«Σχεδίαση & Eξομοίωση Κυκλωμάτων Ηλεκτρονικών Συστημάτων»

Transcript

1 Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών ΤΜΗΜΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ Εργαστήριο Ηλεκτρονικών Συστημάτων «Σχεδίαση & Eξομοίωση Κυκλωμάτων Ηλεκτρονικών Συστημάτων» Απρίλιος 2011 Δημήτριος Δ. Πυρομάλης Καθηγητής Εφαρμογών

2 Ερμηνεία Αγγλικών Τεχνικών Όρων Ampere Αμπέρ - Μονάδα μέτρης ρεύματος Analyzer Αναλυτής Breadboard Πλακέττα συνδέσεων πολλαπλών χρήσεων στην οποία τα εξαρτήματα δεν τοποθετούνται μόνιμα με κόλληση αλλά μπαίνουν και βγαίνουν Bus Δίαυλος Capacitor Πυκνωτής Circuit Κύκλωμα Component Εξάρτημα Current Ρεύμα, ένταση Footprint Αποτύπωμα ποδιού χρησιμοποιείται για να χαρακτηρίσει την διάταξη των ποδιών ενός εξαρτήματος Frequency Συχνότητα Grid Πλέγμα Ground Γείωση Indicator Ενδείκτης Inductor Πηνίο Junction Σημείο ένωσης δύο ή περισσοτέρων αγωγών/συνδέσεων Measurement Ακροδέκτης μέτρησης Probe Multimeter Πολύμετρο Netlist Λίστα συνδέσεων βρόχων κυκλώματος Ohm Ωμ μονάδα μέτρησης αντίστασης Oscilloscope Παλμογράφος Package Pin Πόδι εξαρτήματος Pop-Up-Menu Αναδυώμενη λίστα επιλογών η οποία εμφανίζεται συνήθως όταν πατηθεί το δεξί κλικ Power Τροφοδοσία Reference Αναφορά (πάντα ως προς κάτι άλλο ομοειδές) Relay Ηλεκτρονόμος (ρελέ) Resistor Αντίσταση Shortcut Συντόμευση Spectrum Φάσμα Switch Διακόπτης System Σύστημα Toolbar Εργαλειοθήκη Volt Βολτ μονάδα μέτρησης τάσης Voltage Τάση

3 Wire Workspace Καλώδιο, αγωγός Χώρος/περιοχή εργασίας Εργαστήριο Ηλεκτρονικών Συστημάτων 04/2011 Σελ. 3 από 47

4 Ερμηνεία Συμβόλων Προσοχή, Παρατηρήστε με προσοχή Κίνδυνος ηλεκτροπληξίας και σοβαρός κίνδυνος τραυματισμού Προσοχή, ενδέχεται να είστε φορείς στατικού ηλεκτρισμού Συμβουλή καλής πρακτικής. Κρατήστε μια σημείωση. 04/2011 Σελ. 4 από 47

5 Πίνακας Περιεχομένων Σελ. Κεφάλαιο 1 Το Περιβάλλον Εργασίας 6 Κεφάλαιο 2 Τοποθέτηση Εξαρτημάτων 19 Κεφάλαιο 3 Δημιουργία Συνδέσεων 32 Κεφάλαιο 4 Εξομοίωση: Μετρήσεις με Εικονικά Όργανα 35 04/2011 Σελ. 5 από 47

6 Κεφάλαιο 1 Το Περιβάλλον Εργασίας 04/2011 Σελ. 6 από 47

7 Για την σχεδίαση και την εξομοίωση των κυκλωμάτων ενός ηλεκτρονικού συστήματος απαιτείται η χρήση εξειδικευμένου λογισμικού Η/Υ. Τέτοιου είδους προγράμματα ονομάζονται στην αγγλική γλώσσα EDA tools (Electronics Design Automation tools). Για τους σκοπούς του Εργαστηρίου Ηλεκτρονικών Συστημάτων επιλέχτηκε το πρόγραμμα MULTISIM της εταιρίας National Instruments. Το πρόγραμμα αυτό αποτελεί εξέλιξη του καθιερωμένου και δημοφιλούς προγράμματος Electronics Workbench. To πρόγραμμα MULTISIM παρέχει την δυνατότητα της σχεδίασης θεωρητικών κυκλωμάτων, της εξομοίωσης, καθώς και της ανάλυσης κυκλωμάτων ηλεκτρονικών συστημάτων. Για να εκτελέσετε το πρόγραμμα MULTISIM θα πρέπει να ανατρέξετε στα Προγράμματά σας (μενού κάτω αριστερά στην επιφάνεια εργασίας του Η/Υ σας) και να εντοπίσετε την ομάδα προγραμμάτων με την ονομασία National Instruments. Εντός της ομάδας αυτής βρίσκεται η υποομάδα Circuit Designer Suite 10.1 (10.1 είναι ο αριθμός της έκδοσης), και εντός αυτής βρίσκεται το πρόγραμμα MULTISIM. Σε συντομογραφία η διαδρομή τοποθεσίας του προγράμματος είναι Programs National Instruments Ciruit Designer Suite 10.1 Multisim Όταν ανοίγει το πρόγραμμα εμφανίζεται το παράθυρο που απεικονίζεται στο Σχήμα 1. Σχήμα 1: Το παράθυρο έναρξης του προγράμματος Multisim Το Σχήμα 2 απεικονίζει την όψη του περιβάλλοντος εργασίας του προγράμματος MULTISIM. Τα κυριότερα μέρη του περιβάλλοντος είναι: α) η γραμμή με τα μενού επιλογών μαζί με τις ενεργοποιημένες εργαλειοθήκες συντομεύσεων (toolbars), β) η περιοχή στην οποία εμφανίζονται τα αρχεία του έργου (ένα έργο μπορεί να αποτελείται από πολλά αρχεία/σχέδια), 04/2011 Σελ. 7 από 47

8 γ) η περιοχή σχεδίασης των κυκλωμάτων, και δ) η περιοχή εμφάνισης διαφόρων μηνυμάτων του προγράμματος προς τον χρήστη. Εργαλειοθήκες και Μενού Επιλογών Περιοχή Σχεδίασης Κυκλώματος Αρχεία Έργου Περιοχή Μηνυμάτων Προς τον Χρήστη Σχήμα 2: Το περιβάλλον εργασίας Στο επάνω μέρος του περιβάλλοντος εργασίας του προγράμματος βρίσκονται οι επιλογές του προγράμματος. Οι περισσότερες από αυτές είναι οι τυπικές επιλογές όλων των παραθυρικών προγραμμάτων των Microsoft Windows. Μια από αυτές είναι οι επιλογές που σχετίζονται με αρχεία και που βρίσκονται εντός του μενού επιλογών File. Στο Σχήμα 3, φαίνονται οι επιλογές New, Open, Close, Save, Exit, κ.α. οι οποίες αφορούν στην δημιουργία ενός νέου αρχείου, στο άνοιγμα ενός υπάρχοντος αρχείου, στο κλείσιμο ενός ανοικτού αρχείου, στην αποθήκευση ενός ανοικτού αρχείου, και στην έξοδο από το πρόγραμμα, αντίστοιχα. Παρατηρήστε πως όταν ανοίγει το πρόγραμμα MULTISIM πάνω αριστερά στα αρχεία έργου εμφανίζεται το αρχείο Ciruit 1. Αυτό είναι μια πρωτοβουλία του προγράμματος διότι δεν γνωρίζει πως θα ονομάσετε εσείς το νέο αρχείο που σας άνοιξε. 04/2011 Σελ. 8 από 47

