bloques

Un diagrama de bloques muestra un nivel superior (o diseño organizativo) de unidades funcionales en un circuito (o un dispositivo, máquina o colección de estos). Está destinado a mostrar el flujo de datos o la organización entre unidades de función separadas. Un diagrama de bloques le brinda una descripción general de la naturaleza interconectada de los ensamblajes o componentes del circuito.

Diagrama de bloques

Diagrama de cableado

Un diagrama de cableado a veces es útil para ilustrar cómo se puede realizar un esquema en un prototipo o entorno de producción. Se etiquetará un diagrama de cableado adecuado y se mostrarán las conexiones de una manera que evite la confusión sobre cómo se realizan las conexiones. Por lo general, están diseñados para usuarios finales o instaladores. Se enfocan en las conexiones más que en los componentes .

Diagrama de cableado

Diseño de placa de circuito impreso

Un diseño de PCB es el diseño resultante de tomar un esquema con componentes específicos y determinar cómo se distribuirán físicamente en una placa de circuito impreso. Para producir un diseño de PCB, debe conocer las conexiones de los componentes, los tamaños de los componentes (huellas) y una miríada de otras propiedades (como corriente, frecuencias, emisiones, reflejos, brechas de alto voltaje, consideraciones de seguridad, tolerancias de fabricación, etc.) .

Diseño de placa de circuito impreso

Fritzing

Fritzing es un popular programa de software de código abierto diseñado para ayudarlo a crear prototipos electrónicos. Utiliza un enfoque visual que le permite conectar componentes a Arduino utilizando una placa de prueba virtual e incluso proporciona formas de diseñar una PCB. Su fuerza está en la facilidad con la que los nuevos usuarios pueden acercarse a él. Una de las principales vistas de trabajo es la placa virtual:

diagrama de fritzing

Sin embargo, como puede ver, puede llevar mucho tiempo decir exactamente cómo se conectan los componentes, incluso si está muy familiarizado con el funcionamiento de las conexiones de la placa de prueba (como lo están la mayoría de los ingenieros electrónicos). A medida que un circuito se vuelve más complejo, la visualización se vuelve más confusa.

Fritzing proporciona una manera de producir un esquema:

Captura de pantalla Fritzing

Asegúrese de usar esto para producir un esquema si necesita hacer preguntas sobre su circuito. Ayudará a otros a comprender rápidamente los componentes y las conexiones involucradas en su diseño.

Foto prototipo

A veces, una foto puede ayudar a los ingenieros a solucionar los problemas de su diseño. Especialmente si se sospecha de problemas de calidad, como confiabilidad de soldadura, conexiones incorrectas, polaridades incorrectas y otros problemas que pueden revelarse en una foto. Sin embargo, tenga en cuenta que la mayoría de las fotos no son útiles de inmediato, y si su proyecto es complicado, una imagen hará poco más que mostrar que ha dedicado mucho tiempo y esfuerzo a su proyecto. Pista: ¡No es útil!

Breadboard construcción complicada

Las imágenes se obtuvieron mediante búsquedas de imágenes en Internet con licencia de dominio público o de uso gratuito para uso no comercial.

