Introduktion

Vill du utveckla din första krets? Då är det dags att lära sig simulera! Förmågan att simulera kretsar är ett viktigt verktyg för elektronikbyggare, eftersom de kan testa och analysera sin konstruktion innan de bygger prototyper. Det är viktigt för både tid och pengar under kretsutvecklingen.
I en simulering kan du bygga din krets och testa om den i teorin fungerar som tänkt. Ett vanligt program för detta är LT-Spice. Låt oss titta närmare på vad det handlar om.

LT-Spice

Minns du när vi lärde oss grundläggande kretsanalys i denna blogg?
Där pratade vi om just denna krets och gjorde några beräkningar på den, se figur 1.

Figur 1: En krets med spänningskällan V1 och två motstånd, R1 och R2.
V1 = 9 V
R1 = 2 Ω
R2 = 3 Ω

När vi introducerade kretsen beräknade vi spänningsfallen runt den slutna slingan. Nu ska vi simulera den och förhoppningsvis få samma resultat!

Men vänta. Hur använder man egentligen LT-Spice? Ta det lugnt, jag förklarar varje steg så att du snart kan simulera kretsar!
LT-Spice är ett gratis program som du kan ladda ned.

Första steget är att rita kretsen i programmet med alla rätta komponenter och källor.

Öppna programmet och starta ett nytt projekt.

- Klicka på File längst upp till vänster

- Välj New Schematic (tryck Ctrl+N)

Nu har vi en tom sida där vi kan rita kretsen.

Vi börjar med komponenterna och spänningskällan.

De två motstånden kan ritas i programmet genom att trycka r. Du kan rotera komponenter med Ctrl+R. Högerklicka på motståndssymbolerna för att ändra värdena.

Tryck F2 för att infoga spänningskällan. Fönstret ”Select Component Symbol” öppnas. Sök efter Voltage och välj spänningskällan, se figur 2. Högerklicka på spänningskällans symbol för att ändra spänningen.

Figur 2: Fönstret Select Component Symbol i LT-Spice.

Det sista vi behöver är Ground. Tryck g.

Du kan alltid klicka på saxsymbolen i menyn högst upp för att ta bort något du ritat men inte vill ha i kretsen.

Nu har vi allt till kretsen och behöver bara koppla ihop delarna. Tryck F3 för att ansluta komponenter och källor. Dra sedan musen mellan önskade anslutningspunkter medan du håller vänster musknapp nedtryckt.

När alla förbindelser är gjorda och värdena för de två motstånden och spänningskällan är inmatade bör kretsen se ut som i figur 3.

Figur 3

För att simulera den ritade kretsen klickar du på symbolen med den springande mannen, run, i menyn högst upp.
Fönstret ”Edit Simulation Command” öppnas, se figur 4. Tänk inte för mycket på alla inställningar ännu. Vi behöver bara ange en Stop time. Tidsperioden spelar inte heller så stor roll här, så vi kan exempelvis skriva 1. Nu har vi bett programmet simulera kretsen under 1 sekund, se figur 4.

Figur 4: Fönstret Edit Simulation Command i LT-Spice.

Klicka sedan på OK. En graf bör visas under, bredvid eller ovanför kretsen.
Denna graf visar värdena från simuleringarna. 

För att mäta spänningen över R1 drar du musen från A till B, se figur 5.

Figur 5

Den komponent du drar musen över är den som du mäter spänningen över. För R2 drar du alltså från B till C. En mätning bör visas i grafen med spänningen över komponenten under en sekund. Mätningen har ett namn och en färg i grafen. Du kan ändra färgen på alla visade mätningar genom att högerklicka på deras namn. Spänningsnamnen i grafen börjar med V och strömnamnen med I.

Klicka på en komponent för att mäta strömmen genom den. Ytterligare en mätning av strömmen bör visas i grafen. (Observera att den vänstra lodräta axeln visar spänningar och den högra strömmar, eller tvärtom.)

Nu bör resultatet se ut som i figur 6.

Figur 6

Beräkningarna från denna blogg, som kretsen kommer från, stämmer med simuleringarna. Det betyder att vi har ritat kretsen i LT-Spice och mätt spänningar och strömmar rätt. Nu förstår vi grunderna i att simulera kretsar i LT-Spice!

Med andra ord kan vi nu simulera kretsar för att testa hur de fungerar i teorin. Det är målet med kretssimulering. Det är lätt att föreställa sig hur användbart detta är, särskilt med mycket större kretsar med många komponenter. LT-Spice låter oss testa kretsen snabbt, men vi får inte skynda för mycket: fel i den ritade kretsen kan göra simuleringarna missvisande. Dubbelkolla därför alltid kretsen när du simulerar!
Som tur är är LT-Spice ett ganska intuitivt program som du snabbt lär dig använda för att konstruera många egna kretsar. Simuleringar kan också ge en intuitiv förståelse för hur olika komponenter påverkar en krets genom att du lägger till, tar bort eller ändrar deras värden. Kretssimulering är ett utmärkt verktyg och ett måste för alla som tillverkar elektronik!