Ηλεκτρονικό σχέδιο
|
Αυτό το άρθρο χρειάζεται επιμέλεια ώστε να ανταποκρίνεται σε υψηλότερες προδιαγραφές ορθογραφικής και συντακτικής ποιότητας ή μορφοποίησης. Σημείωση: Πολλές φορές τα κείμενα στα οποία βρίσκεται αυτό το πρότυπο, παραβιάζουν πνευματικά δικαιώματα. Κάντε ένα σχετικό έλεγχο πριν ξεκινήσετε την επιμέλεια, αφού είναι πιθανό να διαγραφεί. Μετά την επιμέλεια του άρθρου, είστε ελεύθεροι να διαγράψετε αυτή την επισήμανση. Για περαιτέρω βοήθεια, δείτε τα άρθρα Πώς να επεξεργαστείτε μια σελίδα και Βικιεπιστήμιο:Οδηγός μορφοποίησης άρθρων. |
Το ηλεκτρονικό σχέδιο χωρίζεται σε θεωρητικό σχέδιο και σε πρακτικό σχέδιο.
ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ : είναι το αναλυτικό, με λεπτομερές διάγραμμα της συνδεσμολογίας τμημάτων ή βαθμίδων ή εξαρτημάτων ( στοιχείων ) μιας ηλεκτρονικής συσκευής. Τα εξαρτήματα σχεδιάζονται με σύμβολα. Σκοπός του θεωρητικού σχεδίου είναι να μας βοηθήσει στη μελέτη του ηλεκτρονικού κυκλώματος ( ενισχυτή, ανορθωτικού, δέκτη, κ.λ.π. ), για την καλύτερη κατανόηση της λειτουργίας του. Κατά τη κατασκευή του αναλυτικού διαγράμματος μιας συσκευής, δεν μας ενδιαφέρει ο τρόπος τοποθέτησης των εξαρτημάτων στην πρακτική συναρμολόγησής τους, αλλά μόνο η σωστή θεωρητική συνδεσμολογία τους, δηλαδή η διάταξη των αγωγών που συνδέουν τα εξαρτήματα του κυκλώματος της συσκευής.
Για την πιο εύκολη κατανόηση της λειτουργίας του κυκλώματος μιας συσκευής, που τις περισσότερες φορές αποτελείται από πολλές βαθμίδες, μπορεί το κύκλωμα να χωριστεί σε τμήματα, έτσι ώστε το καθένα να περιλαμβάνει μια ή περισσότερες βαθμίδες.
Επομένως, το θεωρητικό σχέδιο διακρίνεται σε : - αναλυτικό ( ή κυκλωματικό ) διάγραμμα και - γενικό ( ή κατά τμήματα ) διάγραμμα
Αναλυτικό διάγραμμα είναι αυτό που παρουσιάζει όλες τις λεπτομέρειες του κυκλώματος μιας βαθμίδας ή τμήματος ή ολόκληρης της συσκευής, ενώ το γενικό διάγραμμα αποτελεί το συγκεντρωτικό σχέδιο μιας συσκευής. Περισσότερες λεπτομέρειες θα αναφερθούν στις περαιτέρω ενότητες.
ΠΡΑΚΤΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ : είναι το κατασκευαστικό σχέδιο. Σκοπός του πρακτικού σχεδίου είναι η απεικόνιση της σωστής τοποθέτησης των εξαρτημάτων επάνω στο « σασσί », της συνδέσεώς τους ( συρματώσεως ) και της συναρμολογήσεως ολόκληρης της συσκευής. Η σχεδίαση γίνεται με ακρίβεια, υπό κλίμακα ή σε φυσικό μέγεθος και δείχνει την ύστερα από μελέτη ορισμένη θέση κάθε εξαρτήματος. Με την κατάλληλη τοποθέτηση τους , επιτυγχάνεται οικονομά στο χώρο και αποφεύγονται ανεπιθύμητες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των βαθμίδων ενός κυκλώματος, όπως π.χ γεγονός που λαμβάνει χώρα στις βαθμίδες υψηλών συχνοτήτων.
ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΙ : Όπως αναφέρθηκε στο θεωρητικό σχέδιο, για την παράσταση τω εξαρτημάτων χρησιμοποιούνται ειδικά σύμβολα. Η σχεδίαση των κυκλωμάτων με τη χρησιμοποίηση των συμβόλων γίνεται πιο εύκολα και γρήγορα – οι διαστάσεις του σχεδίου γίνονται μικρές και διαβάζεται χωρίς δυσκολία. Για την παράσταση των εξαρτημάτων με σύμβολα υπάρχουν κανονισμοί που διαφέρουν από χώρα σε χώρα π.χ οι γερμανικοί κανονισμοί κατά DIN σε πολλά σημεία δεν συμφωνούν με τους αμερικάνικους ASA και με τους κανονισμούς άλλων χωρών.
Επίσης, η ύπαρξη σχεδίων για εξαρτήματα είναι υψίστης σημασίας και στη βιομηχανία. Η τεκμηρίωση των βιομηχανικών επεξεργασιών έχει όλο και περισσότερη σημασία, επειδή τα συστήματα γίνονται όλο και πιο πολύπλοκα και αλληλοεξαρτώμενα. Η λογική και η εύκολη – να διαβαστεί – τεκμηρίωση, είναι σημαντική όχι μόνο για τον σχεδιασμό και την εγκατάσταση του συστήματος αλλά και για την συνεχή συντήρηση και εντοπισμό των βλαβών. Γι’ αυτούς τους λόγους, χρειάζονται κάποια τυποποιημένα σύμβολα και μορφές. Πολλά σύμβολα χρησιμοποιούνται από το προσωπικό των βιομηχανιών όταν αυτό καταγράφει συστήματα διαδοχικών ελέγχων που χρησιμοποιούν λογικούς ηλεκτρονόμους. Η επικρατέστερη μορφή για καταγραφή συστημάτων διαδοχικών ελέγχων είναι του κλιμακωτού λογικού διαγράμματος.
Πρέπει να σημειώσουμε εδώ μερικές γενικές διαφορές που υπάρχουν ανάμεσα στο σχεδιασμό ηλεκτρονικών και ηλεκτρικών συμβόλων. Αυτές οι δύο βιομηχανίες έχουν αναπτυχθεί η μία ξεχωριστά από την άλλη με διαφορετικούς κανόνες. Για παράδειγμα, το ηλεκτρονικό σύμβολο για την αντίσταση είναι μια γραμμή ζιγκ - ζαγκ με αλφαριθμητικό συμβολισμό R1. Το ίδιο σύμβολο, στον ηλεκτρικό και βιομηχανικό κόσμο είναι ένα ορθογώνιο με γραμμές που έρχονται από τις άκρες με ένα αλφαριθμητικό συμβολισμό 1R.
Ο παρακάτω πίνακας περιέχει μερικά ηλεκτρονικά σύμβολα τα οποία είναι χωρισμένα σε ομάδες για να εντοπίζονται εύκολα. Σε ορισμένα σύμβολα σημειώνεται δίπλα τους ένα γράμμα το οποίο είναι συνήθως το αρχικό γράμμα από την ονομασία ή την ιδιότητα του εξαρτήματος ή το γράμμα-δείγμα της δομής του, π.χ μια κρυσταλλική δίοδος μπορεί να σημειώνεται με το γράμμα D (diode) CR ή (crystal).
ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ – ΑΝΑΛΥΤΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ : Αναλυτικό διάγραμμα ονομάζεται το κυκλωματικό λεπτομερές σχέδιο ενός ηλεκτρονικού κυκλώματος στο οποίο απεικονίζεται όλη η συνδεσμολογία και περιέχονται όλα τα εξαρτήματα του κυκλώματος σχεδιασμένα με σύμβολα. Με τη χρησιμοποίηση των συμβόλων, που είναι η βάση για την κατανόηση των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων, η σχεδίαση του αναλυτικού διαγράμματος γίνεται γρήγορα, εύκολα και σε μικρές διαστάσεις. Το αναλυτικό διάγραμμα είναι το πιο αξιόλογο επειδή παρουσιάζει τη λειτουργία της συσκευής και των βαθμίδων της με την παρακολούθηση του σήματος από την είσοδο, την διαμόρφωσή του κατά την πορεία του και την τελική μορφή του στην έξοδο. Δίνει τις τιμές και τους τύπους των εξαρτημάτων που σημειώνονται δίπλα σε κάθε εξάρτημα απ’ ευθείας με αριθμό ή με κώδικα ή σε σημείωση με τη μορφή πίνακα, συνήθως στο κάτω μέρος του σχεδίου.
