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FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SOROCABA TUTORIAL ORCAD CAPTURE CIS DEMO - PSPICE Prof. José Luiz Antunes de Almeida 1. Introdução Este tutorial explica o funcionamento do programa ORCAD CAPTURE CIS DEMO mediante exemplos. Não tem a pretensão de ser completo, mas sim o de permitir que o interessado em simulação de circuitos elétricos possa ser iniciado na programação. A página inicial do programa ORCAD CAPTURE, cujo objetivo é o de capturar ou permitir a criação e edição de esquemas elétricos, inicia-se com a página mostrada na Figura 1. Figura 1 Página inicial do programa CAPTURE. Para simular um circuito é necessário, inicialmente, criar um projeto. Isso é feito pela seleção de FILE/New / Project. Com isso, será aberta a tela da Figura 2. Nessa tela, deve-se selecionar “Analog or Mixed A/D“, pois se estiver selecionado “Schematics”, apenas o esquema elétrico será criado, não sendo possível, posteriormente, executar a simulação. A tecla “Browse” permite ao usuário selecionar uma pasta em que possa salvar o projeto e os arquivos correspondentes. No caso, foi criada uma pasta chamada “Projetos_ORCAD”. Pressionando-se OK chega-se à página da Figura 3. Nessa tela, pode- se optar por criar um projeto totalmente novo ou basear o projeto que está sendo criado em algum modelo já existente. Selecione “Creat a blank project”. Figura 2 Tela para nomear projeto a ser criado. Figura 3 Tela para completar a criação do projeto. A maior parte das teclas de seleção de função fica ativa e pode-se passar à edição do circuito a ser simulado. Podem-se deslocar as teclas situadas no lado esquerdo da página conforme se pode ver na Figura 4. Figura 4 Funções das teclas. A primeira tecla, uma seta, é utilizada para seleção. A tecla a seguir é de “Place a Part”, sendo utilizada para acessar a biblioteca de componentes. Ela tem um atalho que é a letra “P”. A terceira tecla é utilizada para se desenhar os fios de conexão dos componentes. A oitava tecla é para se colocar alimentação em circuitos mais elaborados e a nona tecla serve para conectar o terminal de terra do circuito. Pressionando-se a tecla P abre-se a tela da Figura 5, para seleção da biblioteca apropriada para escolher os componentes a serem inseridos no circuito. Há um campo “Part” em que aparecerá o nome do componente selecionado, enquanto o campo “Part List” relaciona os componentes disponíveis da biblioteca. Como no caso da Figura 5 todas as bibliotecas estão selecionadas, aparecem todos os componentes em ordem numérica e alfabética. Para inserção de componentes, pode ser um recurso colocar o nome do componente, ou parte dele, no campo “Part”, pois o programa direciona automaticamente o trecho da biblioteca em que ele se encontra. Figura 5 Seleção de componente a ser inserido. O programa separa os componentes em bibliotecas que serão utilizadas progressivamente no desenvolvimento deste tutorial. Se a biblioteca não estiver aparecendo no quadro da Figura 5, pode-se pressionar a tecla à esquerda do “X”, no campo “Libraries” (biblioteca em inglês). Será aberta uma pasta contendo as diversas bibliotecas disponíveis. Navegando-se por essa pasta, é possível encontrar a biblioteca desejada, conforme ilustra a Figura 6. Observe que na pasta “library” existe uma biblioteca “pspice”, originária das primeiras versões do programa e que será utilizada neste tutorial. Para tanto, a pasta “pspice” deverá ser pesquisada para inserção de bibliotecas como “analog”, ”source”, “eval”, “special”, etc. A biblioteca “analog” contém os componentes básicos de circuitos elétricos, como resistores, capacitores e indutores. Figura 6 Procura de novas bibliotecas. 