การเขียนแบบและออกแบบด้วยคอมพิวเตอร์ การจำลองวงจรไฟฟ้า อ.กฤติเดช จินดาภัทร์ www.charprom.com

การออกแบบและพัฒนาวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ดีนั้นจำเป็นต้องทราบผลลัพธ์ของวงจรว่าเป็นไปตามวัตถุประสงค์ที่ออกแบบไว้หรือไม่ ซึ่งในสมัยอดีตที่ผ่านมาเครื่องคอมพิวเตอร์ยังมีประสิทธิภาพต่ำการออกแบบและพัฒนาวงจรอิเล็กทรอนิกส์ยังต้องใช้วิธีการนำอุปกรณ์ต่าง ๆ มาต่อวงจรจริงซึ่งค่อนข้างยุ่งยากในการจัดซื้ออุปกรณ์ต่าง ๆ รวมทั้งยังต้องการเครื่องมือพิเศษอีกหลายชนิด เช่น แหล่งจ่ายไฟฟ้าแบบปรับค่าได้ และออสซิลโลสโคป เป็นต้น อีกทั้งหากผู้ทดลองต่อวงจรไม่ถูกต้องก็จะทำให้เกิดความเสียหายต่ออุปกรณ์และเครื่องมือต่าง ๆ ได้

คุณสมบัติของโปรแกรม จำลองการทำงานของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ทั้งวงจรแอนะลอกและดิจิตอลและไมโครคอนโทรลเลอร์ ออกแบบแผ่นวงจรพิมพ์ ทดสอบการทำงานของวงจรและวัดค่าพารามิเตอร์ต่าง ๆ

ตัวอย่างวงจร Op amp

การจำลองกำรทำงานของวงจร Op amp

วงจรไมโครคอนโทรเลอร์

ไฟล์งานของโปรแกรมโพรทีอุส ไฟล์งานของโปรแกรมโพรทีอุสมีทั้งสิ้น 5 ชนิด ประกอบด้วย 1. Project Files (*.PDSPRJ) รวบรวมและจัดเก็บข้อมูลของการเขียนวงไว้ทั้งหมด ประกอบด้วย ข้อมูลสกีลเมทิค (Schematic data) ข้อมูลเลเอาท์ (Layout data) ฐานข้อมูลโปรแกรม (Project database) ข้อมูลการจำลองการทำงานต่าง ๆ 2. Workspace Files (*.WORKSPACE) เก็บข้อมูลช่วยสำหรับการเปิดไฟล์งาน เช่น ตำแหน่ง ของวงจรบนจอมอนิเตอร์ รายการอุปกรณ์ การออกแบบต่าง ๆ 3. Section Files (*.SEC) เก็บข้อมูลส่วนประกอบต่าง ๆ ของการเขียนวงจร ซึ่งสามารถส่งออก และนำเข้าไฟล์งานได้จากคำสั่งบนแถบเมนู 4. Module Files (*.MOD) ใช้ร่วมกับการออกแบบตามลำดับชั้นของโพรทีอุส 5. Library Files (*.LIB) เก็บข้อมูลสัญลักษณ์และไลบารี่ที่ถูกเรียกใช้งานในการเขียนวงจร

การติดตั้งโปรแกรม

การใช้งานโปรแกรมโพรทีอุส ISIS ใช้สำหรับเขียนวงจรและจำลองการทำงาน ARES ใช้สำหรับออกแบบแผ่นวงจรพิมพ์ของวงจรที่ทดสอบแล้ว

การใช้งานโปรแกรมโพรทีอุส ISIS ใช้สำหรับเขียนวงจรและจำลองการทำงาน ARES ใช้สำหรับออกแบบแผ่นวงจรพิมพ์ของวงจรที่ทดสอบแล้ว NewProject>[name]ใส่ชื่อโปรเจคที่ต้องการ,[path]กำหนดโฟลเดอร์ปลาบทา Create a schematic from the selected template>เลือกตามลักษณะขนาดแผ่นงานตามความต้องการ Create firmware project >คือ โครงงานที่มีไมโครคอนโทรเลอร์เป็นส่วนประกอบในวงจรและต้องการจำลองการเขียนโปรแกรมในไมโครคอนโทรเลอร์ เพื่อกำหนดตระกูลเบอร์ของไมโครคอนโทรเลอร์ และโปรแกรมคอมไพลเออร์

