Základní elektrický obvod: účel a zařízení, typy, příklad popisu

Požadavky na vývoj schémat a jejich implementaci stanoví GOST 2.701, GOST 2.702 (články 1-31) a doporučení popsaná v této části webu (články 32-33).

1. Schéma zapojení zobrazuje všechny elektrické prvky nebo zařízení nezbytná pro realizaci a řízení zavedených elektrických procesů ve výrobku, všechna elektrická spojení mezi nimi a také elektrické prvky (konektory, svorky atd.), které ukončují vstup a výstupní obvody.
2. Schéma může z konstrukčních důvodů znázorňovat spojovací a montážní prvky instalované ve výrobku.
3. Obvody se provádějí pro produkty ve vypnuté poloze. V technicky odůvodněných případech je povoleno zobrazení jednotlivých prvků diagramu ve zvolené pracovní poloze s uvedením v poli diagramu pro režim, pro který jsou tyto prvky zobrazeny.
4. Prvky a zařízení, jejichž UGO (symbolický grafický obraz) jsou stanoveny v normách ESKD, jsou ve schématu znázorněny ve formě těchto UGO. Je třeba poznamenat, že pokud UGO není stanoveno standardy, pak vývojář provede UGO na okrajích diagramu a poskytuje vysvětlení.
5. Prvky nebo zařízení, které jsou ve výrobku částečně použity, mohou být na schématu zobrazeny neúplně, což omezuje obrázek pouze na použité části nebo prvky.
6. Každý prvek a (nebo) zařízení, které má nezávislé schéma zapojení a je považováno za prvek obsažený v produktu a zobrazený ve schématu, musí mít označení (označení polohy) v souladu s GOST 2.710. Doporučuje se, aby zařízení, která nemají nezávislá schémata zapojení a funkční skupiny, byla označena v souladu s GOST 2.710.
7. Označení pozic by mělo být přiřazeno prvkům (zařízením) v rámci produktu (instalace).
8. Sériová čísla by měla být přiřazena prvkům (zařízením) počínaje jedním, v rámci skupiny prvků (zařízení), které mají v diagramu přiřazeno stejné označení pozice písmen, například R1 R2 R3 atd.
9. Sériová čísla by měla být přidělována v souladu s pořadím uspořádání prvků nebo zařízení na schématu shora dolů ve směru zleva doprava. V případě potřeby je možné změnit pořadí přidělování sériových čísel v závislosti na umístění prvků ve výrobku, směru toku signálu nebo funkční posloupnosti procesu. Při změnách schématu lze změnit pořadí přiřazování sériových čísel.
10. Označení pozic jsou umístěna na diagramu vedle UGO prvků a (nebo) zařízení na pravé straně nebo nad nimi. Je povoleno umístit označení pozice uvnitř obdélníku UGO.
11. Na schématu produktu, který obsahuje zařízení, která nemají nezávislá schémata zapojení, je povoleno přiřadit poziční označení prvkům v rámci každého zařízení. Pokud produkt obsahuje několik identických zařízení, pak by měla být prvkům v rámci těchto zařízení přiřazena označení polohy. Sériová čísla by měla být přiřazena prvkům podle pravidel stanovených v článku 8. Prvky, které nejsou součástí zařízení, mají přiřazena poziční označení počínaje jedničkou podle pravidel stanovených v odstavcích. 7-9.
12. Na schématu produktu, který zahrnuje funkční skupiny, jsou prvkům přiřazena polohová označení podle pravidel stanovených v odstavcích. 7-9, přičemž nejprve přiřadí označení prvkům, které nejsou zahrnuty ve funkčních skupinách, a poté prvkům zahrnutým ve funkčních skupinách. Pokud výrobek obsahuje několik stejných funkčních skupin, měla by se označení pozic prvků přiřazených v jedné z těchto skupin opakovat ve všech následujících skupinách. Označení funkční skupiny přiřazené v souladu s GOST 2.710 je uvedeno v blízkosti obrázku funkční skupiny (nahoře nebo vpravo).
13. Při znázornění prvku nebo zařízení na schématu v rozloženém stavu je označení polohy prvku nebo zařízení umístěno vedle každé součásti (viz obrázek 1).

