Программы для моделирования схем электрических: Программа для моделирования электрических схем

Содержание

Моделирование схем в программе Multisim

Этой статьей начинаю освещать одну из интереснейших тем это тема компьютерного, еще говорят, схемотехнического моделирования схем различных электронных устройств.

Вообще термин моделирование электронных схем имеет много синонимов, это и эмуляция электронных схем, симуляция электронных схем и т. д. Я буду придерживаться термина «компьютерное моделирование» или моделирование схем на компьютере, не суть важно.

Итак, поехали.

На сегодняшний день существуем множество компьютерных программ, которые предназначены в первую очередь для разработки различных электронных устройств и в таких программах существует одна из важных функций – эмуляция электрических схем.

Перечислю только самые известные из них:

NI Multisim;

Proteus;

OrCAD;

Micro-Cap;

LTSpice и множестов других программ.

Сегодня я хочу вас познакомить с программой компании National Instruments – это эмулятор схем Multisim.

Бесплатную программу Multisim с ограничениями на 50 элементов в схеме можно скачать с сайта производителя по ссылке https://lumen.ni.com/nicif/confirmation.xhtml, там же на сайте можно найти версию для учебных заведений, более расширенную по сравнению с предидущей, но тоже имеющую свои ограничения https://lumen.ni.com/nicif/us/academicevalmultisim/content.xhtml

Симулятор или эмулятор Arduino?

Давайте сразу договоримся, что в статье мы будем использовать оба этих термина, хотя их значение вовсе не идентично. Симулятором называют устройство или сервис, имитирующие определенные функции другой системы, но не претендующим на создание точной копии. Это некоторая виртуальная среда, в которой мы просто моделируем другую систему. Эмулятор – это полноценный аналог, способный заменить оригинал. Например, Tinkercad симулирует работу электронных схем и контроллера, но при этом он является эмулятором ардуино, реализуя практически все базовые функции Arduino IDE – от среды редактирования и компилятора до монитора порта и подключения библиотек.

С помощью этого класса программ можно не только рисовать электронные схемы, но и виртуально подключать их к электрической цепи с помощью встроенного симулятора. В режиме реального времени можно наблюдать за поведением схемы, проверять и отлаживать ее работоспособность. Если в такой симулятор добавить виртуальнyю плату Arduino, то можно отследить поведение схемы и в ардуино-проектах. Для отладки скетчей во многих известных сервисах присутствует также возможность загрузки настоящих скетчей, которые “загружаются” в модель и заставляют вести схему с подключенными элементами так же, как и со включенной реальной платой. Таким образом, мы сможем эмулировать работу достаточно сложных проектов без физического подключения Arduino, что существенно ускоряет разработку.

Every Circuit

Поддерживает всё что мне нужно, может я и не самый лучший радиоинженер, но вот радиоэлемента увлекаюсь еще в ого. Qucs полезная программа.

И именно тут я смог Qucs скачать на русском языке!

OrCAD Самая популярная программа компании Cadence, содержащая полную среду для коммерческих проектов PCB, содержит все компоненты, необходимые для проектирования печатных плат, такие как: модуль для введения схем; редактор печатных плат с интегрированным управлением проектирования. Ответить Ответить с цитатой Цитировать Татьяна

Времени и трудозатрат по определению меньше. В данном обзоре рассмотрим 3 самых популярных симулятора электрических цепей для Андроид устройств, сравним их возможности, потенциал и удобство использования.

Tinkercad для ардуино

Тинкеркад (Tinkercad Circuits Arduino) – бесплатный, удивительно простой и одновременно мощный эмулятор Arduino, с которого можно начинать обучение электронике и робототехнике. Он предоставляет очень удобную среду для написания своих проектов. Не нужно ничего покупать, ничего качать – все доступно онлайн. Единственное, что от вас потребуется – зарегистрироваться.

Что такое Tinkercad?

Tinkercad – это онлайн сервис, который сейчас принадлежит мастодонту мира CAD-систем – компании Autodesk. Тинкеркад уже давно известен многим как простая и бесплатная среда для обучения 3D-моделированию. С ее помощью можно достаточно легко создавать свои модели и отправлять их на 3D-печать. Единственным ограничением для русскоязычного сегмента интернета долгое время являлось отсутствие русскоязычного интерфейса, сейчас эта ситуация исправляется.
Совсем недавно Тинкеркад получил возможность создания электронных схем и подключения их к симулятору виртуальной платы ардуино. Эти крайне важные и мощные инструменты способны существенно облегчить начинающим разработчикам Arduino процессы обучения, проектирования и программирования новых схем.

История создания

Tinkercad был создан в 2011 году, его авторы – Кай Бекман (Kai Backman) и Микко Мононен (Mikko Mononen). Продукт изначально позиционировался как первая Web-платформа для 3D-проектирования, в которой пользователи могли делиться друг с другом результатами. В 2013 году сервис был куплен компанией Autodesk и дополнила семейство продуктов 123D. За все это время в рамках сервиса пользователями было создано и опубликовано более 4 млн. проектов (3D-моделей).

В июне 2020 г. Autodesk решил перенести часть функционала другого своего сервиса Electroinics Lab Circuits.io, после чего Tinkercad получил крайне важные и мощные инструменты, способные существенно облегчить начинающим разработчикам Arduino процессы обучения, проектирования и программирования новых схем. Если вы уже пользовались Circuits.io, то имейте в виду, что все старые проекты Circuits.io могут быть экспортированы в Tinkercad без каких-либо проблем (о сервисе Circuits.io от Autodesk Electroinics Lab мы постараемся подробно рассказать в одной из следующих статей).

Возможности симулятора Tinkercad для разработчика Arduino

Список основного функционала и полезных фич Tinkercad Circuits:

Онлайн платформа, для работы не нужно ничего кроме браузера и устойчивого интернета.
Удобный графический редактор для визуального построения электронных схем.
Предустановленный набор моделей большинства популярных электронных компонентов, отсортированный по типам компонентов.
Симулятор электронных схем, с помощью которого можно подключить созданное виртуальное устройство к виртуальному источнику питания и проследить, как оно будет работать.
Симуляторы датчиков и инструментов внешнего воздействия. Вы можете менять показания датчиков, следя за тем, как на них реагирует система.
Встроенный редактор Arduino с монитором порта и возможностью пошаговой отладки.
Готовые для развертывания проекты Arduino со схемами и кодом.
Визуальный редактор кода Arduio.
Возможность интеграции с остальной функциональностью Tinkercad и быстрого создания для вашего устройства корпуса и других конструктивных элементов – отрисованная модель может быть сразу же сброшена на 3D-принтер.
Встроенные учебники и огромное сообщество с коллекцией готовых проектов.

Звучит фантастично, не правда ли? Не нужно скачивать Arduino IDE, не нужно искать и скачивать популярные библиотеки и скетчи, не нужно собирать схему и подключать плату – все, что нам нужно, находится сразу на одной странице. И, самое главное – это все действительно работает! Давайте уже перейдем от слов к делу и приступим к практическому знакомству.

Интерфейс программы Multisim

Начнем с изучения интерфейса программы.

Основные функциональные панели программы показаны на следующем рисунке.

Отдельный интерес представляет панель компонентов. С помощью панели компонентов осуществляется доступ к базе компонентов. При нажатии на любую из выбранных пиктограмм компонентов схем открывается окно Выбор компонента. В левой части окна осуществляется выбор необходимого компонента.

Вся база данных компонентов разделена на разделы (пассивные элементы, диоды, транзисторы, микросхемы и т. д.), а разделы на семейства (например, для диодов – это сами диоды, стабилитроны, светодиоды, тиристоры и т. д.). Надеюсь идея понятна.

Так же в окне выбора компонента можно посмотреть обозначение выбранного компонента, описание его функции, выбрать тип корпуса.

Первые шаги в Tinkercad

Регистрация онлайн

Для начала работы необходимо получить эккаунт Autocad. Регистрация в Tinkercad абсолютно бесплатная. Зайдите на сайт и выполните простые шаги.

Подтвердив эккаунт по почте, войдите в систему, указав введенные параметры. В верхнем правом углу вы увидите ссылку в личный кабинет. В режиме редактирования профиля вы сможете поменять свой псевдоним, email, описание, установить фотографию, подключить внешние сервисы (здесь мы не будем останавливаться на этой функциональности).

Tinkercad Dashboard – Начальная страница

Преодолев этап регистрации, мы попадем на главную страницу, на которой слева видим список сервисов и под ним – список проектов. Навигация очень проста, хотя некоторые ссылки выглядят не очень заметными, но разобраться, что к чему, можно легко. Выбрав элемент слева мы видим справа список соответствующих объектов. Для раздела Circuits, этими объектами будут схемы и скетчи.

Создаем и редактируем проект

Для создания проекта просто нажимаем кнопку «Создать проект», расположенную под списком проектов. Будет создан проект с названием типа Project N. Нажав на него, мы перейдем в режим просмотра списка схем, включенных в этот проект. Там же мы сможем изменить свойства проекта (включая название), нажав на соответствующий значок сразу под названием.

Добавляем новую схему Circuits

Создать новую схему в Tinkercad можно двумя способами:

В меню слева выбрать Circuits и справа над списком схем выбрать команду Create new Circuit (на момент написания статьи все основные интерфейсные элементы не переведены). Новая схема будет создана вне какого-либо проекта.
Создать схему в определенном проекте. Для этого надо сначала перейти в окно проекта, а затем нажать на кнопку «Create» сверху над списком. Появится перечень типов схем, мы выбираем Circuit. Созданная схема будет доступна в этом списке и в списке всех проектов в меню Circuits.

После выполнения команды вы сразу же перейдете в режим редактирования схемы, не вводя названия. Имя для схемы формируется автоматически.

Чтобы изменить название схемы и отредактировать ее свойства нужно перейти в режим просмотра списка схем, навести на область с названием схемы и нажать на иконку «Настройки». Откроется окно, в котором вы сможете отредактировать параметры.
Для удаления схемы надо в том же режиме выбрать в настройках команду «Удалить».
Для просмотра краткой информации о схеме нужно просто щелкнуть на ней
Для перехода в режим редактирования нужно навести курсор мышки и выбрать появившуюся команду «Изменить».

Все изменения в процессе редактирования схемы сохраняются автоматически.

Описание интерфейса Тинкеркад в режиме редактирования

Нажав на команду «Изменить» мы попадаем в режим редактирования схемы. С помощью удобного и простого графического интерфейса можно нарисовать желаемую электрическую схему. Мы можем выделять, переносить объекты, удалять их привычным всем способом с помощью мыши.

