Esquemas Electrónicos: Por Qué Son Esenciales para el Diseño Confiable de Circuitos

Antes de iniciar cualquier proyecto, lo ideal es elaborar un plan, un plano. Lo vemos en proyectos de construcción, por ejemplo. De la misma manera, construir cualquier circuito complejo, digamos un inversor o transmisor FM, necesita esquemas electrónicos.

Si no por otra cosa, los esquemas le permiten ensamblar todos los componentes necesarios para el trabajo. También le permite visualizar cómo funciona el circuito antes de que cobre vida. En cualquier caso, los esquemas facilitan la replicación de cualquier IC existente. Aquí, discutimos todo lo que necesita saber sobre esquemas electrónicos.

1. ¿Qué es un Esquema Electrónico?

En primer lugar, un esquema es cualquier diagrama abstracto que muestra cómo funciona un sistema. A menudo usa símbolos fácilmente reconocibles para mostrar lo que cada parte del sistema representa.

De la misma manera, usamos esquemas al describir diagramas eléctricos. Por tanto, nos lleva al término esquema electrónico.

Contrario a la opinión popular, el esquema electrónico es más que solo símbolos electrónicos. Es la base de diseño gráfico para ensamblar componentes electrónicos y construir un circuito más extenso.

La mayoría de las veces, es un diseño completo en papel con símbolos adhesivos preimpresos. Otras veces, es mejor diseñar este plano en una computadora. Algunos programas útiles para ese propósito incluyen Altium Designer, Cadence Or CAD, Mentor PADS, Upverter y Zuken CADSTAR.

(Un esquema electrónico de una batería y un capacitor)

https://commons.m.wikimedia.org/wiki/File:Schematic_of_Battery_and_Capacitor.jpg

2. Diagrama Esquemático vs. Diagrama de Circuito

Un diagrama esquemático es más sencillo que un diagrama de circuito. La idea principal es agrupar las partes del sistema en entradas y salidas. Sin embargo, muestra los componentes fundamentales necesarios para el circuito integrado. Estos incluyen resistencias, capacitores, transistores, etc.

Usar un diagrama esquemático, como resultado, permite una fácil simulación y layout del IC. Por tanto, aplicar leyes de corriente y voltaje como la de Ohm y la de Kirchoff es fácil. Un paquete de análisis de circuitos como SPICE es útil en esta etapa.

Por otro lado, un diagrama de circuito es más detallado. Revela cada componente activo y pasivo necesario para el IC. Por ejemplo, características complejas como compuertas lógicas, ICs externos, conectores están todos presentes en un diagrama de circuito.

Al final, los dos tipos de diagramas son los modelos CAD iniciales antes de avanzar a la fase de layout PCB.

(Un ejemplo de un diagrama de circuito típico). https://commons.m.wikimedia.org/wiki/File:Circuit_diagram_7.jpg

3. Esquema de Circuito vs. Diagrama de Bloques

La mayoría de las veces, la gente confunde los esquemas de circuitos con diagramas de bloques. Sin embargo, no son lo mismo.

Un diagrama de bloques es un boceto básico que comienza el diseño general del PCB. En otras palabras, un diagrama de bloques de circuito muestra cómo funciona el sistema desde un punto de vista realista. En cierto modo, es un diagrama semi-esquemático, por así decirlo. Su foco no está en los componentes del circuito. En su lugar, el diagrama de bloques muestra cómo el sistema maneja señales de datos digitales y analógicos. No obstante, un diagrama de bloques puede involucrar componentes electrónicos si ayudan a explicar la funcionalidad del sistema.

Mientras tanto, el esquema de circuito desglosa el diagrama de bloques en partes detalladas.

(Un ejemplo de un diagrama de bloques)

https://commons.m.wikimedia.org/wiki/File:Theremin_block-diagram.svg

4. ¿Cómo Obtener Esquemas Electrónicos?

Solo necesita seguir estos pocos pasos para comenzar.