9 Παρατηρήστε πως δίπλα από μερικές επιλογές αναφέρονται συνδυασμοί πλήκτρων οι οποίοι εάν πατηθούν θα έχουν ως αποτέλεσμα την εκτέλεση της αντίστοιχης επιλογής. Οι συνδυασμοί αυτοί γλυτώνουν χρόνο στον χρήστη μιας και δεν είναι απαραίτητο ο χρήστης να μπαίνει στο μενού επιλογών και να κάνει κλικ επάνω σε μια επιλογή αλλά αρκεί να πατήσει έναν συνδυασμό δύο πλήκτρων (συνήθως το πλήκτρο CTRL μαζί με κάποιο από τα γράμματα). Οι συνδυασμοί αυτοί ονομάζονται συντομεύσεις (Shortcuts). Σχήμα 3: Το μενού επιλογών αρχείων Εάν κατα την διάρκεια της σχεδίασης επιλέξετε File Save, ή πατήσετε την συντόμευση πλήκτρων CTLR+S, τότε θα εμφανιστεί το παράθυρο διαλόγου ορισμού ονομάτος και τοποθεσίας αρχείων, όπως φαίνεται στο Σχήμα 4. Εάν, ήδη έχετε ορίσει όνομα στο αρχείο εργασίας σας, τότε το παράθυρο αυτό δεν θα εμφανιστεί όταν επιλέγετε να κάνετε αποθήκευση. Το παράθυρο αυτό θα ξαναεμφανιστεί στην περίπτωση που επιλέξετε File Save As, δηλαδή όταν θα ζητήσετε να μετονομάσετε το αρχείο σας. 04/2011 Σελ. 9 από 47

10 Σχήμα 4: Το παράθυρο ορισμού ονόματος και τοποθεσίας αποθήκευσης αρχείου Παρατηρήστε, στο Σχήμα 4 πως οι καταλήξεις των αρχείων εργασίας στο MULTISIM είναι *.ms10 (ms από το όνομα MultiSim, και 10 από την τρέχουσα έκδοση του προγράμματος). Αποτελεί καλή συνήθεια η πρακτική του να δίνετε ονόματα στα αρχεία εργασίας σας τα οποία να έχουν κάποιο ιδιαίτερο νόημα για εσάς και το συγκεκριμένο έργο που υλοποιήσατε. Πολλοί χρησιμοποιούν το όνομα του κυκλώματος που σχεδίασαν, π.χ. πλήρης ανόρθωση μέσω γέφυρας διόδων, και την χρονική περίοδο που τελείωσαν τον σχεδιασμό, π.χ. Μάρτιος Το αποτέλεσμα θα μπορούσε να ήταν λ.χ. diodes_bridge_mar11.ms10. Αυτή η πρακτική θα σας βοηθήσει μετά από αρκετό καιρό να θυμάστε σε τι αφορά ένα αρχείο δίχως να χρειάζεται να το ανοίξετε. Στο πάνω μέρος του περιβάλλοντος βρίσκεται η σειρά με τα μενού επιλογών του προγράμματος, όπως δείχνει και το Σχήμα 5. Κάντε κλικ σε κάθε ένα από αυτά και παρατηρήστε τις διαθέσιμες επιλογές. Τις περισσότερες από τις επιλογές τις έχετε σίγουρα συναντήσει και σε άλλα προγράμματα σχεδίασης. Σχήμα 5: Το μενού επιλογών του προγράμματος 04/2011 Σελ. 10 από 47

11 Τα μενού που κυρίως θα χρησιμοποιηθούν στα πλαίσια του Εργασητρίου Ηλεκτρονικών Συστημάτων είναι τα: File. Edit, View, Place, Simulate, και Help. Ακριβώς κάτω από τη σειρά των μενού επιλογών στο πάνω μέρος του περιβάλλοντος εργασίας, βρίσκονται διάφορα κουμπιά/εικονίδια. Κάθε ένα από αυτά τα κουμπιά/εικονίδια όταν πατηθεί εκτελεί μια συγκεκριμένη λειτουργία. Το εικονίδιο κάθε κουμπιού είναι ενδεικτικό της εκτελούμενης λειτουργίας. Τα κουμπιά/εικονίδια είναι ομοδοποιημένα σε κατηγορίες γνωστές και ως εργαλειοθήκες. Στα Σχήματα 6 έως και 8 απεικονίζονται μερικές από τις βασικές εργαλειοθήκες του προγράμματος Σχήμα 6: Η εργαλειοθήκη View Εάν κάνετε κλίκ στο αριστερό μέρος μιας εργαλειοθήκης και κρατήσετε πατημένο το πλήκτρο του ποντικιού τότε μπορείτε να σύρετε την εργαλειοθήκη σε μια νέα θέση εντός του περιβάλλοντος εργασίας. Αυτό είναι βολικό διότι σας δίνει την δυνατότητα να φέρετε στα μέτρα σας και στο δικό σας στύλ τις θέσεις στις οποίες είναι τοποθετημένες οι εργαλειοθήκες. Όταν κλείσετε και ανοίξετε ξανά το πρόγραμμα οι νέες θέσεις των εργαλειοθηκών έχουν διατηρηθεί. Σχήμα 7: Η εργαλειοθήκη Standard Σχήμα 8: Η εργαλειοθήκη Main Εάν κάνετε δεξί κλίκ πάνω σε μια οποιαδήποτε εργαλειοθήκη τότε ανοίγει μια λίστα επιλογών όπως αυτήν που απεικονίζεται στο Σχήμα 9 η οποία δείχνει ποιές από τις διαθέσιμες εργαλειοθήκες είναι επιλεγμένες και ποιές όχι. Μπορείτε μέσω αυτής της λίστας να ενεργοποιήσετε μια επί πλέον εργαλειοθήκη ή να αφαιρέσετε μια υπάρχουσα. 04/2011 Σελ. 11 από 47

12 Σχήμα 9: Η λίστα ενεργοποίησης/απενεργοποίησης εργαλειοθηκών Παρέχεται η δυνατότητα στον χρήστη να διαμορφώσει την περιοχή σχεδίασης όπως αυτός επιθυμεί. Είναι πολύ σημαντικό το περιβάλλον εργασίας να είναι φιλικό ώς προς τα χρώματά του, τα στύλ του, κ.α. διότι ο χρήστης αφιερώνει πολλές ώρες μπροστά στην οθόνη του ηλεκτκρονικού υπολογιστή για την υλοποίηση του σχεδίου ενός ηλεκτρονικού συστήματος. Ο χρήστης για να παρέμβει στις ρυθμίσεις και στις ιδιότητες της περιοχής σχεδίασης μπορεί να ανοίξει το παράθυρο που απεικονίζεται στο Σχήμα 10 είτε μέσω του μενού επιλογών Options Sheet Properties, είτε με δεξί κλικ πάνω στην περιοχή σχεδίασης και επιλέγοντας την λειτουργία Properties στην αναδυώμενη λίστα επιλογών. 04/2011 Σελ. 12 από 47