Kombinovaná metoda obrazu Rozložený pohled na zařízení Obrázek 1

Každé tabulce je přiřazeno poziční označení prvku, na jehož místě je umístěna. Nad tabulkou je povoleno označit UGO kontaktu – zásuvka nebo kolík. Tabulky mohou být prováděny s mezerami. Pořadí kontaktů v tabulce je určeno pohodlím konstrukce obvodu. Je povoleno umístit tabulky s charakteristikami obvodu, pokud jsou na schématu UGO vstupní a výstupní prvky – konektory, desky atd. (viz obrázek 7).

a – tabulka umístěná na volném poli diagramu nebo na následujících listech diagramu b – tabulka umístěná poblíž obrázku konektoru Obrázek 8 V případě potřeby jsou v tabulce uvedeny charakteristiky obvodů a adresy externích připojení (viz Obrázek 8a). Pokud jsou tabulky umístěny na poli diagramu nebo na následujících listech, pak jsou jim přiřazena poziční označení konektorů, ke kterým jsou sestaveny. Ve sloupcích tabulek jsou uvedeny následující údaje: ve sloupci „Pokr. — kontaktní číslo konektoru. Čísla kontaktů jsou zapsána ve vzestupném pořadí, ve sloupci „Adresa“ – označení obvodu a (nebo) poziční označení prvků připojených ke kontaktům: ve sloupci „Obvod“ – charakteristiky obvodu, v sloupec „Externí adresa“ – adresa externího připojení; připojení ke kontaktům konektoru jsou znázorněna v odstupech (viz obrázek 9).

Poznámky: – tečky spojené čárkovanou čarou s konektorem označují připojení k odpovídajícím kontaktům tohoto konektoru; v případě potřeby se charakteristiky obvodů umístí na volné pole schématu nad pokračováním propojovacích čar.

Když je elektrická komunikační linka přerušena, měl by být název obvodu (zobrazený pomocí příkazu Place->Port) zobrazen, jak je znázorněno na obrázku 13, a musí splňovat následující pravidla: – název obvodu by měl být zobrazen pomocí primitivum „port“ ve fontu nabízeném programem ve výchozím nastavení; — v závorce je uvedeno číslo listu, na který nebo ze kterého tento vodič pochází. Pokud jsou adresované obvody na jednom listu, číslo listu se neuvádí; — text názvu obvodu musí být umístěn vlevo od vodiče (v případě přerušení svislého segmentu) nebo nad vodičem (v případě přerušení vodorovného segmentu); — nápis označující adresu přílohy a číslo listu musí být zobrazen pomocí primitiva „text“ ve stylu textu „Text“; — nápis musí být umístěn na straně přerušení vodiče, musí být zarovnán s jeho středem a musí mít kotevní bod co nejblíže k němu; — pro „zemní“ a „silové“ obvody nejsou adresy připojení uvedeny. Když je skupinová komunikační linka přerušena, její číslo by se mělo zobrazit, jak je znázorněno na obrázku 13 a v souladu s pravidly popsanými níže:

— číslo listu, na který nebo ze kterého tato skupinová komunikační linka přichází, je uvedeno v závorce, pokud jsou adresované skupinové komunikační linky na stejném listu, číslo listu se neuvádí; — číslo skupinové komunikační linky by mělo být zobrazeno pomocí primitiva „text“ ve stylu textu „Text“; — text čísla řádku skupinové komunikace by měl být umístěn na straně jeho zlomu a měl by být zarovnán se středem, být od něj vzdálen ve vzdálenosti 2 až 2,5 mm, kotevní bod textu by měl být na stejném řádku jako komunikační linku skupiny a být k ní co nejblíže; Když poslední vodič vstoupí do skupinové komunikační linky, jsou povoleny možnosti vstupu zobrazené na obrázku 14.

Nejdůležitějším dokumentem popisujícím činnost konkrétního zařízení je schéma elektrického obvodu. Sestavuje se ve fázi návrhu a teprve později se na jeho základě sestavuje zařízení nebo systém. Toto schéma se provádí podle zavedených norem ve formě výkresu. Pochopení toho, co a jak je na něm zobrazeno, je snadné pochopit princip fungování konstrukce a v případě potřeby provést opravy nebo modernizaci.

