آموزش نقشه خوانی مدارهای الکتریکی به زبان ساده

نشانه ها و علائم الکترونیک، از پیش نیازها و پیش شرط های اصلی برای عیب یابی، ساخت و طراحی مدارات الکتریکی محسوب می شوند. آشنایی داشتن با شماتیک مدارهای الکتریکی، یک مهارت و توانایی مهم برای مهندسان، تکنسین ها و حتی دانشجویان رشته برق به شمار می رود. به همین جهت، آموزش و فراگیری نقشه خوانی مدارهای الکتریکی، از مؤلفه های حائز اهمیت تلقی می گردد. به عبارت دیگر، طراحی و ساخت یک مدار، مستلزم آشنایی و شناخت علائم و نشانه های الکترونیک می باشد.

اگر از علاقه مندان به برق و الکترونیک هستید و می خواهید اطلاعات بیشتری درباره مدارها و بردهای الکترونیکی به دست آورید توصیه می کنیم در دوره آموزش تعمیرات برد الکترونیکی آموزشگاه فنی ثبت نام کنید.

سیم ها و نماد شماتیک آن ها

اگر بخواهیم یک مدار الکتریکی را بر روی کاغذ بکشیم و بخواهیم تمام قطعات را مثل خودشان رسم کنیم، بدون شک وقت زیادی از ما خواهد گرفت و کاری سخت و طاقت فرسا خواهد بود. به همین جهت به جای این کار از نماد استفاده می کنیم.

اگر شما نمادها را بشناسید و درمورد آنها اطلاعات داشته باشید نقشه خوانی مدار الکترونیکی کار دشواری نخواهد بود. برای کشیدن یک نقشه به طور مثال، به جای کشیدن یک خازن و یا یک باتری از یک نماد به جای آن ها استفاده می کنیم، مثلا یک نماد مشخص و منحصر به فرد نشان دهنده باتری و یا خازن است.

اگر شما به خوبی این نمادهای بکار رفته در نقشه را بشناسید، بدون شک نقشه خوانی برد الکترونیک برای شما کار دشواری نخواهد بود. اما این نقشه خوانی اصولی دارد که در آموزش نقشه خوانی الکترونیک به این بحث خواهیم پرداخت.

شما با آگاهی از انواع نمادهای الکترونیکی در نقشه ها به راحتی می توانید هر نقشه ای را تفسیر کرده و بررسی های خود را انجام دهید.

وسایل اندازه گیری و نماد شماتیک آنها

درک و شناخت نمادهای الکترونیکی برای خواندن نقشه امری ضروری است. ما به عنوان مثال برخی از مهم ترین نماد های الکترونیکی را برای شما شرح می دهیم:

•   سیم ها: wires
•   کلید ها: switches
•   منابع: sources
•   زمین: ground

همانطور که مشاهده کردید، برخی از نمادهای الکترونیکی را برای شما عنوان کردیم. در یک نقشه الکترونیکی برای مثال خط ها نشانه سیم است، این سیم ها در شماتیک به صورت خطوطی هستند که می تواند پایه های قطعات را به هم متصل کند.

در این نقشه ها، کلید ها نیز به اشکال مختلفی هستند که اغلب دو پایه را به هم متصل و یا قطع می کنند. اما کلیدهای دیگری نیز وجود دارد که بیشتر از دو پایه ثانویه دارند.

اگر بخواهیم به صورت کلی بگوییم، شماتیک ها یک نقشه کلی برای ساخت، طراحی کردن و یا عیب یابی انواع مدارات الکترونیکی است. فهمیدن اینکه چگونه می توان یک شماتیک را خواند یکی از مهارت های تخصصی و مهمی است که برای یک مهندس الکترونیک کاملا ضروری است.

برخی از نمادهای الکترونیک به شرح زیر است:

•   مقاومت
•   خازن
•   سلف
•   کلید
•   منابع تغذیه
•   دیود

هر کدام از نمادهایی که نام برده شد، با شکلی خاص بر روی شماتیک رسم می شود.

معمولا نقشه های الکترونیکی اساس کار هر دستگاه برقی را مشخص می کنند و همان طور که گفته شد، با خواندن این نقشه می توان نحوه کارکردن و عملکرد یک مدار را مشخص کرد و همچنین کمیت های آن را تفسیر کرد.

