Regras e diretrizes para desenhar bons esquemas


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Existem muitos esquemas mal desenhados aqui. Algumas vezes as pessoas pediram críticas de seus esquemas. Esta questão pretende ser um repositório único de regras e diretrizes de desenho esquemático para as quais as pessoas podem apontar. A questão é

Quais são as regras e diretrizes para desenhar bons esquemas?

Nota: Trata-se dos próprios esquemas, não dos circuitos que eles representam.

Respostas:


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Um esquema é uma representação visual de um circuito. Como tal, seu objetivo é comunicar um circuito a outra pessoa. Um esquema em um programa de computador especial para esse fim também é uma descrição legível por máquina do circuito. É fácil julgar esse uso em termos absolutos. As regras formais apropriadas para descrever o circuito são seguidas e o circuito está definido corretamente ou não. Como existem regras rígidas para isso e o resultado pode ser julgado por máquina, esse não é o objetivo da discussão aqui. Esta discussão é sobre regras, diretrizes e sugestões de bons esquemas para o primeiro objetivo, que é comunicar um circuito a um humano. O bem e o mal serão julgados aqui nesse contexto.

Como um esquema é comunicar informações, um bom esquema faz isso de forma rápida, clara e com poucas chances de mal-entendidos. É necessário, mas longe de ser suficiente, que um esquema esteja correto. Se é provável que um esquema engane um observador humano, é um esquema ruim se você pode mostrar que, após decifrar devidamente, estava de fato correto. O ponto é a clareza . Um esquema tecnicamente correto, mas ofuscado, ainda é um esquema ruim.

Algumas pessoas têm suas próprias opiniões idiotas, mas aqui estão as regras (na verdade, você provavelmente notará um amplo acordo entre pessoas experientes na maioria dos pontos importantes):

  1. Use designadores de componentes

    Isso é praticamente automático em qualquer programa de captura esquemática, mas ainda vemos esquemas aqui sem eles. Se você desenhar seu esquema em um guardanapo e depois digitalizá-lo, certifique-se de adicionar designadores de componentes. Isso torna o circuito muito mais fácil de se falar. Eu pulei as perguntas quando os esquemas não tinham designadores de componentes porque eu não sentia vontade de me preocupar com o segundo resistor de 10 kΩ da esquerda pelo botão superior . É muito mais fácil dizer R1, R5, Q7, etc.

  2. Limpar o posicionamento do texto

    Os programas esquemáticos geralmente exibem nomes e valores de peças com base em uma definição genérica de peças. Isso significa que eles geralmente acabam em locais inconvenientes no esquema quando outras partes são colocadas nas proximidades. Consertá-lo. Isso faz parte do trabalho de desenhar um esquema. Alguns programas de captura esquemática tornam isso mais fácil do que outros. No Eagle, por exemplo, infelizmente, só pode haver um símbolo para uma parte. Algumas partes são comumente colocadas em diferentes orientações, horizontais e verticais no caso de resistores, por exemplo. Os diodos podem ser colocados em pelo menos 4 orientações, pois também possuem direção. O posicionamento do texto em torno de uma peça, como o designador e o valor do componente, provavelmente não funcionará em outras orientações além das originalmente desenhadas. Se você girar uma peça de material, mova o texto posteriormente para facilitar a leitura, pertence claramente a essa parte e não colide com outras partes do desenho. O texto vertical parece estúpido e dificulta a leitura do esquema.

    Faço partes redundantes separadas no Eagle que diferem apenas na orientação do símbolo e, portanto, no posicionamento do texto. Isso é mais trabalhoso, mas facilita ao desenhar um esquema. No entanto, não importa como você alcança um resultado final limpo e claro, apenas isso. Não há desculpa. Às vezes ouvimos lamentos como "Mas o CircuitBarf 0.1 não me deixa fazer isso" . Então pegue algo que faça. Além disso, o CircuitBarf 0.1 provavelmente deixa você fazer isso, só que você estava com preguiça de ler o manual para aprender como e desleixado demais para se importar. Desenhe-o (ordenadamente!) No papel e digitalize-o, se necessário. Novamente, não há desculpa.

    Por exemplo, aqui estão algumas partes com orientações diferentes. Observe como o texto está em lugares diferentes em relação às partes, para tornar as coisas organizadas e claras.

    Não deixe isso acontecer com você:

    Sim, este é realmente um pequeno trecho do que alguém colocou sobre nós aqui.

  3. Layout e fluxo básicos

    Em geral, é bom colocar tensões mais altas na parte superior, tensões mais baixas na parte inferior e fluxo lógico da esquerda para a direita. Claramente, isso não é possível o tempo todo, mas pelo menos um esforço de nível geralmente mais alto para fazer isso iluminará muito o circuito para aqueles que estão lendo seu esquema.