13 Σχήμα 10: Το παράθυρο επιλογών για την εμφάνιση του κυκλώματος Στο Σχήμα 10 φαίνεται η πρώτη από τις καρτέλες επιλογών: η Circuit. Μέσω αυτής της καρτέλας μπορείτε να επιλέξετε ποιές από τις ιδιότητες των εξαρτημάτων θα είναι ορατές και ποιές όχι, ποιό θα είναι το χρώμα της επιφάνειας εργασίας, ποιό θα είναι το χρώμα των συνδέσεων, ποιό θα είναι το χρώμα των εξαρτημάτων, κ.α. Στο Σχήμα 11 φαίνεται η καρτέλα Workspace μέσω της οποίας μπορείτε να ρυθμίσετε εάν θα είναι ορατό το πλέγμα (grid). Το πλέγμα των μικρών στιγμών που καταλαμβάνει όλην την περιοχή σχεδίασης είναι ένα βοηθητικό μέσο για την χάραξη συνδέσεων και την τοποθέτηση εξαρτημάτων σε ευθύγραμμη μορφή. 04/2011 Σελ. 13 από 47

14 Σχήμα 11: Το παράθυρο επιλογών για την εμφάνιση του χώρου σχεδίασης Επίσης, μέσω της καρτέλας Workspace είναι δυνατή η επιλογή του μεγέθους του χαρτιού του σχεδίου, η επιλογή της μορφής της όψης της επιφάνειας εργασίας, κ.α. Το πλέγμα δεν θα εμφανιστεί στην εκτύπωση του σχεδίου σας. Στο Σχήμα 12 απεικονίζεται η καρτέλα Wiring μέσω της οποίας είναι δυνατή η ρύθμιση του στυλ γραμμής των συνδέσεων των εξαρτημάτων, κ.α. 04/2011 Σελ. 14 από 47

15 Σχήμα 12: Το παράθυρο επιλογών για τις συνδέσεις των εξαρτημάτων Πειραματιστείτε με κάθε μία από τις επιλογές και δείτε τα αποτελέσματα. Κάνοντας κλικ στην επιλογή Place Title Box (Σχήμα 13) θα εμφανιστεί το παράθυρο επιλογής του υποδείγματος, όπως απεικονίζει το Σχήμα 14. Εφ όσον επιλέξετε ένα από τα διαθέσιμα υποδείγματα τότε στην περιοχή σχεδίασης θα εμφανιστεί ένας πίνακας. Τοποθετήστε τον πίνακα στην επιθυμητή θέση (συνήθως κάτω δεξιά), όπως φαίνεται στο Σχήμα 15. Κάνοντας διπλό κλικ πάνω στον πίνακα ανοίγει ένα παράθυρο όπως αυτό που δείχνει το Σχήμα 16 μέσω του οποίου μπορείτε να εισάγετε τα στοιχεία του σχεδίου σας, π.χ. τον τίτλο, την περιγραφή, το όνομά σας, την ημερομηνία, κ.α. Η λειτουργία του πίνακα στοιχείων είναι απαραίτητη ιδιαιτέρως όταν θέλουμε να εκτυπώσουμε και να δείξουμε το σχέδιό μας σε κάποιον τρίτο. Δίχως τον πίνακα θα δείχναμε ένα κύκλωμα πάνω σε μια λευκή σελίδα (κακή πρακτική). Πάντοτε να υπάρχει ο πίνακας με τα στοιχεία του σχεδίου. Δείχνει επαγγελματισμό. Πειραματιστείτε με κάθε ένα από τα υποδείγματα πινάκων ώστε να επιλέξετε αυτό που ταιριάζει σε κάθε περίπτωση. 04/2011 Σελ. 15 από 47

16 Σχήμα 13: Επιλογή Title Box μέσω του μενού Place Σχήμα 14: Παράθυρο επιλογής υποδείγματος πίνακα στοιχείων έργου 04/2011 Σελ. 16 από 47

17 Σχήμα 15: Ο πίνακας με τα στοιχεία του σχεδίου Σχήμα 16: Το παράθυρο εισαγωγής στον πίνακα των στοιχείων του σχεδίου 04/2011 Σελ. 17 από 47

18 Συχνά είναι απαραίτητο να εκτυπώσετε το σχέδιό σας, π.χ. για να δείξετε σε έναν συνάδελφό σας τι σχεδίασατε, ή να ενσωματώσετε το σχέδιο σε μια εργασία. Κάνοντας κλικ στην επιλογή File Print θα ανοίξει το γνώριμο παράθυρο επιλογής εκτυπωτή και καθορισμού των ιδιοτήτων του. Στο παράθυρο αυτό κάνετε κλικ στο ΟΚ και το σχέδιο σας θα εκτυπωθεί στον εκτυπωτή που επιλέξατε προηγουμένως. Εάν πριν την εκτύπωση επιθυμείτε να δείτε πως θα μοιάζει το εκτυπωμένο σας σχέδιο τότε κάντε κλικ στην επιλογή File Print Preview. Όπως σε κάθε πρόγραμμα, έτσι και στο πρόγραμμα MULTISIM, υπάρχει το μενού επιλογών βοήθειας όπως φαίνεται και στο Σχήμα 17. Ανοίξτε το μενού βοήθειας και αναζητήστε την απάντηση στις απορίες και στα προβλήματά σας. Στην αρχή μπορεί αυτό να σας φανεί χρονοβόρα και βαρετό, αλλά είναι καλή πρακτική. Με το τρόπο αυτό μπορεί κάποιος να αποκτήσει την μέγιστη γνώση στο χειρισμό του προγράμματος. Σχήμα 17: Οι επιλογές βοήθειας 04/2011 Σελ. 18 από 47

