როგორ გამოვიყენოთ Tinkercad თქვენი აპარატურის შესამოწმებლად და განსახორციელებლად: 5 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

მიკროსქემის სიმულაცია არის ტექნიკა, სადაც კომპიუტერული პროგრამული უზრუნველყოფა ახდენს ელექტრონული წრის ან სისტემის ქცევის სიმულაციას. ახალი დიზაინის შემოწმება, შეფასება და დიაგნოსტიკა შესაძლებელია სქემის ან სისტემის რეალურად აგების გარეშე. მიკროსქემის სიმულაცია შეიძლება იყოს სასარგებლო ინსტრუმენტი სისტემის პრობლემების აღმოსაფხვრელად მონაცემების შეგროვებამდე, სანამ რეალურად მოხდება მიკროსქემის დონის პრობლემების აღმოფხვრა. ეს საშუალებას აძლევს დიზაინერს განსაზღვროს დიზაინის სისწორე და ეფექტურობა სისტემის რეალურ მშენებლობამდე. შესაბამისად, მომხმარებელს შეუძლია შეისწავლოს ალტერნატიული დიზაინის უპირატესობა სისტემების ფიზიკურად მშენებლობის გარეშე. დიზაინის ფაზაზე და არა მშენებლობის ფაზაზე კონკრეტული დიზაინის გადაწყვეტილებების ეფექტების შესწავლით, სისტემის მშენებლობის საერთო ღირებულება მნიშვნელოვნად მცირდება.

ასე რომ, პროგრამული უზრუნველყოფის სიმულაცია კარგი საშუალებაა სცადოთ სანამ წრე ფიზიკურად გააკეთებთ. Tinkercad არის ვებზე დაფუძნებული სიმულაციური ინსტრუმენტი, რომელიც დაგეხმარებათ შეამოწმოთ თქვენი ტექნიკა და პროგრამული უზრუნველყოფა ყოველგვარი ფიზიკური კავშირის გარეშე ან თუნდაც რაიმე ტექნიკის შეძენის გარეშე.

გიგრძვნიათ ოდესმე არდუინოზე შეყვანის-გამომავალი ქინძისთავების დეფიციტი? თუ თქვენ ფიქრობდით ტარების ტონა LED ან გსურთ LED Cube მე ვფიქრობ, თქვენ ნამდვილად იგრძნო სურვილი I/O ქინძისთავები. იცით თუ არა, რომ თქვენ შეგიძლიათ მართოთ შეუზღუდავი რაოდენობის LED- ები არდუინოს მხოლოდ 3 ქინძისთავის გამოყენებით? დიახ, ცვლის რეგისტრები დაგეხმარებათ ამ ჯადოს გაკეთებაში. ამ სასწავლო ინსტრუქციაში მე გაჩვენებთ თუ როგორ შეგვიძლია განვახორციელოთ შეუზღუდავი შეყვანა და გამომავალი 74HC595 ცვლის რეგისტრატორების გამოყენებით. მაგალითად, მე გავაკეთებ ციფრულ საათს თერმომეტრით და ლუქსი მეტრით 6 7 სეგმენტის ეკრანის გამოყენებით. სანამ საბოლოოდ დავამყარებდი აპარატურის წრეს, მე მოვიმუშავე წრე Tinkercad– ში, რადგან მათთან ბევრი კავშირია ჩართული. სიმულაციამ შეიძლება გახადოს თქვენ უფრო თავდაჯერებული და თქვენ შეგიძლიათ შეამოწმოთ თქვენი სქემის დასრულება ყოველგვარი ფიზიკური ცდისა და შეცდომის გარეშე. ცხადია, ეს დაგეხმარებათ დაზოგოთ თქვენი ძვირადღირებული ტექნიკა და ძვირფასი დრო.

თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ სიმულაცია აქედან:

ნაბიჯი 1: შეინახეთ აპარატურა დაწვისგან

სხვა ელექტრონული სქემების მსგავსად, LED სქემები ძალიან მგრძნობიარეა დენის მიმართ. LED იწვის, თუ მეტი დენი გადის ვიდრე ნომინალური დენი (მაგ. 20mA). შესაბამისი რეზისტორის შერჩევა ძალიან მნიშვნელოვანია სწორი სიკაშკაშისათვის სქემების ან LED- ების დაწვის გარეშე.

Tinkercad სქემებს აქვთ შესანიშნავი თვისება. ეს გიჩვენებთ, თუ წრედის ელემენტებში გადის უფრო მეტი ვიდრე ნომინალური დენი. მომდევნო წრეში მე დავუკავშირე შვიდი სეგმენტის ჩვენება პირდაპირ ცვლის რეგისტრს ყოველგვარი რეზისტორის გარეშე. შვიდი სეგმენტის ჩვენებისთვისაც კი არ არის უსაფრთხო რეგისტრატორისთვის და ორივე შეიძლება დაიწვას ამ კავშირის საშუალებით. Tinkercad აჩვენებს ფაქტს წითელი ვარსკვლავებით.

