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

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¿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?

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

Respuestas:

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Esquemático

Un esquema muestra las conexiones en un circuito de forma 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. Observe cómo las conexiones en los cables (o "redes") se muestran usando puntos y las no conexiones se muestran sin un punto.

Esquemático

Diagrama de bloques

Un diagrama de bloques muestra un nivel superior (o diseño organizacional) de unidades funcionales en un circuito (o un dispositivo, máquina o colección de estos). Está destinado a mostrar el flujo de datos u organización entre unidades de función separadas. Un diagrama de bloques le ofrece una visión general de la naturaleza interconectada de los conjuntos de circuitos o componentes.

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 mostrará 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 centran en las conexiones en lugar de los componentes .

Diagrama de cableado

Diseño de PCB

Un diseño de PCB es el diseño que resulte de efectuar un esquema con determinados componentes y determinar la forma en que físicamente se colocan sobre 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 PCB

Fritzing

Fritzing es un popular programa de software de código abierto diseñado para ayudarlo a crear prototipos electrónicos. Utiliza un enfoque visual para permitirle conectar componentes a Arduino usando una placa 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 saber exactamente cómo se conectan los componentes, incluso si está muy familiarizado con el funcionamiento de las conexiones de la placa de pruebas (como lo hacen la mayoría de los ingenieros electrónicos). A medida que un circuito se vuelve más complejo, la visualización se vuelve más desordenada.

Fritzing proporciona una forma de producir un esquema:

Captura de pantalla fritzing

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

Foto prototipo

A veces, una foto puede ayudar a los ingenieros a solucionar su diseño. Especialmente si se sospechan problemas de calidad, como la fiabilidad de la soldadura, conexiones inadecuadas, polaridades incorrectas y otros problemas que pueden revelarse en una foto. Sin embargo, tenga en cuenta que la mayoría de las fotos no son inmediatamente útiles, 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!

Tablero de pruebas de construcción complicada

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

JYelton
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Por qué 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 maneras diferentes, noventa y cinco y media de las cuales no se parecen en nada a una etapa de entrada diferencial de par de cola larga. De un centenar de diagramas de cableado, ni uno solo dirá "Obviamente soy una etapa de entrada diferencial de par de cola larga".
Kaz
@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.
JYelton
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@Passerby No es exactamente fácil encontrar versiones iguales utilizando imágenes gratuitas. Obtuve Fritzing con la idea de crear mis propias imágenes en lugar de buscar otras, pero no tuve tiempo de meterme realmente en ellas. Admito sesgo porque prefiero 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 sin sesgos.
JYelton
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@Passerby: Los esquemas para el sistema en ese diagrama de bloques tomarían muchas páginas (pero aún podrían usarse), y un "diagrama de cableado" para el sistema sería un nido de ratas impenetrable. Eso no es un sesgo dirigido contra diagramas de Fritzing, es la realidad.
Ben Voigt
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Compara las manzanas con las manzanas. Cada tipo de diagrama es más difícil de leer cuanto más complejo se vuelve, no solo fritado

Esquema comparable:

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Diagramas de cableado comparables:

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Diagrama de bloque comparable:

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Diseños de PCB comparables:

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Transeúnte
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En realidad, las imágenes de JYelton eran más consistentes en complejidad de circuito que las suyas. 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 el otro, pero el diagrama de bloques tiene MUCHO más complejidad, y el esquema tiene muchos más circuitos documentados que los restantes. Lo cual es más o menos el punto.
Ben Voigt
@BenVoigt porque un solo esquema ic o cableado directo es consistente con un arduino + controlador de cuatro motores + motores + rtc + batería de respaldo + timbre?
Passerby
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 Fritzing distingue cuatro conectores. Entonces eso agregaría un poco a la complejidad esquemática. Todavía bastante cerca. Un esquema representaría conexiones a motores y zumbadores como conectores de dos clavijas, para los cuales los discretos de dos almohadillas son un buen sustituto.
Ben Voigt
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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 tenía diez tubos de vacío con filamentos conectados en serie, y los filamentos no se conectaban a nada más, una nota que decía cómo estaban conectados los filamentos sería más significativa que las líneas en el esquema que los conectaba). Además, los esquemas a veces pueden indicar que cierto subcircuito debe repetirse varias veces, posiblemente con alguna ligera variación.

Es interesante observar 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 fontanería o incluso la cartografía. Los "mapas" modernos del metro son funcionalmente más como diagramas de circuito que mapas, prestando más atención a cómo se conectan las estaciones que a sus ubicaciones reales, una innovación que debutó con el mapa de 1931 de Henry C. Beck del metro de Londres.

Super gato
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