2. O primeiro exemplo: um divisor de tensão. O primeiro exemplo a ser trabalhado será o de um divisor de tensão, formado por uma fonte de 12V, um resistor de 100Ω e um resistor de 200Ω, conforme será mostrado passo a passo. Selecione a biblioteca (“libraries”) “analog” e no campo “Part List” procure por R, a letra indicativa de um resistor. Essa letra designa o componente e não deve ser alterada, pois o programa não poderia identificar tratar-se de um resistor. Observe o nome R no campo “Part” e o desenho de um resistor no quadro abaixo de “Libraries”. Passando-se o “mouse” sobre o símbolo da segunda tecla da Figura 4 e que se repete no campo “Part” (retângulo com círculo verde com um sinal de +), observa-se tratar da tecla de “Enter”, que confirma a inserção do componente. Um resistor aparece “grudado” no “mouse”, podendo ser colocado no ponto desejado de esquema elétrico, mediante pressão do botão esquerdo do mouse. Como existe uma configuração de auto-repetição, mais um resistor aparece preso ao “mouse”. Se antes de apertar o botão esquerdo, teclar-se R (Rotate), o resistor ser rodado de 90º, ficando na vertical, conforme ilustra a Figura 7. Para concluir a inserção, basta apertar “ESC” ou o botão direito do “mouse”, sendo exibido um quadro com as várias opções, incluindo-se “END MODE”. Pode-se observar desse último quadro a existência de outras possibilidades de edição dos componentes, como “Rotate” (para rodar o componente), entre outras. Figura 7 Criação do divisor de tensão. Para alterar o valor dos resistores, basta clicar duas vezes sobre o valor de 1k. Aparecerá um quadro como o da Figura 8, em que é possível alterar, além do valor, a fonte de exibição, o formato do display, a cor, seu posicionamento (rotação. Não é possível introduzir o símbolo “Ω” e, embora seja possível escrever Ohm, sugere-se não fazê-lo para evitar confusão da letra “O” maiúscula com o numeral zero. Admite-se escrever “k”, para representar um valor encurtado, mas que não deve ser posicionado para substituir a vírgula, como é usual na prática. Como o programa é insensível a maiúsculas e minúsculas, o prefixo referente à potência de 106, deve ser escrito Mega, para diferenciá-lo de mili (m). Figura 8 Edição do valor do resistor. A fonte de tensão que será utilizada está na biblioteca “source”. Denomina-se VSRC e deve ser procurada na “Part List” e introduzida no esquema. Para edição do valor, deve-se clicar duas vezes sobre DC, alterando-se o valor como desejado. A união dos componentes com fios é efetuada teclando-se “W” de “wire” (fio em inglês) ou pressionando-se a tecla correspondente (terceira da Figura 4). O terra (0/source) deve ser obtido pressionando-se a tecla correspondente (nona da Figura 4). O circuito resultante é mostrado na Figura 9. Para simular o circuito, deve-se procurar o menu “PSpice”, selecionando-se “New simulation Profile”, atribuindo-se o nome desejado para o perfil de simulação parametrizado, quando solicitado. Aparecerá o quadro da Figura 10 que permite selecionar o tipo de análise a ser feita. No caso, basta R1 1k R2 1k clicar OK, para definir o padrão de análise do ponto de operação, que possibilitará a leitura dos valores resultantes. Após a configuração da análise, a tecla de “Run Pspice”, (play) aparecerá ativa na forma de um triângulo envolvo por um círculo de cor verde. Figura 9 Circuito concluído. Figura 10 Definição do perfil de simulação. Após a concluída a simulação, será aberto outro aplicativo, que é gráfico xy em uma “tela preta”, que serve para observar os resultados quando houver variação no tempo ou em função de outro parâmetro. Pode-se fechar essa tela e pressionar as teclas de leitura de tensão (um V de “Enable Bias Voltage Display) e de corrente (um I de “Enable Bias Current Display"). O resultado aparece na Figura11, em que os valores de corrente de 40mA foram arrastados para pontos convenientes para exibição. Observe que é possível constatar a divisão de tensão e os valores de corrente obtidos (I = 12/(100+200) = 40mA). Se for desejado verificar o valor da potência dissipada nos resistores e a potência fornecida pela fonte, basta pressionar-se a tecla de “W” para obter a Figura 12. R1 100 R2 200 V1 AC = TRAN = DC = 12V 0 Figura 11 Exibição dos resultados do divisor. Figura 12 Potência dissipada em cada resistor e fornecida pela fonte. 3. Conclusão Por meio de um circuito simples de um divisor de tensão foi detalhada a criação de um projeto de simulação, bem como foram confirmados pelos resultados, os valores que seriam calculados na teoria.
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