BSoD 

Программа моделирования электросхем. Симулятор электронных схем на русском


ИЗМЕРЕНИЯ И ИСПЫТАНИЯ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СОСТОЯНИЕ ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ И КОНТАКТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Состояние токоведущих частей и их контактных соединений кроме визуального контроля проверяют измерением сопротивления постоянному току обмоток, отдельных контактов, токоведущих участков в местах их соединений (сборных шин и шинопроводов). При наличии короткозамкнутых витков измеренное сопротивление постоянному току, как правило, меньше, а при обрыве, неудовлетворительном соединении или нарушении контактных соединений оно превышает паспортные значения или нормируемые величины. Отклонение одного из измерений от заводских данных является признаком того, что дефект находится в соединении обмотки с переключателем или в пайке обмоток.
При плохой регулировке контактов выключателей значительно увеличиваются переходное сопротивление постоянному току силовых контактов по сравнению с нормативными значениями и расхождение сопротивлений по фазам.
Состояние заземляющих проводок и качество их контактных соединений определяют внешним осмотром и по результатам специальных измерений, выполняемых с помощью измерителей заземления. Диапазон сопротивлений, который приходится измерять, очень велик - от 10+5 (переходные сопротивления контактов) до 105 Ом (сопротивления обмоток реле, резисторов). Следовательно, методы и приборный парк, необходимые при выполнении этих работ, разнообразны.
Результаты измерений сопротивления постоянному току не являются единственным критерием состояния токоведущих частей. Качество ответственных контактных соединений может проверяться специальными испытаниями.

Проверка схем соединений включает первичные (силовые) и вторичные цепи (как внутренние, так и внешние) и требует особого внимания и строгой последовательности операций с условной отметкой проверенных участков в принципиальной схеме электроустановки. Эта проверка состоит из внешнего осмотра, прозвонки цепей, определения полярностей выводов обмоток, измерения сопротивления изоляции и ее испытания, контроля работы схемы от временного источника напряжения.
При внешнем осмотре проверяют соответствие монтажа проекту, состояние контактных соединений, соблюдение расстояний между токоведущими и между токоведущими и заземленными частями, маркировку и расцветку шин, кабелей и их жил, проводов, аппаратов и оборудования, соблюдение необходимого чередования фаз, правильности технологического монтажа и т. д.
Дальнейшую проверку осуществляют прозвонкой, которую выполняют с помощью различных вспомогательных устройств. Наибольшее распространение получило элементарное устройство - пробник, состоящий из батарейки типа 3336, лампочки для карманного фонаря 3,5 В, гибких медных изолированных проводников и зажимов «Крокодил» (рис. 23).

Рис 23 Схема пробника
Выпускаются специальные устройства (пробники) УП-71 и ПУ-82, полупроводниковые схемы которых позволяют проверять (прозванивать) цепи, имеющие сопротивление до 10 Ом и 10 кОм Эти пробники сигнализируют о наличии напряжения на элементах схемы, к которым прикасаются щупами устройств. Кроме того, устройство ПУ-82 имеет встроенную лампочку для подсветки места, куда направляется щуп. Оба устройства получают питание от элементов типа 332.
Для проверки внешних связей (силовых и контрольных кабелей) используют телефонные трубки, телефонные гарнитуры, переговорные устройства (ПУ-82), портативные радиостанции (например, «Кактус»), с помощью которых два человека поддерживают постоянную связь друг с другом; жилы кабеля прозванивают приборами и приспособлениями, указанными выше. Прозвонка с помощью телефонных трубок жил кабеля, концы которого расположены в разных помещениях, показана на рис. 24. Жилы кабеля отсоединяют от клеммных зажимов. Один провод от телефонных трубок подсоединяют к «Земле» (металлической оболочке кабеля), а другим проводом «прощупывают» все жилы кабеля поочередно, пока не услышат сигнал в трубке, сверяют маркировку жил кабеля, по которым устанавливается связь, и переходят к поиску следующей жилы кабеля.
Необходимость проверки полярности выводов может возникнуть при контроле подключения: трансформаторов тока и напряжения (когда к ним подключают счетчики, фазометры, реле мощности),


