بهترین نرم افزار شبیه سازی مدارات الکترونیکی اندروید

بهترین نرم افزار شبیه سازی مدارات الکترونیکی اندروید

برنامه های شبیه سازی مدار الکترونیکی متنوعی برای دستگاه های اندرویدی موجود است. یکی از محبوب ترین و با رتبه بندی ترین برنامه ها EveryCircuit است. این برنامه یک رویکرد تعاملی و بصری برای شبیه سازی مدار ارائه می دهد و به کاربران اجازه می دهد مدارهای الکترونیکی مختلف بسازند و شبیه سازی کنند.

نرم افزار EveryCircuit

ویژگی های EveryCircuit:

1-    ساخت و شبیه سازی مدارهای آنالوگ و دیجیتال 

ساخت و شبیه سازی مدارهای آنالوگ و دیجیتال یک جنبه حیاتی در طراحی و تحلیل مدارهای الکترونیکی است. به شکل زیر می توان آن را مورد تجزیه و تحلیل قرار داد: 
مدارهای ساختمانی
مدارهای آنالوگ: مدارهای آنالوگ شامل تغییرات مداوم ولتاژ و جریان در طول زمان است. این مدارها برای پردازش سیگنال های آنالوگ استفاده می شوند که مقادیر فیزیکی مانند دما، فشار یا صدا را نشان می دهند. هنگام ساخت یک مدار آنالوگ، از اجزایی مانند مقاومت ها، خازن ها، دیودها و تقویت کننده های عملیاتی برای ایجاد فیلترها، تقویت کننده ها یا سایر عملکردهای پردازش سیگنال استفاده می کنید.
مدارهای دیجیتال: مدارهای دیجیتال سیگنال های گسسته و باینری (0 و 1) را پردازش می کنند که حالت های منطقی را نشان می دهد. این مدارها شامل اجزایی مانند گیت های منطقی (AND، OR، NOT، و غیره)، فلیپ فلاپ ها و ثبات ها برای انجام عملیات بولی و اجرای توابع منطقی هستند. شما می توانید مدارهای ترکیبی و ترتیبی مانند جمع کننده ها، شمارنده ها یا ماشین های حالت را برای پردازش اطلاعات دیجیتال بسازید.

شبیه سازی مدارها
پس از ساخت مدار آنالوگ یا دیجیتال خود در یک برنامه شبیه سازی مانند EveryCircuit، می توانید با اجرای شبیه سازی، رفتار آن را تجزیه و تحلیل کنید. این شامل:
تعریف ورودی ها: سیگنال های ورودی مانند منابع ولتاژ DC، شکل موج AC یا قطارهای پالس دیجیتال را تنظیم کنید تا مدار خود را تحریک کرده و پاسخ آن را مشاهده کنید.
شبیه سازی در حال اجرا: شبیه سازی را برای تجزیه و تحلیل رفتار مدار در زمان واقعی شروع کنید. تغییرات ولتاژ، جریان و سایر پارامترها را در گره های مختلف مدار مشاهده کنید.
تنظیم پارامترها: برای ارزیابی عملکرد مدار در شرایط مختلف، مقادیر اجزا، مشخصات سیگنال ورودی یا پیکربندی مدار را تغییر دهید.
تجزیه و تحلیل خروجی ها: سیگنال های خروجی مدار، مانند شکل موج های فیلتر شده، ولتاژهای تقویت شده، یا انتقال حالت منطقی را بررسی کنید تا بررسی کنید که آیا مشخصات مورد نظر مطابقت دارد.
شبیه سازی به شما کمک می کند تا رفتار مدار را درک کنید، مسائل طراحی را عیب یابی کنید و مدار خود را قبل از پیاده سازی در سخت افزار بهینه کنید. این یک ابزار ضروری برای طراحان مدار، دانش آموزان و علاقمندان به طور یکسان است.

شبیه سازی مدارها

2-    عملیات مدار را با انیمیشن های ولتاژ، جریان و شارژ در زمان واقعی تجسم کنید.

