Falstad circuit. Симулятор электрических цепей Falstad: мощный инструмент для моделирования и анализа схем — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое симулятор Falstad Circuit. Как работать с переключателями в Falstad. Как создавать сложные логические схемы с помощью пользовательских логических блоков. Какие возможности предоставляет симулятор для обучения и разработки.

Содержание

Что такое симулятор электрических цепей Falstad

Симулятор Falstad Circuit — это мощный онлайн-инструмент для моделирования и анализа электрических схем. Он позволяет создавать как аналоговые, так и цифровые схемы, проводить измерения и наглядно визуализировать работу цепей.

Основные возможности симулятора Falstad:

Создание схем из широкого набора компонентов
Интерактивное моделирование работы цепей в реальном времени
Измерение напряжений, токов и других параметров
Визуализация протекания тока и распределения напряжений
Поддержка аналоговых и цифровых схем
Возможность создания пользовательских логических блоков

Благодаря своей наглядности и функциональности, Falstad Circuit отлично подходит как для обучения основам электротехники, так и для разработки и отладки реальных схем.

Работа с переключателями в симуляторе Falstad

Переключатели являются важными компонентами многих схем. В Falstad есть несколько типов переключателей с гибкими настройками:

Основные параметры переключателей

Количество положений (бросков)
Количество полюсов
Группировка для создания многополюсных переключателей

Как настроить многополюсный переключатель в Falstad:

Добавьте на схему SPDT переключатель
Щелкните по нему правой кнопкой и выберите «Изменить»
Укажите нужное количество положений
Задайте номер группы переключателей (кроме 0)
Добавьте еще переключатели с тем же номером группы

Все переключатели в одной группе будут работать синхронно как один многополюсный переключатель.

Создание пользовательских логических блоков

Пользовательские логические блоки позволяют реализовать сложную логику в компактном виде. Как создать такой блок:

Добавьте элемент «Custom Logic» из раздела цифровых компонентов
Щелкните правой кнопкой и выберите «Редактировать»
Задайте имена входов и выходов
Опишите логику работы с помощью таблицы истинности

Пример описания логики двухвходового элемента И:

00=0
01=0
10=0
11=1

Такой подход позволяет создавать сложные узлы, например, дешифраторы или триггеры, без использования большого количества базовых логических элементов.

Моделирование аналоговых схем в Falstad

Симулятор Falstad позволяет создавать и анализировать разнообразные аналоговые схемы. Какие возможности он предоставляет для работы с аналоговыми цепями?

Широкий выбор пассивных компонентов (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности)

Источники напряжения и тока различных типов
Полупроводниковые приборы (диоды, транзисторы)
Операционные усилители
Измерительные приборы (вольтметры, амперметры, осциллограф)

С помощью этих инструментов можно моделировать усилители, фильтры, генераторы и другие аналоговые схемы. Falstad позволяет наглядно увидеть распределение напряжений и токов, что очень полезно для понимания принципов работы.

Использование Falstad для обучения основам электротехники

Симулятор Falstad — отличный инструмент для изучения основ электротехники и электроники. Какие преимущества он дает в образовательном процессе?

Наглядная визуализация работы схем
Возможность быстро собрать и проверить схему
Отсутствие риска повреждения реальных компонентов
Удобные инструменты для измерений и анализа
Возможность экспериментировать и исследовать

Falstad позволяет на практике изучить такие темы, как:

Закон Ома и законы Кирхгофа
Последовательное и параллельное соединение
Фильтры и частотные характеристики
Операционные усилители
Логические элементы и цифровые схемы

Интерактивность симулятора помогает лучше понять теоретический материал и развить практические навыки.

Моделирование цифровых схем в Falstad

Falstad предоставляет широкие возможности для создания и анализа цифровых схем. Какие инструменты доступны для работы с цифровой логикой?

Базовые логические элементы (И, ИЛИ, НЕ и др.)
Триггеры и регистры
Счетчики
Мультиплексоры и демультиплексоры
Сумматоры
Пользовательские логические блоки

С помощью этих компонентов можно создавать сложные цифровые устройства, например:

Арифметико-логические устройства
Конечные автоматы
Простые процессоры
Устройства управления

Falstad позволяет наглядно увидеть распространение сигналов в цифровых схемах, что помогает лучше понять принципы их работы.

