Um esquema é uma representação visual de um circuito. Como tal, seu objetivo é comunicar um circuito a outra pessoa. Um esquema em um programa de computador especial para esse fim também é uma descrição legível por máquina do circuito. É fácil julgar esse uso em termos absolutos. As regras formais apropriadas para descrever o circuito são seguidas e o circuito está definido corretamente ou não. Como existem regras rígidas para isso e o resultado pode ser julgado por máquina, esse não é o objetivo da discussão aqui. Esta discussão é sobre regras, diretrizes e sugestões de bons esquemas para o primeiro objetivo, que é comunicar um circuito a um humano. O bem e o mal serão julgados aqui nesse contexto.
Como um esquema é comunicar informações, um bom esquema faz isso de forma rápida, clara e com poucas chances de mal-entendidos. É necessário, mas longe de ser suficiente, que um esquema esteja correto. Se é provável que um esquema engane um observador humano, é um esquema ruim se você pode mostrar que, após decifrar devidamente, estava de fato correto. O ponto é a clareza . Um esquema tecnicamente correto, mas ofuscado, ainda é um esquema ruim.
Algumas pessoas têm suas próprias opiniões idiotas, mas aqui estão as regras (na verdade, você provavelmente notará um amplo acordo entre pessoas experientes na maioria dos pontos importantes):
Use designadores de componentes
Isso é praticamente automático em qualquer programa de captura esquemática, mas ainda vemos esquemas aqui sem eles. Se você desenhar seu esquema em um guardanapo e depois digitalizá-lo, certifique-se de adicionar designadores de componentes. Isso torna o circuito muito mais fácil de se falar. Eu pulei as perguntas quando os esquemas não tinham designadores de componentes porque eu não sentia vontade de me preocupar com o segundo resistor de 10 kΩ da esquerda pelo botão superior . É muito mais fácil dizer R1, R5, Q7, etc.
Limpar o posicionamento do texto
Os programas esquemáticos geralmente exibem nomes e valores de peças com base em uma definição genérica de peças. Isso significa que eles geralmente acabam em locais inconvenientes no esquema quando outras partes são colocadas nas proximidades. Consertá-lo. Isso faz parte do trabalho de desenhar um esquema. Alguns programas de captura esquemática tornam isso mais fácil do que outros. No Eagle, por exemplo, infelizmente, só pode haver um símbolo para uma parte. Algumas partes são comumente colocadas em diferentes orientações, horizontais e verticais no caso de resistores, por exemplo. Os diodos podem ser colocados em pelo menos 4 orientações, pois também possuem direção. O posicionamento do texto em torno de uma peça, como o designador e o valor do componente, provavelmente não funcionará em outras orientações além das originalmente desenhadas. Se você girar uma peça de material, mova o texto posteriormente para facilitar a leitura, pertence claramente a essa parte e não colide com outras partes do desenho. O texto vertical parece estúpido e dificulta a leitura do esquema.
Faço partes redundantes separadas no Eagle que diferem apenas na orientação do símbolo e, portanto, no posicionamento do texto. Isso é mais trabalhoso, mas facilita ao desenhar um esquema. No entanto, não importa como você alcança um resultado final limpo e claro, apenas isso. Não há desculpa. Às vezes ouvimos lamentos como "Mas o CircuitBarf 0.1 não me deixa fazer isso" . Então pegue algo que faça. Além disso, o CircuitBarf 0.1 provavelmente deixa você fazer isso, só que você estava com preguiça de ler o manual para aprender como e desleixado demais para se importar. Desenhe-o (ordenadamente!) No papel e digitalize-o, se necessário. Novamente, não há desculpa.
Por exemplo, aqui estão algumas partes com orientações diferentes. Observe como o texto está em lugares diferentes em relação às partes, para tornar as coisas organizadas e claras.
Não deixe isso acontecer com você:
Sim, este é realmente um pequeno trecho do que alguém colocou sobre nós aqui.
Layout e fluxo básicos
Em geral, é bom colocar tensões mais altas na parte superior, tensões mais baixas na parte inferior e fluxo lógico da esquerda para a direita. Claramente, isso não é possível o tempo todo, mas pelo menos um esforço de nível geralmente mais alto para fazer isso iluminará muito o circuito para aqueles que estão lendo seu esquema.