    Uma exceção notável a isso são os sinais de feedback. Por sua própria natureza, eles retornam "de jusante para jusante", de modo que devem ser mostrados enviando informações opostas ao fluxo principal.

    As conexões de energia devem subir para tensões positivas e até tensões negativas. Não faça isso:

    Não havia espaço para mostrar a linha descendo porque outras coisas já estavam lá. Mova isso. Você fez a bagunça, você pode desfazê-la. Há sempre uma maneira.

    Seguir essas regras faz com que subcircuitos comuns sejam desenhados de maneira semelhante na maioria das vezes. Depois de obter mais experiência na análise de esquemas, eles aparecerão para você e você apreciará isso. Se as coisas forem desenhadas de todas as formas, esses circuitos comuns parecerão visualmente diferentes todas as vezes e os outros levarão mais tempo para entender seu esquema. Que confusão é essa, por exemplo?

    Depois de decifrar, você percebe "Oh, é um amplificador de emissor comum. Por que esse #% & ^ $ @ # $% não o desenhou como um em primeiro lugar !?" :

  4. Desenhe os pinos de acordo com a função

    Mostre os pinos dos CIs em uma posição relevante para a função deles, NÃO COMO ELES ACONTECEM COM O CHIP. Tente colocar pinos positivos no topo, pinos negativos (geralmente aterramento) na parte inferior, entradas à esquerda e saídas à direita. Observe que isso se encaixa no layout esquemático geral, conforme descrito acima. Obviamente, isso nem sempre é razoável e possível. Peças de uso geral, como microcontroladores e FPGAs, possuem pinos que podem ser inseridos e gerados dependendo do uso e podem até variar em tempo de execução. Pelo menos você pode colocar os pinos dedicados de energia e terra na parte superior e inferior e, possivelmente, agrupar quaisquer pinos intimamente relacionados com funções dedicadas, como conexões de driver de cristal.

    CIs com pinos na ordem física dos pinos são difíceis de entender. Algumas pessoas usam a desculpa de que isso ajuda na depuração, mas com um pouco de reflexão você pode ver que isso não é verdade. Quando você quer ver algo com um escopo, qual é a pergunta mais comum "Quero ver o relógio, que alfinete é esse?" ou "Quero examinar o pino 5, que função é essa?" . Em alguns casos raros, convém consultar um CI e examinar todos os pinos, mas a primeira pergunta é muito mais comum.

    Os layouts físicos da ordem dos pinos ofuscam o circuito e dificultam a depuração. Não faça isso.

  5. Conexões diretas, dentro do motivo

    Passe algum tempo com a colocação, reduzindo as passagens de arame e afins. O tema recorrente aqui é a clareza . Obviamente, desenhar uma linha de conexão direta nem sempre é possível ou razoável. Obviamente, isso não pode ser feito com várias folhas, e um ninho de fios de ratos bagunçados é pior do que alguns "fios de ar" cuidadosamente escolhidos.

    É impossível criar uma regra universal aqui, mas se você pensar constantemente na pessoa mítica que olha por cima do ombro tentando entender o circuito a partir do esquema que está desenhando, provavelmente estará bem. Você deve tentar ajudar as pessoas a entenderem o circuito facilmente, não fazê-las descobrir, apesar do esquema.

  6. Design para papel de tamanho normal

    Os dias em que os engenheiros elétricos têm tabelas de desenho e estão sendo criados para trabalhar com desenhos em tamanho D já se foram. A maioria das pessoas só tem acesso a impressoras de tamanho normal, como nos papéis de 8 1/2 x 11 polegadas aqui nos EUA. O tamanho exato é um pouco diferente em todo o mundo, mas todos são aproximadamente o que você pode facilmente segurar na frente de você ou colocar em sua mesa. Há uma razão para esse tamanho ter evoluído como padrão. Manusear papel maior é um aborrecimento. Não há espaço na mesa, ele acaba se sobrepondo ao teclado, empurra coisas da mesa quando você o move, etc.

    O objetivo é projetar seu esquema para que as folhas individuais fiquem bem legíveis em uma única página normal e na tela com o mesmo tamanho. Atualmente, o maior tamanho de tela comum é 1920 x 1080. Ter que rolar uma página com essa resolução para ver os detalhes necessários é irritante.