Koncepce a účel

Pro standardizaci a univerzalizaci označení různých rádiových součástek a elektrických zařízení byla zavedena norma pro jejich znázornění na schématech, která umožnila celkem jasně odlišit jednotky. Díky tomu bylo možné je podepsat nejen písmenem po písmenu, ale také graficky.

Uvádějí to standardizovaná pravidla diagram je graficky zpracovaný dokument, která používá symboly a grafické obrázky k reprezentaci částí produktu a spojení mezi nimi. V závislosti na typu prvků obsažených v zobrazeném produktu jsou schémata rozdělena do následujících typů: elektrické, hydraulické, kinematické a pneumatické.

Obvykle se také dělí podle účelu. Mohou být:

1. Strukturální – znázorněno ve formě blokového diagramu označujícího klíčové uzly s podmíněně provedenými spojeními.
2. Montáž (tištěná) – označují přesné umístění dílů s rozložením jejich správného spojení. Ve vztahu k elektrickým sítím, například elektroinstalace v domě, jsou znázorněny všechny místnosti, ve kterých jsou zobrazeny elektrické body, jak je k nim připojen elektrický kabel.
3. Základní – všechny části, kontakty a elektrická připojení jsou na nich podmíněně vyznačeny.
4. Kombinované – obvykle obsahují na jednom listu základní a montážní elektrická schémata.

Je třeba poznamenat, že při návrhu výrobku nebo elektrického systému se nejprve vytvoří blokové schéma, poté schéma a na něm založené schéma montáže. Ale v amatérském rádiu, abychom pochopili, jak zařízení funguje, se vše často děje naopak.

Soubor obrázků elektrických částí a zařízení na jednom dokumentu s vyznačením jejich vzájemného umístění se tedy nazývá elektrický obvod. Základní schéma definuje kompletní složení elektrických prvků a zapojení zahrnutých v návrhu jakéhokoli produktu.

Vyvinuté výkresy s diagramem jsou určeny ke studiu principu činnosti zařízení nebo elektrického systému. Často se používají při preventivních a opravárenských pracích. Možnost čtení a kreslení diagramu značně zjednodušuje vysvětlení a účel použitého prvku při provozu jakéhokoli zařízení.

Označení standard

Pro zjednodušení označení byla zavedena řada mezistátních průmyslových standardů (GOST). Dříve se jim na území bývalého SSSR říkalo státní. Ale po zhroucení a vytvoření Společenství nezávislých států byly přejmenovány při zachování zkratky. Za základní normu se tedy považuje GOST 2.702-2011 „Jednotný systém projektové dokumentace (ESKD). Pravidla pro provádění elektrických obvodů.” Týká se všech elektrických obvodů stávajících a vyvíjených výrobků, jakož i různých energetických struktur. Na základě následujících GOST:

Tato dokumentace poskytuje komplexní popis typů produktů a fází vývoje. Hlavní ustanovení pro provádění elektrických obvodů (GOST 2.702-75 ESKD) a konvenční grafická a písmenná označení na nich (GOST 2.710-81, GOST 2.709-89, GOST 2.721-74) se posuzují samostatně.

GOST 2.701-2008 tedy poskytuje definice často používaných termínů:

• komunikační vedení – segment spojující části obvodu nebo s ním konvenčně znázorněnou část a označující elektrické spojení;
• poziční označení – povinné přiřazení každé části nebo jednotce informace obsahující sériové číslo, název a parametr, který ji charakterizuje;
• instalace – konvenční název pro objekt v energetických strukturách;
• zařízení – spojení částí a spojů, které tvoří konstrukci;
• funkční skupina – kombinace částí pro určitý účel;
• funkční řetězec – soubor prvků nebo funkčních skupin, spojených komunikačními linkami a tvořících kanál nebo cestu pro realizaci konkrétního cíle;
• prvek – nedílná součást obvodu, která plní specifickou funkci v provedení, které nelze rozdělit na části, vyznačující se vlastním účelem a jedinečným označením.

Bude vás zajímat tento Digitální přístrojový multimetr a měření multitesterem

Rovněž se uvádí, že elektrické schéma je dokument, který obsahuje konvenční obrázky a označení součástí výrobku, které pracují s využitím elektrické energie a vzájemného propojení. Tyto plány lze navíc realizovat v papírové i elektronické podobě.