19 Κεφάλαιο 2 Τοποθέτηση Εξαρτημάτων 04/2011 Σελ. 19 από 47

20 Ίσως η κυριότερη εργασία κατά την σχεδίαση ενός ηλεκτρονικού κυκλώματος είναι αυτή της επιλογής και τοποθέτησης των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Το πρόγραμμα MULTISIM περιέχει μια πλούσια βιβλιοθήκη πραγματικών εξαρτημάτων ομοδοποιημένων σε διάφορες κατηγορίες για πιο εύκολη αναζήτηση και επιλογή. Ως πραγματικά εξαρτήματα θεωρούνται εξαρτήματα που κατασκευάζονται και διατίθενται στην αγορά ηλεκτρονικών. Η επιλογή ενός εξαρτήματος πραγματοποιείται μέσω της επιλογής Place Component, όπως φαίνεται και στο Σχήμα 18. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε για μεγαλύτερη ταχύτητα στους χειρισμούς σας την συντόμευση CTRL+W. Σχήμα 18: Η επιλογή τοποθέτησης εξαρτήματος από το μενού Place Ένας τρίτος τρόπος για την επιλογή εξαρτήματος είναι κάνοντας δεξί κλικ επάνω στην περιοχή σχεδιασμού. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 19, στην αναδυώμενη λίστα επιλογών υπάρχει η επιλογή Place Component. Ο τέταρτος, και τελευταίος, τρόπος επιλογής των εξαρτημάτων είναι κάνοντας χρήση της εργαλειοθήκης εξαρτημάτων (Σχήμα 20). Η εργαλειοθήκη αυτή βρίσκεται κάτω από το μενού επιλογών στο επάνω μέρος της οθόνης του προγράμματος και διαθέτει ένα πλήθος εικονιδίων καθένα από τα οποία όταν πατηθεί με κλικ από τον χρήστη ανοίγει το παραθύρο επιλογής εξαρτήματος μέσα από μια συγκεκριμένη οικογένεια εξαρτημάτων η οποία είναι ενδεικτική του συμβόλου του κάθε κουμπιού της εργαλειοθήκης, π.χ. δίοδος, κ.α. 04/2011 Σελ. 20 από 47

21 Σχήμα 19: Η επιλογή τοποθέτησης εξαρτήματος μέσω δεξιού κλικ στην περιοχή σχεδίασης Η τοποθέτηση εξαρτημάτων είναι από τις πιο συχνές λειτουργίες, γι αυτό τον λόγο υπάρχουν πολλοί τρόποι εκτέλεσης της εντολής της επιλογής εξαρτήματος. Ο χρήστης μπορεί να δοκιμάσει και τους τέσσερις διαθέσιμους τρόπους και τελικά να επιλέξει ποιός από αυτούς είναι εκείνος που του ταιριάζει καλύτερα. 04/2011 Σελ. 21 από 47

22 Place BUS Place MCU Place Electromechanical Place RF Place Advanced Peripherals Place Miscellaneous Place Power Component Place Indicator Place Mixed Place Misc Digital Place CMOS Place TTL Place Analog Place Transistor Place Diode Place Source Place Basic Σχήμα 20: Η εργαλειοθήκη επιλογής εξαρτημάτων Εφ όσον έχει εκτελεστεί η εντολή της επιλογής εξαρτήματος με έναν από τους τέσσερις παραπάνω τρόπους, τότε εμφανίζεται το παράθυρο που απεικονίζεται στο Σχήμα /2011 Σελ. 22 από 47

23 Σχήμα 21: Το παράθυρο επιλογής εξαρτήματος Στο παράθυρο επιλογής εξαρτήματος, πάνω αριστερά, βρίσκεται η επιλογή Group μέσω της οποίας μπορείτε να επιλέξετε να εμφανίζεται μία ή όλες οι ομάδες εξαρτημάτων. Εάν κάνετε κλίκ σε μία από τις ομάδες τότε ακριβώς από κάτω, στην λίστα που ονομάζεται Family, θα εμφανιστούν οι οικογένειες των εξαρτημάτων που ανήκουν στην ομάδα που επιλέξατε. Δεξιά, στην λίστα Component, εμφανίζονται όλα τα διαθέσιμα εξαρτήματα της συγκεκριμένης οικογένειας που επιλέξατε. Κινηθείτε μέσω Group, Family, και Component και εντοπίστε γρήγορα και εύκολα το εξάρτημα που αναζητάτε. Παρατηρήστε πως στην κορυφή της λίστας Component υπάρχει ένα πλαίσιο κειμένου στο οποίο μπορείτε να πληκτρολογήσετε τα πρώτα γράμματα του εξαρτήματός που ψάχνετε και να περιορίσετε τα εξαρτήματα που εμφανίζονται μόνο σε αυτά που πλησιάζουν στο όνομα αυτού που ψάχνετε είναι ένα είδος φίλτρου αναζήτησης. Όταν έχετε επιλέξει το εξάρτημα που θέλετε, τότε πατάτε το κουμπί ΟΚ (πάνω δεξιά) ώστε το παράθυρο επιλογής εξαρτημάτων να κλείσει. Στην περίπτωση αυτή ο δείκτης του ποντικιού παίρνει τη μορφή του επιλεγμένου εξαρτήματος ώστε να γίνει με αυτό τον τρόπο πιο εύκολη η τοποθέτηση του εξαρτήματος στην περιοχή της σχεδίασης. Όταν το εξάρτημα τοποθετηθεί πάνω στην επιφάνεια σχεδίασης τότε το παράθυρο επιλογής εξαρτημάτων ανοίγει ξανά. Αυτό συμβαίνει διότι το πρόγραμμα περιμένει πως υπάρχουν κι άλλα εξαρτήματα για τοποθέτηση (ίσως αυτός μπορεί να θεωρηθεί ως ο πέμπτος, ο 04/2011 Σελ. 23 από 47

24 έμμεσος τρόπος, τοποθέτησης). Εάν δεν επιθυμείτε να επιλέξετε άλλα εξαρτήματα τότε μπορεί να κλείσετε το παράθυρο επιλογής εξαρτημάτων πατώντας το το κουμπί Close ή το πλήκτρο ESCAPE. Από το παράθυρο επιλογής εξαρτημάτων, Σχήμα 21, μέσω του κουμπιού View Model, μπορείτε να δείτε, αλλά και να τροποποιήσετε, το SPICE Model του εξαρτήματος. Συμβουλή: τοποθετήστε πρώτα τα εξαρτήμα και μετά κάνετε τις συνδέσεις. Έτσι είναι καλύτερα. Με αυτόν τον τρόπο δεν θα χρειαστεί να μετακινείτε τα εξαρτήματα μαζί με τις συνδέσεις τους όταν επιθυμείτε να τους αλλάξετε θέση. Όταν έχετε τοποθετήσει ένα εξάρτημα και θέλετε να το αφαιρέσετε τότε μπορείτε να κάνετε κλικ πάνω στο εξάρτημα και να πατήσετε το πλήκτρο DELETE. Εάν πρόκειται για περισσότερα εξαρτήμαα τότε κάνετε κλικ σε ένα σημείο της περιοχής σχεδίασης, σύρετε το ποντίκι, και κάνετε ξανά κλικ σε ένα άλλο σημείο της περιοχής σχεδίασης έτσι ώστε να έχετε συμπεριλάβει όλα τα εξαρτήματα που θέλετε να διαγράψετε. Αφού δείτε πως όλα αυτά τα εξαρτήματα έχουν μαρκαριστεί ως επιλεγμένα, τότε πατώντας το πλήκτρο DELETE μπορείτε να τα διαγράψετε όλα μαζί. Ασφαλώς στην περίπτωση αυτή θα διαγραφούν και οι συνδέσεις τους. Εάν κατά την τοποθέτηση ενός εξαρτήματος μετανιώσετε για την τοποθέτηση του μπορείτε να το αφαιρέσετε είτε με Undo από το μενού Edit, είτε μέσω της συντόμευσης πατώντας τα πλήκτρα CTLR+Z. Εάν θέλετε να αντιγράψετε ένα εξάρτημα, ή ένα μέρος του κυκλώματός σας, τότε μπορείτε να επιλέξετε το εξάρτημα ή την περιοχή των εξαρτημάτων και στην συνέχεια να πατήσετε το Copy από το μενού Edit, είτε τα πλήκτρα CTRL+C για πιο σύντομα. Για να επικολλήσετε ό,τι αντιγράψατε πατήστε Paste από το μενού Edit, είτε την συντόμευση CTRL+V. Στο Σχήμα 22 απεικονίζεται το παράθυρο επιλογής εξαρτημάτων στο οποίο έχουμε επιλέξει Group Basic και Family Resistors. Παρατηρήστε πως στην λίστα Components εμφανίζονται όλες οι διαθέσιμες αντιστάσεις. Όταν επιλέξετε κάποια συγκεκριμένη αντίσταση από την λίστα, τότε δεξιά πάνω εμφανίζεται το θεωρητικό της σύμβολο και ακριβώς από κάτω τα χαρακτηριστικά της που σχετίζονται με την συσκευασία της, κ.α. Πειραματιστείτε επιλέγονται μία-μία τις οικογένειες των διοφόρων ομάδων εξαρτημάτων ώστε να μπορείτε γρήγορα να βρίσκετε αντιστάσεις, πυκνωτές, διόδους, πηγές συνεχούς και εναλλασσόμενης τάσης, κ.α. 04/2011 Σελ. 24 από 47