    Se isso significa usar mais páginas, vá em frente. Você pode inverter as páginas com um único toque no Acrobat Reader. É preferível virar as páginas do que mover um desenho grande ou lidar com papel de tamanho grande. Também acho que uma página normal com detalhes razoáveis ​​é um bom tamanho para mostrar um subcircuito. Pense em páginas em esquemas como parágrafos em uma narrativa. Dividir um esquema em seções rotuladas individualmente por páginas pode realmente ajudar na legibilidade, se bem feito. Por exemplo, você pode ter uma página para a seção de entrada de energia, as conexões imediatas do microcontrolador, as entradas analógicas, as saídas de energia do inversor de ponte H, a interface Ethernet, etc. É realmente útil dividir o esquema dessa maneira, mesmo nada a ver com o tamanho do desenho.

    Aqui está uma pequena seção de um esquema que recebi. Isso é de uma captura de tela que exibe uma única página do esquema maximizada no Acrobat Reader em uma tela 1920 x 1200.

    Nesse caso, eu estava sendo pago em parte para analisar esse esquema, por isso aguentei, embora eu provavelmente tenha usado mais tempo e, portanto, cobrado ao cliente mais dinheiro do que se o esquema tivesse sido mais fácil de trabalhar. Se este era de alguém à procura de ajuda livre como neste web site, eu teria pensado em mim mesmo estragar tudo e passaram a responder à pergunta de outra pessoa.

  7. Redes de etiquetas

    Programas de captura esquemática geralmente permitem que você dê nomes bem legíveis às redes. Todas as redes provavelmente têm nomes dentro do software, apenas que eles adotam o padrão de algum código de erro, a menos que você os defina explicitamente.

    Se uma rede é dividida em segmentos visualmente desconectados, é absolutamente necessário que as pessoas saibam que as duas redes aparentemente desconectadas são realmente iguais. Pacotes diferentes têm diferentes maneiras internas de mostrar isso. Use o que funcionar com o software que você possui, mas, em qualquer caso, dê um nome à rede e mostre esse nome em cada segmento desenhado separadamente. Pense nisso como o menor denominador comum ou usando "fios de ar" em um esquema. Se o seu software suporta e você acha que ajuda com clareza, use todos os marcadores de "ponto de salto" ou qualquer outra coisa. Às vezes, eles fornecem a planilha e as coordenadas de um ou mais pontos de salto correspondentes. Isso é ótimo, mas rotule qualquer rede desse tipo.

    O ponto importante é que as pequenas cadeias de nomes dessas redes são derivadas automaticamente do nome interno da rede pelo software. Nunca desenhe-os manualmente como texto arbitrário que o software não entende como o nome da rede. Se seções separadas da rede forem desconectadas ou renomeadas separadamente por acidente, o software mostrará isso automaticamente, pois o nome mostrado vem do nome real da rede, e não de algo que você digita separadamente. Isso é muito parecido com uma variável em uma linguagem de computador. Você sabe que vários usos do símbolo da variável se referem à mesma variável.

    Outro bom motivo para nomes de rede são pequenos comentários. Às vezes, nomeio e depois mostro os nomes das redes apenas para dar uma idéia rápida de qual é o objetivo dessa rede. Por exemplo, ver que uma rede é chamada "5V" ou "MISO" pode ajudar muito na compreensão do circuito. Muitas redes curtas não precisam de um nome ou esclarecimento, e a adição de nomes prejudicaria mais devido à confusão do que iluminaria. Novamente, o ponto principal é a clareza. Mostre um nome de rede significativo quando isso ajudar a entender o circuito, e não quando isso seria mais perturbador do que útil.

  8. Mantenha nomes razoavelmente curtos

    Só porque o seu software permite inserir nomes de rede com 32 ou 64 caracteres, não significa que você deve. Novamente, o ponto é sobre clareza. Sem nomes não há informações, mas muitos nomes longos são confusos, o que diminui a clareza. Em algum lugar no meio é uma boa troca. Não fique bobo e escreva "8 MHz clock to my PIC", quando simplesmente "CLOCK", "CLK" ou "8MHZ" transmitiriam a mesma informação.

    Consulte este padrão ANSI / IEEE para obter as abreviações de nomes de pinos recomendadas.

  9. Nomes de símbolos em maiúsculas

    Use todas as letras maiúsculas para nomes de rede e nomes de pinos. Os nomes dos pinos são quase sempre mostrados em maiúsculas nas planilhas de dados e nos esquemas. Vários programas esquemáticos, inclusive o Eagle, nem permitem nomes minúsculos. Uma vantagem disso, que também é útil quando os nomes não são muito longos, é que eles se destacam no texto comum. Se você escrever comentários reais no esquema, sempre os escreva em maiúsculas e minúsculas, mas certifique-se de colocar os nomes dos símbolos em maiúsculas para deixar claro que são nomes de símbolos e não fazem parte da sua narrativa. Por exemplo, "O sinal de entrada TEST1 fica alto para ativar o Q1, que redefine o processador ao reduzir o MCLR". . Nesse caso, é óbvio que TEST1, Q1 e MCLR se referem a nomes no esquema e não fazem parte das palavras que você está usando na descrição.