Požadavky na vypracování diagramů

Podstata sestavení základního plánu spočívá v jasnosti konceptu procesů probíhajících v produktu. Proto je hlavním požadavkem na to co nejpohodlnější čtení obrazu. Toho je dosaženo dodržováním následujících doporučení:

1. Celý plán je rozdělen do určitých funkčních skupin, jejichž složení je určeno souborem prvků, které tvoří jeden nebo druhý mezilehlý nebo konečný signál. Jinými slovy, na výstupu této skupiny musí být vytvořena řídicí hodnota, například úroveň napětí, přechodový proces, přičemž části podílející se na jejím získání jsou seskupeny blízko sebe.
2. Prvky jsou uspořádány tak, aby jejich spojovací řetězy nerušily plán. Spojovací čáry by měly být bez ostrých ohybů a s co nejmenším počtem křižovatek. V tomto případě by měly být prvky nakresleny v souladu s jejich typickými polohami.
3. Skupiny, které spolu souvisí, jsou uspořádány postupně zleva doprava nebo shora dolů. Navíc musí odpovídat strukturálnímu obrazu.
4. Kolem hlavního schématu jsou nakresleny méně důležité jednotky, bez kterých je možný běžný provoz výrobku, např. světelná indikace, záložní jednotka a také vazby mezi nimi.
5. Stavy nakreslených prvků odpovídají poloze, ve které se nacházejí, když je napájení vypnuto.
6. Rozměry nakreslených prvků musí odpovídat proporcím stanoveným v normalizačních dokumentech. Připojovací vedení jsou podmíněná a nemusí odpovídat skutečnému umístění vodičů.

Tento přístup ke kreslení elektrických schematických plánů umožňuje pohodlné uspořádání grafických prvků, což vede k lepšímu celkovému vnímání.

Aby byl diagram kompaktní, byly zavedeny normy, které pomohou optimalizovat výkres. Vzdálenost od bodu připojení nebo průsečíku k výkresu prvku je tedy 5 mm, mezera mezi obrysy dílů je 8-10 mm pro horizontální provedení a 12-15 mm pro vertikální provedení. Bloky jsou umístěny ve vzdálenosti od sebe asi 20-40 mm. Je však třeba chápat, že tato ustanovení mají poradní charakter, a pokud se vzhledem ke specifikům zařízení ukáží vzdálenosti odlišné, pak je jejich snížení a zavedení ohybů považováno za nevhodné.

Prvky obvodu

Jakýkoli elektrický obvod se skládá ze sady připojení a částí. Obvykle se často dělí na primární část a sekundární část. V radioelektronice zahrnuje primární obvod výkonovou část a sekundární obvod výkonnou část. V elektrotechnice k tomuto dělení dochází podle velikosti napětí.

Obvody hlavního obvodu tedy zahrnují prvky podílející se na výrobě a přeměně hlavního toku elektrické energie. Jejich prostřednictvím se signál dostává do elektrického zařízení koncového napájecího systému. Sekundární elektrické obvody zahrnují úseky, kde výkon obvykle nepřesahuje jeden kilowatt. Jsou určeny ke sledování, měření nebo zaznamenávání spotřeby energie., kontrola provozu zařízení.

Všechny prvky, které tvoří výkres, jsou obvykle rozděleny do tří skupin:

• napájecí zdroje a generátory signálů;
• měniče energie, což jsou nejčastěji přijímače;
• prvky, které zajišťují přenos elektřiny mezi částmi okruhu, tedy od zdroje energie ke konečnému spotřebiteli.

Úseky, kterými procházejí stejné proudy, se nazývají větve a místo, kde se dvě nebo více větví spojují, se nazývá uzel. V závislosti na počtu uzavřených okruhů ve schématu se plány nazývají jedno- a víceokruhové. Všechny části, které tvoří schéma, jsou označeny značkami. Obvykle se dělí na elektrické a elektronické.

Bude vás zajímat toto Zařízení, princip činnosti a použití superkondenzátoru

Principy obrazu

Systém označení se provádí v souladu s přijatými doporučeními GOST. Koncové svorky jednoho prvku jsou označeny čísly nebo písmenným označením označujícím jeho svorky. Číslování začíná od bodu označeného menším číslem.

