Giáo trình CAD trong kỹ thuật điện

Sau khi nhấp chọn linh kiện là nguồn +5V, ta di chuyển chuột đến nơi cần đặt linh kiện và nhấp chuột... Sau khi nhấp chọn linh kiện là điểm 0V, ta di chuyển chuột đến nơi cần đặt linh ki

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM CIRCUIT MAKER 4.0

1 Tác dụng của phần mềm CircuitMaker

Đây là phần mềm chạy trên môi trường Window, có khả năng thiết kế mạch điện, điện tử và có khả năng mô phỏng các mạch điện đã thiết kế

2 Thao tác với phần hướng dẫn sử dụng – CircuitMaker Tutorial

Đây là phần hướng dẫn sử dụng phần mềm CircuitMaker bằng hình ảnh Thông qua phần này mà sinh viên có thể tự học CircuitMaker

Chọn start > All Programs > CircuitMarker > CircuitMarker Tutorial

Sau 1 khoảng thời gian, cửa sổ làm việc của chương trình CircuitMaker Tutorial xuất hiện

Nhấn OK để tiếp tục

Tại cửa sổ này, có 12 mục chọn với các chức năng như sau:

Begin Tutorial: bắt đầu giới thiệu phần hỗ trợ

Placing Devices: đặt các linh kiện vào trong sơ đồ mạch

Wiring the Circuit: nối dây

Digital Simulation: mô phỏng mạch số

Simple DC Circuits: thiết kế các mạch một chiều đơn giản

Spice Simulation: mô phỏng mạch thông qua Spice

Mixed-mode Simulation: thử mạch dạng hỗn hợp

Animation: mô phỏng mạch dạng động

About CircuitMaker®: giới thiệu các thông tin về hãng đã viết ra phần mềm CircuitMaker

Try CircuitMaker®: giới thiệu tên các mạch điện mẫu có trong thư mục cài đặt trình bày trong phần hỗ trợ

Read me: tập tin văn bản giới thiệu tóm lượt các khả năng của chương trình CircuitMaker và hướng dẫn cơ bản cách sử dụng chương trình

Quit: thoát khỏi cửa sổ này

Nhấn chọn vào mục Begin Tutorial để bắt đầu phần hướng dẫn Sinh viên tự nghiên cứu phần này

Để đảm bảo học một cách hiệu quả đối với phần mềm kỹ thuật, chúng ta sẽ học phần mềm bằng cách làm các bài tập thực tế

Bài 1:

THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG MẠCH ĐỘNG CƠ DC

Yêu cầu:

Hãy sử dụng nguồn một chiều, cùng với một nút nhấn thường hở và một động cơ

DC để mô phỏng mạch động cơ một chiều này

- Khởi động chương trình CircuitMaker

Chọn start > All Programs > CircuitMarker > CircuitMaker

Sau 1 khoảng thời gian, cửa sổ làm việc của chương trình CircuitMaker xuất hiện

Chúng ta bắt đầu vào thư viện để lấy các linh kiện cần thiết Có hai cách để vào thư viện, xem hình bên dưới

- Cách 1: vào Hotkey1 > Browse… hoặc nhấn phím X trên bàn phím

- Cách 2: nhấn chọn công cụ Parts trên thanh công cụ

Sau khi đã có cửa sổ làm việc chính, chúng ta bắt đầu lấy linh kiện

Trước hết ta sẽ lấy nguồn cung cấp trước, bằng cách vào Hotkey1 > +V 5V hoặc nhấn phím 1 trên bàn phím

Sau khi nhấp chọn linh kiện là nguồn +5V, ta di chuyển chuột đến nơi cần đặt linh kiện và nhấp chuột

cách 1

cách 2

Sau đó ta sẽ lấy điểm 0V (hay GND – ground), bằng cách vào Hotkey1 > Ground hoặc nhấn phím 0 trên bàn phím

Sau khi nhấp chọn linh kiện là điểm 0V, ta di chuyển chuột đến nơi cần đặt linh kiện và nhấp chuột