Uma exceção notável a isso são os sinais de feedback. Por sua própria natureza, eles retornam "de jusante para jusante", de modo que
devem ser mostrados enviando informações opostas ao fluxo principal.
As conexões de energia devem subir para tensões positivas e até tensões negativas. Não faça isso:
Não havia espaço para mostrar a linha descendo porque outras coisas já estavam lá. Mova isso. Você fez a bagunça, você pode desfazê-la. Há sempre uma maneira.
Seguir essas regras faz com que subcircuitos comuns sejam desenhados de maneira semelhante na maioria das vezes. Depois de obter mais experiência na análise de esquemas, eles aparecerão para você e você apreciará isso. Se as coisas forem desenhadas de todas as formas, esses circuitos comuns parecerão visualmente diferentes todas as vezes e os outros levarão mais tempo para entender seu esquema. Que confusão é essa, por exemplo?
Depois de decifrar, você percebe "Oh, é um amplificador de emissor comum. Por que esse #% & ^ $ @ # $% não o desenhou como um em primeiro lugar !?" :
Desenhe os pinos de acordo com a função
Mostre os pinos dos CIs em uma posição relevante para a função deles, NÃO COMO ELES ACONTECEM COM O CHIP. Tente colocar pinos positivos no topo, pinos negativos (geralmente aterramento) na parte inferior, entradas à esquerda e saídas à direita. Observe que isso se encaixa no layout esquemático geral, conforme descrito acima. Obviamente, isso nem sempre é razoável e possível. Peças de uso geral, como microcontroladores e FPGAs, possuem pinos que podem ser inseridos e gerados dependendo do uso e podem até variar em tempo de execução. Pelo menos você pode colocar os pinos dedicados de energia e terra na parte superior e inferior e, possivelmente, agrupar quaisquer pinos intimamente relacionados com funções dedicadas, como conexões de driver de cristal.
CIs com pinos na ordem física dos pinos são difíceis de entender. Algumas pessoas usam a desculpa de que isso ajuda na depuração, mas com um pouco de reflexão você pode ver que isso não é verdade. Quando você quer ver algo com um escopo, qual é a pergunta mais comum "Quero ver o relógio, que alfinete é esse?" ou "Quero examinar o pino 5, que função é essa?" . Em alguns casos raros, convém consultar um CI e examinar todos os pinos, mas a primeira pergunta é muito mais comum.
Os layouts físicos da ordem dos pinos ofuscam o circuito e dificultam a depuração. Não faça isso.
Conexões diretas, dentro do motivo
Passe algum tempo com a colocação, reduzindo as passagens de arame e afins. O tema recorrente aqui é a clareza . Obviamente, desenhar uma linha de conexão direta nem sempre é possível ou razoável. Obviamente, isso não pode ser feito com várias folhas, e um ninho de fios de ratos bagunçados é pior do que alguns "fios de ar" cuidadosamente escolhidos.
É impossível criar uma regra universal aqui, mas se você pensar constantemente na pessoa mítica que olha por cima do ombro tentando entender o circuito a partir do esquema que está desenhando, provavelmente estará bem. Você deve tentar ajudar as pessoas a entenderem o circuito facilmente, não fazê-las descobrir, apesar do esquema.
Design para papel de tamanho normal
Os dias em que os engenheiros elétricos têm tabelas de desenho e estão sendo criados para trabalhar com desenhos em tamanho D já se foram. A maioria das pessoas só tem acesso a impressoras de tamanho normal, como nos papéis de 8 1/2 x 11 polegadas aqui nos EUA. O tamanho exato é um pouco diferente em todo o mundo, mas todos são aproximadamente o que você pode facilmente segurar na frente de você ou colocar em sua mesa. Há uma razão para esse tamanho ter evoluído como padrão. Manusear papel maior é um aborrecimento. Não há espaço na mesa, ele acaba se sobrepondo ao teclado, empurra coisas da mesa quando você o move, etc.
