Un esquema es una representación visual de un circuito. Como tal, su propósito es comunicar un circuito a otra persona. Un esquema en un programa de computadora especial para ese propósito también es una descripción legible por máquina del circuito. Este uso es fácil de juzgar en términos absolutos. Se siguen las reglas formales apropiadas para describir el circuito y el circuito está correctamente definido o no lo está. Dado que existen reglas estrictas para eso y el resultado puede ser juzgado por la máquina, este no es el punto de la discusión aquí. Esta discusión trata sobre reglas, pautas y sugerencias de buenos esquemas para el primer propósito, que es comunicar un circuito a un humano. Lo bueno y lo malo serán juzgados aquí en ese contexto.
Dado que un esquema es comunicar información, un buen esquema lo hace de forma rápida, clara y con pocas posibilidades de malentendidos. Es necesario pero lejos de ser suficiente para que un esquema sea correcto. Si es probable que un esquema engañe a un observador humano, es un mal esquema si finalmente puede demostrar que después del descifrado debido fue correcto. El punto es la claridad . Un esquema técnicamente correcto pero ofuscado sigue siendo un mal esquema.
Algunas personas tienen sus propias opiniones tontas, pero aquí están las reglas (en realidad, probablemente notará un amplio acuerdo entre personas experimentadas en la mayoría de los puntos importantes):
Usar designadores de componentes
Esto es bastante automático con cualquier programa de captura esquemática, pero todavía vemos esquemas aquí sin ellos. Si dibuja su esquema en una servilleta y luego lo escanea, asegúrese de agregar designadores de componentes. Esto hace que sea mucho más fácil hablar del circuito. Me he saltado las preguntas cuando los esquemas no tenían designadores de componentes porque no tenía ganas de molestarme con la segunda resistencia de 10 kΩ desde la izquierda por el botón superior . Es mucho más fácil decir R1, R5, Q7, etc.
Limpiar la ubicación del texto
Los programas esquemáticos generalmente despliegan los nombres y valores de las partes en función de una definición de parte genérica. Esto significa que a menudo terminan en lugares inconvenientes en el esquema cuando otras partes se colocan cerca. Arreglalo. Eso es parte del trabajo de dibujar un esquema. Algunos programas de captura esquemática hacen esto más fácil que otros. En Eagle, por ejemplo, desafortunadamente, solo puede haber un símbolo para una parte. Algunas partes se colocan comúnmente en diferentes orientaciones, horizontal y vertical en el caso de resistencias, por ejemplo. Los diodos se pueden colocar en al menos 4 orientaciones ya que también tienen dirección. La ubicación del texto alrededor de una parte, como el designador y el valor del componente, probablemente no funcionará en otras orientaciones de las que se dibujó originalmente. Si gira una parte de stock, mueva el texto después para que sea fácilmente legible, claramente pertenece a esa parte, y no choca con otras partes del dibujo. El texto vertical parece estúpido y hace que el esquema sea difícil de leer.
Realizo partes redundantes separadas en Eagle que difieren solo en la orientación del símbolo y, por lo tanto, en la ubicación del texto. Eso es más trabajo por adelantado, pero lo hace más fácil al dibujar un esquema. Sin embargo, no importa cómo logre un resultado final limpio y claro, solo que lo haga. No hay excusas. A veces escuchamos gemidos como "Pero CircuitBarf 0.1 no me deja hacer eso" . Así que consigue algo que lo haga. Además, CircuitBarf 0.1 probablemente te permite hacerlo, solo que eras demasiado vago para leer el manual para aprender cómo y demasiado descuidado para preocuparte. Dibújalo (¡perfectamente!) En papel y escanea si es necesario. De nuevo, no hay excusa.
Por ejemplo, aquí hay algunas partes con diferentes orientaciones. Observe cómo el texto está en diferentes lugares en relación con las partes para que las cosas estén ordenadas y claras.
No dejes que esto te pase a ti:
Sí, esto es en realidad un pequeño fragmento de lo que alguien nos arrojó aquí.