მომდევნო წრეში, მე დავამატე ერთი 180 ოჰმიანი რეზისტორი LED- ის თითოეულ სეგმენტზე. დაახლოებით 14.5mA დენი გადის ეკრანის თითოეულ სეგმენტზე, რომელიც ინახება ეკრანისთვის. სიმულაციიდან ჩანს, რომ ეს წინააღმდეგობის მნიშვნელობა არ არის უსაფრთხო IC- სთვის. ცვლის რეგისტრატორის მაქსიმალური მიმდინარე სიმძლავრეა 50mA. ასე რომ, IC არის უსაფრთხო სამამდე ეკრანის სეგმენტზე (14.5 x 3 = 43.5mA). თუ სამზე მეტი სეგმენტი ხდება IC- ზე შეიძლება დაიწვას (მაგ. 14.5 x 4 = 58mA). მწარმოებლის უმეტესობა ყურადღებას არ აქცევს ამ ფაქტს. ისინი ითვლიან რეზისტორის მნიშვნელობას მხოლოდ ეკრანის გათვალისწინებით.

მაგრამ თუ ისინი მოახდენენ სქემის სიმულაციას Tinkercad– ში, ამ შეცდომის დაშვების შანსი ნულის ტოლდება. რადგან Tinkercad გაგაფრთხილებთ წითელი ვარსკვლავის ჩვენებით.

თქვენ შეგიძლიათ დააკვირდეთ სიტუაციას მაუსის კურსორის ვარსკვლავზე გადაფრენისას, როგორც ეს ნაჩვენებია ქვემოთ.

შემდეგი დიზაინი არის სრულყოფილი, სადაც მე ვირჩევ 470 ohm რეზისტორს ეკრანის თითოეული სეგმენტისთვის. სქემის სიმულაციისას გამოიყენეს არტაინოს ატაშე ესკიზი.

ნაბიჯი 2: გაზომეთ ძაბვა, დენი, წინააღმდეგობა და ტალღის ფორმა

მიმდინარე და ძაბვის გაზომვა დიდი პრობლემაა ელექტრონული წრედისთვის, განსაკუთრებით საჭიროა მრავალი პარალელური გაზომვა. Tinkercad– ის სიმულაციას შეუძლია ამ პრობლემის გადაჭრა ძალიან მარტივად. თქვენ შეგიძლიათ მარტივად გაზომოთ მიმდინარე ძაბვა და წინააღმდეგობა. ამის გაკეთება შეგიძლიათ ერთდროულად რამდენიმე ფილიალისთვის. შემდეგი კონფიგურაცია აჩვენებს წრედის საერთო დენსა და ძაბვას.

თქვენ ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ ოსცილოსკოპი ტალღის ფორმის დასაკვირვებლად და სიხშირის გასაზომად.

ზემოთ მითითებულ oscilloscope აჩვენებს საათის სიგნალს Arduino. თქვენ ასევე შეგიძლიათ გაზომოთ მრავალი ფილიალის მიმდინარე და ძაბვა ერთდროულად, რაც ძალიან ეფექტურია. თუ გსურთ გაზომოთ რამოდენიმე ტოტი ერთდროულად მულტიმეტრის გამოყენებით პრაქტიკული წრიდან, ეს ძალიან რთული იქნება. მაგრამ Tinkercad– ში ამის გაკეთება ძალიან მარტივად შეგიძლიათ. მომდევნო წრეში, მე გამოვიყენე მრავალი ამმეტრი, რათა გავზომე დენი სხვადასხვა ტოტიდან.

ნაბიჯი 3: პროგრამის წერა და სერიული მონიტორის გამოყენება

Tinkercad– ის მიკროსქემის ერთ – ერთი საინტერესო და სასარგებლო თვისებაა ის, რომ მას აქვს კოდის რედაქტორი და თქვენ შეგიძლიათ ჩაწეროთ პროგრამა Arduino– სა და ESP8266– ისთვის პირდაპირ მისი გარემოდან. თქვენ ასევე შეგიძლიათ შეიმუშაოთ პროგრამა გრაფიკული გარემოს გამოყენებით ბლოკის რეჟიმის არჩევით. ეს ძალიან გამოსადეგია შემქმნელისა და ჰობისთვის, ვისაც არ აქვს პროგრამირების გამოცდილება.

მას ასევე აქვს ჩამონტაჟებული Debugger, საიდანაც შეგიძლიათ კოდის გამართვა. გამომმუშავებელი დაგეხმარებათ თქვენი კოდის ხარვეზის (შეცდომის) იდენტიფიცირებაში და მის გამოსწორებაში (გამართვაში).

