3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Создание электрических схем

Урок 7. Основы составления электрических схем

Здравствуйте, друзья! Сегодня мы рассмотрим один из этапов проектирования электрических устройств – составление электрических схем. Однако рассматривать их мы будем очень поверхностно, поскольку многое из того, что необходимо для проектирования, нам еще неизвестно, а минимальные знания уже необходимы. Тем не менее, эти начальные знания помогут нам в дальнейшем при чтении и составлении электрических схем. Тема довольно скучная, но правила есть правила и их необходимо соблюдать. Итак…

Что же такое электрическая схема? Какие они бывают? Зачем нужны? Как их составлять и как их читать? Начнем с того, какие же вообще схемы существуют. Для того, чтобы унифицировать составление технической документации (а схемы есть ни что иное, как часть этой документации) в нашей стране, Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 29 августа 1984 г. № 3038 был введен Государственный Стандарт (ГОСТ) «Единая система конструкторской документации. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению», иначе именуемый ГОСТ 2.701-84, которому должны подчиняться любые схемы, выполненные вручную или автоматизированным способом, изделий всех отраслей промышленности, а также электрические схемы энергетических сооружений (электрических станций, электрооборудования промышленных предприятий и т. п.). Этим документом определены следующие виды схем:

  • электрические;
  • гидравлические;
  • пневматические;
  • газовые (кроме пневматических);
  • кинематические;
  • вакуумные;
  • оптические;
  • энергетические;
  • деления;
  • комбинированные.

Нас в первую очередь будет интересовать самый первый пункт – электрические схемы, которые составляются для электрических устройств. Однако ГОСТ определено так же несколько типов схем в зависимости от основного назначения:

  • структурные;
  • функциональные;
  • принципиальные (полные);
  • соединений (монтажные);
  • подключения;
  • общие;
  • расположения;
  • объединенные.

Сегодня мы рассмотрим электрические принципиальные схемы и основные правила их составления. Остальные виды схем имеет смысл рассматривать после того, как будут изучены электрические компоненты, и обучение подойдет к этапу проектирования сложных устройств и систем, тогда другие виды схем будут иметь смысл. Что же такое электрическая принципиальная схема и зачем она нужна? Согласно ГОСТ 2.701-84 схема принципиальная – схема, определяющая полный состав элементов и связей между ними и, как правило, дающая детальное представление о принципах работы изделия (установки). Такие схемы, например, поставлялись в документации к старым советским телевизорам. Это были огромные листы бумаги формата А2 или даже А1, на которых указывались абсолютно все составляющие телевизора. Наличие такой схемы существенно облегчало процесс ремонта. Сейчас такие схемы практически не поставляются с электронными приборами, потому как продавец надеется, что пользователю проще будет выкинуть прибор, чем его ремонтировать. Такой вот маркетинговый ход! Но это уже тема для отдельного разговора. Итак, принципиальная схема устройства необходима, во-первых, для того, чтобы иметь представление о том, какие элементы входят в состав устройства, во-вторых, как эти элементы соединены между собой и, в-третьих, какие характеристики имеют эти элементы. Так же, согласно ГОСТ 2.701-84 принципиальная схема должна давать понимание принципов работы устройства. Приведем пример такой схемы:

Рисунок 7.1 – Усилительный каскад на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, с термостабилизацией рабочей точки. Схема электрическая принципиальная

Однако перед нами встаёт небольшая проблема: а никаких, собственно, электронных элементов мы и не знаем… Что, например, за прямоугольники или параллельные черточки нарисованы на рисунке 7.1? Что обозначают надписи C2, R4, +Eпит? Рассмотрение электронных компонентов мы начнём через урок и постепенно узнаем основные характеристики каждого из них. И обязательно изучим принцип работы этого устройства с таким страшным названием по его принципиальной схеме. Сейчас же мы изучим основные правила рисования принципиальных электрических схем. Вообще правил много, но в основном они направлены на увеличение наглядности и понятности схемы, поэтому со временем запомнятся. Знакомиться с ними будем по мере необходимости, чтобы сразу не забивать голову лишней, пока не нужной информацией. Начнём с того, что каждый электрический компонент на электрической схеме обозначается соответствующим условным графическим обозначением (УГО). УГО элементов мы будем рассматривать параллельно с самими элементами, либо вы можете сразу посмотреть их в ГОСТ 2.721 – 2.768.