  10. Mostrar os limites de dissociação da peça

    As capas de desacoplamento devem estar fisicamente próximas da parte em que estão desacopladas devido ao seu objetivo e à física básica. Mostre a eles assim. Às vezes, eu tenho visto esquemas com um monte de tampas de desacoplamento em um canto. Obviamente, eles podem ser colocados em qualquer lugar do layout, mas, ao serem colocados pelo IC, você mostra pelo menos a intenção de cada tampa. Isso torna muito mais fácil ver que pelo menos a dissociação adequada foi pensada, mais provavelmente um erro foi detectado em uma revisão de projeto e mais provável que a tampa realmente acabe para onde se destina quando o layout é feito.

  11. Pontos se conectam, cruzes não

    Desenhe um ponto em cada junção. Essa é a convenção. Não seja preguiçoso. Qualquer software competente aplicará isso de qualquer maneira, mas, surpreendentemente, ainda vemos esquemas sem pontos de junção aqui ocasionalmente. É uma regra. Não nos importamos se você pensa que é bobagem ou não. É assim que se faz.

    Relacionado, tente manter as junções com Ts, não com cruzamentos de quatro vias. Esta não é uma regra tão difícil, mas as coisas acontecem. Com duas linhas cruzando, uma vertical e a outra horizontal, a única maneira de saber se elas estão conectadas é se o pequeno ponto de junção está presente. Nos últimos dias, quando os esquemas eram rotineiramente fotocopiados ou reproduzidos opticamente, os pontos de junção podiam desaparecer após algumas gerações, ou às vezes até aparecer em cruzamentos quando não estavam lá originalmente. Isso é menos importante agora que os esquemas geralmente estão em um computador, mas não é uma má idéia ter cuidado extra. A maneira de fazer isso é nunca ter uma junção de quatro vias.

    Se duas linhas se cruzam, elas nunca são conectadas, mesmo que após alguns artefatos de reprodução ou compactação pareça que talvez haja um ponto ali. Idealmente, conexões ou cruzamentos seriam inequívocos sem pontos de junção, mas, na realidade, você deseja o mínimo de chances de entender mal possível. Faça todas as junções Ts com pontos, e todas as linhas de cruzamento são, portanto, redes diferentes sem pontos.

Olhe para trás e você pode ver que o objetivo de todas essas regras é facilitar ao máximo que alguém entenda o circuito a partir do esquema e maximizar a chance de que o entendimento esteja correto.

  • Bons esquemas mostram o circuito. Esquemas ruins fazem você decifrá-los.

Há outro ponto humano nisso também. Um esquema superficial mostra falta de atenção aos detalhes e é irritante e ofensivo para quem você pede para olhar. Pense nisso. Diz para os outros "O seu agravamento com este esquema não vale o meu tempo para limpá-lo", que está basicamente dizendo "Eu sou mais importante do que você" . Isso não é algo inteligente de se dizer em muitos casos, como quando você está pedindo ajuda gratuita aqui, mostrando seu esquema a um cliente, professor etc.

Limpeza e apresentação contam. Muito. Você é julgado pela qualidade da sua apresentação toda vez que apresenta algo, quer ache que deve ser assim ou não. Na maioria dos casos, as pessoas também não se importarão em lhe contar. Eles continuam respondendo a uma pergunta diferente, sem procurar bons pontos que possam elevar o nível da nota ou contratar alguém, etc. Quando você dá a alguém um esquema superficial (ou qualquer outro trabalho superficial de você) , a primeira coisa que eles vão pensar é "Que idiota" . Tudo o que eles pensam de você e seu trabalho será colorido por essa impressão inicial. Não seja aquele perdedor.


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Meus dez centavos: embora eu goste de usar cores para desambiguar na tela, prefiro a aparência dos esquemas monocromáticos na impressão (ou PDF). As convenções e estética evoluíram para o trabalho monocromático, e nem todo mundo tem acesso a uma impressora / fotocopiadora em cores para que as informações sobre cores sejam perdidas. Também gosto de não depender da cor (um dos meus colegas de trabalho é daltônico, o que ocasionalmente leva a incidentes divertidos que envolvem luzes de status de LED com código de cores. Então, eu me tornei muito sensível a isso).
Alexios #

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Talvez seja por causa do meu histórico de programação, mas acho que muitas vezes prefiro "fios de ar" para muitas coisas. Se eu vir dois pinos na CPU rotulados como "DATA_TO_FTDI" e "DATA_FROM_FTDI", posso dizer rapidamente que esses pinos vão para (ou pelo menos devem) os pinos RX / TX de dados no chip FTDI. Uma olhada no chip FTDI pode confirmar isso. Posso então verificar esses nomes com as definições dos pinos no dispositivo (uma vez que alguns dispositivos que se comportam como pontes de comunicação usam TX como saída (eles transmitem dados nesse pino), enquanto outros o usam como entrada (aceitando dados a serem transmitido em outro lugar).
supercat 21/03

