ZÁKLADY PRÁCE SE SIMULAČNÍM PROGRAMEM MultiSIM2001

Transkript

1 ZÁKLADY PRÁCE SE SIMULAČNÍM PROGRAMEM MultiSIM Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

2 1. PRACOVNÍ PROSTŘEDÍ A NASTAVENÍ PROGRAMU 1.1. PRACOVNÍ PROSTŘEDÍ Po spuštění se zobrazí pracovní prostředí programu. Jednotlivé lišty, panely a zásobníky si můžeme tažením umístit na libovolné místo pracovní plochy. Situace je zobrazena na obr.1. LIŠTA NÁSTROJŮ LIŠTA MENU PANEL SIMULACE ZAP. / VYP. SIMULACE ZÁSOBNÍK MĚŘÍCÍCH PŘÍSTROJŮ ZÁSOBNÍK SOUČÁSTEK SCHÉMA OBVODU STAVOVÝ ŘÁDEK Obr. 1 Pracovní prostředí simulačního programu Program můžeme ovládat následujícími způsoby, které závisí na volbě uživatele: - myš- kurzor- ikona- klávesnice, - z roletového menu pomocí myši, - použití klávesových zkratek, - kombinací předcházejících způsobů. Poznámka: PTM- pravé tlačítko myši, LTM- levé tlačítko myši 2 Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

3 1.1.1 LIŠTA MENU FILE- SOUBOR Rozvinuté okno FILE je zobrazeno na obr. 2. Jednotlivé položky slouží k : založení nového schématu, načtení již vytvořeného schématu, uložení schémat, náhledu před tiskem, nastavení tiskárny a tisku dokumentů, otevření posledních souborů. Obr. 2 Rozvinuté okno EDIT- ÚPRAVY Place Component/ Junction / Bus Place Input/Output Place Text Umístění součástky/ uzlu/ sběrnice Umístění a pojmenování vstupních/ výstupních svorek obvodu Umístění textu na zvolené místo plochy Cut/ Copy/ Paste/ Delete Výběr/ kopírování/ vložení/ smazání Replace Part Select All Flip Horizontal CounterCW Set Sheet Size Set Title Block Description User Preferences Global Restrictions Circut Restrictions Nahradit zvolený objekt Vybrat zvolené objekty, např. pomocí myši, k další práci Změna polohy označené součástky Určení formátu a orientace schématu Vyplnění rohového razítka Popis obvodu Obr. 3 Okno Edit- úpravy Uživatelské nastavení pracovního prostředí Omezení přístupu- heslo Nastavení obvodu Každý uživatel si musí zvolit a nastavit vlastní uživatelské prostředí (barvy, rozměry schématu, zobrazené informace, čas automatického ukládání...). Tato nastavení můžeme 3 Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

4 provést po otevření nabídky User Preferences. Rozvinutá nabídka a okno je na obr. 4. Show Color Workspace Preferences Print page setup Zobrazení parametrů Nastavení barev Nastavení formátu Ukládání a způsob zobrazení součástek DIN/ANSI Nastavení tisku Obr. 4 Okno Nastavení VIEW- VZHLED Pomocí této nabídky si volíme, co chceme zobrazit na naší pracovní ploše. Okno je zobrazeno na obr. 5. Toolbars Status Bar Show/ Hide Simulation... Show/ Hide Command... Show/ Hide Grapher Show Simulate Switch Grid Visible Show Page Bounds Show Title Block and Border Color Show Zoom... Zobrazení jednotlivých panelů Zobrazení stavového řádku Zobrazení okna Simulace a chyb Zobrazení okna příkazů SPICE Zobrazení grafu s průběhy simulace Zobrazení vypínače simulace Mřížka na pracovní ploše Ohraničení formátu schématu Zobrazení rohového razítka a ohraničení formátu Nastavení barev prvků schématu Volba zobrazení informací a prvcích Měřítko zobrazení 4 Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

