Недавно нашёл один бесплатный Интернет-ресурс, который среди прочего предоставляет возможность моделировать несложные электрические принципиальные схемы.
Для работы с эмулятором электрических схем на сайте tinkercad.com нет необходимости устанавливать какое-либо дополнительное программное обеспечение на свой компьютер. Для начала работы надо пройти регистрацию на сайте. Сам процесс регистрации ни чем особенным не отличается от стандартного на большинстве сайтов.
Процедура входа на сайт также стандартная, просят указать ваш адрес электронной почты и ввести пароль.
Данный ресурс позволяет решать довольно широкий спектр задач, в данном случае актуален пункт Circuits, посвященный моделированию работы электрических схем.
Хорошо видно, что по состоянию на май 2020 года ресурс русифицирован частично, в меню перемежаются пункты, подписанные как на русском, так и на английском. Для создания новой модели электрической цепи надо нажать на кнопку «Создать цепь». По умолчанию при первом входе пользователю предлагается пройти обучение, в рамках которого пользователь работает с четырьмя электрическими схемами нарастающей сложности.
В пункте Circuits в основном рабочем поле программы отображаются схемы, которые владелец учетной записи моделировал раньше. Как правило, сохранение результатов работы происходит автоматически, хотя иногда бывают сбои.
Кликнув на одну из схем можно просмотреть подробную информацию о данном проекте.
Нажав на кнопку «Изменить» можно перейти к редактированию проекта. После этого мы попадаем в основное рабочее поле программы, предназначенное для создания и изменения моделей электронных устройств.
В левой части окна располагается меню компонентов. В набор «Базовые» входят наиболее распространенные радиокомпоненты, типа резисторов, конденсаторов, кнопочных переключателей и т.п.
Набор схем, которые можно смоделировать с использованием только базовых элементов, очень ограничен.
Для создания сравнительно сложных и разнообразных схем следует выбрать набор «Все».
В основное рабочее поле можно при помощи курсора перемещать отдельные компоненты.
Выделив компонент будущей схемы следует задать для него необходимые электрические параметры. У компонентов разных типов параметры отличаются.
Кроме электронных компонентов можно выбрать различные измерительные приборы для работы с создаваемой схемой. В частности, для питания схемы потребуется источник питания.
На приборах есть контакты, от которых можно отводить проводники. Для этого надо навести на контакт курсор и, удерживая левую кнопку мыши, провести провод к контакту другого прибора. Оставлять провод не подключенным нельзя. Радиоэлементы в рабочем поле можно поворачивать под необходимым углом.
Как видно, сейчас в рабочем поле собрана схема конденсаторного светодиодного фонаря, где запас энергии для работы светодиода запасается в конденсаторе большой емкости.
Теперь после нажатия кнопки «Начать моделирование» можно посмотреть, как схема работает.
Итак, в начале производится зарядка конденсатора от источника питания. При этом, если увеличить напряжение питания выше допустимых для конденсатора 16 В, отобразится сигнал о том, что конденсатор вышел из строя.
Представленная на рисунке схема не будет работать потому, что перепутана полярность включения светодиода. Остановим моделирование и произведем корректировку схемы, а затем повторно запустим моделирование. В начале, судя по показаниям амперметра, на источнике питания видно как происходит заряд конденсатора.
После зарядки конденсатора переведем ползунковый переключатель в другое положение, видим, что светодиод засветился.
Теперь можно вернуться на основную страницу эмулятора. Это можно сделать, нажав на логотип ресурса «Autodesk.Tinkercad» в верхнем левом углу. Среди проектов появился наш конденсаторный фонарь.
Отдельные схемы можно переименовывать в меню «Параметры».
Когда схема создается на базе уже проработанного варианта пункт «Дублировать» меню «Параметры» позволяет легко скопировать схему.
Для примера создадим схему для измерения параметров p-n-p транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером. Для измерения силы тока и напряжения понадобится прибор «Мультиметр», на его панели управления можно выбрать род измеряемой величины A – ток, V – напряжение, R – сопротивление.
Следует заметить, что в русскоязычной версии эмулятора эмиттер транзистора назван «излучатель», а база – «основание». В данной конфигурации выводы транзистора слева направо: эмиттер, база, коллектор.
После создания всех необходимых соединений можно запустить моделирование. Хорошо видно, что транзистор, как активный элемент электрической цепи, позволяет при помощи малого по мощности сигнала в цепи «база-эмиттер» управлять большим по мощности сигналом в цепи «коллектор-эмиттер».
Разумеется, никакой симулятор не заменяет работы с настоящими электронными приборами. Любая модель всегда повторяет лишь часть свойств моделируемого объекта. В частности, многие распространенные в реальной работе проблемы, например, плохой электрический контакт в разъеме, здесь воспроизвести нельзя, а между тем нечто подобное может привести к полной неработоспособности устройства. Главное предназначение данного симулятора, это быстрое моделирование простых электронных устройств, особенно в условиях, когда те или иные компоненты для их сборки недоступны. Продолжение материала связанное с Ардуино проектами читайте по ссылке. Автор обзора – Denev.