Tinkercad მიკროსქემს ასევე აქვს სერიული მონიტორი და თქვენ შეგიძლიათ სენსორის მნიშვნელობის მონიტორინგი და თქვენი წრის გამართვა ძალიან მარტივად. შემდეგი წრე გამოიყენებოდა PIR და ულტრაბგერითი სენსორის შესამოწმებლად და მონაცემების სერიულ მონიტორზე = შესანახად.

წრეზე წვდომა შეგიძლიათ ბმულიდან:

ნაბიჯი 4: დიდი და რთული სქემის სიმულაცია (საათი თერმომეტრით და ლუქს მეტრით)

Tinkercad– ში შეგიძლიათ ნებისმიერი რთული სქემის სიმულაცია, სანამ მას პრაქტიკულად გააკეთებთ. მას შეუძლია დაგიზოგოთ ძვირფასი დრო. კომპლექსურ წრეში შეცდომის დაშვების შანსი ძალიან დიდია. თუ პირველად შეამოწმებთ Tinkercad– ში, ეს შეიძლება იყოს ძალიან ეფექტური, რადგან თქვენ იცით, რომ თქვენი სქემა და პროგრამა იმუშავებს თუ არა. შედეგად, თქვენ ასევე შეგიძლიათ შეცვალოთ და განაახლოთ თქვენი წრე თქვენი მოთხოვნილების შესაბამისად.

მე სიმულაცია გავუკეთე რთულ წრეს Tinkercad– ში და ეს არის საათის ჩართვა თერმომეტრით და ლუქსი მეტრით. წრე იკვებება 9 ვ ბატარეიდან 5 ვ რეგულატორით. ექვსი, შვიდი სეგმენტის ჩვენება გამოიყენება დროის ჩვენებისათვის საათში, წუთსა და წამში. ოთხი ღილაკი ერთჯერადი ანალოგური შეყვანის გამოყენებით გამოიყენება დროის შესაცვლელად. სიგნალიზაციის დასაყენებლად არის დაკავშირებული ზუზუნი. LM35 IC გამოიყენება გარემოს ტემპერატურის შეგრძნების საჩვენებლად. ლუქსის გასაზომად გამოიყენება გარე განათების სენსორი.

ციფრული ღილაკის გადამრთველი გამოიყენება Arduino pin #7 -ში. ეს ღილაკის გადამრთველი გამოიყენება ვარიანტის შესაცვლელად. სტანდარტულად, ის აჩვენებს დროს ან მუშაობს საათის რეჟიმში. პირველი პრესისთვის ის აჩვენებს ტემპერატურას და აჩვენებს ლუქსის დონეს მეორე პრესისთვის.

ნაბიჯი 5: აპარატურის დანერგვა

სქემის სიმულაციისა და პროგრამის და წინააღმდეგობის რეგულირების შემდეგ, ეს არის სრულყოფილი დრო სქემის პრაქტიკულად განსახორციელებლად. პრაქტიკული წრე შეიძლება განხორციელდეს პურის დაფაზე, თუ გსურთ პროტოტიპის გაკეთება სადმე საჩვენებლად. პურის დაფის სქემას აქვს რამდენიმე დადებითი და უარყოფითი მხარე. პურის დაფის სქემის მთავარი უპირატესობა ის არის, რომ ის ადვილად შეიძლება შეიცვალოს და ამისათვის არ არის საჭირო შედუღება. მეორეს მხრივ, პურის დაფის კავშირი შეიძლება ადვილად დაიკარგოს და რთული წრედის ამოცნობა ძალიან რთულია.

თუ გსურთ ის პრაქტიკული გამოყენებისთვის გახადოთ შედუღებული PCB წრე საუკეთესოა. თქვენ შეგიძლიათ მარტივად გააკეთოთ თქვენი საკუთარი PCB წრე სახლში. ამისათვის სპეციალური ინსტრუმენტები არ არის საჭირო. თუ გსურთ იცოდეთ წვრილმანი PCB– ს შესახებ, შეგიძლიათ მიჰყევით ამ სასიამოვნო ინსტრუქციებს.

1. სახლში დამზადებული PCB ეტაპობრივად recwap.

2. PCB დამზადება-სახელმძღვანელო პინომელეანის მიერ

თქვენ ასევე შეგიძლიათ შეუკვეთოთ ონლაინ პროფესიული PCB. რამდენიმე მწარმოებელი გთავაზობთ PCB ბეჭდვის მომსახურებას ძალიან დაბალ ფასად. SeeedStudio Fusion PCB და JLCPCB არის ორი ყველაზე ცნობილი მომსახურების მიმწოდებელი. თქვენ შეგიძლიათ სცადოთ ერთი მათგანი.

[შენიშვნა: ზოგიერთი სურათი გროვდება ინტერნეტიდან.]

მეორე პრიზი ელექტრონიკის რჩევებისა და ხრიკების გამოწვევაში