Γενικά, το αναλυτικό διάγραμμα με τις απαραίτητες πληροφορίες που προσφέρει χρησιμοποιείται για το γρήγορο έλεγχο, την επισκευή και την συναρμολόγηση των ηλεκτρονικών συσκευών.
ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ – ΓΕΝΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ : Γενικό διάγραμμα είναι το συγκεντρωτικό σχέδιο μιας ηλεκτρονικής συσκευής η οποία σχεδιάζεται κατά τμήματα και σύμφωνα με τη λειτουργία που εκτελεί το κάθε τμήμα στη συσκευή. Τώρα το κάθε τμήμα σχεδιάζεται απλά ως ορθογώνιο παραλληλόγραμμο. Στο σχέδιο πρέπει να φαίνεται η πορεία που ακολουθεί το ηλεκτρικό σήμα. Το γενικό διάγραμμα στο χαρτί σχεδιάσεως πρέπει να αρχίζει από επάνω αριστερά και διαβάζεται από αριστερά προς τα δεξιά.
Στην περίπτωση που το σήμα επιστρέφει σε προηγούμενη βαθμίδα, το βέλος υποχρεωτικά χαράζεται από δεξιά προς τα αριστερά.
ΠΡΑΚΤΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ : Στο πρακτικό σχέδιο δημιουργούμε ένα συνδυασμό μηχανολογικού και ηλεκτρονικού, δηλαδή με όλο το θάρρος που μπορώ να εκφραστώ, ένα ηλεκτρομηχανικό σχέδιο.
Για τη πλήρη και σωστή σχεδίαση του πρακτικού σχεδίου ακολουθείται η παρακάτω πορεία :
1. Αναλυτικό διάγραμμα 2. Στοιχεία κυκλώματος ( εξαρτήματα ) 3. Σκαρίφημα 4. Μηχανολογικό σχέδιο 5. Τελικό διάγραμμα
ΑΝΑΛΥΤΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ :
Το αναλυτικό διάγραμμα είναι απαραίτητο επειδή από αυτό προκύπτει, ύστερα από μελέτη, το πρακτικό σχέδιο. Η μελέτη αυτή γίνεται για να επισημανθούν ορισμένα κρίσιμα σημεία, όπως η αλληλεπίδραση των βαθμίδων λόγω μαγνητικής συζεύξεως ή η ανάπτυξη υπερβολικής θερμοκρασίας σε ευαίσθητα εξαρτήματα κ.λ.π. Από αυτή βγάζουμε το συμπέρασμα ποια από τα εξαρτήματα θα τοποθετηθούν στο επάνω κι ποια στο κάτω μέρος του σασσí, ποια χρειάζονται θωράκιση και ποια είναι ευαίσθητα στις μεταβολές τις θερμοκρασίας, ώστε να τοποθετηθούν μακριά από θερμαινόμενα τμήματα της συσκευής.
ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ ( ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ ) : Για να συμπληρώσουμε τον κατάλογο (πίνακα) στον οποίο αναγράφονται τα στοιχεία κυκλώματος πρέπει να γνωρίζουμε όχι μόνο τις τιμές των εξαρτημάτων, αλλά και τις διαστάσεις τους. Σε περίπτωση που δεν γνωρίζουμε τα παραπάνω, συμβουλευόμαστε τα βιβλία των εταιριών κατασκευής τους.
ΣΚΑΡΙΦΗΜΑ : Από το αναλυτικό διάγραμμα και με βάση τις διαστάσεις των εξαρτημάτων, σχεδιάζουμε πρόχειρα τα εξαρτήματα που απαρτίζουν την συσκευή, τοποθετώντας τα όμως στην κατάλληλη θέση το καθένα. Αυτή η πρόχειρη σχεδίαση ονομάζεται σκαρίφημα και σχεδιάζεται είτε σε κλίμακα 1:2, είτε σε φυσικό μέγεθος. Όταν η συσκευή είναι μικρού μεγέθους, χρησιμοποιείται κλίμακα 2:1 και όταν πρέπει να δειχθούν περισσότερες λεπτομέρειες τότε χρησιμοποιείται κλίμακα 5:1. Το σκαρίφημα σχεδιάζεται πιο εύκολα, λόγω της κλίμακας, σε χαρτί μιλιμετρέ.
ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ : Με βάση το προηγουμένως σχεδιασμένο σκαρίφημα των εξαρτημάτων εκλέγεται το είδος και οι διαστάσεις του πλαισίου και του σασσί πάνω στο οποίο θα τοποθετηθούν τα στοιχεία του κυκλώματος.
ΤΕΛΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ : Το τελικό διάγραμμα προκύπτει από το συνδυασμό του μηχανολογικού σχεδίου και του σκαριφήματος. Στις όψεις του σασσί σχεδιάζουμε τα εξαρτήματα με την πρακτική τους μορφή ( κάτοψη ) και την συναρμολόγησή τους ( διάγραμμα καλωδιώσεων ). Χρησιμοποιούμε τις όψεις που είναι απαραίτητες για την πλήρη περιγραφή της συσκευής χρησιμοποιώντας, όμως, την ίδια κλίμακα με το σκαρίφημα.
Για το διάγραμμα των καλωδιώσεων μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε χρωματισμούς.
ΚΑΝΟΝΕΣ ΚΑΙ ΥΠΟΔΕΙΞΕΙΣ ΓΙΑ ΚΑΛΗ ΣΧΕΔΙΑΣΗ Οι κανόνες που ακολουθούμε για το ηλεκτρονικό σχέδιο είναι οι ίδιοι με τους κανόνες για το τεχνικό σχέδιο σε συνδυασμό με τους κανονισμούς των συμβολισμών και τις γενικές υποδείξεις που δίνονται παρακάτω για την όσο δυνατό καλύτερη σχεδίαση.
Οι διαστάσεις του θεωρητικού σχεδίου μιας ηλεκτρονικής συσκευής εξαρτώνται από τον αριθμό των βαθμίδων και τον αριθμό των εξαρτημάτων κάθε βαθμίδας. Η σχεδίαση του δεν γίνεται υπό κλίμακα. Κατά συνέπεια οι διαστάσεις του χαρτιού σχεδιάσεως εξαρτώνται από τις διαστάσεις του σχεδίου.
Παρακάτω παρουσιάζεται υπόδειγμα μιας κόλλας σχεδίασης Α3 στην οποία παρουσιάζεται και υπόδειγμα υπομνήματος (όνομα σχολείου, τμήμα, όνομα φοιτητή κ.λ.π.). Οι διαστάσεις των γραμμάτων του υπομνήματος πρέπει να είναι σε όρθια σύμφωνα με το σύστημα DIN 16 ή σε λοξή γραφή σύμφωνα με το DIN 17. Τα γράμματα χαράζονται με το χέρι ή με όργανα σχεδιάσεως ή με τους πλαστικούς οδηγούς ( στένσιλ ). Οι διαστάσεις για το όνομα της σχολής θα είναι : ύψος 10 mm, πλάτος 6 mm ( ή με μικρότερες διαστάσεις για να μπορούν να γίνουν με το χέρι ). Για τα υπόλοιπα οι διαστάσεις είναι : ύψος 6 mm και πλάτος 4 mm. Όσον αφορά το ονοματεπώνυμο θα χρησιμοποιηθούν πεζά γράμματα με τις ανάλογες διαστάσεις.
Οι γραμμές συνδέσεως που παριστάνουν τους αγωγούς πρέπει να χαράζονται με το ίδιο πάχος, ενώ η σχεδίαση των εξαρτημάτων και οι γραμμές γειώσεως επιτρέπεται να γίνουν και με γραμμές διαφορετικού πάχους.
Για το πρακτικό σχέδιο ακολουθούνται οι κανόνες που ισχύουν για το μηχανολογικό σχέδιο, δηλαδή η σχεδίαση γίνεται υπό κλίμακα και χρησιμοποιούνται οι απαραίτητες όψεις με ορισμένες παραλλαγές.
Γενικά, το σχέδιο πρέπει να είναι ακριβές, καθαρό και συμμετρικά τοποθετημένο επάνω στο χαρτί.
ΑΠΟ ΤΟ ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΣΤΟ ΠΡΑΚΤΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ Η διαδικασία που χρειάζεται για να κάνουμε μετάβαση από το θεωρητικό σχέδιο στο πρακτικό φαίνεται στο σχήμα 1. Από τα σύμβολα του αναλυτικού διαγράμματος καταλαβαίνουμε ότι πρόκειται για ένα απλό κύκλωμα το οποίο αποτελείται από μια πηγή συνεχούς ρεύματος Ε και μια αντίσταση R. Για την κατασκευή του κυκλώματος χρειάζεται : ένα σασσί, μία μπαταρία και μια αντίσταση. Το προοπτικό σχέδιο απεικονίζει τη πρακτική μορφή του κυκλώματος με τους αγωγούς σύνδεσης που σημειώνονται με διακεκομμένες γραμμές επειδή βρίσκονται κάτω από το σασσί.