Pokud je na schématu zapojení nakreslena skupina identických prvků, jsou jejich svorky označeny takto:

• před číslem je nakresleno písmeno, které označuje charakteristiku nebo fázi prvku, například C – kondenzátor, T – tranzistor, U, V, W – fáze v třífázovém obvodu;
• u stejných částí nebo různých výstupů jednoho prvku, například mikroobvodu nebo odporové skříně, jsou jejich výstupy označeny dvěma čísly oddělenými tečkou;
• Celá skupina je ohraničena tečkovanou čarou, která označuje uzel.

Diagramy lze provádět ve víceřádkovém i jednořádkovém formátu. Vývody částí nebo součástí, které se neúčastní toku proudu, jsou označeny kratší než kontakty použitých prvků. Různé obvody jsou odděleny podle funkčnosti tloušťkou čáry. Ale na plánu se nedoporučuje používat více než tři tloušťky.

Pro zjednodušení obvodu je povoleno spojovat elektricky nezapojené obvody do skupinové komunikační linky, ale při přechodu na detaily je každá linka přidělena samostatně. Pokud je konektor rozvětvený, je na něm uvedeno číslo, ale ne méně než dvakrát.

Diagram také ukazuje:

• označení funkční skupiny;
• zjednodušený obrázek elektronického nebo elektrického zařízení ve tvaru obdélníku, uprostřed kterého je umístěno jeho označení, číslo na schématu zapojení, název a třída.

Označení jsou uvedena nad umístěním prvků nebo s jejich mírným posunem doprava, ve volných plochách a bez průniku s jinými konvenčními označeními. V tomto případě může výkres uvádět názvy připojení konce úseku nebo začátku.

Společné znaky

Pokud otevřete GOST nebo referenční knihu radioamatéra, zjistíte, že existuje více než několik stovek konvenčních grafických symbolů. A to není překvapivé, protože kromě mnoha rádiových komponent a jejich podtypů existují obrázky spínacích zařízení, různé typy vodičů a kabelů a typy signálů.

Jejich podrobné označení tedy zabere několik listů, ale pro příklad a pochopení přístupu k provádění obrázků je nutné uvést nejběžnější symboly, které lze nalézt téměř v každém popisu elektrického obvodu.

Klíčové radioelementy jsou tedy označeny takto:

Grafické označení do jisté míry zdůrazňuje funkční účel konkrétního elektronického zařízení. Indukčnost je provedena ve formě závitů cívky, kondenzátor – paralelní vedení, s důrazem na použití desek a dielektrické vrstvy. Šipky použité na výkresech ukazují směr toku proudu nebo přeměněné energie.

Výjimkou nejsou ani symboly používané k označení prvků elektrického vedení. Jsou také standardizované. Pro znalého člověka není těžké pochopit, jak je schéma zapojení strukturováno a z jakých částí se skládá. Obsah štítů má navíc také své označení. Automatické spínače a proudové chrániče jsou tedy znázorněny jako skupina spínacích kontaktů s písmenným kódem.

Pro znázornění různých tvarů a polarit elektrických signálů se k zobrazení jejich vzhledu používají jednoduché čáry. Například konstantní signál je nakreslen jako přímka, zatímco signál s proměnnou frekvencí je nakreslen jako vlnovka. Vysoká frekvence – tři vlnité pruhy umístěné pod sebou. Obdélníkový impuls nebo impuls s ostrým úhlem, v tomto pořadí, obdélník (písmeno P) nebo trojúhelník bez základny.

Značný význam v označení je kladen na vodiče, kabely a stínění. Na obrázku je zejména vyznačeno úplné nebo částečné stínění vodiče, jeho spojení se zemí, odbočení a spojení. Samotné ikony mohou být vyrobeny v různých barvách, aby bylo snazší vizuálně vnímat, do které skupiny konektory patří.

Čtení dokumentu

Znalost toho, jaké symboly existují, a pochopení toho, co znamenají, usnadní čtení a pochopení jakéhokoli schématu zapojení. Protože schéma zapojení není nic jiného než grafické znázornění všech prvků obsažených v zařízení s připojovacími vodiči. Je to hlavní dokument při vývoji jakéhokoli systému elektrického obvodu nebo elektronického zařízení. Proto by ji měl umět přečíst i začínající elektrikář nebo radioamatér. Právě správné porozumění kresbě pomáhá zvládnout základy designu a řemeslníkům rychle a efektivně opravit poškození.