O objetivo é projetar seu esquema para que as folhas individuais fiquem bem legíveis em uma única página normal e na tela com o mesmo tamanho. Atualmente, o maior tamanho de tela comum é 1920 x 1080. Ter que rolar uma página com essa resolução para ver os detalhes necessários é irritante.
Se isso significa usar mais páginas, vá em frente. Você pode inverter as páginas com um único toque no Acrobat Reader. É preferível virar as páginas do que mover um desenho grande ou lidar com papel de tamanho grande. Também acho que uma página normal com detalhes razoáveis é um bom tamanho para mostrar um subcircuito. Pense em páginas em esquemas como parágrafos em uma narrativa. Dividir um esquema em seções rotuladas individualmente por páginas pode realmente ajudar na legibilidade, se bem feito. Por exemplo, você pode ter uma página para a seção de entrada de energia, as conexões imediatas do microcontrolador, as entradas analógicas, as saídas de energia do inversor de ponte H, a interface Ethernet, etc. É realmente útil dividir o esquema dessa maneira, mesmo nada a ver com o tamanho do desenho.
Aqui está uma pequena seção de um esquema que recebi. Isso é de uma captura de tela que exibe uma única página do esquema maximizada no Acrobat Reader em uma tela 1920 x 1200.
Nesse caso, eu estava sendo pago em parte para analisar esse esquema, por isso aguentei, embora eu provavelmente tenha usado mais tempo e, portanto, cobrado ao cliente mais dinheiro do que se o esquema tivesse sido mais fácil de trabalhar. Se este era de alguém à procura de ajuda livre como neste web site, eu teria pensado em mim mesmo estragar tudo e passaram a responder à pergunta de outra pessoa.
Redes de etiquetas
Programas de captura esquemática geralmente permitem que você dê nomes bem legíveis às redes. Todas as redes provavelmente têm nomes dentro do software, apenas que eles adotam o padrão de algum código de erro, a menos que você os defina explicitamente.
Se uma rede é dividida em segmentos visualmente desconectados, é absolutamente necessário que as pessoas saibam que as duas redes aparentemente desconectadas são realmente iguais. Pacotes diferentes têm diferentes maneiras internas de mostrar isso. Use o que funcionar com o software que você possui, mas, em qualquer caso, dê um nome à rede e mostre esse nome em cada segmento desenhado separadamente. Pense nisso como o menor denominador comum ou usando "fios de ar" em um esquema. Se o seu software suporta e você acha que ajuda com clareza, use todos os marcadores de "ponto de salto" ou qualquer outra coisa. Às vezes, eles fornecem a planilha e as coordenadas de um ou mais pontos de salto correspondentes. Isso é ótimo, mas rotule qualquer rede desse tipo.
O ponto importante é que as pequenas cadeias de nomes dessas redes são derivadas automaticamente do nome interno da rede pelo software. Nunca desenhe-os manualmente como texto arbitrário que o software não entende como o nome da rede. Se seções separadas da rede forem desconectadas ou renomeadas separadamente por acidente, o software mostrará isso automaticamente, pois o nome mostrado vem do nome real da rede, e não de algo que você digita separadamente. Isso é muito parecido com uma variável em uma linguagem de computador. Você sabe que vários usos do símbolo da variável se referem à mesma variável.
Outro bom motivo para nomes de rede são pequenos comentários. Às vezes, nomeio e depois mostro os nomes das redes apenas para dar uma idéia rápida de qual é o objetivo dessa rede. Por exemplo, ver que uma rede é chamada "5V" ou "MISO" pode ajudar muito na compreensão do circuito. Muitas redes curtas não precisam de um nome ou esclarecimento, e a adição de nomes prejudicaria mais devido à confusão do que iluminaria. Novamente, o ponto principal é a clareza. Mostre um nome de rede significativo quando isso ajudar a entender o circuito, e não quando isso seria mais perturbador do que útil.
Mantenha nomes razoavelmente curtos
Só porque o seu software permite inserir nomes de rede com 32 ou 64 caracteres, não significa que você deve. Novamente, o ponto é sobre clareza. Sem nomes não há informações, mas muitos nomes longos são confusos, o que diminui a clareza. Em algum lugar no meio é uma boa troca. Não fique bobo e escreva "8 MHz clock to my PIC", quando simplesmente "CLOCK", "CLK" ou "8MHZ" transmitiriam a mesma informação.
