Ein elektrischer Schaltplan ist ein Diagramm, das zeigt, wie alle Drähte und Komponenten in einer elektronischen Schaltung verbunden sind. Sie sind wie eine Karte zum Erstellen oder Beheben von Schaltungen und können Ihnen fast alles erzählen, was Sie wissen müssen, um zu verstehen, wie eine Schaltung funktioniert.
Die Fähigkeit, elektrische Schaltpläne zu lesen, ist eine wirklich nützliche Fähigkeit., Um Ihre schematischen Lesefähigkeiten zu entwickeln, ist es wichtig, sich die gängigsten schematischen Symbole zu merken. Jede physikalische Komponente (z. B. Widerstand, Kondensator, Transistor) hat ein einzigartiges schematisches Symbol. Das Hauptziel dieses Tutorials ist es, Ihnen die wesentlichen schematischen Komponenten zu zeigen, die Sie kennen sollten.
Es reicht nicht aus, nur die Komponenten in einem Schaltplan erkennen zu können. Sie sollten auch in der Lage sein, eine grobe Vorstellung davon zu bekommen, wie die Schaltung funktioniert, indem Sie sich nur den Schaltplan ansehen., Nach diesem Artikel empfehle ich zu lesen Wie man Schaltungen analysiert, wo wir fortgeschrittenere Schaltungsanalysetechniken wie Kirchhoffs aktuelles Gesetz und Kirchhoffs Spannungsgesetz diskutieren.
STROMQUELLEN
Stromquellen versorgen einen Stromkreis mit elektrischer Energie in Form von Spannung und Strom. Jede funktionale elektronische Schaltung muss über eine Gleichstrom-oder Wechselstromquelle verfügen.
DC – Stromquellen
Gleichstrom (DC) – Stromquellen liefern elektrischen Strom, der in eine konstante Richtung fließt., Dies ist das schematische Symbol für eine Gleichstromquelle:
Wechselstromquellen
Wechselstromquellen liefern elektrischen Strom, der in zwei Richtungen fließt. Dies ist das schematische Symbol für eine Wechselstromquelle:
Batterien
Eine Batterie ist eine übliche Art von Gleichstromquelle. Das schematische symbol für eine Batterie besteht aus kurzen und langen parallelen Linien., Die längere Linie repräsentiert den positiven Anschluss der Batterie, während die kürzere Linie den negativen Anschluss darstellt:
Masse
Masse ist der gemeinsame Rückweg einer Schaltung, bei der Strom zu ihrer Quelle zurückkehrt. Dies wird oft als die negative Seite in einer Schaltung bezeichnet., Dies ist das schematische Symbol für eine Masseverbindung:
Klemmen
Klemmen sind Verbindungspunkte zu externen Schaltungen., Für externe Verbindungen werden Terminals mit leeren Kreisen bezeichnet:
Terminalverbindungen unterscheiden sich von Knoten oder Knotenpunkten mit festen Kreisen:
Schalter
Schalter stellen oder brechen eine verbindung in eine schaltung. Sie lassen Sie auch den Pfad des Stromflusses ändern.,
SPST-Schalter
Ein SPST-Schalter (einpolig, einpolig) ist ein Ein-und Ausschalter. Die beiden schematischen Symbole unten zeigen die verschiedenen Zustände eines SPST-Schalters. Das obere Symbol zeigt an, dass sich der Schalter in der Aus-Position befindet, wodurch der Stromweg blockiert wird. Das untere Symbol zeigt an, dass der Schalter eingeschaltet ist, wodurch Strom durch den Schalter fließen kann.,
SPDT Schalter
SPDT (einpolig, doppel werfen) schalter können direkt die pfad von strom zu verschiedenen teile einer schaltung. Abhängig von der Position des Schalters gibt es zwei Wege für den Stromfluss in diesem Schalter:
Momentary Switches
Momentary Switches bleiben nur geöffnet oder geschlossen, während sie gedrückt werden. Drucktastenschalter sind die häufigste Art von momentanen Schalter., Diese Schalter sind entweder normal geöffnet oder normal geschlossen. Das obere Schaltplansymbol unten zeigt einen normalerweise geöffneten Drucktastenschalter in der offenen Position, während das untere Symbol einen normalerweise geschlossenen Drucktastenschalter in der geschlossenen Position zeigt:
Mehrpunktschalter
Mit Mehrpunktschaltern können Sie den Pfad eines Eingangsstroms auf mehrere verschiedene Ausgabepfade umschalten.,
DPST-Schalter (Doppelpol, Einzelwurf) haben 2 Eingänge und 2 Ausgänge. Mit diesen Schaltern können Sie den Stromfluss an zwei Ausgängen steuern. Da es sich bei den Schaltern um Einzelschalter handelt, werden die beiden Ausgangsklemmen gleichzeitig ein-und ausgeschaltet., Die folgenden schematischen Symbole zeigen einen offenen DPST-Schalter (links) und einen geschlossenen DPST-Schalter (rechts):
DPDT (Doppelpol, Doppelwurf) Schalter haben zwei Klemmen für Eingangsstrom und vier Klemmen für Ausgangsstrom. Mit diesen Schaltern können Sie den Pfad von zwei Eingangsströmen auf vier separate Ausgangspfade umschalten., Hier ist das schematische Symbol für einen DPDT-Schalter:
Widerstände
Ein Widerstand ist eine der grundlegendsten passiven Schaltungskomponenten. Widerstände haben einen elektrischen Widerstand, der den Stromfluss einschränkt. Das schematische symbol für einen Widerstand ist unten dargestellt., Das Symbol links ist die in den Vereinigten Staaten verwendete Konvention, während das Symbol rechts der internationale Standard ist:
Variable Widerstände
Ein variabler Widerstand kann seinen Widerstand abhängig von einem externen Eingang erhöhen oder verringern. Analoge Sensoren wie Fotoresistoren und Thermistoren sind Arten von variablen Widerständen, da sich ihr Widerstand mit unterschiedlichen Licht-oder Temperaturniveaus ändert., Das schematische Symbol eines variablen Widerstands ähnelt einem festen Widerstand, aber in der Mitte befindet sich ein diagonaler Pfeil:
Potentiometer
Ein Potentiometer ist ein variabler Widerstand mit drei Anschlüssen, mit dem Spannung und Strom in einer Schaltung eingestellt werden. Die beiden Anschlüsse des Widerstands sind V+ und Masse., Der Pfeil stellt die Position des Potentiometers dar, aus der die Ausgangsspannung stammt:
Fotowiderstände
Auch bekannt als lichtabhängige Widerstände (LDR), Fotowiderstände sind lichtempfindliche variable Widerstände, die den Widerstand mit unterschiedlichen Lichtstärken ändern.., Dies ist das schematische Symbol eines Fotowiderstands:
Kondensatoren
Kondensatoren sind passive Elektronikkomponenten, die elektrische Ladung speichern. Es gibt zwei gängige Arten von Kondensatoren – nicht polarisiert und polarisiert.
Nicht polarisierte Kondensatoren
Nicht polarisierte Kondensatoren haben keine Polarität, daher spielt es keine Rolle, welche Seite mit Positiv und welche Seite mit Negativ verbunden ist., Diese Kondensatoren haben normalerweise kleinere Werte als polarisierte Kondensatoren:
Polarisierte Kondensatoren
Polarisierte Kondensatoren haben Polarität, daher ist es wichtig, welche Seite mit positiv verbunden ist und welche Seite mit Masse verbunden ist. Polarisierte Kondensatoren haben im Allgemeinen höhere Kapazitätswerte im Vergleich zu nicht polarisierten Kondensatoren., Hier ist das schematische Symbol eines polarisierten Kondensators:
Induktivitäten
Induktivitäten sind passive Komponenten, die ein Magnetfeld erzeugen, wenn Strom durch sie fließt. Induktivitäten können so einfach sein wie eine Drahtspule. Das schematische Symbol eines Induktors ähnelt einer Spule:
Transformatoren