25 Σχήμα 22: Η επιλογή μιας αντίστασης Όταν θέλετε να περιστρέψετε ένα εξάρτημα που έχετε τοποθετήσει στην περιοχή σχεδίασης, πρέπει να κάνετε πάνω του δεξί κλικ. Στην περίπτωση αυτή θα ανοίξει η αναδυώμενη λίστα επιλογών (Σχήμα 23) μέσω της οποίας κάνετε κλικ στην επιλογή 90 ο Clockwise ή 90 ο Counter Clockwise. Μέσω αυτών των δύο επιλογών περιστρέφετε το εξάρτημά σας 90 ο σύμφωνα με την φορά των δεικτών του ρολογιού είτε σύμφωνα με την αντίθετη φορά αντίστοιχα. Όταν επιλέξετε να τοποθετήσε μια σειρά από ίδια υλικά, π.χ. αντιστάσεις, τότε το πρόγραμμα αυτομάτως όταν τοποθετείτε το εξάρτημα το ονομάζει με αυξανόμενο αριθμό. Π.χ. εάν έχετε τοποθετήσει μια αντίσταση R1, τότε η δεύτερη αντίσταση που θα τοποθετήσετε θα πάρει το όνομα R2. Σχήμα 23: Η αύξουσα αρίθμηση του ονόματος εξαρτήματος 04/2011 Σελ. 25 από 47

26 Κάνοντας δεξί κλικ επάνω σε ένα εξάρτημα, π.χ. σε μία αντίσταση όπως φαίνεται στο Σχήμα 24, ανοίγει μία λίστα επιλογών που αφορούν στο συγκεκριμένο εξάρτημα. Έτσι, μπορείτε να περιστρέψετε το εξάρτημα, επιλέγονται 90 ο Clockwise, να διαγράψετε, να αντιγράψετε, να αντικαταστήσετε το εξάρτημα με ένα άλλο, κ.α. Σχήμα 24: Η επιλογή περιστροφής εξαρτήματος Διερευνήστε την λίστα επιλογών που εμφανίζεται με το πάτημα του δεξιού κλικ πάνω σε ένα εξάρτημα. Οι επιλογές είναι ίδιες για όλα τα εξαρτήματα. Για μεγαλύτερη οικονομία χρόνου και ευκολία μπορείτε για τις περιστροφές εξαρτημάτων να χρησιμοποιήσετε τις συντομεύσεις: CTRL+Y (Flip horizontally), CTRL+X (Flip vertically), CTRL+R (Clockwise rotation), και CTRL+SHIFT+R (Counter Clockwise). Εάν επιθυμείτε να αλλάξετε την τιμή ενός ήδη τοποθετημένου εξαρτήματος τότε πρέπει να κάνετε διπλό κλικ πάνω σε αυτό το εξάρτημα. Στην περίπτωση αυτή θα ανοίξει το παράθυρο με τις παραμέτρους του εξαρτήματος, όπως φαίνεται στο Σχήμα /2011 Σελ. 26 από 47

27 Σχήμα 25: Το παράθυρο παραμέτρων εξαρτήματος Όταν επιθυμείτε να μετακινήσετε ένα εξάρτημα πρέπει να κάνετε κλικ πάνω στο εξάρτημα και δίχως να απελευθερώσετε το κλικ σέρνετε το εξάρτημα στην νέα του θέση πάνω στην επιφάνεια σχεδίασης. Παρατηρήστε στο Σχήμα 26 πως η πρώτη θέση του εξαρτήματος απεικονίζεται με μαύρο χρώμα και η νέα θέση συνδέεται με την παλιά μέσω μιας μαύρης κλωστής. Όταν αποφασίσετε για την επιλογή της νέας θέσης απελευθερώστε το κλικ και τότε εξαφανίζονται η παλιά θέση και η κλωστή σύνδεσης. Άλλος τρόπος μετακίνησης ενός εξαρτήματος είναι επιλέγοντάς το και στην συνέχεια χρησιμοποιώντας τα βελάκια του πληκτρολογίου για μικρομετρική μετατόπιση του εξαρτήματος πάνω, κάτω, δεξιά και αριστερά. Το βήμα της μετατόπισης στην περίπτωση αυτή εξαρτάται από την ρύθμιση του πλέγματος σχεδίασης (Grid). 04/2011 Σελ. 27 από 47

28 Σχήμα 26: Μετατόπιση εξαρτήματος μέσω του ποντικού Το πρόγραμμα MULTISIM παρέχει την δυνατότητα στον χρήστη να δει και να φτιάξει το κύκλωμά του σε μορφή Breadboard. Μέσω της εργαλειοθήκης Main, που απεικονίζεται στο Σχήμα 27, πατήστε το εικονίδιο Show Breadboard. Show Breadboard Σχήμα 27: Μετατόπιση εξαρτήματος μέσω του ποντικού Πατήστε το κουμπί Show Breadboard, όπως δείχνει το Σχήμα 27, για να δημιουργήσετε την αναπαράσταση του κυκλώματός σας σε μορφή εξαρτημάτων τοποθετημένων πάνω σε Breadboard. Παρατηρήστε πως στην περιοχή των αρχείων του έργου (αριστερά επάνω) δημιουργήθηκε ένα νέο αρχείο το οποίο έχει το ίδιο όνομα με το αρχείο εργασίας που δουλεύατε αλλά έχει και την ένδειξη Breadboard. Δείτε το Σχήμα /2011 Σελ. 28 από 47