5 Obr. 5 Okno Vzhled SIMULATE- SIMULACE V tomto okně nastavujeme podmínky analogové a digitální simulace, volíme a umísťujeme měřící přístroje, určujeme typy analýzy elektronického obvodu. Run/Stop Pause/Resume Default Instrument Settings Digital Simulation Instruments Analyses Postprocess Start a ukončení simulace Přerušení simulace Nastavení podmínek simulace (doporučená a nebo uživatelsky nastavená) Výběr měřícího přístroje Výběr typu analýzy Zpracování výsledků simulace Obr. 6 Rozvinuté okno simulace TRANSFER PŘENOS Aktivací tohoto okna můžeme výsledky naší práce odeslat do jiných programů, především nás bude zajímat přechod do programů umožňujících návrh plošných spojů a generování seznamu spojů. Jednotlivé položky otevřeného okna jsou zobrazeny na obr Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

6 Transfer to Ultiboard Transfer to other PCB Layout Backannotate from... Export Simulation... Export Netlist Přenos dat vytvořeného obvodu do programu pro návrh plošných spojů UltiBOARD Přenos dat vytvořeného obvodu do jiných programů pro návrh plošných spojů Aktivace anotace projektu- návaznost na návrh plošných spojů Přenos výsledků simulace do tabulkových procesorů... Vytvoření seznamu spojů obvodu Obr. 7 Okno přenosu dat TOOLS NÁSTROJE Okno nástroje, které je na obr. 8, nám umožňuje: vytvářet, upravovat, kopírovat, mazat a doplňovat součástky v databázi programu. Obr. 8 Rozvinutá nabídka nástroje WINDOW A HELP Jsou to standardní okna, která umožňují nastavení zobrazení na obrazovce PC, informují nás o verzi programu a aktivují nápovědu. 6 Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

7 1.2. NASTAVENÍ PROGRAMU UŽIVATELEM Uživatel si především musí nastavit pracovní prostředí a způsob zobrazování informací o použitých součástkách. Při nastavení je možné využít již popsaná okna EDIT (obr. 5), VIEW (obr. 6) a nebo kliknutím PTM rozvinout nabídku, která je na obr. 9. Při aktivaci nabídky EDIT můžeme nastavit: formát a orientaci schématu, vyplnit rohové razítko, popsat obvod, nastavit pracovní prostředí, omezení přístupu zadáním hesla. Obr.9 Nabídka po kliknutí PTM Nabídka VIEW umožní nastavit: zobrazení panelů a stavového řádku, okna chyb a příkazů, zobrazení grafu s výsledky, mřížky, ohraničení plochy a rohového razítka, zobrazení vypínače simulace, barvy a informace o prvcích, měřítko zobrazení. ZÁSOBNÍK SOUČÁSTEK Zásobník je tvořen okny se součástkami podle funkce. Součástky mohou být virtuální (jsou označeny nápisem virtuál ) a u nich můžeme měnit jejich hodnotu. Ostatní mají již pevně nastaveny hodnoty a vlastnosti, které nemůžeme v průběhu práce měnit. V následující tabulce jsou jednotlivé skupiny součástek charakterizovány. SOURCES Zdroje Napájecí zdroje AC a DC, zdroje signálu různého tvaru, uzemnění... BASIC Základní Pasivní součástky R, L, C, přepínače, transformátory, relé, konektory, patice... DIODES Diody Diody, usměrňovací můstky, tyristory, triaky, diaky... TRANSISTORS Tranzistory Bipolární a unipolární tranzistory ANALOG Analogové obvody Analogové integrované obvody- operační zesilovače... TTL Číslicové obvody Číslicové TTL integrované obvody CMOS Číslicové obvody Číslicové CMOS integrované obvody MISC DIGITAL Hradla Hradla a funkční bloky... MIXED IC Výběr IO Převodníky, časovače... 7 Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