Transformatoren werden verwendet, um Spannungen auf-oder abwärtszustufen., Sie bestehen aus zwei Drahtspulen, die um einen Eisenkern gewickelt sind, so dass das schematische Symbol zwei Spulen mit geraden Linien zwischen ihnen hat. Die Linien repräsentieren den Eisenkern:
Relais
Ein Relais ist ein elektrisch betriebener Schalter., Relais sind grundsätzlich Elektromagnete, die an einen Stellantrieb angeschlossen sind, der einen Schalter öffnet und schließt, wenn Strom an die Spule angelegt wird:
Dioden
Eine Diode ist ein polarisiertes Gerät, das Strom nur in eine Richtung fließen lässt. Da es polarisiert ist, hat es eine positive Leitung (Anode) und eine negative Leitung (Kathode)., Die flache Kante des Dreiecks ist die Anode, während die Linie die Kathode ist:
Transistoren
Transistoren werden verwendet, um entweder Spannung zu verstärken oder elektrische Ströme zu schalten. Die gebräuchlichsten Transistoren sind die bipolaren Übergangstransistoren (BJT). Es gibt zwei grundlegende Arten von BJT-transistoren – NPN-und PNP. NPN-Transistoren werden eingeschaltet, wenn Strom durch die Basis des Transistors fließt, während PNP-Transistoren eingeschaltet werden, wenn kein Strom an der Basis des Transistors vorhanden ist., Das obere schematische Symbol zeigt einen NPN-Transistor, während das untere Symbol einen PNP-Transistor zeigt:
Integrierte Schaltungen
Integrierte Schaltungen sind Schaltungen, die Hunderte bis Millionen von Widerständen, Kondensatoren und Transistoren in einem kleinen Paket enthalten. Integrierte Schaltungen haben viele Funktionen. Es gibt integrierte Schaltungen für Audioverstärker, Timer, Mikroprozessoren und vieles mehr., Drei der am häufigsten verwendeten integrierten Schaltungen sind der 555 Timer, der LM386 Audioverstärker und der LM358 Operationsverstärker.
Die 555 Timer
Die häufigste verwendung der 555 timer ist zu bieten timed elektrische verzögerungen. Es kann jedoch auch als Oszillator und als Flip-Flop-Element verwendet werden., Das folgende Diagramm zeigt die tatsächliche Pin-Anordnung des 555-Timers mit dem internen Schaltplan des IC:
Das zweite Bild ist das schematische Symbol des 555-Timers, das in Diagrammen verwendet wird:
Operationsverstärker
Operationsverstärker sind Spannungsverstärker mit Eingängen und üblicherweise einem Ausgang. Sie werden auch als Op-Amps bezeichnet., Das schematische Symbol für einen Operationsverstärker sieht folgendermaßen aus:
Der LM386
Der LM386 Audioverstärker ist ein Operationsverstärker, der speziell für die Audioverstärkung mit geringer Leistung entwickelt wurde. Als low powered, es ist perfekt für batterie powered audio geräte wie gitarren, radios, und jede andere schaltung, die macht sound., Hier ist ein Pin-Diagramm des LM386:
Und dies ist das Symbol, das in schematischen Diagrammen verwendet wird:
Die LM358
Die LM358 ist eine dual betriebs verstärker IC angetrieben durch eine gemeinsame netzteil. Es wird häufig als Wandlerverstärker, Integrator, Differenzierer oder Spannungsfolger verwendet., Hier ist ein Pin-Diagramm des LM358:
Und hier ist das Symbol, das in schematischen Diagrammen verwendet wird:
Die schematischen Symbole für Operationsverstärker zeigen normalerweise nicht die Pins an, die nicht in der Schaltung verwendet werden, wie dies beim LM358-Symbol oben der Fall ist, wo nur fünf der acht Pins angezeigt werden.
Logikgatter
Logikgatter sind elektronische Schaltungen, die Signale verarbeiten, die wahre oder falsche Werte darstellen., Die vier standard-Logikfunktionen AND, or, not und XOR. Zusätzlich zu diesen Funktionen gibt es auch NAND -, NOR-und XNOR-Logikgatter.