В режиме редактирования рабочее окно сервиса поделено на две половины: снизу расположена панель с закладками – это библиотека компонентов. Над ней находится область визуального редактирования схемы с панелью инструментов и пространством, на котором будет размещена схема.

На полосе инструментов в верхней части слева находятся основные команды:

Повернуть элемент
Удалить
Масштабировать по размерам экрана
Отмена
Повтор

Кнопки в правой части панели:

Отобразить панель программирования, и отладки
Отобразить панель библиотеки компонентов
Запустить симулятор схемы
Экспорт в Eagle .brd
Поделиться

В целом интерфейс достаточно прост, не перегружен лишними элементами и интуитивно понятен. Практически любые операции можно выполнить «на ощупь».

Типы анализа

Для радиолюбителей и самодельщиков есть всё в этом китайском магазине.

ПО платное, но есть бесплатная дневная ознакомительная версия. Circuit Sims : Это был один из первых вебов исходя из эмуляторов электроцепи с открытым кодом я тестировал несколько лет назад. Программа работает, начиная от Windows 98 и заканчивая Windows 7.

Можно заключить, что несмотря на свои недостатки Qucs представляет собой весьма достойную альтернативу проприетарным САПР для моделирования электронных схем.

Дополнительно данный софт имеет в своем составе множество показательных образцов. Система является достаточно стабильной и надежной, легка в освоении и работе. Некоторые из приложений платные, но у них есть демо версии с которыми можно подробно ознакомиться.

Файлы также можно экспортировать во многие форматы, включая JSON. Все полученные условными приборами информационные данные сохраняются в памяти компьютера. Программа имеет возможность создавать: разнообразные инженерные и технические рисунки; электронные схемы; составлять эффектные презентации; разрабатывать организационные схемы, маркетинговые и многие другие. Давайте перенесем щупы к лампочке и поставим измерение постоянного напряжения с пределом 20 Вольт.

Особенности симулятора электрических схем Qucs

По желанию производитель предлагает относительно недорогую конструкцию печатной платы в соответствии с созданной конструкцией. Я представляю, на сколько облегчают труд подобные программы. Существует множество бесплатных версий. Ведётся разработка системы синтеза активных фильтров для Qucs ожидается в версии 0.

Отличная анимация движения и импульсов токов, а также зарядки и разрядки конденсаторов. Я представляю, на сколько облегчают труд подобные программы. Более подробную информацию о программе вы можете найти на нашем сайте. Для управления сложными схемами включена возможность разворачивания подсхем и формирования блоков. Эх, раньше бы создали эту прогу Ответить Ответить с цитатой Цитировать владимир

Бесплатная версия программы не позволяет создавать электронные схемы в коммерческих целях. Суммарное напряжение последовательно соединенных батареек 3 вольта. Circuit Sims 2. Это измерительные щупы. Программное обеспечение Quite Universal Circuit Simulator является редактором с графическим интерфейсом с комплексом технических возможностей для конструирования схем. Как работает транзистор? Режим ТТЛ логика / Усиление. Анимационный обучающий 2d ролик. / Урок 1

Подводя итоги

В завершении этой статьи – краткого знакомства с новым интересным сервисом Tinkercad Arduino Circuits, хотелось бы еще раз подчеркнуть его ключевые возможности: визуальный редактор схем, визуальный и текстовые редакторы кода, режим отладки, режим симуляции схем, возможность экспорта полученных скетчей и электрических схем в реальные проекты. Возможно, по отдельности каждая из этих возможностей лучше реализована в других мощных инструментах, но собранные вместе, да еще и в виде удобного, простого для освоения web-сервиса, они делают Tinkercad крайне полезным для любого, особенно начинающего, ардуинщика.

Судя по всему, сервис продолжает активно развиваться (небольшие апдейты и улучшения производятся непрерывно), так что, надеюсь, мы еще вернемся к этой теме в наших статьях.

7: 123DCircuits

123D Circuits включает в себя целый перечень полезных возможностей для создания электросхем. После единоразовой регистрации на сайте (при последующих входах нужно будет вносить данные учетной записи) пользователь может выбирать между разными опциями: создание нового проекта, добавление элементов или импорт цепей из программы Eagle. Размеры плат тоже предоставляются на выбор, кроме того, поддерживается свободное размещение текста и метод шелкографии.

Основная особенность 123D Circuits – это копирование платформы Arduino, поддержка плат ввода/вывода и возможность корректировки кода программы из браузера в видимом режиме.

Моделируются электросхемы в редакторе при помощи набрасывания проводов и нужных элементов на макетную плату, после этого они подключаются к виртуальному процессору. Кроме того, в программе всегда можно проводить диагностику, анализ и интерактивную имитацию работы цепи в реальности.

Библиотека элементов сейчас совсем небольшая, доступны образцы только главных элементов: электронный элемент с 2 электродами, светоизлучающий диод, двухполюсник с малой проводимостью, индуктивность, сопротивление, транзистор, кнопка, потенциометр, DC-мотор, мультиметр и некоторые другие. При этом мощный и одновременно простой редактор позволяет добавлять новые радиокомпоненты, которые требуются в проекте.

Работа с виртуальной средой начинается сразу после внесения необходимых личных данных на сайте. В разделе Help можно найти ответы на все вопросы, которые касаются работы с этим продуктом. Бесплатная версия системы предлагает большое количество схем (т. е. доступных любому пользователю).

При ежемесячной оплате в $12 (любительский вариант) пользователю становятся доступными 5 личных схем и скидка в 5% на заказ печатных плат. Можно воспользоваться и профессиональным тарифным планом – $25 долларов в месяц, который дает скидку в 5% на заказ PCB и безлимитное количество личных схем.

Веб-приложение не предъявляет особых требований к гаджетам пользователей. Достаточно бесперебойного соединения с интернетом на высокой скорости. Несмотря на то что программа 123D Circuits рекомендована для создания электрических цепей устройств среднего и высокого уровней сложности, некоторые этапы работы (в частности создание нового проекта, симуляция и анализ) занимают длительное время.

10 лучших бесплатных онлайн симуляторов электроцепи

РадиоКот >Чердак >

10 лучших бесплатных онлайн симуляторов электроцепи

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.

8. TinaCloud Эта программа моделирования имеет усовершенствованные возможности. Она позволяет вам моделировать, в дополнение к обычным схемам со смешанными сигналами, и микропроцессорами, VHDL, SMPS поставки электричества и радио частотных цепей. Расчеты для электронного моделирования выполняются непосредственно на сервере компании и позволяют отличную скорость моделирования

9.Spicy schematics является программой формы cross-plat, все формы платформы можно поддерживать, в том числе iPad.

10. Gecko simulations представляют собой программы моделирования, специализирующаяся на открытый код и питания цепей. С помощью этой программы вы также можете проверить способность тепловой энергии схемы. Это программа является отпочкованием ETH (ETH Zurich).

Файлы:
Документ MS Word
Документ MS Word

Все вопросы в Форум.

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?

Симулятор электронных схем на русском языке.

Список программ для проектирования электронных схем

Времена применения кульманов давно миновали, их заменили графические редакторы, это специальные программы для черчения электрических схем. Среди них есть как платные приложения, так и бесплатные (виды лицензий мы рассмотрим ниже). Уверены, что созданный нами краткий обзор поможет из разнообразия программных продуктов выбрать ПО, наиболее оптимальное для поставленной задачи. Начнем с бесплатных версий.

Бесплатные

Прежде, чем перейти к описанию программ кратко расскажем о бесплатных лицензиях, наиболее распространены из них следующие:

Freeware – приложение не ограничено по функциональности и может использоваться в личных целях без коммерческой составляющей.

Open Source – продукт с «открытым кодом», в который допускается вносить изменения подстраивая ПО под собственные задачи. Возможны ограничения на коммерческое использование и платное распространение внесенных модификаций.
GNU GPL – лицензия практически не накладывающая на пользователя никаких ограничений.
Public domain – практически идентична с предыдущим вариантом, на данный тип лицензии закон защиты авторских прав не распространяется.
Ad-supported – приложение полностью функционально, содержит в себе рекламу других продуктов разработчика или других компаний.
Donationware – продукт распространяется бесплатно, но разработчик предлагает внести пожертвования на добровольной основе для дальнейшего развития проекта.

Получив представление о бесплатных лицензиях можно переходить к ПО, распространяемому на таких условиях.

Microsoft Visio

Это простой в управлении, но в то же время весьма удобный редактор векторной графики, обладающий богатым функциональным набором. Несмотря на то, что основная социализация программы визуализация информации с приложений MS Office, ее вполне можно использовать для просмотра и распечатки радиосхем.

MS выпускает три платных версии, отличающихся функциональным набором и бесплатную (Viewer), которая интегрируется в браузер IE и позволяет с его помощью осуществлять просмотр файлов, созданных в редакторе. К сожалению, для редакции и создания новых схем потребуется приобрести полнофункциональный продукт. Заметим, что даже в платных версиях среди базовых шаблонов нет набора для полноценного создания радиосхем, но его несложно найти и установить.

Недостатки бесплатной версии:

Недоступны функции редактирования и создания схем, что существенно снижает интерес к этому продукту.

Программа работает только с браузером IE, что также создает массу неудобств.

Компас-Электрик

Данная ПО является приложением к САПР российского разработчика «АСКОН». Для ее работы требуется установка среды КОМПАС-3D. Поскольку это отечественный продукт, в нем полностью реализована поддержка принятых России ГОСТов, и, соответственно, нет проблем с локализацией.

Приложение предназначено для проектирования любых видов электрооборудования и создания к ним комплектов конструкторской документации.

Это платное ПО, но разработчик дает 60 дней на ознакомление с системой, в течение этого времени ограничения по функциональности отсутствуют. На официальном сайте и в сети можно найти множество видео материалов, позволяющих детально ознакомиться с программным продуктом.

В отзывах многие пользователи отмечают, что в системе имеется масса недоработок, которые разработчик не спешит устранять.

Eagle

Данное ПО представляет собой комплексную среду, в которой можно создать как принципиальную схему, так и макет печатной платы к ней. То есть, расположить на плате все необходимые элементы и выполнить трассировку. При этом, она может быть выполнена как в автоматическом, так и ручном режиме или путем комбинации этих двух способов.

В базовом наборе элементов отсутствуют модели отечественных радиокомпонентов, но их шаблоны могут быть скачены в сети. Язык приложения – Английский, но локализаторы, позволяющие установить русский язык.

Приложение является платным, но возможность его бесплатного использования со следующими функциональными ограничениями:

Размер монтажной платы не может превышать размера 10,0х8,0 см.
При разводке можно манипулировать только двумя слоями.
В редакторе допускается работа только с одним листом.