8 INDICATOR Indikátory Měřící přístroje, indikátory, LED, zobrazovače, reproduktory... MISC Krystaly, motory, regulátory, optoelektronické součástky, elektronky, pojistky... CONTROLS Řídící obvody Funkční bloky- směšovače, ovládače, zdroje napětí a proudu RF ELECTRO Vysokofrekvenční součástky VF tranzistory, tunelové diody, L, C, VF vedení... Elektrické součástky Vypínače, kontakty, motory, ovládací obvody ZÁSOBNÍK MĚŘÍCÍCH PŘÍSTROJŮ Na obr. 10 je zobrazen zásobník měřících přístrojů. Obr. 10 Pohled na zásobník měřících přístrojů 1 Výběr 2 Zapisovač- sestrojení charakteristik 3 Analyzátor zkreslení 4 Funkční generátor 5 Logický konvertor 6 Logický analyzátor 7 Multimetr 8 Analyzátor VF obvodů 9 Osciloskop 10 Spektrální analyzátor 11 Měřič výkonu W- m 12 Generátor slov 8 Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

9 2. SESTAVENÍ ELEKTRONICKÉHO OBVODU Sestavení elektronického obvodu si ukážeme na příkladu jednoduchého zapojení se svítivou červenou diodou LED, rezistorem a stejnosměrným zdrojem napětí. Pro náš příklad si v nabídce EDIT a VIEW zvolíme formát a orientaci schématu, rámeček a zobrazení rohového razítka, barvy, formát a popis značek. Nastavíme: formát výkresu A4 orientovaný naležato, zobrazení rámečku a rohového razítka, schématické značky ve formátu DIN, barvy- bílá pracovní plocha/ černé značky, úplný popis značek VÝBĚR SOUČÁSTKY A UMÍSTĚNÍ NA PLOCHU Výběr součástky provedeme z odpovídajícího zásobníku. Klikneme na symbol součástky a tažením ji umístíme na odpovídající místo pracovní plochy. Dokud ji neumístíme, můžeme s ní libovolně pohybovat po ploše. V našem případě jsme vybrali součástky následovně: - SOURCES - DC VOLTAGE SOURCE - stejnosměrný zdroj napětí - BASIC - RESISTOR VIRTUAL - rezistor (možná změna jeho odporu) - DIODES - LED red - svítivá dioda LED Poznámka: - vždy je nutné ještě provést uzemnění celého obvodu i když prakticky při reálném sestavování to není nutné. Pro činnost simulačního programu je to nezbytný předpoklad- stejně by vás na tento fakt program upozornil. - SOURCES - GROUD - uzemnění Na obr. 11 je vidět rozmístění součástek našeho příkladu na ploše. Obr. 11 Rozmístění součástek na ploše 9 Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

10 V případě výběru ze zásobníku DIODES-LED se rozvinulo okno COMPONENT BROWSER. Tato situace může nastat i u ostatních součástek v případě, že nepracujeme s virtuálními. Pohled na rozvinuté okno je na obr. 12. Obr. 12 Rozvinuté okno COMPONENT BROWSER Po aktivaci okna máme možnost výběru součástky, vidíme základní informace o součástce a schématickou značku. Podrobnější informace o součástce zjistíme kliknutím na tlačítko DETAIL REPORT. V případě, že chceme změnit umístění, orientaci,barvu značky, značku vymazat nebo kopírovat. Klikneme LTM na schématickou značku, objeví se okolo ní čtyři značky signalizující připravenost k operaci. PTM aktivujeme okno, kterým můžeme vybrat, kopírovat, měnit orientaci a barvu značky. Situace je na obr. 13. Obr. 13 Změna polohy značky 10 Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