UND
Die Ausgabe des AND-Gatters ist wahr, wenn alle Eingaben wahr sind. Hier ist das schematische Symbol eines UND-Gatters:
ODER
Die Ausgabe des OR-Gatters ist wahr, wenn mindestens einer seiner Eingaben wahr ist., Hier ist das schematische Symbol eines OR-Gatters:
NOT
Das NOT-Gate gibt das Gegenteil seines Eingangs aus, weshalb es auch Inverter genannt wird. Daher ist die Ausgabe wahr, wenn die Eingabe falsch ist. Hier ist das schematische Symbol eines NOT gate:
XOR
Das“ exclusive-OR “ oder XOR Gate hat zwei Eingänge., Die Ausgabe des XOR-Gatters kann nur dann wahr sein, wenn eine Eingabe wahr und die andere Eingabe falsch ist. Hier ist das schematische Symbol eines XOR-Gatters:
NAND
Das“ NICHT-UND “ – oder NAND-Gate kann zwei oder mehr Eingänge haben. Die Ausgabe des NAND-Gatters ist wahr, wenn einer der Eingänge falsch ist. Hier ist das schematische Symbol eines NAND-Gatters:
NOCH
Das“ NICHT-ODER “ – oder NOR-Gate hat zwei oder mehr Eingänge., Die Ausgabe des NOR-Gatters ist wahr, wenn alle Eingaben falsch sind. Hier ist das schematische Symbol eines NOR-Tors:
XNOR
Das“ exclusive-NOR “ – oder XNOR-Gate hat zwei Eingänge. Die Ausgabe des XNOR-Gatters ist nur dann wahr, wenn beide Eingaben wahr sind oder wenn beide Eingaben falsch sind., Hier ist das schematische Symbol eines XNOR-Gatters:
Optoelektronische Geräte
Optoelektronische Geräte sind Geräte, die Licht und Elektrizität für verschiedene Zwecke verwenden. Optoelektronische Geräte können in zwei Kategorien unterteilt werden-Lichterfassungs-und lichterzeugende Geräte., Zum Beispiel ist hier das schematische Symbol für ein Lichterfassungsgerät namens Fotodiode:
Im Gegensatz dazu ist hier das schematische Symbol für ein lichterzeugendes Gerät namens Leuchtdiode (LED):
Lautsprecher
Ein Lautsprecher wandelt elektrische Energie in Schallenergie um., Sein schematisches Symbol sieht aus wie ein realer Lautsprecher:
Mikrofone
Mikrofone sind eine Art Wandler, der Schallwellen in ein elektrisches Signal umwandelt. Hier ist das schematische Symbol eines Mikrofons:
Sicherungen
Sicherungen sind Sicherheitsvorrichtungen, die in einem elektrischen Stromkreis Überstromschutz bieten., Das Hauptelement einer Sicherung ist ein Schmalspurdraht, der schmilzt, wenn zu viel Strom durch ihn fließt. Hier ist das schematische symbol für eine Sicherung:
Motoren
Ein motor wandelt elektrische Energie in kinetische Energie., Sein schematisches Symbol ist ein Kreis mit dem Buchstaben „M“ und positiven und negativen Anschlüssen links und rechts:
Antennen
Eine Antenne ist ein Gerät, das Funksignale empfängt oder sendet., Hier ist das schematische Symbol für eine Antenne:
Drähte und Verbindungen in Schaltplänen
Nachdem Sie mit den gängigen Symbolen in Schaltplänen vertraut sind, werfen wir einen Blick auf das Lesen von Drahtverbindungen und Drahtübergängen. Drähte werden durch Linien und Verbindungen durch Punkte dargestellt.
Die Bilder unten zeigen die schematischen Symbole für Drähte, wenn sie physisch in einer Schaltung verbunden sind.,nicht verbunden und einfach aneinander vorbei, wie folgt:
Es gibt eine andere Möglichkeit, nicht verbundene Drähte in einem Schaltplan anzuzeigen, mit einem Halbkreis über dem Punkt, an dem sich die Drähte kreuzen, wie folgt:
Nachdem Sie mit den grundlegenden Schaltplansymbolen und Drahtverbindungen vertraut sind, können Sie jetzt eine einfache Schaltung., Denken Sie daran, die Polaritäten zu beachten. Nachfolgend finden Sie eine einfache Schaltung, die nur aus drei Elementen besteht – einer Batterie, einer LED und einem Widerstand:
Die 9V-Batterie versorgt die Schaltung und der Widerstand begrenzt den Strom der Batterie, damit die LED nicht ausbrennt. Denken Sie daran, dass die positive Seite einer Diode die flache Kante des Dreiecks und die negative Seite die Gerade ist.
Wenn Sie verstehen, wie Schaltpläne gelesen werden, können Sie auch eine Schaltung ändern, wenn Sie möchten., Aber es ist auch wichtig für viele andere Anwendungen, wie die Fehlerbehebung von Schaltungen und das Entwerfen von Leiterplatten. Hoffe, Sie fanden dieses tutorial hilfreich! Fühlen Sie sich frei, einen Kommentar unten zu hinterlassen, wenn Sie eine Frage zu irgendetwas haben…