Dip Trace

Это не отдельное приложение, а целый программный комплекс, включающий в себя:

Многофункциональный редактор для разработки принципиальных схем.
Приложение для создания монтажных плат.
3D модуль, позволяющий проектировать корпуса для созданных в системе приборов.
Программу для создания и редактирования компонентов.

В бесплатной версии программного комплекса, для некоммерческого использования, предусмотрены небольшие ограничения:

Монтажная плата не более 4-х слоев.
Не более одной тысячи выводов с компонентов.

В программе не предусмотрена русская локализация, но ее, а также описание всех функций программного продукта можно найти в сети. С базой компонентов также нет проблем, в изначально их около 100 тыс. На тематических форумах можно найти созданные пользователями базы компонентов, в том числе и под российские ГОСТы.

1-2-3 схема

Это полностью бесплатное приложение, позволяющее укомплектовать электрощиты Хагер (Hager) одноименным оборудованием.

Функциональные возможности программы:

Выбор корпуса для электрощита, отвечающего нормам по степени защиты. Выборка производится из модельного ряда Hager.
Комплектация защитным и коммутационным модульным оборудованием того же производителя. Заметим, что в элементной базе присутствуют только сертифицированные в России модели.
Формирование конструкторской документации (однолинейной схемы, спецификации, отвечающей нормам ЕСКД, отрисовка внешнего вида).
Создание маркеров для коммутирующих устройств электрощита.

Программа полностью локализована под русский язык, единственный ее недостаток, что в элементной базе присутствует только электрооборудование компании-разработчика.

Autocad Electrical

Приложение на базе известной САПР Autocad, созданное для проектирования электросхем и создания для них технической документации в соответствии с нормами ЕСКД.

Изначально база данных включает в себя свыше двух тысяч компонентов, при этом, их условно графические обозначения отвечают действующим российским и европейским стандартам.

Данное приложение платное, но имеется возможность в течение 30-ти дней ознакомиться с полным функционалом базовой рабочей версии.

Эльф

Данное ПО позиционируется в качестве автоматизированного рабочего места (АРМ) для проектировщиков-электриков. Приложение позволяет быстро и корректно разработать, практически, любой чертеж для электротехнических проектов с привязкой к плану помещений.

Функционал приложения включает в себя:

Расстановку УГО при проектировании электросетей, проложенных открыто, в трубах или специальных конструкциях.
Автоматический (с плана) или руной расчет силовой схемы.
Составление спецификации в соответствии с действующими нормами.
Возможность расширения базы элементов (УГО).

В бесплатной демонстрационной версии отсутствует возможность создания и редактирование проектов, их можно только просмотреть или распечатать.

Kicad

Это полностью бесплатный программный комплекс с открытым кодом (Open Source). Данное ПО позиционируется в качестве системы сквозного проектирования. То есть, можно разработать принципиальную схему, по ней создать монтажную плату и подготовить документацию, необходимую для производства.

Характерные особенности системы:

Для разводки платы допускается применение внешних трассировщиков.
В программу встроен калькулятор печатной платы, размещение на ней элементов можно выполнить автоматически или вручную.
По завершению трассировки система генерирует несколько технологических файлов (например, для фотоплоттера, сверлильного станка и т. д.). При желании можно добавить логотип компании на печатную плату.
Система может создать послойную распечатку в нескольких популярных форматах, а также сгенерировать список используемых в разработке компонентов для формирования заказа.
Имеется возможность экспорт чертежей и других документов в форматы pdf и dxf.

Заметим, что многие пользователи отмечают непродуманность интерфейса системы, а также тот факт, что для освоения ПО требуется хорошо изучить документацию к программе.

TinyCAD

Еще одно бесплатное приложение с открытым кодом, позволяющее создавать чертежи принципиальных схем и имеющее функции простого редактора векторной графики. В базовом наборе содержится сорок различных библиотек компонентов.

TinyCAD – простой редактор для принципиальных схем

В программе не предусмотрена трассировка печатных плат, но имеется возможность экспортировать список соединений в стороннее приложение. Экспорт производится с поддержкой распространенных расширений.

Приложение поддерживает только английский язык, но благодаря интуитивному меню проблем с освоением не возникнет.

Fritzing

Бесплатная среда разработки проектов на базе Arduino. Имеется возможность создания печатных плат (разводку необходимо делать вручную, поскольку функция автотрассировки откровенно слабая).

Следует заметить, что приложение «заточено» для быстрого создания набросков, позволяющих объяснить принцип работы проектируемого прибора. Для серьезной работы у приложения слишком мала база элементов и сильно упрощенное составление схемы.

123D Circuits

Это веб-приложение для разработки Arduino-проектов, с возможностью программирования устройства, симуляции и анализа его работы. В типовом наборе элементов присутствуют только основные радио-компоненты и модули Arduino. При необходимости пользователь может создать новые компоненты и добавить их в базу. Примечательно, что разработанную печатную плату можно заказать, непосредственно, в онлайн-сервисе.

В бесплатной версии сервиса нельзя создавать свои проекты, но можно просматривать чужие разработки, находящиеся в открытом доступе. Для полноценного доступа ко всем возможностям необходимо оформить подписку ($12 или $24 в месяц).

Заметим, что из-за бедного функционала виртуальная среда разработки вызывает интерес только у начинающих. Многие из тех, кто пользовался сервисом, обратили внимание на тот факт, что результаты симуляции расходятся с реальными показателями.

XCircuit

Бесплатное мультиплатформенное приложение (лицензия GNU GPL) для быстрого создания принципиальных схем. Функциональный набор минимальный.

Язык приложения – английский, программа не воспринимает русские символы. Также следует обратить внимание на нетипичное меню, к которому необходимо привыкнуть. Помимо этого контекстные подсказки выводятся на панель состояния. В базовый набор элементов входят УГО только основных радиодеталей (пользователь может создать свои элементы и добавить их).

CADSTAR Express

Это демонстрационная версия одноименной САПР. Функциональные ограничения коснулись лишь числа элементов, используемых в схеме разработки (до 50 шт) и количеств контактов (не более 300), что вполне достаточно для небольших радиолюбительских проектов.

Программа состоит из центрального модуля, в которых входит несколько приложений позволяющих разработать схему, создать для нее плату и подготовить пакет технической документации.

В базовый набор входит более 20 тыс. компонентов, дополнительно можно загрузить с сайта разработчика дополнительные библиотеки.

Существенным недостатком системы является отсутствие поддержки русского языка, соответственно, все техническая документация также представлена в сети на английском.

QElectroTech

Простое удобное и бесплатное (FreeWare) приложения для разработки электрических и электронных схем-чертежей. Программа является обычным редактором, никаких специальных функций в ней не реализовано.

Язык приложения – английский, но для него имеется русская локализация.

Платные приложения

В отличие от ПО, распространяемого по бесплатным лицензиям, коммерческие программы, как правило, обладают значительно большим функционалом, и поддерживаются разработчиками. В качестве примера мы приведем несколько таких приложений.

sPlan

Простая программа-редактор для черчения электросхем. Приложение комплектуется несколькими библиотеками компонентов, которые пользователь может расширять по мере необходимости. Допускается одновременная работа с несколькими проектами, путем их открытия в отдельных вкладках.

Чертежи, сделанные программой, хранятся в виде файлов векторной графики собственного формата с расширением «spl». Допускается конвертация в типовые растровые форматы изображения. Имеется возможность печати больших схем на обычном принтере А4-го формата.

Официально приложение не выпускается в русской локализации, но существуют программы, позволяющие русифицировать меню и контекстные подсказки.

Помимо платной версии предусмотрены две бесплатных реализации Demo и Viewer. В первой нет возможности сохранить и распечатать нарисованную схему. Во второй предусмотрена только функция просмотра и печати файлов формата «spl».

Eplan Electric

Многомодульная масштабируемая САПР для разработки электротехнических проектов различной сложности и автоматизации процесса подготовки конструкторской документации. Данный программный комплекс сейчас позиционируется в качестве корпоративного решения, поэтому для рядовых пользователей он будет не интересен, особенно если принять в учет стоимость ПО.

Target 3001

Мощный САПР комплекс, позволяющий разрабатывать электросхемы, трассировать печатные платы, моделировать работу электронных устройств. Онлайн библиотека компонентов насчитывает более 36 тыс. различных элементов. Данная CAD широко применяется в Европе для трассировки печатных плат.

По умолчанию устанавливается английский язык, имеется возможность установить меню на немецком или французском, официально русской локализации нет. Соответственно, вся документация представлена только на английском, французском или немецком языке.

Стоимость самой простой базовой версии около 70 евро. За эти деньги будет доступна трассировка двух слоев на 400 выводов. Стоимость нелимитированной версии в районе 3,6 тыс. евро.

Micro-Cap

Приложение для моделирования цифровых, аналоговых и смешанных схем, а также анализа их работы. Пользователь может создать в редакторе электрическую цепь и задать параметры для анализа. После это по одному клику мышки система автоматически чего произведет необходимые расчеты и выдаст результаты для изучения.

Программа позволяет установить зависимость параметров (номиналов) элементов от температурного режима, освещенности, частотных характеристик и т.д. Если в схеме присутствуют анимированные элементы, например, светодиодные индикаторы, то их состояние будут корректно отображаться, в зависимости от поступающих сигналов. Имеется возможность при моделировании «подключать» к схеме виртуальные измерительные приборы, а также отслеживать состояние различных узлов устройства.

Стоимость полнофункциональной версии около $4,5 тыс. Официальной русской локализации приложения не существует.

TurboCAD

Данная САПР платформа включает в себя множество инструментов, для проектирования различных электрических устройств. Набор специальных функций позволяет решать инженерно-конструкторские задачи любого уровня сложности.

Отличительные особенности – тонкая настройка интерфейса под пользователя. Множество справочной литературы, в том числе и на русском языке. Несмотря на отсутствие официальной поддержки русского языка, для платформы имеются русификаторы.

Для рядовых пользователей приобретение платной версии программы с целью разработки электросхем для любительских устройств, будет нерентабельно.

Designer Schematic

Приложение для создания электросхем с использованием радиоэлементов производства Digi-Key. Основная особенность данной системы заключается в том, что в редакторе для построения схем, может использовать механическое проектирование.

Базы данных компонентов можно в любой момент проверить на соответствие и при необходимости произвести обновление прямо с сайта производителя.

Система не имеет собственного трассировщика, но список соединений может быть загружен в стороннюю программу.

Имеется возможность импорта файлов из популярных САПР.

Ориентировочная стоимость приложения около $300.

