Тема: Моделювання електронних схем

Я вивчаючи МЕС складаю різні пристрої, схеми: випрямляч, суматор, тригер, і т.д.

Звичайно інформаніці по схема, пристроях і ні. досить багато тому щоб не тратити марно свого часу я хочу провести опитування, чи комусь буде цікаво це читати (хоча б трьом форумчанам)

2

Re: Моделювання електронних схем

Новачки будуть завжди, тому авторський контент в нашому сегментi це добре.

До речi:

https://www.youtube.com/watch?v=apfb-R3XzRo
http://www.fabricator.me

Подякували: Betterthanyou, ReAl2

3 Востаннє редагувалося Betterthanyou (09.10.2016 02:58:59)

Re: Моделювання електронних схем

Для початку коротко про програму у якій я буду моделювати, вона називається NI Multisim (або старша версія Electronics Workbench). Програма є платною, є і безплатний аналог цієї програми KTechLab

Перед початком роботи слід визначитися з яким стандартом позначень ви будете працювати, NI Multisim пропонує ANSI Y32.2 i IEC 60617

ANSI Y32.2, зображення деяких позначень

http://replace.org.ua/extensions/om_images/img/57f982ec09a60/2000px-Circuit_elements.svg.png

IEC 60617, зображення деяких позначень

http://replace.org.ua/extensions/om_images/img/57f982ec09a60/hd4-34_0002.jpg

ANSI Y32.2 - зазвичай стоїть за замовчуванням, а якщо ні, або ви хочете використовувати IEC 60617 вам потрібно вибрати цей стандарт, для цього в меню вибираємо Options -> Global options -> Components -> Symbol standard -> (стандарт який ви хочете)

symbol standard

http://replace.org.ua/extensions/om_images/img/57f982ec09a60/1fd7176160cb062354875c5b41e8a9f8.png


Багато є корисних налаштувань пов'язаних з робочою областю в Edit -> Properties, наприклад ви можете змінити розміри вікна схеми (Workspace -> Custom size, де width - ширина, height - висота), змінити колір (colors -> color scheme)

Компоненти можна знайти в пункті меню Place -> Component (або на панелі), тут також є точка з'єднання junction і коментар, текст, графіка - для позначень, та інше.

Запустити виконання Simulator -> Run, і Pause, Stop - для паузи чи зупинки.

Детальніше про програму ви можете прочитати із керівництва.

Подякували: raxp, leofun012

4 Востаннє редагувалося Betterthanyou (09.10.2016 03:31:19)

Re: Моделювання електронних схем

Основні типи підключення

Послідовне з'єднання - При послідовному з'єднанні провідників сила струму у всіх провідниках однакова:
I1 = I2 = ... = In
Повна напруга в колі при послідовному з'єднанні, або напруга на полюсах джерела струму, дорівнює сумі напруг на окремих ділянках кола:
U = U1 + U2 = ... = Un

Паралельне з'єднання - Сила струму в нерозгалуженій частині кола дорівнює сумі сил струмів в окремих паралельно з'єднаних провідниках:
I = I1 + I2 = ... = In
Напруга на ділянках кола і на кінцях всіх паралельно з'єднаних провідників одна й та ж:
U1 = U2 = ... = Un

Для замкнутого кола існують такі формули

Для того щоб дізнатися силу струму
I = U / Ω - Закон Ома.
де I - Сила струму, U - Напруга, Ω - Опір (іноді позначають буквою R)

Дізнатися електричний опір
Ω = U / I
де I - Сила струму, U - Напруга, Ω - Опір

Дізнатися напругу
U = I * Ω
де I - Сила струму, U - Напруга, Ω - Опір

Проведемо дослідження для перевірки вище сказаного

Перше що я складу це послідовне з'єднання, де в якості опору буду використовувати лампочку, вона також буде інформувати нас (світлом) що коло працює

послідовне з'єднання

http://replace.org.ua/extensions/om_images/img/57f9976e9fe4a/7bb205806a62538cf29d3f07474f08e1.png

Як ми бачимо електричний струм на всьому колі однаковий (0,833), напруга різна, перша лампочка бере 12 вольт і друга теж, а разом вони беруть 24 вольт.

