Alama za mzunguko hutumiwa mara kwa mara katika Mipango ya mzunguko wa umeme na kielektroniki, ambayo huonyesha jinsi saketi imeunganishwa. Alama za mzunguko ni vipengele vya msingi vya kujenga na kubuni mzunguko wowote wa umeme au wa kielektroniki. Uwakilishi wa picha wa vipengele tofauti vya umeme katika mzunguko wa umeme au mchoro huitwa ishara ya umeme. Mchoro wa saketi huwa na alama nyingi za saketi kama vile vipinga, vipitishio, viingilizi, transistors, diodi, betri, swichi n.k. Kila alama ya saketi ina sifa na thamani yake. 

Makala haya yatakusaidia kusoma, kujifunza, na kuelewa alama za mzunguko zinazotumiwa mara nyingi zaidi kwa ajili ya kuchanganua na kubuni miundo ya saketi.

2. Alama za Umeme za Kawaida katika Mipango

i. Alama za Mzunguko wa Chanzo cha Umeme

Betri:

Betri ni sehemu ya umeme ambayo hutoa tofauti ya uwezekano wa umeme (voltage fasta) kwenye vituo vyake. Betri inajumuisha seli za kielektroniki ambazo zinaweza kubadilisha nishati ya kemikali kuwa nishati ya umeme kwa urahisi. Ni sehemu ya msingi ya mzunguko. Kuna sehemu kuu tatu za betri, na hizi ni electrolyte, cathode, na anode.

Chanzo cha umeme cha DC

Katika mfumo wowote wa nguvu za umeme, kuna makundi mawili ya vyanzo vya umeme, yaani, vyanzo vya voltage DC na AC. Voltage ya DC inamaanisha Voltage ya Sasa ya Moja kwa moja. Inahusu chanzo cha voltage na polarity mara kwa mara ambayo hutoa DC sasa (DC). Kawaida, chanzo cha voltage ya DC au nguvu hutolewa na betri. Lakini wakati mwingine unaweza kutumia seli za mafuta na seli za jua kwa madhumuni sawa.

Chanzo cha Voltage ya AC

Chanzo cha voltage ya AC kinarejelea chanzo mbadala cha voltage ya sasa. Ukubwa wa voltage ya AC hubadilika, na nguvu sio daima kudumisha mara kwa mara. Mabadiliko ya voltage au nguvu husababishwa na vifaa vya umeme vilivyounganishwa na chanzo cha voltage ya AC. Alama ya mzunguko wa chanzo cha voltage ya AC kwenye mpangilio wa mzunguko ni kama ifuatavyo.

Ground:

Kutuliza katika saketi za umeme hulinda vifaa na saketi zako za kielektroniki dhidi ya saketi fupi fupi, hitilafu au upakiaji wa umeme. Kutuliza katika miundo ya umeme hutoa njia ya chini ya upinzani kwa mikondo ya juu ya hitilafu kutiririka kuelekea ardhini ambayo hulinda mfumo wako wa nguvu au kifaa. Bila kutuliza, mzunguko wa umeme au mfumo utaharibiwa. Ishara ya kawaida ya umeme kwa ardhi imetolewa kama ifuatavyo.

s

ii. Alama za Umeme zisizo na maana

Kipinga:

Kipinga ni kipengele passive katika mzunguko wa umeme ambayo inasimamia mtiririko wa sasa wa umeme katika mzunguko wowote wa umeme au elektroniki. Kipinga kinatumia nguvu. Ndiyo sababu inaitwa sehemu ya umeme ya passiv. Ishara ya kawaida ya mzunguko kwa kupinga ni mstari wa zigzag kama ifuatavyo.

 Capacitors:

Capacitors ni vipengele vya umeme vya passiv ambavyo vinajumuisha sahani mbili au zaidi za nyenzo za kufanya zinazotenganishwa na nyenzo za dielectric (insulator). Madhumuni ya capacitor katika schematics ya umeme ni kuhifadhi nishati katika mfumo wa chaji za umeme zinazozalisha tofauti inayoweza kutokea kwenye sahani zake. Capacitors pia hutumiwa sana katika utengenezaji wa bodi ya mzunguko iliyochapishwa na mkusanyiko. Uwezo wa capacitor unaonyeshwa na L. Ishara ya kawaida ya mzunguko inayotumiwa kwa capacitor ni.