Рис 24 Проверка маркировки жил кабеля «прозвонкой»
1-6 маркировка жил кабеля, МТ - телефонные трубки, HL - лампочка 2,5 В.
GB - батарея 3336
электродвигателей, имеющих много выводов (многоскоростные двигатели)
Полярность выводов трехфазной машины (двигателя, генератора) определяют по схеме, показанной на рис. 25, предварительно установив прозвонкой выводы каждой из обмоток. Так как обмотки трехфазной машины сдвинуты в пространстве на 120 эл. град, по отношению друг к другу, то при подключении «-)-» батарейки к началу первой обмотки и «+»гальванометра поочередно к началам второй и третьей обмоток батареи стрелка гальванометра в момент замыкания цепи должна отклоняться влево.

Рис 25 Схема проверки полярности обмоток трехфазного электродвигателя
Измерение сопротивления изоляции полностью собранной схемы со всеми присоединенными аппаратами (реле, катушки и контакты контакторов и электромагнитов, зажимы, провода и кабели) выполняют относительно «земли» (оболочек кабелей, корпусов панелей, шкафов, щитов). С помощью мегаомметра проверяют сопротивления изоляции цепей управления, учета, защиты, сигнализации.
После этого испытывают изоляцию повышенным напряжением промышленной частоты. Испытательное напряжение для вторичных цепей схем защиты, управления, сигнализации и измерения со всеми присоединенными аппаратами (автоматические выключатели, магнитные пускатели, контакторы, реле, приборы и т. п.) составляет 1 кВ, продолжительность его приложения - 1 мин. Источником для него может быть специальный аппарат для испытания повышенным напряжением вторичных цепей. При отсутствии необходимого оборудования испытание повышенным напряжением промышленной частоты осуществляется мегаомметром на 2500 В в течение I мин.
После выполнения перечисленных операций на схему можно подавать рабочее напряжение от временного источника для проверки взаимодействия всех ее элементов, но предварительно надо проверить и настроить все аппараты, входящие в данную схему.

Программа для электрических схем — это инструмент, используемый инженерами, для создания электронных схем с целью расчета и тестирования изделий на этапах проектирования, производства, а также эксплуатации. Точное отображение параметров производится при помощи масштаба. Каждый элемент имеет свое обозначение в виде символов, соответствующих ГОСТу.

Программа для электрических схем: зачем мне это нужно?

При помощи программы для электрических схем можно строить точные чертежи, а затем сохранять их в электронном виде или распечатывать.

ВАЖНО! Почти во всех программах для рисования схем есть готовые элементы в библиотеке, потому вручную их можно не чертить.

Такие программы бывают платными и бесплатными. Первые характеризуются большой функциональностью, их возможности значительно шире. Существуют даже целые автоматизированные системы проектирования САПР, которые успешно используются инженерами во всем мире. С применением программ для черчения схем работа не только полностью автоматизированная, а и предельно точная.

Бесплатные программы уступают по функциональным возможностям платному софту, однако с их помощью можно реализовать проекты начальной и средней сложности.

Программное обеспечение позволяет упростить работу и сделать ее более эффективной. Мы подготовили перечень популярных программ для создания схем, используемых специалистами во всем мире. Но для начала давайте разберемся, что собой представляют схемы и каких видов они бывают.

Программы: для каких схем предназначены?

Схема представляет собой конструкторский документ графического типа. На нем размещены в виде условных обозначений составляющие компоненты устройства и связи между ними.

Схемы являются частью комплекта конструкторской документации. В них содержатся данные, необходимые для проектирования, производства, сборки, регулирования, использования прибора.

Когда нужны схемы?

  1. Процесс проектирования. Они позволяют определить структуру разрабатываемого изделия.
  2. Процесс производства. Дают возможность продемонстрировать конструкцию. На их базе разрабатывается технологический процесс, способ монтажа и контроля.
  3. Процесс эксплуатации. При помощи схем можно определить причину поломки, правильный ремонт и техническое обслуживание.

Виды схем по ГОСТу:

  • кинематические;
  • газовые;
  • энергетические;
  • пневматические;
  • гидравлические;
  • электрические;
  • комбинированные;
  • оптические;
  • деления;
  • вакуумные.

В какой программе лучше работать?

