Aprende a Leer un esquematico

SAVE OFFLINE

Como Leer un Esquemático Los esquemáticos son nuestros mapas para diseñar, construir, y solucionar problemas de circuitos. El entender como leer y seguir esquemáticos son una habilidad importante para cualquier Tecnico en Reparaciones. ¡Este tutorial debería convertirte en un lector de esquemáticos completamente letrado! Vamos a repasar todos los símbolos esquemáticos fundamentales:

Después, vamos a hablar sobre como esos símbolos son conectados en un esquemático para crear un modelo de un circuito. También vamos a revisar algunos consejos y trucos por lo que se debe estar atento.

Lecturas Sugeridas La comprensión de esquemáticos es una habilidad electrónica bastante básica, pero hay algunas cosas que debes saber antes de leer este tutorial. Puedes nivelar tus conocimientos con los siguientes tutoriales: • • •

¿Que es Electricidad? ¿Que es un circuito? Voltaje, Corriente, Resistencia, y la Ley de Ohm

Símbolos en un esquemáticos (Parte 1) ¿Estás listo para un bombardeo de componentes de circuitos? Aquí hay algunos de los símbolos esquemáticos estandarizados básicos para varios componentes.

Resistencias ¡El más fundamental de los componentes y símbolos! Las resistencias en un esquemático son generalmente representados por unas líneas en zigzag, con dos terminales que se extienden hacia afuera. Los esquemáticos que ocupan simbología internacional podrían usar un rectángulo sin rasgos distintivos en vez del zigzag.

Potenciómetros y Resistencias Variables Tanto las resistencias variables y los potenciómetros se designan con el símbolo de una resistencia común y corriente, pero se suma una flecha en diagonal indicando que pertenecen al grupo de las resistencias variables. La resistencia variable sigue como un dispositivo de dos terminales, por lo que la flecha es colocada en diagonal a travez del centro. Un potenciómetro es un dispositivo de tres terminales así que la flecha se convierte en el tercer terminal (El wiper)

Capacitores/Condensadores Existen dos símbolos de capacitores que son usados comúnmente. Un símbolo representa un capacitor polarizado (usualmente electrolítico o de tantalio), y el otro es de capacitores no polarizados. En cada caso, existen dos terminales que corren perpendicularmente a las placas.

El símbolo con una placa curvada indica que el capacitor es polarizado. La placa curvada representa el cátodo del capacitor, que debería estar en un voltaje más bajo que el pin positivo o ánodo. Un signo positivo también puede ser agregado al pin positivo del símbolo de capacitor polarizado.

Inductores Los Inductores son generalmente representados por una serie de ondulaciones curvas, o bobinas onduladas. Los símbolos internacionales pueden definir un inductor como un rectángulo relleno.

Interruptores Los interruptores existen en muchas formas distintas. El interruptor más básico, el unipolar (SPST), se representa como dos terminales con una línea a medio conectar que representa el actuador (la parte que une a los terminales).

Los interruptores con más de un polo, como el SPDT y el SP3T que se ve abajo, se agregan más puntos de aterrizaje para el actuador.

Los interruptores con múltiples polos, generalmente tienen múltiples interruptores iguales con una línea discontinua que intersecta el actuador del medio.

Fuentes de Poder Tal como hay muchas opciones existentes para energizar su proyecto, existe una gran variedad de símbolos de circuitos de fuentes de poder para ayudar a especificar la fuente de poder.

Fuentes de voltaje CC o CA La mayoría del tiempo cuando se trabaja con electrónica, se ocupan fuentes de voltaje constante. Podemos usar estos símbolos para definir si la fuente está suministrando corriente continua (CC) o corriente alterna (CA):

Baterías Las baterías, ya sean las cilíndricas, AA alcalinas, o recargables de polímero de litio, generalmente se ven como un par de líneas paralelas desproporcionadas:

Mas pares de líneas generalmente indican más series de celdas en la batería. También, la línea más larga generalmente se ocupa para representar el terminal positivo, mientras la línea más corta se conecta al terminal negativo.

