Interaktywny symulator obwodów elektronicznych, dający wrażenie pracy z prawdziwymi komponentami. Bardzo pomocny w eksperymentowaniu i wizualizacji. Dzięki sile HTML5, nie wymaga żadnej wtyczki!


Jak korzystać


Po uruchomieniu symulatora zobaczymy animowany schemat prostego obwodu RLC. Kolor zielony oznacza potencjał dodatni. Szary kolor wskazuje ziemię. Czerwony kolor wskazuje potencjał ujemny. Ruchome żółte kropki wskazują przepływ prądu.


Kliknij na przełącznik, aby go włączyć lub wyłączyć. Jeśli przesuniesz kursor na dowolny element obwodu, w prawym dolnym narożniku okna, pojawi się krótki opis tego składnika i jego aktualnego stanu.


Edycja elementów obwodu


Aby zmodyfikować element, przesuń kursor myszy nad nim, kliknij prawym przyciskiem myszy (lub przytrzymując klawisz Control jeśli masz Mac) i wybierz "Edytuj". Można również uzyskać dostęp do funkcji edytowania przez dwukrotne kliknięcie na danym elemencie. Uwaga: wprowadzamy wartość liczbową bez jednostki ale z ewentualnym symbolem przedrostka wielokrotności jednostki miary (dla mikro należy użyć u).


Przebiegi prądowo napięciowe




W dolnej części okna umieszczono wykresy; symulują one odczyty dokonywane za pomocą oscyloskopu, pokazując napięcie i natężenie prądu na danym składniku. Napięcie jest wyświetlane na zielono, a natężenie prądu na żółto. Natężenie prądu może nie być widoczne, gdy pokrywa się z wykresem napięcia. W oknie oscyloskopu pokazano również wartość szczytową napięcia. Przesunięcie kursora myszy nad dany przebieg, powoduje podświetlenie elementu obwodu, którego dotyczy. Aby usunąć przebieg, kliknij prawym przyciskiem myszy nad nim i z menu wybierz "Usuń". W menu kontekstowym mamy również wiele innych opcji, dotyczących modyfikacji sposobu wyświetlania przebiegów oscyloskopowych. Aby wyświetlić przebiegi oscyloskopowe na danym elemencie, kliknij na nim prawym przyciskiem myszy i wybierz opcję "Pokaż przebieg".


Obwody


Menu "Obwody" zawiera około 300 przykładowych obwodów, gotowych do wypróbowania.






Niektóre obwody, np. Podstawy -> Potencjometr zawierają potencjometry lub zmienne źródła napięcia. Mogą one być regulowane za pomocą suwaków, które są automatycznie dodawane do prawego paska narzędzi lub po umieszczeniu wskaźnika myszy nad składnikiem, bezpośrednio za pomocą pokrętła myszy.


Rysowanie i edycja obwodu


Można uzyskać pusty obwód wybierając "Pusty obwód" z menu "Obwody". Musisz dodać co najmniej jedno źródło napięcia, aby uruchomić symulator.


Dodawanie składników obwodu


Aby dodać przewód lub elementy obwodu należy wybrać jedną z opcji "Dodaj …” w menu "Rysuj" lub klikając prawym przyciskiem myszy w wolnym miejscu tablicy. Warto pamiętać, że typowe elementy posiadają skróty klawiaturowe, przyspieszające wybór trybu ich dodawania. W trybie dodawania kursor zmieni się w znak "+". Kliknij w odpowiednim miejscu i przeciągnij myszą, aby dodać składnik.


Tryb Zaznacz/Przeciągnij


W trybie Zaznacz/Przeciągnij kursor zmienia się w strzałkę. Przechodzimy do tego trybu, wybierając odpowiednią opcję z menu rozwijanego “Rysuj” (na samym dole) lub klikamy klawisz spacji lub escape. Element, po najechaniu na niego kursorem jest teraz podświetlany, a w prawym dolnym rogu pojawiają się informacje na jego temat. Możemy teraz go przenieść (wciśnięty lewy przycisk myszki) lub możemy przesunąć zaciski (jeśli najechaliśmy strzałką na zakończenie przewodu i pojawił się mały kwadracik lub po wciśnięciu klawisza Ctrl).


W opornikach, cewkach czy kondensatorach, możemy też bezpośrednio, nie przechodząc do trybu edycji opisanego wyżej, zmienić ich wartość pokrętłem myszy w zakresie szeregu E12.
 



Przewody łączą się tylko swoimi końcami, a nie w środku, więc trzeba rysować każdy odcinek przewodu oddzielnie. Jeśli symulator uzna niepołączony punkt, jako przeznaczony do połączenia, wyróżni go czerwonym kółkiem.


Inne elementy narzędziowe


Menu “Plik” pozwala na import i eksport plików opisu obwodu.


Przycisk “Resetuj” resetuje układ do sensownego stanu.


Przycisk “Włącz/Stop”, pozwala wstrzymać lub kontynuować symulację.