Существует огромное количество платных и бесплатных программ для разработки электрических чертежей. Функционал у всех одинаковый, за исключением расширенных возможностей у платных.

Visio

QElectro Tech

sPlan

Visio

Плюсы QElectro Tech

  1. экспорт в формате png, jpg, bmp или svg;
  2. проверка работоспособности электрических цепей;
  3. легко создавать схемы электропроводки, благодаря наличию обширной библиотеки;полностью на русском языке.

Минусы QElectro Tech

  1. функционал ограниченный;
  2. создание схемы сети начальной и средней сложности.
  • Этапы работы

Простой интерфейс. Коллекция фигур для сборки электрических схем располагается слева в главном окне. В правой стороне находится рабочая область.

  1. Создать новый документ.
  2. Перетащить при помощи мышки в рабочую область необходимое количество элементов для создания и симуляции желаемого результата.
  3. Соединить детали между собой. Соединения автоматически преобразуются в горизонтальные и вертикальные линии.
  4. Сохранить файл с расширением qet.

Есть функция постройки собственных элементов и сохранения в библиотеке. Фигуры можно использовать в других проектах. Софт на русском языке. Программа подходит для Linux и Windows.

sPlan

Программа для построения электронных и электрических схем, рисования плат. При переносе элементов из библиотеки их можно привязывать к сетке координат. Софт простой, но позволяет создавать чертежи и рисунки разной сложности.


Фото 3 - Процесс составления схемы в sPlan

Задача sPlan заключается в проектировании и разработке электронных принципиальных схем. Для упрощения работы разработчик предусмотрел обширную библиотеку с геометрическими заготовками обозначений электронных элементов. Есть функция создания элементов и сохранения их в библиотеке.

Этапы работы:

  1. Создать новый документ.
  2. Из библиотеки элементов перетащить необходимые. Фигуры можно группировать, поворачивать, копировать, вырезать, вставлять и удалять.
  3. Сохранить.

В настоящее время существует не так уж и много open-source САПР. Тем не менее, среди САПР для электроники (EDA) есть весьма достойные продукты. Этот пост будет посвящён моделировщику электронных схем с открытым исходным кодом . Qucs написан на С++ с использованием фреймворка Qt4. Qucs является кроссплатформенным и выпущен для ОС Linux, Windows и MacOS.

Разработку данной САПР начали в 2004 году немцы Michael Margraf и Stefan Jahn (в настоящее время не активны). Сейчас Qucs разрабатывается интернациональной командой, в которую вхожу и я. Руководителями проекта являются Frans Schreuder и Guilherme Torri. Под катом будет рассказано о ключевых возможностях нашего моделировщика схем, его преимуществах и недостатках по сравнению с аналогами.

Главное окно программы показано на скриншоте. Там смоделирован резонансный усилитель на полевом транзисторе и получены осциллограммы напряжения на входе и выходе и также АЧХ.

Как видно, интерфейс интуитивно понятен. Центральную часть окна занимает собственно моделируемая схема. Компоненты размещаются на схеме методом перетаскивания из левой части окна. Виды моделирования и уравнения также являются особыми компонентами. Более подробно принципы редактирования схем описаны в документации к программе.

Формат схемного файла Qucs основан на XML и к нему поставляется документация. Поэтому схема Qucs может быть легко сгенерирована сторонними программами. Это позволяет создавать ПО для синтеза схем, которое является расширением Qucs. Проприетарное ПО как правило использует бинарные форматы.

Перечислим основные компоненты, имеющиеся в Qucs:

  1. Пассивные RCL-компоненты
  2. Диоды
  3. Биполярные транзисторы
  4. Полевые транзисторы (JFET, MOSFET, MESFET и СВЧ-транзисторы)
  5. Идеальные ОУ
  6. Коаксиальные и микрополосковые линии
  7. Библиотечные компоненты: транзисторы, диоды и микросхемы
  8. Файловые компоненты: подсхемы, spice-подсхемы, компоненты Verilog

Библиотека компонентов использует собственный формат, основанный на XML. Но можно импортировать существующие библиотеки компонентов, основанные на Spice (приводятся в даташитах на электронные компоненты).