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@supercat - O problema dos cabos de ar é que, mesmo que pareçam aparentes, você nunca pode ter certeza (sem uma pesquisa exaustiva), que encontrou em todos os lugares que eles vão. Para o seu exemplo "DATA_TO_FTDI", e se houver um LED de atividade serial nesse barramento? Ou outro dispositivo que compartilha a interface serial? Eu nunca posso ter certeza sem olhar manualmente sobre TODAS as etiquetas de rede em todo o esquema.
Connor Lobo

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Embora os fios de ar possam funcionar bem em projetos simples, assim que você tiver mais de alguns ICs ou o seu esquema aumentar para mais de uma página, ele se desfaz completamente. Além disso, é um veneno absoluto em qualquer ambiente em que você tenha várias pessoas trabalhando com os esquemas. A analogia entre os fios de ar e o GOTO é muito adequada. Ambos permitem que você fa��a atalhos, e ambos tornam o sistema resultante MUITO mais difícil de manter.
Connor Lobo

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Os esquemas da TIA encontrados em atariage.com/2600/archives/schematics_tia/index.html fazem muito uso de cabos de ar, mas não consigo imaginar que o desenho de todas as conexões com fio de ar os tornasse mais claros. Mesmo sem sistemas automatizados para encontrar conexões de rede, não consigo imaginar que desenhar todas as conexões com HΦ1 / HΦ2 ou D0-D7 ou os decodificadores de endereço de gravação na parte inferior da página 2, etc., tornaria os esquemas mais claro. Na verdade, estou bastante impressionado com esses esquemas; na verdade, eles são melhores do que muitos outros mais novos.
Supercat 21/03

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1. Mostre seu trabalho Um diagrama esquemático deve ser a documentação de um circuito. Como tal, eu recomendo incluir quaisquer equações simples que possam ser usadas. Isso inclui cálculos de corrente de LED, frequências de canto de filtro, etc. Mostre seu trabalho, para que o próximo funcionário que precise ler o esquema possa verificá-lo facilmente.

2. Indique a direção do UART Como as linhas UART nem sempre são claras para que lado estão fluindo, adicione uma pequena seta ao lado de cada linha para mostrar a direção.

3. Seja consistente Não use VDD em um lugar e 3V3 em outro. Padronizar.

4. Anote Liberalmente Isso é como comentários no código fonte. Se você copiou um circuito de uma folha de dados, coloque a referência no esquema para que outra pessoa (ou você) possa verificá-la mais tarde.


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Aqui estão meus dois centavos

1. Divida-o Divida o seu projeto em módulos. Coloque um diagrama de blocos do sistema na primeira página do esquema

2. Responda quem, o quê, onde, quando, por quê Quem - Para cada página do módulo, identifique "com quem" o módulo se conecta. Coloque-o da esquerda para a direita para que pareça inglês.

O que - No título, indique o que é o módulo. Nos casos em que existem vários blocos de E / S (por exemplo, UART e USB), identifique-o como tal na página.

Onde - Use texto livre no programa CAD para indicar o posicionamento dos componentes. Por exemplo - uma tampa de desacoplamento deve ser colocada o mais próximo possível do CI. Isso servirá de referência mais rápida ao organizar o quadro do que a referência a alguma outra documentação.

Quando - Existem considerações de tempo, como seqüenciamento da fonte de alimentação ou circuito de falha de energia? Coloque esses requisitos não apenas em um documento de design, mas em texto livre na página pertinente do módulo.

Por que e como - isso pertence ao documento de design anexo para verificar itens como
a. Escopo - o que o circuito faz, o que não faz conforme acordado pelas partes interessadas no projeto.
b. Teoria da operação
c. Fundamentação da razão pela qual a abordagem foi adotada em oposição a outras. Isso é crucial , pois serve como uma história para o circuito no caminho, quando você (ou outra pessoa) herda / move o projeto para estar atento às mesmas decisões que o projetista original.
d. Considerações sobre layout
e. Referências a outra documentação.
f. Cálculos de dissipação de energia - prove não apenas que funciona, mas que a dissipação de energia calculada para todos os componentes é um grau menor que a classificação do componente E para todas as temperaturas operacionais.

3. Estilo Depende de você e do restante da equipe, mas em geral prefiro o seguinte
a. Página de rosto / diagrama de blocos
b. Um "bloco" por página, particionando grandes componentes de contagem de pinos (ou seja, um microcontrolador) em símbolos discretos significativos. Isso leva algum tempo, mas vale a legibilidade.