تجسم عملکرد مدار با انیمیشن‌های ولتاژ، جریان و شارژ در زمان واقعی یک ویژگی قدرتمند است که توسط بسیاری از برنامه‌های شبیه‌سازی مدار، از جمله EveryCircuit ارائه می‌شود. این ویژگی با نمایش پارامترهای الکتریکی مختلف به صورت پویا در طول شبیه سازی به کاربران کمک می کند تا رفتار مدارهای الکترونیکی را درک کنند.
در اینجا خلاصه ای از آنچه این انیمیشن ها معمولاً نشان می دهند آورده شده است:
انیمیشن های ولتاژ: این انیمیشن ها اختلاف پتانسیل بین دو نقطه در مدار را نشان می دهند. سطوح ولتاژ اغلب با گرادیان رنگ یا خطوط کانتور در اطراف اجزا نشان داده می شود، با ولتاژهای بالاتر به صورت رنگ های روشن تر یا خطوط خطوط متراکم تر ظاهر می شود. این تجسم به شناسایی افت ولتاژ در قطعات مانند مقاومت ها و مشاهده تغییرات ولتاژ در طول زمان در پاسخ به تغییر سیگنال های ورودی کمک می کند.
انیمیشن های فعلی: انیمیشن های فعلی جریان بار الکتریکی را در یک مدار نشان می دهند. این انیمیشن‌ها که معمولاً با فلش‌های متحرک یا ذرات روان نشان داده می‌شوند، به کاربران کمک می‌کنند جهت، بزرگی و تغییرات فعلی را در طول زمان تجسم کنند. مشاهده جریان جریان از طریق شاخه های مختلف یک مدار می تواند به درک قانون جریان کیرشهوف و بقای بار کمک کند.
انیمیشن‌های شارژ: انیمیشن‌های شارژ تجمع، ذخیره و انتقال بار الکتریکی بین اجزای یک مدار را نشان می‌دهند. این انیمیشن ها به ویژه برای رفتار خازن مرتبط هستند، جایی که حرکت حامل های شارژ بین صفحات خازن به کاربران کمک می کند تا فرآیندهای شارژ و دشارژ را درک کنند.
انیمیشن‌های بی‌درنگ ولتاژ، جریان و شارژ، بینش‌های ارزشمندی از رفتار مدار در طول شبیه‌سازی ارائه می‌دهند. با مشاهده این انیمیشن ها، کاربران می توانند تعاملات بین اجزاء را بهتر درک کنند، عملکرد طراحی آنها را بررسی کنند و قبل از پیاده سازی مدارها در سخت افزار، مشکلات را عیب یابی کنند.

3-    در حین اجرای شبیه سازی، پارامترهای مدار را تنظیم کنید.

قابلیت تنظیم پارامترهای مدار در حین اجرای شبیه سازی یک ویژگی ضروری در نرم افزار شبیه سازی مدار است. این قابلیت به کاربران اجازه می‌دهد تا جنبه‌های مختلف طراحی خود را بدون نیاز به توقف و راه‌اندازی مجدد شبیه‌سازی اصلاح کنند و تحلیل رفتار مدار در شرایط مختلف و بهینه‌سازی عملکرد را آسان‌تر می‌کند.
در اینجا چند نمونه از پارامترهای مدار وجود دارد که می‌توانید در طول شبیه‌سازی تنظیم کنید:
مقاومت: مقادیر مقاومت مقاومت ها را در مدار تغییر دهید تا ببینید که چگونه ولتاژ، جریان و توان تحت تأثیر قانون اهم قرار می گیرند.
ظرفیت خازن: مقادیر خازن را برای مشاهده تغییرات در زمان شارژ و دشارژ، پاسخ فرکانس یا ویژگی های فیلتر تغییر دهید.
سیگنال های ورودی: ویژگی های سیگنال ورودی مانند دامنه، فرکانس یا شکل موج را برای مشاهده پاسخ مدار به محرک های مختلف تغییر دهید.
دستگاه های سوئیچینگ: حالات سوئیچ ها، ترانزیستورها یا سایر دستگاه های کنترل را برای مشاهده تأثیر آنها بر رفتار مدار و درک نقش آنها در منطق دیجیتال یا مدیریت توان، دستکاری کنید.
اندوکتانس: اندوکتانس یک سلف را در مدار تغییر دهید تا مشاهده کنید که چگونه بر میدان مغناطیسی، جریان و ذخیره انرژی تأثیر می گذارد.
تنظیم پارامترهای مدار در حین پرواز، کاربران را قادر می سازد تا سناریوهای مختلف را به سرعت و کارآمد آزمایش کنند. این ویژگی به ویژه برای درک اینکه چگونه اجزای خاص بر رفتار کلی مدار تأثیر می‌گذارند و برای بهینه‌سازی طرح‌ها برای برآورده کردن معیارهای عملکرد خاص مفید است. همچنین یک رویکرد عملی و تکراری را برای یادگیری مفاهیم و اصول مدارهای الکترونیکی ترویج می کند.