Inductors:

Inductor ni sehemu ya umeme ya vituo viwili ambayo inapinga mabadiliko ya ghafla ya sasa. Pia hujulikana kama chokes au coils. Inductor huhifadhi nishati katika mfumo wa uwanja wa sumakuumeme. Inductors za uso wa uso (SM) zimewekwa juu ya bodi ya mzunguko iliyochapishwa kwenye pedi, wakati kupitia shimo (TH) inductors huwekwa kwenye sehemu ya juu ya PCB na miongozo inayolishwa kupitia mashimo kwenye bodi ya mzunguko iliyochapishwa. Ishara ya msingi ya mzunguko kwa inductor inaonyeshwa kama ifuatavyo.

iii. Swichi, Relay & Transformer

Swichi:

Katika mchoro wa umeme, kubadili ni sehemu inayofungua au kufunga mzunguko. Kufungua mzunguko kunamaanisha kuzima mzunguko kutoka kwa mfumo wa nguvu, wakati kufunga mzunguko kunamaanisha kufanya mtiririko wa sasa na kuunganisha mzunguko kwa usambazaji wa umeme. Kuna aina nyingi za swichi, kama vile Single Pole Single Throw (SPST), Single Pole Double Throw, Double Pole Single Throw (DPST), na Double Pole Double Throw (DPDT).

Alama ya Mzunguko wa Relays na Transfoma:

Katika mfumo wa nguvu za umeme, kibadilishaji ni kifaa kisicho na nguvu ambacho huhamisha nishati ya umeme kupitia induction ya sumakuumeme. Kazi ya msingi ya transformer ni kuongeza kasi au kupunguza voltage. Transformer inaweza kuwa awamu moja au awamu tatu. Inawakilishwa katika mzunguko wa umeme au mfumo wa nguvu kama:

relays katika mizunguko ya umeme ni swichi zinazofungua au kufunga mizunguko kielektroniki au kielektroniki. Relay hufanya kazi kiotomatiki inapopokea mawimbi kutoka kwa vyanzo vya nje. Relays hutumiwa kwa kawaida katika mifumo ya otomatiki ya viwanda, vifaa vya nyumbani, mifumo ya HVAC, n.k. Alama ya kawaida ya mzunguko inayotumiwa kwa upeanaji katika mpangilio wa saketi ni:

3. Alama za Kawaida za Mzunguko wa Kielektroniki  

i. Diodi na Transistors (Alama Zinazotumika za Kielektroniki)

Diode, Diode ya Zener, LED:

Diode ni kifaa cha kielektroniki cha semiconductor chenye ncha mbili ambacho hufanya kazi kama swichi ya njia moja ya sasa. Kawaida imeundwa na silicon na inaruhusu sasa katika mwelekeo mmoja. Wakati diode inatumiwa kama kirekebishaji, basi inabadilisha voltage ya AC kuwa DC. Alama ya kawaida ya mzunguko inayotumiwa kwa diode ni kama ifuatavyo.

Diode ya Zener ni aina maalum ya diode ambayo inaruhusu sasa katika mwelekeo wa nyuma wakati voltage fulani (voltage ya kizingiti) inapozidi. Mchakato wa upitishaji nyuma wa mkondo wa diode ya Zener inaitwa athari ya Zener. Uwakilishi wa ishara ya mzunguko kwa diode ya Zener ni:

Diode inayotoa mwanga (LED) pia ni kifaa cha semiconductor ambacho hutoa mwanga wakati wa sasa unapita ndani yake. Utaratibu huu wa LED unaitwa electroluminescence. Wao hutumiwa katika maombi pana.

Transistor ya Junction ya Bipolar (BJT):

Transistor ya makutano ya bipolar (BJT) ni semiconductor, hali dhabiti, kifaa kinachodhibitiwa kwa sasa. Inajumuisha makutano mawili ya PN ambayo huunganisha vituo vitatu vinavyoitwa vituo vya Emitter, Base, na Collector. Mpangilio wa tabaka hizi tatu hufautisha aina mbili kuu za BJTs, yaani, NPN na PNP.

The NPN transistor inaundwa na semiconductors mbili za aina ya n zilizotenganishwa na safu nyembamba ya aina ya p.

Wakati Transistors za PNP inajumuisha halvledare mbili za aina ya p zikitenganishwa na safu nyembamba ya aina ya n.

