Diagrama de circuito

Un diagrama de circuito (o: diagrama de cableado, diagrama eléctrico, diagrama elemental, esquema electrónico) es una representación gráfica de un circuito eléctrico. Un diagrama de circuito pictórico utiliza imágenes simples de componentes, mientras que un diagrama esquemático muestra los componentes y las interconexiones del circuito utilizando representaciones simbólicas estandarizadas. La presentación de las interconexiones entre los componentes del circuito en el diagrama esquemático no corresponde necesariamente a la disposición física en el dispositivo terminado.

A diferencia de un diagrama de bloques o un diagrama de diseño, un diagrama de circuito muestra las conexiones eléctricas reales. Un dibujo destinado a representar la disposición física de los cables y los componentes que conectan se llama obra de arte o diseño, diseño físico o . diagrama de cableado.

Los diagramas de circuitos se utilizan para el diseño (diseño de circuitos), la construcción (como el diseño de PCB) y el mantenimiento de equipos eléctricos y electrónicos.

En informática, los diagramas de circuitos son útiles para visualizar expresiones utilizando álgebra booleana.

Símbolos

Los diagramas de circuitos son imágenes con símbolos que difieren de un país a otro y han cambiado con el tiempo, pero que ahora están en gran medida estandarizados internacionalmente. Los componentes simples a menudo tenían símbolos destinados a representar alguna característica de la construcción física del dispositivo. Por ejemplo, el símbolo de una resistencia se remonta a la época en que ese componente estaba hecho de un largo trozo de cable envuelto de tal manera que no producía inductancia, lo que lo habría convertido en una bobina. Estas resistencias bobinadas se utilizan ahora sólo en aplicaciones de alta potencia; las resistencias más pequeñas se funden a partir de una composición de carbono (una mezcla de carbono y relleno) o se fabrican como un tubo aislante o un chip recubierto con una película metálica. Por lo tanto, el símbolo estandarizado internacionalmente para una resistencia ahora se simplifica a un oblongo, a veces con el valor en ohmios escrito en su interior, en lugar del símbolo en zig-zag. Un símbolo menos común es simplemente una serie de picos a un lado de la línea que representa al conductor, en lugar de ir y venir.

Los vínculos entre clientes potenciales alguna vez fueron simples cruces de líneas. Con la llegada del dibujo computarizado, la conexión de dos cables que se cruzaban se mostraba mediante un cruce de cables con un "punto" o "blob" para indicar una conexión. Al mismo tiempo, el crossover se simplificó para ser el mismo cruce, pero sin un "punto". Sin embargo, existía el peligro de confundir los cables conectados y no conectados de esta manera, si el punto se dibujaba demasiado pequeño o se omitía accidentalmente (por ejemplo, el "punto" podía desaparecer después de varias pasadas por una fotocopiadora).). Como tal, la práctica moderna para representar una conexión de cables de 4 vías es dibujar un cable recto y luego dibujar los otros cables escalonados a lo largo de él con "puntos" como conexiones (ver diagrama), para formar dos uniones en T separadas que no admiten confusión y claramente no son un cruce.

Para cruzar cables aislados entre sí, se suele utilizar un pequeño símbolo de semicírculo para mostrar un cable "saltando" sobre el otro. el otro cable (similar a cómo se usan los cables de puente).

Un estilo de dibujo común e híbrido combina los cruces de cruces en T con los cruces de "punto" conexiones y el cable "salto" Símbolos de semicírculo para cruces aislados. De esta manera, un "punto" que es demasiado pequeño para verlo o que ha desaparecido accidentalmente aún se puede diferenciar claramente de un "salto".

En un diagrama de circuito, los símbolos de los componentes están etiquetados con un descriptor o designador de referencia que coincide con el de la lista de piezas. Por ejemplo, C1 es el primer condensador, L1 es el primer inductor, Q1 es el primer transistor y R1 es la primera resistencia. A menudo, el valor o la designación de tipo del componente se proporciona en el diagrama al lado de la pieza, pero las especificaciones detalladas figuran en la lista de piezas.

Las reglas detalladas para las designaciones de referencia se proporcionan en la norma internacional IEC 61346.

Organización

Es una convención habitual (aunque no universal) que los dibujos esquemáticos se organicen en la página de izquierda a derecha y de arriba a abajo en la misma secuencia que el flujo de la señal principal o la ruta de alimentación. Por ejemplo, un esquema de un receptor de radio podría comenzar con la entrada de la antena a la izquierda de la página y terminar con el altavoz a la derecha. Las conexiones positivas de la fuente de alimentación para cada etapa se mostrarían en la parte superior de la página, con tierras, suministros negativos u otras rutas de retorno en la parte inferior. Los dibujos esquemáticos destinados al mantenimiento pueden tener las principales rutas de señal resaltadas para ayudar a comprender el flujo de señal a través del circuito. Los dispositivos más complejos tienen esquemas de varias páginas y deben basarse en símbolos de referencia cruzada para mostrar el flujo de señales entre las diferentes hojas del dibujo.

En la norma internacional IEC 61082-1 se proporcionan reglas detalladas para la preparación de diagramas de circuitos y otros tipos de documentos utilizados en electrotecnología.

Los diagramas de circuitos a menudo se dibujan con el mismo cajetín y marco estandarizados que otros dibujos de ingeniería.

Los diagramas de líneas lógicas de relés, también llamados diagramas lógicos de escalera, utilizan otra convención estandarizada común para organizar dibujos esquemáticos, con un riel de suministro de energía vertical a la izquierda y otro a la derecha, y componentes colgados entre ellos como los peldaños de una escalera..

Obra de arte

Una vez creado el esquema, se convierte en un diseño que se puede fabricar en una placa de circuito impreso (PCB). El diseño basado en esquemas comienza con el proceso de captura del esquema. El resultado es lo que se conoce como nido de ratas. El nido de ratas es un revoltijo de cables (líneas) que se entrecruzan hasta llegar a sus nodos de destino. Estos cables se enrutan de forma manual o automática mediante el uso de herramientas de automatización de diseño electrónico (EDA). Las herramientas EDA organizan y reorganizan la ubicación de los componentes y encuentran caminos para que las pistas conecten varios nodos. Esto da como resultado el diseño final del circuito integrado o la placa de circuito impreso.

Un flujo de diseño generalizado puede ser el siguiente:

Esquemática → captura esquemática → netlist → nido de rata → enrutamiento → artwork → desarrollo PCB y grabado → componente montaje → prueba

Educación

La enseñanza sobre el funcionamiento de los circuitos eléctricos suele formar parte del plan de estudios de las escuelas primarias y secundarias. Se espera que los estudiantes comprendan los rudimentos de los diagramas de circuitos y su funcionamiento. El uso de representaciones esquemáticas de diagramas de circuitos puede ayudar a comprender los principios de la electricidad.

Los principios de la física de los diagramas de circuitos a menudo se enseñan mediante el uso de analogías, como comparar el funcionamiento de los circuitos con otros sistemas cerrados, como los sistemas de calentamiento de agua con bombas equivalentes a baterías.