Diseño básico y flujo
En general, es bueno colocar voltajes más altos hacia la parte superior, voltajes más bajos hacia la parte inferior y flujo lógico de izquierda a derecha. Claramente, eso no es posible todo el tiempo, pero al menos un esfuerzo de nivel generalmente más alto para hacer esto iluminará en gran medida el circuito para aquellos que leen su esquema.
Una notable excepción a esto son las señales de retroalimentación. Por su propia naturaleza, se alimentan "hacia atrás" de río abajo a río arriba, por lo que se les
debe mostrar enviando información opuesta al flujo principal.
Las conexiones de alimentación deben subir a voltajes positivos y bajar a voltajes negativos. No hagas esto:
No había espacio para mostrar la línea bajando al suelo porque ya había otras cosas allí. Muévelo. Hiciste el desastre, puedes deshacerlo. Siempre hay una manera.
Seguir estas reglas hace que los subcircuitos comunes se dibujen de manera similar la mayor parte del tiempo. Una vez que tenga más experiencia mirando esquemas, estos aparecerán en usted y usted lo apreciará. Si las cosas se dibujan de todas maneras, estos circuitos comunes se verán visualmente diferentes cada vez y les tomará más tiempo a los demás comprender su esquema. ¿Qué es este desastre, por ejemplo?
Después de descifrarlo, te das cuenta de "Oh, es un amplificador de emisor común. ¿Por qué ese #% & ^ $ @ # $% simplemente no lo dibujó como uno en primer lugar?" :
Dibujar alfileres según la función
Muestre los pines de los circuitos integrados en una posición relevante para su función, NO CÓMO SUCEDEN SALTARSE DEL CHIP. Intente colocar pines de alimentación positivos en la parte superior, pines de alimentación negativos (generalmente tierra) en la parte inferior, entradas a la izquierda y salidas a la derecha. Tenga en cuenta que esto encaja con el diseño esquemático general como se describió anteriormente. Por supuesto, esto no siempre es razonable y posible. Las piezas de uso general, como los microcontroladores y los FPGA, tienen pines que pueden entrar y salir según el uso e incluso pueden variar en el tiempo de ejecución. Al menos puede colocar los pines de alimentación y tierra dedicados en la parte superior e inferior, y posiblemente agrupar los pines estrechamente relacionados con funciones dedicadas, como conexiones de controlador de cristal.
Los circuitos integrados con pines en orden físico son difíciles de entender. Algunas personas usan la excusa de que esto ayuda a depurar, pero con un poco de pensamiento, puede ver que eso no es cierto. Cuando quieres mirar algo con alcance, qué pregunta es más común "Quiero mirar el reloj, ¿qué pin es ese?" o "Quiero ver el pin 5, ¿qué función es esa?" . En algunos casos raros, es posible que desee rodear un IC y mirar todos los pines, pero la primera pregunta es mucho más común.
Los diseños de orden físico de pines ofuscan el circuito y dificultan la depuración. No lo hagas
Conexiones directas, dentro de lo razonable
Pase algo de tiempo con la colocación reduciendo los cruces de alambre y similares. El tema recurrente aquí es la claridad . Por supuesto, dibujar una línea de conexión directa no siempre es posible o razonable. Obviamente, no se puede hacer con varias hojas, y un nido de cables desordenado es peor que unos pocos "cables aéreos" cuidadosamente seleccionados.
Es imposible llegar a una regla universal aquí, pero si constantemente piensa en la persona mítica que mira por encima del hombro tratando de entender el circuito a partir del esquema que está dibujando, probablemente lo haga bien. Debería intentar ayudar a las personas a comprender el circuito fácilmente, no hacer que lo descubran a pesar del esquema.
Diseño para papel de tamaño normal.
Los días en que los ingenieros eléctricos tenían mesas de dibujo y se preparaban para trabajar con dibujos en tamaño D han quedado atrás. La mayoría de las personas solo tienen acceso a impresoras normales de tamaño de página, como para papel de 8 1/2 x 11 pulgadas aquí en los EE. UU. El tamaño exacto es un poco diferente en todo el mundo, pero son más o menos lo que puedes sostener fácilmente frente a ti o colocar en tu escritorio. Hay una razón por la cual este tamaño evolucionó como estándar. Manejar papel más grande es una molestia. No hay espacio en el escritorio, termina solapando el teclado, empuja las cosas fuera de su escritorio cuando lo mueve, etc.