Экспорт и импорт схем в Falstad

Falstad предоставляет возможности для сохранения созданных схем и обмена ими. Как работает экспорт и импорт схем в симуляторе?

Схемы можно сохранять в текстовом формате
Поддерживается экспорт в виде URL-ссылки
Возможен импорт схем из текстового описания
Есть функция загрузки схем по URL

Это позволяет:

Сохранять свои наработки
Делиться схемами с другими пользователями
Встраивать интерактивные схемы на веб-страницы
Создавать библиотеки готовых схем

Таким образом, Falstad Circuit Simulator является мощным и гибким инструментом для моделирования электрических схем. Он предоставляет широкие возможности как для обучения, так и для разработки реальных устройств.

AUR (en) — circuit-simulator

العربية Asturianu Català Český Dansk Deutsch Ελληνικά English Español Español (Latinoamérica) Suomi Français עברית Hrvatski Magyar Italiano 日本語 Norsk Nederlands Polski Português (Brasil) Português (Portugal) Română Русский Slovenčina Srpski Türkçe Українська 简体中文正體中文

AUR Home
Packages
Register
Login

Search Criteria

Enter search criteria

Search by Name, DescriptionName OnlyPackage BaseExact NameExact Package BaseKeywordsMaintainerCo-maintainerMaintainer, Co-maintainerSubmitter

Keywords

Out of Date AllFlaggedNot Flagged

Sort by NameVotesPopularityVotedNotifyMaintainerLast modified

Sort order AscendingDescending

Per page 50100250

Package Details: circuit-simulator 2.

7.6-1

Dependencies (4)

hicolor-icon-theme (hicolor-icon-theme-git)
libglvnd (libglvnd-git)
imagemagick (graphicsmagick-imagemagick-compat, imagemagick-git, imagemagick-full-git, imagemagick-no-hdri, imagemagick-fftw, imagemagick-full) (make)
tar
(tar-libarchive, tar-parallel, tar-git) (make)

Required by (0)

Sources (3)

circuit. desktop
http://www.falstad.com/circuit/favicon.ico
http://www.falstad.com/circuit/offline/circuitjs1-linux64.tgz

AUR (en) — circuit-simulator

AUR Home
Packages
Register
Login

Search Criteria

Enter search criteria
Search by Name, DescriptionName OnlyPackage BaseExact NameExact Package BaseKeywordsMaintainerCo-maintainerMaintainer, Co-maintainerSubmitter
Keywords
Out of Date AllFlaggedNot Flagged
Sort by NameVotesPopularityVotedNotifyMaintainerLast modified
Sort order AscendingDescending
Per page 50100250