Правило 1. Порядковые номера элементам (устройствам) следует присваивать, начиная с единицы, в пределах группы элементов (устройств), которым на схеме присвоено одинаковое буквенное позиционное обозначение, например, R1, R2, R3 и т.д., C1, C2, С3 и т.д. Не допускается пропуск одного или нескольких порядковых номеров на схеме.

Правило 2. Порядковые номера должны быть присвоены в соответствии с последовательностью расположения элементов или устройств на схеме сверху вниз в направлении слева направо. При необходимости допускается изменять последовательность присвоения порядковых номеров в зависимости от размещения элементов в изделии, направления прохождения сигналов или функциональной последовательности процесса.

Правило 3. Позиционные обозначения проставляют на схеме рядом с условными графическими обозначениями элементов и (или) устройств с правой стороны или над ними. Кроме того, не допускается пересечение позиционного обозначения линиями связи, УГО элемента или любыми другими надписями и линиями.

Рисунок 7.2 – К правилу 3

Правило 4. Линии связи должны состоять из горизонтальных и вертикальных отрезков и иметь наименьшее количество изломов и взаимных пересечений. В отдельных случаях допускается применять наклонные отрезки линий связи, длину которых следует по возможности ограничивать. Пересечение линий связи, которого не удаётся избежать, выполняется под углом 90°.

Правило 5. Толщина линий связи зависит от формата схемы и размеров графических обозначений и выбирается из диапазона 0.2 – 1.0мм. Рекомендуемая толщина линий связи – 0.3 – 0.4мм. В пределах схемы все линии связи должны быть изображены одинаковой толщины. Допускается использование нескольких (не более трех) различных по толщине линий связи для выделения функциональных групп в пределах изделия.

Правило 6. Условные графические обозначения элементов изображают на схеме в положении, в котором они приведены в соответствующих стандартах, или повернутыми на угол, кратный 90°, если в соответствующих стандартах отсутствуют специальные указания. Допускается условные графические обозначения поворачивать на угол, кратный 45°, или изображать зеркально повернутыми.

Правило 7. При указании около условных графических обозначений номиналов элементов (резисторов, конденсаторов) допускается применять упрощенный способ обозначения единиц измерения:

Рисунок 7.3 – К правилу 7

Правило 8. Расстояние между линиями связи, между линей связи и УГО элемента, а так же краем листа должно быть не менее 5мм.

Для начала этих восьми правил вполне достаточно, чтобы научиться правильно составлять простые электрические принципиальные схемы. В уроке 5 мы рассматривали источники питания электрических схем, в частности, «сухие» элементы и аккумуляторные батареи, а в уроке 6 была рассмотрена лампа накаливания в качестве потребителя электрической энергии. Давайте исходя из описанных выше правил попробуем составить простейшую принципиальную схему, состоящую из трех элементов: источника (аккумуляторная батарея), приемника (лампа накаливания) и выключателя. Но сначала приведем УГО этих элементов:

А теперь последовательно включим эти элементы, собрав электрическую цепь:

Рисунок 7.4 – Первая принципиальная электрическая схема

Контакт SA1 называется нормально разомкнутым контактом, потому что в изначальном положении он разомкнут и ток через него не течет. При замыкании SA1 (например, это может быть выключатель, которым мы все зажигаем дома свет) лампа HL1 загорится, подпитываясь энергией батареи GB1, и гореть она будет до тех пор, пока не разомкнется ключ SA1, либо не кончится заряд аккумулятора.
Данная схема абсолютно точно и наглядно показывает последовательность соединения элементов и тип этих элементов, что исключает ошибки при сборке устройства на практике.
На сегодня пожалуй всё, еще один ужасно скучный урок на этом закончен. До скорых встреч!

Комментарии:

  1. Евгений — 25.09.2014 11:29

А оно тебе это надо все запоминать главное не теория, а практика.

Anonim4ik — 04.04.2020 20:00

Soglasen s Evgeniem. Praktika — samoe glavnoe! Odnako bez znaniya hot’ maleyshey bazi teorii praktika — bessmislenna.

Программы для рисования электрических схем

Если вы увлекаетесь или занимаетесь профессионально электротехникой, то, наверняка, вам приходится прибегать к помощи специальных программ для рисования электрических схем. В данном наборе вы найдете все самые необходимые и популярные утилиты, с помощью которых можно создавать электрические цепи и конструировать принципиальные электросхемы.