A modularização também permite "rasgar uma página" e reutilizá-la em outros designs

c. Para cada componente, indique o designador de referência, se é ou não proibido, o valor / tolerância do componente, a classificação de potência, quando aplicável, e o tamanho da embalagem e alguma maneira de determinar o número de peça do fabricante. O último ponto ajudará você a tornar comuns alguns dos componentes para reduzir os custos de fabricação da instalação e fazer uma avaliação se alguns dos parâmetros do projeto puderem ser relaxados para reduzir o número de componentes diferentes usados ​​na placa. Para componentes alinhados verticalmente, coloque este texto à esquerda. Para componentes alinhados horizontalmente, coloque este texto acima do componente.

d. Disponha o circuito da esquerda para a direita, indicando onde as interfaces do módulo estão com texto

e Para maior clareza dos trilhos de potência, NÃO USE VDD ou VCC , pois são ambíguos. Faça um novo símbolo para declarar explicitamente qual é a tensão. O mesmo vale para terra (ou seja, GND para terra e AGND para terra analógica).


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Alguns pontos além dos postados acima. A primeira resposta é bastante heróica, mas há uma coisa com a qual não concordo.

Ordem dos pinos no símbolo esquemático.

Por que reordenar os pinos Torna o esquema esteticamente mais agradável que pode ser mais fácil de interpretar, dependendo de como os pinos são dispostos.

Por que não reordenar os pinos? Está pedindo problemas, ponto final. Na folha de dados, os pinos são fornecidos como estão no chip físico, para que você crie uma fonte significativa de erro se começar a reorganizá-los. Além de dificultar a prototipagem, você também está convidando erros na pinagem física. Em uma revisão de design, as pinagens são comparadas e, se forem confusas, é fácil se confundir.

Outro comentário sobre "fios de ar" Apenas não faça isso. Em vez disso, use portas que exigem que você faça explicitamente uma conexão entre duas redes na mesma ou em folhas esquemáticas separadas. Se você permitir que as redes se conectem sem portas / fora das páginas, você abrirá uma enorme lata de worms, pois as redes aparentemente não relacionadas poderão ter um curto-circuito no layout.

Não coloque muita coisa em uma página As pessoas podem começar a reclamar se o esquema for de trinta páginas, mas a alternativa é fazer com que os ratos aninhem a fiação confusa entre as peças. Divida o esquema em blocos lógicos de circuitos e cole-os em páginas separadas, conforme necessário.

Deixe espaço suficiente entre os pinos Muitos símbolos esquemáticos pré-fabricados embalam os pinos do dispositivo o mais firmemente possível. Embora isso minimize a área de um símbolo, também torna o circuito mais difícil de ler, pois você tem conexões convergentes de "fora" para os pinos firmemente compactados. Você deve deixar espaço suficiente para adicionar resistores em série escalonados.

Designadores de referência Obviamente, você deve ter designadores de referência no esquema e no layout. Para algo mais complexo, esses precisam ser solicitados. Existem duas abordagens para isso.

  1. Você pode solicitar ao programa de captura esquemática que os rotule para que cada página tenha seu próprio prefixo. Dessa forma, é fácil encontrar qualquer parte da lista técnica no esquema. E também é mais fácil seguir o ECO, pois você sabe para qual página as alterações são. A desvantagem disso é que você acaba com designadores de referência longos e pode ser difícil encontrar a parte no layout.

  2. Você pode solicitar ao programa de layout que os rotule. Dessa forma, você solicitou referências na placa de circuito impresso, o que facilita a localização do resistor R347. De preferência em um PCB maior, isso deve ser isolado em quadrantes (sextantes, octantes ...). A desvantagem é que não é óbvio onde a peça está no esquema. Você simplesmente não pode vencer aqui, seja o esquema mais fácil de ler ou o layout.


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Apenas discordo da ordem dos pinos. Esquemas não devem ter necessariamente nada a ver com o layout físico do chip. Por exemplo, amplificadores operacionais devem parecer amplificadores operacionais em um esquema. Um amplificador quad op não deve se parecer em nada com o chip. Além disso, ao lidar com contagens complicadas de pinos altos, os portões devem ser divididos em unidades funcionais.
Scott Seidman

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Bons pontos, mas concordo com Scott que evitar pinos de reordenação não faz sentido. Com chips pequenos, com certeza, mas os esquemas são 100% menos confusos se, em vez de os fios se cruzarem em todos os lugares, você reordena os pinos em um chip e apenas garante que eles estejam rotulados corretamente. Se pinos fora de ordem em um esquema são suficientes para confundir alguém, eles provavelmente não devem estar brincando com o quadro para começar. Seu ponto de amp op também é muito válido.
1.Wolfe