El punto es diseñar su esquema para que las hojas individuales se puedan leer bien en una sola página normal y en la pantalla aproximadamente del mismo tamaño. Actualmente, el tamaño de pantalla común más grande es 1920 x 1080. Tener que desplazar una página con esa resolución para ver los detalles necesarios es molesto.
Si eso significa usar más páginas, adelante. Puede pasar las páginas de un lado a otro con solo presionar un botón en Acrobat Reader. Pasar páginas es preferible a desplazar un dibujo grande o tratar con papel descomunal. También encuentro que una página normal con detalles razonables es de buen tamaño para mostrar un subcircuito. Piense en páginas en esquemas como párrafos en una narración. Romper un esquema en secciones etiquetadas individualmente por páginas en realidad puede ayudar a la legibilidad si se hace correctamente. Por ejemplo, puede tener una página para la sección de entrada de alimentación, las conexiones inmediatas del microcontrolador, las entradas analógicas, las salidas de alimentación del variador de puente H, la interfaz de Ethernet, etc. Es realmente útil dividir el esquema de esta manera, incluso si hubiera nada que ver con el tamaño del dibujo.
Aquí hay una pequeña sección de un esquema que recibí. Esto es de una captura de pantalla que muestra una sola página del esquema maximizado en Acrobat Reader en una pantalla de 1920 x 1200.
En este caso, me pagaban en parte por mirar este esquema, así que lo aguanté, aunque probablemente utilicé más tiempo y, por lo tanto, le cobré más dinero al cliente que si hubiera sido más fácil trabajar con el esquema. Si esto fuera de alguien que busca ayuda gratuita como en este sitio web, habría pensado en atornillar esto y responder a la pregunta de otra persona.
Etiquetar redes clave
Los programas de captura esquemática generalmente le permiten dar a las redes nombres muy legibles. Es probable que todas las redes tengan nombres dentro del software, solo que por defecto tienen algunos gobbledygook a menos que los establezca explícitamente.
Si una red se divide en segmentos visualmente desconectados, entonces absolutamente debe informar a las personas que las dos redes aparentemente desconectadas son realmente lo mismo. Los diferentes paquetes tienen diferentes formas integradas para mostrar eso. Use lo que funcione con el software que tiene, pero en cualquier caso, asigne un nombre a la red y muestre ese nombre en cada segmento dibujado por separado. Piense en eso como el mínimo común denominador o usando "cables aéreos" en un esquema. Si su software lo admite y cree que ayuda con claridad, utilice todos los pequeños marcadores de "punto de salto" o lo que sea. A veces, estos incluso le dan la hoja y las coordenadas de uno o más puntos de salto correspondientes. Eso es todo genial, pero etiquete cualquier red de todos modos.
El punto importante es que las cadenas de nombres pequeños para estas redes se derivan automáticamente del nombre de la red interna por el software. Nunca los dibuje manualmente como texto arbitrario que el software no entiende como el nombre neto. Si alguna vez se desconectan secciones separadas de la red o se renombran por separado por accidente, el software lo mostrará automáticamente ya que el nombre que se muestra proviene del nombre real de la red, no es algo que escriba por separado. Esto es muy parecido a una variable en un lenguaje de computadora. Usted sabe que los usos múltiples del símbolo de la variable se refieren a la misma variable.
Otra buena razón para los nombres netos son los comentarios cortos. A veces nombro y luego muestro los nombres de las redes solo para dar una idea rápida de cuál es el propósito de esa red. Por ejemplo, ver que una red se llama "5V" o "MISO" podría ayudar mucho a comprender el circuito. Muchas redes cortas no necesitan un nombre o una aclaración, y agregar nombres dañaría más debido al desorden de lo que iluminarían. Nuevamente, todo el punto es la claridad. Muestre un nombre neto significativo cuando ayude a comprender el circuito, y no lo haga cuando sería más molesto que útil.