Часть из представленных программ распространяется бесплатно, а остальные – в качестве демо-версий (имеются ограничения по функционалу и времени пользования) с возможностью дальнейшей покупки. Среди бесплатных можно выделить KiCad, которая в большей степени предназначается для изготовления печатных плат, но также функционал программы предусматривает возможность создания электрических схем любой сложности. Также стоит упомянуть про широкопрофильную программу Fritzing, которая тоже распространяется бесплатно и предлагает набор удобных инструментов для черчения электросхем. Среди платных утилит безоговорочным лидером считается sPlan, которая используется для проектирования принципиальных схем. К этой же категории программ относится и DipTrace с 2-мя встроенными модулями, один из которых отвечает за создание принципиальных схем, а другой – за разработку печатных плат.

Стоит учесть, что все утилиты из набора, за исключением sPlan, поддерживают русский язык. Также многие из них обладают функцией импортирования и экспортирования САПР-проектов.

Программы для черчения электрических схем

Под черчением подразумевается процесс создания изображений предметов с точным воспроизведением их размеров с помощью масштаба. Вычерчивание электрических схем требует соблюдения символов ГОСТ, принятых для обозначения каждого элемента.

Для создания документа на компьютере необходимо программное обеспечение — графический редактор, который преобразует манипуляции пользователя ПК на устройстве ввода информации в чертеж. Созданный документ может сохраняться в электронном виде файлом и/или распечатываться на бумаге в определенном формате.

Вычерчивать электрические схемы можно любым доступным графическим редактором. Однако, приспособленные для этих целей специальные программы значительно облегчают рутинную работу, позволяют пользоваться уже подготовленными заготовками различных элементов из библиотеки, быстро вставлять их в нужное место, удобно редактировать.

Начинающему пользователю следует представлять, что чертежные программы могут поставляться и работать:

Во втором варианте функциональные возможности программного обеспечения значительно расширены. Кроме того, за последнее десятилетие среди платных программ в среде инженеров проектировщиков пользуются популярностью целые системы автоматизированного проектирования САПР. Они не только автоматизируют работу, но и выполняют ее очень точно. За счет этого имеют высокую стоимость.

Однако среди САПР стали появляться программы, которые поставляются бесплатно. Их функционал, конечно, немного ограничен, но позволяет создавать качественные электрические схемы на начальном и среднем уровне проектирования.

Программа КОМПАС-3D

Это известная разработка Российских программистов компании АСКОН позволяет вычерчивать схемы в одной плоскости или заниматься 3D моделированием. Ею пользуются студенты, преподаватели и инженеры во многих странах. У программы понятный интерфейс и удобный для черчения набор инструментов.

Для использования различными специалистами графический редактор пополняется дополнительными модулями. Комплект разработок для создания электрических схем имеет большую библиотеку.

Программа работает в прямоугольных декартовых координатах, используя линейные размеры в миллиметрах и угловые в градусах. Справочный материал, встроенный в программу, хорошо изложен и позволяет самостоятельно разобраться во всех возникающих вопросах.

Компас 3D распространяется на платной основе, но производители предоставляют любому желающему возможность оценить работу программы бесплатно в течение месяца. С этой целью можно скачать демоверсию, которая имеет небольшие ограничения.

AutoCAD

Программа знаменитой компании Autodesk постоянно совершенствуется уже около 30 лет, считается наиболее функциональной для выполнения сложных проектных работ. Встроенная в графический редактор, помощь подробно объясняет особенности алгоритмов. Однако информации много, а самостоятельно осваивать ее сложно.

Лучше всего для освоения черчения в ней пользоваться консультациями опытного наставника. Даже с его помощью для полного освоения всего функционала потребуется не один месяц кропотливой работы, но для разработки электрических схем осваивать 3D формат не нужно.

Особенность программы — использование для вычислений полярной системы координат и работа с векторами. При вычерчивании для удобства пользователя информация выводится в прямоугольной декартовой системе. Это позволяет определять местоположение точки в двух системах измерений.

Кроме использования информации из обширной библиотеки, можно создать часто вводимые изображения объектов в виде макросов, назначить под них горячие клавиши, а при выводе их на монитор использовать привязку к объекту. Это значительно ускоряет процесс черчения.

Программа имеет многочисленные настройки, которые требуют в начале подробного изучения, но в дальнейшем сильно облегчают работу.

