Kuiga Mzunguko wa KiCad: Hatua 7

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:48

Kuchora na kubuni mizunguko ni mchakato wa zamani, wa zamani kama vifaa vya kwanza vya elektroniki. Ilikuwa rahisi wakati huo. Kulikuwa na idadi ndogo ya vifaa na kwa hivyo idadi ndogo ya usanidi, kwa maneno mengine: nyaya zilikuwa rahisi. Sasa, katika kile kinachoitwa umri wa habari, kuna maelfu-A MENGI- ya vitu tofauti, na kila sehemu ya elektroniki ina zaidi ya mifano kadhaa na kila modeli imetengenezwa na kampuni chache. Bila kusema, kila mfano na kila sehemu maalum ya kampuni hutofautiana kutoka kwa kila mmoja. Wanaweza kuwa na upendeleo wao, makosa na uvumilivu tofauti, hali tofauti za utendaji, na min na kwa kweli inaweza kubadilisha jinsi mzunguko unajibu na kufanya kazi. Kuongeza yote, mizunguko siku hizi ni ngumu sana; yenye hadi vitu kadhaa ambavyo vinaingiliana pamoja kufanya majukumu tofauti kulingana na pembejeo.

Kama unavyodhani kwa usahihi, itakuwa ndoto kujaribu kuchambua mizunguko hii kwa hesabu au kwa mkono. Kwa kuongezea, uvumilivu na nuances zingine zitapotea au kubadilishwa kwani ni maalum kwa bidhaa. Hapa ndipo uigaji unapoingia. Kutumia nguvu ya teknolojia ya kisasa na kwa kasi ya kukata, uchambuzi wa mzunguko ambao ungeweza kuchukua timu za watu wanaofanya kazi kwa masaa sasa ni rahisi kama kuweka

Vifaa

-Kicad toleo la 5.0 au baadaye

-Uunganisho wa mtandao kupakua maktaba

Hatua ya 1: Je! Uchawi Hutokeaje?

Wacha tutangulize hii kwa kusema kwamba KiCad haishughulikii uigaji. KiCad ni UI tu (Mtumiaji-kiolesura). Mfano unaofanana unaweza kuwa KiCad ni mtu wa kati tu kati yako na programu ya kuiga, ambayo inaweza kuwa moja ya programu nyingi zinazoitwa "SPICE".

SPICE ni fupi kwa "Programu ya Kuiga na Mkazo wa Jumuishi Iliyounganishwa". Katika kesi ya KiCad, KiCad 5.0 na baadaye inakuja kabla ya vifurushi na programu ya SPICE inayoitwa ngspice. Ngspice ina quirks, hiccups na mapungufu yake lakini itakuwa programu ambayo tutazingatia. Ngspice hutumia "Vipengele" kuiga tabia ya mzunguko. Hii inamaanisha kwamba kando na kuchora hesabu za mzunguko sisi lazima pia tufafanue na "tuweke" mifano kwa vifaa vya kibinafsi. Ili kutatua shida ya modeli nyingi za vifaa sawa, ngspice aliamua kuruhusu kila kampuni kutengeneza "spice modeli" ambazo zinaiga mali na nuances ya wenzao wa maisha halisi, na kisha vifungue modeli hizi kama maktaba zinazoweza kupakuliwa, ili kuchora mzunguko itakuwa rahisi kama kupakua maktaba zinazohitajika na kupeana mfano kwa vifaa vyetu. Lakini hiyo ni mazungumzo yote, wacha tichafishe mikono yetu na tuone jinsi hii inafanya kazi kweli.

Hatua ya 2: Kuchagua Mzunguko na Kuunda Vipengele vya Passive

Tulichagua mzunguko rahisi ambao unaturuhusu kuonyesha jinsi tunaweza kutoa maadili yetu ya Spice kwa vifaa na jinsi tunaweza kutumia vifaa ambavyo wauzaji waliorodhesha

Kwanza, kama tunaweza kuona kutoka kwa takwimu; kuna vifaa 8. kwa mzunguko huu. • 2 kontena

• 1 9v betri

• 1 LDR

• 1 BC 547 npn transistor

• 1 LED

• 1 rheostat •

1 ardhi

Kuunda Resistors ya kila aina Ngspice "inapeana modeli" kwa upinzani, kwa maneno mengine: inawatambua. Kwa hivyo hatuitaji kuzirekebisha, au kuzungusha maktaba kuzifanya. Tunagundua pia kuwa kuna rheostat na LDR. Katika ngspice, wote wawili wanaweza kuigwa kama vipinga mara kwa mara ambavyo tutarekebisha maadili yao kama tunahitaji. Kwa maneno mengine, ikiwa tunahitaji "kuongeza mwangaza" au kuongeza mzigo wa rheostat, itabidi tusimamishe uigaji, turekebishe mzigo, na kisha turejeshe tena.