การบันทึกโครงงาน 1. คลิกที่แถบเมนู File > Save project as ใช้ในกรณีที่ต้องการเปลี่ยนชื่อโครงงานใหม่ 2. คลิกที่แถบเมนู File > Save project หรือ กดปุ่ม Ctrl + s หรือ คลิกไอคอน บันทึกใช้ในกรณี ที่ต้องการบันทึกชื่อโครงงานเดิม

การสั่งพิมพ์โครงงาน การพิมพ์วงจรที่สร้างขึ้นบนโปรแกรมโพรทีอุสทำได้โดยใช้คำสั่ง File > Print design จะปรากฏหน้าต่าง Print design 1. What to print ใช้กำหนดแผ่นงานที่ต้องการพิมพ์ โดย 1.1. Current sheet คือ พิมพ์แผ่นงานปัจจุบัน 1.2. All sheet คือ พิมพ์แผ่นงานทั้งหมด 2. Scale ใช้สำหรับกำหนดสเกลของการพิมพ์บนกระดาษ โดย 2.1. 1 : 1 (Normal) คือกำรพิมพ์ในขนำดปกติ 2.2. พิมพ์แบบย่อ สามารถกำหนดให้ย่อขนาดการพิมพ์ได้ตั้งแต่ 33% 50% 66% และ 75% 2.3. Fit to page โปรแกรมจะย่อขนาดวงจรให้พิมพ์ได้เต็มหน้ากระดาษพอดี 3. Page orientation ใช้เลือกว่าจะพิมพ์ตามแนวตั้ง (Portrait) หรือ แนวนอน (Lanscape)

องค์ประกอบของโปรแกรม

องค์ประกอบของโปรแกรม 1.1. หน้าต่างแก้ไขวงจร (Editing window) 1.2. หน้าต่างภาพรวม (Overview window) 1.3. หน้าต่างเลือกอุปกรณ์ (Object selector) 1.4. แถบเครื่องมือ (Tools bar) 1.5. แถบเมนู (Menu bar)

การแสดงภาพวงจรบนหน้าต่างแก้ไขวงจร 1.การแพน (Panning) 2.การซูม (Zoom) 3.แถบเครื่องมือ 1.2. กลุ่มคำสั่ง Application Commands 1. Home หมายถึง กลับสู่หน้าหลักของโปรแกรม 2. Schematic capture หมายถึง เข้าสู่โปรแกรมออกแบบวงจร 3. PCB layout หมายถึง เข้าสู่โปรแกรมออกแบบแผ่นวงจรพิมพ์ 4. 3 D visualizer หมายถึง เข้าสู่ส่วนการแสดงผล 3 มิติ 5. Gerber viewer หมายถึง การเชื่อมโยงหน้าต่างการทำงาน 6. Design expoler หมายถึง กำรตรวจสอบการออกแบบวงจร 7. Bill of material หมายถึง แสดงรำยกำรอุปกรณ์ในวงจร 8. Source code หมายถึง แสดงโค้ดของโปรแกรม 9. Over view หมายถึง แสดงหน้าต่างความช่วยเหลือ 1.1. กลุ่มคำสั่ง File / Project Commands 1.1. New project หมายถึง สร้างงานใหม่ 1.2. Open project หมายถึง เปิดงานใหม่ 1.3. Save project หมายถึง บันทึกงาน 1.4. Close project หมายถึง ปิดงาน

การแสดงภาพวงจรบนหน้าต่างแก้ไขวงจร 1. การแพน (Panning) 2. การซูม (Zoom) 3. แถบเครื่องมือ 4. ชนิดของเคอร์เซอร์

การแสดงภาพวงจรบนหน้าต่างแก้ไขวงจร 1. การแพน (Panning) 2. การซูม (Zoom) 3. แถบเครื่องมือ 4. ชนิดของเคอร์เซอร์

3. แถบเครื่องมือ 3.1 กลุ่มคำสั่ง File / Project Commands 3.1.1. New project หมายถึง สร้างงานใหม่ 3.1.2. Open project หมายถึง เปิดงานใหม่ 3.1.3. Save project หมายถึง บันทึกงาน 3.1.4. Close project หมายถึง ปิดงาน

