آموزش نرم افزار psim
بسیاری از کسانی که به وسیله کامپیوتر مدارات الکترونیک را شبیه سازی می کنند بسته به سلیقه و توانایی و تبحری که در یک نرم افزار دارند شبیه سازی را فقط با یک نرم افزار بخصوص انجام می دهند. قبلا مطلب مهندس همه فن حریف و یکه تاز میدان بود و کاربرد بسیار زیادی در مهندسی الکترونیک داشت اما قدرت matlab در شبیه سازی علوم مهندسی به واسطه ی toolbox هایی است که از طرف شرکت های دیگر به صورت plugin برای هسته آن نوشته می شود و هسته آن قادر به شبیه سازی نیست .قصد ما در اینجا این نیست که matlab را بررسی کنیم یا قابلیت آن را زیر سوال ببریم بلکه فقط اشاره ای گذرا برای کسانی است که فکر می کنندکه matlab غیر از رسم نمودار های ریاضی و عملیات پیچیده کار دیگری انجام نمی دهد.toolbox های مطلب امروزه برای همه رشته های تحقیقاتی و مهندسی در دسترس است و احتمالا تا آینده ای دور نتوان جایگزینی در این مورد برای matlab پیدا کرد.علاوه بر نرم افزار matlab که خروجی یک سیستم الکتریکی را پردازش می کند نرم افزار های دیگری همچون Orcad و Pspice نیز وجود دارند که در ورژن جدید این دو نرم افزار به یک نرم افزار واحد با نام orcad Pspice تبدیل شده است ( کتابخانه و شبیه ساز pspice توسط orcad خریداری شده است ).بعد از این دو نرم افزار نرم افزار Psim جزء پر طرفدار ترین نرم افزار های شبیه سازی برای مدارات الکتریکی است.
این نرم افزار برای شبیه سازی مدارات قدرت مفید است اما در مدارات الکترونیک صنعتی آمده است تا خودی نشان دهد. مداراتی را که با psim می توان ظرف چند دقیقه می توان پیاده سازی کرد به وسیله pspice مطمئنا بیشتر از آن چیزی که فکر می کنید وقت گیر خواهد بود ( شاید هم در آخر به نتیجه مطلوب نرسید).
Psim با همه قدرتش در اوج سادگی و روان دستی دو عیب دارد ( البته از نظر من) :
1- نسخه ای که ما از آن استفاده می کنیم نسحه student آن می باشد و محدودیت های زیادی دارد . برای استفاده از همه امکانات این نرم افزار باید آن را بخرید ( بسوزه پدر بی پولی).یکی از محدودیت های این نرم افزار محدودیت تعداد قطعات موجود در یک شماتیک و همچنین محدودیت رسم تعداد منحنی ها ( فکر کنم بیشتر از 8 تا را اجازه نمی دهد) و محدودیت تعداد نقاط روشن شده برای رسم یک منحنی ( 6000 نقطه ).
2- عیب دیگر این نرم افزار ایده آل بودن قطعات آن است . در نرم افزار pspice قطعات دارای یک تولرانس هستند و بنابراین خروجی هم به حالت واقعی بیشتر نزدیک می شود اما در Psim تولرانسی برای قطعات تعریف نمی کنیم .این مورد برای طراحی صنعتی مشکل ساز است و برای استفاده آموزشی شاید خوب هم باشد.
البته این در نسخه Demo است و شاید در نسخه ثبت شده آن این مشکلات وجود نداشته باشد.
نرم افزار psim نسخه demo را می توانید از سایت آن در آدرس زیر دانلود کنید ( نسخه زمان نگارش این مقاله 7 است).
برای آشنایی بیشتر با این برنامه چند مدار ساده انتخاب کرده ام که با هم آنها را رسم می کنیم و سپس شبیه سازی می کنیم.