اگر شما، در رشته مهندسی برق تحصیل می کنید و یا تعمیرکار وسایل الکترونیکی هستید، یاد گرفتن مهارت نقشه خوانی برای شما امری کاملا ضروری است.

اولین قدم برای فراگرفتن این مهارت، آشنایی با نمادها و سمبل ها است.

نحوه نقشه خوانی مدارهای الکتریکی

یکی از اصول مهم در فراگیری نقشه خوانی مدارهای الکتریکی آشنایی داشتن با مبانی اولیه و نمادهای قطعات و متعلقات الکترونیکی می باشد. از آنجایی که مدارات الکتریکی از کنار هم قرار گرفتن و نصب قطعات بر روی نقشه مدار یا فیبر مدار چاپی ساخته می شود، آشنا بودن با این قطعات به افراد کمک شایانی می نماید. در ادامه به بررسی مهم ترین نمادهای قطعات الکتریکی می پردازیم.

1.مقاومت

 بدون تردید، مقاومت از نمادهای الکترونیکی و قطعات اصلی در یک مدار الکتریکی تلقی می گردد. تقسیم ولتاژ و محدود کردن جریان، از مهم ترین وظایف مقاومت الکتریکی یک مدار می باشد. در نقشه خوانی مدارات الکتریکی دو پایانه ترسیم شده به طرف بیرون و خطوط زیگزاگ، مقاومت ها را نشان می دهند. در نقشه های مدار بین المللی، ترسیم یک مستطیل تو خالی، حکایت از قطعه مقاومت دارد.

مقاومت های متغیر(رئوستات): در مدارهای الکترونیکی، مقاومت های متغیر رئوستات با یک پیکان اضافه در مقایسه با نماد مقاومت ترسیم می شوند. به علت باقی ماندن مقاومت متغیر به صورت دو پایه بر روی مدار، نماد پیکان به شکل قطری در وسط متغیر طراحی می گردد. برای تنظیم روشنایی لامپ، تنظیم سرعت موتور یا تنظیم زمان شارژ خازن از این مقامت استفاده می شود.

مقاومت متغیر(پتانسیومترها): قطعه پتانسیومتر (Potentiometer) برای تنظیم جریان در مدارات الکتریکی به کار می رود. برخورداری از ترمینال یا پایانه سه پایه، کنترل و تنظیم فرکانس، ولتاژ و سرعت، از مشخصات این نوع از مقاومت ها قلمداد می گردد.

مقاومت متغیر (preset): این نوع مقاومت متغیر معمولا با پیچ گوشتی های کوچک یا ابزاری شبیه به آن تغییر کرده و برای مصارفی طراحی شده است که بخواهیم برای یکبار آن را تغییر داده و سپس ثابت بماند. همچنین به دلیل پایین تر بودن قیمت این مقاومت نسبت به دیگر مقاومت ها در پروژه هایی که کار آنها به پایان رسیده است و فقط یکبار نیاز به تنظیم دارند استفاده می شود.

قطعه	نماد الکتریکی
مقاومت
مقاومت متغیر(رئوستات)
مقاومت متغیر(پتانسیومتر)
مقاومت متغیر (preset)

2.خازن

خازن به عنوان یکی دیگر از اجزای اصلی مدارهای الکتریکی، دارای دو ترمینال بوده که قابلیت ذخیره سازی انرژی برق را در خود دارد. در نقشه خوانی مدارهای الکتریکی خازن دارای سه نماد (خازن الکتریکی، خازن تریمر و خارن متغیر) می باشد.

خازن الکتریکی: این نوع خازن دارای پلاریته بوده و در مدار باید درست نصب گردد.

خازن متغیر: خازن متغیر در تیوترهای رادیو استفاده می گردد.

خازن تریمر: این نوع خازن متغیر معمولا با پیچ گوشتی کوچک یا ابزاری مانند آن تنظیم می شود. این نوع خازن در مداراتی کاربرد دارد که نیاز به تغییر دائمی نداشته و برای یکبار بخواهیک آن را تنظیم کنیم.