Довольно часто развернутые электрические схемы на бумажном носителе занимают большие габариты. Автокад позволяет создавать чертежи на листах разного размера. Если раньше для распечатки требовался плоттер, то сейчас можно обходиться обыкновенным принтером. В программе реализована возможность деления чертежа на составные части и печати их на листы бумаги формата А4 с последующей склейкой по границам.

Программа Microsoft Visio

Название продукта говорит о принадлежности платного графического редактора к компании, занимающей ведущее место по разработке программного обеспечения. Здесь имеются большие возможности для создания диаграмм, схем и связи их с данными.

Пользователям программ Майкрософт хорошо знаком этот интерфейс. Для вычерчивания электрических схем созданы и помещены в доступную библиотеку специальные шаблоны по различным темам.

Большое количество инструментов сформировано по группам и удобно настраивается под конкретные условия чертежа.

Microsoft Visio работает в прямоугольных координатах и совместима с Word. Поэтому в ней можно создавать графические элементы для вставки в текстовые документы. Это удобно использовать при написании инструкций с целью наглядного пояснения излагаемого материала схемами и диаграммами. Обратная вставка текстов и объектов, созданных в Ворд, также выполняется через буфер памяти.

Начерченные большими размерами электрические схемы тоже можно распечатывать не на плоттере, а на принтере по частям на листах бумаги А4. Как и в Автокаде, для этого надо выставить настройки печати.

Здесь тоже можно создать часто используемые обозначения элементов в качестве шаблонов для применения их при дальнейшей работе. Программа позволяет относительно быстро чертить и рисовать.

Cущественно облегчить работу и ускорить создание качественных схем в Visio можно использую специальные дополнительные библиотеки трафаретов, предназначенные для создания электрических схем электроснабжения, современных устройств электроавтоматики, электропривода и управления. С помощью таких библиотек компонентов очень легко создавать профессиональные схемы в соответствии со стандартами.

Такие комплекты для черчения электрических схем будет полезен в первую очередь, электротехническому персоналу, занимающемуся проектированием, монтажом, наладкой, ремонтом и обслуживанием электроустановок, а так же всем кому необходимо быстро и качественно начертить электрическую схему и оформить в соответствии с ГОСТ.

CorelDRAW Technical Suite

Очень мощная и дорогая графическая программа позволяет выполнять весьма широкий спектр работ архитекторам, дизайнерам и даже модельерам для изготовления объемных изображений. Можно ее использовать для создания электрических схем. Но при этом будут очень занижены ее возможности, что экономически не рационально.

A9CAD 2.2.1

Это тоже продукт компании Autodesk. Он во многом повторяет работу знаменитого AutoCAD, но лишен функции 3D проектирования. Распространяется бесплатно.

Интерфейс программы САПР подогнан под привычный вид программ Windows, а ее размер составляет 15,54 мегабайта. Этот графический редактор поддерживает файлы, созданные в форматах DWG и DXF, которые используются в качестве промышленных стандартов.

Язык английский. Набор инструментов довольно обширен, создан по образцу Автокад. Для редактирования изображений используется масштабирование, работа с окнами и слоями, перемещение, вставка разрывов, вращение, изменение отражения, наложение текста, цветовая палитра и другие функции и стили.

Посредством A9CAD 2.2.1 можно начинать чертить электрические схемы самостоятельно.

В интернете выложено много бесплатно распространяемых графических редакторов. Только компания Autodesk, кроме A9CAD, предлагает еще несколько дополнительных разработок. Чтобы выбрать под себя программу для черчения электрических схем следует оценить свои запросы, возможности и стоящие задачи.

Рисование электрических схем в программе Microsoft Word

Для рисования электрических схем существуют большое множество программ. В этой статье я расскажу как с помощью широко известного текстового редактора Word можно быстро нарисовать электрическую принципиальную схему. Здесь специально применяю термин «рисование электрических схем» вместо «черчение электрических схем» так как считаю, что черчение подразумевает строгое выполнение чертежа схемы согласно ГОСТу, что в описываемом методе рисования электрических схем будет не всегда удобно.

Рисование электрических схем с помощью программы Microsoft Word производится с помощью набора заранее изготовленных рисунков электрорадиоэлементов, подключаемых к шаблону документа.

Установка шаблона для рисования электрических схем.