11 Obdobně můžeme přemístit na vhodné místo popisy součástek- REFERENCE ID (jméno součástky), např R1 a VALUES (hodnota), např 1 kohm. Při umístění další součástky stejného typu se automaticky zvyšuje pořadové číslo v jejím jméně, např R1, R2, R VÝBĚR MĚŘÍCÍCH PŘÍSTROJŮ A UMÍSTĚNÍ NA PLOCHU Měřící přístroje vybíráme, umísťujeme na plochu a měníme jejich orientaci, barvu a umístění popisu podobným způsobem, jako u součástek. Automaticky se při umístění dalšího měřícího přístroje zvyšuje číslo v jeho jméně. V našem příkladu si schéma doplníme o měřící přístroj- multimetr, kterým budeme měřit hodnotu napájecího zdroje. Doplněný obvod o měřící přístroj je na obr. 14. Obr. 14 Umístění měřícího přístroje- multimetru 2.3 PROPOJENÍ SOUČÁSTEK A PŘÍSTROJŮ Propojení součástek a přístrojů můžeme provést dvěma způsoby: - automaticky, - ručně. Při automatickém způsobu program volí nejvhodnější cestu spojení vývodů součástek a přístrojů. Spoje neprocházejí přes schématické značky Podstatou ručního propojení je to, že spoje jsou vedeny na základě rozhodnutí uživatele. V průběhu práce můžeme oba způsoby kombinovat AUTOMATICKÝ ZPŮSOB - najedeme kurzorem na vývod součástky- dojde k jeho změně na bod s křížkem (režim propojování), - klikneme LTM a bod s křížkem přemístíme na vývod součástky, kterou chceme připojit a nebo do bodu na již vytvořeném vodiči, - připojení ukončíme kliknutím LTM. Výsledek automatického způsobu propojování je vidět na obr. 15. Spoje jsou neuspořádané a budou vyžadovat úpravu. 11 Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

12 Obr. 15 Výsledek automatického propojení součástek a přístrojů RUČNÍ ZPŮSOB - najedeme kurzorem na vývod součástky- dojde k jeho změně na bod s křížkem (režim propojování), - klikneme LTM a bod s křížkem táhneme potřebným směrem, - při změně směru klikneme LTM a pokračujeme v žádaném směru, - spoj ukončíme LTM na vývodu součástky a nebo spoji. Ruční způsob nám umožní vytvořit spoje, které jsou uspořádané podle představ uživatele a úprav bude již méně. Výsledek je na obr. 16. V případě, že ukončujeme spoj na jiném vodiči, automaticky se vytvoří uzel- Junction. Obr. 16 Ruční způsob propojení 12 Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

13 2.4. EDITACE SOUČÁSTEK U virtuálních součástek a přístrojů můžeme nastavit jejich hodnoty, např. odpor rezistoru, kapacitu kondenzátoru, hodnotu napětí u napájecího zdroje.... Dále můžeme měnit i pojmenování jednotlivých součástek a přístrojů. Postup je velmi jednoduchý, dvojitým kliknutím LTM na součástku dojde k označení součástky a otevře se okno, kde můžeme měnit jména a hodnoty součástek a přístrojů. kω. V našem případě jsme změnili jméno rezistoru R1 na R10 a hodnotu jeho odporu na 2 Změna jména Změna hodnoty - pomocí záložky Label/ Reference ID. - pomocí záložky Value. Podobným způsobem jsme změnili i označení stejnosměrného napájecího zdroje z V1 na U25. Editační okna umožňují nastavení dalších parametrů podle typu součástek. Otevřené okno pro editaci parametrů virtuálního rezistoru je na obr. 17. Obr. 17 Změna hodnot rezistoru 2.5. GRAFICKÁ ÚPRAVA VYTVOŘENÉHO SCHÉMATU Propojením součástek, určením jejich hodnot, připojením měřících přístrojů a napájecích zdrojů jsme ukončili vytvoření schématu. Schéma může být graficky nedokonalé a tím nepřehledné- popisy součástek jsou nejednotné, spoje jsou nepřehledné, hustota spojů a součástek je nevyrovnaná. Pozor- nepřehlednost může být zdrojem častých chyb, které se jako u reálného obvodu těžko hledají! Příklad složitějšího schématu je na obr. 18, kde jsou jednotlivé nedostatky vyznačeny šipkami a nedostatky popsány v tabulce. Obvod sice bude pracovat, ale grafická úprava je nevyhovující. 13 Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