Hatua ya 3: Kuunda Vyanzo vya Voltage & Viwanja

Ngspice haitambui vyanzo vya voltage "vya kawaida"; zile zinazotumiwa na KiCad. Inatoa maktaba haswa kwa vyanzo vya voltage na viwanja

Ili kufikia maktaba, kwanza, tunapaswa kuchagua kichupo cha "Chagua alama", na utafute "viungo"

* Kama inavyoonekana katika (kielelezo 1), tuna maktaba ya "pspice" na moja ya "simulation_spice". Kwa vyanzo vya voltage, tunataka kusogea chini hadi kwenye maktaba ya simulation_spice na uchague chanzo cha voltage cha dc

Baadaye, lazima tuweke maadili yake ili simulator ielewe, katika mzunguko huu tunataka chanzo cha 9v dc. Tunabofya "E" kwenye chanzo cha voltage na menyu ifuatayo inafunguliwa, iliyoonyeshwa kwenye (kielelezo 2). Tunachagua jina la rejeleo la chanzo cha voltage, VoltageMain kwa mfano, halafu bonyeza "Hariri Spice Model." Kama inavyoonyeshwa hapo juu

Kisha tunachagua thamani ya dc 9v, na hiyo ni juu yake. Kama inavyoonyeshwa katika (kielelezo 3)

Uwanja

Kwa ardhi, tunatafuta "viungo" tena na matokeo ya kwanza ni uwezo wa kumbukumbu ya 0V kama inavyoonekana katika. (Takwimu 4). Tofauti na hesabu za kawaida, programu ya viungo inahitaji ardhi kwani inahesabu voltages zake kulingana na kumbukumbu ya 0v.

Hatua ya 4: Kuunda Transistor

Kama tunaweza kuona kutoka picha ya mzunguko, transistor iliyotumiwa ni mfano maalum, "BC547". Kama kesi ya jumla, karibu vifaa vyote vilivyotengenezwa vitapatikana kwenye wavuti ya mtengenezaji wao. Chini ya kichupo chao cha zana au msaada, kutakuwa na "mifano ya kuiga" iliyo na nambari ya mfano na mfano wa viungo vya jamaa. Kwa upande wetu nilitafuta "bc547" mkondoni na nikagundua kuwa ilitengenezwa na kampuni inayoitwa "On semiconductors". Nilitafuta wavuti yao "https://www.onsemi.com/" na nikapata mfano kwa kufanya kama ifuatavyo:

• Nilifungua kichupo chao cha "Zana na msaada", chini yangu, nikapata kichupo cha rasilimali za muundo. (kielelezo 1)
• Chini ya rasilimali za kubuni walizouliza aina ya hati, nilichagua "Mifano ya Kuiga" (takwimu 2)
• Nilitafuta sehemu hiyo kwa jina: "BC547". Tunataka maktaba, kwa hivyo tunachagua "BC547 Lib Model" na kuipakua. (kielelezo 3)
• Baada ya kuipakua, niliweka faili ya lib katika saraka yangu ya mradi. Sasa saraka yangu ya mradi imeonyeshwa kwenye kidirisha asili cha KiCad nilichofungua, kama inavyoonekana katika (kielelezo 4). Nilibonyeza kuelekea saraka hiyo, nikabandika faili ya maktaba kama inavyoonyeshwa na kurudi ili kuiona imeonyeshwa pamoja na faili za mradi wangu
• Baada ya yote yaliyosemwa na kufanywa, wacha tuvute alama ya transistor. Nilibofya kwa kutumia menyu ya "alama ya mahali", na nikatafuta jina tu. Unapata kuwa karibu vitu vyote vipo kwenye menyu ya ishara kama ilivyo kwenye (kielelezo 5).
• Sasa, kilichobaki ni kupeana mfano kwa ishara. Sisi bonyeza "E" kama kawaida kwenye ishara, na bonyeza "Hariri mfano wa viungo".

• Kama tunavyoona, tabo pekee zinazopatikana ni mfano, tu, na chanzo. Kwa kuwa transistors sio chanzo wala watazamaji, tunachagua mfano na kuchagua kuingiza maktaba ya kujaza. Menyu kwanza inafungua saraka ya mradi, ambayo tuna bahati tayari tumeweka maktaba ndani yake. Tunabofya kwenye faili ya lib.

