gEDA - редактор схем
В этой и остальных частях мы выберем подходящую элементную базу, и постараемся, чтобы она заработала правильно, еще до того, как мы возьмемся за паяльник. Тогда, вместо монтажных соплей мы можем сразу разводить печатную плату. А смонтировав ее, возможно, лишь перепаять пару деталей. И у нас должен получиться рабочий экземпляр устройства, полезного для дома.
Кто пользователь симуляторов? Понятно, что они бесполезны для чайников, которые только учатся отличать резистор от конденсатора и не сильно нужны гуру с огромным опытом. Впрочем, если учесть, для чего они создавались, то и гуру хер с два обойдутся без них. Ведь симуляторы электроники содавались не для транзисторных схем, где можно навешать кучу щупов к приборам. Они создавались для проектирования интегральных схем, в которые никак не влезешь со щупами и крокодилами.
Теперь к схеме. Что должно заменить выключатель в цепи с лампочкой? Скорее всего, симистор или, как его еще называют, триак. Это два встречно-параллельно включенных тиристора. Они проводят в обе стороны и поэтому отлично подходят для переменного тока. К тому же, они широко распространены и недороги. Хорошо. С этим определились. Что должно включать и выключать сам симистор? Времязадающая схема, собственно таймер. Тогда останется только кнопка, и устройство готово.
У себя в барахле я нашел кучу самых поздних советских аналогов знаменитого чипа 555, КР1006ВИ1. Эти микросхемы попали ко мне из каких-то неликвидов. Это подойдет. К сожалению, у меня нет spice-моделей: ни подходящего симистора, ни знаменитой схемы 555. Я не могу найти ничего подходящего в интернете. Значит, все, что я могу - это нарисовать схему и напечатать ее на принтере. Я даже могу сделать печатную плату, но как она будет работать? И будет ли работать вообще? Хз...
Но я не отчаиваюсь. Если и вы не отчаиваетесь, то давайте в этом посте сделаем все, что можем (плату пока не надо), а в следующем займемся решением возникших проблем. Эти проблемы составляют настоящий кладезь для изучения симулятора ngspice и его великолепных возможностей.
Пока нам достаточно всего лишь научиться рисовать схемы и создавать собственные элементы, если их нет в готовых библиотеках. Частенько случается. Освоив эти простейшие вещи, мы остановимся и передохнем до нового поста. Так что, наша тема в этом посте вовсе не ngspice, а редактор принципиальных схем gschem.
Чтобы уменьшить число скриншотов, я постараюсь подсократить лишние манипуляции, предоставляя вам немного поэкспериментировать. Все можно найти в меню программы.
Запустим программу и рассмотрим ее окно:
Окно статуса подсказывает, где можно найти конфиги. Не исключено, что очень понадобится знать, где они находятся. В unix-подобных системах нет "реестра" - геморройной базы данных в стиле Windows. Сохраним файл, но не обязательно делать это в корне домашнего каталога и с именем по умолчанию. Я назвал его ltimer.sch - это можно увидеть в заголовке главного окна.
Можно начинать рисовать схему. В программах такого типа этот процесс очень упрощен тем, что в область окна вставляются уже готовые библиотечные элементы. Затем они переразмещаются подходящим образом и соединяются линиями связей. К библиотекам можно обратиться, нажав клавишу I (Insert запоминайте мнемонику клавиш):
В окне Select Component... есть две вкладки: In Use и Libraries. В использовании у нас пока только рамка оформления чертежа. Переключимся на вкладку библиотек:
Чтобы не раскрывать иерархию списков и не крутить ее вручную, мы можем просто начать писать название элемента, который нас интересует, в текстовом поле Filter. И часто мы получаем интересующий нас элемент, едва начав писать что-либо из относящегося к нему. Кликнув найденный элемент, мышью вставляем его в схему, кликая левой кнопкой. Правой кнопкой мы отменяем продолжение вставки.
