glava
     

Cilji poglavja Simulacija in merjenja v elektrotehniki:

  • uporabiti programska orodja za simulacijo elektrotehniških situacij,
  • postaviti, spremeniti, kopirati, rotirati in povezovati elemente,
  • poznati možnosti postavitve parametrov analognih in logičnih elementov ter instrumentov.

MULTISIM 8

Računalniški program Multisim 8 je eden izmed programov, ki omogočajo analizo delovanja električnih vezij. Na nek način nam predstavlja električni laboratorij v računalniku. Multisim 8 je izpopolnjena verzija programov Electronics Worbench, zato v veliki meri ohranja glavne značilnosti predhodnih programov, seveda pa nudi tudi dovolj novosti in omogoča kvalitetnejše  analize od predhodnih verzij. Ohranja lahek način izdelave sheme analognih, digitalnih ali kombiniranih vezij, priključevanje najrazličnejših instrumentov in preizkus  delovanja vezja. Uporabljamo lahko virtualne ali realne elemente, virtualne ali simulirane realne instrumente, ki omogočajo, da se še bolj približamo realnemu svetu elektronike.

Naše delo izvajamo na »elektronski delovni plošči okrog katere so razvrščene knjižnice, ukazi in instrumenti.

f

Prednosti uporabe programa Multisim 8 v primerjavi z realnim vezjem

  • Elementi in instrumenti se pri napačni uporabi ne poškodujejo.
  • Uporaba programa je bistveno cenejša in hitrejša, kot eksperiment na resničnem vezju.
  • Rezultat je hitro prikazan, natančen in delo ni nenevarno glede na resničen eksperiment.
  • Program uporablja standardne SPICE modele in omogoča izvoz podatkov v druge programe.
  • Lahko si izdelamo svoje elemente in podvezja.
  • Delo je zanimivo in relativno enostavno.

 Ali lahko simulacijski program zamenja pravi laboratorij?

Uporaba programa ne more zamenjati laboratorija, je pa lahko dober nadomestek. Če nimamo na razpolago najnovejših elementov in instrumentov, potem je program dobra zamenjava zanje. Največ znanja lahko pridobimo z uporabo računalnika v kombinaciji z laboratorijem.

Osnove programa Multisim 8

 Ob zagonu se nam prikaže okno, kot ga prikazuje spodnja slika.

f

Zgornja modra vrstica je naslovna vrstica programa, druga vrstica je menijska vrstica programa, v tretji so ikone s pomembnimi pogosto uporabljenimi ukazi, v četrti vrstici pa se na levi strani nahajajo knjižnice, na desni pa merilni instrumenti. Možna je tudi drugačna razporeditev okvirjev, ki vsebujejo ikone knjižnic, ukazov in drugih funkcij. Če delamo pretežno z virtualnimi elementi je priporočljivo, da dodamo k ostalim okvirom ali pa na delovno ploščo okvir z ikonami za hiter dostop do virtualnih elementov, če se ta ne pojavi ob zagonu programa. Ikone za hiter dostop do knjižnic virtualnih elementov predstavlja spodnja slika.

f

V levem oknu »Design Toolbox imamo podvojene nekatere pomembne ukaze in prikaz dokumentov v obdelavi. Če želimo povečati delovno površino lahko to okno zapremo s klikom na gumb s križcem.
Spodnje okno »Circuit Description je namenjeno opisu vezja in ga tudi po potrebi lahko zapremo. Obe okni lahko ponovno odpremo v menijski vrstici z izbiro View in Design Toolbox ali pa Circuit Description Box.
V menijski vrstici z izbiro View in Spreadsheet View odpremo (zapremo) okno Spreadsheet View v katerem imamo pod jezičkom Results prikazane podatke, ki jih dobimo pri ukazu ERC (Electrical Rules Check). Pod jezičkom Nets imamo izpisane številke vozlišč, pod jezičkom Components imamo zapisane podatke o uporabljenih elementih, pod jezičkom PCB Layers pa podatke za tiskano vezje.
Desno okno z mrežo je naša delovna plošča, ki jo po potrebi povečamo z izklopom preje opisanih oken. Velikost vezja in elementov lahko spreminjamo z vrtenjem kolesca na miški ali s komandami, ki jih dobimo v menijski vrstici pod izbiro View.

Knjižnice in izbiranje elementov

Simboli knjižnic se nahajajo v četrti vrstici na levi strani. Ko kliknemo na posamezen simbol (ikono), se nam odpre okno za izbiranje elementov. Naslednja slika prikazuje primer, ko odpremo prvo knjižnico.

f

V oknu Database lahko izbiramo med glavno knjižnico (Master Database), skupno ali združeno knjižnico (Corporate Database) in uporabnikovo knjižnico (User Database). Če nismo oblikovali uporabniške in združene knjižnice se elementi nahajajo samo v glavni knjižnici.
Elementi so razdeljeni v skupine (Group) in s klikom na puščico se odpre isti seznam knjižnic, ki se nahaja v četrti vrstici levo.
V vsaki knjižnici so elementi razdeljeni še na družine (Family). Ko izberemo eno izmed obstoječih družin, se v drugem stolpcu (Component) prikažejo elementi te družine. S klikom na posamezen element se v oknu Symbol prikaže električni simbol za ta element. Če nam izbira ustreza kliknemo na gumb OK in s kazalcem miške element lahko pomikamo po delovni plošči in na mestu, kjer kliknemo z miško odložimo element.
V knjižnicah imamo tri vrste elementov:

  • virtualni elementi – njihove lastnosti so podobne lastnostim idealnih elementov oziroma so matematični modeli z določenimi karakteristikami.
  • realni elementi - modeli teh elementov so izbrani tako, da se karakteristike elementov čimbolj približajo realnim.
  • elementi 3D – pri njih je namesto simbola uporabljena slika elementa, ki prikazuje kako element zgleda v resnici.

Merilni instrumenti

Nam omogočajo merjenje in opazovanje električnih veličin, ki se pojavijo v opazovanem vezju. Knjižnica z najosnovnejšimi prikazi (indikatorji) kot so instrumenti, logične sonde, žarnice in tračni prikazi (bargraph) se nahaja v sklopu ostalih knjižnic in je prikazana na naslednji sliki.

f

Ostale instrumente lahko prikličemo na dva načina. Direkten način je tak, da kliknemo na ikono v orodjarni z instrumenti in nato na delovni plošči kjer potrebujemo instrument.

f

Drug način pa je preko  menija Simulate v katerem izberemo Instruments in prikažejo  se ikone z opisi instrumentov.


f

Pomembna prednost programa multisim je v tem, da število istovrstnih instrumentov ali generatorjev ni omejeno. Program jih zaporedoma označuje, oznake lahko tudi spremenimo.

Zagon in zaustavitev simulacije delovanja vezja

Simulacijo delovanja vezja zaženemo lahko na štiri načine:

  • z vklopom stikala f,
  • s klikom na ikono f,
  • iz menijske vrstice z izbiro Simulate in ukaza Run,
  • s tipko F5.

Simulacijo zaustavimo s tipko  za pavzo fali prekinemo s ponovnim klikom na stikalo oziroma, s ponovnim klikom na ikono f, s ponovno izbiro ukaza Run ali s tipko F5. Če tega ne storimo, se izračuni stalno izvajajo in podatki shranjujejo v pomnilnik, pri tem se lahko simulacija po določenem času ustavi in program javi napako.

Izbira standardov simbolov

Program omogoča uporabo dveh standardov simbolov: DIN in ANSI. Preklop je možen v menuju Options z izbiro Global Preferences in Parts.

Odpiranje in shranjevanje vezja

Že obstoječe vezje odpremo lahko na več načinov:

  • s klikom na standardno ikono za odpiranje (kot pri ostalih okenskih programih),
  • s klikom na File in open,
  • s klikom na standardno ikono za odpiranje v oknu Design Toolbox (če imamo to okno odprto),
  • ali najkrajši način s pritiskom na tipko Ctrl+O.

Vezje lahko tudi shranimo na več načinov:

  • s klikom na standardno ikono za shranjevanje (kot pri ostalih okenskih programih),
  • s klikom na File in Save ali Save As oziroma Save All,
  • s klikom na standardno ikono za shranjevanje v oknu Design Toolbox (če imamo to okno odprto),
  • ali najkrajši način s pritiskom na tipko Ctrl+S.

Izdelava in oblikovanje vezja

Vezje v programu Multisim izdelamo tako, da sestavimo shemo oziroma načrt vezja. Nato lahko zaženemo simulacijo delovanja, ki se izvede, če v vezju ni napak.
Vezje sestavimo tako, da postavimo potrebne elemente na delovno ploščo, nato pa jih medsebojno povežemo. Seveda moramo pri tem paziti na pravilno postavitev elementov, znati moramo spreminjati vrednosti, premikati elemente, rotirati, izbirati oziroma označevati elemente ali pa skupine elementov kadar uporabljamo podvezja. Pri tem delu nas program opozarja na nekatere napake, ki lahko povzročijo, da se simulacija delovanja ne bo izvršila.

Za pravilno delovanje vezja moramo uporabiti vsaj eno maso! V redkih posebnih primerih na primer pri uporabi analizatorja karakteristik masa ni potrebna.
V knjižnici izvorov (Place Source) imamo dve masi. Prva je splošna (Ground) f, ki nima nobenega imena, druga pa je digitalna masa (Digital Ground) f, ki ima oznako  GND, ki jo lahko tudi spremenimo.
Pri izdelavi vezja elemente postavljamo na delovno ploščo tako, kot je že opisano pri uporabi knjižnic. Pri virtualnih elementih lahko spreminjamo vrednosti takoj, ko elemente postavimo na delovno ploščo ali pa tudi kasneje, ko izvedemo simulacijo in želimo  opazovati odziv vezja pri spremembi vrednosti enega ali več elementov.  Vrednost virtualnega elementa spremenimo tako, da ga najprej izberemo to pomeni, da nanj kliknemo z miško, ali pa okrog njega z miško povlečemo pravokotnik, nato pa na elementu naredimo dvoklik z levo tipko miške in odpre se podokno v katerem izberemo zavihek »Value. V njem spremenimo vrednost. Krajše pridemo do okna za spreminjanje vrednosti z dvoklikom na element.

f

Hkrati lahko izberemo več elementov tako, da z miško povlečemo pravokotnik preko elementov, ki jih želimo izbrati. Vse elemente vezja pa izberemo v menijski vrstici z izbiro Edit in Select All ali krajše Ctrl+A. Obratno operacijo izvedemo tako, da z miško kliknemo izven izbranih elementov.
Ob desnem kliku miške na izbranem elementu se odpre priročni seznam v katerem lahko element izrežemo, kopiramo, rotiramo itd.

f

Izbran element lahko premikamo po delovni plošči tako, da nanj kliknemo z LT miške, jo držimo in premikamo po delovni plošči. Druga možnost premikanja izbranega elementa pa je s smernimi tipkami na tipkovnici.

Povezovanje elementov

Priključke dveh elementov lahko povežemo avtomatsko, ko elementa dovolj približamo oziroma če element  približamo povezovalni liniji. Funkcije avtomatskega povezovanja lahko vklopimo ali izklopimo z izbiro Options/Global Preferences/General.  Običajno pa elemente povezujemo tako, da se s kazalcem miške pomaknemo na konec priključka elementa. Ko se pokaže povezovalna pika kliknemo LT miške in nato premikamo miško tako, kot želimo da bo potekala povezava. Možni sta samo vodoravna in navpična smer, če hočemo narediti oglišče kliknemo z LT miške. Povezavo zaključimo s klikom LT  na priključku drugega elementa ali na drugi povezavi, če se pomaknemo točno nanjo. Povezave so v osnovi rdeče barve. S klikom LT miške povezavo izberemo, na njenih ogliščih, začetku in koncu se pojavijo modri kvadratki. Po potrebi z LT miške lahko posamezne dele povezave med kvadratki premikamo, da je vezje lepše oblikovano. Na eni strani nepovezano povezavo dobimo z dvoklikom LT miške na delovni površini, ki naredi povezovalno točko, od katere lahko z miško vlečemo povezavo.
Če na izbrano povezavo premaknemo kazalec miške se prikaže puščica in takrat kliknemo z DT miške pa se odpre priročni seznam za urejanje barve celotne povezave ali posameznega segmenta oziroma za brisanje itd.

f

Dodajanje komentarjev

Na poljubnem mestu na delovni površini lahko dodamo komentar. V menijski vrstici izbermo Place/Comment. Komentar ima obliko risalnega žebljička f. Ko kazalec miške postavimo na znak za komentar, se prikaže vsebina komentarja. Z dvoklikom na ta znak odpremo okno v katerem lahko zapišemo in urejamo komentar.

f

Vstavljanje glave dokumenta

Kadar želimo vezje vključiti v neko dokumentacijo ali natisniti na papir ga lahko opremimo s podatki, ki jih vpišemo v glavo. To naredimo z izbiro Place/Title Block. Odpre se podokno v katerem izberemo glavo dokumenta.

f

Primer glave prikazuje naslednja slika.

f

Z dvoklikom na glavo odpremo okno za vnos podatkov, s klikom z DT miške in izbiro Edit Title Blok pa odpremo okno v katerem jo lahko tudi oblikujemo po svoje.

Dodajanje podvezja

Kadar delamo z obsežnim vezjem, ali pa se en del vezja ponavlja, lahko uporabimo podvezje. To vstavimo na delovno površino z izbiro Place/New Hierarchical Block. Odpre se podokno v katerem definiramo ime in število vhodnih in izhodnih priključkov:

f

Ko potrdimo z gumbom OK dobimo na delovni površini podvezje.

f

V glavno vezje ga povežemo enako kot druge elemente. Delovno površino podvezja na kateri imamo že pripravljene priključke odpremo z dvoklikom na podvezje in v oknu izberemo Edit HB/SC.

 

Grafični elementi

Grafične elemente lahko oblikujemo z orodji za risanje, ki jih dobimo z izbiro View/Toolbars/Graphic Annotation.

f

Sistem pomoči

Sistem pomoči sprožimo na več načinov.

  • Če izberemo element ali instrument in pritisnemo tipko F1 vklopimo pomoč v zvezi z izbranim predmetom.
  • S klikom na gumb ?.
  • Z izbiro različnih ukazov, ki jih dobimo v menijski vrstici pri izbiri Help.

f

 

Navodila
MultiSim - 01 - Osnove programa MultiSim
MultiSim - 02 - Analogno vezje
MultiSim - 03 - Digitalna TTL vezja
MultiSim - 04 - Uporaba instrumentov
MultiSim - 05 - Enostopenjski ojačevalnik - analize
MultiSim - 06 - Digitalni virtualni instrumenti
MultiSim - 07 - Analizator
MultiSim - 08 - Časovnik 555

Izhod

 

na vrh