14 Obr. 18 Nedostatky ve schématu 1. Nevyrovnán popis přepínače S3 2. Neuspořádán popis rezistoru 3. Nevhodně vedené spoje a spoj vede přes popis součástky V1 4. Připojení měřícího přístroje je blízko R8, nevhodné spoje na GND 5. Nevyrovnané umístění přepínače S4 vzhledem k S3 Na obr. 19 je stejné schéma po grafické úpravě. Můžete srovnat, které schéma je přehlednější. Obr. 19 Schéma obvodu po grafické úpravě 14 Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

15 Grafické úpravy je možné provést následujícím způsobem: a)posunutí spoje- LTM na spoj, který se označí body a tažením provedeme posunutí. b)umístění, vymazání, kopírování značky, posunutí popisů, změna orientace bylo rozebráno v bodě 2.1. c)využitím nástrojů v menu EDIT (prvek, který chceme měnit musíme označit kliknutím LTM) d)kliknutím LTM a PTM na prvek (označíme ho) a nebo na pracovní ploše se otevře okno, které umožní úpravy (viz. obr. 3). e)vyrovnání všech objektů na ploše nám umožní zobrazení sítě bodů (View/Grid Visible nebo pomoci kliknutí LTM a PTM). TEXT Schéma obvodu je vhodné doplnit nápisy, které objasňují jeho funkci, označit vstupy a výstupy. Provádíme pomocí- Edit/Place Text a nebo kliknutím LTM a PTM a volbou Place Text. VYPLNĚNÍ ROHOVÉHO RAZÍTKA - zobrazení razítka a rámečku- View/ Show Title Block and Border. - vyplnění- Edit/ Set Title Block. Příklad vyplněného rohového razítka je na obr. 20. Obr. 20 Příklad vyplněného rohového razítka POPIS OBVODU V mnoha případech je vhodné k vytvořenému schématu obvodu připojit jeho popis (komentář). V popisu můžeme uvést jeho funkci, zadané a změřené hodnoty,typ simulace, pro jaký účel bylo schéma vytvořeno, poznámky.... Vytvoření popisu je možné následujícím způsobem: - EDIT/ DESCRIPTION a napsat text do okna, - uložit soubor. Vždy, když otevřeme soubor, můžeme si přečíst komentář k tomuto obvodu (EDIT/ DESCRIPTION). Komentář si můžeme vytisknout a přiložit k vytištěnému schématu. Pro náš vzorový příklad (obr. 16) je vytvořen popis obvodu, který je zobrazen na obr. 21. Obr. 21 Popis obvodu 15 Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

16 2.6. NASTAVENÍ MĚŘÍCÍCH PŘÍSTROJŮ Na obr. 10 je zobrazen zásobník měřících přístrojů. Ukážeme si nastavení základních měřících přístrojů, které budeme využívat. Jejich využitím se budeme zabývat v kap MULTIMETR Dvojitým kliknutím na ikonu se zobrazí ovládací panel multimetru, kde můžeme provést nastavení režimu práce. Po kliknutí na tlačítko Set se zobrazí panel pro nastavení vlastností multimetru. Otevřené ovládací panely jsou na obr. 22. Obr. 22 Ovládací panely multimetru V levé části obr. 22 je ovládací panel, zde můžeme nastavit režim práce multimetru: - A - měření proudu I, - V - měření napětí U, - Ω - měření odporu R, - db - měření útlumu mezi dvěma uzly obvodu, - -/~ - stejnosměrné / střídavé hodnoty I nebo U, -Set - nastavení vlastností multimetru. Panel pro nastavení vlastností přístroje (pravá strana obr. 22) umožňuje nastavit vnitřní odpor multimetru v jednotlivých režimech AMPERMETR Je umístěn v zásobníku součástek- INDICATOR a můžeme zvolit orientaci jeho ikony ve schématu. Dvojitým kliknutím na jeho ikonu se zobrazí panel, kde můžeme nastavit vnitřní odpor přístroje, druh měřeného proudu (AC/DC) a jeho označení v obvodu. Panel je na obr. 23. Obr. 23 Panel pro nastavení A-m VOLTMETR Je opět umístěn v zásobníku součástek- INDICATOR a jeho nastavení je stejné jako nastavení A-m. 16 Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

