Schaltplan Erklärung und Schaltplan Symbole - Grundlagen für Beginner (Teil 2)

Schaltplan Erklärung – Grundlagen

Im ersten Teil wurden die ganz elementaren Elemente und deren Symbole in Schaltplänen erläutert. Da man allein mit diesen jedoch relativ schnell an die entwicklungstechnischen Grenzen kommt, ist es wichtig eine umfassende Schaltplan Erklärung hinzuzufügen. Im modernen Zeitalter ist es notwendig, nicht nur analoge, sondern auch die digitale Schaltungstechnik zu betrachten. Sie ermöglicht kompliziertere Schaltungen und in Kombination mit Teil 1 dieser Serie lassen sich eine Vielzahl an Anwendungen realisieren. Doch beginnen wir zunächst mit einem elementaren Element und Schaltplansymbol aus der Analogtechnik.

Induktivität

Die Induktivität, häufig einfach Spule oder auch Drossel genannt, besitzt keine Polarität und hat zwei Anschlüsse. Das Symbol einer Induktivität enthält schleifenförmige Spulen oder gekrümmte Buckel zwischen zwei Anschlüssen. Das internationale Symbol eines Induktors betrachtet ein ausgefülltes Rechteck anstelle von schleifenförmigen Spulen. Die Induktivität wird mit "L" bezeichnet und die Einheit ist Henry (H). Hier sind einige Induktivitäten mit ihren Pinbelegungen und ihrer Funktion. Grundsätzlich induziert dieses Element eine Spannung, aber auch erweiterte Schwingkreise können damit aufgebaut werden.

Digitale Logik-Gatter

Logik-Gatter sind die grundlegenden Bausteine jedes digitalen Systems. Sie besitzen grundsätzlich zwei Eingänge und einen Ausgang. Die Anzahl der Eingänge kann jedoch je nach Anforderung geändert und erweitert werden, während der Ausgang derselbe sein sollte.

Normalerweise sind vier Standard-Logikgatter mit den Namen AND, OR, XOR und NOT verfügbar. Außerdem negiert das Hinzufügen einer Blase zum Ausgang die Funktion und erzeugt NANDs, NORs und XNORs.D;

Alle Logikgatter haben ein eindeutiges schematisches Symbol, wie unten dargestellt.

Schalter

Schalter sind elektronische Elemente, die dazu dienen, den Fluss von elektrischem Strom oder Signalen in einem Stromkreis zu unterbrechen oder umzuleiten. Der einfachste Schalter, ein Single-Throw-Schalter (SPST), besteht aus zwei Anschlüssen mit einer halbverbundenen Leitung, die das Stellglied darstellt.

In der Elektronik gibt es vier Arten von Schaltern, die als einpoliger Einfachschalter (SPST), einpoliger Doppelschalter (SPDT), zweipoliger Einfachschalter (DPST) und zweipoliger Doppelschalter (DPDT) bezeichnet werden.
Alle vier Schalter haben unterschiedliche Symbole, obwohl sich die Anzahl der Pole und Schalter entsprechend ihres Namens im Symbol ändert.

DC und AC Quelle

Die Stromversorgung ist ein wesentlicher Bestandteil jedes elektrischen oder elektronischen Systems. Bei der Auswahl einer genauen Stromversorgung müssen verschiedene Anforderungen berücksichtigt werden.

Es gibt eine Vielzahl von Schaltsymbolen für Stromversorgungen, die die Stromquelle anzeigen. Im Allgemeinen werden bei der Arbeit mit Elektronik Konstantspannungsquellen verwendet. Wir können eines dieser beiden Symbole verwenden, um zu definieren, ob die Quelle Gleichstrom (DC) oder Wechselstrom (AC) liefert.

Batterien

Statt einer Konstantspannungsquelle können und werden auch Batterien verwendet. Das Batteriesymbol sieht wie ein Paar unverhältnismäßig paralleler Linien aus (Single-Cell Battery), während mehr Linienpaare normalerweise mehr Reihenzellen in der Batterie anzeigen (Multi-Cell Battery).