  • Mkuu !! Sasa ngspice imetambua transistor kama "BC547" na iko karibu kufanya kazi. Kuna undani moja ndogo ambayo inapaswa kupangwa kwanza. Tunapaswa kuwezesha mlolongo mbadala wa nodi na andika "3 2 1". Sababu tunayopaswa kufanya hatua hii ni kwamba ngspice hutaja vituo 3 vya transistor kwa njia tofauti na jinsi KiCad inavyozionyesha. Kwa hivyo, inaweza kuwa na 3 iliyopewa mtoza wakati KiCad inaonyesha 3 kama mtoaji. Ili kuzuia kuchanganyikiwa, tunasanidi tena agizo la kumtaja Spice, kama inavyoonyeshwa kwenye (kielelezo 7)
  • Anddddd ndio hiyo! Utaratibu huu ni karibu sawa kwa mifano ya usambazaji wa bidhaa zote. Mara tu ukifunga kichwa chako kuzunguka sehemu hii ya mafunzo, unaweza kutumia aina yoyote ya kielelezo cha elektroniki na sehemu na utafiti mdogo tu.

Hatua ya 5: Kuunda LED

LEDs ni ngumu kidogo kwa ukweli kwamba kuiga mfano inahitaji ujuzi fulani juu ya vigezo vyao na kufaa kwa curve. Kwa hivyo, kuwaonyesha mfano niliangalia tu "LED ngspice". Nilipata watu wengi wakichapisha "modeli zao za LED" na nikaamua kwenda na hii "* Aina ya RED GaAs LED: Vf = 1.7V Vr = 4V Ikiwa = 40mA trr = 3uS. MODEL LED1 D (IS = 93.2P RS = 42M N = 3.73 BV = 4 IBV = 10U + CJO = 2.97P VJ =.75 M =.333 TT = 4.32U)?”

Tutachukua "LED" kutoka kwenye menyu ya ishara na kubandika nambari hii kwenye nafasi tupu chini ya maktaba katika "Hariri mfano wa viungo". Tutawasha pia mlolongo mbadala wa nodi na andika "2 1", kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu 1

Baada ya kuongeza mguso wa mwisho, kama vipinga na kuunganisha waya, tuko tayari kuanza kuiga !

Hatua ya 6: Kuiga

Kuiga ni ngumu kwa hivyo katika mafunzo haya tutaelezea misingi na jinsi unaweza kuanza

• Kwanza, tunafungua simulator kutoka kwa kichupo cha zana kwenye Ribbon ya juu (kielelezo 1)
• Kisha tunaenda kwenye kichupo cha kuiga kwenye Ribbon ya juu na bonyeza mipangilio, kutoka hapo tunaweza kutaja ni aina gani ya uigaji tunayotaka kuendesha, na vigezo vyake. (kielelezo 2)

Tunataka kuendesha masimulizi ya muda mfupi. Pia kuna DC na AC kufagia inapatikana kama chaguzi za simulation. Dc inafagia kuongezeka kwa thamani ya Dc ya sasa na kuripoti mabadiliko kwenye miduara wakati AC inafuatilia majibu ya masafa.

• Walakini, uchambuzi wa muda mfupi hufananisha mzunguko katika wakati halisi. Ina vigezo 3, ambayo tutatumia mbili. Hatua ya muda ni mara ngapi rekodi ya simulator itaibuka, na wakati wa mwisho ni baada ya sekunde ngapi kurekodi kutaacha. Tunaingiza millisecond 1 na milliseconds 5 na kisha sawa, na kisha tunaendesha masimulizi (takwimu 3)
• Kama unavyoona, katika onyesho la maandishi ya chini ilituonyesha viwango vya voltage na vya sasa katika vifaa anuwai. Tunaweza pia kuonyesha maadili haya kwa kutumia kitufe cha "ongeza ishara" na kisha kuchagua voltage au sasa ya sehemu fulani. Tunaweza pia kuchunguza baada ya kuanza uigaji. Kuchunguza kunaturuhusu kufuatilia voltage na curves za sasa katika sehemu fulani moja kwa moja kwa kubofya. (kielelezo 4)

Hatua ya 7: Kufunga

Kwa kuwa mzunguko huu ulidhaniwa kutengenezwa na LDR na kontena, tunaweza kubadilisha vifaa vyote viwili vya upinzani na kisha kurudisha mzunguko kuamua maadili ya upinzani ambayo tungependa kwa LED hii inayodhibitiwa na taa kwa kutumia transistor ya kawaida ya emitter npn. kama mzunguko wa kubadili.