Simulimi i qarkut me TINA Design Suite dhe TINACloud

By Prof. Dr. Dogan Ibrahim

Në këtë e-libër, Autori më i shitur i Elektor, Prof. Dr. Dogan Ibrahim synon të mësojë projektimin dhe analizën e qarqeve elektrike dhe elektronike dhe të zhvillojë pllaka PCB duke përdorur si TINA ashtu edhe TINACloud. Libri u drejtohet inxhinierëve elektrikë/elektronikë, studentë universitarë të inxhinierisë elektronike/elektrike në kolegje dhe universitete teknike, studentë pasuniversitarë dhe studiues, mësues dhe hobiistë. Shumë shembuj simulimi të testuar dhe të punës janë dhënë që mbulojnë shumicën e fushave të inxhinierisë elektrike/elektronike analoge dhe dixhitale. Këto përfshijnë qarqet AC dhe DC, diodat, diodat zener, qarqet e tranzistorit, amplifikatorët operacional, diagramet e shkallëve, qarqet 3-fazore, induktiviteti i ndërsjellë, qarqet ndreqës, oshilatorët, qarqet e filtrit aktiv dhe pasiv, logjika dixhitale, VHDL, MCU, modaliteti i ndërprerës furnizimet me energji elektrike, dizajni i PCB-ve, seria Fourier dhe spektri. Lexuesit nuk kanë nevojë të kenë ndonjë përvojë programimi nëse nuk dëshirojnë të simulojnë qarqe komplekse MCU.

Përmbajtja:

Kapitulli 1 ● Hyrje

1.1 ● Why simulation? 13
1.2 ● Simulimi elektronik 14
1.3 ● SPICE modelling of electronic circuits 15
1.4 ● Programi TINA 16
1.4.1 ● Schematic capture 17
1.4.2 ● Live 3D Breadboard Tool 17
1.4.3 ● Dizajni i PCB-ve 17
1.4.4 ● Kontrolli i rregullave elektrike (ERC) 17
1.4.5 ● Redaktori skematik i simboleve 18
1.4.6 ● Menaxheri i bibliotekës 18
1.4.7 ● IBIS model support 18
1.4.8 ● Parameter Extractor 18
1.4.9 ● Redaktori i tekstit dhe ekuacioneve 18
1.4.10 ● DC analysis 19
1.4.11 ● Analiza kalimtare 19
1.4.12 ● Konvergjenca automatike 19
1.4.13 ● Analiza e zhurmës kalimtare 19
1.4.14 ● Fourier analysis 19
1.4.15 ● Digital simulation 20
1.4.16 ● Simulimi HDL 20
1.4.17 ● Simulimi i mikrokontrolluesit (MCU) 20
1.4.18 ● Redaktori i diagramit të rrjedhës dhe korrigjuesi 20
1.4.19 ● AC analysis 21
1.4.20 ● Network analysis 21
1.4.21 ● Linear AC Noise analysis 21
1.4.22 ● Analiza simbolike 21
1.4.23 ● Monte-Carlo dhe analiza e rastit më të keq 21
1.4.24 ● Mjeti i projektimit 21
1.4.25 ● Optimisation 22
1.4.26 ● Post-procesori 22
1.4.27 ● Prezantimi 22
1.4.28 ● Modaliteti ndërveprues 22
1.4.29 ● Instrumentet virtuale 23
1.4.30 ● Real-time Test & Measurements 23
1.4.31 ● Trajnimi dhe Provimi 23
1.4.32 ● Zgjerimi i Mekatronikës 23

Kapitulli 2 ● Versionet TINA

2.1 ● Overview 24
2.2 ● Karakteristikat e versionit 24
2.3 ● Options 27
2.4 ● Supplementary hardware 27
2.4.1 ● LabXplorer: Instrument Multifunksional për Edukim dhe Trajnim me lokale dhe
aftësitë e matjes në distancë 27

Kapitulli 3 ● Procedura e instalimit të TINA

3.1 ● Hardware and software requirements 29
3.2 ● Instalimi 29
3.3 ● Instalimi i versionit të çelësit të harduerit (dongle) të TINA 36
3.4 ● Autorizimi i versionit të mbrojtur të softuerit të TINA 37

