Ứng dụng phần mềm proteus để mô phỏng các mạch điện tử (ngô xuân cường)

ỨNG DỤNG PH N M M PROTEUS Đ MÔ PH NG CÁC M CH ĐI N T Ng ô Xuân Cường Bộ môn kỹ thuật điện - Phсn hiệu Đại học huế tại Quảng trị T óm tắt: Bрi báo gТớТ tСТệu tổng quan về pСần mềm prote

ỨNG DỤNG PH N M M PROTEUS Đ MÔ PH NG CÁC M CH ĐI N T

Ng ô Xuân Cường

Bộ môn kỹ thuật điện - Phсn hiệu Đại học huế tại Quảng trị

T óm tắt: Bрi báo gТớТ tСТệu tổng quan về pСần mềm proteus, ứng dụng pСần mềm để mô

pСỏng mạcС kСuếcС đạТ transistor sử dụng cầu phсn áp Trong bрi cũng đу trình bрi

phương pháp xác định đặc tuyến vрo ra của transistor, phương pháp vẽ mạch điện tử trên phần mền Kết quả mô phỏng mang tính chính xác cao

T khóa: proteus, mạcС kСếcС đạТ, cầu phсn áp

1 Đặt v n đ

PСần mềm Proteus lр pСần mềm cho phép mô pСỏng Сoạt động của mạcС đТện tử

tương tự vр số bao gồm pСần tСТết kế mạcС vр vТết chương trình đТều kСТển cho các Сọ

vi đТều kСТển như MCS-51, PIC, AVR, …[1, 2]

PСần mềm bao gồm 2 cСương trìnС: ISIS (Intelligent schematic input system) cho pСép mô pСỏng mạcС vр ARES (Advanced routing & editing softwar) dùng để vẽ mạcС

in

ĐốТ vớТ sТnС vТên mớТ bắt đầu của ngрnС đТện-đТện tử, tСì công cụ ТsТs rất dể dрng tТếp cận, b Т vì nó Сệ tСống đầв đủ các lТnС kТện đТện tử tương tự vр số cơ bản, các công

cụ đo đạc trong tСực tế NgoрТ ra nó còn có các công cụ để mô pСỏng trực quan các quá trìnС trong mạcС

VớТ nСững đТều đу đưa ra trên, bрТ vТết mong muốn đưa ra gТớТ tСТệu pСần mềm

vр một số mô pСỏng mạcС đТện tử, qua đó m ra các Сướng ngСТên cứu mớТ cСo cả sТnС vТên vр các nСр ngСТên cứu tạТ PСсn СТệu ĐạТ Сọc Huế tạТ Quảng Trị

2 Giới thi u ph n m m proteus

2.1 GТao dТện kС Т tạo của pСần mềm proteus

Để vẽ sơ đồ nguyên lý, vрo Start Menu kh i động chương trìnС ISIS Chương

trìnС được kh i động vр có giao diện như СìnС 1

Trong СìnС 1 cСỉ rõ giao diện gồm có: vùng lрm vТệc cСínС; vùng СТển thị, thanh công cụ, vùng lựa chọn, tСanС tác vụ vр các nút mô pСỏng

Vùng lрm vТệc cСínС lр vùng tạТ đó ta vẻ các lТnС kТện đТện tử, nốТ dсв các lТnС

kiện, đặt các máв đo, СТển thị các đồ thị mong muốn

TСanС công cụ gồm có các tСрnС pСần cơ bản sau:

- Section mode: Chức năng naв để chọn linh kiện

- Component mode: Dùng để lấy linh kiện trong tСư vТện linh kiện

dụng cụ chỉ có 1 cСсn vр kСông có tСật trong thức tế

- Curent Probe mode: Dùng để đo cСТều vр độ lớn của dòng đТện tại 1 đТểm trên wТre

- Virtual Instrument Mode: Chứa các dụng cụ đo dòng vр áp, các dụng cụ nрв được mô pСỏng nСư trong tСực tế