Τα ηλεκτρονικά κυκλώματα, όμως, είναι πολύπλοκα και παρουσιάζουν λεπτομέρειες που δεν είναι δυνατόν να αποδοθούν με ένα ή περισσότερα προοπτικά σχέδια. Γι’ αυτό χρησιμοποιείται το σύστημα των όψεων που είναι ευκολότερα κατανοητό και σχεδιάζεται πιο γρήγορα
ΑΠΟ ΤΟ ΠΡΑΚΤΙΚΟ ΣΤΟ ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ Η αντίστροφη διαδικασία γίνεται όταν από το πρακτικό προκύπτει το αναλυτικό διάγραμμα.
Η κάτοψη του πρακτικού σχεδίου αποτελείται από το σασσί και από τα εξαρτήματα που είναι συνδεδεμένα με αγωγούς πάνω του.
Πρέπει να διακρίνουμε με προσοχή τους ακροδέκτες του τρανζίστορ, δηλαδή ποιος ακροδέκτης αντιστοιχεί στον εκπομπό Ε, ποιος στη βάση Β και ποιος στο συλλέκτη C. Στο τρανζίστορ αυτού του τύπου η βάση Β αποτελεί τον μεσαίο ακροδέκτη και ο εκπομπός Ε είναι ο πρώτος από αριστερά προς τα δεξιά.
Για το αναλυτικό διάγραμμα σχεδιάζουμε πρώτα το τρανζίστορ και βλέποντας προσεκτικά το πρακτικό σχέδιο σχεδιάζουμε προσεκτικά τα υπόλοιπα σύμβολα στους ακροδέκτες του τρανζίστορ. Στο συλλέκτη C συνδέεται η αντίσταση Rc, στον εκπομπό Ε η άνοδος της διόδου ανορθώσεως X1, ενώ η κάθοδός της συνδέεται με τη βάση. Σε αυτή σχηματίζεται κόμβος από όπου ξεκινάει το + του ηλεκτρολυτικού πυκνωτή C1 και η αντίσταση R1 η οποία συνδέεται με την Rc.
ΤΥΠΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ:
Σχεδόν όλες οι σύγχρονες ηλεκτρονικές συσκευές αντί για μεταλλικά σασσί, τα οποία αναφέρθηκαν παραπάνω, χρησιμοποιούνται τυπωμένα κυκλώματα. Τα εξαρτήματα στα τυπωμένα κυκλώματα τοποθετούνται επάνω σε πλακίδιο από μονωτικό υλικό, πάχους 1,6mm και ενώνονται μεταξύ τους όχι με συρμάτινους αγωγούς, αλλά από αγωγούς χαλκού σε μορφή λεπτού φύλλου πάχους 0,035mm. Βέβαια, αξιοσημείωτο είναι ότι το πάχος του μονωτικού υλικού και του αγωγού μπορεί να ποικίλει ανάλογα με τις ανάγκες του ηλεκτρονικού κυκλώματος. Οι χάλκινοι αγωγοί τυπώνονται με χημικά μέσα στο μονωτικό υλικό (πλακίδιο).
Τα πλεονεκτήματα των τυπωμένων πλακιδίων είναι • Η συναρμολόγηση των εξαρτημάτων γίνεται πιο εύκολη και εν συνέπεια η παραγωγή πιο γρήγορη • Έχουν μικρό όγκο για οικονομία χώρου • Τα κυκλώματα που κατασκευάζονται σε μαζική βιομηχανική παραγωγή είναι τελείως ομοιόμορφα • Όταν σε μεγαλύτερες ηλεκτρονικές εγκαταστάσεις χρησιμοποιηθεί η μέθοδος κατασκευής τυπωμένου κυκλώματος « βυσματικού τύπου », όπως γίνεται στις σύγχρονες εγκαταστάσεις τηλεπικοινωνιών και στις σύγχρονες συσκευές του εμπορίου, ο εντοπισμός κάποιας βλάβης και η αποκατάστασή της γίνεται σε σύντομο χρονικό διάστημα και πολύ εύκολα.