4-    سیگنال های ورودی دلخواه را با استفاده از ورودی لمسی تولید کنید.

تولید سیگنال های ورودی دلخواه با استفاده از ورودی لمسی یک ویژگی مفید در برنامه های شبیه سازی مدار است، به ویژه در دستگاه های صفحه لمسی مانند گوشی های هوشمند و تبلت ها. این قابلیت به کاربران اجازه می دهد تا شکل موج یا سیگنال های سفارشی ایجاد کنند تا از آنها به عنوان ورودی برای مدارهای شبیه سازی شده خود استفاده کنند.
در اینجا یک نمای کلی از نحوه عملکرد این ویژگی آورده شده است:
منبع ورودی را انتخاب کنید: با انتخاب جزء یا گره در مدار خود که می‌خواهید سیگنال ورودی را در آن اعمال کنید، شروع کنید. این می تواند منبع ولتاژ یا جریان، ورودی ساعت برای مدار دیجیتال یا هر نقطه ورودی مناسب دیگری باشد.
فعال کردن حالت ورودی لمسی: حالت ورودی لمسی را در برنامه شبیه‌سازی مدار خود فعال کنید. این حالت معمولا شامل یک دکمه اختصاصی یا گزینه منو است که عملکرد لمسی برای کشیدن را فعال می کند.
رسم شکل موج سیگنال: با استفاده از انگشت یا قلم، شکل موج سیگنال ورودی مورد نظر را مستقیماً روی صفحه بکشید. حالت ورودی لمسی نقاشی شما را به عنوان یک سیگنال متغیر با زمان ثبت می‌کند و حرکت شما را در طول زمان به یک سری مقادیر ولتاژ یا جریان تبدیل می‌کند.
پارامترهای سیگنال را تنظیم کنید: ویژگی های سیگنال مانند دامنه، افست یا مقیاس زمانی را به دقت تنظیم کنید تا مطمئن شوید سیگنال تولید شده مطابق با نیازهای شما است. این مرحله ممکن است بسته به برنامه خاصی که استفاده می کنید متفاوت باشد.
اعمال سیگنال: هنگامی که از سیگنال سفارشی خود راضی شدید، آن را به عنوان ورودی مدار خود اعمال کرده و شبیه سازی را اجرا کنید. مشاهده کنید که مدار در پاسخ به سیگنال ورودی تولید شده با لمس شما چگونه رفتار می کند، که می تواند به شما در درک عملکرد آن در شرایط مختلف کمک کند.
ایجاد سیگنال های ورودی دلخواه با استفاده از ورودی لمسی به کاربران امکان می دهد طیف گسترده ای از شکل موج ها، از امواج سینوسی ساده و امواج مربعی گرفته تا الگوهای پیچیده و چند سطحی را تولید کنند. این ویژگی به ویژه برای بررسی رفتار فیلترها، تقویت‌کننده‌ها یا دیگر مدارهای پردازش سیگنال مفید است و ابزاری عالی برای یادگیری و آزمایش در طراحی مدارهای الکترونیکی است.

