Microcap benzetim yazılımı kullanımı

Microcap başlangıç

Bu bölümde Microcap benzetim yazılımına kullanımına bir giriş yapacağız. Basit gerilim bölücü ve RC devre benzetimini öğreneceğiz.

Microcap nedir

Microcap, elektrik devrelerinin ve özellikle zayıf akım kolu dediğimiz düşük gerilimle çalışan elektronik devrelerin benzetimi için kullanılan bir benzetim yazılımıdır.

Elektronik devre benzetimi ne demek?

Bir tane elektronik devremiz olsun. Bu devreyi fiziksel olarak kurduğumuzda nasıl tepki vereceğini gösteren yazılımlara elektronik devre benzetim yazılımı denilir.

Elektronik devre benzetim yazılımları ne işimize yarar?

Örüt ağ ("internet") üzerinden bir elektronik devre buldunuz. Bu devrenin çalışıp çalışmadığını benzetim yazılımı kullanarak deneyebilirsiniz.

Elektronik benzetim yazılımları sayesinde bir devrenin iç çalışma prensibini daha iyi anlayabilirsiniz.

Elektrik Mühendisliği eğitimi osiloskop, sinyal üreteci .. gibi pahalı laboratuvar ekipmanlarına ihtiyaç duyar. Elektrik Mühendisliği konularını öğrenirken bir düzeye kadar bu pahalı ekipmanları satın almadan elektronik devrelerin çalışma prensibini ve devre tasarımını öğrenebilirsiniz.

Sayısal elektronik devre tasarımında Electric gibi benzetim yazılımları kullanılır.

Konumuz Electric yazılımı değil ama çok ilginç bir bilgi vermek istiyorum. Muadilleri bir lisans için milyon $ alırken Electric yazılımı ücretsizdir.

Konumuza dönersek elektronik devrelerin benzetimi için LTSpice ya da MicroCap yazılımlarını kullanabilirsiniz.

Microcap ise 39 yıllık bir yazılım firmasıymış. Kapanmış ve geliştirdikleri yazılımı tüm mühendislik camiasına hediye etmişler.

Microcap yazılımını aşağıdaki adresten indirebilirsiniz.

https://www.spectrum-soft.com/download/download.shtm

Microcap yazılımı, kullananların anlattığına göre 4500$'dan satılıyormuş. Yani 35.000 liralık bir yazılımdan bahsediyoruz.

Microcap yazılımı ile ilgili dersleri takip edebilmek için temel düzeyde elektronik bilgisi gerekebilir.

Buna bir örnek olarak işlemsel yükseltecin nasıl çalıştığını zaten biliyor olmalısınız. Eğer bilmiyorsanız başlangıç seviyesi bir elektronik dersi aldıktan sonra bu makalelerde anlatılanları uygulamanız faydalı olacaktır.

Basit gerilim bölücü

Bu derste 12 V bir pilin ucuna takılmış dirençlerden oluşan bir gerilim bölücü davranışını inceleyeceğiz.

Yeni bir kütük oluşturmak için File -> New yolunu takip ediyoruz. Bir tane devre şeması oluşturmak istediğimizi belirtmek üzere "Schematic File (cir)" seçip "OK" tuşuna basıyoruz.

Direnç gerilim bölücü

Yukarıda görüntüde, pilin üzerine gelip fare ile bir kere tıklıyoruz. Fareyi hareket ettirdiğinizde pilin de, fare ile beraber hareket ettiğini görebilirsiniz.

Fare ile sol tıkladığınızda, sizden pilin değerini girmenizi isteyecek. Burada değer "Value" kısmına 12 girebilirsiniz.

Microcap kullanarak bir bileşeni döndürmek için ilk önce bileşene sol fare ile tıklıyoruz. Sol fare basılı iken, sağ fare ile tıkladığınızda bileşenin kendi ekseni etrafında döndüğünü görebilirsiniz.

