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:
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
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.
Моделирование схем в программе Multisim.
Теперь переходим непосредственно к практике. Давайте соберем простую схему в программе Multisim и заставим ее работать!
Я скачал из интернета схему мультивибратора на двух транзисторах, где в качестве нагрузки используются светодиоды.
Можем воспользоваться измерительными приборами, например виртуальным осциллографом и посмотреть сигналы в различных точках схемы.
Мы убедились, что схема работает, на этом знакомство с программой Multisim заканчиваю, если вас заинтересовала тема моделирования схем, пишите свои вопросы в комментариях, отвечу с удовольствием.
Ну и на последок, по традиции представляю вам подробное видео по моделированию схем в программе Multisim.
Если вы еще не подписались на новые выпуски интернет журнала «Электрон», то заполняйте форму внизу страницы и получайте новые выпуски на электронную почту в формате PDF.
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.
Во время проведения наладки или ремонта электрооборудования проверка электрических цепей может быть осуществлена непосредственно или способом заземления.
Способ непосредственной проверки применяют в том случае, когда начало и конец проверяемой электрической цепи расположены в непосредственной близости друг от друга, а вспомогательные цепи не требуются.
Способ заземления предназначен для проверки тех электрических цепей, у которых начала и концы расположены на значительном расстоянии. Его применение сопровождается использованием вспомогательных цепей, которыми служат заземляющие проводники, экраны и металлические оболочки кабелей и жил, специально проложенные проводники и т. п.
При любом способе проверки электрической цепи применяют приспособления, принцип действия которых аналогичен принципу действия пробника (рис. 1, а).
Рис. 1. Схема (а) и условное обозначение пробника (б), пример проверки цепей (в) и характерные ошибки при проверке (г, д)
При замыкании цепи пробника через проверяемую цепь стрелка прибора Р отклоняется так же, как и при замыкании выводов 1 и 2 накоротко. Резистор R служит для ограничения тока, протекающего через измерительный прибор. В последующих рисунках вместо полной схемы пробника использовано его условное обозначение, приведенное на рис. 1, б.
Рассмотрим на примере фрагмента схемы управления электроприводом (рис. 1, в) порядок проверки электрических цепей. Процесс проверки в любом случае целесообразно начинать с цепей питания, например от точки А.
Пробник П подключают к точкам А и В, что позволяет проверить цепь между ними, а при нажатии на кнопку S2 - исправность кнопки и правильность составленной цепи между точками А и В и, таким образом, подтвердить, что цепь между ними образуется через контакт кнопки S2, а не через другой элемент схемы. После этого пробник подключают к точкам В и L (поз. II на рис. 1 , в), совмещая проверку цепи с проверкой исправности кнопки S3. Порядок последующих проверок показан на рис. 1 , в соответствующими позициями пробника.
При испытании электрической цепи пробником необходимо визуально проверить количество жил кабелей и проводов, подключенных к монтажным точкам схемы. Например, в монтажной точке В на выводе замыкающей кнопки S3 должны быть присоединены два провода-перемычка от кнопки S2 и провод к контакту контактора К.
Особое внимание при проверке цепей следует обращать на соблюдение полярности в цепях постоянного тока и фазировки в цепях периодического тока.
Рассмотрим некоторые наиболее характерные ошибки, допускаемые при проверке электрических цепей. Например, цепь 1 - 2 (рис. 1 , г) зашунтирована контактом реле К1, поэтому при подключении пробника к точкам 1 и 2 не обнаруживается обрыв в цепи контактов К2, КЗ или замыкание контакта К4. Поэтому для проверки цепей, подключенных к точкам 1 и 2, необходимо предварительно разомкнуть контакт реле К1.
Другой вид ошибок, возникающих из-за образования ложных цепей через сопротивление р-n -перехода полупроводникового диода в прямом направлении, иллюстрируется рис. 1 , д. При подключении минусового щупа пробника П к точке1 прибор будет давать такие же показания, как при подключении другого щупа к точке 2, а также к точкам 3, 4. Этого не произойдет, если изменить полярность включения пробника.
Рассмотренные примеры показывали выполнение данного технологического перехода непосредственным способом.
Рис. 2
Проверку способом заземления начинают с установки временной перемычки Е2 с вмонтированной в нее кнопкой на одном из концов проверяемого кабеля E1 . Затем, прикасаясь щупом пробника П к жиле, проверяют целостность вспомогательной цепи: общий проводник (в данном случае «земля») - кнопка 5 - жила Г - щуп пробника П - щуп «плюс» пробника П - общий проводник.