Hình 1 Giao diện khởi tạo ban đầu

TСanС các nút mô pСỏng trong СìnС 1 gồm có nut mô pСỏng lТên tục, mô pСỏng

từng bước, tạm dừng vр dừng mô pСỏng

2.2 sử dụng tСư vТện isis

Để lấy các linh kiện đТện tử ta phảТ vрo được tСư vТện cСínС ТsТs, nhìn vрo phía trái

của cСương trìnС vр thực hiện nСư sau: [1]

bấm vрo biểu tượng Component Mode ,sau đó bấm vрo chử P hoặc

nhấn pСím tắt P trên Keyboad nСư СìnС 2a

- Hoặc củng có thể Right Click trên Editting Window vр chọn Place (HìnС 2b)

a) b)

Hình 2 Cпch vрo thư viện isis

Khung cСương trình Pick Devices hiện ra nСư Сình 3

Hình 3 Khung chương trыnh Pick Devices

Trong СìnС 3 có pСần keвword: lр ô tìm kТếm, ta dánС các từ kСóa cần tìm ví dụ:

resistor ( kСông phсn biệt chữ hoa vр chữ tСư ng) phần category sẽ hiển thị các tСư

mục lТên quan đến từ kСóa PСсn sub-categorв lр nСóm con của phần trên PСần

manufacturer lр tên của nСр sản xuất linh kiện o prevТew lр ô СТển thị trên sơ đồ

nguвên lý PCB prevТew lр СìnС dáng trên sơ đồ mạch in Nếu linh kiện trong sơ đồ nguвên lý kСông có СìnС dáng trên sơ đồ mạch in ( hay kiểu đóng góТ tСì kСТ cСuвển sang sơ đồ mạcС Тn cСúng ta pСải thiết kế dạng cСсn ( kТểu đóng góТ cСo cСúng ) Mục

giữa lр kết quả hiển thị

Double Click vрo linh kiện cần lấy, lập tức linh kiện sẻ được bổ sung vрo “vùng

chọn lựa” ngoрТ gТao dТện cСìnС Xem hình 4

Hình 4 Bổ sung linh kiện vрo vùng chọn lựa

2.3 Một số thao tác cơ bản

Giao diện cСínС của chương trìnС gồm 2 phсn vùng chủ yếu sau: vùng cСọn lựa

vр vùng lрm vТệc cСínС

- Zooming Có thể dùng Zoom in, Zoom out, Zoom Area trên menu Tools bar

- Có thể dùng Mouse Scrool: Đặt con trỏ chuột nơi cần pСóng to, thu nhỏ vр

xoay Scrool mouse

- Có thể dùng phím tắt mр ta thiết lập cho cСương trìnС , vрo Sвstem –> Set

Keyboard Mapping

- Để lấy linh kiện ra vр vẽ mạch, chọn linh kiện vùng chọn lựa (vùng mрu

trắng) đу nóТ trên

- Ví dụ ta chọn LM358N, Khi đó trên khung Overview xuất hiện Schematic cua

linh kiện đó Sau đó đưa chuột qua vùng Editting Window, khi đó СìnС dạng linh kiện

hiện ra có mрu đỏ Ta chỉ việc chọn vị trí đặt linh kiện pСù hợp vр Click chuột tráТ,

kết quả nСư СìnС 4

- Một đặc điểm rсt hay của phсn mêm nрy lр có tСê pСóng to thu nhỏ vùng lрm

việc bằng cách dùng Scroll của chuột Nhấn F8 để Zoom 100%

- Move linh kiện ( Di chuyển linh kiện ) Ta chọn linh kiện cần di chuyển Right

Click vр chọn Drag Objject

- Ta củng có thể Copy, Move, Rotate, Delete linh kiện

- Wire (Vẽ dсв nốТ cСсn các lТnС kТện ) chọn công cụ Selection Mode Sau đó đưa chuột lại chсn linh kiện, khi đó con trỏ chuột có dạng một cсy bút mрu xanh

Click vрo chсn linh kiện để nối dсy vрo chсn đó, sau đó đưa chuột đến chсn còn lại

mр ta muốn

- Delete wire bằng cách Right Click 2 lần lên dсy.HìnС dạng đư ng đТ của dсy di

qua các điểm mр ta click chuột

- Editing Part Labels Có thể ẩn hoăc hiện tên, gТá trị , tСaв đổТ tên, gТá trị của

linh kiện bằng cách: Right Click /Edit Properties Check/Uncheck Hidden ( ẩn hiện tên, gТá trị linh kiện )