Kapitulli 4 ● Fillimi – Simulimi i qarqeve të thjeshta

4.1 ● Redaktori skematik 38
4.2 ● Simulimi 1 – Rezistenca seri dhe paralele 39
4.3 ● Simulation 2 – Resistor – capacitor circuit 49
4.4 ● Simulimi 3 – Rezistenca – qark induktor-kondensator 61
4.5 ● Simulation 4 – Power consumption – using a power meter 67
4.6 ● Simulimi 5 – Tensioni nëpër komponentë – duke përdorur voltmetra 69
4.7 ● Simulimi 6 – Rryma përmes komponentëve duke përdorur Amper Meters 70
4.8 ● Simulimi 7 – Matja e rezistencës duke përdorur matësin e rezistencës 71
4.9 ● Simulimi 8 – Matja e rezistencës duke përdorur Ohmmetrin 73
4.10 ● Simulimi 9 – Paraqitja e tensionit nëpër komponentë duke përdorur një komponent oshiloskopi 74
4.11 ● Simulation 10 – Measuring frequency using a frequency meter 78
4.12 ● Simulation 11 – AC circuit analysis I 79
4.13 ● Simulimi 12 – Analiza e qarkut AC II 82
4.14 ● Simulimi 13 – Analiza e qarkut AC III 84
4.15 ● Simulimi 14 – Teorema e Thevenin – Analiza e qarkut AC 86
4.16 ● Simulation 15 – Norton’s Theorem – AC circuit analysis 89
4.17 ● Qarqet 3-fazore 92
4.17.1 ● Simulimi 16 – Analiza e qarkut të lidhur me yje 3 fazore me ngarkesë rezistente 93
4.17.2 ● Simulimi 17 – Analiza e qarkut të lidhur me yje 3 fazore me rezistente dhe
ngarkesa induktive 95
4.18 ● Mutual inductance 98
4.18.1 ● Simulimi 18 – Induktiviteti i ndërsjellë 99

Kapitulli 5 ● Projektimi dhe simulimi i qarkut të diodës

5.1 ● Simulimi 1 – Qarku i thjeshtë diodë 102
5.2 ● Simulimi 2 – Qarku ndreqës gjysmëvalë 103
5.3 ● Simulimi 3 – Qarku ndreqës gjysmëvalë me transformatorin 104
5.4 ● Simulimi 4 – Qarku ndreqës me valë të plotë me transformator 105 të përgjuar në qendër
5.5 ● Simulimi 5 – Qarku ndreqës i urës me valë të plotë me transformatorin 107
5.6 ● Simulimi 6 – Qarku i kapëses së diodës 109
5.7 ● Simulimi 7 – Karakteristikat e diodës Zener 110
5.8 ● Simulation 8 – Zener diode voltage regulator 112
5.9 ● Simulation 9 – Zener diode symmetrical voltage limiter 113
5.10 ● Simulimi 10 – Qarku trefishues i tensionit 114

Kapitulli 6 ● Projektimi dhe simulimi i qarkut të transistorit

6.1 ● Simulation 1 – Bipolar transistor characteristics 118
6.2 ● Simulation 2 – Common emitter transistor amplifier – Analysis 119
6.3 ● Simulation 3 – Common emitter transistor amplifier – Design 125
6.4 ● Simulimi 4 – Përforcues transistorësh me emetues të përbashkët me shumë faza – Përdorimi i nënqarqeve në TINA 127
6.5 ● The Netlist 131
6.6 ● Simulimi 5 – oshilatori i tranzitorit BJT Colpitts 132
6.7 ● Transistor as a two port network 136
6.7.1 ● Transistor h parameters 139
6.8 ● Simulimi 6 – Përforcuesi me burim të përbashkët të tranzitorit JFET 142
6.9 ● Simulimi 7 – Lakoret karakteristike të transistorit JFET 146
6.10 ● Simulimi 8 – Ndërprerësi i transistorit BJT 147
6.11 ● Tiristorët dhe triakët 149
6.11.1 ● Simulimi 9 – Kontrolli i fazës së tiristorit 149
6.11.2 ● Simulimi 10 – Kontrolli i fazës Triac 151
6.12 ● Përforcuesit e fuqisë audio 153
6.12.1 ● Simulimi 11 – Përforcuesi i fuqisë audio të klasës AB 154