Sau khi nhấp chọn Select, chúng ta thấy động cơ đang nằm ngang, hãy nhấp chuột phải thì động cơ sẽ chuyển sang dạng thẳng đứng Sau đó, ta di chuyển chuột đến nơi cần đặt linh kiện và nhấp chuột

nhấp chuột phải

Sau khi nhấp chọn Select, chúng ta thấy nút nhấn đang nằm ngang, hãy nhấp chuột phải thì nút nhấn sẽ chuyển sang dạng thẳng đứng Sau đó, ta di chuyển chuột đến nơi cần đặt linh kiện và nhấp chuột

nhấp chuột phải

Chúng ta tiếp tục nối dây các đoạn còn lại, cuối cùng có được mạch như hình bên dưới

Sau khi đã hoàn thành việc nối dây cho mạch, chúng ta bắt đầu mô phỏng mạch điện Bằng cách nhấp chuột vào nút Run/Stop trên thanh công cụ

Sau khi nhấp nút Run/Stop, thì nút Run/Stop sẽ chuyển thành một hình dạng khác như hình bên dưới, và lúc này mạch đang ở chế độ mô phỏng

Khi nhấp vào nút nhấn thì động cơ sẽ quay

nhấp chuột trái

động cơ quay

Lúc này các bạn thấy rằng động cơ quay rất nhanh, do tốc độ mô phỏng đang ở mức khá cao, để giảm nhỏ tốc độ này các bạn vào Options > Digitals… hoặc nhấn tổ hợp phím Ctrl + F6

Trong cửa sổ Digital Options hiện ra, tại khung Simulation Speed (tốc độ mô phỏng) ta nhập số nhỏ hơn, ví dụ 5 Phạm vi cho phép của dãy giá trị của khung Simulation Speed là 1 đến 30 (chậm nhất đến nhanh nhất) Sau đó nhấp OK

Sau khi thiết lập lại thông số ở khung Simulation Speed, chúng ta thấy rằng tốc độ quay của động cơ đã chậm hơn

Để dừng chế độ mô phỏng và quay trở về chế độ thiết kế bình thường ta nhấp nút Run/Stop trên thanh công cụ Lúc này màn hình thiết kế sẽ như hình bên dưới

Cuối cùng, chúng ta sẽ lưu bản thiết kế này

Để lưu chúng ta vào File > Save As… trong cửa sổ Save Circuit Fie yêu cầu chúng

ta chọn nơi lưu bản thiết kế này Mặc định của máy là thư mục CM40, đây là thư mục của phần mềm CircuitMaker

Vậy để lưu nơi khác thì chúng ta sẽ chọn đường dẫn khác và đặt tên cho tập tin này

ở khung File name, lưu ý rằng nên đặt tên tập tin trùng với nội dung của bản thiết kế để thuận tiện cho việc kiểm soát sau này Cuối cùng nhấp nút Save

- Khởi động chương trình CircuitMaker

Chọn start > All Programs > CircuitMarker > CircuitMaker

Sau 1 khoảng thời gian, cửa sổ làm việc của chương trình CircuitMaker xuất hiện

Chúng ta bắt đầu vào thư viện để lấy các linh kiện cần thiết Có hai cách để vào thư viện, xem hình bên dưới

- Cách 1: vào Hotkey1 > Browse… hoặc nhấn phím X trên bàn phím

- Cách 2: nhấn chọn công cụ Parts trên thanh công cụ

Sau khi đã có cửa sổ làm việc chính, chúng ta bắt đầu lấy linh kiện

Trước hết ta sẽ lấy nguồn cung cấp trước, bằng cách vào Hotkey1 > +V 5V hoặc nhấn phím 1 trên bàn phím

Sau khi nhấp chọn linh kiện là nguồn +5V, ta di chuyển chuột đến nơi cần đặt linh kiện và nhấp chuột

cách 1

cách 2

Sau đó chúng ta sẽ thay đổi giá trị của nguồn 5VDC này thành nguồn 24VDC Cách thực hiện như sau:

- Click chuột 2 lần (click đúp) vào giá trị nguồn 5V, ngay lập tức một cửa sổ mới xuất hiện, trong cửa sổ Edit Device Data mới xuất hiện, tại khung Label-Value ta nhập vào giá trị 24V thay cho giá trị củ là 5V Sau đó nhấn OK

Sau đó ta sẽ lấy điểm 0V (hay GND – ground), bằng cách vào Hotkey1 > Ground hoặc nhấn phím 0 trên bàn phím

