將手繪電路圖轉換為專業電路圖
1 分鐘
電氣原理圖的設計與判讀是理解並排除電氣系統故障的基本要求。無論你是立志成為電工還是工程科系學生,學會如何閱讀電氣原理圖都是一項寶貴技能。本指南將拆解電氣原理圖的核心要素,並提供實用技巧,助你解讀這些圖面。
什麼是電氣原理圖?
電氣原理圖(又稱電路圖)是以圖形方式呈現電氣電路。它使用標準化符號描繪電路中的各種元件及其連接方式。原理圖的目的在於傳達電路的設計與功能,使人更容易理解電路的運作原理以及元件如何互連。
符號是電路圖的核心要素,沒有這些符號,電路圖就無法完成。這些符號讓工程師、電工與技術人員無須額外文件就能快速理解設計電路的功能。原理圖符號採用國際通用標準,因此無論語言或地區差異,都能解讀同一張原理圖。上圖為一個簡單的整流器原理圖,包含電感、電容與齊納二極體構成的濾波段,旨在輸出穩定的直流電壓。
理解電路原理圖的基礎:
電路的圖形表示方法:
呈現電路有兩種方法:一是方塊圖,二是原理圖。兩者各有優缺點:原理圖能清楚顯示所有元件、連接與排列方式;方塊圖則無法得知內部電路。方塊圖有助於概括性理解電路功能,而非細節。
方塊圖:
工程師與技術人員以多種方式使用方塊圖。常見用途是顯示大型設備中各小電路之間的互連,或大型系統中不同設備之間的互連。方塊圖也可稱為功能圖,因為它揭示了電子電路的基本功能。功能圖以簡化方式說明設備如何運作,並可進一步由原理圖提供詳細資訊。
原理圖:
讓我們打開上述方塊圖中的音訊放大器區塊,看看裡面有什麼。根據標準原理圖繪製慣例,每個元件都應有唯一的字母/數字標籤以資識別。元件僅透過其原理圖符號以及數值或業界標準零件編號來識別。
從上例可知,電晶體為 2N2222 型,電阻值分別為 470、33k(33,000)、330k(330,000)與 680 歐姆。輸入電容為 0.01 微法(μF),輸出電容為 0.1 μF。跨接在 470 歐姆電阻上的射極電容為 4.7 μF。這只是上述方塊圖中的一個方塊(一部分)。因此,方塊圖性質非常概括,用於隱藏實際電路連接。
如何閱讀簡單電路:
讓我簡單說明上述電路的實際功能。這是一個採用電壓分壓器共射極組態的放大器電路。放大器的增益由電路中的各電阻設定,可依據書本或資料表中的設計公式計算。
由左至右閱讀電路:輸入訊號送至 C2,此處 C2 作為去耦電容,僅允許交流訊號通過以進行放大。R3、R2 設定電晶體的偏壓點,使其工作在主動放大區;R1、C1 為回授電阻與旁路電容,用於提供電路穩定性。最終電晶體集極作為輸出,以某增益放大訊號。R4 為連接的負載電阻,C3 則用於產生交流放大輸出。
7 步驟設計專業原理圖:
導線是原理圖的主角,因為它們用來連接元件。整潔且標示清楚的電路,其可讀性與可複製性遠勝雜亂無章的電路。原理圖中導線與連接的關鍵要點:
組織: 以邏輯方式整理導線並適當標示其功能,確保電流沿預定路徑流動。
顏色: 某些電子原理圖中,導線可能以色碼表示特定屬性,例如電源、接地或訊號連接,便於快速識別。
端接: 導線與元件之間的連接通常以點或接點表示,這些是電流匯合或分流的重要節點。
網路標籤走線: 可識別並命名特定電氣連接或節點,透過減少繪製的導線數量來簡化圖面,並清楚指示哪些點在電氣上相連,避免圖面雜亂。
步驟 1:使用 EasyEDA 入門
要開始從紙本走向數位,請依下列步驟操作:
- 前往 www.easyeda.com 並建立帳號或登入。
- 在 Products 分頁下點選 Online Editor。
- 建立新專案並適當命名。
設定好工作區後,畫面中央會出現一塊畫布,這就是你的原理圖工作區,可在此將手繪電路轉為數位圖。
步驟 2:匯入元件
建立原理圖的第二步是匯入所需元件:
使用畫面左側的元件庫搜尋並選取你手繪電路中的元件。在元件庫中點擊元件,再點擊畫布即可放置。對所有元件重複此步驟。
EasyEDA 擁有龐大元件庫,方便你找到所需零件。若找不到特定元件,可透過 EasyEDA 的免費元件申請服務提出需求。
步驟 3:連接元件
放置完所有元件後,即可開始連接:
使用連線工具(按鍵盤 'W' 啟動)在元件間繪製連線。點擊元件引腳末端並拖曳即可拉出導線。
在導線交叉處點擊可添加接點。記得經常參考手繪電路,確保連線正確。
步驟 4:添加電源與接地
完成原理圖前,請使用接線工具箱中的 VCC 與接地符號添加電源與接地連接,並依原始設計適當放置。
步驟 5:優化原理圖
讓原理圖更專業的方法:
- 為元件與導線加上標籤以提高可讀性。
- 使用文字工具在需要處添加註解或說明。
- 利用格點功能整齊對齊元件,使外觀更乾淨。
步驟 6:驗證設計
完成原理圖前,請再次對照手繪電路檢查所有連線。使用 EasyEDA 內建的電氣規則檢查(ERC)找出潛在問題,並依檢查結果進行修正。
步驟 7:分區與標號
識別電路的功能區塊(例如電源、微控制器、感測器)並進行分組。使用矩形或橢圓形在視覺上區分這些區塊。EasyEDA 提供註解工具可自動分配正確的元件編號,利用此工具確保一致性並避免重複編號。
結語:
使用 EasyEDA 將手繪電路轉換為專業原理圖流程簡單,卻能大幅提升設計的清晰度與可用性。憑藉友善的介面與豐富的元件庫,EasyEDA 讓初學者與經驗豐富的設計師都能輕鬆建立高品質原理圖。
閱讀電氣原理圖是任何從事電子或電氣系統工作者必備的基本技能。想了解JLCPCB 工廠如何製造 PCB,請參閱我們的最新部落格。
透過熟悉符號、理解電路流向並以實際範例練習,你將更有信心解讀這些重要的藍圖。記住,熟能生巧。轉換的電路越多,你就越熟練使用 EasyEDA 並創建專業原理圖。設計愉快!
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