5-    موتور شبیه سازی موبایل بهینه شده با مدل های واقعی دستگاه

یک موتور شبیه‌سازی موبایل بهینه‌سازی شده با مدل‌های واقعی دستگاه، جنبه ضروری یک برنامه شبیه‌سازی مدار است، زیرا به کاربران اجازه می‌دهد تا به طور دقیق رفتار مدارهای الکترونیکی را در دستگاه‌های تلفن همراه خود تحلیل و پیش‌بینی کنند.
در اینجا خلاصه ای از آنچه این مستلزم است آورده شده است:
موتور شبیه‌سازی موبایل: موتور شبیه‌سازی جزء اصلی یک برنامه شبیه‌سازی مدار است که مسئول حل معادلات پیچیده ریاضی برای مدل‌سازی رفتار مدارهای الکترونیکی است. یک موتور بهینه شده شبیه سازی کارآمد و دقیق را در دستگاه های تلفن همراه تضمین می کند که اغلب در مقایسه با رایانه های رومیزی قدرت پردازش و حافظه محدودی دارند. این بهینه‌سازی امکان شبیه‌سازی روان و بی‌درنگ و تجربه‌های تعاملی کاربر را فراهم می‌کند.
مدل‌های واقعی دستگاه: مدل‌های واقعی دستگاه‌ها نمایش‌های ریاضی اجزای الکترونیکی واقعی مانند مقاومت‌ها، خازن‌ها، ترانزیستورها و مدارهای مجتمع هستند. این مدل‌ها شامل رفتارهای خاص جزء، ویژگی‌های غیر ایده‌آل و اثرات انگلی هستند که نمایش دقیق‌تری از عملکرد مدار در دنیای واقعی ارائه می‌دهند. مدل‌های واقعی دستگاه، کاربران را قادر می‌سازد تا رفتار مدار را با دقت بیشتری تحلیل و پیش‌بینی کنند و اطمینان حاصل کنند که شبیه‌سازی‌های آن‌ها با پیاده‌سازی‌های عملی مطابقت دارند.

6-    کتابخانه رو به رشد قطعات برای طراحی مدارهای پیچیده.

کتابخانه رو به رشد اجزاء یکی از ویژگی های ضروری یک برنامه شبیه سازی مدار است، زیرا کاربران را قادر می سازد تا طیف گسترده ای از مدارهای الکترونیکی، از شبکه های مقاومت-خازن ساده گرفته تا سیستم های پیچیده شامل میکروکنترلرها، حسگرها و رابط های ارتباطی را طراحی و شبیه سازی کنند.
به همین دلیل است که یک کتابخانه جامع جزء حیاتی است:
انعطاف‌پذیری طراحی: مجموعه متنوعی از اجزا به کاربران اجازه می‌دهد تا پیکربندی‌های مدارهای مختلف را بررسی کنند، رویکردهای طراحی مختلف را آزمایش کنند و راه‌حل‌های منحصربه‌فردی برای کاربردهای خاص خود ایجاد کنند. این انعطاف پذیری خلاقیت و نوآوری را در طراحی مدارهای الکترونیکی پرورش می دهد.
برنامه های کاربردی دنیای واقعی: یک کتابخانه رو به رشد تضمین می کند که برنامه شبیه سازی با آخرین فن آوری ها و اجزای مورد استفاده در سیستم های الکترونیکی مدرن به روز می ماند. این ارتباط به کاربران اجازه می دهد مدارهایی را طراحی و تجزیه و تحلیل کنند که از نزدیک برنامه های کاربردی دنیای واقعی را منعکس می کنند.
ارزش آموزشی: طیف وسیعی از اجزای سازنده فرصتی را برای کاربران فراهم می کند تا در مورد دستگاه های الکترونیکی مختلف، عملکردها و کاربردهای آنها اطلاعات کسب کنند. این قرار گرفتن در معرض اجزای مختلف به کاربران کمک می کند تا پایه ای قوی در طراحی و تجزیه و تحلیل مدارهای الکترونیکی ایجاد کنند.
پشتیبانی انجمن: کتابخانه ای که به طور مداوم در حال گسترش است، اغلب نشان دهنده یک جامعه کاربر قوی و پشتیبانی توسعه دهنده است. کاربران می توانند اجزای جدیدی را پیشنهاد کنند یا مدل های خود را ارائه دهند و اکوسیستم شبیه سازی را غنی تر کنند.