1
Os opamps são um caso especial, como tenho certeza que você concorda, semelhante aos transistores etc. Se você acabar com uma nova respin porque sua reorganização dos pinos esquemáticos levou a uma pegada inválida, você não fez exatamente o favor de ninguém.
Barleyman

As pegadas devem ser comparadas com a folha de dados. Símbolos também. Essa é a única referência que conta. Não faz sentido usar um símbolo auto-desenhado como referência para a pegada. Certamente, deve haver uma verificação de consistência entre os dois, mas qualquer software decente fará isso e mostrará pinos desconectados em ambos os lados.
Cx05

1
Responda em um tópico mais recente. Para o seu ponto, @ScottSeidman.
Nick Alexeev

4

R100, R101, R102 Em vez de R1, R2, R3

Gostaria de compartilhar minha experiência na atribuição de nomes para componentes.

Identifique os blocos de circuitos de acordo com as funções. Mesmo se for um circuito complexo, você pode identificá-los como estágio principal de energia, pré-amplificador, amplificador, seção de conversão A / D, blocos indicadores / transdutores, seção de sincronização, timer ou qualquer outra seção de operação lógica.

Minha sugestão é nomear os componentes usando números maiores como R100, R101, R102 em vez de R1, R2, R3 ... etc.

Você pode atribuir 100, 200, 300 ... etc para cada bloco que você identificou. Por exemplo, você pode atribuir 100 a 199 números para a seção de energia. Em seguida, todos os componentes na seção de energia no formato 1xx, como Q100, R101, R103, C100, D100, D106.

Vantagem

  • É fácil identificar as seções de um circuito por função, em um diagrama esquemático complexo.
  • Fácil de solucionar problemas.
  • É fácil nomear as peças quando você precisar adicionar novos componentes a uma seção posteriormente. Porque você tem cerca de 100 opções de nome para selecionar.
  • Fácil de desenhar layouts de PCB em qualquer software cad manualmente. Porque no início do desenho da placa de circuito impresso, cada tipo de componente é reunido em um único local. insira a descrição da imagem aqui

Você pode separá-los facilmente em diferentes lugares pelo número, sem olhar muitas vezes para o esquema.


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A maior disputa que vejo na discussão é sobre a ordem dos pinos, mas essa é apenas uma pergunta sobre os tópicos maiores: Funcional versus físico! Se eu fizer um bom esquema para preparar meu trabalho de layout, é muito melhor fazer com que o esquema pareça o mais próximo possível do layout, por exemplo, desenhe a ordem dos pinos não de acordo com o que alguém faz na folha de dados, mas como realmente é. Considere também deixar um pouco mais de espaço em torno de grandes elementos, como dispositivos de energia, por exemplo, também desenhe um "símbolo" do dissipador de calor. Se o solo deve ser de qualquer maneira um avião grande, é melhor também fazer conexões por nome, o que também ajuda a evitar muitas travessias. Por outro lado, se ninguém puder evitar o cruzamento de linhas sensíveis, desenhe o esquema para que isso se torne uma orientação para um bom layout, por exemplo
Para ICs digitais, costumo usar roteadores automáticos e manter a ordem funcional. Outro tópico controverso poderia ser como desenhar um amplificador diferencial e, por exemplo, um amplificador de vários estágios, como devemos desenhar cada estágio da maneira usual e depois conectar o próximo estágio (que geralmente termina em muitos cruzamentos) ou realmente desenhar o diff diffs de maneira simétrica (geralmente feita em velhos esquemas osci Tectronics)? Aqui depende também do objetivo e de quão crítica é a manutenção da simetria. Nos circuitos de RF, tendo muitas vezes poucos elementos, prefiro novamente desenhos muito próximos do layout.


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Um pouco mais:

  • (1) Desenhe na grade normal.

Eu realmente odeio ter que lidar com o trabalho de outras pessoas que é desenhado em meia grade. É uma enorme perda de tempo e não agrega valor ao desenho.

  • (2) Use o estilo 'físico' para dispositivos menores.

Desenhar ICs e componentes pequenos com os pinos em ordem ajuda a transmitir sua intenção ao layout e facilita a depuração. Isso vale duas vezes para transistores e diodos no sot-23: eu os desenho mostrando a ordem dos pinos e, como resultado, não tivemos que refazer uma ordem incorreta em anos.

  • (3) Realize os limites de (2) acima.

Não é possível desenhar um grande BGA fisicamente, ou mesmo como um símbolo. Mas você pode pelo menos separar por função e mostrar como os pinos se relacionam espacialmente. Por exemplo, um FPGA pode ser desenhado e dividido para mostrar blocos que representam blocos lógicos e os próprios blocos colocados / ordenados no esquema para mostrar como eles se encaminham.