Mantenga los nombres razonablemente cortos
El hecho de que su software le permita ingresar nombres de red de 32 o 64 caracteres, no significa que deba hacerlo. Nuevamente, el punto es sobre la claridad. Sin nombres no hay información, pero muchos nombres largos son desorden, lo que disminuye la claridad. En algún punto intermedio hay una buena compensación. No se vuelva tonto y escriba "Reloj de 8 MHz en mi PIC", cuando simplemente "CLOCK", "CLK" u "8MHZ" transmitan la misma información.
Consulte este estándar ANSI / IEEE para ver las abreviaturas recomendadas de los nombres de los pines.
Nombres de símbolos en mayúscula
Use mayúsculas para nombres de red y nombres de pin. Los nombres de pin casi siempre se muestran en mayúscula en hojas de datos y esquemas. Varios programas esquemáticos, incluido Eagle, ni siquiera permiten nombres en minúsculas. Una ventaja de esto, que también es útil cuando los nombres no son demasiado largos, es que se destacan en el texto normal. Si escribe comentarios reales en el esquema, escríbalos siempre en mayúsculas, pero asegúrese de escribir en mayúsculas los nombres de los símbolos para dejar en claro que son nombres de símbolos y no parte de su narrativa. Por ejemplo, "La señal de entrada TEST1 se pone alta para encender Q1, lo que restablece el procesador al hacer que MCLR esté bajo". . En este caso, es obvio que TEST1, Q1 y MCLR se refieren a nombres en el esquema y no son parte de las palabras que está utilizando en la descripción.
Mostrar tapas de desacoplamiento por parte
Las tapas de desacoplamiento deben estar físicamente cerca de la parte que están desacoplando debido a su propósito y física básica. Muéstrales de esa manera. A veces he visto esquemas con un montón de tapas de desacoplamiento en una esquina. Por supuesto, estos se pueden colocar en cualquier lugar del diseño, pero al colocarlos por su IC al menos se muestra la intención de cada límite. Esto hace que sea mucho más fácil ver que al menos se pensó en el desacoplamiento adecuado, es más probable que se detecte un error en una revisión de diseño y es más probable que la tapa realmente termine donde estaba previsto cuando se realiza el diseño.
Los puntos se conectan, las cruces no
Dibuja un punto en cada cruce. Esa es la convención. No seas perezoso Cualquier software competente aplicará esto de cualquier manera, pero sorprendentemente todavía vemos esquemas sin puntos de unión aquí ocasionalmente. Es una regla No nos importa si crees que es tonto o no. Asi es como se hace.
Más o menos relacionado, trate de mantener los cruces a Ts, no cruces de 4 vías. Esta no es una regla tan difícil, pero suceden cosas. Con dos líneas cruzadas, una vertical y la otra horizontal, la única forma de saber si están conectadas es si el pequeño punto de unión está presente. En los últimos días, cuando los esquemas se fotocopiaban de forma rutinaria o se reproducían ópticamente de otro modo, los puntos de unión podían desaparecer después de unas pocas generaciones, o incluso a veces podían aparecer en cruces cuando no estaban allí originalmente. Esto es menos importante ahora que los esquemas generalmente están en una computadora, pero no es una mala idea tener mucho cuidado. La forma de hacerlo es nunca tener un cruce de 4 vías.
Si dos líneas se cruzan, entonces nunca están conectadas, incluso si después de algunos artefactos de reproducción o compresión parece que quizás haya un punto allí. Lo ideal sería que las conexiones o los cruces no fueran ambiguos sin los puntos de unión, pero en realidad, desea tener la menor posibilidad de malentendido posible. Haga todas las uniones Ts con puntos y, por lo tanto, todas las líneas de cruce son redes diferentes sin puntos.
Mire hacia atrás y podrá ver que el objetivo de todas estas reglas es hacer que sea lo más fácil posible para que otra persona entienda el circuito desde el esquema y maximizar la posibilidad de que la comprensión sea correcta.
Hay otro punto humano en esto también. Un esquema descuidado muestra falta de atención a los detalles y es irritante e insultante para cualquiera a quien le pidas que lo vea. Piénsalo. Dice a los demás "Tu agravación con este esquema no vale mi tiempo para limpiarlo",
que básicamente dice "Soy más importante que tú" . Eso no es algo inteligente para decir en muchos casos, como cuando solicita ayuda gratuita aquí, mostrando su esquema a un cliente, maestro, etc.