Тепер дізнаємося про опір, як бачимо на схемі нам опір лампочок не відомий, тому скористаймось формулою для знаходження опору,
Ω = U / I
24 / 0.833 = 28.812 Ω опору.
Оскільки нам відомо потужність 10 ват, то за законом Джоуля — Ленца ми можемо перевірити результат.
Закон Джоуля — Ленца
Q = I * U, або Q = I ^ 2 * Ω
24(Вольт) * 0.833(Ампер) = 19.992(Ват)
0.833(Ампер)^2*28.812(Опору, який ми знайшли по формулі) = 19.992(Ват)
З невеликою неточністю (в 0.008 ват) ми отримали відповідь. (Для двох лампочок, тобто 19.992 / 2 = 9.9960 для одної відповідно)

А тепер перейдемо до паралельного з'єднання

паралелне з'єднання

http://replace.org.ua/extensions/om_images/img/57f9976e9fe4a/4f9cdb5ddea11ccdb0c62d23d40d6c91.png

Тепер не потрібно подавати 24 вольт для лампочок оскільки напруга на ділянках кола одна й та ж, а от струм в колі тепер збільшився, на схемі видна що одна і друга лампочка використовує 0,833 ампер тобто дві 1.666, що видна на амперметру (з похибкою в 0.001 Ампер). Вольтметр для нерозгалуженої ділянки кола показує 12


Кому важко запам'ятати струм і напругу

Є таке жартівливе фото, електричний струм (тобто I) любить напругу (тобто U)
http://replace.org.ua/extensions/om_images/img/57f9976e9fe4a/ae44056caf2e953f495661f28e7d78c4.jpg
можливо воно вам допоможе


Ви можете завантажити файл з схемою (прикладений до теми)

Post's attachments

Circles.ms14 176.92 kb, 211 downloads since 2016-10-09 

Подякували: Chemist-i1

5

Re: Моделювання електронних схем

NI Multisim (або старша версія Electronics Workbench). Програма є платною, є і безплатний аналог цієї програми

особливості більш детально http://kaf-ztri.kpi.ua/wp-content/uploa … ltisim.pdf

Подякували: Betterthanyou1

6 Востаннє редагувалося Betterthanyou (11.10.2016 02:47:02)

Re: Моделювання електронних схем

Основні електровимірювальні прилади

Вольтметр - прилад для вимірювання напруги між двома точками електричного кола.

Амперметр - прилад, яким вимірюють силу електричного струму.

Мультиметр - електронний вимірювальний прилад, що поєднує в собі декілька функцій вимірювання.

мультиметр Multisim

http://replace.org.ua/extensions/om_images/img/57fc368595075/h_1476146453_2888529_3dacd3d591.jpg

За допомогою мультиметра Multisim ви можете виміряти ампери, вольти, опір (оми), децибели. Мультиметр дозволяє виконувати різні вимірювання, але зрозуміло що правила підключення, відповідно до того що ви хочете виміряти, залишаються такі самі як і на окремих пристроях.

В попередній темі ми підключати вольтметр і амперметр (вольтметр підключається паралельно, амперметр - послідовно), а омметр ще ми не використовували тому давайте його підключимо.

При підключенні омметра потрібно забрати джерело живлення (так як омметр має власне джерело живлення) з замкнутого кола. Підключення омметра здійснюється до того пристрою в якому ви хочете виміряти опір,

Приклад. Вимірюємо опір лампочки

http://replace.org.ua/extensions/om_images/img/57fc368595075/h_1476146452_2683663_5e90f1876e.png

або до замкнутого кола.

Приклад. Вимірюємо опір замкнутого кола

http://replace.org.ua/extensions/om_images/img/57fc368595075/h_1476146451_7363555_1e5d87f45e.png

По формулі знаходження опору можна перевірити результат
12(U) / 0.833(I) = 14.406 Ω


Ватметр - прилад для вимірювання активної потужності електричного струму.
Ватметр має чотири контакти, перших два що позначені буквою 'V' - підключаються до замкнутого кола паралельно, інших два що, позначені буквою 'І', підключаються послідовно.

Приклад. Вимірюємо потужність лампи

http://replace.org.ua/extensions/om_images/img/57fc368595075/h_1476146452_9947789_c1d3e7407b.png


Функціональний генератор - генератор сигналів спеціальної форми. Функціональний генератор не відноситься до електровимірювальних пристроїв, але щоб зрозуміти що робить наступний пристрій про який я буду розповідати нам потрібно розібратися з цим пристроєм.