Benzer şekilde, bu sefer direnç sembolüne tıklayıp, pilin sağ üst köşesine yerleştiriyoruz. Burada değer 100 giriyoruz. 100 değeri direncin 100 ohm değerinde bir direnç olduğunu gösteriyor. Bu direncin hemen altına, gene değeri 100 ohm olan bir başka direnç ekliyoruz.

Microcap yazılımında bir bileşen seçili iken boşluk ("Space") tuşuna basarsanız seçim yordamına geçiş yapacaktır.

Seçim yordamı etkin iken, bileşenlerin hemen yanında bulunan 100, R1, R2 gibi etiketleri sağa sola taşıyabilirsiniz. Bir bileşeni ya da devrenin tamamını seçerek, bir yerden bir yere taşıyabilirsiniz.

Tekrar boşluk tuşuna bastığınızda ise bileşen seçme yordamına geçiş yapar.

Alttaki 100 ohmluk direncin yanına bir direnç daha ekleyelim. Bu sefer değer olarak 1000 (ya da 1K) girebilirsiniz.

Microcap'te devreyi yakınlaştırmak ya da uzaklaştırmak için Ctrl tuşu basılı iken fare tekerleğini çevirmemiz yeterli olacaktır.

Böylelikle gerekli bileşenleri yerleştirdik. Şimdi bu bileşenleri birbirine bağlamamız lazım.

Yukarıdaki resimde kablolama simgesini seçiyoruz. İki bileşeni bağlamak için, bir bileşenin ucuna sol fare ile tıklıyoruz.

Sol fare basılı iken, fareyi hareket ettiriyoruz. Sol fareyi bıraktığımız an kablonun çizildiğini görebilirsiniz.

Son olarak da en alta bir toprak simgesi yerleştiriyoruz.

Böylece basit gerilim bölücü devresini tamamlamış olduk.

Düğüm gerilimi ve kol akımı ölçümü

Şimdi Microcap yazılımından düğüm gerilimlerini ve her koldaki akımı hesaplamasını isteyeceğiz. Bunun için menü üzerinde "Analysis->Transient" ve çıkan ekranda "Run" yani çalıştır seçeneğine tıklıyoruz.

Bu görsel ekranı şimdilik göz ardı edeceğiz. O nedenle çarpı işaretinden kapatıyoruz.

Pembe ile gösterilen sayılar düğüm numaralarını gösteriyor. Siyah ile gösterilen sayılar bu düğüm üzerindeki gerilimi gösteriyor. Örneğin 1:6 şeklindeki gösterimde, 1 numaralı düğümün üzerindeki gerilimin 6 volt olduğunu görebiliriz.

Demek ki devreye 12 volt bir pil bağladığımızda R2 direnci üzerindeki gerilim 6 volt oluyor.

Mavi ve kutu içindeki rakamlar ise akımları gösteriyor.

Ana akımın 72 mA (mili Amper) olduğunu görebilirsiniz. Daha sonra bu iki kola ayrılıyor. İlk koldan 60mA ikinci koldan ise 12mA akım akıyor.

Gerilim bölücü düğüm gerilimi ve kol akımları

Devre ile işimiz bitti. Eğer denemek isterseniz R3 direncinin değerini değiştirdiğinizde 2. düğümdeki gerilimin değişip değişmediğine bakabilirsiniz.

Sığalık ve dirençten oluşan devre

Dirençler kullanarak oluşturduğumuz basit gerilim bölücü devreden sonra şimdi sığaç ("kondansatör") ve dirençten oluşan devreye bakacağız.

Bu devreye giriş gerilimi olarak ilk önce kare dalga, arkasından sinüs şeklinde bir işaret uygulayacağız.

Bir önceki bölümde öğrendiğimiz gibi yeni bir kütük oluşturun. İçerisine 0.1 uF bir sığaç ve 10K direnç ekleyiniz.