3.แถบเครื่องมือ 3.2. กลุ่มคำสั่ง Application Commands 3.2.1. Home หมายถึง กลับสู่หน้าหลักของโปรแกรม 3.2.2. Schematic capture หมายถึง เข้าสู่โปรแกรมออกแบบวงจร 3.2.3. PCB layout หมายถึง เข้าสู่โปรแกรมออกแบบแผ่นวงจรพิมพ์ 3.2.4. D visualizer หมายถึง เข้าสู่ส่วนการแสดงผล 3 มิติ 3.2.5. Gerber viewer หมายถึง การเชื่อมโยงหน้าต่ำงการทำงาน 3.2.6. Design explore หมายถึง การตรวจสอบการออกแบบวงจร 3.2.7. Bill of material หมายถึง แสดงรายการอุปกรณ์ในวงจร 3.2.8. Source code หมายถึง แสดงโค้ดของโปรแกรม 3.2.9. Over view หมายถึง แสดงหน้าต่างความช่วยเหลือ

3.แถบเครื่องมือ 3.3 กลุ่มคำสั่ง Display Commands 3.3.1. Redraw display หมายถึง ทำการวาดใหม่ 3.3.2. Toggle guide หมายถึง แสดง / ไม่แสดงเส้นไกด์การเขียนแบบและออกแบบงานอิเล็กทรอนิกส์ด้วยคอมพิวเตอร์ 3.3.3. Toggle false origin หมายถึง สลับค่าเริ่มต้น 3.3.4. Center at cuesor หมายถึง เลื่อนภาพ ณ จุดเคอร์เซอร์ให้มาอยู่กลางจอภาพ 3.3.5. Zoom in หมายถึง ขยายภาพเข้า 3.3.6. Zoom out หมายถึง ขยายภาพออก 3.3.7. Zoom to view entire sheet หมายถึง ดูภาพทั้งแผ่นงาน 3.3.8. Zoom to area หมายถึง ขยายภาพเฉพาะพื้นที่

แถบเครื่องมือ 3.4. กลุ่มคำสั่ง Editing Commands 3.4.1. Undo changes หมายถึง ยกเลิกการทำงานของคำสั่งล่าสุด 3.4.2. Redo changes หมายถึง ทำซ้ำคำสั่งล่าสุด 3.4.3. Cut to clipboard หมายถึง ตัดและนำไปเก็บยังคลิปบอร์ด 3.4.4. Copy to clipboard หมายถึง คัดลอกและนำไปเก็บยังคลิปบอร์ด 3.4.5. Paste from clipboard หมายถึง วางจากคลิปบอร์ด 3.4.6. Block copy หมายถึง คัดลอกสิ่งที่อยู่ในบล็อก 3.4.7. Block move หมายถึง ย้ายสิ่งที่อยู่ในบล็อก 3.4.8. Block rotate หมายถึง หมุนสิ่งที่อยู่ในบล็อก 3.4.9. Bloge delete หมายถึง ลบสิ่งที่อยู่ในบล็อก 3.4.10. Pick parts from libralies หมายถึง เลือกชิ้นส่วนจากชุดอุปกรณ์ 3.4.11. Make device หมายถึง กำหนดอุปกรณ์ใหม่ 3.4.12. Packing tool หมายถึง เครื่องมือสร้างแพ็กเกจ 3.4.13. Decompose หมายถึง แยกส่วนอุปกรณ์

แถบเครื่องมือ 3.5. กลุ่มคำสั่ง Design Tools 3.5.1. Wire auto router หมายถึง เส้นเชื่อมต่อวงจรอัตโนมัติ 3.5.2. Search tag หมายถึง ค้นหาอุปกรณ์ 3.5.3. Property assignment tool หมายถึง เครื่องมือกำหนดคุณสมบัติอุปกรณ์ 3.5.4. New (root) sheet หมายถึง สร้างแผ่นงานใหม่ 3.5.5. Remove / delete sheet หมายถึง ลบแผ่นงาน 3.5.6. Exit to parent sheet หมายถึง กลับสู่แผ่นงานหลัก 3.5.7. Electrical rules check หมายถึง การตรวจสอบกฏทางไฟฟ้า

แถบเครื่องมือ 3.6. กลุ่มคำสั่ง Main Modes 3.6.1. Selection mode หมายถึง เคอร์เซอร์เลือกการทำงาน 3.6.2. Component mode หมายถึง โหมดอุปกรณ์พื้นฐาน 3.6.3. Junction dot mode หมายถึง โหมดเส้นทางและการเชื่อมต่อ 3.6.4. Wire lable mode หมายถึง โหมดการใช้เลเบลแสดงการเชื่อมต่อวงจรแทนเส้นเชื่อมต่อ 3.6.5. Text scrip mode หมายถึง โหมดสคริปต์ข้อความ 3.6.6. Buses mode หมายถึง โหมด โหมดการเดินเส้นบัส 3.6.7. Subcircuit mode โหมดเลือกตำแหน่งวงจร