قطعه	نماد الکتریکی
خازن
خازن الکتریکی
خازن متغیر
خازن تریمر

حتما بخوانید: مدار فرمان و قدرت چیست؟

3.القاگر یا سلف

 در نقشه خوانی مدارات الکتریکی سیم پیچ‌ها یا سلف‌ها به صورت حلقه‌های پشت سرهم یا برآمدگی‌های خمیده ترسیم می شوند. سلف یک حلقه از سیم است که هنگامی که از آن جریان عبور می کند تبدیل به آهنربا می شود. ممکن است بعضی از آن ها هسته آهنی داشته باشند و بعضی مواقع به عنوان مبدل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی مورد استفاده قرار می گیرد.

قطعه	نماد الکتریکی
سلف

4.کلید در نقشه خوانی مدارهای الکتریکی

 کلیدها در مدارهای الکتریکی از اشکال متنوعی برخوردار می باشند. کلید دوراهه، کلید روشن خاموش دوبل، کلید معکوس، کلید دوراهه برخی از انواع کلید می باشند.

کلید فشاری (با فشار وصل می کند): یک کلید فشاری هنگامی که فشار داده می شود اجازه عبور جریان را می دهد. یکی از موارد مورد استفاده از این کلید در زنگ درب می باشد.

کلید فشاری (با فشار قطع می کند): این نوع کلید فشاری به طور معمول بسته (روشن) می باشد و هنگامی که فشار داده می شود باز (خاموش) می گردد.

کلید قطع و وصل: یک کلید روشن-خاموش هنگامی که در حالت بسته قرار می گیرد اجازه عبور جریان را می دهد.

کلید دوراهه: جریان با توجه به محل کلید در دو مسیر می تواند قرار گیرد، اما همواره جریان در یکی از مسیرها جاری است در نوعی از این کلید حالت سومی نیز وجود دارد که کلید به هیچ کدام از این دو مسیر متصل نبوده و خاموش می باشد. به این نوع کلید، کلید روشن-خاموش-روشن گویند.

کلید روشن خاموش دوبل: یک سوئیچ دوتایی روشن-خاموش که اغلب هنگامی که می خواهیم هم فاز  هم نول قطع باشد از آن استفاده می شود.

کلید معکوس: این کلید معمولا جهت معکوس کردن سیم ها در موتورها استفاده می گردد. بعضی از این کلیدها دارای یک حالت هستند که وسط نیز خاموش است.

5.باتری

ترسیم یک جفت خطوط موازی نامتقارن و نامتوازن در مدار الکتریکی، نمایانگر باتری مدار می باشد. وجود خط های بیشتر حکایت از بیشتر بودن سلول های سری شده داخل باتری دارد. در ضمن، برای ترسیم قطب مثبت، از خط های بلندتر و برای قطب منفی از خط کوتاه تر استفاده می شود.

قطعه	نماد الکتریکی
کلید فشاری (با فشار وصل می کند)
کلید فشاری (با فشار قطع می کند)
کلید قطع و وصل
کلید دوراهه
کلید روشن خاموش دوبل
کلید معکوس

6.دیود در مدارهای الکتریکی

 این جز از مدار الکتریکی به صورت یک مثلث متصل شده به خط ترسیم می شود. همچنین، قطب منفی دیود به طرف بیرونی خط صاف و آند یا قطب مثبت به طرف تخت مثلث اتصال پیدا می کند. دیودهای دارای نور LED با چند پیکان به طرف بیرون نشان داده می شوند.

قطعه	نماد الکتریکی
باتری

7.ترانزیستور

 ترانزیستورها در دو نوع اثر میدان یا MOSFET و BJT یا دو قطبی در مدار الکتریکی به چشم می‌خورند. ترانزیستور دو قطبی دارای سه پایه بوده که این پایه ها با نام های B (بیس)، E (امیتر) و C (کلکتور) شناخته می شوند. ترانزیستور BJP دارای دو نماد PNP و NPN می باشد. پایه امیتر غالبا به شکل یک پیکان بوده که در صورت بیرون بودن جهت پیکان ترانزیستور NPN و در صورت داخل بودن جهت پیکان، از نوع PNP است. ترانزیستور MOSFET نیز دارای سه پایه بوده که با نام های G (گیت)، D (درین) و S (سورس) شناخته می شوند. نماد P-channel و N-channel نمایانگر دو نوع MOSFET است.