Sau khi nhấp chọn linh kiện là điểm 0V, ta di chuyển chuột đến nơi cần đặt linh kiện và nhấp chuột

Click đúp

Sau đó ta sẽ lấy nút nhấn thường đóng để làm nút Stop, bằng cách vào Hotkey1 > Browse… hoặc nhấn phím X trên bàn phím

Trong hộp thoại Device Selection, tìm đến lớp Switches, trong lớp Switches tìm đến lớp Push Button, trong lớp Push Button tìm đến phần ký hiệu NC Push Button Sau khi đã đồng ý với thiết bị vừa chọn, chúng ta nhấn Select

Sau khi nhấp chọn Select, chúng ta thấy nút nhấn thường đóng đang nằm ngang, hãy nhấp chuột phải thì nút nhấn sẽ chuyển sang dạng thẳng đứng Sau đó, ta di chuyển chuột đến nơi cần đặt linh kiện và nhấp chuột

nhấp chuột phải

Sau đó ta sẽ lấy nút nhấn thường hở để làm nút Start, bằng cách vào Hotkey1 > Browse… hoặc nhấn phím X trên bàn phím

Trong hộp thoại Device Selection, tìm đến lớp Switches, trong lớp Switches tìm đến lớp Push Button, trong lớp Push Button tìm đến phần ký hiệu NO Push Button Sau khi đã đồng ý với thiết bị vừa chọn, chúng ta nhấn Select

Sau khi nhấp chọn Select, chúng ta thấy nút nhấn thường hở đang nằm ngang, hãy nhấp chuột phải thì nút nhấn sẽ chuyển sang dạng thẳng đứng Sau đó, ta di chuyển chuột đến nơi cần đặt linh kiện và nhấp chuột

nhấp chuột phải

Sau đó ta sẽ lấy Relay, bằng cách vào Hotkey1 > Browse… hoặc nhấn phím X trên bàn phím

Trong hộp thoại Device Selection, tìm đến lớp Relays, trong lớp Relays tìm đến lớp Coil, trong lớp Coil tìm đến phần ký hiệu Rectangle Sau khi đã đồng ý với thiết bị vừa chọn, chúng ta nhấn Select

Sau khi nhấp chọn Select, chúng ta thấy Relay đang nằm ngang, hãy nhấp chuột phải thì relay sẽ chuyển sang dạng thẳng đứng Sau đó, ta di chuyển chuột đến nơi cần đặt linh kiện và nhấp chuột

nhấp chuột phải

Sau đó ta sẽ lấy tiếp điểm thường hở, bằng cách vào Hotkey1 > Browse… hoặc nhấn phím X trên bàn phím

Trong hộp thoại Device Selection, tìm đến lớp Relays, trong lớp Relays tìm đến lớp Contacts, trong lớp Contacts tìm đến phần ký hiệu SPST-NO Sau khi đã đồng ý với thiết bị vừa chọn, chúng ta nhấn Select

Sau khi nhấp chọn Select, chúng ta thấy tiếp điểm thường hở đang nằm ngang, hãy nhấp chuột phải thì tiếp điểm thường hở sẽ chuyển sang dạng thẳng đứng Sau đó, ta di chuyển chuột đến nơi cần đặt linh kiện và nhấp chuột Tiếp tục lấy thêm một tiếp điểm thường hở nữa và đặt vào vùng làm việc của màn hình

nhấp chuột phải

Sau đó ta sẽ lấy động cơ DC, bằng cách vào Hotkey1 > Browse… hoặc nhấn phím

X trên bàn phím

Trong hộp thoại Device Selection, tìm đến lớp Motor, trong lớp Motor tìm đến lớp DC, trong lớp DC tìm đến phần ký hiệu DC Motor Sau khi đã đồng ý với thiết bị vừa chọn, chúng ta nhấn Select

Sau khi nhấp chọn Select, chúng ta thấy động cơ đang nằm ngang, hãy nhấp chuột phải thì động cơ sẽ chuyển sang dạng thẳng đứng Sau đó, ta di chuyển chuột đến nơi cần đặt linh kiện và nhấp chuột

nhấp chuột phải

Sau khi đã có đầy đủ các thiết bị, chúng ta bắt đầu sắp xếp các linh kiện sao cho thẳng hàng với nhau và tiến hành nối dây cho các thiết bị này