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?
Процесс проектирования. Они позволяют определить структуру разрабатываемого изделия.
Процесс производства. Дают возможность продемонстрировать конструкцию. На их базе разрабатывается технологический процесс, способ монтажа и контроля.
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
экспорт в формате png, jpg, bmp или svg;
проверка работоспособности электрических цепей;
легко создавать схемы электропроводки, благодаря наличию обширной библиотеки;полностью на русском языке.
Минусы QElectro Tech
функционал ограниченный;
создание схемы сети начальной и средней сложности.
Простой интерфейс. Коллекция фигур для сборки электрических схем располагается слева в главном окне. В правой стороне находится рабочая область.
Создать новый документ.
Перетащить при помощи мышки в рабочую область необходимое количество элементов для создания и симуляции желаемого результата.
Соединить детали между собой. Соединения автоматически преобразуются в горизонтальные и вертикальные линии.
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:
Создать новый документ.
Из библиотеки элементов перетащить необходимые. Фигуры можно группировать, поворачивать, копировать, вырезать, вставлять и удалять.
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:

Пассивные RCL-компоненты
Диоды
Биполярные транзисторы
Полевые транзисторы (JFET, MOSFET, MESFET и СВЧ-транзисторы)
Идеальные ОУ
Коаксиальные и микрополосковые линии
Библиотечные компоненты: транзисторы, диоды и микросхемы
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:

Моделирование рабочей точки на постоянном токе
Моделирование в частотной области на переменном токе
Моделирование переходного процесса во временной области
Моделирование S-параметров
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:

Улучшена совместимость с Verilog
Продолжается портирование интерфейса на Qt4
Реализован список недавних открытых документов в главном меню.
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
Возможность открытия документа схемы из будущей версии программы.
Исправлены баги, связанные с зависанием моделировщика при определённых условиях.
Ведётся разработка системы синтеза активных фильтров для Qucs (ожидается в версии 0.0.19)
Ведётся разработка сопряжения с прочими open-source движками для моделирования электронных схем (

Ниже представлен список наиболее популярных программ для черчения электрических схем используемые радиолюбителями.

sPlan

Эта программа позволяет быстро рисовать различные электрические схемы. Она простая и не требует большого количества времени на освоение. Главная особенность этой программы – то, что для нее существует множество дополнений, содержащих российские радиоэлементы.

TyniCad

Eagle

Это программное обеспечение имеет набор инструментов, которые позволяют чертить электрические схемы и трассировать печатные платы. Имеет три режима работы, которые включают в себя возможность разработать схему самому или использовать готовые элементы.

Target 3001

Само название этой программы говорит о том, что она выделяется на фоне остальных. Она поддерживает работу даже с большими схемами и функцию отмены или повтора действий в 50 уровней. Еще одной особенностью этой программы является то, что она поддерживает проекты, выполненные в других программах.

DipTrace

Программа DipTrace проста в освоении, поэтому в основном используется новичками и любителями для создания радиолюбительских поделок. Она включает в себя четыре модуля, которые позволяют не только создавать, но и оптимизировать расположение и размеры плат.

KiKad

В возможности этой программы входит создание профессиональных электрических схем, разработка для них печатных плат и подготовка готовых выходных данных для окончательного производства. Эта программа состоит из основных приложений и дополнительных утилит, которые расширяют стандартный функционал.

TyniCad

Несмотря на то, что TinyCAD – это простая в освоении программа, она позволяет разрабатывать даже сложные электронные схемы. Сами разработчики позиционируют TinyCAD, как рядовое приложение, созданное для черчения и редактирования схем различной сложности.

Fritzing

Эта программа имеет довольно узкую направленность – Arduino-проекты. Ее можно использовать как для создания наброска, так и для создания полноценной платы. Программа Fritzing включает в себя набор готовых элементов, которые позволяют упростить создание платы.

123D Cirtuits

Данный онлайн сервис позволяет проектировать электронные схемы и печатные платы и поддерживает платформу Arduino. Он включает в себя набор готовых схем, но его главная особенность – возможность имитировать платформу Arduino. Также эта программа поддерживает импорт данных из Eagle

XCirtuit

Эта программа классифицируется как художественно-дизайнерская, а не редактор электронных схем. В базе данных XCircuit содержатся готовые элементы схемы, что позволяет ускорить процесс создания электронной схемы. Наличие опыта позволяет создавать средние по сложности чертежи.

10 лучших бесплатных онлайн симуляторов электроцепи

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.

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.

Электроника НТБ – научно-технический журнал – Электроника НТБ

Программы для схемотехнического моделирования стали незаменимыми помощниками инженеров-электронщиков. Большинство коммерческих программ основано на алгоритмах SPICE – классического симулятора электронных схем, ставшего де-факто промышленным стандартом для моделирования и верификации электронных схем.
В программе схемотехнического моделирования SimOne от компании “ЭРЕМЕКС” используются и классические алгоритмы SPICE, и более
точные и быстрые современные методы расчета электрических цепей.

Программа SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) была разработана в электронной исследовательской лаборатории Калифорнийского университета Беркли в 70-х годах прошлого века. Эта и подобные ей программы обладают максимальной точностью и достоверностью в схемотехническом моделировании.

Алгоритмы SPICE-моделирования хорошо зарекомендовали себя на протяжении уже почти 20 лет и позволяют проводить расчет аналоговых, цифровых и цифроаналоговых электрических схем.
В настоящее время компания “ЭРЕМЕКС” готовит к выходу бета-версию программы схемотехнического проектирования и моделирования электронных схем SimOne. Эта программа способна выполнять все основные типы анализа схем, присущие SPICE-моделированию и, в отличие от аналогов, позволяет проводить анализ устойчивости схемы (Stability Analysis).
В режиме временного анализа (Transient Analysis) для интегрирования уравнений цепи пользователю предлагается метод Розенброка
четвертого порядка. Этот метод является лучшим методом для расчета больших схем. При большом числе уравнений скорость получения решения на шаге расчета и точность этого решения у него будут существенно выше, чем у SPICE-методов. При вычислениях по традиционным для SPICE-моделирования методам Гира, трапеций и Эйлера применяется кодовый матричный процессор – программная реализация набора алгоритмов, учитывающих особенности матриц при сериях однотипных вычислений.

Эта технология применяется и при частотном анализе (AC analysis) для решения систем алгебраических уравнений с комплексными числами. Использование кодового матричного процессора значительно увеличивает скорость проведения расчетов.
Анализ устойчивости схемы (Stability analysis) в окрестности рабочей точки производится на основе критерия Михайлова. По результатам анализа строится годограф Михайлова и делается вывод об устойчивости схемы. Таким образом, разработчик имеет возможность определить пригодность схемы уже на этапе выбора рабочей точки.
Проведение ряда вычислений – температурного и многовариантного анализа, расчета и построения функций передачи по постоянному току и частотного анализа – проводится с использованием многоядерной архитектуры процессора. Запуск любого вида расчета не мешает далее работать со схемой и проводить параллельное моделирование.
Для создания схемы моделируемого устройства используется схемотехнический редактор SimOne. Он решает все основные задачи, связанные с вводом и редактированием схем:
размещение элементов принципиальной электрической схемы;
прокладка цепей;
редактирование параметров элементов;
изменение положения элементов на схеме (сдвиг, поворот) с сохранением целостности цепей;
поиск по схеме – по именам элементов и цепей либо по их параметрам;
автоматическая раздвижка элементов и соединений при вставке новых элементов или участков цепи на занятое место;
создание и повторное использование иерархических блоков – подсхем;
задание параметров моделирования, запуск моделирования и т.

д.
Для отображения результатов моделирования используется графический модуль визуализации, позволяющий проводить обработку рассчитанных данных – построение графиков искомых функций (токов, напряжений, мощностей и функций от них), построение параметрических графиков, получение измерений (measurements) и их визуализация. Результаты измерений могут экспортироваться в Excel, Maple и Matlab.
Далее будут показаны примеры работы с
SimOne.

Создание схемы
Для создания нового файла схемы необходимо в меню “Файл” выбрать пункты “Создать” – “Схему”.
С помощью пунктов меню “Добавить” – “Элемент” на схему добавляются элементы (рис.1). Затем необходимо соединить элементы проводниками с помощью команды меню “Добавить” – “Соединение”.
Параметры моделей элементов задаются в соответствующем диалоговом окне, которое вызывается двойным кликом на нужном элементе (рис.2).
Сигналы для независимых источников напряжения и тока создаются с помощью специального редактора сигналов (рис.3) и существуют в дальнейшем самостоятельно. Пользователь имеет возможность оперативно менять сигнал на нужном ему источнике.
После того, как набрана схема и заданы параметры элементов и сигналов, можно приступать к моделированию. При создании симуляции нет необходимости сразу указывать ее имя и место хранения на диске. Это можно делать по желанию, так как пользователь имеет возможность запускать тестовую симуляцию и, если это потребуется, сохранять ее результаты и параметры после получения результатов.

Анализ устойчивости схемы
Для анализа устойчивости следует выбрать
в меню “Симуляция” – “Анализ устойчивости”.
В появившемся диалоговом окне (рис.4) нужно установить параметр “Построить годограф Михайлова” и нажать кнопку “Запуск”.
Программа сначала рассчитает рабочую точку схемы, линеаризует схему в этой точке, а потом запустит проверку устойчивости схемы в окрестности рабочей точки на основе метода Михайлова. По результатам анализа программа выведет заключение об устойчивости схемы и построит в информационном окне график годографа Михайлова с заданными ранее диапазоном и количеством расчетных точек. График строится в нормированном логарифмическом масштабе.
Моделируемая схема преселектора дециметровых волн, приведенная на рис. 2–4, устойчива, если сопротивление резистора R4 меньше 1,1 кОм (рис.5, 6).
Порядок исследуемой схемы (количество собственных частот) – 18, т.е. он относительно невелик. В таких случаях пользователь может легко оценить устойчивость схемы самостоятельно по графику. Для больших схем такая визуальная оценка затруднительна. Например, порядок схемы логарифмического усилителя, содержащей более 50 полевых арсенидгаллиевых транзисторов (рис.7) равен 132. Для наглядности и удобства работы схема усилителя разбита на подсхемы K1…K7 (рис.8). Результаты исследования устойчивости этой схемы приведены на рис.9.
Временной анализ схемы
Диалоговое окно симуляции в режиме временного анализа запускается командой меню “Симуляция” – “Временной анализ” (рис.10).
В окне установки параметров симуляции задается интервал расчета, максимальный шаг интегрирования и выбираются переменные, которые нужно вычислить. Переменные можно вводить в виде текстовых выражений либо просто щелкая мышкой по элементам и проводникам, указывая во всплывающих диалоговых окнах тип интересующей переменной (ток, напряжение, мощность).
На вкладке “Настройки” (рис.11) диалогового окна симуляции можно выбрать метод интегрирования и задать стандартные SPICE-настройки, такие как RELTOL, ABSTOL, ITL1 и т.д. Они используются и SPICE-, и оригинальными алгоритмами.
На вкладке “Временной анализ” нужно выбрать “Рассчитать рабочую точку” и поставить галочку напротив пункта “Проверить устойчивость в рабочей точке”. После запуска программа сначала рассчитывает рабочую точку схемы, потом проверяет ее устойчивость, после чего переходит к самой временной симуляции. Строка состояния и графики функций, строящихся в процессе симуляции, показывают пользователю процент проведенных расчетов. Информационная панель в нижней части окна программы сообщает пользователю о выполненных операциях и текущем состоянии расчета (рис.12).
Временной анализ больших схем может занять очень много времени. SimOne использует многоядерность процессора и позволяет пользователю продолжить работу со схемой, не прерывая и не останавливая текущий расчет. Например, можно запустить временной расчет при других параметрах схемы или запустить частотную симуляцию.
* * *
Таким образом, программа схемотехнического моделирования SimOne позволяет проводить полнофункциональное SPICE-моделирование радиоэлектронных схем, применяя современные алгоритмы моделирования наряду с классическими. Программа эффективно использует ресурсы современных компьютеров, поддерживая многоядерность процессора и возможность использования мощностей графического ускорителя для проведения вычислений.
В настоящее время SimOne представляет собой отдельный пакет моделирования, однако в ближайшей перспективе предполагается его интеграция с САПР TopoR. ⦁