Nodos de voltajes A veces en esquemáticos con mucha actividad se pueden asignar símbolos para hacer nodos de voltajes. Se pueden conectar los dispositivos a estos símbolos de un terminal, y va a ser ligado directamente a 5V, 3.3V, VCC, o GND (Tierra). Los nodos de voltaje positivo generalmente son indicados por una flecha que apunta hacia arriba, mientras los nodos de tierra típicamente involucra una o tres líneas planas (o a veces una flecha o un triángulo que apunta hacia abajo)

Símbolos en un esquemáticos (Parte 2)

Diodos Los diodos básicos generalmente son representados con un triángulo presionado contra una línea. Los diodos también son polarizados, así que cada uno de los dos terminales requieren identificadores distinguibles. El ánodo (positivo) es el terminal que entra a la parte plana del triángulo. El cátodo (negativo) se extiende para afuera de la línea en el símbolo (Piense en ella como un signo -).

Hay muchos tipos distintos de diodos, cada uno tiene una variante especial del símbolo estándar del diodo. Los diodos emisores de Luz (LED) poseen un símbolo de diodo básico con un par de líneas apuntando hacia afuera. Los fotodiodos, que generan energía de la luz (básicamente pequeñas celdas solares) dan vuelta las flechas y las apuntan hacia el diodo.

Otros tipos especiales de diodos como los Schottky o los Zener los cuales tienen sus propios símbolos con una pequeña variación en la parte de la barra del símbolo.

Transistores Los Transistores, ya sean BJT o MOSFET, pueden existir en dos configuraciones; dopados positivamente, o dopados negativamente. Entonces, para cada uno de estos transistores existen al menos dos formas para dibujarlos.

Transistores de Unión Bipolar (BJT) Los BJT son dispositivos de tres terminales; Tienen un colector (C), un emisor (E), y una base (B). Existen dos tipos de BJT – Los NPN y los PNP- y cada uno tiene su símbolo único.

Los Pines de colector (C) y emisor (E) están en línea el uno al otro, pero el emisor debería siempre tener una flecha. Si la flecha apunta hacia adentro es un PNP, y si la flecha apunta hacia afuera es un NPN. Un nemotécnico para acordarse cual es cual es “NPN: no apunta adentro”

Transistor de Efecto de Campo Metal-Oxido (MOSFET) Como los BJT, Los MOSFET tienen tres terminales, pero esta vez llevan los nombres Surtidor (S), drenador (D), y compuerta (G). Y nuevamente, existen dos versiones distintas del símbolo, dependiendo si tienes un MOSFET de canal-n o canal-p. Hay varios símbolos comúnmente usados para cada tipo de MOSFET:

La flecha en el medio del símbolo (llamado masa) define si el Mosfet es de canal n o Canal p. Si la flecha apunta hacia adentro, indica que es un MOSFET de canal n, y si apunta hacia afuera, es de canal p.

Compuertas lógicas digitales

Nuestras funciones lógicas estándar – AND, OR, NOT, y XOR –todas tienen símbolos esquemáticos únicos:

Agregando una burbuja a la salida niega la función creando NAND, NOR, y XNOR:

Pueden tener más de dos entradas, pero las formas deben permanecer iguales (bueno, tal vez un poco más grandes), y aun deberían tener solo una salida.

Circuitos integrados. Los circuitos integrados realizan tareas tan únicas y son tan numerosos que ellos no reciben un símbolo único de circuito. Generalmente, un circuito integrado es representado por un rectángulo con pines saliendo de los lados. Cada pin debe estar rotulado con un número y una función.

Símbolo esquemático para un microcontorlador ATmega328 (comúnmente visto en Arduinos), un CI ATSHA204 encryption, y un ATtiny45 MCU. Como pueden ver estos componentes varían mucho en tamaño y números de pines.

Porque los circuitos integrados tienen un símbolo de circuito genérico, los nombres, valores, y rotulaciones se vuelven muy importantes. Cada circuito integrado debe tener un valor que identifica precisamente el nombre del chip.

Circuitos integrados únicos: Amplificadores operacionales, reguladores de voltaje Algunos de los circuitos integrados más comunes si reciben un símbolo de circuito único. Generalmente veras amplificadores operacionales mostrados como los que dejaremos acá abajo, con 5 terminales en total: una entrada no inversora (+), entrada inversora (-), salida, y dos entradas de poder.