Spannungsknoten

Spannungsknoten sind schematische Komponenten mit einem einzelnen Anschluss, die zur Bezeichnung der Stromversorgung verwendet werden und auch an Komponentenanschlüsse angeschlossen werden können, um einen bestimmten Spannungspegel festzulegen. Das Element kann direkt an dieses einpolige Symbol angeschlossen werden, das 5V, 3,3V, VCC oder GND (Masse) bezeichnet. Knoten mit positiver Spannung werden normalerweise durch einen nach oben zeigenden Pfeil angezeigt, während Erdungsknoten normalerweise eine bis drei flache Linien oder manchmal nach unten zeigende Pfeile oder Dreiecke enthalten, wie in der obigen Abbildung gezeigt.

Transformatoren

Ein Transformator ist ein statisches Gerät, das durch elektromagnetische Induktion elektrische Energie von einem Stromkreis auf einen anderen überträgt. Das Transformatorsymbol wird durch zwei nebeneinander angeordnete Spulen dargestellt, die durch parallele Linien getrennt sind. Sie werden im Allgemeinen verwendet, um die Spannungspegel zu erhöhen oder zu verringern.

Relais-Schaltplan Erklärung

Ein Relais ist ein elektromagnetischer Schalter, der mit geringem elektrischem Strom eingeschaltet werden kann, der aber eine große Strommenge führen kann, wenn er im eingeschalteten Zustand ist. Normalerweise verbindet es eine Spule mit einem Schalter, der im Symbol selbst zu sehen ist. Das Relais hat fünf Stifte, die aus einem Paar von Spulenstiften, einem gemeinsamen Stift, einem normalerweise offenen Stift (NO) und einem normalerweise geschlossenen Stift (NC) bestehen. Die vereinfachte Funktionsweise ist nachfolgend dargestellt:

Motoren

Der Motor ist grundlegend ein Element, das elektrische Energie in kinetische Energie (Bewegung) umwandelt. Das Motorsymbol sieht wie eine Verzierung aus, die ein "M" um die Klemmen herum eingekreist ist. Es gibt viele verschiedene Motorentypen, von Gleichstrommotor über Synchron- und Asynchrommaschinen. Im Zuge der Schaltplan Erklärung von grundsätzlichen Symbolen soll jedoch nicht näher auf die einzelnen Motorentypen eingegangen werden.

Sicherung und PTC

Eine Sicherung ist eine elektrische Sicherheitsvorrichtung, die einen Überstromschutz für einen Stromkreis bietet. Also eine Schutzschaltung gegen Überlast. Diese Überlast kann zum Beispiel durch einen Kurzschluss ausgelöst werden. Sicherungen werden eingesetzt, um empfindliche elektrische Komponenten vor zu hohem Strom zu schützen. Die Parameter können stark variieren, wie beispielsweise Reaktionszeit, Auslöseströme und Wiedereinschaltzeit.

Das PTC-Symbol ist eigentlich das allgemeine Symbol für einen Thermistor. Beim PTC handelt es sich um einen temperaturabhängigen Widerstand, der einen positiven Temperaturkoeffizienten besitzt, also bei niedrigen Temperaturen den Strom besser leitet als bei hohen. Sie können also zum Beispiel auch eingesetzt werden, um die Schaltung vor zu hohen Temperaturen zu schützen.

Mit diesen grundsätzlichen Elementen und ihren dazugehörigen Symbolen sollte es nun möglich sein, einfache Schaltungen zu entwerfen oder sie erst einmal lesen und deuten zu können. In diesem Beitrag ging es um eine grundsätzliche Schaltplan Erklärung, der Kosmos der Schaltplansymbole ist natürlich deutlich größer. Ein Guide für Fortgeschrittene wird sicher folgen.

Mit professioneller PCB-Design-Software verbringen Sie weniger Zeit mit mühsamen Regeln und haben somit mehr Zeit, sich auf Ihr PCB-Design zu konzentrieren.

Altium Designer® und die Altium 365-Plattform schaffen eine ideale Umgebung für kollaboratives PCB-Design und Datenmanagement. Sie können Daten für Mitarbeiter freigeben, Revisionen verfolgen und alle Aspekte Ihrer Designdaten über Altium Designer® verwalten – und zwar von überall aus.

Haben Sie weitere Fragen zum Thema Schaltplan Erklärung in Ihrem PCB-Design? Dann kontaktieren Sie einen Experten bei Altium.