Praktische voorbeelden van ontwerpen met de ProfiLab's
|
ABACOM ProfiLab's: elektronische schakelingen ontwerpen Praktische voorbeelden van ontwerpen met de ProfiLab's |
ProfiLab: Inleiding
|
De programma’s sPlan, Sprint Layout, Front Designer en Loch Master van Abacom zijn zeer bekend in studenten- en hobbykringen. Terecht, want deze programma’s bieden voor heel weinig geld een schat aan functionaliteit. Des te opmerkelijker is het dat drie even prachtige programma’s van Abacom, Digital ProfiLab, DMM ProfiLab en ProfiLab Expert, die populariteit niet delen. Dat is jammer, want in feite zouden deze programma’s in geen enkele technische opleiding mogen ontbreken. Waarschijnlijk speelt hier het bekende spreekwoord 'onbekend maakt onbemind' een grote rol. Op deze pagina laten wij u kennis maken met deze zeer bijzondere simulatiepakketten, die naar ons gevoel met recht de titel dé educatieve elektronica software van dit moment mogen dragen.
U weet natuurlijk wat simulatie programma’s zijn. U sleept weerstanden, condensatoren, op-amp’s, dioden en transistoren naar een tekenvel en koppelt deze onderdelen aan elkaar tot een schema. U zet op de ingang een virtuele signaalgenerator en op de uitgang een virtuele oscilloscoop. Na een druk op de knop 'Run' simuleert het programma het signaalverloop door de schakeling en zet de resultaten op het scherm van de gesimuleerde oscilloscoop. Als u verwacht dat u met de ProfiLab’s van Abacom dergelijke experimenten kunt uitvoeren heeft u het mis. De ProfiLab’s zijn weliswaar simulatie programma’s, maar zij werken op blokschematisch niveau. De programma’s bevatten meer dan honderd 'onderdelen', maar weerstanden, condensatoren en dergelijke basiscomponenten zult u tevergeefs zoeken. Wél treft u zo ongeveer alle 'zwarte doosjes' aan die u in een elektronisch blokschema kunt invoegen en nog veel meer unieke 'onderdelen'. |
ProfiLab: De beschikbare 'onderdelen'
Wij geven u een volledig overzicht van alle componenten die in versie 4.0 van ProfiLab Expert ter uwer beschikking staan. Tussen haakjes staat een J of een N als dit onderdeel wel of niet aanwezig is in respectievelijk DMM ProfiLab en Digital ProfiLab.
Met deze componenten kunt u een grootheid invoeren. Hierbij moet u denken aan potentiometers, schakelaars, HEX-selectoren, ASCII-selectoren, generatoren, timers, klokken en digitale multimeters. Deze componenten hebben allemaal een symbool dat automatisch op de frontplaat wordt geplaatst. Uitvoerende componenten: Deze componenten doen iets met uw invoergegevens. U moet daarbij denken aan poorten, flip-flop’s, tellers, decoders, comparatoren, correctie- tabellen, versterkers, adders, begrenzers, ADC’s, DAC’s, etc. Deze componenten hebben geen symbolen die u op de frontplaat kunt zetten. Output componenten: Het zal duidelijk zijn dat u hiermee de grootheden die in het blokschema aanwezig zijn kunt meten of er iets mee kunt doen. Ook deze onderdelen hebben uiteraard een symbool dat op de frontplaat wordt opgenomen. De ProfiLab’s hebben meer aan boord dan u voor mogelijk houdt. Naast componenten die u verwacht, zoals display’s, LED’s, meters, plotters, logische analyzers en oscilloscopen heeft u de beschikking over nogal extreme output componenten. Wat denkt u bijvoorbeeld van de 'Slide Projector' waarmee u afbeeldingen kunt 'projecteren' afhankelijk van de ingangsvoorwaarden? Of van de 'Execute', waarmee u automatisch een EXE-bestand kunt laten opstarten als aan een bepaalde ingangsvoorwaarde wordt voldaan? |
|
ProfiLab: Universeelmeters inlezen Een unieke eigenschap van twee van de drie ProfiLab’s is dat u deze programma’s kunt laten communiceren met externe meetapparatuur. U kunt bijvoorbeeld een of twee digitale universeelmeters via een van uw COM- of USB-poorten op uw PC aansluiten. De programma’s beschouwen deze DMM dan als een input component en u kunt de meetgegevens gebruiken voor het aansturen van uw blokschema. Het meten van vermogen is normaal een hele klus. Niet met ProfiLab! In nevenstaande figuur ziet u het te ontwerpen blokschema voor het meten van vermogen. De blokjes DMM1 en DMM2 stellen de twee universeelmeters voor. U moet natuurlijk deze meters configureren, zodat ProfiLab weet op welke COM- of USB-poort iedere meter zit. Na een klik op 'Run' worden de twee datastromen van de meters ingelezen, met elkaar vermenigvuldigd in MUL1 en u ziet het resultaat van de meting op het door de ProfiLab's automatisch gegenereerd frontpaneeltje op uw scherm, dank zij de drie numerieke indicatoren ND1, ND2 en ND3. |