قطعه	نماد الکتریکی
ترانزیستور NPN
ترانزیستور PNP
فوتو ترانزیستور

8.نقشه خوانی انواع سیم در مدارهای الکتریکی

سیم ها در مدارهای الکتریکی به صورت یک خط صاف نشان داده شده و انواع گوناگونی دارند. سیم های متصل، سیم های بدون اتصال برخی از انواع سیم ها هستند.

سیم های متصل: هنگامی که سیم ها متصل هستد نقاط سیاه رنگی بر روی مدار نشان داده می شود.
سیم های بدون اتصال: در یک دیاگرام به طور معمول ترجیح داده می شود جاهایی که از سیم های بدون اتصال استفاده می شود از یک برآمدگی استفاده شود.

قطعه	نماد الکتریکی
سیم
سیم با اتصال
سیم بدون اتصال

9.نقشه خوانی مدارهای الکتریکی، فیوز

یک وسیله محافظتی که در هنگام عبور جریان بیش از حد تایین شده قطع می گردد.

قطعه	نماد الکتریکی
فیوز

10.ترانسفورماتور

دو حلقه از سیم است که با یک هسته آهنی متصل می باشد. ترانسفورماتورها جهت کاهش یا افزایش ولتاژ استفاده می شوند.

قطعه	نماد الکتریکی
ترانسفورماتور

الگوی نقشه خوانی مدارهای الکتریکی

در نقشه خوانی مدارهای الکتریکی موتور درون یک دایره و با حرف M نشان داده می شود. بلندگوها و اسپیکرها به صورت شکل واقعی خود ترسیم می شوند. همچنین، رله ها تلفیقی از یک کلید و یک سیم پیچ می باشند. علاوه براین در الگوی شماتیک، مقاومت با حرف R، ترانزیستور Q، دیود D، کلید با نماد S، سلف با حرف L، و خازن با نماد C نمایش داده می شود. برای درک کردن نحوه اتصال قطعات در مدار الکتریکی، نت های شماتیک به یاری افراد می شتابند. به طور معمول، نت ها به شکل خطوطی میان پایه ها قطعات و با رنگ خاص و متمایز ترسیم می‌شوند.

در مدارهای الکتریکی برای وصل کردن دو ترمینال به یکدیگر از سیم استفاده می شود. تقسیم شدن یک سیم در دو جهت و به دو شاخه، با عنوان پیوندگاه تعبیر و تفسیر می گردد. در نقشه خوانی مدارهای پیوندگاه ها با گره ترسیم می شوند. در محل تقاطع سیم ها، این نقطه های ریز دیده می شوند. عدم ترسیم گره در الگوی شماتیک، نمایانگر عبور سیم ها از روی یکدیگر بدون ایجاد اتصال به هم می باشد.

غالبا الگوی نقشه مدار به ویژه شماتیک های بزرگ به چندین بلوک مختلف تقسیم بندی می گردد. براین اساس، هر بخش برای یک قطعه مخصوص طراحی می شود. نمادهای مانند 3.3V، GND و 5V، نمایانگر گره ولتاژ در الگوی نقشه مدار می باشد. نودها یا گره های ولتاژ، الگوهای تک پایه ای بوده که با اتصال این گره ها به پایه های سایر قطعات مدار الکتریکی، ولتاژ مخصوصی برای آنها اختصاص داده می شود.

ناگفته نماند که در نقشه خوانی مدارهای الکتریکی میکرو کنترلر به عنوان نوعی از مدار مجتمع، بیشترین کار یک مدار را به دوش می کشد. این قطعات به عنوان بزرگ ترین قطعات مدار الکتریکی، غالبا در مرکز الگوی شماتیک طراحی و ترسیم می شوند.

در این مقاله به بررسی کلیه نمادها در نقشه خوانی مدارها پرداختیم، در صورتی که علاقه مند به یادگیری برق و الکترونیک هستید توصیه می کنیم در دوره های آموزش برق صنعتی آموزشگاه فنی شرکت کرده و در مدت زمانی کوتاه به یک برقکار حرفه ای تبدیل شوید.