3 K t qu m ô ph ng m ch đi n t

Để lрm ví dụ cСo mô pСỏng mạch đТện tử bằng proteus trong bрТ vТết sử dụng

mạch khuếcС đạТ dùng transТtor dùng cầu cСТa đТện áp Trước kСТ mô pСỏng ta phảТ xác địnС các tСông số của mạch khuếcС đại cần mô pСỏng [3, 4, 2]

Chọn bjt BC 107BP có các tСông số sau hfe=100; hie=2k

Xác địnС đặc tuyến ra của transitor bằng mạcС mô pСỏng nСư СìnС 5 Dùng công

cụ Graph mode/ DC TRANSFER CURVE ANALYSIS chọn các tСam số VCE thaв đổi

từ 0-12V, tham số IBtСaв đổi từ 0uA-10uA

Hình 5 Đặc tuyến ra của transistor

Chọn mạcС pСсn cực bằng cầu cСТa đТện áp, VCC=12V; VCE=5V; VBE=0,7;

IC=1mA Ta có công tСức đầu ra của bộ khếcС đại

E E CE C C

V   

TСeo [1] công tСức thực nghiệm ta có được

V V

VE CC 1 2 10

1





k R

10

2   

Chọn R2=10k

Hình 6 Mạch khếch đại

Ta lạТ có

V R

R

R V

VB CC 1 , 9

2 1

2 





Từ đсв tínС R1=53k chọn R1=51k

Sau kСТ tínС toán được các gТá trị của mạcС pСсn cực, ta thiết lập một mạch

khuếcС đạТ nСư СìnС 6 trong proteus

Để có được kết quả mô pСỏng quá trìnС kСuếcС đạТ ta có tСể sử dụng oscilloscope

ảo trong phần mềm, hoặc sử dụng công cụ analogue analвsТs để vẻ đồ thị Khi sử dụng

oscilloscope, sau khi bấm nút mô pСỏng, phần mềm sẽ cho ta một cử sổ có cСứa digital

oscilloscope rất gần giống với một dao động ký tСực pСòng tСí ngСТệm, ta có tСể căn

chỉnС các gТá trị bТên độ, chu kỳ… Sau đó qua các dạng đồ thị ta xác địnС được các Сệ

số khếcС đại, dạng sóng kСuếcС đạТ… dựa vрo đồ thị mô pСỏng СìnС 7 ta có tСể xác địnС được tần số sóng lр 50Сг, độ khuếcС đại AC AV=-4,5 lần (gТá trị nрв gần đúng với gТá trị kСТ tínС bằng công tСức -RC/RE=-4.6)

Hình 7 Kết quả mô phỏng trên osciloscope

a)

b)

Hình 8 Kết quả mô phỏng trên analogue analвsis

quen vớТ tСư vТện linh kiện đТện-đТện tử pСong pСú vр một số tínС năng cơ bản của nó

Việc ngСТên cứu phần mềm proteus chỉ ra cСo cСúng ta một pСương pСáp mô

phỏng các mạcС đТện tử BрТ báo đу đưa ra ngСТên cứu về mạch khuếcС đại sử dụng cầu pСсn áp, kết quả mô pСỏng bằng cả osciloscope ảo vр pСần vẽ đồ thị cСínС xác của

proteus

TÀI LI U THAM KH O

1 Hòa, V.Đ., Hướng dẫn sử dụng proteus 7.2 2011

3 Boylestad, R.L and L Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Eight

Edition 2002: Prentice Hall (Pearson Education Inc.)

4 Tám, T.V., Mạch điện tử 2010

PROTEUS SOFTWARE APPLICATIONS FOR SIMULATION OF

ELECTRONIC Ngo Xuan Cuong

Department of Electrical Engineering - Hue University - Campus in Quang Tri

Abstract: This paper presents an overview of the Proteus software, application software to simulate the transistor amplifier circuit using potentiometer bridge In the paper method also identified characteristics of the transistor, the method of drawing electronic circuits on software Simulation results bring higher accuracy

Keywords: Proteus, amplifier circuit, potentiometer bridge

Địa chỉ E-mail: cuongngoxuan@gmail.com

(BBT nhận bрТ: 01/10/2015, pСản biện xong: 01/11/2015)