สัญลักษณ์วงจรมักใช้ในแผนผังวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งแสดงวิธีการเชื่อมต่อวงจร สัญลักษณ์วงจรเป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับการสร้างและออกแบบวงจรไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์ การแสดงภาพของส่วนประกอบไฟฟ้าต่างๆ ในวงจรไฟฟ้าหรือแผนผังเรียกว่าสัญลักษณ์ไฟฟ้า แผนผังวงจรประกอบด้วยสัญลักษณ์วงจรต่างๆ เช่น ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ตัวเหนี่ยวนำ ทรานซิสเตอร์ ไดโอด แบตเตอรี่ สวิตช์ เป็นต้น สัญลักษณ์วงจรแต่ละอันมีลักษณะและค่าเฉพาะของตัวเอง 

บทความนี้จะช่วยให้คุณอ่าน เรียนรู้ และทำความเข้าใจสัญลักษณ์วงจรที่ใช้บ่อยที่สุดสำหรับการวิเคราะห์และออกแบบแผนผังวงจร

2. สัญลักษณ์ไฟฟ้าทั่วไปในแผนผัง

i. สัญลักษณ์วงจรแหล่งจ่ายไฟฟ้า

แบตเตอรี่:

แบตเตอรี่เป็นส่วนประกอบไฟฟ้าที่ให้ความต่างศักย์ไฟฟ้าคงที่ (แรงดันไฟฟ้าคงที่) ทั่วขั้วของแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ประกอบด้วยเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่สามารถแปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้าได้อย่างง่ายดาย ถือเป็นส่วนหลักของวงจร แบตเตอรี่มีสามส่วนหลัก ได้แก่ อิเล็กโทรไลต์ แคโทด และแอโนด

แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง

ในระบบไฟฟ้าใดๆ ก็ตาม แหล่งจ่ายไฟฟ้าแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ แหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับ แหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรง หมายถึง แหล่งจ่ายไฟฟ้าที่มีขั้วคงที่ซึ่งจ่ายกระแสไฟฟ้ากระแสตรง (DC) โดยทั่วไป แหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงหรือพลังงานไฟฟ้าจะมาจากแบตเตอรี่ แต่บางครั้งคุณสามารถใช้เซลล์เชื้อเพลิงและเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อจุดประสงค์เดียวกันได้

แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ

แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ หมายถึง แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ขนาดของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับมีการผันผวน และพลังงานไฟฟ้าไม่ได้คงที่ตลอดเวลา ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าหรือพลังงานไฟฟ้าเกิดจากอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ สัญลักษณ์วงจรสำหรับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในแผนผังวงจรมีดังนี้

พื้น:

การต่อลงดินในวงจรไฟฟ้าจะช่วยปกป้องอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจรไฟฟ้าของคุณจากไฟฟ้าลัดวงจร ความผิดพลาด หรือไฟฟ้าเกินพิกัด การต่อลงดินในแผนผังไฟฟ้าจะให้เส้นทางความต้านทานต่ำสำหรับกระแสไฟฟ้าผิดพลาดสูงที่ไหลลงสู่พื้นดิน ซึ่งจะช่วยปกป้องระบบหรืออุปกรณ์ของคุณ หากไม่มีการต่อลงดิน วงจรไฟฟ้าหรือระบบจะได้รับความเสียหาย สัญลักษณ์ทางไฟฟ้าทั่วไปสำหรับกราวด์มีดังต่อไปนี้

s

ii. สัญลักษณ์ไฟฟ้าแบบพาสซีฟ

ต้านทาน:

ตัวต้านทานเป็นองค์ประกอบแบบพาสซีฟในวงจรไฟฟ้าที่ควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าหรือวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ตัวต้านทานจะกินพลังงานไฟฟ้า นั่นจึงเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงเรียกว่าส่วนประกอบไฟฟ้าแบบพาสซีฟ สัญลักษณ์วงจรที่พบมากที่สุดสำหรับตัวต้านทานคือเส้นซิกแซก ดังต่อไปนี้

 ตัวเก็บประจุแบบ:

ตัวเก็บประจุเป็นส่วนประกอบไฟฟ้าแบบพาสซีฟซึ่งประกอบด้วยแผ่นตัวนำสองแผ่นขึ้นไปที่คั่นด้วยวัสดุฉนวนไฟฟ้า (ฉนวน) วัตถุประสงค์ของตัวเก็บประจุในแผนผังไฟฟ้าคือเพื่อเก็บพลังงานในรูปของประจุไฟฟ้าที่สร้างความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างแผ่น ตัวเก็บประจุยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตและประกอบแผงวงจรพิมพ์ ความจุของตัวเก็บประจุแสดงด้วย L สัญลักษณ์วงจรที่ใช้สำหรับตัวเก็บประจุทั่วไปที่สุดคือ

ตัวนำกระแส:

ตัวเหนี่ยวนำเป็นส่วนประกอบไฟฟ้าแบบพาสซีฟที่มีสองขั้วซึ่งต้านทานการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าอย่างกะทันหัน เรียกอีกอย่างว่าโช้กหรือคอยล์ ตัวเหนี่ยวนำจะเก็บพลังงานไว้ในรูปแบบของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ตัวเหนี่ยวนำแบบติดผิว (SM) จะติดตั้งไว้ที่ด้านบนของแผงวงจรพิมพ์บนแพด ในขณะที่ตัวเหนี่ยวนำแบบรูทะลุ (TH) จะติดตั้งไว้ที่ด้านบนของ PCB โดยมีตัวนำที่ป้อนผ่านรูทะลุในแผงวงจรพิมพ์ สัญลักษณ์วงจรพื้นฐานของตัวเหนี่ยวนำแสดงไว้ดังต่อไปนี้

iii. สวิตช์ รีเลย์ และหม้อแปลง

สวิทช์:

ในแผนผังไฟฟ้า สวิตช์เป็นส่วนประกอบที่เปิดหรือปิดวงจร การเปิดวงจรหมายถึงการปิดวงจรจากระบบไฟฟ้า ในขณะที่การปิดวงจรหมายถึงการไหลของกระแสไฟฟ้าและเชื่อมต่อวงจรกับแหล่งจ่ายไฟ สวิตช์มีหลายประเภท เช่น Single Pole Single Throw (SPST), Single Pole Double Throw, Double Pole Single Throw (DPST) และ Double Pole Double Throw (DPDT)

สัญลักษณ์วงจรรีเลย์และหม้อแปลง:

ในระบบไฟฟ้า หม้อแปลงเป็นอุปกรณ์แบบพาสซีฟที่ถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าผ่านการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า หน้าที่พื้นฐานของหม้อแปลงคือเพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้า หม้อแปลงอาจเป็นแบบเฟสเดียวหรือสามเฟส โดยจะแสดงในวงจรไฟฟ้าหรือระบบไฟฟ้าดังนี้:

รีเลย์ ในวงจรไฟฟ้าเป็นสวิตช์ที่เปิดหรือปิดวงจรด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์หรือเครื่องกลไฟฟ้า รีเลย์จะทำงานโดยอัตโนมัติเมื่อได้รับสัญญาณจากแหล่งภายนอก รีเลย์มักใช้ในระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรม เครื่องใช้ในบ้าน ระบบ HVAC เป็นต้น สัญลักษณ์วงจรทั่วไปที่ใช้สำหรับรีเลย์ในแผนผังวงจรคือ:

3. สัญลักษณ์วงจรอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป  

i. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ (สัญลักษณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบแอคทีฟ)

ไดโอด, ไดโอดซีเนอร์, LED:

ไดโอด เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เซมิคอนดักเตอร์สองขั้วที่ทำหน้าที่เป็นสวิตช์ทางเดียวสำหรับกระแสไฟฟ้า โดยทั่วไปจะประกอบด้วยซิลิกอนและยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลไปในทิศทางเดียว เมื่อใช้ไดโอดเป็นตัวแปลงกระแสไฟฟ้า ไดโอดจะแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรง สัญลักษณ์วงจรทั่วไปที่ใช้สำหรับไดโอดมีดังนี้:

ไดโอดซีเนอร์ เป็นไดโอดชนิดเฉพาะที่ยอมให้กระแสไหลย้อนกลับเมื่อแรงดันไฟฟ้า (แรงดันเกณฑ์) เกินค่าที่กำหนด กระบวนการนำกระแสย้อนกลับของไดโอดซีเนอร์เรียกว่าปรากฏการณ์ซีเนอร์ สัญลักษณ์วงจรของไดโอดซีเนอร์มีดังนี้

ไดโอดเปล่งแสง (LED) เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำชนิดหนึ่งที่เปล่งแสงออกมาเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน กระบวนการของ LED นี้เรียกว่า อิเล็กโตรลูมิเนสเซนซ์ ซึ่งใช้ในแอปพลิเคชันต่างๆ มากมาย

ทรานซิสเตอร์สองขั้วทางแยก (BJT):

ทรานซิสเตอร์ไบโพลาร์จังก์ชัน (BJT) คืออุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์โซลิดสเตตที่ควบคุมด้วยกระแสไฟฟ้า ประกอบด้วยรอยต่อ PN สองรอยที่เชื่อมต่อขั้วสามขั้วที่เรียกว่าขั้วอิมิตเตอร์ ขั้วเบส และขั้วคอลเลกเตอร์ การจัดเรียงของสามชั้นนี้ทำให้ BJT แบ่งเป็นสองประเภทหลัก คือ NPN และ PNP

การขอ ทรานซิสเตอร์ NPN ประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำชนิด n สองตัวที่แยกจากกันด้วยชั้น p-type บางๆ

ในขณะที่ ทรานซิสเตอร์ PNP ประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำชนิด p สองตัวที่แยกจากกันด้วยชั้นบาง ๆ ของชนิด n

มอสเฟต:

ทรานซิสเตอร์สนามผลโลหะออกไซด์เซมิคอนดักเตอร์ (MOSFET) เป็นทรานซิสเตอร์สนามผลที่มีโครงสร้าง MOS เป็นอุปกรณ์สามขั้ว ได้แก่ เกต (G), ซอร์ส (S) และเดรน (D) โดยทั่วไป MOSFET ใช้เป็นสวิตช์ อุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า หรือเป็นเครื่องขยายสัญญาณ MOSFET มีสองประเภทหลัก ได้แก่ N-Channel และ P-Channel

ii. วงจรรวมและไมโครคอนโทรลเลอร์

แอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ (Op-Amp):

แอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการคือวงจรรวมที่สามารถขยายสัญญาณอ่อนหรือความต่างศักย์ระหว่างอินพุตสองตัวได้ ออปแอมป์ขยายสัญญาณทั้ง DC และ AC

เกตตรรกะ:

เกตตรรกะใช้สำหรับดำเนินการทางตรรกะโดยให้อินพุตและให้เอาต์พุตเป็น 0 หรือ 1 ขึ้นอยู่กับชนิดของเกตและอินพุตที่กำหนด การทำงานของเกตตรรกะนั้นอิงตามคณิตศาสตร์หรือพีชคณิตบูลีน สัญลักษณ์วงจรเกตตรรกะหลักๆ บางส่วนมีดังต่อไปนี้

ไมโครคอนโทรลเลอร์:

ไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นวงจรรวมหน่วยเดียว (IC) ที่มีคุณลักษณะของหน่วยประมวลผลกลางตั้งแต่ 4 บิตไปจนถึงโปรเซสเซอร์ 32 หรือ 64 บิต ไมโครคอนโทรลเลอร์ใช้ในระบบควบคุมอุตสาหกรรม อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ IoT เป็นต้น

4. วิธีการอ่านและทำความเข้าใจสัญลักษณ์วงจรและแผนผังวงจร

การทำความเข้าใจสัญลักษณ์ของวงจรไฟฟ้าเป็นสิ่งสำคัญในการแสดงแผนผังไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ สัญลักษณ์เหล่านี้ช่วยให้วิศวกรไฟฟ้า นักออกแบบ PCB ผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และช่างเทคนิควิเคราะห์และออกแบบวงจรได้อย่างง่ายดาย คุณสามารถทำความเข้าใจสัญลักษณ์และแผนผังวงจรได้ดังนี้:

1. ระบุแหล่งพลังงานที่อาจเป็นไฟฟ้ากระแสสลับหรือไฟฟ้ากระแสตรง
2. ระบุการไหลของกระแสไฟฟ้า คือ ขั้วบวกและขั้วลบของวงจร
3. ค้นหาส่วนประกอบวงจรพื้นฐาน เช่น ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ และตัวเหนี่ยวนำ
4. เข้าใจการเชื่อมต่อวงจรซึ่งอาจเป็นแบบอนุกรมหรือขนาน
5. ค้นหาค่าส่วนประกอบ เช่น ตัวต้านทาน 10kΩ, ตัวเก็บประจุ 100µF, 50µH เป็นต้น
6. ระบุสัญญาณควบคุม เส้นทางป้อนกลับหรือการไหลของข้อมูลในแผนผังวงจร

6. วิธีการใช้สัญลักษณ์วงจรในโครงการจริง

คุณสามารถใช้สัญลักษณ์วงจรในโครงการจริงของคุณได้โดยการอธิบายแผนผังวงจรและระบุส่วนประกอบของวงจร จากนั้นประกอบส่วนประกอบของวงจรตามค่าและคุณลักษณะของส่วนประกอบเหล่านั้น สร้าง วิเคราะห์ และทดสอบวงจรไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์ของคุณบนแผงทดลองโดยใช้การเชื่อมต่อสายวงจร

เมื่อตรวจสอบแล้ว ให้ใช้ซอฟต์แวร์ออกแบบ PCB เพื่อแปลงวงจรของคุณเป็นเลย์เอาต์แผงวงจรพิมพ์ โดยให้แน่ใจว่ามีการเดินสายและการวางตำแหน่งส่วนประกอบที่ถูกต้อง สำหรับโครงการ PCB ระดับมืออาชีพของคุณ Wonderful PCB สามารถช่วยคุณแปลงแผนผังวงจรของคุณให้กลายเป็นแผงวงจรพิมพ์คุณภาพสูงได้

สรุป

สัญลักษณ์วงจรมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจ การออกแบบ และการแก้ไขปัญหาเกี่ยวกับแผนผังวงจร สัญลักษณ์วงจรในแผนผังวงจรช่วยวิศวกรไฟฟ้า นักออกแบบ PCBและผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อวิเคราะห์พฤติกรรมของวงจรและออกแบบระบบไฟฟ้าหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยการทำความเข้าใจสัญลักษณ์ของวงจร คุณจะสามารถทำงานและจัดการระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ของคุณได้อย่างมีประสิทธิภาพ Wonderful PCB จะแนะนำสัญลักษณ์วงจรที่ถูกต้องสำหรับโครงการอิเล็กทรอนิกส์และการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ของคุณ