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Autor: Rômulo Oliveira Albuquerque – roa2@ig.com.br

Módulo 1: multiSIM 7 Introdução – Análises em C

Esta é a primeira parte do trabalho sobre o MultiSIM 7 e é dirigida para o estudo de circuitos em corrente contínua, desta forma os instrumentos e componentes aqui descritos são básicos nos estudo e simulação de circuitos em C. A licença usada para fazer este trabalho tem o texto em inglês, desta forma toda vez que for feito referência em inglês o mesmo será colocado em itálico e entre parênteses e antes o termo equivalente em português. Devemos reiterar mais uma vez que você deve ter conhecimentos mínimos de eletricidade para que possa compreender este trabalho. Atenção !! Clicar com o botão do mouse significa clicar com o botão esquerdo, quando for necessário usar o botão direito será escrito clicar com o botão direito do mouse.

Iniciando

A Tela de Entrada A inicialização do programa deve ser feita clicando no ícone do mesmo ou indo em: Iniciar >>> Programas >>> MultiSIM 7. Em seguida será exibida a seguinte tela:

Figura01: Tela inicial do MultiSIM 7

Construindo um Circuito Para construir um circuito, de preferência você já deve ter o rascunho desse circuito. Comecemos com um circuito resistivo série como o da figura02. Exemplo01: Circuito série em C

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Seja um circuito série constituído por duas resistências em série, uma de 3KΩ (R1) e outra de 2KΩ (R2), alimentado por uma bateria de 15V (V1). Inicialmente vamos calcular as tensões nas resistências e a corrente no circuito. De acordo com a teoria, a resistência equivalente será igual a 5KΩ e portanto a corrente no circuito será igual a 15V/5KΩ=3mA e portanto a tensão em cada resistência será

U1=3mAx3K=9VU2=3mA.2K=6V

igual a: A seguir na figura02 o circuito com os instrumentos (amperímetro e voltímetros). Observe que estamos usando multímetros, o qual explicaremos mais adiante.

Figura02: Circuito exemplo1

Configurando Área de Trabalho Para configurar a área de trabalho, por exemplo mostrar ou não alguns elementos tais como Mostrar Grade (Show Grid), colocar Limites da Página (Show Page Bounds), Mostrar Bordas (Show Border), e outros itens, deveremos ir no menu principal em Ver (View) aparecerá uma lista onde podemos escolher mostrar: Barra de Ferramentas (Toolbars), Grade (grid), Aumentar Zoom (Zoom In) e outros. Experimente. Clicar com o botão direito do mouse na área de trabalho também é uma alternativa que permite efetuar modificações na átrea de trabalho e no circuito, tais como: Colocar Componentes (Place Component), Mostrar Número dos Nós (Show Node Names), Colocar Texto (Place Text), Mostrar Grade (Show Grid), Mostrar Bordas (Show Border) e outros. Experimente.

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Por exemplo, para mudar a cor do fundo e dos componentes, clique com o botão direito na área de trabalho, selecione Cor (Color) se abrirá a caixa de seleção da figura3. Nesta caixa você poderá escolher a Cor do Fundo (background), Fio (wire) e de cor de Componentes (component). Experimente. Obs: Algumas dessas ações tem teclas de atalho, como por exemplo Aumentar Zoom (Zoom In) é F8, Colocar Texto (Place Text) é Ctrl+T e assim por diante. Você é quem deve escolher qual a melhor forma de trabalhar.

Figura03: Escolhendo cores de fundo fio e componentes.

A janela Cor (Color) pode ser acessada também indo em Opções (Options) >> Preferências (Preferences) >> Circuito (Circuit). Para deixar as suas modificações como Padrão (Default) basta clicar em Colocar como Padrão (Set as Default). Experimente.

Escrevendo na Tela

Caso deseje escrever um texto na área de trabalho vá em Colocar (Place)>>>Colocar Texto (Place Text), ou clicando na área de trabalho com o botão direito.Experimente.

Mudando a Fonte do Texto e das Propriedades do Componente

Clique com o botão direito na área de trabalho em Fonte (Font) aparecerá uma caixa de diálogo onde você poderá mudar o tamanho e o estilo da fonte de texto, identidade de componentes, rótulo e outros. Experimente.

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Figura04: Escolhendo a fonte da ID, valor,rótulo,atributos, nome dos pinos, número dos nós e do texto

Atenção!! A modificação será executada somente para os itens selecionados. Inserindo um Componente Vamos inserir uma fonte C. Caso a caixa de componentes não esteja visível vá em Ver (View)>>> Barra de Ferramentas (ToolBars) >>> Barra de Componentes (Component Toolbars)

Figura05: Tornando ou não visível a barra de componentes A figura06 mostra as caixas de componentes do MultiSIM 7.