Поддерживаются следующие виды моделирования:

  1. Моделирование рабочей точки на постоянном токе
  2. Моделирование в частотной области на переменном токе
  3. Моделирование переходного процесса во временной области
  4. Моделирование S-параметров
  5. Параметрический анализ

Результаты моделирования можно экспортировать в Octave/Matlab и выполнить там постобработку данных.

Qucs основан на вновь разработанном движке схемотехнического моделирования. Отличительной особенностью этого движка является встроенная возможность моделирования S-параметров и КСВ, что важно для анализа ВЧ-схем. Qucs может пересчитывать S-параметры в Y- и Z-параметры.

На скриншотах показан пример моделирования S-параметров широкополосного усилителя высокой частоты.

Итак, отличительной особенностью Qucs является возможность анализа комплексных частотных характеристик (КЧХ), построение графиков на комплексной плоскости и диаграмм Смита, анализ комплексных сопротивлений и S-параметров. Эти возможности отсутствуют в проприетарных системах MicroCAP и MultiSim, и здесь Qucs даже превосходит коммерческое ПО и позволяет получить недостижимые для симуляторов электронных схем, основанных на Spice результаты.

Недостатком Qucs является малое количество библиотечных компонентов. Но этот недостаток не является препятствием к использованию, так как Qucs совместим с форматом Spice в котором приводятся модели электронных компонентов в даташитах. Также моделировщик работает медленнее, чем аналогичные Spice-совместимые моделировщики (например MicroCAP (проприетарный) или Ngspice (open-source)).

В настоящее время мы работаем над возможностью предоставления пользователю выбора движка для моделирования схемы. Можно будет использовать встроенный движок Qucs, Ngspice (spice-совместимый консольный моделировщик, похожий на PSpice) или Xyce (моделировщик с поддержкой параллельных вычислений через OpenMPI)

Теперь рассмотрим перечень нововведений в недавнем релизе Qucs 0.0.18 перспективных направлений в разработке Qucs:

  1. Улучшена совместимость с Verilog
  2. Продолжается портирование интерфейса на Qt4
  3. Реализован список недавних открытых документов в главном меню.
  4. Реализован экспорт графиков, схем в растровые и векторные форматы: PNG, JPEG, PDF, EPS, SVG, PDF+LaTeX. Эта функция полезна при подготовке статей и отчётов, содержащих результаты моделирования
  5. Возможность открытия документа схемы из будущей версии программы.
  6. Исправлены баги, связанные с зависанием моделировщика при определённых условиях.
  7. Ведётся разработка системы синтеза активных фильтров для Qucs (ожидается в версии 0.0.19)
  8. Ведётся разработка сопряжения с прочими open-source движками для моделирования электронных схем (

Симулятор электронных схем на русском — это обыкновенный SPICE-симулятор под названием TINA-TI с легкой для понимания графической оболочкой. Данная программа работает без всякого лимита на количество применяемых приборов, легко обрабатывает всесторонние работы. Прекрасно соответствует имитированию поведенческой реакции разнообразных аналоговых схем, а также импульсных блоков питания. Используя TINA-TI можно легко сконструировать схему какой угодно степени сложности, соединить раннее созданные фрагменты, исследовать и распознать показатели схемы по качеству.

Все представленные элементы, которыми располагает симулятор электронных схем на русском TINA-TI , рассредоточены распределены на шесть типов: компоненты пассивного действия, ключи переключения, полу-проводниковые приборы, устройства измерения, миниатюрные модели устройств повышенной сложности. Дополнительно данный софт имеет в своем составе множество показательных образцов.

Симулятор электронных схем составлен на русском языке, поэтому с его помощью можно легко освоить черчение и корректировку принципиальных схем. Процесс создания схемы сам по себе не сложный и после завершения этой операции начинается этап симуляции. Программа может выполнять ниже перечисленные виды исследования: оценку постоянного и переменного тока. В данный анализ входит — расчет ключевых напряжений, построение графика конечного итога, определение промежуточных параметров и тестирование температуры.

Далее идет исследование промежуточных процессов, шумовых искажений. Обусловленность от категории исследования, учебная программа формирует окончательный итог в форме графических изображений или таблиц. Прежде чем начать симуляцию, TINA-TI производит проверку схемы на наличие или отсутствие ошибок. Когда обнаруживаются какие либо отклонения, то все изъяны будут показаны в отдельном окошке в форме списка. Если кликнуть мышью на надписи с ошибкой не распознанной симулятором, то деталь или часть чертежа обозначится маркеровочными знаками.