Suwak “Prędkość symulacji” umożliwia dostosowanie prędkości symulacji. Nie ma to jednak żadnego znaczenia, jeżeli symulacja nie jest zależna od czasu (to jest, gdy nie ma kondensatorów, cewek i zależnych od czasu źródeł napięcia).


Suwak “Prędkość prądu” pozwala dostosować prędkość kropek sygnalizujących przepływ prądu, w przypadku gdy prądy są tak słabe (lub silne), że kropki poruszają się zbyt wolno (lub zbyt szybko).


Logika niestandardowa


Symulator umożliwia implementację własnych prostych układów logicznych z nietypowymi chipami logicznymi (Rysuj>Układy cyfrowe>Dodaj logikę niestandardową).


Każde urządzenie niestandardowe logika ma nazwę modelu, który wskazuje na modelu, który opisuje, jak to działa. Możesz mieć dowolną liczbę urządzeń z tego samego modelu. Montaż modelu zmienia zachowanie wszystkich urządzeń, które korzystają z tego modelu. Opis tworzenia lub edycji modelu wraz z przykładami na stronie autora programu (ang).


Sygnalizacja typowych błędów


Oto niektóre komunikaty o błędach, które mogą się pojawić:


Źródło napięcia/obwód bez oporu! - oznacza to, że co najmniej jedno ze źródeł napięcia w obwodzie jest zwarte. Upewnij się, że każde oczko (pętla) obwodu zawierające źródło prądu posiada też pewien opór.


Obwód z kondensatorem bez oporu! - nie są dozwolone żadne oczka prądowe zawierające kondensatory lecz bez oporu. Na przykład same kondensatory połączone równolegle nie są dozwolone; przy każdym należy umieścić opornik połączony z nim szeregowo. Zwarte kondensatory są akceptowane.


Singular matrix! - oznacza to, że obwód jest niespójny - ma dwa różne źródła napięcia połączone ze sobą albo potencjał w jakimś punkcie jest niezdefiniowany. Może to oznaczać, że niektóre końcówki elementu są niepodłączone; na przykład, jeśli tworzysz wzmacniacz operacyjny ale nie podłączysz do niego jeszcze czegoś, dostaniesz ten błąd.


Convergence failed! - oznacza to, że symulator nie może ustalić, jaki powinien być stan obwodu. Należy kliknąć Resetuj i to powinno wystarczyć. Twój układ może być zbyt skomplikowany ale ta sytuacja zdarza się czasem nawet w prostych przykładach.


Opóźnienie linii transmisyjnej zbyt duże! - opóźnienie linii transmisyjnej jest za duże w stosunku do kroku czasowego symulatora, więc wymagałoby to zbyt dużej pamięci. Zmniejsz opóźnienie.


Trzeba uziemić linię transmisyjną! - w tym symulatorze dwa dolne przewody linii transmisyjnej muszą być zawsze uziemione.


Symulacje a rzeczywistość


Symulacje fizyczne są tylko pewnym przybliżeniem rzeczywistych procesów! Doceniając ich wartość dydaktyczną należy pamiętać, że powinny stanowić jedynie wstęp do zmagań z rzeczywistym otoczeniem. Podobnie jak inne symulacje także i ta idealizuje wiele składników. Przewody i doprowadzenia elementów nie mają żadnego oporu. Źródła napięcia są idealne. Kondensatory i cewki mają sprawność 100%. Jedną z konsekwencji tych uproszczeń jest to, że symulator nie przybliża obwodów, które nie mają zdefiniowanego zachowania - na przykład idealnego źródła napięcia zwartego przez idealny przewód. Podczas korzystania z symulatora trzeba uwzględnić miejsca, gdzie prawdziwa elektronika różni się od idealizacji.


Układy wysokiej częstotliwości


Symulacja obwodu odbywa się w serii krótkich kroków czasowych. W każdym etapie zmiany napięć i prądów w obwodzie są obliczane na podstawie składowych modeli i aktualnego stanu obwodu. Żeby to działało, kroki czasowe muszą być znacząco krótsze od czasu trwania dowolnego, interesującego nas zdarzenia zachodzącego w obwodzie. Innymi słowy, kroki czasowe muszą być znacznie krótsze niż okres najwyższego sygnału częstotliwości.


Domyślnie symulator używa kroku o wielkości 5μs. To wystarczy dla sygnałów o częstotliwości odpowiadającej częstotliwości dźwięku, ale nie w przypadku sygnałów o częstotliwości radiowej i szybkich sygnałów cyfrowych. Wielkość kroku można zmienić w okienku "Inne opcje ..." w menu “Opcje”. Dla porównania, w przykładzie linii przesyłowych w tej aplikacji, ustalono wielkość kroku na 5ps.


Krok czasowy nie powinien być mylony z prędkością symulacji kontrolowaną przez suwak w panelu po prawej stronie. Wielkość kroku czasowego kontroluje jak długo (w symulowanym czasie) trwa każdy krok. Suwak "Prędkość symulacji" steruje tym, jak często (w czasie rzeczywistym) komputer oblicza krok.


edukator.pl na podstawie materiałów lushprojects 

Dodaj do swoich materiałów