ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ / 2022

Мы начали рассказывать о возможностях моделирования электрических цепей в САПР Delta Design в журнале «Современная электроника», № 9 за 2021 год. Были рассмотрены расчёт статического режима, расчёт переходных процессов и построение частотных характеристик. Также был показан анализ устойчивости проектируемой схемы.
В данном материале будут рассмотрены конструктор фильтров, анализ чувствительности, возможности оптимизации схемы, анализ методом Монте-Карло. Также покажем процесс сопоставления SPICE-модели к компоненту.

В этой статье представлены простые для понимания концепции проектирования источников питания. В первой главе рассматриваются LDO-стабилизаторы и импульсный источник питания, а также наиболее распространённые неизолированные топологии, используемые для SMPS. Глава 2 посвящена специализированным топологиям, общим изолированным топологиям и расширенным изолированным топологиям источников питания. В главе 3 говорится о проектировании, затрагиваются такие темы, как цифровые источники питания, снижение электромагнитных помех, основы фильтрации и появление бесшумных коммутаторов.

Эта статья будет интересна всем, кто при проектировании электронных устройств использует различные конструкции гибко-жёстких печатных плат. В статье будут рассмотрены возможности САПР Delta Deign версии 3.6 по созданию таких конструкций. Также в статье будут подробно разобраны функциональные возможности, обеспечивающие правильность проектирования топологии в гибкой и переходной зонах гибко-жёсткой платы.

В данной статье описывается создание адаптивной системы управления шаговым двигателем для лазерного станка с ЧПУ. Рассмотрены модель в виде готового блока «Stepper Motor with Control» в пакете Matlab Simulink; модель шагового двигателя на основе системы дифференциальных уравнений и модель на основе формулы определения текущей скорости ШД. Создана адаптивная модель управления шаговым двигателем для лазерного станка ЧПУ с пирометром.

В статье рассмотрено проектирование электронных устройств вывода информации с использованием цифрового генератора шаблона в Proteus. Представлены примеры моделирования схем с применением 7-сегментных индикаторов и матрицы светодиодов, работающих под управлением одного или двух приборов Pattern generator, синхронно генерирующих выходные сигналы данных или команд в режиме внутренней или внешней синхронизации, когда генератор шаблона используется для формирования двоичного кода десятичных чисел, сигналов управления свечением разрядов индикатора, а также для реализации динамической индикации на базе двух-, четырёх-, шестиразрядных 7-сегментных индикаторов и создания кода световых эффектов бегущих огней или поочерёдного свечения группы светодиодов.

В статье рассмотрены основные возможности MES-систем. Кроме того, на примере разработки модуля для системы, отвечающей за выдачу производственного задания, приведены особенности их использования в промышленности.

Актуальная задача металлообработки вообще и обработки шлифованием в частности – обеспечение заданного уровня качества выпускаемых изделий, для чего необходима своевременная балансировка шлифовального круга. Экспериментальные исследования, проведённые авторами данной работы, показали, что автоматизация балансировки шлифовальных кругов на основе цифрового двойника в процессе его работы помогает устранить дисбаланс во время шлифования, при этом повышая качество работы и экономя ресурсы и время. На основе данного заключения был разработан цифровой двойник для разных станков балансировки шлифовальных кругов. В статье проведён обзор применения цифрового двойника технологического процесса шлифования и балансировки шлифовальных кругов. Определены причины возникновения вибрации при круглом шлифовании, также были изучены методы борьбы с ними для повышения точности обработанной детали. Поставлена и решена задача разработки системы управления и цифровым двойником технологического процесса.

На сегодняшний день нейронные сети имеют очень широкое распро-странение по всему миру. Они также используются во всех сферах деятельности человека и вместе с этим принесли новый способ обработки, анализа и прогнозирования данных.

В статье рассмотрена возможность и преимущества аналитического эксперимента по сравнению с натурным. Приведены два примера проведения аналитического эксперимента с последующим вычислительным этапом в качестве иллюстрации цифровизации аналоговой информации.

Кратковременная стабильность частоты – один из основных параметров кварцевых генераторов, используемых в измерительной аппаратуре. Наиболее часто именно она определяет стабильность всей измерительной системы на коротких временах. Новейшие генераторы производства АО «Морион» могут обеспечивать стабильность частоты 8×10^–14 за 1 секунду. В статье приводится описание таких генераторов и аспекты их применения для достижения таких уровней стабильности.