Kapitulli 7 ● Projektimi dhe simulimi i qarkut të amplifikatorit operacional

7.1 ● Karakteristikat kryesore 161
7.2 ● Qarqet e amplifikatorit operacional 162
7.2.1 ● Përforcues invertues 163
7.2.1 ● Inverting amplifier 163
7.2.2 ● Përforcues jo invertues 163
7.2.3 ● Ndjekësi i tensionit 164
7.2.4 ● Përforcuesi i shtuesit të tensionit 165
7.2.5 ● Zbritës i tensionit 166
7.2.6 ● Integratori i tensionit 167
7.2.7 ● Diferencuesi i tensionit 168
7.2.8 ● Current to voltage converter 169
7.3 ● Simulimi 1 – Përforcuesi invertues 171
7.4 ● Simulation 2 – Summing amplifier 174
7.5 ● Simulimi 3 – Përforcuesi integrues i tensionit 175
7.6 ● Simulation 4 – Half-wave rectifier circuit 176
7.7 ● Vegla e projektimit 178
7.7.1 ● Simulimi 5 – Shembulli i dizajnit 178
7.8 ● Optimizimi 180
7.8.1 ● Simulimi 6 – Shembull i projektimit – Qarku AC 183
7.8.2 ● Simulimi 7 – Shembull i projektimit – Qarku DC 185
7.9 ● Oscilatorë sinusoidalë. 187
7.9.1 ● Simulimi 8 – oshilatori i zhvendosjes së fazës 187
7.9.2 ● Simulimi 9 – Oscilatori i urës së Wien 189
7.9.3 ● Simulimi 10 – Oscilatori Colpitts 192
7.10 ● Gjeneratorët e valëve katrore 194
7.10.1 ● Simulimi 11 – Përforcues operacional gjenerator i valëve katrore 194
7.10.2 ● Simulimi 12 – 555 qark i integruar 196

Kapitulli 8 ● Projektimi dhe simulimi i qarkut të filtrit

8.1 ● Filtrat TINA 199
8.2 ● Simulimi 1 – Projektimi i një filtri aktiv me kalim të ulët të rendit të dytë 2
8.3 ● Simulimi 2 – Projektimi i një filtri aktiv me kalim të ulët të rendit më të lartë 206
8.4 ● Simulation 3 – Designing a high-pass active filter 207
8.5 ● Simulimi 4 – Dizajnimi i një filtri aktiv brez-pass 209
8.6 ● Simulimi 5 – Projektimi i një filtri pasiv me kalim të ulët 210

Kapitulli 9 ● Dizajni dhe simulimi i qarkut logjik dixhital

9.1 ● Simulimi logjik dixhital duke përdorur TINA 212
9.2 ● Simulimi 1 – Thjeshtë DHE porta 212
9.3 ● Simulimi 2 – Gjysma mbledhës duke përdorur portat 215
9.4 ● Simulimi 3 – numëruesi sinkron 2-bit 216
9.5 ● Simulimi 4 – Ekran LED me 7 segmente 217
9.6 ● Simulim 5 – numërues binar 4-bit me tregues logjik 218
9.7 ● Simulimi 6 – numëruesi i dekadës 4-bit me ekran me 7 segmente 219
9.8 ● Simulation 7 – 8-bit decade counter with two 7-segment displays 220
9.9 ● Simulimi 8 – numëruesi i dekadës 4-bit dhe ekrani me 7 segmente – Duke përdorur një gjenerator të dhënash 4-bit 221
9.10 ● Simulation 9 – Creating a full adder – using a MACRO 223
9.11 ● Përdorimi i gjuhëve të përshkrimit të harduerit (HDL) 225
9.11.1 ● Përdorimi i simulimit VHDL në TINA për të analizuar qarqet dixhitale 226
9.11.2 ● Simulimi 10 – Qarku i gjysmë grumbulluesit – VHDL 226
9.11.3 ● Simulimi 11 – Qarku kundërvlerësues – VHDL 230
9.11.4 ● The VHDL Debugger 233
9.12 ● Përdorimi i simulimit Verilog në TINA për të analizuar qarqet dixhitale 235