Sử dụng công cụ Wire tool trên thanh công cụ (hoặc nhấn tổ hợp phím Alt + W) để nối dây cho các thiết bị Cách nối dây như sau:

Đưa con trỏ đến điểm cần nối thứ nhất, nhấp chọn, di chuyển chuột theo các hướng mong muốn (đồng thời nhấp chuột để đổi hướng), và cuối cùng đến điểm cần nối thứ hai, nhấp chuột Nhưng đơn giản nhất là chúng ta nên đi đường thẳng

Chúng ta tiếp tục nối dây các đoạn còn lại, cuối cùng có được mạch như hình bên dưới

Sau khi hoàn tất việc nối dây, chúng ta bắt đầu đặt tên cho Relay và các tiếp điểm thường hở

- Click chuột 2 lần (click đúp) vào Relay, ngay lập tức một cửa sổ mới xuất hiện, trong cửa sổ Edit Device Data mới xuất hiện, tại khung Label-Value ta nhập vào giá trị

K (tức là relay K), đồng thời đánh dấu chọn ở khung Visible tương ứng Sau đó nhấn

OK

Sau khi nhấn OK, cuộn dây Relay sẽ có thêm chữ K như hình bên dưới

Click đúp

- Click chuột 2 lần (click đúp) vào tiếp điểm thường hở, ngay lập tức một cửa sổ mới xuất hiện, trong cửa sổ Edit Device Data mới xuất hiện, tại khung Label-Value ta nhập vào giá trị K (tức là relay K), đồng thời đánh dấu chọn ở khung Visible tương ứng Sau đó nhấn OK

Sau khi nhấn OK, tiếp điểm thường hở sẽ có thêm chữ K như hình bên dưới

Làm các bước tương tự cho tiếp điểm thường hở còn lại

Click đúp

Sau khi đã hoàn thành việc nối dây và đặt tên cho mạch, chúng ta bắt đầu mô phỏng mạch điện Bằng cách nhấp chuột vào nút Run/Stop trên thanh công cụ

Sau khi nhấp nút Run/Stop, thì nút Run/Stop sẽ chuyển thành một hình dạng khác như hình bên dưới, và lúc này mạch đang ở chế độ mô phỏng

Khi nhấp vào nút nhấn thường hở – Start thì động cơ sẽ quay và khi nhấp vào nút nhấn thường đóng – Stop thì động cơ sẽ dừng

nhấp chuột

động cơ quay

Lúc này các bạn thấy rằng động cơ quay rất nhanh, do tốc độ mô phỏng đang ở mức khá cao, để giảm nhỏ tốc độ này các bạn vào Options > Digitals… hoặc nhấn tổ hợp phím Ctrl + F6

Trong cửa sổ Digital Options hiện ra, tại khung Simulation Speed (tốc độ mô phỏng) ta nhập số nhỏ hơn, ví dụ 5 Phạm vi cho phép của dãy giá trị của khung Simulation Speed là 1 đến 30 (chậm nhất đến nhanh nhất) Sau đó nhấp OK

Sau khi thiết lập lại thông số ở khung Simulation Speed, chúng ta thấy rằng tốc độ quay của động cơ đã chậm hơn

Để dừng chế độ mô phỏng và quay trở về chế độ thiết kế bình thường ta nhấp nút Run/Stop trên thanh công cụ Lúc này màn hình thiết kế sẽ như hình bên dưới

Cuối cùng, chúng ta sẽ lưu bản thiết kế này

Để lưu chúng ta vào File > Save As… trong cửa sổ Save Circuit Fie yêu cầu chúng

ta chọn nơi lưu bản thiết kế này Mặc định của máy là thư mục CM40, đây là thư mục của phần mềm CircuitMaker

Vậy để lưu nơi khác thì chúng ta sẽ chọn đường dẫn khác và đặt tên cho tập tin này

ở khung File name, lưu ý rằng nên đặt tên tập tin trùng với nội dung của bản thiết kế để thuận tiện cho việc kiểm soát sau này Cuối cùng nhấp nút Save

PHẦN II GIỚI THIỆU PHẦN MỀM VISUAL

I Giới thiệu về phần mềm Visual 2.0

- Visual là phần mềm được thiết kế cho người sử dụng cần khai triển nhanh và thiết kế đơn giản chiếu sáng nội thất, mà ở đó độ rọi theo mặt phẳng nằm ngang là đẳng đều