Функціональний генератор

http://replace.org.ua/extensions/om_images/img/57fc368595075/h_1476146454_3157017_89ba342d88.png

frequency(частота) - частота вихідної напруги
duty cycle(робочий цикл) - шпаруватість
amplitude(амплітуда) - амплітуда вихідної напруги
offset(зміщення) - постійна складова вихідної напруги

Налаштуємо функціонального генератора так:
20 frequency
50% duty cycle
10 amplitude
0 offset

Осцилограф - прилад для вимірювання та запису параметрів електричного сигналу.
Давайте тепер виміряємо сигнал який ми створили функціональним генератором, підключимо контакт '+' функціонального генератора до контакту осцилографа '+', а контакт, функціонального генератора, COM (common - загальний) і контакт '-', осцилографа, до землі. (Примітка. якщо ви просто з'єднаєте функціонального генератора плюс ('+') з плюсом ('+') осцилографа, то така схема теж буде працювати в Multisim).

з'єднання функціонального генератора і осцилографа

http://replace.org.ua/extensions/om_images/img/57fc368595075/h_1476146451_4683609_60cc22e728.png

Якщо ви відкриєте вікно віртуального осцилографа то ви побачите синусоїдну лінію яка мерехтить.

Іноді трапляються баги

осцилограф нічого не показуєhttp://replace.org.ua/extensions/om_images/img/57fc368595075/h_1476146453_7246647_914c78ebd6.png
в такому випадку закрийте схему і зробіть нову

Мерехтить вона тому що осцилограф неправильно налаштований.

У осцилографа (даного) є два канали (channel), ми підключили функціональний генератором до каналу А (channel A), тому нам потрібно налаштувати масштаб осі відображуваної напруги по вертикальній осі. Так як ми згенерували амплітуду в 10 Vp то можемо виставити масштаб в 10 V / Div, це буде означати що на кожних 10 вольт в нас буде одна поділка (одна горизонтальна лінія), якщо вам незручний такий масштаб то ви можете налаштувати масштаб змінюючи його.

В двох каналах одночасно, в даному осцилографі, можна змінювати горизонтальне розгорнення (масштаб часу), давайте його встановимо 20 ms / Div, це означатиме що в кожній клітинці буде показано як сигнал проходить там за 20 ms.

Задавши позицію Х та Y можна змістити сигнал для більш зручнішого перегляду, в нас сигнал йде синусоїдною лінією і на нього зручно дивитися без зміни координат позицій графіка, тому нехай вони будуть за замовчуванням.

Зверніть увагу на групу налаштувань trigger

trigger

http://replace.org.ua/extensions/om_images/img/57fc368595075/h_1476146451_7172006_4685a29ee7.png

За замовчуванням там включений режим none(жоден), наступний режим називається auto - запуск осцилограми проводиться автоматично при підключенні осцилографа до схеми чи при її включенні (якщо «промінь» доходить до кінця екрана, осцилограма знову прописується з початку екрана (новий екран), режим normal дозволяє оновлювати кожного разу діаграму коли точка її рівня пересічеться з точкою заданою у полі level (рівень).

Наприклад. Якщо ми виставимо масштаб каналу 10 V / Div і рівень 9 то наш графік буде починатися з дев'ятої долі поділки, а якщо ми поставимо 0 то наш графік починатиметься з нуля, але якщо ми поставимо більший чи рівний рівень відносно масштабу вертикальної осі, тобто напруги, то ми нічого не побачимо, наш осцилограф буде пустий.

Edge(край) ми можемо налаштувати:
Синхронізацію по зростанню (зростаючий фронт) тобто графік буде починатися з зрозсання
Синхронізацію по спаданню (спадаючий фронт) тобто графік буде починатися з спадання
(найкраще буде видно це якщо ви поставите рівень 1 V)
Показування графіка каналу А
Показування графіка каналу В
«Зовнішній запуск» (external - зовнішні) сигнал запуску є сигнал, що подається на вхід синхронізації.

Нам потрібно включити режим Normal і вказати рівень 0, тепер наш графік не мерехтить.

Осцилограф після налаштувань

http://replace.org.ua/extensions/om_images/img/57fc368595075/h_1476146454_9253012_cc2c2aa179.png

Ще є багато електровимірювальних приладів, але основному ми будемо використовувати осцилограф і мультиметр.

Подякували: raxp, Діма2