Kapitulli 10 ● Mjeti i Dizajnimit Logjik

Kapitulli 11 ● Simulimi i mikrokontrolluesve

11.1 ● Vështrim i përgjithshëm 246
11.2 ● Përdorimi i redaktuesit të grafikut të rrjedhës 246
11.2.1 ● Simulation 1 – Alternately flashing 2 LEDs – PIC series microcontroller 246
11.2.2 ● Simulation 2 – 4-bit Up/Down counter with hex display – PIC series microcontroller 249
11.2.3 ● Korrigjimi i diagramit të rrjedhës 252
11.3 ● Using assembly programming 253
11.3.1 ● Simulation 3 – Counter – PIC series microcontroller 253
11.3.2 ● Ndryshimi i kodit asm 255
11.3.3 ● Korrigjimi i kodit ASM 256
11.4 ● Përdorimi i programimit C 257
11.4.1 ● Simulimi 4 – Numëruesi – mikrokontrolluesi ATTINY13 258
11.4.2 ● Simulimi 5 – Semaforët – mikrokontrolluesi ATTINY13 261
11.4.3 ● Simulimi 6 – Numëruesi LCD – Arduino Uno 263
11.4.4 ● Simulimi 7 – Sekuencuesi i semaforëve – mikrokontrolluesi PIC 266
11.4.5 ● Simulimi 8 – Drita ndezëse – mikrokontrolluesi STM32 268
11.5 ● Pajisjet e memories 272
11.5.1 ● Simulimi 9 – 2-bit x 2-bit dixhital shumëzues – ROM memorie . 272
11.5.2 ● Simulimi 10 – Numëruesi binar 4-bit me dy ekrane hex – memorie ROM . 275

Kapitulli 12 ● Qarqet logjike të shkallëve

12.1 ● Vështrim i përgjithshëm. 278
12.2 ● Simulimi 1 – Logjika e shkallëve me dritë dhe motor 278
12.3 ● Komponentët logjikë të shkallëve si komponentë logjikë dixhitalë 279
12.4 ● Latching circuit 281
12.4.1 ● Simulimi 2 – Qarku i motorit mbyllës 281
12.4.2 ● Simulimi 3 – Kontrolli i motorit përpara/prapa 283
12.4.3 ● Simulation 4 – Conveyor belt controller 284

Kapitulli 13 ● Qarqet e furnizimit me energji në modalitetin e ndërrimit (SMPS)

13.1 ● Vështrim i përgjithshëm. 286
13.2 ● Simulimi 1 – qarku TPS61031 SMPS 286

Kapitulli 14 ● Projektimi i tabelës së qarkut të printuar (PCB).

14.1 ● Vështrim i përgjithshëm 293
14.2 ● Projekti i qarkut multivibrator të tranzistorit bipolar 293
14.2.1 ● Dizajni 294
14.2.2 ● Simulimi 294
14.2.3 ● Kontrolloni emrat e gjurmëve 295
14.2.4 ● Analiza e stresit 297
14.2.5 ● Ruani skemën tuaj 297
14.2.6 ● Nisni programin TINA PCB. 298
14.2.7 ● Skedari Gerber 302
14.2.8 ● Skedari i stërvitjes GCode NC 302
14.2.9 ● Informacion PCB 303
14.2.10 ● Lista e komponentëve 303
14.2.11 ● Netlist 304

Kapitulli 15 ● Teknikat e projektimit të PCB-ve

15.1 ● Vështrim i përgjithshëm 307
15.2 ● Krijimi i autobusëve në redaktuesin skematik dhe projektuesin PCB të TINA 307
15.3 ● Njësi të shumta në të njëjtën paketë 310
15.4 ● Furnizimi me energji i komponentëve logjikë 313
15.5 ● Blloqe të përsëritura të qarkut (duke përdorur funksionin Copy Macro) 316
15.6 ● Krijimi i një paneli teknologjik 320 me dy shtresa, të dyanshme, me montim në sipërfaqe
15.7 ● Krijimi i komponentëve PCB 325