Если пробник показывает замкнутую цепь, следует нажать и отпустить кнопку 5. При правильности установки перемычки пробник П должен изменить свои показания.
Проверив установку перемычки Е2 приступают к поиску заземленной жилы на втором конце кабеля, подключая пробник П поочередно к жилам, и следят за его показаниями. Если пробник показывает замкнутую цепь, считают искомую жилу найденной и, переключив перемычку заземления Е2 на другую жилу, приступают к ее поиску на другом конце кабеля.
Причиной наиболее частых ошибок при проверке способом заземления является присвоение одного и того же номера разным электрическим цепям и образование ложной цепи при соединении проверяемых жил провода или кабеля с заземляющим проводником.
Для предупреждения таких ошибок необходимо после отыскания очередной цепи отключить и вновь подключить заземляющий проводник кнопкой S. Если пробник реагирует на отключение заземляющего проводника, цепь найдена правильно. В противном случае необходимо найти и устранить причину замыкания проверяемой цепи с заземляющим проводником.
Черчение на бумаге далеко не всем доставляет удовольствие — долго, не всегда красиво, тяжело сразу правильно рассчитать габариты, а вносить корректировки неудобно. Все эти проблемы легко решает программа для рисования схем. Большинство современных программных продуктов содержит библиотеку с набором основных элементов. Из них, как из конструктора собирается требуемая конфигурация. Правки и исправления вносятся быстро, можно сохранять разные версии.
Есть немало программ для рисования электрических схем, которые можно использовать бесплатно. Частично это демо-версии с ограниченным функционалом, частично — полноценные продукты. Для проектирования схемы электропроводки в квартире или доме этих функций достаточно, а для профессионального использования может потребоваться продукт с более широким функционалом. Для этих целей больше подходят платные варианты.
Как и любой программный продукт, программа для рисования схем оценивается по удобству пользования. Интерфейс должен быть простым, удобным, функциональным. Тогда даже человек без особых навыков работы на компьютере легко может в ней разобраться. Но, все-таки, основной фактор — достаточность функций для создания схем различной сложности. Ведь даже к неудобному интерфейсу можно приспособиться, а вот отсутствие каких-то частей восполнить сложнее.
Простая программа для рисования схем VISIO
Многие из нас знакомы с офисными продуктами Microsoft и Visio — один из продуктов. Этот графический редактор имеет привычный для продукции Майкрософт интерфейс. В обширных библиотеках содержится все необходимая элементная база, создавать можно принципиальные, монтажные электрические схемы. Работать в ВИЗИО легко: в библиотеке (окно слева) находим нужный раздел, в нем ищем требуемый элемент, перетаскиваем его на рабочее поле, ставим на место. Размеры элементов стандартизованные, стыкуются один с другим без проблем.
Программа Vision для рисования схем — понятный интерфейс
Что приятно — можно создавать схемы с соблюдением масштаба, что облегчит подсчет необходимой длинны проводов и кабелей. Что еще хорошо — места на жестком диске компьютера требуется не очень много, «потянут» эту программу для рисования схем даже не очень мощные машинки. Также радует наличие большого количества видео-уроков. Так что с освоением проблем не будет.
Понятный ProfiCAD
Если вам нужна простая программа для проектирования электропроводки — обратите внимание на ProfiCAD. Этот продукт не требует загрузки библиотек, как большинство других. В базе имеется около 700 встроенных элементов, которых для разработки схемы электроснабжения квартиры или частного дома хватит с головой. Имеющихся элементов также достаточно для составления не слишком сложных принципиальных электрических схем. Если же какого-то элемента не окажется, его можно добавить.
Основной недостаток программы для рисования схем ProfiCAD — отсутствие русифицированной версии. Но, даже если вы не сильны в английском, стоит попробовать — все очень просто. За пару часов вы все освоите.
Принцип работы простой: в поле слева находим нужный элемент, перетягиваем его в нужное место схемы, поворачиваем в требуемое положение. Переходим к следующему элементу. После завершения работы можно получить спецификацию с указанием количества проводов и перечнем элементов, сохранить результаты в одном из четырех форматов.
Компас Электрик
Программа с более серьезным функционалом называется Компас Электрик. Это часть программного обеспечения Компас 3D. В ней можно не только нарисовать принципиальную электрическую схему, но и блок-схемы и многое другое. На выходе можно получить спецификации, закупочные листы, таблицы соединений.
Для начала работы необходимо скачать и установить не только программу, но и библиотеку с элементной базой. Программа, пояснения, помощь — все русифицировано. Так что проблем с языком не будет.
При работе выбираете нужный раздел библиотеки, графические изображения появляются во всплывающем окне. В нем выбираете нужные элементы, перетягиваете их на рабочее поле, устанавливая в нужном месте. По мере формирования схемы данные об элементах попадают в спецификацию, где фиксируется название, тип и номинал всех элементов.
Нумерация элементов может быть проставлена автоматически, а может — вручную. Способ выбирается в меню настроек. Менять его можно в процессе работы.
QElectroTech
Еще одна программа для рисования схем QElectroTech. Интерфейс напоминает Майкрософтовские продукты, работать с ним легко. К этой программе не надо скачивать библиотеку, элементная база «встроена». Если там чего-то нет, можно добавить свои элементы.
Готовая схема может сохраняться в формате get (для дальнейшей работы с ней в программе) или в виде изображения (форматы jpg, png, svg, bmp). После сохранения можно изменять размеры чертежа, добавить сетку, рамку.
QElectroTech — бесплатный редактор для создания электросхем
Есть у этой программы недостатки. Первый — надписи можно делать только одним шрифтом, то есть, если вам нужен чертеж по ГОСТу, придется каким-то образом придумывать, как сменить шрифт. Второй — размеры рамок и штампов задаются в пикселях, что очень неудобно. В общем, если вам нужна программа для рисования схем для домашнего использования — это замечательный вариант. Если требуется соблюдение требований ГОСТа — поищите другую.
Программа моделирования электронных схем 123D Circuits
Если не знаете, как нарисовать схему на компьютере, присмотритесь к этому продукту. 123D Circuits — это онлайн сервис, позволяющий создать не очень сложную схему с возможностью создания печатных плат. Также есть встроенный симулятор, имитирующий работу готовой схемы. Доступна функция заказа партии готовых плат (за плату).
Перед началом работы необходимо зарегистрироваться, создать свой профиль. После чего можно начинать работу. Над одним проектом могут работать несколько пользователей, используя общие библиотеки. В бесплатном варианте программы можно создавать неограниченное количество схем, но они будут общедоступны. В любительском тарифе (12$) пять схем могут быть личными, предлагается также скидка в 5% на изготовление плат. Профессиональный тариф (25$) дает неограниченное количество личных схем и ту же скидку на заказ плат.
Схему можно нарисовать из имеющихся компонентов (их не очень много, но есть возможность добавить свои) или импортировать из программы Eagle. В отличие от других программ, в библиотеке 123D Circuits содержатся не схематические обозначения элементов, а их мини копии. Интерфейс с двумя боковыми полями. На правом высвечивается раздел библиотеки с элементной базой, на левом — часть настроек и перечень использованных элементов. После завершения работы программа сама формирует принципиальную схему, а также предлагает расположение элементов на плате (можно редактировать).
Вроде все неплохо, но у 123D Circuits есть серьезные недостатки. Первый — результаты имитации работы часто очень сильно отличаются от реальных показаний. Второе — функционал невелик, сделать действительно сложную схему не получится. Вывод: в основном эта программа подходит для студентов и начинающих радиолюбителей.
Платные программы для черчения электросхем
Платных графических редакторов для создания схем много, но не все они нужны для «домашнего» использования или для работы, но не связанной напрямую с проектированием. Платить немалые деньги за ненужные функции — не самое разумное решение. В этом разделе соберем те продукты, которые получили много хороших отзывов.
DipTrace — для разработки печатных плат
Для опытных радиолюбителей или тех, чья работа связана с проектированием радиотехнических изделий, полезна будет программа DipTrace. Разрабатывалась она в России, потому полностью на русском.
Есть в ней очень полезная функция — она может по готовой схеме разработать печатную плату, причем ее можно будет увидеть не только в двухмерном, но и в объемном изображении с расположением всех элементов. Есть возможность редактировать положение элементов на плате, разработать и корректировать корпус устройства. То есть, ее можно использовать и для проектирования проводки в квартире или доме, и для разработки каких-то устройств.
Кроме самой программы для рисования схем надо будет скачать еще библиотеку с элементной базой. Особенность в том, что сделать это можно при помощи специального приложения — Schematic DT.
Интерфейс программы для рисования схем и создания печатных плат DipTrace удобный. Процесс создания схемы стандартный — перетаскиваем из библиотеки нужные элементы на поле, разворачиваем их в требуемом направлении и устанавливаем на места. Элемент, с которым работают в данный момент подсвечивается, что делает работу более комфортной.
По мере создания схемы, программа автоматически проверяет правильность и допустимость соединений, совпадение размеров, соблюдение зазоров и расстояний. То есть, все правки и корректировки вносятся сразу, на стадии создания. Созданную схему можно прогнать на встроенном симуляторе, но он не самый сложный, потому есть возможность протестировать продукт на любых внешних симуляторах. Есть возможность импортировать схему для работы в других приложениях или принять (экспортировать) уже созданную для дальнейшей ее проработки. Так что программа для рисования схем DipTrase — действительно неплохой выбор.
Если нужна печатная плата — находим в меню соответствующую функцию, если нет — схему можно сохранить (можно будет корректировать) и/или вывести на печать. Программа для рисования схем DipTrace платная (имеются разные тарифы), но есть бесплатная 30-дневная версия.
SPlan
Пожалуй, самая популярная программа для рисования схем это SPlan. Она имеет хорошо продуманный интерфейс, обширные, хорошо структурированные библиотеки. Есть возможность добавлять собственные элементы, если их в библиотеке не оказалось. В результате работать легко, осваивается программа за несколько часов (если есть опыт работы с подобным софтом).
Недостаток — нет официальной русифицированной версии, но можно найти частично переведенную умельцами (справка все равно на английском). Есть также портативные версии (SPlan Portable) которые не требуют установки.
Одна из наиболее «легких» версий — SPlan Portable
После скачивания и установки программу надо настроить. Это занимает несколько минут, при последующих запусках настройки сохраняются. Создание схем стандартное — находим нужный элемент в окошке слева от рабочего поля, перетаскиваем его на место. Нумерация элементов может проставляться в автоматическом или ручном режиме (выбирается в настройках). Что приятно, что можно легко менять масштаб — прокруткой колеса мышки.
Есть платная (40 евро) и бесплатная версия. В бесплатной отключено сохранение (плохо) и вывод на печать (обойти можно при помощи создания скриншотов). В общем, по многочисленным отзывам — стоящий продукт, с которым легко работать.
Проверка правильности монтажа электрических цепей
Правильным считают такой монтаж электрических цепей, при котором все соединения и маркировка элементов и кабелей выполнены в точном соответствии со схемами и обеспечивают правильную работу электроустановки. Известно много способов и приемов для проверки правильности монтажа электрических цепей, из которых наиболее распространены способы непосредственного прослеживания (визуальный) и прозвонка. Непосредственное прослеживание и прозвонка являются наиболее простыми и достаточно надежными средствами проверки электрических цепей.
При непосредственном прослеживании электрических цепей определяют не только соответствие фактически выполненного монтажа проектным схемам, но и внешнее состояние всех контактных соединений, расстояние между токоведущими частями, взаимное расположение отдельных элементов электрической цепи, маркировку цепей и др. Однако этот способ неприменим для проверки скрытых элементов электрических цепей (скрытые проводки, провода в жгутах, многослойные проводки, жилы кабелей) и при больших расстояниях между отдельными элементами электрической цепи (от панели управления до панели защит или до распредустройства). В этих случаях применяют прозвонку (рис. 2).
При прозвонке образуют электрическую цепь, в которую входят источник тока, индикатор тока, например электрический звонок (рис. 2, а), и проверяемый участок электрической цепи. Если проверяемый участок исправен, цепь замкнута и индикатор указывает на протекание тока в
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| КП. 140448.00.00.16 ПЗ |
Рисунок2. Прозвонкаэлектрических цепей:
а - звонком, б - сигнальной лампой, в - блинкером, г - вольтметром, д - телефонными трубками; I-5 - жилы; / и 11- проводники
При прозвонке длинных участков электрических цепей, например контрольных кабелей, связывающих отдельные элементы электроустановки, размещенные в разных помещениях, удобно пользоваться телефонными трубками. Прозвонку телефонными трубками (рис. 149) выполняют два работника. Первый (старший по должности) дает указание второму, к какой жиле кабеля он должен подсоединить один провод телефонной трубки (второй провод трубки подсоединяют к земле), а сам с другого конца кабеля поочередно подключает незаземленный провод телефонной трубки к жилам кабеля, пока не образуется замкнутая цепь, по которой можно вести телефонный разговор с напарником.
Во избежание ошибок необходимо убедиться, что связь возможна только по одной жиле, к которой подключился напарник. Для этого, подключая трубку к каждой из оставшихся жил, выясняют, что связи по ним нет, а также проверяют, чтобы найденная жила имела одинаковую маркировку с обоих концов и была подведена к требуемому по монтажной схеме зажиму аппарата или сборке зажимов. Затем первый работник по телефону дает указание второму работнику о переключении телефонной трубки к следующей жиле кабеля, назвав ее марку по схеме.
Телефонные трубки следует брать низкоомные, а источником тока может служить батарейка от карманного фонаря.
Проверка цепей методом прозвонки может быть выполнена успешно, если будет исключена возможность образования
обходных цепей, помимо той, которая в данный момент проверяется. Для этого следует отсоединить проверяемые цепи от других частей электроустановки. Кроме того, необходимо убедиться в исправности изоляции между прозваниваемыми проводами и жилами контрольных кабелей.
Разобрав отдельные участки электроустановки для проверки электрических цепей методом прозвонки и убедившись, что монтаж был выполнен правильно, наладчик может неправильно восстановить эти цепи. Поэтому прозвонка электрических цепей является очень ответственной операцией и должна выполняться под руководством опытного наладчика по тщательно проверенным схемам. Полезно при прозвонке пользоваться специально составленными таблицами, особенно на контрольные кабели, с указанием маркировки жил и номеров зажимов, к которым эти жилы должны подходить, а также всех резервных жил.
Прозванивать нужно не только использованные жилы кабелей, но и все резервные жилы. Измерение сопротивления изоляции жил контрольных кабелей (желательно мегомметром 2500 В) должно предшествовать прозвонке, причем результаты измерений могут быть записаны против номеров соответствующих жил
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| КП. 140448.00.00.16 ПЗ |
Следует отметить, что прозвонка и осмотр цепей - это основные способы проверки правильности монтажа, позволяющие установить точное соответствие монтажа монтажным схемам и правильность маркировки на всех проверяемых участках. Другие способы, которые позволяют выявить ошибки, допущенные при прозвонке или сборке схем после прозвонки, проверить правильность монтажа, если невозможно воспользоваться методами прозвонки по каким-либо причинам, являются дополнительными способами проверки правильности монтажа.
Рисунок3. Проверка электрических цепей методом измерения сопротивлений
Способ измерения сопротивлений позволяет убедиться в правильности монтажа многих электрических цепей без их разборки. Он основан на том, что в правильно собранной схеме должно быть определенное соотношение между сопротивлениями отдельных цепей и сопротивлениями различных элементов электрической цепи. Например, сопротивление электромагнита отключения ЭО (рис. 3) равно 20 Ом, а обмотки контактора КВ- 300 Ом. Тогда очень большое сопротивление между точками с и б для отключенного состояния выключателя или очень маленькое сопротивление между теми же точками указывает на неисправность цепи включения (в первом случае - обрыв, во втором - короткое замыкание). Если же сопротивление составляет около 300 Ом, есть основания полагать, что цепь включения исправна. Для включенного состояния выключателя критерием исправности цепи отключения будет величина измеренного сопротивления между точками в и б, равная 20 Ом.
Способ измерения токов и напряжений основан на том, что при правильной сборке электрических цепей подача на них питания от нагрузочных устройств по заранее составленной схеме привод
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| КП. 140448.00.00.16 ПЗ |
Рисунок4. Проверка электрических цепей методом измерения приложенных к ним напряжений
Собрав схему, показанную на рис. 4, можно проверить правильность смонтированных цепей, измерив напряжения между соответствующими проводами и заземленным проводом. На каком бы участке не производили измерение, всюду можно определить маркировку соответствующих проводов, так как в фазе А напряжение относительно земли везде 4 В, в фазе В - 8 В, а в фазе С-12 В. При испытании необходимо принять меры, чтобы напряжение от нагрузочного трансформатора не было подано на вторичные обмотки трансформаторов испытываемой сети во избежание появления высокого напряжения в магнитосвязанныхцепях из-за обратной трансформации.
Рисунок 5. Проверка электрических цепей методом определения полярностей при подаче постоянного напряжения:
а - к вторичным цепям, 6 - к первичным цепям
Способ определения полярностей заключается в установлении полярностей на отдельных участках электрически связанных цепей при подаче на них постоянного напряжения или магнитосвязанных цепей при подаче импульсов постоянного или переменного напряжения к одной из цепей, с которой магнитосвязана проверяемая цепь.
В первом случае, подведя к проверяемой цепи постоянное напряжение по двухпроводной схеме (рис. 5, а) и пользуясь магнитоэлектрическим прибором или другим индикатором полярности (например, неоновой лампой), проверяют полярность в различных точках проверяемой цепи. При этом замечают тот провод прибора (например, завязав на нем узелок), при подключении которого к плюсу проверяемой цепи стрелка прибора отклоняется вправо, а для неоновой лампы - тот провод, при подключении которого к плюсу светится замеченный (например, верхний) электрод.
2.7 Проверка сопротивления изоляции эле
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| КП. 140448.00.00.16 ПЗ |
Методика измерения сопротивления изоляции следующая:
1. Убедиться в отсутствии напряжения в проверяемой цепи.
2. При неизвестном значении сопротивления цепи установить предел измерения на наибольшее значение; при выборе предела измерения необходимо учитывать то, что точность измерения повышается при отсчете показаний в рабочей (средней) области шкалы.
3. Отключить или замкнуть накоротко все элементы цепи с низким уровнем изоляции, а также конденсаторы и полупроводниковые приборы.
4. На время проведения измерений заземлить испытуемую цепь.
5. Нажать клавишу «высокое напряжение» в приборах, имеющих сетевое питание или вращать ручку генератора индукторного мегомметра (примерная скорость вращения - 120 об/мин) в течение 60 секунд, после чего снять показание по шкале прибора.
6. После окончания измерения (перед отсоединением концов прибора от испытуемой цепи) снять накопленный электрический заряд с цепи путём её заземления.
В случае измерения сопротивления изоляции кабелей с большим значением ёмкости отсчет показаний прибора лучше всего производить после полного успокоения колебаний стрелки.
При проверке изоляции кабеля, полностью изолированного от земли, зажим «Э» прибора следует присоединять к броне испытываемого кабеля; при измерении сопротивления изоляции обмоток электродвигателей и генераторов этот зажим подключается к корпусу; при измерении сопротивления изоляции трансформаторных обмоток его нужно присоединять к специальному болту, расположенному под юбкой выходного изолятора.
Измерение сопротивления изоляции в осветительных и силовых электросетях следует проводить при включенных выключателях, вынутых плавких вставках и отключенных от сети электроприёмниках.
Категорически запрещено проводить операции по замеру изоляции на линиях, которые проходят вблизи другой линии, находящейся под напряжением, а также во время грозы на воздушных линиях электропередач.
В настоящее время широко применяются такие модели электронных мегомметров, как Ф4101, Ф4102, рассчитанные на рабочие напряжения 100, 500 и 1000 В.
В измерительно-наладочной и эксплуатационной практике до настоящего времени используются мегомметры старых типов - М4100/1 - М4100/5 и МС-05, рассчитанные на напряжения 100, 250, 500, 1000 и 2500 В.
Погрешность измерений у мегомметра Ф4101 не превышает величины ±2,5%, а у мегомметров типа М4100 составляет величину порядка 1%.
Измерительные приборы Ф4101 рассчитаны на питание от сети переменного тока или от источника постоянного напряжения 12 В. Измерительные приборы типа М4100 работают от встроенных генераторов индукторного типа.
Выбор типа мегомметра, требуемого для измерения параметров конкретных электрических цепей, производится обычно исходя из номинального сопротивления этих цепей (элементов цепей). Считается, что пределы измерений выбираемой марки прибора должны находиться в следующем диапазоне:
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| КП. 140448.00.00.16 ПЗ |
Для силовых кабелей - 1 – 1000 МОм;
Для цепей коммутационной аппаратуры - 1000 – 5000 МОм;
Для силовых трансформаторов - 10 - 20 000 МОм;
Для электрических машин - 0,1 – 1000 МОм;
Для фарфоровых изоляторов - 100 - 10 000 МОм.
Для измерения сопротивления изоляции электрооборудования с рабочим напряжением до 1000 В (электродвигатели, цепи вторичной коммутации и т. д.) используются мегомметры с номинальными напряжениями 100, 250, 500 и 1000 В.