A menudo, pueden existir dos amplificadores operacionales incorporados en un paquete de circuito integrado, requiriendo solo un pin de poder y uno para la tierra. Los reguladores de voltaje simples son generalmente componentes de tres terminales simples con pines de entrada, salida, y tierra (o de ajuste).Estos comúnmente tienen forma de rectángulo, con pines a la izquierda (entrada), derecha (salida), y abajo (tierra/ajuste)

Cristales y Resonadores Cristales o resonadores son habitualmente una parte crítica de los circuitos de micro controladores. Ayudan a proveer una señal de reloj. Los símbolos de cristal generalmente tienen dos terminales, mientras los resonadores, que agregan dos capacitores al cristal, suelen tener tres terminales.

Conectores Ya sea si es para proveer poder o enviar información, los conectores son un requerimiento en la mayoría de los circuitos. Estos símbolos varían dependiendo en como se ve el conector, abajo hay unas muestras:

Motores, Transformadores, Parlantes, y Relés Vamos a agrupar estos ya que ellos (mayoritariamente) usan bobinas en alguna forma. Los transformadores usualmente involucran dos bobinas, colocadas una al lado de la otra, con un par de líneas separándolos:

Los Relés generalmente juntan una bobina con un interruptor:

Parlantes y buzzers comúnmente toman una forma similar a sus contrapartes reales:

Los motores generalmente involucran una “M” dentro de un círculo, a veces con un poco de embellecimiento alrededor de los terminales:

Fusibles y PTC Los fusibles y PTC – dispositivos que generalmente son usados para limitar grandes entradas de corriente – tienen cada uno su símbolo único:

El símbolo PTC es de hecho un símbolo genérico para un termistor, un resistor para temperatura dependiente (¿Notas el símbolo internacional de resistor ahí?). Sin dudas, hay muchos símbolos de circuitos que no aparecen en esta lista, pero los mencionados arriba deberían dejarlo ilustrado al 90% en lectura esquematicos. En general, los símbolos deberían tener bastante en común con los componentes reales que ellos modelan. A demás del símbolo, cada componente en un esquemático debería tener un nombre y valor único, que ayuda aún más a identificarlo.

Designadores de nombres y valores Una de las claves más grandes para leer esquemáticos es ser capaz de reconocer cada componente. Los símbolos de los componentes cuentan la mitad de la historia, pero cada símbolo de ser emparejado con tanto un nombre y un valor para completarlo.

Nombres y Valores Los valores ayudan a definir exactamente para qué es un componente. Para los componentes esquemáticos como resistores, capacitores e inductores, los valores nos dicen cuántos ohm, farad o henrios tienen. Para otros componentes, como los circuitos integrados el valor puede ser solo el nombre del chip. Los cristales pueden mostrar su frecuencia de oscilación como su valor. Básicamente, el valor que muestra un componente esquemático es su característica más importante.

Los nombres de componentes son típicamente una combinación de uno o dos letras y un número. La parte de la letra del nombre identifica el tipo de componente – R para resistores, C para capacitores, U para circuitos integrados, etc. Cada nombre de componente en un esquemático debería ser único; si tiene múltiples resistores en un circuito por ejemplo, ellos deberían tener como nombre R1, R2, R3, etc. Los nombres de componentes nos ayudan a hacer referencia a puntos específicos en los esquemáticos. Los prefijos de los nombres están más bien estandarizados. Para algunos componentes como los resistores, el prefijo es la primera letra de cada componente. Otros prefijos de nombres no son tan literales; los inductores, por ejemplo, son L (porque la corriente ya usa la I, aunque empiece con una C…la electrónica). Aquí hay una tabla rápida de los componentes comunes y los prefijos de su nombre:

Aunque estos sean los nombres “estandarizados” para los símbolos de componentes, no son seguidos universalmente. Podría ver Circuitos integrados con el prefijo IC en vez de U, por ejemplo, o cristales rotulados como XTAL en vez de Y. Use su mejor criterio en diagnosticar a que parte corresponde. El símbolo debería proporcionar suficiente información. Sabero a que corresponde un componente en un esquemático es la mitad de la batalla para poder entenderlo. Ahora solo falta identifica como todos los símbolos están conectados.

Enlaces, Nodos y Etiquetas Los enlaces esquemáticos nos dicen como es que sus componentes están cableados en un circuito. Los enlaces son representados como líneas entre componentes y terminales. A veces (pero no siempre) son de un color único, como las líneas verdes en este esquemático.

Uniones y Nodos Los cables pueden conectar dos terminales o pueden conectar docenas. Cuando un cable se separa en dos direcciones esto crea una unión. Nosotros representamos las uniones en los esquemáticos con nodos, pequeños puntos puestos en la intersección de los cables.

