電子工作

【電子工作】初心者向け!回路図の基本、わかりやすく説明

【電子工作】初心者向け!回路図の基本、わかりやすく説明

電気関連の分野では、その専門性によってそれぞれの図面があります、
ここでは、電子工作に必要な回路図の、見方と書方について簡単に説明します。

 

回路図とは

電子回路の図面の一部で、部品の繋がりを示すものが「回路図」です。

回路図がある程度理解できれば、実際の現物が無くも検証が出来たり、同じものを作ることが出来ます。

回路図の描き方は、正確に言うとJIS規格、IEC規格などの工業規格で定められていますが、この記事では厳密的には考えず 一般的に電子工作で使用されている物の観点から説明いたします。(説明上、規格上からの相違等ご了承ください)

部品表記

各部の繋りなどを図面として表記する為、回路図は基本的に下記の様に部品を記述します。

  • 番号
    回路図上の部品番号  例:R1 C2 Tr3
  • 仕様
    部品名(型式・定数等)  例:4.7k 10μ 2SC-1815
  • 構成(備考)
    追記情報など  例:極性、ピン番号、備考

 

接合部

回路図上、部品同士の繋がりは、下記の表記で示します。

※:接続は、●付きを基準に、 未接続のD、Eは、接続部との混乱をきたす為使用しない

 

基本単位

回路図に記載する部品は、その定数が含まれ、その記号を記入します。

基本的な単位は、下記が一般に使用されています。
大文字と小文字を使い分け、μはuで代用可とし、Ωは省略することが多い。

 

レイアウト

  • 回路図は、実際の部品等の接続上に合わせた位置(部位)、または説明用に構成された位置(配置)に、同一レイアウトではありません。

単純なLED点灯接続図を例に、 下記の単純な書き写しでは回路図として異なります。

 

実際の回路図表記は、レイアウト上のルールがあります。

原則的に電気の流れが基準

・左から右(電気・信号の流れ)
・上から下(上が「+」 下が「-」)

 

グランド「GND」

グランドは、通常マイナス「ー」配線を意味しますが、色々な要素を持ちます。
「GND」と表記される場合もあります。

上記例のLED点灯回路図では、電池の「+」「-」から平滑的にLEDへつながれている書き方もありますが、
実際の実回路(配線、基板等)では、それと同様な形で配線されているとは、限りません。

  • 理論上の回路と実際の回路での相異
  • 安定した電気的動作を導く為の対策処置(ノイズ問題等)

様々な要素で、回路図上では「ー」に繋ぐ意味を、(GND)記号を用いて記入する場合が多くあります。

電源とグランド

電子回路で重要な要素である電源とグランド、電源ラインも上記同様に記号記入することがあります。

記号

電源記号は電源のプラスへ、グランド記号は電源のマイナスへ、接続されます。

未表記など

一般的な回路図には、明確に表現されない部品や未表現部(省略部)が存在します。

接続・配線

  • 電源線、グランド線
    電源やグランドの記号部分は、同一記号で表記する場合があります。
  • 標準的なICの電源、グランド
    主にディジタルICは、電源とグランドピンがほぼ同一ピン(ピン配置)の場合が多く、回路図上は省略することが多くあります。
  • レイアウト
    配線の仕方や実装配線方法などは、回路図に明記されていません。
    許容範囲やノイズ対策など、経験に基づいて組み上げる必要がある場合があります。(経験則あり)

 

部品・筐体

  • 部品の種類
    同型式トランジスタでのパッケージ種別や、コンデンサ・抵抗などの種類、特別に指定が無い限り、種類の指定は回路図に表記していません。
  • 台座
    実装には、ICなどのソケット、基板・モジュールの端子、ターミナルを使用する場合が多々ありますが、それら補助部品は回路図上、明記されません。
  • 機構部・ケース
    筐体・ケース、機構部及びそれら放熱板や取付け部品等共、機構部品は回路図には描かれません。

 

その他

  • 仕様
    回路の仕様や詳細機能等、実際の動作の解説や信号及びタイミングなどの説明は、特記を除き回路図に記入しません。
  • 機能
    デジタルICやマイコンの名称や接続部のみ表記し、内部の動作やソフトウェアなどの動きは説明しません。

 

まとめ

  • 回路図は、JISやIEC規格などで定められた規定があるが、実際には暗黙のルールで描かれている。
  • 部品は、番号、仕様(型式)、構成(極性、ピン番号)単位記号を用いて記述する。
  • 接合部は●付き交差で、分かりやすく明確に
  • 全般的な回路図レイアウトは、信号の流れ(左から右)、電気の流れ(上「+」下「-」)が基準
  • 電源とグランドには様々な要素も含み、単独記号で表現される場合が多い。
  • 表現されない部位や省略される項目も存在する。

 

回路図は、上記のような記号や書き方の規格はありますが、実際にはそれに細かく準拠する訳ではなく、目的に合わせた形で表現する事もあります。