Η ΤΕΧΝΙΚΗ ΤΩΝ ΤΥΠΩΜΕΝΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ:
Οι μέθοδοι τύπωσης κυκλωμάτων είναι πολλοί. Αυτές είναι: η φωτογραφική, η χαρακτική και η μέθοδος της μεταξοτυπίας οι οποίες χρησιμοποιούνται για την βιομηχανική κατασκευή και μαζική παραγωγή τυπωμένων κυκλωμάτων. Επιπροσθέτως, υπάρχει και μια απλή μέθοδος, η γραφική, η οποία γίνεται με το χέρι και αυτή, συνήθως, χρησιμοποιείται από τους ερασιτέχνες.
Στο εμπόριο βρίσκονται πλακέτες από μονωτικό υλικό σε ποικιλία διαστάσεων που στη μια όψη τους έχουν κολλημένο φύλλο χαλκού. Βέβαια υπάρχουν και πλακέτες τυπωμένες και από τις δύο πλευρές οι οποίες χρησιμοποιούνται για δίπλευρα τυπωμένα κυκλώματα.
Η εργασία της τεχνικής των τυπωμένων κυκλωμάτων είναι η εξής:
• Η επιφάνεια του χαλκού καθαρίζεται πολύ καλά, ώστε να απομακρυνθούν τα ίχνη λίπους ή οξέων • Σχεδιάζονται επάνω στο πλακίδιο οι αγωγοί που θα ενώνουν τα στοιχεία του κυκλώματος αντιγράφοντας τους από το σχέδιο του τυπωμένου κυκλώματος που έχει σχεδιαστεί σε μια διαφάνεια • Καλύπτονται οι αγωγοί με ειδική μελάνη, που είναι αδιάλυτη στο νερό, ή με βερνίκι οινοπνεύματος, ή με χρώμα ντούκο με πινελάκι και πενάκι ή ειδικό μαρκαδόρο ή λωρίδες αυτοκόλλητες • Στη συνέχεια, και με την ολοκλήρωση της προηγούμενης διαδικασίας, η πλακέτα βυθίζεται σε διάλυμα υπερχλωριούχου σιδήρου για να γίνει η διάβρωση στα υπόλοιπα τμήματα του χαλκού που δεν χρειάζονται πλέον, ενώ οι επιχρισμένες επαφές παραμένουν αναλλοίωτες. • Καθαρίζονται με διαλυτικό οι γραμμές από το επίχρισμά τους και καλύπτονται με αντιοξειδοτικό διάλυμα για προστασία
Όταν πρέπει να έχουμε περισσότερα από ένα όμοια τυπωμένα κυκλώματα, συμφέρει για την αποτύπωση η φωτογραφική μέθοδος επειδή μπορεί να εφαρμοστεί και με απλά μέσα.
ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΤΥΠΩΜΕΝΟΥ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ:
Για να κατασκευάσουμε ένα τυπωμένο κύκλωμα πρέπει πρώτα να το σχεδιάσουμε. Για τη σχεδίαση τυπωμένου κυκλώματος που ανήκει στη κατηγορία του πρακτικού σχεδίου, ακολουθούνται οι κανόνες του μηχανολογικού σχεδίου, δηλαδή το σύστημα των όψεων με τις σχετικές παραλλαγές.
ΠΟΡΕΙΑ ΣΧΕΔΙΑΣΕΩΣ:
Για την σχεδίαση ακολουθείται η εξής πορεία : • Αναλυτικό διάγραμμα • Στοιχεία κυκλώματος ( εξαρτήματα ) • Σκαρίφημα • Διάγραμμα αγωγών συνδέσεως ( άνοψη ) • Διάγραμμα συναρμολογήσεως εξαρτημάτων ( κάτοψη )
ΑΝΑΛΥΤΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ:
Το αναλυτικό διάγραμμα δίνεται υποχρεωτικά επειδή από αυτό θα προκύψει το πρακτικό του τυπωμένου κυκλώματος.
ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ:
Με βάση τα εξαρτήματα που δίνονται ή προκύπτουν από το αναλυτικό διάγραμμα, συντάσσεται ο κατάλογός τους με τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά και τις διαστάσεις τους.
ΣΚΑΡΙΦΗΜΑ:
Το σκαρίφημα σχεδιάζεται με βάση τη συνδεσμολογία του αναλυτικού διαγράμματος και των διαστάσεων των εξαρτημάτων τα οποία σχεδιάζονται πρόχειρα στην κατάλληλη θέση.