به کلیه قطعات کتابخانه های psim می توانید از طریق منوی Elements دست پیدا کنید . در این منو قطعات بر اساس نوع طبق بندی شده اند برای مثال منابع در زیر منوی sources و المان های قدرت در زیر منوی Power و ... هستند .
با کلیک بر روی هر طبقه لیست آن طبقه نشان داده خواهد شد و می توانید با انتخاب آن المان را به صفحه طراحی وارد کنید.
برای شروع می خواهیم یک مدار ساده دیودی را طراحی کنیم
ابتدا از منوی File بر روی گزینه New کلیک می کنیم .یک صفحه جدید برای طراحی باز می شود .
از منوی Elements گزینه sources و سپس voltage و در نهایت گزینه Sine را برای انتخاب یک منبع ولتاژ سینوسی انتخاب کنید.
مکان نما به شکل یک منبع سینوسی در می آید با حرکت مکان نما آن را به مکان دلخواه انتقال دهید و سپس بر روی صفحه کلیک کنید تا منبع در مکان دلخواه قرار گیرد .
دیود را هم از مسیر زیر انتخاب کنید Elements>>Power>>switches>>Diode
در صورتی قطعه در موقعیت نامناسبی قرار دارد می توانید با کلیک بر روی آن و راست کلیک قطعه را به صورت ساعتگرد 90 در جه بچرخانید
مقاومت را از مسیر زیر انتخاب کنید
Elements>>Power >> RLC branches>>resistor
در نهایت آخرین جزء مدار که برای همه مدار ها لازم است Ground را از مسیر زیر انتخاب کنید .
Elements>>Other>>ground
کار بعدی ما ایجاد ارتباط بین المانهای مدار یا همان سیم بندی است ابزار سیم را ازtoolbar بالای صفحه زیر نوار منو انتخاب کنید
بر روی ترمینال یکی از قطعات کلیک کنید و دکمه ماوس را پایین نگه دارید وسپس آن را به ترمینال قطعه دیگر بکشید و ماوس را رها کنید . بدین ترتیب یک سیم بین دو ترمینال قطعات کشیده می شود . تا تکمیل مدار این کار را انجام دهید . حالا مدار به شکل دلخواه در آمده است .
با کلیک بر روی المانها مقادیر آنها را مشاهده کنید و سپس به مقادیر دلخواه و منطقی تغییر دهید.
مقدار مقاومت را 10K و دامنه منبع سینوسی را 100v و فرکانس آن را 50HZ بگیرید .
حال نوبت به شبیه سازی مدار است می خواهیم ولتاژ دو سر مقاومت را مشاهده کنیم .برای مشاهده یک مشخصه مدار باید از پروب استفاده کنیم در toolbox پایین صفحه پروب ها نشان داده شده اند . برای ولتاژ دو نوع پروب داریم یک نوع پروب که فقط دارای یک ترمینال است ولتاژ نقطه ای را که به آن متصل می شود را نسبت به زمین مدار بر میگرداند و پروب دو سر اختلاف ولتاژ دو سر خود را بر می گرداند . بر روی سیم بین مقاومت و دیود یک پروب قرار می دهیم .و سپس برای شبیه سازی کلید F8 را می زنیم یا از منوی simulate گزینه run simulation را انتخاب می کنیم .
که پنجره ای باز می شود که در طرف چپ آن تعدادی پروب های کار گذاشته شده در مدار قرار دارد بر روی نام پروب کلیک کنید و سپس بر روی دکمه ADD کلیک کنید تا به قسمت راست افزوده شود .سپس بر روی Ok کلیک کنید . نمودار ولتاژ مقاومت رسم می شود اما فقط در بازه یک نیم سیکل برای افزایش زمان شبیه سازی از منوی Simulate گزینه Simulate control را انتخاب و بر روی صفحه قرار دهید . سپس با دابل کلیک بر روی آن گزینه ی Total time را به 0.05 تغییر دهید . و دوباره کلید F8 را بزنید.