17 2.6.4 WATTMETR Složí k měření výkonu a účiníku cosφ. Pohled na ikonu a otevřený panel W-m je na obr. 24. Obr. 24 Ikona a panel W-m Při zapojení do obvodu musíme respektovat proudový a napěťový okruh schématu a určení jednotlivých svorek přístroje. 3. PROVĚRKA ČINNOSTI ELEKTRONICKÉHO OBVODU V kapitole si názorně ukážeme použití základních měřících přístrojů při prověrce činnosti jednoduchých obvodů. 3.1 POUŽITÍ MULTIMETRU MULTIMETR PŘI MĚŘENÍ ODPORU Na obr. 25 je obvod sestavený z rezistorů. Pomocí multimetru změřte výsledný odpor obvodu a porovnejte se svým výpočtem. U každého příkladu provedeme porovnání výpočtů a výsledků měření formou tabulky. Obr. 25 Použití multimetru při měření odporu Výpočet celkového odporu zvoleného obvodu: 17 Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

18 R 45 = R R 4 5 = 8 10 R 4 R =4,44 Ω R 2456 =R 2 R 45 R 6 =10 4,44 4=18,444 Ω R = R R = 8 18,444 R 3 R ,444 =5,57 Ω R C =R 1 R =5 5,57=10,57 Ω Výpočet Simulace Celkový odpor, Ω 10,57 10, MULTIMETR PŘI MĚŘENÍ PROUDU Na obr. 26 je zapojení několika multimetrů, které využíváme pro měření proudu v jednotlivých větvích obvodu. Vypočítejte proudy I C, I 3, I 4, I 5 a porovnejte s hodnotami zobrazené multimetry. Obr. 26 Multimetr při měření proudu Výpočet obvodových veličin: I C = V1 = 12 R C 10,57 =1,135 A U R2 R6 =V 1 U R1 =V 1 I C R 1 =12 1,135 5 =6,325 V I 3 = U R2 R6 = 6,325 =0,79 A R 3 8 U R45 =U R2 R6 [ I C I 3 R 2 ] [ I C I 3 R 6 ]=6,325 3,45 1,38=1,495V I 4 = U R45 = 1,495 =0,189 A R Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

19 I 5 = U R45 R 5 = 1, =0,1495 A Multimetr Výpočet Simulace I C, A XMM1 1,135 1,134 I 3, A XMM2 0,79 0,7911 I 4, A XMM3 0,189 0,1906 I 5, A XMM4 0,1495 0, POUŽITÍ VOLTMETRU A AMPERMETRU Na obr. 27 je dělič napětí, vypočítejte velikost výstupního napětí U 20 nezatíženého děliče a velikost výstupního napětí U 2 při připojení zátěže R Z = 8 kω. Jednotlivá napětí v obou případech vypočítejte a změřte přístroji V-m. Vypočítejte celkový proud odebíraný děličem a změřte ho A-m v obou případech. Obr. 27 Nezatížený a zatížený dělič napětí I C = V1 50 = =0,00724 A=7,24 ma R 1 R U 20 =I C R 2 =0, =34,05V R 45 = R R 4 5 = R 4 R =2960,6 Ω I C = V1 50 = =0,00968 A=9,86 ma R 1 R ,6 U 2 =I C R 45 =0, ,6=28,68V Výpočet Simulace Nezatížený dělič I C, ma 7,24 7,269 U 20, V 34,05 34, Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