29 Σχήμα 28: Εμφάνιση του κυκλώματος σε Breadboard Στην περιοχή σχεδίασγης τώρα πλέον έχετε ένα εικονικό Beadboard όμοιο με αυτό που χρησιμοποιούμε στο Εργαστήριο Ηλεκτρονικών Συστημάτων. Στο κάτω μέρος του Breadboard εμφανίζεται ένα μπλε χρώματος πλαίσο στο οποίο πάνω βρίσκονται τα εξαρτήματα που είχατε προηγουμένως επιλέξει στο θεωρητικό σχέδιό σας. Όταν φέρνετε το ποντίκι σας πάνω στην γκρι περιοχή του παραθύρου στο οποίο εμφανίζεται το Breadboard τότε το ποντίκι αλλάζει μορφή. Στην περίπτωση αυτή κάντε κλικ και μετακινείστε το ποντίκι σας στο χώρο, δίχως να απελευθερώσετε το κλικ. Το αποτέλεσμα είναι η μετακίνηση του Breaboard στο χώρο των τριών διαστάσεων, όπως π.χ. απεικονίζεται στο Σχήμα /2011 Σελ. 29 από 47

30 Σχήμα 29: Ετοποθέτηση των εξαρτημάτων πάνω στο Breadfboard Σχήμα 30: Τρισδιάστατη απεικόνιση του Breadboard 04/2011 Σελ. 30 από 47

31 Με τον τρόπο αυτό μπορείτε να φτιάξετε το κύκλωμά σας στο εικονικό Breadboard και στην συνέχεια να υλοποιήσετε το κύκλωμά σας στο πραγματικό Breadboard στο Εργαστήριο. Είναι ένα πρώτης τάξεως εργαλείο για προετοιμασία στο σπίτι. Για να ξαναγυρίσετε στην όψη του κυκλώματος όπως ήταν με τα σύμβολα των εξαρτημάτων σας, δηλαδή σε θεωρητικό κύκλωμα, κάνετε διπλό κλικ πάνω στο αρχείο, π.χ. Circuit1, ή Design1. Προσοχή! Η λειτουργία του Breadboard υπάρχει μόνον στην έκδοση MULTISIM Student Edition. 04/2011 Σελ. 31 από 47

32 Κεφάλαιο 3 Δημιουργία Συνδέσεων 04/2011 Σελ. 32 από 47

33 Για να πραγματοποιήσετε τη σύνδεση, π.χ. δύο εξαρτημάτων, μπορείτε να φέρετε τον δείκτη του ποντικιού σας επάνω στο άκρο του πρώτου εξαρτήματος μέχρις ότου ο δείκτης να πάρει την μορφή μιας τελείας με έναν ενσωματωμένο σταυρό (Σχήμα 31). Στην περίπτωση αυτή πατήστε κλικ για να ξεκινήσετε την σύνδεσή σας και απελευθερώστε το κλικ. Σύρετε στην συνέχεια το ποντίκι, όπως φαίνεται στο Σχήμα 32, έτσι ώστε να φέρετε τον δείκτη του ποντικιού επάνω στο άκρο του δεύτερου εξαρτήματος. Πατήστε κλικ στο άκρο του δεύτερο εξάρτημα. Με αυτόν τον τρόπο υλοποιήσατε την πρώτη σας σύνδεση. Σχήμα 31: Ο δείκτης του ποντικιού σε κατάσταση σύνδεσης Σχήμα 32: Πραγματοποίηση σύνδεσης εξαρτημάτων Μπορείτε επίσης να επιλέξετε την λειτουργία της σύνδεσης εξαρτημάτων από το μενού επιλέγοντας Place Wire, είτε πληκρολογώντας την συντόμευση CTRL+Q. Εσείς θα αποφασίσετε ποιό στύλ σας ταιριάζει. Και οι τρεις παραπάνω μέθοδοι είναι απολύτως σωστές. Το πρόγραμμα MULTISIM δεν υποστηρίζει την τοποθέτηση συνδέσεων σε οποιαδήποτε γωνία κλήσης παρά μόνον καθέτως και οριζοντίως. Αυτή είναι γνωστή διεθνώς ως η μέθοδος Μανχάταν. Εάν επιθυμείτε να αλλάξετε την διαδρομή μιας υπάρχουσας σύνδεσης, τότε κάντε κλικ επάνω στο μέρος της σύνδεσης που επιθυμείτε να μετατοπίσετε και σύρετε το (drag and drop) στην νέα του θέση. Εάν θέλετε να διαγράψετε μία σύνδεση μπορείτε να το πραγματοποιήσετε επιλέγοντας την σύνδεση με κλικ επάνω της και πατώντας στην συνέχεια το πλήκτρο DELETE. 04/2011 Σελ. 33 από 47

34 Εάν θέλετε να αλλάξετε την θέση ενός ήδη τοποθετημένου εξαρτήματος, όπως αναφέρετε στο Κεφάλαιο 2, μπορείτε πολύ απλά να κάνετε κλικ επάνω στο εξάρτημα και να το σύρετε στην νέα του θέση. Στο Σχήμα 33 απεικονίζεται η μετατόπιση προς τα επάνω της αντίστασης R2. Σχήμα 33: Μετατόπιση εξαρτήματος Παρατηρήστε πως το εξάρτημα R2 εξακολουθεί να είναι συνδεδεμένο με το εξάρτημα R1 μετά την μετακίνησή του. Οι συνδέσεις ακολουθούν πάντοτε τις μετακινήσεις των συνδεδεμένων εξαρτημάτων. Εάν έχετε επιλέξει ένα εξάρτημα και βρίσκεστε στην φάση της τοποθέτησής του στην περιοχή σχεδίασης, τότε εάν το τοποθετήσετε έτσι ώστε το ένα από τα άκρα του να ακουμπάει σε μια γραμμή σύνδεσης, ή στο άκρο ενός άλλου εξαρτήματος, τότε το εξάρτημα συνδέεται αυτομάτως στο σημείο αυτό. Αυτή η τεχνική δεν απαγορεύεται αλλά την προτείνουμε μόνο για την σύνδεση γειώσεων και όχι εξαρτημάτων. 04/2011 Σελ. 34 από 47

