So lesen Sie einen Schaltplan

Ein Schaltplan ist so etwas wie der Fahrplan beim Erstellen eines Elektronikprojekts. Ohne einen Schaltplan kann Ihr Weg hin zum fertigen Produkt ziemlich abenteuerlich und manchmal sogar beängstigend sein. Schaltpläne zeigen nicht nur die Komponenten, Beschriftungen und elektrischen Verbindungen einer Schaltung, sondern standardisieren auch die Darstellung von Schaltungen. Durch Verwendung standardisierter Symbole fällt anderen Personen die Fehlersuche in komplexen Designs leichter.

Beim Lesen oder Erstellen eines Schaltplans gilt es eine Reihe von Richtlinien zur Vereinheitlichung zu beachten. Stellen Sie sich vor, jeder würde andere Symbole und Standards verwenden – der Schaltplan wäre dann total unübersichtlich und unverständlich.

Unten sehen Sie ein Beispiel für einen Schaltplan eines Licht-Theremins. Warum wir das erkennen können? Weil standardisierte Schaltplansymbole und -verbindungen verwendet wurden.

Weitere Informationen zu gebräuchlichen Schaltplansymbolen finden Sie hier.

Angenommen, uns wäre eines dieser Symbole unbekannt. Dann enthält ein Schaltplan in der Regel eine Art Beschriftung oder Anmerkung, die das jeweilige Teil beschreibt und uns hilft zu entschlüsseln, um welche Komponente es sich handelt.

Im obigen Schaltplan gibt es eine Komponente, die einen genaueren Blick verdient. Der Timer 555 ist hier als physischer IC (integrierter Schaltkreis) und nicht als Symbol dargestellt. Diese Darstellungsweise ist eher untypisch. Die beiden Beispiele unten zeigen genauer, wie ein IC in einem Schaltplan aussehen würde. Das linke Beispiel zeigt nur die Pins und ihre Funktion, aber ohne die Pin-Nummern. In diesem Fall müssten wir das Datenblatt für den jeweiligen IC zurate ziehen, um das Layout zu ermitteln. Im rechten Beispiel sind Pin-Funktionen und -Nummern angezeigt. Allerdings sind die Pins wahllos rund um das Symbol herum angeordnet und stimmen nicht mit ihrer tatsächlichen Anordnung auf dem physischen IC überein.

Anhand des ursprünglichen Schaltplans sehen wir uns nun an, wie die Verbindungen dargestellt sind.

Die Verbindungslinien zwischen den einzelnen Komponenten werden als Netze bezeichnet und bilden einen elektrisch leitenden Pfad. Beispiele für einen elektrisch leitenden Pfad wären ein Draht oder eine Leiterbahn auf einer Platine. Die ausgefüllten Kreise/Punkte, an denen sich die leitenden Pfade schneiden, stellen elektrische Verbindungen dar, während die Halbkreissymbole bedeuten, dass dort keine Verbindung besteht. Wenn in einem Schaltplan zwei sich schneidende elektrisch leitende Pfade ohne Punkt- oder Halbkreissymbol gezeigt werden, ist das so zu lesen, dass dort keine Verbindung besteht.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Polarität. Der 100-µF-Kondensator im obigen Schaltplan ist gepolt. Das bedeutet, dass die Komponente in der richtigen Richtung eingebaut werden muss. Ein versehentliches Verdrehen der Komponente (so dass die Anschlüsse entgegengesetzt zur Darstellung im Schaltplan liegen) könnte zu katastrophalen Folgen für das Bauteil oder die gesamte Schaltung führen. Eine weitere Familie von Bauteilen, auf die in diesem Zusammenhang geachtet werden muss, sind die Dioden, zum Beispiel LEDs. Achten Sie immer auf die korrekte Polarität der Bauteile, wo das notwendig ist.

Unten sehen Sie einen größeren und komplexeren Schaltplan, bei dem einige der Verbindungen durch Netzbezeichnungen dargestellt sind (mitunter auch als Ports bezeichnet). Die Netzbezeichnungen mit entsprechendem Text stehen für elektrische Verbindungen, ohne dass dabei der elektrisch leitende Pfad gezeigt wird. Diese Vorgehensweise soll in größeren Schaltplänen Platz sparen und ihre Lesbarkeit verbessern. Ein weiteres Einsatzbeispiel für diese Art der Darstellung sind sehr große Schaltpläne, die sich über mehrere Seiten erstrecken. Denn so lassen sich miteinander verbundene Netze in einem solchen Szenario am besten und am logischsten darstellen.

Eine gute Möglichkeit, sich mit Schaltplänen vertraut zu machen, ist einfach zu experimentieren und selbst Schaltpläne zu erstellen. Hier bei DigiKey stellen wir Ihnen Tools für jeden Schritt im Designprozess zur Verfügung. Schauen Sie sich die vielfältigen Tools hier an: https://www.digikey.com/en/resources/design-tools/design-tools und finden Sie ein Tool, das für Ihre Designbedürfnisse optimal geeignet ist.