Анализ программ моделирования электрических схем и цепей для использования в учебных целях

С момента создания компьютеров, они прочно вошли в нашу жизнь. Их возможности почти безграничны: от простых вычислительных операций до погружения в виртуальную реальность. Современные технологии облегчают и процесс образования в средних и высших учебных заведениях, как самих учеников, студентов, так и рабочего персонала [1]. Обычно используют программы, позволяющие передать всю суть реальных объектов, которые не всегда могут быть предоставлены.

В основном все программы направлены на узкий круг действий, например, моделирование электрических цепей и схем. В частности, их можно разделить на две подгруппы: первая – только проектирует электрические схемы, а вторая – может проверить какие результаты получатся, если эту цепь собрать из реальных приборов.

Нами были изучены некоторые программы. Рассмотрим их подробнее.

• 1.1    Microsoft Visio

Данное программное обеспечение способно связывать информацию и упрощать её представление, а именно Microsoft Visio создан как для построения логических блок-схем, создания графиков, диаграмм так и для моделирования электрических цепей. Для тех, кто привык работать с

Microsoft Office будет не сложно освоить интерфейс Visio, если же опыт работы с такими программами отсутствует, рекомендуется ознакомиться с руководством. Но существуют и недостатки, главными из которых можно назвать отсутствие в её составе полноценной библиотеки условных графических обозначений элементов электрических схем, и их трафареты в составе программы не соответствуют ГОСТ [2].

• 1.2    КОМПАС - «Электрик»

• 2.1    Electronics Workbench 5.12

• 2.2    123D Circuits

КОМПАС – «Электрик» весьма распространен в России, но он не является самостоятельной программой это всего лишь прикладная библиотека. Её используют предприятия для проектирования электрооборудования, а также множество учебных заведений как инструмент визуализации теоретического материала. Так как в отличие от Visio компас является более специализирован на электрических схемах, то в данной библиотеке КОМПАС – «Электрик» для создания электросхем присутствует достаточно большая база данных, в которую входят около 600 графических обозначений и 6000 схем изделий

Самой многофункциональной программой по моделированию электрических цепей является Electronics Workbench. В этой программе есть возможность создавать модели принципиальной электрической схемы устройства и её редактирование; рассчитать режимы работы модели; рассчитать частотные характеристики и переходные процессы модели; проводить оценку и анализ модели; нарастить библиотеку компонентов; предоставлять данные в форме удобной для дальнейших работ [3].

Программа Circuits является имитацией платформы ARDUINO и имеет сильную визуальную сторону, хотя содержит только основные элементы, например: резистор, мультиметр, конденсатор, диод, светодиод и т.д. Особенностью 123D Circuits является то, что после построения электрической схемы она может предложить свой вариант расстановки элементов с возможностью перемещения. Минусы этой программы — это скудный функционал, который подойдет только для обучения, и довольно большие расхождения в данных. А плюс – бесплатная версия программы.

Были рассмотрены 4 программы и выделены 2 подгруппы. Первая – только для черчения схемы для документации или других целей, а вторая - с возможностью проверить работу электросхемы и получить определенные показания приборов, так как программы эмулируют их реальную работу.

Интерфейс программ не является трудным в освоении, вся приборная панель удобна в использовании и хорошо подходит для самостоятельного обучения студентов. Учитывая, что обучающемуся необходимо проверить работоспособность построенной схемы, то самой хорошей программой, представленной из всех, является Electroniks Workbench 5.12. Её можно рекомендовать не только студентам, но и учебным заведениям с целью показать принцип электротехники, не имея под рукой оборудования.

Так же не стоит забывать и про компас с библиотекой компас электрик. Несмотря на то, что он не может показать составленную цепь в действии, у него большое количество элементов, что может пригодиться при составлении отчетной документации.