Дополнительно TINA-TI может выполнять измерение различных сигналов и их испытание. Чтобы реализовать данный вид исследования, для этого имеются виртуальные устройства: цифровой мультиметр, осциллограф, контрольно-измерительный прибор сигналов, источник периодических сигналов и устройство записи. Все имеющиеся в программе приборы симуляции предельно возможно соответствуют по использованию фактическим измерительным устройствам. Виртуально подключать их можно в любом участке исследуемой схемы. Все полученные условными приборами информационные данные сохраняются в памяти компьютера.

Список бесплатных программ моделирования электронной цепи онлайн очень полезный для вас. Эти симуляторы электроцепи, которые я предлагаю, не нужно быть загружен в компьютере, и они могут работать непосредственно с веб-сайта.1. EasyEDA дизайн электронной цепи, моделирование цепи и PCB дизай :
EasyEDA удивительный бесплатный онлайн симулятор электроцепи , который очень подходит для тех, кто любит электронную схему. EasyEDA команда стремится делать сложную программу дизайна на веб-платформе в течение нескольких лет, и теперь инструмент становится замечательным для пользователей. Программная среда позволяет тебя сам проектировать схему. Проверить операцию через симулятор электроцепи. Когда вы убедитесь функцию цепи хорошо, вы будете создавать печатную плату с тем же программным обеспечением. Есть более 70,000+ доступных диаграмм в их веб-базах данных вместе с 15,000+ Pspice программами библиотеки. На сайте вы можете найти и использовать множество проектов и электронных схем, сделанные другими, потому что они являются публичными и открытыми аппаратными оснащениями. Он имеет некоторые довольно впечатляющие варианты импорта (и экспорта). Например, вы можете импортировать файлы в Eagle, Kikad, LTspice и Altium проектант, и экспортировать файлы в.PNG или.SVG. Есть много примеров на сайте и полезных программ обучения , которые позволяют людей легко управлять.

2. Circuit Sims : Это был один из первых вебов исходя из эмуляторов электроцепи с открытым кодом я тестировал несколько лет назад. Разработчик не удалось повысить качество и увеличить графический интерфейс пользователя.

3. DcAcLab имеет визуальные и привлекательные графики, но ограничивается моделированием цепи. Это несомненно отличная программа для обучения, очень проста в использовании. Это делает вас видеть компоненты, как они сделаны. Это не позволит вам проектировать схему, но только позволит сделать практику.

4. EveryCircuit представляет собой электронный эмулятор онлайн с хорошими сделанными графиками. Когда вы входите в онлайн программу, и она будет просить вас создать бесплатный счет, чтобы вы можете сохранить ваши проекты и иметь ограниченную часть площади рисовать вашу схему. Чтобы использовать его без ограничений, требующих годовой взнос в размере $ 10. Он можно скачивать и использоваться на платформах Android и iTunes. Компоненты имеют ограниченную способность имитировать с небольшими минимальными параметрами. Очень просто в использовании, он имеет прекрасную систему электронного дизайна. Она позволяет вам включать (вставлять) моделирование в ваши веб-страницы.

5. DoCircuits : Хотя она оставляет людям первое впечатление от путаницы о сайте, но она дает много примеров о том, как работает программа, можно видеть себя на видео "будет начать в пять минут". Измерения параметров электронной схемы продемонстрируют с реалистичными виртуальными инструментами.

6. PartSim электронный симулятор схемы онлайн. Он был способным к моделированию. Вы можете рисовать электрические схемы и протестировать их. Он еще новый симулятор, так что есть несколько компонентов, чтобы сделать моделирования для выбора.

7. 123D Circuits Активная программа разработана AutoDesk, она позволяет вам создавать схему, можно увидеть её на макетной плате, использовать платформу Arduino, имитировать электронную схему и окончательно создать PCB. Компоненты продемонстрируются в 3D в их реальной форме. Вы можете запрограммировать Arduino непосредственно из этой программы моделирования, (она) действительно производит глубокое впечатление.