9. Компьютерное моделирование электрических схем | 2. Закон Ома | Часть1

9. Компьютерное моделирование электрических схем

Компьютерное моделирование электрических схем

Компьютер является мощным инструментом, который при правильном использовании может предоставить нам безграничные возможности для моделирования и анализа электрических схем. Специально для этих целей существуют соответствующие программы. Эти программы незаменимы при проектировании схем, они позволяют смоделировать и проверить идеи перед воплощением их в жизнь, экономя тем самым время и деньги.

Программы моделирования электрических цепей будут полезны начинающим электронщикам, так как они позволяют легко и быстро исследовать любые схемы без сборки реальных устройств. Эти программы, конечно же, не заменят собой реальную работу, но они дадут вам возможность экспериментировать, и видеть, как эти эксперименты влияют на работу схемы. В этой статье, в целях наглядности важных моментов, мы представим скриншоты одной из программ моделирования. Наблюдая за результатами компьютерного моделирования вы получите интуитивное понимание поведения схемы, не боясь ее абстрактного математического анализа.

Для моделирования электрических схем на компьютере можно использовать программу под названием PSPICE, которая может проводить анализ схем на основании текстовых данных. В сущности, эти данные являются своего рода компьютерной программой и должны соответствовать синтаксическим правилам языка PSPICE. После ввода текстовых данных, описывающих схему, программа интерпретирует эти данные, и выводит (так же в текстовом виде) детальный математический анализ. Более подробно эта программа будет рассмотрена позже, а сейчас мы остановимся на основных понятиях, и применим PSPICE для анализа ранее рассмотренных простых схем.

Итак, для дальнейшего изучения материала вам необходимо установить на свой компьютер программу PSPICE. В нашей статье мы используем студенческую версию PSPICE 9.1.

Следующее, что нам нужно – это схема для анализа. Давайте возьмем одну из схем, рассмотренных нами ранее:

В связи с тем, что PSPICE является текстовой программой, она не понимает графического описания схемы, поэтому все компоненты цепи и точки их соединения должны быть описаны в текстовом формате. Каждая уникальная точка соединения двух и более компонентов схемы в этой программе называется “узлом”, которому присваивается соответствующий номер. Таким образом, все электрически общие точки схемы для этой программы будут иметь одинаковое обозначение, что противоречит правилу описанному нами ранее, но вполне подходит под нумерацию проводов между этими точками, которая также была нами ранее рассмотрена. Поэтому, узлами схемы мы будем называть провода, соединяющие компоненты этой схемы. В нашей схеме имеется всего два “узла”: верхний провод и нижний провод. Давайте обозначим нижний провод номером 0, а верхний провод номером 1:

Здесь мы отобразили несколько цифр “1” и “0” вдоль соответствующих им проводов чтобы показать, что все общие точки имеют единый номер – номер узла (провода). Однако, эта схема все еще остается графическим изображением, а не текстовым описанием. Для того, чтобы проанализировать схему, мы должны предоставить программе РSPICE значения компонентов и номера узлов в тестовом формате.

Для того, чтобы создать текстовый файл с описанием схемы, запустите программу PSPICE и выберите позиции меню File -> New -> Text File:

Описание нашей простой, двухкомпонентной схемы мы начнем с того, что в первой строке редактора введем ее название (title) на английском языке:

Для описания батареи, нам нужно перейти на новую строку в редакторе, и ввести в ее начале букву “v” (обозначает “источник напряжения”). После этой буквы мы указываем номера проводов (узлов), к которым подключаются контакты батареи, и напряжение батареи:

Эта строка рассказывает программе PSPICE, что источник напряжения нашей схемы привязан к проводам (узлам) 1 и 0, имеет постоянный ток (DC) и напряжение 10 В. Это всё, что SPICE должен знать о батарее. Теперь перейдем к резистору. Его описание начинается с буквы “r”, далее указываются номера проводов (узлов), к которым он подключен и величина его сопротивления. Мощность резистора указывать не нужно, поскольку речь идет о компьютерном моделировании (виртуальные компоненты не пострадают от чрезмерного напряжения или тока):

Теперь SPICE знает, что у нас есть резистор, который подключен к проводам (узлам) 1 и 0, и имеет сопротивление 5 Ом. Эти короткие текстовые строки сообщают программе, что резистор привязан к тем же проводам (1 и 0), что и батарея.

Если к этому набору команд добавить оператор .end, обозначающий конец описания схемы, то мы будем иметь всю информационную потребность PSPICE, собранную в одном файле и готовую к обработке:

Теперь нам нужно “сохранить” этот текстовый файл на жестком диске компьютера. Для этой цели выберите позиции меню File -> Save As. В открывшемся окне выберите папку, в которую хотите сохранить файл и введите его название (мы его назовем circuit1.cir), затем нажмите кнопку “Сохранить”. После этого закройте окно тестового редактора.

Чтобы провести анализ схемы, откройте только что созданный файл (File -> Open -> circuit1.cir) и выберите Simulation -> Run circuit1:

В нижнем правом углу программы должно появиться сообщение “100 %”. Для просмотра результатов анализа на экране компьютера выберите View -> Output File. Получится примерно следующее:

В начале этого файла программа повторяет список соединений вместе с названием файла и оператором “.end”. Примерно посередине отображается напряжение во всех узлах схемы по отношению к узлу 0. В нашей схеме кроме нулевого узла имеется всего один узел, так что отображается только одно напряжение равное 10 вольтам. Затем программа показывает величину силы тока через каждый источник напряжения. Так как у нас существует всего один такой источник, то отображается одна величина тока равная 2 амперам. Из-за непонятной причуды PSPICE, эта величина выводится со знаком минус.

В последней строке файла отображается “суммарная рассеиваемая мощность”, которая в данном случае составляет 2.00Е+01 ватт, или 2.00 х 10¹ = 20 ватт. Вывод большинства чисел в экспоненциальной форме поначалу может сбить с толку, но потом, при работе с очень большими или очень маленькими числами это будет даже удобно.

При необходимости вы можете сохранить результаты анализа в текстовый файл (File -> Save As расширение .txt). Этот файл можно открыть в любом текстовом редакторе, удалить ненужную информацию оставив только данные напрямую связанные с анализом схемы:

Чтобы изменить параметры какого-либо компонента, нужно открыть файл списка соединений (circuit1.cir) и сделать необходимые изменения в тексте описания схемы. Затем необходимо сохранить сделанные изменения и запустить анализ. Такой процесс редактирования и обработки текстового файла знаком каждому программисту. Это одна из причин, по которой мы выбрали программу PSPICE – она заставляет ученика думать и работать как программист, что немаловажно, поскольку компьютерное программирование является важной частью передовых технологий электроники.

Ранее мы исследовали последствия изменения одной из трех переменных электрической цепи (напряжения, силы тока или сопротивления) с помощью математических вычислений Закона Ома. Теперь давайте попробуем сделать то же самое с помощью программы PSPICE.

Если мы увеличим напряжение батареи с 10 вольт до 30, то при неизменном сопротивлении, сила тока у нас должна увеличиться в 3 раза. Чтобы проверить это создайте в программе новый текстовый файл, аналогичный первому, только величину напряжения введите 30 вольт. Далее проведите анализ этого файла как было описано выше, и получите следующее (ненужная информация удалена):

Как мы и ожидали, при утроении напряжения, сила тока так же утроилась (с 2 ампер она возросла до 6 ампер (6.000 х 10⁰)). Одновременно с увеличением силы тока, увеличилась и суммарная рассеиваемая мощность. Если раньше ее величина составляла 20 ватт, то теперь – 180 ватт (1.8 х 10²). Напомним вам, что мощность прямопропорциональна квадрату напряжения (Закон Джоуля: P=U²/R), поэтому, при утроении напряжения, мощность увеличится в 9 раз (3²=9). Действительно, если мы 20 умножим на 9, то получим 180.

Для того, чтобы посмотреть как эта простая схема будет вести себя в широком диапазоне напряжений батареи, нам нужно задействовать некоторые более продвинутые операторы PSPICE. С помощью оператора “.dc” мы будем изменять напряжение батареи от 0 до 100 вольт, с шагом 5 вольт. Выводить значения напряжения и силы тока на каждом шаге нам поможет оператор “.print”. Строки, начинающиеся с символа “*” являются комментариями. Они не предлагают компьютеру выполнить какое-либо действие, а служат исключительно для информирования человека о каких -то важных моментах текстового представления схемы.

Оператор “.print” дает программе команду напечатать столбцы чисел, соответствующие каждому шагу анализа:

Если мы в текстовом файле заменим команду “.print dc v(1) i(v)” на команду “.plot dc i(v)”, то SPICE выведет график, состоящий из текстовых символов:

Левый столбец цифр в обоих выходных файлах показывает напряжение батареи на каждом интервале увеличения от 0 до 100 вольт, с шагом 5 вольт. Цифры в правом столбце показывают силу тока для каждого из этих напряжений. Посмотрите внимательно на эти цифры, и вы увидите пропорциональное соотношение каждой их пары. Закон Ома (I=U/R) сохраняется в каждом случае, потому что при сопротивлении равном 5 Ом, каждое значение силы тока составляет 1/5 от соответствующего ему напряжения. На знак “-” перед значениями силы тока не обращайте внимание (причуда программы).