35 Κεφάλαιο 4 Εξομοίωση Ηλεκτρονικών Συστημάτων 04/2011 Σελ. 35 από 47

36 Το πρόγραμμα MULTISIM παρέχει την δυνατότητα της εξομοίωσης της λειτουργίας ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Αυτό σημαίνει πως μπορούμε να δούμε εάν και πως λειτουργεί το θεωρητικό κύκλωμα που δημιουργήσαμε. Η δυνατότητα αυτή είναι πάρα πολύ χρήσιμοι μιας και μας επιτρέπει να ελέγξουμε εάν το κύκλωμα λειτουργεί σωστά έτσι ώστε να προχωρήσουμε στην ολοκλήρωση του κυκλώματος ή στην διόρθωσή του. Με τον τρόπο αυτόν εξοικονομούμε σημαντικό χρόνο στην ανάπτυξη ενός συστήματος. Εάν δεν υπήρχε η δυνατότητα της εξομοίωσης κυκλωμάτων τότε θα έπρεπε υποχρεωτικά όλες οι δοκιμές και διορθώσεις να γίνονταν πάνω στο πραγματικό κύκλωμα (όπως γινόταν παλαιότερα) με σημαντική επιβάρυνση σε χρόνο και χρήμα. Μεταξύ άλλων, ένα επί πλέον πλεονέκτημα της εξομοίωσης είναι πως ο χρήστης δεν διακινδυνεύει την σωματική του ακεραιότητα στην περίπτωση λ.χ. μιας λανθασμένης σύνδεσης ή ενός βραχυκυκλώματος. Για την επίδειξη της εξομοίωσης στο MULTISIM ας επιχειρήσουμε να δημιουργήσουμε το πιο απλό κύκλωμα που είναι σχεδόν σε όλους γνωστό από το σχολείο. Να συνδέσουμε μια μπαταρία σε έναν μικρό λαμπτήρα και μέσω ενός διακόπτη να ανάβουμε και να σβήνουμε τον λαμπτήρα. Ένα τέτοιο κύκλωμα απεικονίζετε στο Σχήμα 34. Σχήμα 34: Κύκλωμα ενεργοποίησης/απενεργοποίησης λαμπτήρα Στο Σχήμα 35 απεικονίζεται το παράθυρο επιλογής εξαρτημάτων με επιλεγμένη την ομάδα Indicator, την οικογένεια Lamp, και το εξάρτημα 5V/1W. Επιλέγουμεμε έναν λαμπτήρα που για να ανάψει απαιτούνται 5V στα άκρα του. 04/2011 Σελ. 36 από 47

37 Σχήμα 35: Η επιλογή ενός λαμπτήρα Για να ανάψει ο λαμπτήρας πρέπει να τοποθετήσουμε και μια πηγή συνεχούς τάσης με ονομαστική τιμή 5V. Στο Σχήμα 36 απεικονίζεται το παράθυρο επιλογής εξαρτημάτων για την επιλογή της πηγής συνεχούς τάσης. Στην συνέχεια θα πρέπει να τοποθετηθεί και μια γείωση η οποία να συνδεθεί στον αρχητικό πόλο της πηγής συνεχούς τάσης (βλ. Σχήμα 34. Έπειτα επιλέξτε έναν διακόπτη, όπως φαίνεται στο Σχήμα 37. Μέσω του διακόπτη θα είναι δυνατή η σύνδεση και η αποσύνδεση της τάσης των 5V στα άκρα του λαμπτήρα. Ο διακόπτης SPST (Single-Pole Single-Through) σημαίνει πως με ένα πάτημα ενεργοποιειται μια απλή (μονή) επαφή. Ο ορισμός SPST προέρχεται από τον χαρακτηρισμό της λειτουργίας των ηλεκτρονόμων. Ένας ηλεκτρονόμος SPST διαθέτει ένα πηνίο ολισμού (Single Pole) μέσω του οποίου ελέγχει μια μονή επαφή (Single Through). Παρατηρήστε πως όταν τοποθετήσετε τον διακόπτη στο κάτω μέρος του συμβόλου του αναφέρεται η φράση key=space. Αυτό σημαίνει πως ο διακόπτης 04/2011 Σελ. 37 από 47

38 εκτός από το πάτημα με το κλικ του ποντικιού μπορεί επίσης να πατηθεί/ξεπατηθεί μέσω του πλήκτρου SPACE. Μπορείτε, εάν το επιθυμείτε, να αλλάξετε το πλήκτρο το οποίο θα ελέγχει τον διακόπτη κάνοντας δεξί κλικ πάνω στον διακόπτη και επιλέγοντας Properties. Σχήμα 36: Επιλογή πηγής συνεχούς τάσης Στην συνέχεια πρέπει να γίνουν οι συνδέσεις μεταξύ της πηγης, του διακόπτη, του λαμπτήρα αλλά και της γείωσης (Σχήμα 34). Όταν είναι όλα έτοιμα μπορείτε να ξεκινήσετε την εξομοίωση πατώντας τον διακόπτη που βρίσκεται στο πάνω μέρος της οθόνης του προγράμματος, όπως απεικονίζεται στο Σχήμα 38. Αυτός ο διακόπτης μπορεί να θεωρηθεί ως ο διακόπτης που ελέγχει την παροχή τροφοδοσίας στον πάγκο εργασίας σας. Με το πάτημα του διακόπτη η εξομοίωση ξεκινάει. Κάντε διαδοχικά κλικ πάνω στον διακόπτη του κυκλώματός σας και παρατηρήστε το άναμα και το σβήσιμο του λαμπτήρα. Όταν ο λαμπτήρας ανάβει τότε γίνεται κίτρινος (Σχήμα 40). 04/2011 Σελ. 38 από 47

39 Σχήμα 37: Επιλογή ενός διακόπτη μονής επαφής Εάν δοκιμάσετε να αλλάξετε την τάση τροφοδοσίας της πηγής συνεχούς τάσης από 5V σε μία μεγάλυτερη, π.χ. 12V, τότε όταν κλείσετε τον διακόπτη ο λαμπτήρας καταστρέφεται! Στην περίπτωση αυτή θα πρέπει να σταματήσετε την εξομοίωση πατώντας τον διακόπτη εξομοίωσης, είτε μέσω της εργαλειοθήκης εξομοίωσης (Σχήμα 39), και να αλλάξετε πάλι στα 5V την τάση του τροφοδοτικού σας. Σχήμα 38: Ο διακόπτης εκκίνησης της εξομοιώσης 04/2011 Σελ. 39 από 47

40 Σχήμα 39: Η εργαλειοθήκη ελέγχου της εξομοίωσης Σχήμα 40: Αναμένος λαμπτήρας κατά την εξομοίωση της λειτουργίας του Εκτός από την οπτική αναπαράσταση της λειτουργίας εξαρτημάτων όπως είναι οι λαμπτήρες, οι διακόπτες, τα LEDs, κλπ., το πρόγραμμα MULTISIM μέσω της εξομοίωσης επιτρέπει και την χρήση πραγματικών οργάνων μέτρησης. Συγκεκριμένα, μπορείτε να τοποθετήσετε πολύμετρα, παλμογράφους, κ.α. όργανα έτσι ώστε να μετράτε καταλλήλως στα διάφορα σημεία του κυκλώματός σας. Για να γίνει κατανοητή η λειτουργία της χρήσης των οργάνων κατά την εξομοίωση ας προχωρήσουμε στην υλοποίηση του κυκλώματος ενός απλού διαιρέτη τάσης. Στο Σχήμα 41 απεικονίζεται το θεωρητικό κύκλωμα που απαιτείται να σχεδιάσετε. Όπως είναι γνωστό, το δυναμικό της πηγής ισούται με το άθροισμα των πτώσεων τάσης στις δύο αντιστάσεις R1 και R2. 04/2011 Σελ. 40 από 47

41 Σχήμα 41: Κύκλωμα διαιτέτη τάσης Η τάση στο κοινό σημείο σύνδεσης μεταξύ των αντιστάσεων R1 και R2, είναι ανάλογη του λόγου των τιμών των αντιστάσεων αυτών. Στην περίπτωση όπου οι αντιστάσεις έχουν την ίδια τιμή τότε η τάση στο σημείο σύνδεσης της R1 με την R2 είναι ίση με το ήμιση της τιμής της τάσης της πηγής, δηλαδή θα είναι 6V στην περίπτωση που η πηγή δίνει 12V. Μπορούμε να επιβεβαιώσουμε τα παραπάνω μετρώντας την τάσης των 6V μέσω ενός βολτομέτρου. Παρατηρήστε πως καθέτως αριστερά της επιφάνειας σχεδίασης υπάρχει τοποθετημένη η εργαλειοθήκη επιλογής οργάνων. Κάντε κλικ στο πρώτο πάνω-πάνω εικονίδιο το οποίο ονομάζεται Multimeter (πολύμετρο). Τοποθετήστε το πολύμετρο σε κάποιο ελεύθερο μέρος του σχεδίου σας και στην συνέχεια συνδέστε το + και το του πολυμέτρου όπως σας δείχνει το Σχήμα 42 (έτσι δεν θα συνδέατε και το πραγματικό πολύμετρο;). Σχήμα 42: Τοποθέτηση πολυμέτρου στο κύκλωμα Εάν κάνετε διπλό κλικ επάνω στο σύμβολο του πολυμέτρου τότε αυτομάτως θα ανοίξει η πρόσοψη του οργάνου. Τοποθετήστε το όργανο σε κάποιο μέρος της επιφάνειας σχεδίασης ώστε να μην σας κρύβει το κύκλωμά σας (Σχήμα 43). 04/2011 Σελ. 41 από 47

42 Σχήμα 43: Το πολύμετρο σε πλήρη μορφή Εάν ξεκινήσετε τώρα την εξομοίωση θα δείτε πως το όργανο στην οθόνη της πρόσοψής του δείχνει 6V. Αυτό δεν περιμέναμε; Το πολύμετρο μπορεί μέσω των κουμπιών που βρίσκονται στην πρόσοψή του να ρυθμιστεί ώστε να λειτουργήσει είτε ως βολτόμετρο, είτε ως αμπερόμετρο, είτε ως ωμόμετρο, κ.λ.π., τόσο για συνεχείς όσο και για εναλλασσόμενες τιμές (Σχήμα 44). Σχήμα 44: Τα κουμπιά ρύθμισης στην πρόσοψη του πολυμέτρου Εκτός από το πολύμετρο, μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε και το Measurement Probe (είναι κάτω-κάτω στη εργαλειοθήκη των οργάνων). Αυτό το εργαλείο μπορεί να σας ενημερώνει για πολλά χαρακτηριστικά μεγέθη λειτουργίας ενός ηλεκτρικού σημείου του κυκλώματός σας. Δείτε στο Σχήμα 45 πως φαίνεται τοποθετημένο ένα Measurement Probe αλλά και τι είδους πληροφορίες σας παρέχει. Συγκρίνετε τις ενδείξεις του με την ένδειξη του πολυμέτρου. 04/2011 Σελ. 42 από 47

43 Σχήμα 45: Πολύμετρο και Measurement Probe στο κύκλωμα Στό Σχήμα 46 απεικονίζεται η σύνδεση του πολυμέτρου ως αμπερόμετρο στο κύκλωμα. Προσοχή! Το αμπερόμετρο συνδέεται πάντα σε σειρά, ενώ το βολτόμετρο πάντοτε παράλληλα. Το αμπερόμετρο έχει θεωρητικά μηδενική αντιστάση, ενώ το βολτόμετρο έχει θεωρητικά άπειρη αντίσταση. Εάν συνδέσετε ένα αμπερόμετρο παράλληλα τότε θα προκαλέσετε βραχυκύκλωμα, και εάν πρόκειται για τον πραγματικό κόσμο μπορεί να καταστρέψετε μέρος ή όλο το όργανο αλλά και το κύκλωμά σας. Σχήμα 46: Σύνδεση πολυμέτρου για την μέτρηση ρεύματος 04/2011 Σελ. 43 από 47

44 Στο Σχήμα 47 δείχνεται πως με την τοποθέτηση δύο μόνο Measurement Probes μπορείτε να δείτε όλα τα χαρακτηριστικά λειτουργίας των δύο σημείων του κυκλώματός σας. Παρατηρήστε πως οι τάσεις διαφέρουν αλλά όμως το ρεύμε που διαρέει τις δύο αντιστάσεις είναι το ίδιο. Σχήμα 47: Χρήση δύο Measurement Probes στο κύκλωμα Εάν για κάποιον ιδιαίτερο λόγο επιθυμείτε να τροποποιήσετε τα χαρακτηριστικά λειτουργίας του πολυμέτρου, τότε κάντε κλικ στο κουμπί Set το οποίο βρίσκεται στην πρόσοψη του πολυμέτρου (Σχήμα 44), και εισάγετε τις επιθυμητές τιμές παραμέτρων στο παράθυρο που ανοίγει (Σχήμα 48). Σχήμα 48: Το παράθυρο ρύθμισης των παραμέτρων λειτουργίας του πολυμέτρου 04/2011 Σελ. 44 από 47

45 Στό Σχήμα 49.α και στο Σχήμα 49.β απεικονίζονται τα διαθέσιμα όργανα που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε κατά την διαδικασία της εξομοίωσης του κυκλώματός σας. Oscilloscope Wattmeter Bode Plotter Word Generator Frequency Counter 4 Channel Oscilloscope IV-Analysis Logic DConverter Logic Analyzer Distortion Analyzer Function Generation Mulimeter Σχήμα 49.α: Εργαλειοθήκη οργάνων στο MULTISIM Στα επόμενα σχήματα, Σχήμα 50, Σχήμα 51, και Σχήμα 52, απεικονίζονται ένα πολύμετρο και δύο παλμογράφοι γνωστών εταιριών τα οποία μπορείτε να χρησιμοποιήσετε κατά την εξομοίωση του κυκλώματός σας. Για άλλη μία φορά επιβεβαιώνεται η ευελιξία της λειτουργίας της εξομοίωσης μιας και η αγορά όλων αυτών των οργάνων θα απαιτούσε χιλιάδες ευρώ. 04/2011 Σελ. 45 από 47

46 Current Probe NI ELVISmx Instruments LabVIEW Instruments Measurement Probe Tektronix Oscilloscope Counter Agilent Oscilloscope Agilent Multimeter Agilent Function Generator Network Analyzer Spectrum Analyzer Σχήμα 49.β: Εργαλειοθήκη οργάνων στο MULTISIM Σχήμα 50: Πολύμετρο της εταιρίας Agilent 04/2011 Σελ. 46 από 47

47 Σχήμα 51: Παλμογράφος της εταιρίας Agilent Σχήμα 52: Παλμογράφος της εταιρίας Tektronix 04/2011 Σελ. 47 από 47