- Công cụ được xây dựng trên cơ sở phương pháp Lumen, cung cấp một quá trình thiết kế theo từng bước dựa trên cơ sở về độ rọi của mặt phẳng làm việc, số bộ đèn hoặc mật độ chiếu sáng

- Visual tự động tính toán thiết kế chiếu sáng và kiểm tra độ rọi bằng phương pháp điểm thông qua năm bước

II Các thông số của phần mềm Visual 2.0

1 Các thông số đầu vào

- Xác định độ rọi tối thiểu theo yêu cầu của người sử dụng thông qua phần hướng dẫn lựa chọn độ rọi của IESNA (hiệp hội chiếu sáng Bắc Mỹ)

- Có thể giới hạn vị trí bộ đèn nếu trần đã được định sẵn

- Cho phép lựa chọn hệ số phản xạ của tường, trần, sàn từ một danh sách với những giá trị tiêu chuẩn

- Cung cấp các tập tin chiếu sáng theo định dạng của IESNA

- Lựa chọn và nhập thông số mất mát ánh sáng Bằng cách lựa chọn một giá trị trong bảng giá trị tiêu chuẩn công nghiệp hay sử dụng công cụ tính toán hệ số mất mát ánh sáng để tính

- Tự động xác định vị trí đặt bộ đèn sau khi đã có các thông tin như sau:

o Độ rọi theo yêu cầu

o Số lượng bộ đèn hay khoảng cách yêu cầu

o Suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (w/m2)

- Cho phép chỉnh sữa thiết kế với các chức năng copy, move và delete

2 Các thông số đầu ra

- Độ rọi trung bình (trên mặt phẳng làm việc)

- Số lượng bộ đèn

- Sự phân bố đèn

- Khoảng cách giữa cột và hàng

- Phân tích tính toán và lập số liệu thống kê

- Hệ số sử dụng

-Chỉ số phòng

- Mật độ chiếu sáng trên một đơn vị diện tích

III Sử dụng phần mềm Visual

1 Khởi động phần mềm Visual

Sau khi cài đặt xong phần mềm Visual Ta có thể khởi động phần mềm này bằng hai cách như sau:

 Cách 1: Vào Start / Programs / Visual / Visual 2.0 Basic Edition

 Cách 2: Nhấn đúp vào Icon Visual 2.0 Basic Edition trên màn hình Desktop

Sau đó, giao diện của phần mềm Visual xuất hiện

Trong cửa sổ “Welcome to the Lumen Method” trình bày cho chúng ta thấy rằng quá trình tính tính toán sẽ trải qua năm bước (có năm ô cửa sổ nhỏ) với những ý như sau:

1 Tiến hành theo những điều kiện được trình bày trên mỗi trang để tiến hành tính toán bằng phương pháp Lumen

2 Những thành phần nào bị sai về thông số sẽ được hiển thị màu đỏ

3 Công cụ này chỉ cho phép tính toán cho những phòng có dạng hình học là hình chữ nhật

4 Chọn “Next” để bắt đầu thiết kế với công cụ tính toán bằng phương pháp Lumen

Nhấn vào Next >> để tiếp tục hoặc nhấn vào Cancel để thoát khỏi cửa sổ “Welcome to the Lumen Method”

Quá trình tính toán bao gồm năm bước

Bước 1: cửa sổ “Lumen Method – [Geometry] – Step 1 of 5”

1 Nhập kích thước của phòng

2 Nhập hệ số phản xạ của tường, trần, sàn

3 Lựa chọn đơn vị đo

4 Chọn “Next” để nhập thông tin về mặt phẳng làm việc, mặt phẳng treo đèn và mặt phẳng trần

Các chú ý:

 Ở bước này người sử dụng có thể chọn đơn vị trước để dễ dàng khi nhập kích thước cho phù hợp với thực tế ở Việt Nam

 Trong đó, hệ số phản xạ của tường trần sàn có thể được chọn theo chuẩn như sau:

- Môi trường thương mại (commercial) 80-50-20

- Môi trường công nghiệp có ánh sáng (công nghiệp nhẹ) (light industrial) 50-30-10

- Môi trường công nghiệp nặng (heavy industrial) 0-30-10