7-    ویرایشگر شماتیک کاربر پسند با مسیریابی خودکار سیم.

یک ویرایشگر شماتیک کاربر پسند با مسیریابی خودکار سیم یکی از ویژگی های ضروری یک برنامه شبیه سازی مدار است، زیرا به کاربران امکان می دهد مدارهای الکترونیکی را به طور مستقیم و کارآمد ایجاد، تجسم و ویرایش کنند.
در اینجا به طور خلاصه مزایای چنین ویژگی را مشاهده می کنید:
سهولت استفاده: یک ویرایشگر شماتیک با طراحی خوب به کاربران این امکان را می دهد که قطعات را بدون زحمت قرار داده و به هم متصل کنند و فرآیند طراحی مدار را حتی برای مبتدیان نیز در دسترس قرار دهند. ویژگی های رایج عبارتند از: کشیدن و رها کردن اجزا، منوهای حساس به زمینه و میانبرهای صفحه کلید.
سازماندهی بصری: یک ویرایشگر شماتیک کاربرپسند به حفظ یک طرح تمیز و سازماندهی شده کمک می کند و درک و اشکال زدایی طرح های مدار را آسان تر می کند. این اغلب شامل ابزارهایی مانند گرید snapping، راهنمای تراز، و توانایی گروه بندی اجزای مرتبط است.
مسیریابی خودکار سیم: این ویژگی فرآیند اتصال قطعات را با مسیریابی خودکار سیم ها به کارآمدترین شکل ممکن ساده می کند. این نه تنها در زمان صرفه جویی می کند، بلکه خطر خطای انسانی را نیز کاهش می دهد و یک چیدمان مرتب را تضمین می کند.
بررسی خطا: بسیاری از ویرایشگرهای شماتیک دارای ویژگی‌های بررسی خطا هستند که مشکلات احتمالی مانند سیم‌های قطع شده، اتصالات زمین از دست رفته یا تداخل پارامترهای مؤلفه را شناسایی می‌کنند. این ویژگی ها به کاربران کمک می کند تا طرح های مدار خود را اشکال زدایی و بهینه کنند.
سفارشی سازی: یک ویرایشگر شماتیک انعطاف پذیر به کاربران اجازه می دهد تا طرح های خود را با تغییر سبک اجزا، رنگ ها و برچسب های متن سفارشی کنند. این شخصی‌سازی می‌تواند به کاربران کمک کند تا نمودارهای مداری بصری جذاب و به راحتی قابل شناسایی ایجاد کنند.

نحوه استفاده از EveryCircuit:

1-    EveryCircuit را از فروشگاه Google Play دانلود و نصب کنید.
2-    برنامه را باز کنید و با رابط کاربری آشنا شوید.
3-    با افزودن اجزای کتابخانه و اتصال آنها با سیم، یک مدار جدید ایجاد کنید.
4-    برای شروع شبیه سازی و مشاهده رفتار مدار، روی دکمه پخش ضربه بزنید.
5-    پارامترهای مدار یا سیگنال های ورودی را در صورت نیاز برای تجزیه و تحلیل سناریوهای مختلف تنظیم کنید.

ساخت مدارات الکترونیکی

در حالی که EveryCircuit یک ابزار قدرتمند برای شبیه سازی مدار در اندروید است، جایگزین های دیگری نیز وجود دارد. برخی از گزینه های قابل توجه عبارتند از Droid Tesla، Logic Circuit Simulator Pro و Electric Circuit Studio. هر برنامه ویژگی‌ها و رابط‌های منحصربه‌فردی را ارائه می‌کند، بنابراین ممکن است بخواهید آن‌ها را بررسی کنید تا مناسب‌ترین گزینه را پیدا کنید. البته امروه برخی از شرکت های نرم افزاری نیز اقدام به تولید نرم افزارهای سفارشی بر اساس نیازهای کاربران می نمایند که شرکت نرم افزاری کهن بعنوان یکی از قدرتمند ترین شرکت های نرم افزاری از جمله آنها می باشد.