Package Details: circuit-simulator 2.
7.6-1
Dependencies (4)
hicolor-icon-theme (hicolor-icon-theme-git)
libglvnd (libglvnd-git)
imagemagick (graphicsmagick-imagemagick-compat, imagemagick-git, imagemagick-full-git, imagemagick-no-hdri, imagemagick-fftw, imagemagick-full) (make)
tar (tar-libarchive, tar-parallel, tar-git) (make)
Required by (0)
Sources (3)
circuit. desktop
http://www.falstad.com/circuit/favicon.ico
http://www.falstad.com/circuit/offline/circuitjs1-linux64.tgz
Цифровая логика
— Цепь Фальстада не работает
\$\начало группы\$
Я создал схему Falstad, которая должна переключаться между тремя цепями для питания светодиода. Верхний логический элемент И ведет к цепи, создающей эффект стробоскопа. Второй должен затемнить светодиод. Последний должен зажечь светодиод на полную яркость. В настоящее время он просто зажигает светодиод, не выполняя других функций.
FalstadCircuit
цифровая логика
фальстад
\$\конечная группа\$
1
\$\начало группы\$
Эти красные точки на схеме НЕ соединены. Вам нужно исправить их, и ваша схема работает правильно.
Обратите внимание, что зеленые линии не продолжаются за красными точками.
Провода от клемм должны идти к разветвлению. Вы можете исправить это, удалив плохие провода, сделав «разделенный провод» в том месте, где вы хотите его соединить, и заново протяните провод.
ТАК
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Falstad автоматически не устанавливает Т-образные соединения с сигналами. Если вы попытаетесь это сделать, он пометит это как «плохое соединение» красной точкой (на вашей схеме их несколько, по моим подсчетам четыре). затем соедините букву «Т». Исправьте их, и все готово. У SS Rat есть совет: выделите сегмент в точке, щелкните правой кнопкой мыши, затем «Разделить провод». Это разорвет сегмент и позволит T соединиться.
Вот исправленная версия.
Это своего рода заноза в заднице, если вы привыкли к тому, как работает коммерческий захват схем. Вы привыкнете к этому.
\$\конечная группа\$
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя адрес электронной почты и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
Circuit VR: продвинутая логика Falstad с Geniac
Я обнаружил, что если я пытаюсь донести до студента или коллеги мысль о схеме, иногда онлайн-симулятор Falstad стоит нескольких тысяч слов. Вы можете нарисовать схему, поиграть со значениями и даже интуитивно увидеть ток, а также выполнить традиционные измерения. Симулятор работает не только с аналоговыми, но и с цифровыми схемами. Однако на первый взгляд цифровые функции кажутся ограниченными, но если копнуть глубже, то можно обнаружить настраиваемый логический блок, который действительно может помочь. Я углубился в это — и в то, как переключатели работают в симуляторе — на днях в ответ на сообщение Hackaday. Если вы используете Falstad, читайте дальше!
Детские воспоминания
Когда я был ребенком, я увидел рекламу компьютера в каталоге Layfayette. Это был Geniac — тема недавнего поста об воссоздании компьютера. Мои родители выложили 20 долларов, и я был взволнован. В конце концов, эта штука могла играть в крестики-нолики, сочинять музыку и совершать другие чудеса.
Проблема в том, что никто из тех, кого я спрашивал, включая инженера-электрика из энергетической компании, в которой работал мой отец, не мог этого понять. Имейте в виду, мне было, вероятно, 9лет, а тогда мало кто — даже энергетики — хорошо разбирался в компьютерах.
К тому времени, когда я был подростком, я понял, что все это представляет собой набор поворотных переключателей, которые можно настроить как логические вентили. Однако к тому времени Гениака уже давно не было, он стал жертвой маминой весенней уборки. Несколько лет назад я купил на eBay в основном полный комплект, но ему нужны лампочки, которые я еще не заменил, но — это в моем длинном списке того, что нужно сделать, чтобы заставить его работать.
Достоинство позора
Однако сообщение Hackaday заставило меня действовать. Все эти годы я так и не построил ни одну из схем в инструкции. Я решил, что хочу сделать это, и, поскольку в посте было изображение двоично-десятичного декодера, я подумал, что, возможно, смогу смоделировать его.
Ключом к пониманию диаграмм в руководстве Geniac является то, что вы создаете многоканальный коммутатор. Таким образом, двоичный восьмизначный переключатель в левом нижнем углу диаграммы является двухпозиционным переключателем. Двоичная цифра 4 — это переключатель DPDT. Если указать на 0, контакты на 7:00 и 1:00 соединятся. Если указать на 1 час, то контакты на 5:00 и 11:00 короткие из-за латунной скобы в верхнем диске. Десятичный переключатель, с другой стороны, однополюсный, но имеет 16 позиций.
В процессе работы вы набираете двоичное число, которое хотите преобразовать, а затем поворачиваете десятичный переключатель, пока не загорится лампочка. Это простое дерево переключателей, так что каждое двоичное число заземляет один вывод десятичного переключателя, и, поскольку лампочка подключается к общему, она загорается, когда вы выполняете это соединение.
Фалстад
Мне нужно было решить две проблемы. Во-первых, это создание многополюсных переключателей в симуляторе. Есть способ сделать это, но также есть кое-что, о чем нужно помнить. Вторая проблема заключалась в том, что я хотел добавить модный дисплей, но декодер 16:1 недоступен. Так я начал работать с пользовательским логическим блоком.