Существуют компьютерные программы, которые способны интерпретировать текстовые данные PSPICE и конвертировать их в графический формат. Одна из таких программ называется Nutmeg, и выводимый ей график выглядит примерно так:

Симулятор электронных схем для андроид. Qucs — open-source сапр для моделирования электронных схем. Интуитивно-понятный пользовательский интерфейс

Приложение Электроник является незаменимым помощником для электриков. Оно создано специально для мобильных устройств на платформе андроид. Программа была сделана российскими программистами, которые хорошо разбираются в электронике и физике. Разработка получилась довольно качественной.

Тут понятно рассказывается о различных предметах в сфере физики и электронике. Из приложения можно узнать физические и другие законы. Также тут можно узнать информацию об использовании микроконтроллеров в обыденной жизни. И о том, каким образом их программировать, чтобы они стали полезными.

Из программы можно узнать, как именно работает сенсорный экран, то весьма познавательно. Имеются уроки о том, как сделать умный вентилятор, цветомузыку и другие интересные вещи. Здесь можно найти многочисленные статьи об основах различных созданий, что позволит пользователю понимать суть происходящих взаимодействий предметов.

Приложение Электроник сделано очень качественно. Тут имеется приятный дизайн, радующий глаз. И все выполнено понятно и удобно, что не может не радовать. Программа принесет пользователю много нужных знаний.

Особенности приложения:

полезная информация из сферы физики и электроники;
уроки изготовления приборов;
удобный интерфейс.

11. Droid Tesla

Droid Tesla представляет собой простой и мощный SPICE-симулятор электрических цепей. Помимо радиокомпонентов поддерживаются различные источники тока и напряжения, а также основные измерительные приборы, в т.ч. виртуальный осциллограф. Droid Tesla позволяет эмулировать следующие источники тока/напряжения: источник постоянного тока и напряжения; источники переменного тока и напряжения; CCCS, CCVS, VCCS, VCVS – управляемые источники тока и напряжения; генератор треугольных импульсов; генератор прямоугольных импульсов.
Поддерживается эмуляция следующих электронных компонентов: резистор; конденсатор; индуктивность; трансформатор; потенциометр; лампа накаливания; идеальный операционный усилитель; биполярные и MOSFET транзисторы; диод, светодиод и стабилитрон; выключатели; элементы цифровой логики: AND, NAND, OR, NOR, NOT, XOR, XNOR; триггеры; 555-таймер; реле; 7-ми сегментный индикатор и др. В качестве измерительных приборов в Droid Tesla поддерживаются следующие: AC/DC амперметр и вольтметр; 2-х канальный осциллограф. Из интересных особенностей ПО можно отметить визуализацию протекания тока (для включения отображения необходимо в настройках программы поставить соответствующую галочку: Settings -> Animations -> Animation of current flow). После этого, при включении симуляции схемы можно визуально наблюдать протекание тока. Единственное, в этом режиме работа схемы сильно замедляется и в большей степени расходуются ресурсы процессора.

Smart Tools – весьма полезная программа на андроид устройстве от лучшего разработчика Smart Tools co., которая и в хозяйстве может пригодится и в учебе помочь. Возможности:
Измеряет – длину, угол, наклон, уровень, резьба (Smart Ruler Pro)
Содержит инструменты для вычисления расстояния, высоты, ширины, площади (Smart Measure Pro)
Включает в себя компас, металлодетектор, GPS (Smart Compass Pro)
Шумомер, виброметр (Sound Meter Pro)
Фонарик, увеличительное стекло (Smart Light Pro)

13. Electrical Engineering Pack

Electrical Engineering Pack – функциональное приложение.которые пригодится любому электрику. Программа сочетает в себе около 40 видов калькуляторов и около 15 преобразователей. Ко всем увы получаете полное руководств, которое пригодится инженерам-электрикам, техникам и студентам. Калькуляторы могут быстро рассчитать различные электрические параметры. Автоматические расчёты выполняются быстро и без проблем. Особенности:
Профессионально разработанный пользовательский интерфейс, который ускоряет ввод данных, удобный просмотр и расчет скорости.
Несколько вариантов для расчета каждого значения
Автоматический расчет выхода по отношению к изменениям на входе, параметры и единицы измерения.
Формулы предусмотрены для каждого калькулятора

14. SatFinder Plus

SatFinder Plus – программа для настройки спутниковой тарелки. Как это работает: встаньте возле тарелки, дождитесь максимальной точности, зафиксируйте точку долгим тапом или через меню. Далее отходя в сторону, добейтесь чтобы текущий азимут наиболее точно соответствовал расчетному. Так как программа использует для наиболее точного определения текущего азимута координаты GPS, рекомендуется отойти на 50-100 м.

15. Electric circuit

Electric circuit поможет разобраться как устроены параллельные цепи, последовательные цепи. Также приложение поможет разобраться Вам с формулами по расчёту различных электрических характеристик (мощность, ток, напряжение, сопротивление, магнитное поле и т.д.).
На главном экране представлены различные варианты электрических схем, симуляторы, формулы и т.д. Для перехода в нужный раздел Вам всего-то нужно по нему тапнуть. В каждом разделе найдутся полезные подсказки и разъяснения. Приложением весьма просто пользоваться – простой и интуитивно понятный интерфейс. Конечно жутко не хватает русификации. Великолепный симулятор поведения электрической цепи. Весь материал представлен в наглядной форме.

16. App для электрика ver.2.9

App для электрика – это хороший компаньон для электрика или инженера, в обучении, на работе или хобби. Приложение содержит наиболее важные формулы в области электротехники. Оно совсем небольшое, легкое в использовании, доступно в 4-х языках: английским, немецким, русским и японским и для исполнения этого приложения не требуется специальных разрешений. Функции:
расчет до семи сопротивлений (параллельно).
расчет напряжения, сопротивления и тока.
расчет тока, заряда и времени.
расчет работы, время и силы.
расчет сопротивления линии.
расчет тока, напряжения и мощности.
расчет падения напряжения на линии.
расчет реальной, реактивной и полной мощности в сети переменного тока.
расчет активной, реактивной и полной мощности трёхфазного тока.
расчет первичного и вторичного напряжения, первичной и вторичной обмотки Трансформатора.
расчет плотности тока.
расчет cos фи.
расчет sin фи.

17. SafetyCalc Free ver.2.1

SafetyCalc Free 2.1 – помощник проектировщика и монтажника систем безопасности и слаботочных систем. Если Вам необходимо:
определить работоспособность разветвленной слаботочной цепи,
рассчитать мощность блока питания и емкость аккумулятора для системы контроля и управления доступом (СКУД),
рассчитать объектив видеокамеры наблюдения для систем охранного телевидения (СОТ) и систем телевизионного наблюдения (СТН), то это приложение для Вас.
Возможности приложения SafetyCalc:
Расчет значений падения напряжения в разветвленной цепи со множеством нагрузок, для каждой нагрузки, и определение минимального сечения кабеля(провода) для данной цепи;
Расчет значений падения напряжения в разветвленной цепи со множеством нагрузок, для каждой нагрузки, при условии, что все нагрузки подключены к общей шине питания кабелем(проводом) разного сечения;
Расчет значений падений напряжения в разветвленной цепи со множеством нагрузок, для каждой нагрузки, при условии, что все нагрузки подключены к общей шине питания кабелем(проводом) одинакового сечения;
Расчет мощности блока питания и емкости аккумулятора для системы контроля и управления доступом (СКУД), с учетом коэффициентов запаса, для дежурного режима (8 часов) и аварийного режима (3 часа) работы, согласно рекомендациям МВД РФ;
Расчет объектива для камер видеонаблюдения систем охранного телевидения (СОТ) и систем телевизионного наблюдения (СТН): определение вертикального и горизонтального фокусного расстояния, определение углов обзора по вертикали и горизонтали, определение мертвых зон.

18. Autodesk ForceEffect Motion ver.2.7.13

Autodesk ForceEffect Motion 2.7.13 – программа для разработки механических систем с движущимися сегментами. Создавайте движущиеся механические системы прямо на своем мобильном устройстве. В отличие от стандартного метода разработки при помощи бумаги, карандаша и калькулятора, данная программа производит симуляцию и все вычисления, позволяя вам быстро выстроить нужный дизайн.

19. Droid 2 CAD ver.4.03

Droid 2 CAD 4.03 – программа, которая позволяет вам отмечать точки и места, используя ваш встроенный GPS и экспортировать для дальнейшего использования. Точки автоматически нумеруются, а также вы можете задавать им имена. Встроенная поддержка карт Google позволяет вам определить как точно вы отметили точки, а также исправлять их, перемещая по карте. Программа позволяет экспортировать точки в следующие форматы:
DXF – специальный формат, поддерживаемый большинством САПР, включая AutoCAD.
KML – формат отметок Google Earth.
CSV – универсальный формат для хранения данных, поддерживаемый множеством программ, включая MySQL-клиенты и Microsoft Office.

20. AndCAD Demo ver.1.8.5

AndCAD Demo 1.8.5 – очень мощная программа для создания чертежей прямо на вашем мобильном Android-устройстве. Также, программа позволяет редактировать чертежи некоторых популярных форматов. Ключевые возможности программы:
Векторные объекты.
Привязка объектов.
Прямой ввод единиц.
Поддержка слоев.
Подкладка изображения.
Импорт/экспорт файлов AutoCAD DXF.
Ландшафтный и портретный режимы. Геометрические объекты: линия, окружность, дуга, ломаная линия, треугольник, многоугольник, точка, текст, заметка, линейный размер. Инструменты редактирования: свободное редактирование, перемещение, копирование, поворот, изменение размера и т.п.

Симулятор с дружелюбным интерфейсом для разработки и расчета электронных цепей и контуров.

Программное обеспечение Quite Universal Circuit Simulator является редактором с графическим интерфейсом с комплексом технических возможностей для конструирования схем. Для управления сложными схемами включена возможность разворачивания подсхем и формирования блоков. Софт включает встроенный текстовый редактор, приложения для расчета фильтров и согласованных цепей, калькуляторы линий и синтеза аттенюаторов. Чертеж можно оформить с обрамлением рамки и стандартного штампа.

Конструктор схем Qucs включает широкую базу современных компонентов, разделенных на категории: дискретные (резисторы, конденсаторы и др), нелинейные (транзисторы и диоды), цифровые (базовые цифровые устройства и логические вентили) и другие (источники, измерители). Особый интерес представляют рисунки и диаграммы.