MOSFET:

Transistor ya Athari ya Sehemu ya Oksidi ya Metali (MOSFET) ni transistor ya athari ya uga yenye muundo wa MOS. Ni kifaa cha vituo vitatu chenye vituo vya Lango (G), Chanzo (S), na Drein (D). MOSFET kimsingi hutumiwa kama swichi, kifaa cha sasa kinachodhibitiwa na voltage, au kama amplifier. Kuna aina mbili kuu za MOSFET, yaani, N-Channel na P-Channel.

ii. Mizunguko Iliyojumuishwa na Vidhibiti Vidogo

Kikuzaji cha Uendeshaji (Op-Amp):

Amplifier ya uendeshaji ni mzunguko jumuishi ambao unaweza kuimarisha ishara dhaifu au tofauti za voltage kati ya pembejeo mbili. Op Amp hukuza mawimbi ya DC na AC.

Milango ya Mantiki:

Lango la mantiki hutumiwa kufanya shughuli za kimantiki kwa kutoa ingizo kwake na kutoa pato kama 0 au 1 kulingana na aina ya lango na ingizo lililotolewa. Uendeshaji wa milango ya mantiki inategemea hisabati au algebra ya Boolean. Baadhi ya alama kuu za mzunguko wa lango la mantiki ni kama ifuatavyo.

Vidhibiti vidogo:

Kidhibiti kidogo ni kitengo kimoja cha saketi iliyounganishwa (IC) yenye vipengele vya kitengo cha usindikaji cha kati ambacho ni kati ya vichakataji 4-bit hadi 32 au 64-bit. Microcontrollers hutumiwa katika mifumo ya udhibiti wa viwanda, umeme, vifaa vya IoT, nk.

4. Jinsi ya Kusoma na Kuelewa Alama za Mzunguko na Mipangilio ya Mzunguko

Kuelewa alama za mzunguko ni muhimu kuwakilisha schematics ya umeme na elektroniki. Alama hizi huwasaidia wahandisi wa umeme, wabunifu wa PCB, watengenezaji wa vifaa vya kielektroniki, na mafundi kuchanganua na kubuni saketi kwa urahisi. Unaweza kuelewa alama za mzunguko na michoro kama ifuatavyo:

1. Tambua chanzo cha nishati ambacho kinaweza kuwa AC au DC.
2. Tambua mtiririko wa sasa, yaani, vituo vyema na vyema vya mzunguko.
3. Angalia vipengele vya msingi vya mzunguko, yaani, resistors, capacitors, na inductors.
4. Kuelewa uunganisho wa mzunguko, ambayo inaweza kuwa mfululizo au sambamba.
5. Tafuta thamani za vijenzi, kwa mfano, kipinga 10kΩ, capacitor 100µF, 50µH, n.k.
6. Tambua ishara za udhibiti, njia za maoni au mtiririko wa data katika mchoro wa mzunguko.

6. Jinsi ya Kutumia Alama za Mzunguko katika Miradi Halisi

Unaweza kutumia alama za mzunguko katika mradi wako halisi kwa kuelezea muundo wa mzunguko na kutambua vipengele vya mzunguko. Kisha kukusanya vipengele vya mzunguko kulingana na maadili na vipimo vyao. Jenga, changanua na ujaribu saketi yako ya umeme au kielektroniki kwenye ubao wa chakula kwa kutumia miunganisho ya nyaya za mzunguko.

Inapothibitishwa, tumia programu ya kubuni ya PCB ili kubadilisha mzunguko wako kuwa mpangilio wa bodi ya mzunguko iliyochapishwa, kuhakikisha uelekezaji sahihi na uwekaji wa sehemu. Kwa mradi wako wa kitaalamu wa PCB, Wonderful PCB inaweza kukusaidia kubadilisha taratibu zako kuwa bodi ya mzunguko iliyochapishwa yenye ubora wa juu.

Hitimisho

Alama za mzunguko ni muhimu kwa kuelewa, kubuni, na kusuluhisha taratibu za saketi. Alama za mzunguko katika schematics za mzunguko husaidia wahandisi wa umeme, Wabunifu wa PCB, na watengenezaji wa kielektroniki kuchanganua tabia ya saketi na kubuni mfumo wa nguvu za umeme au kifaa cha elektroniki. Kwa kuelewa alama za mzunguko, unaweza kufanya kazi kwa ufanisi na kusimamia mifumo yako ya umeme na elektroniki. Wonderful PCB itapendekeza alama sahihi za mzunguko kwa mradi wako wa kielektroniki na muundo wa bodi ya saketi iliyochapishwa.