Η σχεδίαση διευκολύνεται αν αυτή γίνει σε διαφανές χαρτί μιλιμετρέ ή σε χαρτί με τετράγωνα των 2,5mm. Τοποθετούμε τα εξαρτήματα πάνω στο χαρτί και χαράζουμε τις αγωγούς συνδέσεως. Πρέπει να σχεδιάζονται πρώτα τα κύρια εξαρτήματα ( ενεργά στοιχεία όπως τρανζίστορ, ολοκληρωμένα κυκλώματα) και ύστερα τα δευτερεύοντα ( παθητικά στοιχεία ). Η σχεδίαση γίνεται υπό κλίμακα 2:1. Κατόπιν με φωτογράφηση προκύπτει το τελικό σχέδιο, έτοιμο για εκτύπωση. Με την σμίκρυνση αποφεύγονται τυχόν ατέλειες.
ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΑΓΩΓΩΝ ΣΥΝΔΕΣΕΩΣ ( ΑΝΟΨΗ ):
Η άνοψη του πρακτικού προκύπτει εύκολα αν αντιστρέψουμε το σκαρίφημα και το αντιγράψουμε με άλλο διαφανές χαρτί. Η σχεδίαση των αγωγών γίνεται με τον ίδιο τρόπο που περιγράφηκε νωρίτερα.
ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΣΥΝΑΡΜΟΛΟΓΗΣΕΩΣ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΩΝ ( ΚΑΤΟΨΗ ):
Αυτό αποτελεί το τελευταίο στάδιο στη πορεία σχεδιάσεως. Το διάγραμμα αυτό προκύπτει εάν αντιστρέψουμε το διάγραμμα αγωγών συνδέσεως. Έτσι, τοποθετώντας ένα άλλο διαφανές χαρτί σχεδιάζουμε ανάμεσα στις επαφές που φαίνονται τα εξαρτήματα.
Το τελικό πρακτικό του τυπωμένου κυκλώματος αποτελείται από την κάτοψη με τα εξαρτήματα, την άνοψη με τους αγωγούς συνδέσεως και τον κατάλογο εξαρτημάτων.
ΑΛΛΑ ΕΙΔΗ ΤΥΠΩΜΕΝΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ:
Ένα είδος που βρίσκουμε στο εμπόριο έχει επάνω στο μονωτικό αγωγούς χαλκού με οπές σε συμμετρική διάταξη και έτσι δεν χρειάζεται να γίνει επεξεργασία για την δημιουργία αγωγών συνδέσεως.
Άλλος τρόπος κατασκευής τυπωμένου κυκλώματος είναι «βυσματικού τύπου». Κάθε τυπωμένο κύκλωμα βυσματικού τύπου που ανήκει σε μια ηλεκτρονική συσκευή είναι, συνήθως, μια πλήρης ανεξάρτητη μονάδα με μικρές διαστάσεις (μικροκύκλωμα) η οποία τοποθετείται σε υποδοχή (πρίζα) η οποία φέρει τους ακροδέκτες με τους οποίους εφάπτονται οι ακροδέκτες του τυπωμένου κυκλώματος.
Τα βυσματικού τύπου κυκλώματα είναι, συνήθως, δίπλευρα τυπωμένα κυκλώματα όπου τα εξαρτήματα τοποθετούνται είτε στην μια μόνο πλευρά, είτε και στις δυο, ενώ οι αγωγοί συνδέσεως κα στις δυο.
Κάποια περισσότερα σύμβολα με ορισμούς είναι τα παρακάτω :
Αντίσταση: Είναι ένα εξάρτημα το οποίο μας βοηθά να κρατήσουμε σταθερή την ένταση ενός κυκλώματος.
Ρυθμιζόμενη αντίσταση: Είναι ένα εξάρτημα το οποίο μας βοηθά να μεταβάλλουμε την τάση ενός κυκλώματος σε ένα μικρό ποσοστό. Υπάρχουν πολλών ειδών ρυθμιζόμενων αντιστάσεων.
Bαλβίδα: Η βαλβίδα είναι ένα εξάρτημα το οποίο μας βοηθά στο να ελέγχουμε την ροή ενός ρευστού.Υπάρχουν οι ηλεκτρονικά ελεγχόμενες βαλβίδες και οι απλές.