Los nodos nos dan una forma para decir que “los cables que cruzan esta unión están conectados”. La ausencia de un nodo en la unión significa que dos cables separados están solo pasando, sin formar ninguno tipo de conexión. (Cuando se diseña esquemáticos, es buena práctica tratar de evitar este tipo de superposiciones sin conexión donde sea posible, pero a veces es inevitable).

Nombres de Enlace A veces, para hacer los esquemáticos más leíbles, les daremos un nombre de enlace y lo rotularemos, en vez de tirar un cable por todo el esquemático. Los enlaces con el mismo nombre son asumidos que están conectados, aunque no exista un cable visible que los conecte. Los nombres pueden ser escritos arriba del enlace, o pueden ser etiquetas que salen del cable.

Cada enlace con el mismo nombre es conectado como en este esquemático para un FT231X Breakout Board. Los nombres y las etiquetas ayudan para que los esquemáticos no se vuelvan demasiado caóticos. (Imagina si todos esos enlaces estuviesen conectados con cables) Los enlaces generalmente son mencionados con un nombre que específicamente dice el propósito de las señales de ese cable. Por ejemplo, los enlaces de poder pueden ser etiquetados VCC o 5V, mientras los enlaces de comunicaciones seriales pueden ser etiquetados RX o TX.

Consejos para leer Esquemáticos Identificar Bloques Esquemáticos verdaderamente extensos deberían ser divididos en bloques funcionales. Puede haber una sección para la entrada de poder y regulación de voltaje, o una sección de microcontroladores, o una sección dedicada a los conectores. Trate de reconocer a que corresponde cada sección, y seguir el flujo de un circuito de entrada a salida. Los diseñadores de esquemáticos realmente buenos, pueden incluso representar el circuito como un libro, las entradas al lado izquierdo, las salidas al lado derecho.

Si el dibujador del esquemático es muy bueno (Como el ingeniero que diseño este esquemático para el RedBoard), ellos pueden separar las secciones de un esquemático en bloques lógicos y rotulados.

Reconocer Nodos de Voltaje Los nodos de voltaje son componentes esquemáticos de un terminal a los cuales le podemos conectar terminales de los componentes para asignarles un valor específico de voltaje. Estos son una aplicación especial de nombres de enlaces, lo cual significa que todos los terminales conectados a un nodo de voltaje con el mismo nombre están conectados juntos.

Nodos de voltaje con el mismo nombre – como GND, 5V, y 3.3V – están todos conectados a sus contrapartes, aunque no tengan cables que los unan. El nodo de voltaje de tierra es especialmente útil, debido a que muchos componentes necesitan una conexión a tierra.

Datasheets de componentes de referencia Si hay algo en un esquemático que no tiene sentido, trate de encontrar el datasheet del componente más importante. Generalmente, el componente que realiza más trabajo en un circuito es un circuito integrado, como un micro controlador o un sensor. Estos son usualmente los componentes más grandes y a menudo están ubicados en el centro de un esquemático.

Recursos y Seguir Avanzando ¡Eso es todo lo que hay con leer sobre esquemáticos! Conociendo símbolos de componentes, siguiendo enlaces, e identificar etiquetas comunes. ¡Entendiendo como funciona un esquemático se abre el mundo entero de la electrónica para ti! Revisa algunos de estos tutoriales, para practicar tu nuevo conocimiento de esquemáticos: •

•

•

• •

Divisores de voltaje – Este es uno de los circuitos más básicos y fundamentales. Aprende como convertir un voltaje grande en uno más pequeño con solo dos resistores. Como usar un Protoboard – ¡Ahora que sabes leer esquemáticos, porque no hacer uno! Los protoboard son una buena forma para hacer circuitos prototipos temporales y funcionales. Trabajando con Cable – O, Sáltese el protoboard y vaya directamente a cablear las cosas. Saber cómo cortar, pelar, y conectar cable es una habilidad importante en la electrónica. Circuitos en serie y paralelo– Armando circuitos en serie o en paralelo requiere un buen entendimiento de los esquemáticos. Cociendo con hilo conductivo – Si no quieres trabajar con cables, ¿qué tal construir un circuito electrónico en textiles con hilo conductivo? Esa es la belleza de los esquemáticos, el mismo circuito esquemático puede ser construido en una variedad de formas distintas con una variedad de medios distintos.