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Figura06: Caixas de componentes

Abra a caixa de componentes Fonte (Source), aparecerá a janela Selecione um Componente (Select a Component), figura07 na qual você deverá escolher: Em Base de Dados (Data Base) selecione Multisim Master. Em Grupo (Group) selecione Fontes (Sources). Em Familia (Family) selecione Fonte de Potência (Power Source). E em Componente (Component) selecione Fonte de C (DC Power). Observe que à direita aparecerá o simbolo do componente escolhido e logo abaixo a sua função, o footprint (que é usado quando a placa de circuito impresso será feita e aparece só para componentes não virtuais) e o fabricante caso não seja virtual.

(a) (b)

Figura07: (a) Caixa de componentes Fontes (Sources) Fechada – (b) Janela de seleção de componentes

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Feita a seleção clique em OK, em seguida clique na área de trabalho (observe que o ponteiro tem a imagem da fonte), será inserida uma fonte C. A forma de inserir qualquer componente será sempre a mesma.

Configurando a Forma de Retirar Componentes das Caixas

Neste ponto devemos mostrar as diversas opções de retirar componentes das caixas. Indo em Opções (Options) >>> Preferências (Preferences), se abrirá uma tela com diversas guias (abas), figura08.

• Fonte (Font): É igual à da figura04, permitindo escolher o tipo e tamanho do fonte.

• Circuito (Circuit): nesta aba poderemos fazer ajustes de mostrar ou não alguns elementos da área de trabalho e cores. É semelhante à figura03.

• Espaço de Trabalho (Workspace): Nesta aba escolhemos o tipo de formato do papel de impressão e ajustes de dimensões da folha e nível do zoom da tela.

• Conectar (Wiring): Formas de conectar os dois componentes.

• Componentes (Component Bin): Ajuste de simbologia, funcionalidade das caixas de componentes e modo de colocar os componentes.

• Miscelânea (Miscellaneous): ajuste do tempo de auto salvar.

• PCB: Nesta aba são feitos ajustes quando exportamos dados para a confecção do layout como por exemplo o número de camadas de cobre.

• Verificaçãos de Regras Eletricas (ERC): Cria uma lista de erros detalhando o tipo de erro (por exemplo pino de saida conectado ao pino de alimentação, ID duplicadas, etc). .

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Figura08: Caixa de diálogo Preferências (Preferences) com a guia Caixa de Componentes (Components Bins) selecionada

• Comentemos com mais detalhes a aba Componentes, figura08.Nesta aba pode-se selecionar a norma de simbologia usada (ANSI ou DIN) (sugiro manter o default, ANSI).

Em Modo de Colocar Componentes (Place Component Mode) podemos ter as opções:

• Colocar um componente (Place single component): Neste caso será inserido um componente por vez na área de trabalho. Experimente

• Colocar continuamente componentes com multiseção somente

(Continous Placement Multi-section part only- ESC to quit): Todas as partes de um componente são colocadas sequencialmente. Por exemplo os CI’s que contém mais de uma porta. A cada clique na área de trabalho será colocada uma das secções do CI. Para sair teclar em ESC do teclado. Experimente

• Colocar continuamente componente (Continous placement-ESC to quit): Os componentes são colocados continuamente. Para sair clicar em ESC. Experimente

Coloquemos portanto uma bateria na área de trabalho (observe que o valor padrão é 12V). Para mudar o valor, dê duplo clique no ícone da bateria, se abrirá a caixa de diálogo da figura09.

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Figura09: Caixa de diálogo Fonte DC (DC Power)

Após ter especificado o novo valor da bateria dê OK. Caso deseje girar o componente clique com o botão direito em cima dele, se abrirá a caixa de diálogo da figura10. Experimente.

Figura10: Caixa de diálogo para recortar, copiar e girar o componente

Flip horizontal: gira o componente ao redor do eixo vertical Flip vertical: gira o componente ao redor do eixo horizontal 90 Clockwise: Gira o componente no sentido horário 90 CounterCW: Gira o componente no sentido anti- horário

Observe na janela da figura10 a possibilidade de mudar a cor do componente bem como o fonte.