В переключателях довольно легко разобраться. В разделе «Пассивные компоненты» в меню есть переключатель SPDT, который вы можете вставить или использовать горячую клавишу S в верхнем регистре. Конечно, вам не нужен переключатель SPDT, но вы должны начать с него. Как только вы поместите его на экран, вы можете щелкнуть его правой кнопкой мыши и выбрать «Изменить».
В появившемся диалоговом окне есть два интересующих поля. Количество бросков довольно очевидно. Для десятичного переключателя вы можете установить это значение на 16. Группа переключателей является ключом к созданию нескольких полюсов. Группа переключателей 0 является специальной и означает, что переключатель независим. Однако, если вы установите другой номер группы, все переключатели в этой группе будут работать вместе. Однако на экране нет прямого указания на это, как на реальной схеме.
Ну, это не совсем так. Любой переключатель, имеющий более одного полюса, будет отображаться как DP при наведении на него указателя мыши. Таким образом, три переключателя в одной группе с 16 бросками будут отображаться как DP16T, хотя технически это неверно.
Небольшая ошибка
Другая вещь, которую я обнаружил случайно, заключается в том, что если вы добавляете полюс к переключателю, вы должны убедиться, что переключатель находится в положении по умолчанию и в той же ориентации, что и другие переключатели в той же группе. . Если у вас есть 16-позиционный переключатель, установленный, например, в положение 5, и вы создаете новый переключатель, установленный в положение 0, тогда переключатели сохранят это разделение. То есть, перемещение первого переключателя в положение 6 установит второй переключатель в положение 1. Иногда это может быть функцией, но в целом это не то, что вам нужно. Настоящая проблема возникает, когда у вас есть переключатели, обращенные друг к другу. Затем перемещение одного переключателя вверх на позицию переместит другой вниз. Опять же, вероятно, не то, что вы хотите.
У переключателя есть способ установить некоторые ползунки, но эти ползунки управляют количеством ходов и группой переключателей для переключателя, так что это не очень полезно. Вероятно, проще всего сделать дубликат существующего выключателя, чтобы сделать новый столб.
Custom Logic
Имея возможность делать большие переключатели, такие как Geniac, было довольно легко настроить переключатели для десятичного преобразователя. Однако я не был доволен этим, потому что переключатели плохо читаются. Falstad на самом деле не предназначен для 16-позиционных переключателей.
Я хотел взять второй полюс для десятичного переключателя и использовать его для управления 7-сегментным дисплеем, чтобы указать положение десятичного переключателя. Для этого вам нужен энкодер с 16 строк на 4 строки, но у Фалстада нет такого, который я смог найти.
Можно, конечно, построить его из логических вентилей, но это в лучшем случае утомительно. Но я заметил блок с пользовательской логикой (в разделе «Цифровые чипы»), и это был ответ, который я искал.
Когда вы размещаете блок, вы получаете маленькую коробку с несколькими входами и выходами. Щелкните правой кнопкой мыши и нажмите «Редактировать», и вы увидите поле, которое позволяет вам назвать модель для использования в функции. Нажатие Edit Model позволяет вам изменить функцию для блоков, которые используют эту модель.
В диалоговом окне есть три определяющих поля. Первый — это входы, разделенные запятыми. Вы можете использовать одно или два имени персонажа. Другое поле содержит выходные данные, разделенные запятыми, с использованием одного или двух одинаковых символов. Поле будет перерисовано, чтобы соответствовать количеству портов. Также есть информационный текст, который появляется, когда вы наводите курсор на поле. Имена портов также могут иметь косую черту впереди (например, /Q), чтобы указать на отрицательную логику, если хотите.
Однако последнее поле — это то, что вам нужно. Вы можете определить свою пользовательскую функцию, используя простой синтаксис. Давайте сначала возьмем простой пример. Предположим, вы хотите построить блок, который представляет собой логический элемент И с двумя входами A и B. Выходом является C. Определение будет таким:
00=0 01=0 10=0 11=1
Вот и все. В дополнение к 1 и 0 вы можете использовать + или — для положительного или отрицательного перехода. Вы можете использовать шаблонные буквы, и вы можете использовать ? для пофиг. Например, предположим, что у вас есть блок, который копирует первый вход (A) в выход, если вывод Enable имеет значение true. Если вывод Enable не соответствует действительности, вы хотите вывести ноль:
?1=A ?0=0
Или вы можете написать:
00=0 01=1 11=1
Строка ввода может быть длиннее, чем количество вводов. В этом случае симулятор считывает выходные данные. Это позволяет вам строить состояние. Например, в руководстве показано, что защелка SR с входами S и R может иметь выходы Q и /Q:
??00=10 10??=10 01??=01 ??AB=AB
Первая строка обрабатывает условие сброса, так что /Q всегда равно обратному Q. Похоже, что в определении вы можете назвать выходы как угодно слева, а затем использовать их на правильно, даже если имена портов разные (например, в этом случае Q — это A, а /Q — это B).