La razón por la que preferimos los esquemas, también, es que los esquemas contienen ciertos modismos. Por ejemplo, una etapa de entrada diferencial de par de cola larga podría dibujarse de cien formas diferentes, noventa y cinco y medio de las cuales no se parecen en nada a una etapa de entrada diferencial de par de cola larga. De cien diagramas de cableado, ninguno dirá "Obviamente soy una etapa de entrada diferencial de par de cola larga".
@Kaz Publiqué esto como referencia para ayudar a los nuevos usuarios a comprender las diferencias entre estos diagramas. Estoy de acuerdo en que la disposición de los componentes en un esquema es importante, pero probablemente sea mejor omitirlo para el nivel de introducción básico previsto.
@Phil Cualquier esquema que diga "toca la lengua aquí" no puede ser tan malo. :)
Eliges un esquema simple, un diagrama de bloques, un diagrama de cableado y un diseño de PCB, pero eliges un diagrama fritzing que es diez veces más complejo...
@Passerby El punto era ilustrar cómo pueden volverse difíciles de descifrar; un simple Fritzing no lo hubiera demostrado.
@JYelton Creo que el punto fue el sesgo contra los diagramas fritzing. De lo contrario, cada uno de los diagramas tendría la misma complejidad. No es que los esquemas, los diseños de PCB y los diagramas de bloques no puedan ser igualmente difíciles de descifrar. Es simplemente un sesgo en su contra. ¿Por qué no obtener diagramas de controlador de motor cuádruple + rtc + microcontrolador para cada uno de los otros tipos, para compararlos correctamente y sin sesgos?
@Passerby No es exactamente fácil encontrar versiones iguales usando imágenes gratuitas. Obtuve Fritzing con la idea de crear mis propias imágenes en lugar de buscar otras, pero no tuve tiempo de meterme de lleno. Admito el sesgo porque prefiero los esquemas para comunicar diseños de circuitos. (Creo que muchos otros miembros de la comunidad estarían de acuerdo). Siéntase libre de proporcionar su propia respuesta con diagramas libres de sesgos.
Creo que uno de los propósitos de la vista de tablero en Fritzing es para la 'captura esquemática': si ya ha desarrollado un circuito en el tablero, puede reproducirlo en Fritzing y luego generará el esquema para usted. Fritzing es excelente para PCB, he tenido un par de placas fabricadas con diseños de Fritzing sin problemas. ¡Y no tiene que involucrar a Arduino! Además, la vista de tablero también se puede usar para planificar diseños de circuitos en tablero.
@Passerby: los esquemas del sistema en ese diagrama de bloques tomarían muchas páginas (pero aún se podrían usar), y un "diagrama de cableado" para el sistema sería un nido de ratas impenetrable. Eso no es un sesgo dirigido contra los diagramas de Fritzing, es la realidad.

Compara manzanas con manzanas. Cada tipo de diagrama es más difícil de leer cuanto más complejo se vuelve, no solo fritzing

Esquema comparable:

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Diagramas de cableado comparables:

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Diagrama de bloques comparable:

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Diseños de PCB comparables:

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En realidad, las imágenes de JYelton eran más consistentes en la complejidad del circuito que las tuyas. El suyo tenía aproximadamente el mismo número y tamaño de circuitos integrados y muchos menos discretos en el diagrama de cableado. Si bien los suyos tienen la misma complejidad visual que los demás, pero el diagrama de bloques tiene MUCHA más complejidad, y el esquema tiene muchos más circuitos documentados que los restantes. Que es más o menos el punto.
@BenVoigt porque un solo esquema de circuito integrado o cableado directo es consistente con un arduino + controlador de motor cuádruple + motores + rtc + respaldo de batería + zumbador?
Supongo que estaba pensando en la conexión al Arduino como un conector, y no en todo el Arduino. (El diagrama de Fritzing tampoco muestra la topología del Arduino). En realidad, probablemente debería equipararse a cuatro conectores distintos en el esquema ... ya que el diagrama de Fritzing distingue cuatro conectores. Entonces eso agregaría un poco a la complejidad esquemática. Todavía bastante cerca. Un esquema representaría las conexiones a motores y zumbadores como conectores de dos pines, para los cuales los discretos de dos almohadillas son un buen sustituto.

El propósito de un esquema, en términos generales, es mostrar aquellos aspectos de algo que son más relevantes para comprenderlo, a expensas de cambiar detalles que son menos relevantes. Para los esquemas eléctricos, lo más importante que se omite es un sentido preciso del diseño físico, pero los esquemas también pueden omitir ciertas formas de cableado "regular" (como un ejemplo histórico común, si un dispositivo tuviera diez tubos de vacío con filamentos conectados en serie, y los filamentos no se conectaron a nada más, una nota que diga cómo se conectaron los filamentos sería más significativa que las líneas en el esquema que los conecta). Además, los esquemas a veces pueden indicar que un determinado subcircuito debe repetirse varias veces, posiblemente con alguna ligera variación.

Es interesante notar que si bien los "esquemas" se usan con mayor frecuencia con diseños de circuitos eléctricos/electrónicos, los mismos principios también se pueden aplicar a campos como la plomería o incluso la cartografía. Los "mapas" del metro moderno funcionan más como diagramas de circuitos que como mapas, prestando más atención a cómo están conectadas las estaciones que a sus ubicaciones reales, una innovación que debutó con el mapa del metro de Londres de 1931 de Henry C. Beck.