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Inserindo os Resistores

Insira os dois resistores, mudando os seus valores para os especificados na figura02. A seguir a caixa de componentes Básicos (Basic) que contém resistores e outros componentes. Observar que existem dois tipos de resistor: o virtual e o com valor fixo padrão. A diferença entre os dois é que o primeiro pode ter qualquer valor enquanto o segundo só valores padronizados. Sugiro trabalhar com o virtual. O mesmo conceito vale para alguns componentes.

Figura11: Selecionando um resistor virtual Obs: É importante lembrar que, caso o projeto tenha como objetivo construir a placa de circuito impresso (PCB) usando algum software, como por exemplo o Utiboard, é necessário usar componentes padronizados pois os mesmos veem com a especificação do encapsulamento (footprint). Para mudar e rotacionar o resistor o processo é semelhante ao visto para bateria. Experimente . A seguir a caixa de diálogo Resistor.

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Figura12: Caixa de diálogo resistor

Adicione um terra (ground) ao circuito (sem ele não é possível a simulação). O terra se encontra na mesma caixa de componentes que a fonte. O posicionamento dos componentes antes de ligar os componentes está indicado na figura a seguir.

V1 15 V

R1 3kOhm

R2 2kOhm

Figura13: Componentes antes de serem conectados

Conectando os Componentes

No MultiSIM 7 existem dois modos de conectar os terminais de componentes, manual e automático. No modo automático o programa escolhe o melhor caminho para ligar os dois terminais. Para escolher entre manual e automático vá em: Opções (Options)>>>Preferências (Preferences)>>>Conectar (Wiring).

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Figura14: Caixa de diálogo Preferências (Preferences) com a aba Conectar (wiring) selecionada Para conectar os terminais de dois componentes, posicione o ponteiro em um dos terminais o mesmo se transformará em uma cruz, figura15. Experimente

Figura15: Ponteiro posicionado no terminal da bateria

Clique no primeiro terminal e em seguida clique no outro terminal a conexão será feita.

Figura16: Posicionando o ponteiro no terminal do outro componente MultiSIM 7 – Ferramenta de Auxílio ao Ensino da Eletrônica -–Módulo 1 1

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Atenção!! Para mudar a direção do fio de conexão redirecione o cursor na direçào desejada. Não esqueça do terra no circuito, sem ele não pode ser feita a simulação!!.

Rótulo, ID e Atributos de um Componente

Além do valor, outros atributos podem ser dados a um componente tais como: Rótulo (label), ID (identificação para o programa SPICE. Na caixa de diálogo Resistor Virtual selecione a aba Rótulo (label), figura17. Nesta aba além do Rótulo (label) e ID (Identificação) algumas propriedades ou características do componente podem ser especificadas por você (o beta de um transistor por exemplo).

Figura17: Caixa de diálogo Resistor Virtual com a aba Label selecionada

A aba Mostrar (Display) permite que as informações relativas ao rótulo, ID e atributos sejam mostradas ou não.

Figura18: Circuito com ID, valor e rótulo do componente visualizados MultiSIM 7 – Ferramenta de Auxílio ao Ensino da Eletrônica -–Módulo 1 12

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Desconectando um Fio

Para desconectar dois componentes, é suficiente apagar o fio que os liga. Para isso clique com o botão direito em cima do fio aparecerá uma caixa de diálogo, figura18, clique em Apagar (delete), ou simplesmente selecione o fio (clique com botão esquerdo) e em seguida clique Delete no teclado. Experimente

Figura19: Apagando um fio (conexão)

Apagando um Componente

Para apagar um componente basta selecionar o componente (clicando nele ou arrastando o mouse sobre ele), em seguida clicar em Delete no teclado, ou clicando com o botão direito clicar em cortar (cut), figura20. Experimente.

Figura20: Apagando uma conexão MultiSIM 7 – Ferramenta de Auxílio ao Ensino da Eletrônica -–Módulo 1 13

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Colorindo um Fio

Dar cores diferentes para fios ligados em determinados pontos do circuito facilita a visualização das funções de cada parte do circuito, principalmente em circuitos digitais. Para colorir um fio basta clicar com o botão direito sobre o fio que aparecerá a mesma caixa de diálogo da figura19. Selecione Cor (color) que aparecerá a caixa de diálogo da figura21. Selecione a cor desejada, dê OK. Experimente

Figura21: Escolhendo uma cor para o fio

Também é possível colorir um componente. Clicando com o botão direito em cima do símbolo do componente se abrirá a caixa de diálogo da figura20 selecione Cor (color). Aparecerá uma caixa igual à da figura21. Selecione a cor desejada, dê OK Experimente

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