Historicamente, os símbolos multipartes para elementos como amplificadores operacionais ou portões faziam sentido. Mas estes estão se tornando mais raros em designs.

  • (4) Os aliases nomeados dentro da página estão ok, mas não pressione.

Aliases nomeados são os mesmos que fora das páginas: significa que você ainda precisa digitalizar a página para procurar outras instâncias. Com um esquema esquemático de PDF e Ctrl-F, isso não é tão trabalhoso quanto costumava ser (e que vergonha para os fabricantes que produzem PDFs não pesquisáveis. Isso é apenas coxo). RDC do que aliases.

  • (5) Diagramas de blocos e planos mecânicos valem o esforço

O esforço que você gasta para transmitir seu pensamento aqui economizará muito tempo durante a vida útil do seu design - do layout ao reparo. Sim, seu projetista mecânico fará o esboço 'oficial' do quadro, mas, no mínimo, você pode indicar onde espera que as coisas sejam colocadas - e por que - fazendo esses dois tipos de diagramas.

  • (6) Ao exportar seu esquema para PDF, torne-o pesquisável.

É realmente pedir muito?

  • (7) Tenha apenas informações suficientes sobre os componentes.

Além do designador de referência, alguns designers são tentados a ter todos os atributos da peça no esquema. Mas você realmente precisa deles? Não você não. Tolerância, às vezes. Tensão, às vezes, quando você tem uma seção com tensão mais alta. Pegada - talvez. Número de peça do fabricante? Raramente - você normalmente deseja várias fontes. Número corporativo de AVL / MRP? Não, nunca.

Todas essas outras coisas são para que serve uma lista técnica.

  • (7a) Pense na geração da lista técnica.

Dito isto, o desenvolvimento de algum tipo de sistema de número de peça, mesmo nos seus primeiros dias, permite criar listas técnicas detalhadas, mesmo que você não tenha um sistema MRP. Cada tipo de peça deve ter um ID exclusivo, definido como um atributo oculto no seu esquema, que corresponda a uma entrada na sua lista de peças principais (lista AVL). Você usa esse ID posteriormente para mesclar as informações expandidas da sua lista AVL para criar a lista técnica detalhada.

Mais tarde, você pode importar esse material para um sistema MRP ou PLM real, como o Oracle Agile.

  • (8) A energia também é um sinal!

Antes, você desenhava um esquema com pinos de aterramento / energia 'ocultos' que seriam automaticamente alias aos VCC ou GND. Ainda é uma opção quando você cria um símbolo no Orcad, por exemplo. Não esconda essas conexões de energia! Mostre-os! Especialmente considerando os projetos de hoje com vários domínios de energia, alta densidade de energia, roteamento, desvio, área de loop e assim por diante.

A energia é tão importante que, se você não estiver gastando pelo menos 1/3 do seu tempo em design de energia, considere outra linha de trabalho.

  • (9) Os comentários são seus amigos.

Destacar elementos-chave com texto pode economizar muito tempo na depuração. Eu normalmente comentarei coisas relacionadas a software (por exemplo, endereços, localizações de bits) e design de energia (corrente típica / máxima, tensão).

  • (10) O tamanho importa.

Use 11x8,5 (tamanho A) para coisas realmente simples, 17x11 (tamanho B) para a maioria das outras coisas. Aumente apenas se você realmente precisar.

17x11 (ou o equivalente métrico mais próximo) é um tamanho razoável para visualização em uma tela HD ou para impressão mesmo em 11x8,5. É um bom tamanho para se trabalhar.

Por outro lado, acho que não consigo material suficiente no 11x8.5. E, por outro lado, é o outro extremo quando usei 23,5 x 15,2 (B ampliado, não C) para um desenho realmente complexo que agrupa (por exemplo, bancos DRAM): isso precisa ser impresso em 17x11 ser razoavelmente fácil de ler em cópia impressa.

Como é raro, raramente imprimo mais alguma coisa, portanto, preocupar-me com a forma como a cópia impressa é mais problemática do que vale a pena na maioria das vezes.

  • (11) Fluxo de sinal esquerdo-direito, fluxo de potência de cima para baixo. Na maioria das vezes.

Esse é o padrão geral para facilitar a compreensão dos relacionamentos dos elementos. Às vezes, porém, dar mais peso ao fluxo da arquitetura do que essa regra antiga gera um esquema mais claro.

  • (12) Organize fora das páginas / portas em grupos verticais.

Não é necessário ou útil arrastar portas para as bordas do esquema. Mas pelo menos alinhe-as em colunas organizadas para facilitar a digitalização visual.

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