Pasos a seguir

1. En primer lugar, seleccione un dispositivo electrónico de interés.
2. Luego, localice el número de identificación FCC etiquetado en el dispositivo. La mayoría de los productos electrónicos, por defecto, llevan certificación FCC. Esta certificación es en forma de un número de identificación único de la Comisión Federal de Comunicaciones de EE. UU. Sin embargo, es más común entre dispositivos transmisores RF.
3. Después de obtener el ID FCC (encuéntrelo en la carcasa del dispositivo), acceda al sitio web https://www.fcc.gov/oet/ea/fccid/.
4. Una vez allí, ingrese el código de "solicitante" o "beneficiario". Por defecto, este código proviene de los tres primeros caracteres del ID FCC. El resto es el Código de Producto que consiste en guiones e hífens.
5. Después de ingresar el código, haga clic en buscar.
6. En este punto, aparece una lista emergente de aplicaciones presentadas relacionadas con ese dispositivo.
7. Haga clic en opciones para ver más detalles. Así, toda la información sobre el dispositivo debería estar disponible para descargar como PDFs. Estos incluyen fotos internas, fotos externas, informes de prueba e incluso la carta de solicitud original del dispositivo.
8. Sin embargo, a veces cierta información y documentos no están disponibles en el sitio web de la FCC. Esta no disponibilidad es resultado de ciertos proveedores que retienen esta información como confidencial.
9. En esta etapa, tiene todos los esquemas y datos necesarios para una verdadera aventura de circuito DIY.

5. Algunos Símbolos de Esquemas Electrónicos

Algunos símbolos gráficos se encuentran en casi cualquier diagrama de circuito electrónico.

R = Resistencia.

(Símbolos de una resistencia, una resistencia variable/reostato y un potenciómetro).

https://commons.m.wikimedia.org/wiki/File:Resistor,_Rheostat_(variable_resistor),_and_Potentiometer_symbols.SVG

C = Capacitor.

(Símbolos de capacitor con uno mostrando polaridad)

https://commons.m.wikimedia.org/wiki/File:Capacitor-symbols.svg

D = Diodo.          

(Símbolo electrónico de un diodo con puntos 1 y 2 mostrando el ánodo y cátodo, respectivamente)

https://commons.m.wikimedia.org/wiki/File:Electronic_Symbol_of_Diode.png

L = Inductor.       

(Diferentes tipos de símbolos de inductor).

https://commons.m.wikimedia.org/wiki/File:Inductor_Symbols.jpg

Otros componentes electrónicos incluyen:

• T = Transformador.
• F = Fusible.              
• P = Conector.  
• U = Circuito Integrado.
• H = Hardware.   
• Q = Transistor.   
• Y = Cristal.
• BT = Batería.
• J = Conector
• K = Relé.             
• S o SW = Interruptor.

6. Algunos Esquemas Electrónicos Simples

A continuación se muestran algunos proyectos que vale la pena probar usando esquemas electrónicos.

Transmisor FM Estéreo HI-FI BA1404

Aunque este transmisor FM requiere muchos ajustes y pruebas para obtener el resultado deseado, el objetivo es sencillo. Las pruebas del esquema son diseños existentes de transmisor FM BA1404 para comparar sus rendimientos y debilidades. Finalmente, el nuevo método produce calidad de sonido mejorada, frecuencia estable y rango de transmisión.

Para asistencia, vea el video a continuación sobre cómo construir un transmisor FM.

https://youtu.be/wslmnYMsalc

Transmisor Estéreo PLL BH1417

El esquema para este dispositivo, en particular, incluye muchas características en un paquete diminuto. Por ejemplo, hay un codificador estéreo, filtro paso bajo, limitador, transmisor de frecuencia sólida PLL, buffer de salida RF, y así sucesivamente.

Transmisor FM para Teléfono

Este dispositivo es para conectar una línea telefónica a una banda FM. Le permite enviar una conversación telefónica a través de la banda FM usando el auricular telefónico. Para ese efecto, sintoniza las señales transmitidas con el receptor FM.

Una característica única de este circuito es que no necesita batería. También usa un indicador LED cuando está en modo "En Aire" y un interruptor para controlar el transmisor.

Transmisor FM de Chip Único

Este chip transmisor FM es útil para vincular su reproductor de música a una radio portátil. Por ejemplo, le permite reproducir la misma música en su sistema de sonido en su radio móvil mientras viaja. Curiosamente, opera con una alimentación de voltaje de solo 3-5V.

Conclusión

En resumen, los esquemas electrónicos son los bloques de construcción para cualquier circuito o IC más grande. Independientemente del gráfico usado, todos usan símbolos gráficos únicos para cada componente y sus conexiones. El layout final del PCB, en la mayoría de los casos, comienza desde un diagrama de bloques antes de avanzar a un esquema o diagrama de circuito.

Para referencia, hemos citado algunos ejemplos de esquemas de circuitos electrónicos arriba. Sin embargo, contacte a nuestro equipo si aún necesita asistencia profesional en proyectos personales similares.