Πηνίο: Είναι ένα εξάρτημα το οποίο μας βοηθά να κινούμε ηλεκτρομαγνητικά κάποια άλλα εξαρτήματα. Αυτό γίνεται ώς εξής:Όταν το πηνίο διαρέεται από ρεύμα δημιουργείται μαγνητικό πεδίο το οποίο έλκει τα εξαρτήματα.Όταν δεν διαρέεται από ρεύμα σταματάει η δημιουργία μαγνητικόυ πεδίου και με την βοήθεια ελατηρίου το εξάρτημα επιστρέφει στην αρχική του θέση.
Δίοδος: Η δίοδος είναι ένας απλός ηλεκτρονικός διακόπτης. Αποτελείται από δυο ημιαγωγούς ενωμένους. Έτσι επιτρέπεται η κίνηση του ρεύματος προς τη μία κατεύθυνση μόνο. Όταν συνδεθεί ανάποδα η δίοδος δεν άγει και υπο μεγάλο φορτίο καταστρέφεται.
Δίοδος Zener: Η δίοδος zener είναι ένας ηλεκτρονικός διακόπτης που λειτουργεί ανάλογα με την πολικότητα. Όταν έχει ορθή πόλωση εμφανίζει μικρή αντήσταση και λειτουργεί σαν κλειστός διακόπτης.Με αντίστροφη πόλωση εμφανίέχουνζει μεγάλη αντίσταση και λείτουργει σαν άνοικτος διακόπτης.Μπορεί ναι διαχειριστεί πολύ μεγαλύτερη τάση απο μια απλή δίοδο.
Τρανζίστορ: Υπάρχουν δυο ειδών τρονζίστορ,τα ΡΝΡ και τα ΝΡΝ.Είναι δυο δίοδοι ενωμένοι με αντίθερη πολικότητα μεταξύ τους.Τα δυο αυτά τρανζίστορ είναι όμοια από ηλεκτρικής πλευράς αλλά έχουν αντίθετα ρεύματα και τάσεις.Είναι και αυτά ηλεκτρονικοί διακόπτες μεγαλύτερης ακρίβειας από τις δόδους και συνήθως χρησιμοποιούνται σε πιό περίπλοκα κυκλώματα.
Μπαταρία: Είναι το εξάρτημα που μας παρέχει το ρεύμα σε ένα κύκλωμα.Είναι συνεχούς ρεύματος.Επίσης μπορεί να αποθηκεύει ενέργεια και να την παρέχει όταν χρειάζεται.
Πυκνωτής: Είναι το εξάρτημα που αποθυκεύει ενέργεια σε ένα κύκλωμα.Την παρέχει όταν χρειάζεται.Συνήθως φορτίζεται όταν εμφανίζονται υπερτάσεις στο κύκλωμα από τα πηνία,με συνέπεια να αποτρέπει τα ανεπιθύματα φαινόμενα που δημιουργούν οι υπερτάσεις.
Αισθητήρας λ : Σκοπός του είναι να πληροφορεί την ΕCU για την ποσότητα του οξυγόνου στα καυσαέρια.
Αισθητήρας θερμοκρασίας: Χρησιμοποιείται για την μέτρηση της θερμοκροσίας του κινητήρα καί του εισερχόμενου αέρα.
Αισθητήρας κρουσυικής καύσης: Ο αισθητήρας αυτός πληροφορεί την ECU για την ύπαρξη κρουστικής καύσης (πειράκια).
Αισθητήρας μέτρησης μάζας αέρα: Ο αισθητήρας αυτός μετράει την μάζα του εισερχόμενου αέρα στην πολλαπλή εισαγωγής του κινητήρα.
Αισθητήρας απόλυτης πίεσης: Ο αισθητήρας αυτός μετράει την πίεση που επικρατεί στην πολλαπλή εισαγωγής.
Βαλβίδα EGR: Σκοπός της βαλβίδας είναι να στέλνει ένα μέρος των καυσαερίων στην εισαγωγή του κινητήρα για την μείωση των ΝΟχ
Αισθητήρας θέσης πεταλούδας γκαζιού: Σκοπός του είναι να στείλει σήμα στην ECU για την θέση της πεταλούδας γκαζιού.
Αισθητήρας στροφών και άνω νεκρού σημείου (ΑΝΣ): Σκοπός του είναι πληροφορεί την ECU για τις στροφές του κινητήρα και πότε ο πρώτος κύλινδρος είναι στο ΑΝΣ.
Εγχυτήρας: Παίρνει σήμα άπό την ECU για το πόσο πρέπει να παραμείνει ανοιχτό για να ψεκάσει την κατάλληλη ποσότητα καυσίμου.