Bude vás zajímat tento termočlánek, jeho typy a princip fungování

Nejprve jsou studovány prvky, které tvoří produkt nebo systém. Diagram ukazuje hlavní součásti a jejich účel. Každý uzel je studován samostatně. Pokud schéma nemá doprovodné vysvětlivky popisující jeho fungování, princip jeho fungování je chápán nezávisle na nakreslených detailech. K tomuto účelu se používají referenční knihy nebo datové listy vydané výrobci komponent. Obvykle podrobně uvádějí, jak lze jejich prvek použít v elektrickém obvodu, s jeho typy připojení a parametry.

Za druhé, pozornost je věnována objasňujícím informacím uvedeným vedle každého prvku a klíčových bodů diagramu. Díky němu bude snadné určit, která část je v tomto místě použita nebo jak se změní signál po projetí určitého uzlu.

Například bipolární tranzistor má alespoň tři vývody. V tomto případě se pro určení jeho připojení k elektrickým spojům používá písmenné označení základny prvku. Pokud je typ dílu nejasný, měli byste věnovat pozornost jeho názvu a sériovému číslu ve schématu. Po zapamatování této informace je možné prvek identifikovat pomocí specifikace. Toto je samostatný dokument nebo tabulka uvedená vedle schématu, která obsahuje seznam všech součástí použitých ke konstrukci zařízení nebo obvodu.

Vlastní čtení diagramu probíhá zleva doprava a začíná od místa, kde je vstupní signál přiváděn do zařízení. Dále je sledována cesta jeho průchodu elektrickými spoji až k výstupu z produktu nebo systému.

Popis Příklad

Pokud máte málo zkušeností s prací s elektrickými obvody, má smysl začít se učit s jednoduchými obvody. Můžete je vymyslet sami a postupně zvyšovat funkčnost. Například klasický obvod analogového zdroje se stabilizovaným výstupním napětím:

1. ~ 220 V je napětí dodávané do obvodu ve voltech.
2. 5…14 V je potenciální rozdíl, který lze získat na výstupu zařízení.
3. + — odpovídá přímému směru toku proudu.
4. — — označuje cestu zpětného proudu.
5. T — transformátor s uzemněným vinutím.
6. S1 — spínací tlačítko 220 V.
7. VDS1 je diodový můstek.
8. KR142EN5A – stabilizační mikroobvod.
9. R2 je nastavitelný odpor.
10. VT3, VT4 — výstupní tranzistory.

Všechny ostatní prvky hrají vedlejší roli, ale jsou také důležité pro zajištění stabilního výstupního signálu. Jak je patrné ze schématu, napájecí napětí ze sítě 220 V střídavého proudu přes pojistku 5 A a tlačítko S1 jde do transformátoru. Z něj jde signál do diodového můstku sestaveného ze čtyř usměrňovačů. Na jeho výstupu se vytvoří konstantní napětí požadované hodnoty, přičemž parazitní proměnná složka je odstraněna pomocí kondenzátorů C1 a C2.

Podle datasheetu vytváří stabilizátor VR1 na výstupu stabilní amplitudu napětí rovnou pěti voltům. Aby to bylo možné změnit, byla zavedena elektrická zpětná vazba. To znamená, že jeho výstup č. 8 je připojen přes řízený odpor k mínus obvodu (země). To umožňuje změnu hodnoty signálu na výstupu mikroobvodu změnou jeho odporu. Tranzistory připojené k výstupu svými bázemi nejsou ničím jiným než emitorovými sledovači, což umožňuje zvýšení výkonu zdroje energie.

Pro správné vnímání diagramu je důležité nejen porozumět symbolům, ale také porozumět účelu různých elektronických a radiotechnických prvků. Pak bude možné bez větších potíží určit typ a tvar signálu v kterémkoli místě schématu zapojení, což pomůže při opravě nebo vylepšení elektrického zařízení nebo obvodu.

Pomohl článek? Hodnotit