Qucs может настраиваться на множество языков, включая русский.

Программа функционирует на Mac OS, Linux и Windows XP, Vista, 7 и 8.

Бесплатно.

Симулятор – конструктор электронных схем “Начала электроники”

Существует очень интересная программа, которая представляет собой несложный симулятор для демонстрации работы электрических схем и работы измерительных приборов. Удобство его не только в наглядности, но и в том, что интерфейс на русском языке. Она позволяет смоделировать на макетнице очень простые принципиальные схемы. Называется программа “Начала электроники”. Ссылка на нее внизу страницы, видео канала Михаила Майорова.

Программа работает, начиная от Windows 98 и заканчивая Windows 7. Интерфейс выглядит следующим образом.

Внизу располагается чертеж печатной платы, но для нас наибольший интерес представляет панелька с макетной платой. Наверху кнопки управления: загрузить схему из файла, сохранить схему, очистка макетной платы, получить мультиметр, получить осциллограф, показать параметры деталей, состояние деталей, справочник, (кратко изложены понятия об электричестве), небольшой список лабораторных работ для самостоятельного их проведения, инструкция по пользованию симулятором, информация об авторах, выход из программы.

На видео о том, как работает симулятор цепи.

Что можно собрать на симуляторе схем?

На этом простом симуляторе можно собрать довольно много интересных вещей. Для начала давайте смоделируем обычный фонарик. Для этого нам потребуется лампочка, две батарейки и, естественно, все это надо будет соединить перемычками. Ну и какой же фонарик без выключателя и лампочки?

Двойным щелчком вызываем окно параметров батарейки. На появившейся вкладке видим напряжение, внутреннее сопротивление, показывающее ее мощность, миниполярность. В данном случае батарейка вечная.

Когда схема собрана, нажимаем два раза выключатель и лампочка почему то сгорает. Почему? Суммарное напряжение последовательно соединенных батареек 3 вольта. Лампочка по умолчанию была на 2,5 вольта, поэтому и сгорела. Ставим 3-вольтовую лампочку и снова включаем. Лампочка благополучно светится.

Теперь берем вольтметр. Вот у него загораются “ладошки”. Это измерительные щупы. Давайте перенесем щупы к лампочке и поставим измерение постоянного напряжения с пределом 20 Вольт. На мониторе показывает 2,97 вольта. Теперь попробуем измерить силу тока. Для этого берем второй мультиметр. Прибор, подсоединенный в схему, показал почти 50 миллиампер.

Практически как на настоящем мультиметре, можно измерить множество параметров. Есть также в симуляторе осциллограф, у которого даже регулируется яркость луча. Кроме того, есть реостат, можно двигать движок. Есть переменный конденсатор, шунты, нагревательная печка, резисторы, предохранители и другое. К сожалению, в данном симуляторе нет транзисторов.

Выводы по программе “Начала электроники”

Multisim – конструктор электрических схем

Multisim – одна из продвинутых программ для профессионалов и просто людей, которые увлекаются радиотехникой. Программа может сконструировать огромный набор видов электросхем. Если вы стремитесь смоделировать свои электронные задумки и проверить их работоспособность, то скачивайте программу Multisim. В интернете есть варианты на русском языке.

Функции программы

Знакомство с Multisim

Qucs, также известный как Quite Universal Circuit Simulator, был разработан как доступный симулятор электронных цепей и контуров, имеющий графический интерфейс и основанный на открытом исходном коде. Программа поддерживает все виды моделирования схем, например DC, AC, S-параметры, гармонический анализ баланса, анализ шума и так далее. Результаты моделирования можно посмотреть на странице презентации или окне программы.

Qucsator, серверная часть программы, – это симулятор командной строки, который управляет списком сетей определенного формата ввода-вывода набора данных Qucs. По умолчанию он был создан для работы с проектом Qucs, но может быть использован и с другими приложениями. В программе есть поддержка экспорта изображений символов с файлами Verilog-A в код на языке C++, поддержка прямой связи с символами Verilog-HDL и подцепями VHDL. Последние версии Qucs обладают интерфейсом GNU/Octave.

Ключевые особенности и функции

поддержка синтаксиса Verilog-HDL и Verilog-A в текстовых документах;
поддержка экспорта кода на языке С++;
поддержка уравнений для подцепей Verilog-HDL и VHDL;
заранее скомпилированные VHDL модули и библиотеки;
поддержка всех современных компонентов;
открытый исходный код дает возможность разрабатывать расширения;
настраиваемый и расширяемый интерфейс;
встроенный файловый конвертер;
возможность загрузки дополнительных языков интерфейса.

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.

Программа для моделирования электронных схем

В Delta Design 3.0 система аналогового моделирования SimOne полностью интегрирована в среду проектирования

Появилась возможность создания проекта аналогового моделирования SimOne
Реализована новая панель “Модели”
Перенесены библиотеки моделей из SimOne из отдельной версии
Обеспечена возможность создания фильтров
Реализовано задание сигналов через графическую оболочку.
Обеспечена поддержка блоков при формировании SPICE-нетлиста
Реализован инструмент “Щуп”
Обеспечен просмотр текущих значений и вывод их в текстовое окно
Реализована подстройка параметров (“тюнер”)
Экспорт графиков в формат Excel, Matlab, Maple, Текст, WAV, PWL, Touchstone, Freq
Реализована метка измерения – инструмент, позволяющий отображать значения потенциалов узлов и номиналы токов, текущих через компоненты, после выполнения различных анализов схемы

SimOne – современная высокоэффективная система схемотехнического моделирования, использующая наряду c классическими алгоритмами оригинальные, основанные на современных численных методах.

SimOne многократно превосходит по скорости моделирования обычные SPICE-симуляторы при той же точности расчетов.

SimOne позволяет проводить полнофункциональное SPICE-моделирование радиоэлектронных схем, предлагая пользователю такие новые возможности как расчет периодических режимов схемы и анализ устойчивости.

Расчет периодических режимов позволяет определять поведение схемы в установившемся режиме без предварительных длительных расчетов переходных процессов.

Анализ устойчивости схемы позволяет определять, устойчива схема в текущей рабочей точке или нет, выделять компоненты схемы, влияющие на ее устойчивость, проводить исследование устойчивости при изменении температуры или параметров моделей элементов.

Библиотека моделей компонентов содержит как встроенные SPICE-модели компонентов (SPICE-примитивы), так и обширную (более 30 000 шт.) базу готовых моделей реальных схемных компонентов. Реализована удобная работа с тестовыми SPICE-библиотеками и графическими макромоделями.

Графическое отображение результатов моделирования и постпроцессорной обработки позволяет пользователю:

Строить графики интересующих переменных и функций от них,
Использовать функции курсоров для оценки параметров кривых,
Производить измерения и их пересчет при последующих запусках моделирования характеристик построенных кривых,
Получать спектральные характеристики кривых на основе быстрого преобразования Фурье.

SimOne может экспортировать результаты моделирования, а также уравнения цепи в численном и символьном видах, в MATLAB, Maple и MS Excel.

1. Высокая скорость моделирования. В десятки раз быстрее классических SPICE- программ.

Высокая скорость моделирования в SimOne достигается за счет применения оригинальных программных технологий, современных численных алгоритмов и использования параллельных вычислений.

Кодовый матричный процессор представляет собой высокоэффективную программную реализацию основных матричных операций, необходимых для проведения расчетов и применяется во всех видах моделирования схемы.

Помощник симуляции запоминает характерные особенности моделируемой схемы во время запуска текущего вида анализа и использует эту информацию при последующих запусках. Таким образом, его применение становится особенно эффективным при проведении многовариантных видов анализа схем, например — температурного или параметрического.

2. Высокая точность.

Обусловлена применением современных численных методов высшего порядка точности, поддержкой вычислений с представлением чисел повышенной точности.

3. Многоядерность и параллельное моделирование

Параллельный запуск различных вариантов анализа схемы проводится с использованием многоядерной архитектуры процессора. Запуск любого вида расчета позволяет пользователю продолжать работу со схемой и проводить параллельное моделирование.

4. Анализ устойчивости схемы.

Эта опция является отличительной особенностью пакета: анализ устойчивости схем отсутствует у подавляющего большинства конкурирующих программ. Анализ устойчивости схемы позволяет определять, устойчива схема в текущей рабочей точке или нет, проводить исследование устойчивости при изменении температуры или параметров моделей элементов, выделяя те компоненты и параметры схемы, которые определяют ее устойчивость.

5. Экспорт результатов моделирования.

Рассчитанные переменные, выражения и составленные уравнения схемы могут быть экспортированы в известные инженерные математические пакеты Matlab, и Maple, Excel.

Моделирование электронных схем

Загрузить бесплатную версию пакета моделирования электронных схем SimOne

В пакете SimOne доступны основные виды анализа схем, существующие в классических SPICE-программах, таких как PSpice, MicroCAP, OrCad. Кроме этого, предлагается новый вид — анализ устойчивости схемы.

При разработке модуля моделирования электронных схем особое внимание уделялось повышению скорости и точности вычислений, в сравнении с конкурентами.

Вычислительное ядро нового поколения

Для всех видов анализа электронных схем используется вычислительное ядро нового поколения Code Matrix Processor™.

Многоядерность и параллельное моделирование

Запуск любого вида расчета позволяет пользователю продолжать работу со схемой и проводить параллельное моделирование.

Новый вид анализа схем — расчет устойчивости — Stability Analysis

Позволяет оценивать надежность функционирования электронных схем на этапе проектирования.

Повышенная точность и скорость расчетов в режиме временного анализа (Transient analysis)

Оригинальный метод интегрирования дифференциально-алгебраических уравнений.

Для интегрирования уравнений цепи пользователю предлагается оригинальный метод SimOne 4-го порядка точности. Этот метод имеет повышенную точность и устойчивость в сравнении с методами, применяемыми в обычном SPICE-моделировании и является лучшим методом для расчета больших схем.

Возможности

DC Sweep. Расчет статического режима схем по постоянному току.

AC Sweep. Частотный анализ. Расчет частотных характеристик линеаризованной цепи в рабочей точке.

Transient Analysis. Расчет переходных и установившихся временных процессов на длительных интервалах времени при воздействии сигналов произвольной формы.

Temperature Sweep. Моделирование поведения схемы при изменении рабочей температуры.

Parametric Sweep. Моделирование поведения схемы при изменении параметров сигналов, моделей схемных компонентов.

Stability Analysis. Анализ устойчивости схемы.

Серия видеороликов демонстрирует основные возможности SimOne

Справочное руководство по Delta Design SimOne доступно в разделе Документация

В SimOne доступны следующие виды анализа схем:

1. Расчет статического режима схем по постоянному току (DC Analysis)

Включает в себя расчет рабочей точки схемы, определение передаточных функций по постоянному току. Для решения нелинейных алгебраических уравнений предлагается набор методов: метод Ньютона–Рафсона, Damped Newton–Raphson, Gmin Stepping,Source Stepping.

2. Частотный анализ (AC Analysis)

Включает в себя расчет и построение частотных характеристик схемы, в том числе амплитудно-фазовой характеристики.

3. Анализ переходных процессов (Transient Analysis)

Используется оригинальный метод интегрирования дифференциально-алгебраических уравнений. Метод имеет повышенную точность и устойчивость в сравнении с методами, применяемыми в обычном SPICE-моделировании.

Вычисления в традиционных для SPICE-моделирования методах — методе Гира, трапеций, Эйлера производятся с помощью кодового матричного процессора, что позволяет значительно сократить время расчета.

4. Анализ установившихся периодических режимов (PSS Analysis)

Расчет периодических режимов ведется с помощью пристрелочного метода Ньютона (Shooting Newton), при этом используется высокоэффективный подход — без явного формирования матрицы чувствительности (Matrix Free Approach). В качестве метода решения СЛАУ используется итерационный метод пространств Крылова — Gmres.

5. Температурный анализ (.TEMP)

Аналоговое моделирование поведения схемы при изменении рабочей температуры.

6. Параметрический анализ схемы (.PARAM)

Моделирование поведения схемы при изменении параметров сигналов, моделей схемных компонентов.

7. Анализ устойчивости схемы. (Stability Analysis)

Для анализа устойчивости схемы в окрестности рабочей точки пользователю предлагаются два независимых способа: на основе расчета собственных частот схемы и на основе критерия Михайлова. Результат анализа — вывод об устойчивости схемы, построение годографа Михайлова, вывод таблицы собственных частот схемы. Пользователь также имеет возможность построить график годографа Михайлова в заданном произвольном диапазоне и принять решение об устойчивости схемы самостоятельно.

Лучшее бесплатное программное обеспечение для моделирования схем для Windows 10

Если вы инженер-электрик и электронщик, то в вашем арсенале должно быть некоторое программное обеспечение, такое как программное обеспечение для проектирования печатных плат, программное обеспечение для проектирования схем и моделирования и т. Д. Поэтому в этой статье , мы представляем вам одно из лучших бесплатных программ для моделирования схем для Windows 10.

Лучшее программное обеспечение для моделирования схем

С помощью этого программного обеспечения для моделирования схем вы можете проектировать и анализировать схемы, не создавая их на самом деле:

LTSpice
NgSpice
CircuitLab
CircuitLogix
EasyEDA

Давайте поговорим о них подробнее.

1] LTSpice

LTSpice – одно из самых известных программ для моделирования схем среди студентов-электриков и электронщиков. Разработанный Linear Technology, он имеет множество различных устройств, поэтому вы ничего не пропустите, так как в нем есть MOSFET , OPAMPS , диодов , Triac , Diac и некоторые другие. другие основные электронные устройства, такие как конденсатор, резистор и катушка индуктивности.

Одно из главных преимуществ – скорость.LTSPice, вероятно, самый быстрый симулятор в нашем списке. Итак, если вам нужна скорость, вы знаете, какое приложение удовлетворит ваш аппетит. LTSpice также имеет детектор формы волны, поэтому вы можете иметь более четкое представление о своем выходе. У LTSpice есть масса наворотов, которые вы получите, только если скачаете программное обеспечение отсюда.

2] NgSpice

Еще одно бесплатное программное обеспечение для моделирования цепей с открытым исходным кодом в нашем списке – NgSpice. Это один из самых популярных инструментов наряду с LTSpice.

Одна из причин, по которой некоторые люди могут предпочесть NgSpice LTSpice, – это поддержка сообщества. Его исходный код был построен на основе концепции трех пакетов с открытым исходным кодом: XSpice, Cider и Spice3f5. Его разработчики постоянно работают над улучшением этого программного обеспечения, выпуская новые сборки и обновления с исправлениями ошибок.

Вы получите все электронные компоненты, такие как резисторы, диоды, конденсаторы и другие подобные устройства. Итак, если вы ищете бесплатный симулятор схем, скачайте NgSpice отсюда.

3] CircuitLogix – версия для учащихся

Если вы студент, то можете использовать этот инструмент моделирования схем в версии для учащихся от CircuitLogix. Однако вам не следует загружать это программное обеспечение, ожидая инструментов профессионального уровня, в отличие от коммерческой версии программного обеспечения.

Студенческая версия – это просто еще одно название облегченной версии. Вы не получите всего, но для некоторых коммерческая версия является излишней. Вы получите почти 4000 устройств в версии для студентов, что меньше даже 33% от того, что вы получите, если выберете профессиональную версию, но для большинства людей этого более чем достаточно.

Итак, если вы студент-электронщик, тогда Circuit Logix Student Version может стать для вас идеальным симулятором схем. Если вы решите использовать это программное обеспечение, загрузите его с официального сайта.

4] CircuitLab

Если вы не хотите загружать приложение, CircuitLab – это то, что вам нужно. Это онлайн-симулятор схем и инструмент для построения схем. В нем нет всех наворотов, в отличие от двух предыдущих приложений в нашем списке, LTSpice и NgSpice, но он является отличной альтернативой, если вы просто хотите создать базовую схему и смоделировать ее.

Вы получаете все необходимые устройства, такие как все пассивные элементы (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности), MOSFET , BJTs , JFETs , Relays и другие подобные компоненты. Это хороший инструмент, особенно если вы хотите изучить схемы. Вы можете получить доступ к CircuitLab с их официального сайта.

5] EasyEDA

И последнее, но по крайней мере, у нас есть еще один онлайн-инструмент моделирования цепей, EasyEDA. Это простой инструмент, который можно использовать как конструктор печатных плат, но здесь мы говорим о его возможностях проектирования схем и моделирования, и это не шутка.

EasyEDA имеет множество устройств, и вы не почувствуете, что упускаете что-то конкретное. Однако эти онлайн-инструменты не так мощны, как бесплатные. Но если вы просто хотите проектировать и моделировать схемы, тогда это хороший вариант, и к нему можно получить доступ с их официального сайта.

Надеюсь, это помогло найти лучший симулятор схем для Windows 10.

5 самых полезных симуляторов схем для инженеров-электриков

Программное обеспечение для моделирования схем набирает популярность с каждым днем.Инженеры-электрики, профессионалы, любители электроники, а также студенты часто используют симуляторы электрических цепей для разработки и проверки принципиальных схем. Используя такое программное обеспечение, каждый может построить или спроектировать электрическую схему, проверить на наличие ошибок и улучшить схему. Поскольку существует множество симуляторов схем, инженерам и любителям может быть сложно определить, какой из них наиболее полезен и прост в использовании. Если вы здесь, чтобы узнать о самых полезных симуляторах, то обязательно прочтите эту статью до конца.

Электронная лаборатория

Это многофункциональный онлайн-симулятор схем, который оказался одним из самых полезных для инженеров. Circuit Lab упростила для инженеров, любителей и даже студентов разработку, анализ, создание и совместное использование схем. С помощью этого симулятора проектирование аналоговых и цифровых схем происходит очень быстро, и вам даже не нужно загружать или устанавливать это программное обеспечение. Чтобы запустить этот симулятор, все, что вам нужно сделать, это щелкнуть значок запуска на главной странице.

TINA Design Suite

TINA Design Suite – отличный, но доступный автономный симулятор схем и программный пакет для проектирования печатных плат, который может помочь инженерам-электрикам анализировать, проектировать и тестировать аналоговые, цифровые, микроконтроллеры, IBIS, HDL и смешанные электронные схемы, а также макеты их печатных плат. TINA Design Suite позволяет анализировать вашу схему в более чем 20 различных режимах анализа и с помощью 10 высокотехнологичных виртуальных инструментов. Вы даже можете редактировать свою схему в интерактивном режиме в реальном времени.Для инженеров-электриков большое значение имеют качество и конструкция симуляторов электрических цепей. Поэтому они сочтут Tina простым в использовании и высокопроизводительным инструментом.

PartSim

PartSim – это бесплатный и простой в использовании симулятор схем, который запускается в вашем веб-браузере и позволяет любому проектировать, моделировать и совместно использовать схему. В этом симуляторе подключение схемы простое; поэтому это один из самых простых вариантов выбора для инженеров-электриков. Поскольку он работает в вашем браузере, он предлагает огромный прирост производительности.Вам не нужно устанавливать это приложение, обновления приложений выполняются автоматически, и вы можете легко делиться своими проектами с помощью веб-ссылок. Большое количество деталей от поставщиков делает его отличным выбором для практических целей.

Создатель цепей

CircuitMaker – это бесплатное программное обеспечение для проектирования схем и печатных плат, предназначенное для любителей, хакеров и производителей. CircuitMaker нужна бесплатная учетная запись, чтобы представлять своих пользователей в сообществе. Его можно использовать для проектирования печатных плат, а также для разработки цифровых или аналоговых схем, а также смешанных аналоговых / цифровых схем.Это программное обеспечение доступно как бесплатное ПО. Более того, разработанное с его помощью оборудование может использоваться как в коммерческих, так и в некоммерческих целях без ограничений.

Multisim

Multisim – это хорошо взаимодействующий симулятор схем, который поможет вам быстро разрабатывать продукты. Это программа для захвата и моделирования электронных схем от National Instruments (NI). Одна из основных причин, по которой инженеры во всем мире широко используют его, заключается в том, что он предоставляет расширенную, стандартную для отрасли среду моделирования SPICE.Это также позволяет вам захватывать и моделировать одну и ту же интегрированную среду. В дополнение к этому вы можете подключать виртуальные инструменты к своим схемам, что упрощает и ускоряет просмотр результатов интерактивного моделирования.

Программное обеспечение для проектирования девяти схем

| Бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом

Программное обеспечение для проектирования схем является очень важной частью жизни инженера-электронщика.

Хороший инструмент позволяет создавать проекты и проверять их на предмет проблем через регулярные промежутки времени.Также легко ориентироваться при наличии достаточного количества опций для оптимального проектирования схем. Все эти и многие другие функции доступны в современных инструментах EDA, но часто эти инструменты дорого обходятся инженерам. Следовательно, инженеры всегда ищут альтернативы для использования.

Если вы инженер, ищущий бесплатные альтернативы программному обеспечению для проектирования схем, то вы попали в нужное место. Здесь мы представляем вам 9 полезных программ, которые обладают мощными функциями и удобны в использовании. Создавайте потрясающие схемы!