(uF mikro farad diye okunuyor. Buradaki u harfi bir Farad'ın 10^(-6) ile çarpımı anlamına geliyor. Diğer bir ifadeyle u milyonda biri anlamına geliyor. Daha fazla bilgi için mühendislik yazım biçimine bakabilirsiniz)

Burada tek değişiklik pil yerine bir gerilim kaynağı ekliyoruz. Gerilim kaynağı ile istediğimiz her türlü işaret biçimini elde edebiliriz.

İlk örnek olarak kare şeklinde bir işaret oluşturacağız. Aşağıdaki resimde kırmızı çemberler içinde açıklamaları bulabilirsiniz.

Microcap RC devre gerilim kaynağı

Bu değerleri seçtikten sonra (Toplam süresi 1 mili saniye, genişliği 0.5 mili saniye, genliği 5V olan darbe şeklinde bir işaret oluşturuyoruz. Burada genişlik derken, işaretin mantıksal "1" ya da "YÜKSEK" olduğu süreyi kast ediyoruz.) "OK" tuşuna basarak giriş işaretini oluşturuyoruz.

Bileşenleri birbirine bağladıktan sonra devrenin son halini aşağıda bulabilirsiniz.

RC devre

Tekrardan hesaplama yaptırmak istediğimiz için menü üzerinden "Analysis/Transient" seçeneğine tıklıyoruz.

Kısayol tuşu olan "Alt-1" tuşlarına aynı anda basarak da hesaplama yaptırabiliriz.

RC devre zamana bağlı benzetim

Burada zaman aralığında virgülle ayrılmış değerlere bakarsak, ilk değer zaman aralığının yüksek değerini yani 5 mili saniye, ikinci değer ise düşük değerini 0 gösteriyor.

Benzer şekilde gerilim aralığındaki 7.5 ise gerilimin alabileceği en yüksek değerin 7.5 volt, -5 ise gerilimin alabileceği en düşük değerin -5 volt olduğunu gösteriyor.

Dalga şekillerini ekranda görsel olarak gösterebilmek için çalıştır "Run" seçeneğine tıklıyoruz.

RC devre zamana göre işaret benzetimi

Kırmızı ile gösterilen sığaç üzerinde gerilimin zamana bağlı nasıl değiştiğine dikkat ediniz.

Eğer isterseniz R1 direncini 10k yerine 1k dirençle değiştirerek sığacın zamana bağlı gerilimini gözlemleyebilirsiniz.

Şimdi giriş işareti olarak sinüs şeklinde bir işaret uygulayacağız.

Bunun için V1 gerilim kaynağını çift tıklayıp giriş gerilimi olarak "Sin" seçiyoruz.

Gerilimin tepe değeri gene 5V ancak sıklığını 50 Hz olarak ayarlıyoruz. Eğer isterseniz çizdir "Plot" düğmesi ile işareti çizdirebilirsiniz.

Onayla "OK" tuşuna basarak devam ediyoruz.

Sinüs şeklinde giriş gerilimi

Tekrardan zamana bağlı gerilimleri göstermek için "Analysis/Transient" düğmesine basıyoruz. Tek farkla ki bu sefer süreyi 50m (50 mili saniye) olarak ayarlıyoruz.

Çalıştır "Run" seçeneğine tıkladığımızda aşağıdakine benzer bir çıktı görebilirsiniz.

RC devre sinüs şeklinde giriş geriliminin zamana bağlı değişimi

Mavi ile gösterilen işaret girişte uyguladığımız sinüs şeklinde işareti, kırmızı işaret ise 1 numaralı düğüm üzerindeki (R1 direnci üzerindeki) gerilimi gösteriyor.

Mavi ile gösterilen giriş işaretin ve kırmızı işaretli çıkış işaretinin tepe noktalarına dikkat ediniz. Giriş ve çıkış işaretlerinin tepe noktalarının birbiri ile örtüşmediğini görebilirsiniz.

Buna dalga kayması diyebiliriz.

Ayrıca çıkış işaretinin genliğinin de azaldığını görebilirsiniz.

Yorumlar

yorum yaz

Yorum yaz

Henüz yorum yok.