แถบเครื่องมือ 3.7. กลุ่มคำสั่ง Gadgets 3.7.1. Terminal mode หมายถึง โหมดการเลือกใช้งานเทอร์มินัล 3.7.2. Device pin mode หมายถึง โหมดการเลือกใช้อุปกรณ์บนแผ่นวงจรพิมพ์ 3.7.3. Graph mode หมายถึง โหมดการใช้งานอุปกรณ์แสดงผลแบบกราฟ 3.7.4. Active popup mode หมายถึง โหมดการแสดงอุปกรณ์ที่ใช้งานล่ำสุด 3.7.5. Generator mode หมายถึง โหมดการใช้งานอุปกรณ์กำเนิดสัญญาณ 3.7.6. Probe mode หมายถึง โหมดการใช้งานโพรปวัดสัญญาณ 3.7.7. Instrument หมายถึง โหมดการเลือกใช้งานเครื่องมือวัด

แถบเครื่องมือ 3.8. กลุ่มคำสั่ง 2D Graphics 3.8.1. 2 D graphic line mode หมายถึง โหมดการใช้งานเส้นแบบ 2 มิติ 3.8.2. 2 D graphic box mode หมายถึง โหมดการใช้งานเส้นสี่เหลี่ยมแบบ 2 มิติ 3.8.3. 2 D graphic circle mode หมายถึง โหมดการใช้งานเส้นวงกลมแบบ 2 มิติ 3.8.4. 2 D graphic arc mode หมายถึง โหมดการใช้งานเส้นโค้งแบบ 2 มิติ 3.8.5. 2 D graphic close path mode หมายถึง โหมดการใช้งานเส้นปิดแบบ 2 มิติ 3.8.6. 2 D graphic text mode หมายถึง โหมดการใช้งานข้อความแบบ 2 มิติ 3.8.7. 2 D graphic symbols mode หมายถึง โหมดการใช้งานสัญลักษณ์แบบ 2 มิติ 3.8.8. 2 D graphic markers mode หมายถึง โหมดการใช้งานเครื่องหมายแบบ 2 มิติ

แถบเครื่องมือ 3.9. กลุ่มคำสั่ง Rotation 3.9.1. Rotate clockwise หมายถึง การหมุนสิ่งที่เลือกตามเข็มนาฬิกา 3.9.2. Rotate anti-clockwise หมายถึง การหมุนสิ่งที่เลือกทวนเข็มนาฬิกา 3.10. กลุ่มคำสั่ง Reflection 3.10.1. X – mirror หมายถึง การกลับสิ่งที่เลือกตามแนวแกนตั้ง 3.10.2. Y – mirror หมายถึง การกลับสิ่งที่เลือกตามแนวแกนนอน

ชนิดของเคอร์เซอร์ เคอร์เซอร คำอธิบาย Standard Cursor ใช้ในโหมดการเลือกวัตถุใด ๆ Placement Cursor ปรากฏเป็นสีขาวเมื่อผู้ใช้งานจะวางวัตถุใดๆ Hot Placement Cursor เป็นสีเขียวเมื่อเข้าใกล้จุดเชื่อมต่อของวัตถุ โดยผู้ใช้งานสามารถคลิกเมาส์ปุ่มซ้ายเพื่อเขียนเส้นเชื่อมต่อวงจร Bus Placement Cursor ปรากฏเป็นสีน้ำเงินเมื่อผู้ใช้งานต้องการเขียนบัสของวงจร โดยสามารถคลิกเมาส์ปุ่มซ้ายเพื่อเขียนเส้นบัสได้ Selection Cursor ปรากฏเมื่อเคลื่อนเมาส์ไปเหนือวัตถุที่ต้องการคลิก Move Cursor ปรากฏเมื่อเคลื่อนเมาส์ไปเหนือวัตถุที่ถูกคลิกเมาส์ปุ่มซ้าย โดยเมื่อคลิกปุ่มซ้ายค้างที่วัตถุใด ๆ จะเป็นการจับเพื่อเคลื่อนย้ายวัตถุนั้น Drag Cursor จะปรากฏเมื่อเคลื่อนเมาส์ไปเหนือเส้นเชื่อมต่อวงจร เมื่อคลิกเมาส์ปุ่มซ้ายค้างจะเป็นการเคลื่อนย้ายเส้น

A & Q Thank You ! www.charprom.com