Стоит обратить внимание, на то, что по умолчанию в схему вставляется ссылка на элемент. Есть и другие варианты вставки, но о них пока не будем. Дальше, очистив фильтр, ищем элементы re, vsi, vp, g - мы еще только начинаем писать, как нам попадаются необходимые элементы: резистор, источник синусоидального напряжения, источник импульсного напряжения и земля.
Земля, даже для самой простейшей симуляции совершенно необходима, по математическим соображениям. Иначе симулятор не сможет считать матрицы, составленные по уравнениям из законов Кирхгофа. Впрочем, это уже математические внутренности программы. Земля - это точка схемы с нулевым потенциалом и одновременно глобальный символ.
Немного о масштабировании схем в окне редактора. Это можно делать колесиком мыши. Но, если мы хотим сделать "прицельное" масштабирование с предпросмотром, то можно установить мышь в левый верх воображаемой рамки и нажать клавишу W (Window). Затем протянуть мышь - не нажимая ее кнопок! - в левый низ воображаемой рамки. По мере протягивания мы увидим голубенькую рамку.
Установив ее, как требуется, сделаем клик и немедленно получим отмасштабированное изображение в окне:
Передвигать отмасштабированный лист схемы можно при нажатой средней кнопке мыши, бегунками прокрутки или, колесом мыши при нажатых клавишах Shift (вверх-вниз) или Ctrl (вправо-влево).
Теперь мы видим элементы покрупнее и самое время заняться их атрибутами. Атрибутов может быть довольно много. (Но, конечно, без такого фанатизма как в OrCAD или PCAD.)
Давайте вызовем, для начала, "полный" редактор атрибутов элементов. Для этого кликом выделим один из них и нажмем клавишу E дважды (Edit Element). Появится окно:
В качестве примера отменим видимость одного из атрибутов выделенного элемента - value. Просто снимем галочку там, куда на скриншоте указывает мышь. Получим результат:
Теперь используем "одиночный" редактор свойств. Выделим надпись рядом с символом другого элемента и снова нажмем E,E:
Здесь автоматически будет выбран атрибут, который мы выбрали, и можно либо изменить его значение, либо управлять его видимостью. Сделаем его невидимым. Затем, кликая по обозначениям и надписям можно редактировать их. Знак вопроса заменяем на позиционные номера элементов. Можно использовать и имена, например, Rload будет представлять нагрузку. Добавляем в "большом" редакторе элемента (напомню, надо выделить весь элемент целиком и вызвать E,E) атрибут value и инициализируем его значениями номиналов элементов. Снимаем галочку показа имени атрибута.
Чтобы соединить элементы в схему, используем команду N (Net). Редактор перейдет в режим соединений выводов. Левой кнопкой кликаем, "паяем" выводы и тянем соединение к следующему выводу. Команды редактирования несложны. Любому узлу можно присвоить осмысленное имя. Например, выделим кликом цепь в районе Rload - вывод симистора. Команда A,A (Add Attribute). Пишем значение атрибута netname a (это пример, вы можете назвать узел схемы любым именем). Подтверждаем ОК. Все видимые атрибуты обычно показаны желтым цветом (в темной цветовой схеме). Кликая их, можно их перемещать при нажатой кнопке мыши, можно вращать командой E,R (Edit Rotate) относительно указателя мыши как центра вращения. Вращение идет по часовой стрелке на 90 градусов.
Схема готова. Напоследок поищем в библиотеках таймер 555. Этот элемент должен найтись! Вставлять его в схему пока не будем. Лучше запустите текстовый редактор и откройте файл, который мы только что правили в редакторе gschem и внимательно его рассмотрите. Если знать несложные правила, можно подправить все, что угодно, и без редактора gschem, в обычном текстовом редакторе. Файл текстовый и хорошо жмется в архивы. Этим UNIX и все ее клоны крайне выгодно отличаются от других операционных систем, где файлы с данными кодируются проприетарными двоичными форматами и хранятся буржуЯми в страшной тайне.
В следующем посте будет еще одна схема и много нового. Может быть, даже запустим симулятор. Кто знает...
Дальше