Consulte este padrão ANSI / IEEE para obter as abreviações de nomes de pinos recomendadas.
Nomes de símbolos em maiúsculas
Use todas as letras maiúsculas para nomes de rede e nomes de pinos. Os nomes dos pinos são quase sempre mostrados em maiúsculas nas planilhas de dados e nos esquemas. Vários programas esquemáticos, inclusive o Eagle, nem permitem nomes minúsculos. Uma vantagem disso, que também é útil quando os nomes não são muito longos, é que eles se destacam no texto comum. Se você escrever comentários reais no esquema, sempre os escreva em maiúsculas e minúsculas, mas certifique-se de colocar os nomes dos símbolos em maiúsculas para deixar claro que são nomes de símbolos e não fazem parte da sua narrativa. Por exemplo, "O sinal de entrada TEST1 fica alto para ativar o Q1, que redefine o processador ao reduzir o MCLR". . Nesse caso, é óbvio que TEST1, Q1 e MCLR se referem a nomes no esquema e não fazem parte das palavras que você está usando na descrição.
Mostrar os limites de dissociação da peça
As capas de desacoplamento devem estar fisicamente próximas da parte em que estão desacopladas devido ao seu objetivo e à física básica. Mostre a eles assim. Às vezes, eu tenho visto esquemas com um monte de tampas de desacoplamento em um canto. Obviamente, eles podem ser colocados em qualquer lugar do layout, mas, ao serem colocados pelo IC, você mostra pelo menos a intenção de cada tampa. Isso torna muito mais fácil ver que pelo menos a dissociação adequada foi pensada, mais provavelmente um erro foi detectado em uma revisão de projeto e mais provável que a tampa realmente acabe para onde se destina quando o layout é feito.
Pontos se conectam, cruzes não
Desenhe um ponto em cada junção. Essa é a convenção. Não seja preguiçoso. Qualquer software competente aplicará isso de qualquer maneira, mas, surpreendentemente, ainda vemos esquemas sem pontos de junção aqui ocasionalmente. É uma regra. Não nos importamos se você pensa que é bobagem ou não. É assim que se faz.
Relacionado, tente manter as junções com Ts, não com cruzamentos de quatro vias. Esta não é uma regra tão difícil, mas as coisas acontecem. Com duas linhas cruzando, uma vertical e a outra horizontal, a única maneira de saber se elas estão conectadas é se o pequeno ponto de junção está presente. Nos últimos dias, quando os esquemas eram rotineiramente fotocopiados ou reproduzidos opticamente, os pontos de junção podiam desaparecer após algumas gerações, ou às vezes até aparecer em cruzamentos quando não estavam lá originalmente. Isso é menos importante agora que os esquemas geralmente estão em um computador, mas não é uma má idéia ter cuidado extra. A maneira de fazer isso é nunca ter uma junção de quatro vias.
Se duas linhas se cruzam, elas nunca são conectadas, mesmo que após alguns artefatos de reprodução ou compactação pareça que talvez haja um ponto ali. Idealmente, conexões ou cruzamentos seriam inequívocos sem pontos de junção, mas, na realidade, você deseja o mínimo de chances de entender mal possível. Faça todas as junções Ts com pontos, e todas as linhas de cruzamento são, portanto, redes diferentes sem pontos.
Olhe para trás e você pode ver que o objetivo de todas essas regras é facilitar ao máximo que alguém entenda o circuito a partir do esquema e maximizar a chance de que o entendimento esteja correto.
Há outro ponto humano nisso também. Um esquema superficial mostra falta de atenção aos detalhes e é irritante e ofensivo para quem você pede para olhar. Pense nisso. Diz para os outros "O seu agravamento com este esquema não vale o meu tempo para limpá-lo",
que está basicamente dizendo "Eu sou mais importante do que você" . Isso não é algo inteligente de se dizer em muitos casos, como quando você está pedindo ajuda gratuita aqui, mostrando seu esquema a um cliente, professor etc.