Одной из целей интеллектуальной индустрии является снижение количества сбоев и времени, потраченного на устранение этих сбоев, что сокращает производственные издержки. Профилактическое обслуживание помогает решить эту проблему, но не всегда является эффективным способом. В контексте повышения эффективности технологического процесса основной вклад в эту работу может заключаться в том, чтобы предложить методику прогнозирования выполнимости технологического процесса. Обработка и преобразование собранных данных технологического процесса для обучения нейронной сети способны предсказать будущее состояние оборудования, указав, когда может произойти сбой, что позволяет точнее составлять график обслуживания. В результате лишних остановок оборудования для обслуживания становится меньше. Для достижения этой цели была создана модель, имитирующая технологический процесс, вывод параметров и ожидаемое время возникновения отказа. Данные были использованы для обучения нейронной сети, а кроссвалидация – для тестирования. Также были применены другие методы обучения нейронной сети.

Данная статья посвящена статистическому анализу информации о функционировании производственной системы на примере технологического процесса круглого шлифования методом врезания.

Для прогнозирования состояния технологического процесса была предложена система с использованием искусственных нейронных сетей и алгоритма машинного обучения Random Forest. Были рассмотрены этапы системы прогнозирования на примере работы и настройки системы прогнозирования технологического процесса. Обучающая выборка состоит только из значений нормальной работы. Появление сигнала о критическом состоянии процесса зависит от отклонения прогнозного сигнала и фактического.

В статье рассмотрено проектирование электронных устройств вывода информации с использованием цифрового генератора шаблона (виртуального прибора, формирующего выходные цифровые сигналы по заданному 8-битовому шаблону) в Proteus. Представлены примеры моделирования схем с применением виртуального терминала, буквенно-цифрового (LM016L) и графического (Ampire 128ґ64) дисплеев, работающих под управлением одного или двух приборов Pattern Generator, синхронно формирующих выходные сигналы данных или команд. Подробно рассмотрено формирование шаблона данных на экране дисплея генератора, а также создание файла шаблона (для последовательной или параллельной передачи данных или команд) и его применение.

В статье рассмотрено применение функций программы CodeVisionAVR и генератора кода CodeWizardAVR для формирования анимации и отображения текста на экране буквенно-цифрового дисплея, работающего под управлением микроконтроллера AVR. Приведён пример моделирования схемы в Proteus с использованием микроконтроллера ATmega16 и датчика касания, пробников напряжения и логических уровней 0 и 1, буквенно-цифрового дисплея в 4- и 8-разрядных режимах работы. Проведён контроль входных/выходных сигналов, присутствующих на выводах микроконтроллера.

В статье рассмотрен процесс создания в САПР Delta Design проекта с несколькими печатными платами – от разработки электрической схемы до трассировки ПП.

В статье рассматривается проектирование схем микроэлектронных устройств с использованием интерфейса SPI в Proteus на примере его реализации в микроконтроллерах AVR (семейства Mega) и STM32 (семейства Cortex-M3). Описаны особенности написания программного кода для инициализации интерфейса и работы с ним, а также моделирования схем, в которых проводится передача данных через SPI между двумя и тремя устройствами, сконфигурированными как master и slave. Выполнено отображение принятых ведомым устройством данных на экране виртуального терминала. С помощью осциллографа проведён контроль входных/выходных сигналов, присутствующих на выводах устройств схемы.

В статье приводится описание подсистемы формирования исходной информации для реализации этапа подготовки данных для монтажа компонентов на печатной плате и собственно этапа монтажа компонентов на основе этих данных. Программное обеспечение этих этапов реализовано в рамках ГРИФ-4 – «Информационно-программного комплекса расширения функционала САПР P-CAD 200X».

В статье рассматривается проектирование схем микроэлектронных устройств с использованием интерфейса I²C в Proteus на примере его реализации в устройстве измерения температуры, собранном на основе микроконтроллера AVR (семейства АТ90) и датчиков LM75AD. Описаны особенности написания программного кода на языке С для инициализации интерфейса и работы с ним. Приведён пример моделирования схемы, в которой проводится передача данных через I²C между датчиками температуры, сконфигурированными как ведомые устройства, и ведущим микроконтроллером АТ90S8515, компиляция программы инициализации которого выполнена в CodeVisionAVR. Выполнено отображение принятых ведущим устройством данных на экране буквенно-цифрового дисплея LM016L. С помощью осциллографа проведён контроль сигналов, присутствующих на линиях SDA и SCL интерфейса I²C.

Сегодня отечественный рынок ПЛИС может предложить аналоги западных микросхем и даже наметилась тенденция по созданию своих продуктов, касательно систем разработки – всё намного сложнее. Российским разработчикам ПЛИС приходится использовать либо системы проектирования западных вендоров, либо системы с открытым исходным кодом. Такая ситуация сохранялась довольно долго, пока компания ЭРЕМЕКС не выпустила программный пакет проектирования конфигурации ПЛИС Delta Design Simtera. В статье рассмотрим последние изменения за год, которые должны появиться в ближайшем релизе продукта.

В статье описывается концепция цифровых двойников в промышленности. Рассматривается их современный уровень развития и приводятся различные примеры успешного внедрения таких цифровых двойников.