20 Zatížený dělič Výpočet Simulace I C, ma 9,86 9,706 U 2, V 28,68 28, MĚŘENÍ NA REZISTOROVÉ SÍTI Na obr. 28 je zobrazeno zapojení rezistorové sítě. Zapojení se používá jako převodník v číslicové technice. Vypočítejte a prověřte velikost výstupního napětí U OUT v případě, že napájení V1 =16 V je připojeno na vstup U2. Obr. 28 Zapojení rezistorové sítě Zapojení rezistorové sítě si pro názornost překreslíme, výsledek je na obr. 29. Výpočet provádíme postupným zjednodušováním zapojení, vždy se jedná o výpočty sériového a paralelního zapojení rezistorů. 20 Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

21 Obr. 29 Překreslené zapojení sítě R 78 = R R 7 8 = R 7 R =1000 Ω R 678 =R 6 R 78 = =2000 Ω R 5678 = R R = R 5 R =1000 Ω R =R 4 R 5678 = =2000 Ω R = R R = R 1 R =1000 Ω R C =R 3 R 2 R = =4000 Ω U OUT =I C R = V1 R C R = =4V Výpočet Simulace U OUT U2, V 4 4 Poznámka: U OUT U3 = V1 2 =16 2 =8V U OUT U1 = V1 8 = 16 8 =2V U OUT U0 = V1 16 = =1V Výpočet výstupního napětí a simulaci pro napájení dalších vstupů si žák provádí samostatně. 21 Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

22 3.4 POUŽITÍ WATTMETRU Na obr. 28 je zapojení pro měření výkonu automobilové žárovky na 12 V o výkonu 25 W. Vypočítejte odebíraný proud a porovnejte s výsledkem simulace. Při zapojení wattmetru musíme respektovat proudový a napěťový obvod. Obr. 28 Měření výkonu žárovky I = P U = =2,08 A Výpočet Simulace I, A 2,08 2,069 P, W 25 24, ŘEŠENÍ PŘÍKLADU ZAPOJENÍ Úkol: Navrhněte obvod pro napájení červené světlo emitující diody (LED). Napájecí napětí U1 = 12 V, napětí LED v propustném směru U F = 2 V, proud diodou volíme I F = 10 ma. Sestavte obvod, pro kontrolu napájecího napětí použijte votmetr, ampermetrem změřte proud procházející diodou. Postup: 1. V pracovním sešitě navrhněte obvod. 2. Proveďte výpočet předřadného rezistoru R1. 3. V programu MultiSIM sestavte obvod se zadanými součástkami a měřícími přístroji. 4. Zapněte simulaci, odečtěte hodnoty z měřících přístrojů a zaneste do tabulky. 5. Závěr- vyhodnocení NÁVRH OBVODU Návrh obvodu provedeme v pracovním sešitě, využíváme platné schématické značky a značky měřících přístrojů. Výsledkem je zapojení na obr Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006

23 3.5.2 VÝPOČET REZISTORU R1 R 1 = U1 U F = 12 2 I F 0,01 =1000 Ω Obr. 29 Návrh obvodu SESTAVENÍ OBVODU V PROGRAMU MultiSIM Vybíráme součástky a měřící přístroje ze zásobníků. Schématické značky se v některých případech mohou lišit, na funkci obvodu to nemá vliv.výsledek je na obr. 30. Obr. 30 Sestavený obvod v simulačním programu SIMULACE ČINNOSTI OBVODU Výsledky simulace doplňte do tabulky Zadání Simulace U1, V I F, ma ZÁVĚR PŘÍKLADU Z tabulky je patrné, že výpočet předřadného rezistoru byl proveden správně- naměřené hodnoty odpovídají zadání. 23 Autor: Ing. Antonín JURÁNEK, 2006