Для того что бы приступить к работе сделаем наш текстовый редактор более удобным для рисования электрических схем. Для этого установим следующий шаблон Normal.dot.

Заходим в меню Файл – Открыть, перед нами появляется диалоговое окно изображенное на рисунке 1.

Рисунок 1. Диалоговое окно открытия документа.

Далее делаем по пунктам, отмеченным на рисунке:
1. В выпадающем списке тип документа ставим – Все шаблоны Word.
2. В окне проводника указываем путь до скачанного файла Normal.dot.
3. Выбираем файл Normal.dot.
4. Нажимаем кнопку Открыть.
Идем в пункт Надстройки главного меню, где появляется дополнительная панель инструментов шаблона Normal.dot (рисунок 2.)

Описание панели инструментов для рисования электрических схем.

Рассмотрим подробнее панель для рисования электрических схем (рисунок 2.).

Рисунок 2. Панель для рисования электрических схем.

Здесь мы видим:
1. Панель форматирования текста, абзаца, вставки специальных объектов и меню вызова утилит.
2. Стандартную панель инструментов с некоторыми дополнительными функциями.
3. Панель инструментов Схема с набором библиотек электрорадиоэлементов и вставки стандартных объектов некоторых фигур.

Думаю, стандартная панель форматирования шрифта и абзаца вопросов не создаст, поэтому затрагивать ее не буду.

Выпадающее менюСхема полностью повторяет панель Схема, последняя в свою очередь включается нажатием на пиктограмму в виде обозначения транзистора.
Выпадающее меню Шаблон позволяет вставить на лист готовые шаблоны различных рамок, выполненных согласно ГОСТа (рисунок 3.).

Рисунок 3. Мени Шаблоны.

Инструменты выпадающего меню Утилиты предназначены для печати документа в виде книги.

С помощью инструментов выпадающего меню Язык выполняется различные функции, связанные с языком документа.

Из особенностей стандартной панели инструментов следует отметить наличие кнопок:
— вызов редактора формул;
— вставка символов;
— отображения панели Схема.

Теперь перейдем к рассмотрению панели инструментов Схема (рисунок 4.).

Рисунок 4. Панель Схема.

На панели имеются следующие блоки:
1. Кнопка вызова окна привязки объектов к сетке.
2. Группа инструментов для форматирования объекта.
3. Группа инструментов вставки стандартных объектов.
4. Группа инструментов вставки объектов из библиотеки элементов.

Библиотека инструментов для рисования электрических схем состоит из наборов основных электрорадиоэлементов и представлена на рисунке 5.

Рисунок 5. Библиотека инструментов для рисования электрических схем.

Создание электрических принципиальных схем.

Тем, кто хоть немного умеет работать с программой Microsoft Word будет совсем не трудно создать электрическую схему. Необходимо только выбрать необходимый элемент в библиотеке, нажать на него и он тут же появиться в документе. Теперь только останется внесенные таким образом элементы расположить как вам необходимо на листе и соединить линиями места соединения схемы и схема готова! Не забываете пользоваться стандартными инструментами программы.

Пример создания схемы в программе Microsoft Word можно посмотреть на рисунке 6.

Рисунок 6. Пример создания схемы в программе Microsoft Word.

Достоинства и недостатки использования программы Microsoft Word для рисования электрических принципиальных схем

Достоинства:
— нет необходимости устанавливать специальные программы;
— простота создания несложных электрических схем;
— бесплатное распространение описанного шаблона;
— возможность сохранения схемы в форматах pdf, html.
Недостатки:
— сложность создания электрических схем по ГОСТу;
— при открытии файла со схемой в других версиях Word возможно нарушения форматирования документа;
— небольшой набор компонентов для рисования электрических схем.

Вывод: данный метод рисования электрических схем хорошо подойдет при оформлении не сложных схем. Например, при выполнении курсовой или дипломной работы необходимо быстро нарисовать часть схемы, какой-то каскад или узел сложной схемы. Так же можно воспользоваться текстовым редактором для рисования электрических схем при публикации статей в интернете.

Посмотрите подробное видео как рисовать электрические схемы в программе Microsoft Word:

Для тех, кому не хватает возможностей шаблона для Word предлагаю ознакомиться с шаблонами для черчения электрических схем в программе Microsoft Visio.

Комплект шаблонов содержит набор условно-графических обозначений выполненных согласно отечественному ГОСТу и позволит чертить профессионалные электрические схемы.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector