Якщо ви працюєте з електронікою, чи то як хобі, чи професійно, симулятори електронних схем для ПК Вони є цінним ресурсом. Завдяки цим інструментам ми можемо перевіряти ідеї, виявляти помилки та точно налаштовувати значення, не зварюючи жодної деталі. Іншими словами, віртуальне моделювання Це дозволяє нам краще зрозуміти схему, яку ми хочемо побудувати, та уникнути несподіванок, коли ми переходимо до фізичного прототипування.
У цьому посібнику ви знайдете все необхідне, ретельно та детально розглянуте: від безкоштовних та платних програм для ПК до онлайн- та мобільних рішень, а також критерії вибору та рекомендації щодо інтерпретації результатів.
Навіщо моделювати схеми на ПК
Великою перевагою цих програм є те, що вони дозволяють вам створювати та аналізувати схеми так, ніби у вас лабораторія на екрані. Перш ніж паяти чи з’єднувати щось, ви можете протестувати топології, допуски розгортки та виміряти часові, частотні або постійні характеристики. Це дозволяє легко перевірити, чи стабільний проект, чи є шум, чи розрахунок... прибуток, розрив або споживання відповідає очікуваному.
Крім того, моделювання допомагає знаходити помилки збірки або концептуальні помилки: неправильно підключений контакт, неправильний затвор або значення поза діапазоном швидко з'являються на графіку. Багато середовищ включають механізми SPICE, перевірки електричних правил та утиліти для порівняння версій проекту, щоб ітерація була безпечнішою та впорядкованішою.
Безкоштовні програми для моделювання електронних схем
KiCad
KiCad KiCad 3D Viewer — це безкоштовний кросплатформний пакет для проектування схем та друкованих плат, що містить менеджер проектів, редактор схем, вибір посадкових місць, редактор плат, переглядач Gerber та 3D-переглядач. Він дозволяє працювати з сотнями символів (або створювати власні) та переглядати отриману плату у 3D за допомогою KiCad 3D Viewer. Його підхід поєднує простоту використання для початківців із розширеними інструментами для... багатошарові конструкції, що дуже добре інтегрується у виробничі потоки.
ProfiCAD
ProfiCAD Він спрощує створення електричних та контрольних схем, а також гідравлічних та пневматичних схем. Його інтерфейс простий, з великою кількістю символів та функцій, таких як автоматична нумерація, списки проводів та матеріалів. Некомерційна версія має обмеження (наприклад, у списках з’єднань або редакторі основних назв), але вона все ще дуже потужна для... Технічна документація та чіткі схеми.
FreePCB
FreePCB Це простий та ефективний редактор друкованих плат, що підтримує до 16 шарів міді, розміри плат до 152 см², а також імпорт/експорт PADS-PCB, Gerber та Excellon. Він не має AutoRouter, і, будьте обережні, його не оновлювали з 2010 року, тому він вартий того, лише якщо його можливості вам вже підходять. Якщо вам потрібно більше, варто оцінити. альтернативи з активним розвитком.
TinyCAD
TinyCAD Він має відкритий вихідний код (на GitHub) і зосереджений на схемах для Windows. Він містить бібліотеки символів і генерує списки з’єднань, які можна використовувати в програмах для друкованих плат, таких як FreePCB. Його вебсайт пропонує пошукову систему символів, щоб швидко знайти те, що вам потрібно, і пришвидшити створення. добре позначені діаграми.
Що
Що пропонує інтерфейс Qt для моделювання сигнальних, шумових та мікрохвильових схем, а також цифрове моделювання за допомогою VHDL. Хоча він не отримував оновлень з 2017 року, його відкритий вихідний код дозволяє спільноті знову взятися за нього. Для тих, хто працює з радіочастотами або потребує представлення частотні характеристики, залишається дійсним варіантом.
ltspice
ltspice Він дуже популярний в освіті та промисловості завдяки швидкому моделюванню та механізму SPICE. Він включає переглядач форм сигналів, аналіз шуму та безліч навчальних матеріалів. Має старіші версії для комп'ютерів з Windows XP та macOS 10.9 (без підтримки) для тих, кому потрібно експериментувати на старішому обладнанні з... точні симуляції.
Безкоштовно
Безкоштовно, безкоштовний та з відкритим вихідним кодом для Windows, Linux та macOS, охоплює дизайн та схеми як для новачків, так і для професіоналів. Його зрозумілий інтерфейс, контроль версій та автоматизація імпорту/експорту роблять його ідеальним для розвитку без зміни інструментів, з репозиторієм на GitHub та фокусом на безпосередня зручність використання.
Платіжні програми
Фризинг
Фризинг популяризує електроніку як креативний матеріал, завдяки активній спільноті, курсам та професійному сервісу з виробництва друкованих плат. Працює на Windows 7+, macOS 10.15+ та новіших версіях Linux без традиційної інсталяції та коштує приблизно 8 євро. Ідеально підходить для прототипів макетних плат та документація, до якої можна ділитися.
eCADSTAR
eCADSTAR Це дозволяє одночасне 2D/3D-проектування, покращену співпрацю та цілодобову глобальну підтримку. Пропонує ручне або автоматичне маршрутизування та доступ до понад 20 мільйонів онлайн-деталей. Ліцензія включає локальну підтримку телефоном та електронною поштою для безперебійної роботи проектів, що є ключовим для команд, які прагнуть створити більш продуктивний робочий процес. безперервна продуктивність.
Альцій
Альцій Це довідник з друкованих плат для великих команд та вимогливих академічних середовищ. Він пропонує проєктування зі схемами, трасуванням, документацією, моделюванням, гнучким 3D та потужною міграцією даних, з підтримкою DFM. Він вимагає розширеного етапу навчання. Доступний від 295 євро на місяць для тих, кому потрібно промислові потоки.
Протей
Люкс з Протей ISIS (схеми та моделювання) та ARES (трасування друкованих плат). Він пропонує до 16 мідних шарів та бібліотеку приблизно з 14 мільйонів компонентів. Він забезпечує інтегрований процес проектування, моделювання, вимірювання та виправлення помилок, ідеально підходить, якщо ви працюєте як з мікроконтролером, так і з компонентами друкованої плати. ПХД в тому ж середовищі.
OrCAD
OrCAD Він пропонує інтуїтивно зрозумілий та настроюваний дизайн для адаптації до різних робочих процесів. Він включає редактор схем, симулятор та бібліотеку з тисячами елементів. Його можна завантажити та протестувати з вебсайту, що робить його безпечним вибором для Windows. професійні проекти.
Вебсайти та додатки для проектування ваших схем онлайн
Easyeda
Easyeda пропонує схеми, моделювання та друковані плати з інтегрованою бібліотекою. Він має клієнт для Windows 7+ (32/64-розрядна), Linux 64-розрядна та macOS 64-розрядна, а також онлайн-версію. Це хмарне рішення з інтегрованим проектуванням плат та простим потоком дій для... швидке прототипування.
Фальстад
Фальстад Це вбудований симулятор, який завантажує схему LRC за замовчуванням і дозволяє регулювати напругу та частоту, вмикати/вимикати, змінювати швидкість симуляції та керувати конденсаторами, індуктивностями та резисторами. Ви також можете намалювати власну схему з необхідними елементами та спостерігати за нею. анімований потік струму.
Simulator.io
Simulator.io Він дозволяє швидко створювати та моделювати логічні схеми, має редактор вентилів та функції співпраці для роботи з іншими або спільного використання в режимі лише для читання. Ідеально підходить для практики комбінаційної/послідовної логіки та документування. навчальні проекти.
Як вибрати правильне програмне забезпечення
Почніть з бюджету: існує помітна різниця між безкоштовними варіантами (ідеально підходять для особистих або академічних проектів, таких як KiCad або LibrePCB) та преміум-рішеннями (Altium Designer або OrCAD), розробленими для бізнес-середовищ з вимогами до інтеграції та промислової якості. Вартість часто виправдовується додатковою цінністю. продуктивність та валідація.
Рівень користувача також має значення. Якщо ви новачок, шукайте прості інтерфейси та зручні умови для адаптації (LibrePCB, EasyEDA). Якщо у вас професійний досвід, такі інструменти, як Proteus, PADS Professional або Cadence Allegro, можуть бути кращим вибором завдяки їхній аналітичній потужності та можливостям інтеграції. Також подумайте, чи потрібно вам розширене моделювання або просто схематичне проектування/проектування друкованої плати.
Можливості моделювання є ключовими: Multisim відмінно справляється з точним SPICE; Eagle більше зосереджений на проектуванні. Якщо ви працюєте зі змішаними сигналами або силовою електронікою, ви можете віддати перевагу PSIM, SIMPLIS/SIMetrix або PSpice, залежно від вашого випадку використання та застосування. складність системи.
Як читати та інтерпретувати результати
В аналогових симуляторах (LTspice, Qucs) слідкуйте за часовими графіками: як наростає сигнал, чи є коливання, перевищення або шум. За частотою перевіряйте коефіцієнт підсилення, точку зрізу та фазовий зсув. Аналіз постійного струму покаже вам статичні значення напруги/струму без зміни часу, що корисно для... коригування поляризації.
У цифрових симуляторах (Logisim, Proteus) звертайте увагу на часові діаграми: час поширення, фронти, логічні рівні та синхронізацію. Якщо результат не відповідає очікуванням, перегляньте з'єднання, значення, SPICE-моделі та конфігурацію симулятора крок за кроком, оскільки погано визначена деталь може... спотворювати вихідний сигнал.
Окрім простого «розгляду» кривих, ключовим є їх інтерпретація та порівняння з вашою початковою гіпотезою. Якщо є значні відхилення, виправте конструкцію, точно налаштуйте допуски та повторіть. Ця рання ітерація запобігає дорогим збоям та прискорює появу... функціональний прототип.
Відповідні ліцензії та юридичні примітки
Деякі симулятори, такі як симулятор Falstad, походять з реалізацій за відкритими ліцензіями (наприклад, GNU GPL). Веб-адаптації були зроблені третіми сторонами відповідно до дозволів ліцензії. Існують проекти (наприклад, MasterPLC), які інтегрують цей симулятор у браузер, дотримуючись дозволеної ліцензії. Майте на увазі, що цей тип програмного забезпечення розповсюджується «як є», без будь-яких гарантій товарної придатності або придатності для певної мети, і вам завжди слід переглядати умови ліцензії за адресою http://www.gnu.org/licenses/.
Сьогодні асортимент комп'ютерних та онлайн-симуляторів охоплює все: від освітніх потреб до промислового середовища, з дійсно комплексними безкоштовними опціями та професійними рішеннями, що інтегрують схеми, симуляцію, друковані плати та співпрацю. Вибирайте на основі свого бюджету, кривої навчання та необхідного рівня симуляції, а також покладайтеся на графіку для перевірки гіпотез та покращення конструкції перед виробництвом; це найрозумніший спосіб досягти успіху. Надійні прототипи з першого разу.