Kapitulli 16 ● Krijimi i simboleve skematike dhe gjurmëve

16.1 ● Vështrim i përgjithshëm 328
16.2 ● Shembulli 328
16.3 ● Përdorimi i magjistarit IC në redaktuesin skematik të simboleve 332
16.4 ● Përdorimi i redaktuesit Footprint 335
16.5 ● IC Wizard në Footprint Editor 339
16.5.1 ● Shembull dizajni 340
16.6 ● Shtimi i gjurmëve publike të PCB-ve në TINA 343
16.7 ● Shtimi i modeleve të gjurmëve publike 3D në TINA 346

Kapitulli 17 ● Përdorimi i TINACloud

17.1 ● Vështrim i përgjithshëm 348
17.2 ● Fillimi i përdorimit të TINACloud 349
17.3 ● Shembull simulimi 350
17.4 ● Shembull i dizajnit të PCB-së 355
17.5 ● Ndarja e skemës suaj TINA 357

Kapitulli 18 ● Mjete të tjera të dobishme

18.1 ● Vështrim i përgjithshëm 359
18.2 ● 3D Breadboard 359
18.3 ● Analiza e stresit (tymi) 360
18.4 ● Kontrolli i rregullave elektrike (ERC) 362
18.5 ● Monitori serik 362
18.6 ● Eksploruesi i komponentëve 362
18.7 ● Gjeni komponentin 363
18.8 ● Mbroni qarkun 364
18.9 ● Eksporti 365
18.10 ● Importi 365
18.11 ● Seria Fourier 365
18.12 ● Spektri Furier 367
18.13 ● Analiza e zhurmës 367
18.14 ● Analiza e shpërndarjes së fuqisë 369
18.15 ● Përkthyes 370
18.15.1 ● Shembulli 1 – Qarku RLC 371
18.15.2 ● Shembulli 2 – Qarku DC 373
18.15.3 ● Shembulli 3 – Qarku AC 374
18.15.4 ● Vlerësimi i integraleve 375
18.15.5 ● Zgjidhja e sistemit linear të ekuacioneve 375
18.15.6 ● Vizatimi i diagrameve 376
18.15.7 ● Diagramet Bode 377
18.15.8 ● Përkufizimi i sinjalit 379
18.15.9 ● Funksionet e mbështetura 381
18.16 ● Analiza e temperaturës DC 382
18.17 ● Ekstraktori i parametrit 382
18.18 ● Redaktori i makinës me gjendje të fundme 384

Kapitulli 19 ● Menaxheri i Bibliotekës

Kapitulli 20 ● Vargjet e portës së programueshme në terren (FPGA)

20.1 ● Vështrim i përgjithshëm 391
20.2 ● Programimi i tabelave FPGA me hyrjen e dizajnit skematik duke përdorur TINA – Shembulli 1
391
20.3 ● Programimi i tabelave FPGA me hyrjen e dizajnit skematik duke përdorur TINA – Shembulli 2
400
20.4 ● Programimi i tabelave FPGA në VHDL me TINA 404
20.5 ● Programimi i bordeve FPGA në Verilog me TINACloud 407
20.6 ● Ruajtja e programit në memorien jo të paqëndrueshme të tabelës Basys 3 411
20.7 ● Numëruesi i sekondave në tabelën 7-shifrore Basys 4 FPGA me 3 segmente duke përdorur TINA me
VHDL 415
20.8 ● Numërues me butona në tabelën 7-shifrore Basys 4 FPGA me 3 segmente duke përdorur TINA me
VHDL 428

Kapitulli 21 ● Informacion shtesë

21.1 ● Faqja e internetit TINA 431
21.2 ● TINA-TI 434
21.3 ● Lidhje të tjera të dobishme 434
21.4 ● Skedarët e ndihmës TINA 435
● Epilogu 436
● Indeksi 437