 |
|
ProfiLab: Analoge meetgegevens bewaren In een Table kunt u analoge meetwaarden bewaren die worden aangeleverd aan maximaal tien ingangen E1 tot en met E10. De gegevens worden in de tabel opgeslagen op een dalende flank op de ingang Add. Een 'L' op de RST wist de inhoud van de tabel. Aan de hand van nevenstaande figuur kunt u met dit onderdeel experimenteren. Voor de eenvoud hebben wij aan de Table slechts vier ingangen gegeven. Deze vier ingangen verbindt u met vier analoge potentiometers PT1 tot en met PT4. De Add koppelt u, via een drukknop, aan de massa. U zet uiteraard alle onderdelen netjes op de frontplaat. Na een druk op de knop 'Start' (F9) wordt de frontplaat actief. De tabel is nu nog leeg en alle potentiometers staan op nul. Klik nu even op de drukknop, de vier nulwaarden worden in de tabel ingelezen. Logisch, want door het drukken op de knop maakt u de Add-ingang 'L'. Verdraai nu de potentiometers en druk weer op de knop. De vier nieuwe waarden van de potentiometers worden in de tweede rij van de tabel ingelezen. Op deze manier kunt u, steeds bij een dalende flank op Add, nieuwe waarden in de tabel inlezen. Klik nu met de rechter muisknop in de tabel. Via de enige optie 'Export' kunt u de gegevens die de tabel heeft verzameld als tekstbestand op uw harde schijf bewaren. De gegevens zijn keurig door middel van punt-komma’s van elkaar gescheiden, zodat u het bestand zonder problemen in bijvoorbeeld Excell kunt inlezen voor verdere bewerking. |
 |
|
ProfiLab: Nauwkeurig analoge waarden invoeren Met de combinatie van een Counter CO en een Numeric Display ND kunt u via drukknoppen heel nauwkeurige analoge waarden invoeren. Met de Counter kunt u pulsen tellen van '0000' tot en met '9999'. De Counter wordt bestuurd door dalende flanken op de twee ingangen UP en DN, een dalende flank op RST reset de tellerinhoud naar '0000'. De Counter heeft een analoge uitgangspen Z, waarop de tellerinhoud als analoge grootheid verschijnt. Staat de teller op '0245', dan staat er op Z een waarde van 245. Het Numeric Display ND is in feite een digitale meter, die de waarde van de ingangsgrootheid onder de vorm van een getal weergeeft in een display. U kunt het aantal digits instellen tussen 2 en 12, een grootheid (V, A, Ohm, etc.) invoeren en bovendien bestaat de mogelijkheid van Auto-ranging. In dat laatste geval zal de meter automatisch de voorvoegsels pico (p) tot en met Terra (T) voor de grootheid zetten. Door het drukken op de drukknoppen OP en NEER kunt u een zeer nauwkeurige spanning genereren, die u kunt gebruiken als ingangsgrootheid in andere experimenten. |
 |
|
ProfiLab: Illustraties koppelen aan teksten Met de HEX Selection LI kunt u zestien teksten D0 tot en met D15 definiëren. Op het frontpaneel kunt u een van die teksten selecteren. Het gevolg is dat op de vier uitgangen D0 tot en met D3 de binaire code verschijnt die u heeft gekoppeld aan de tekst. Met de D/A-converter DAC kunt u uiteraard een binaire code omzetten in een analoge grootheid. U kunt de resolutie instellen van 2 bit tot en met 16 bit en de minimale en maximale analoge uitgangswaarde specificeren. Met de Slide Projector PJ kunt u maximaal 16 afbeeldingen op de frontplaat zetten in een soort van diaschermpje. De afbeelding die wordt vertoond is afhankelijk van de waarde van de analoge grootheid aan de ingang. Is deze kleiner dan 1, dan blijft het scherm leeg. Voor een analoge waarde groter of gelijk aan 1 verschijnt het eerste plaatje, voor een waarde groter of gelijk aan 2 het tweede plaatje, etc. Met deze drie componenten kunt u afbeeldingen koppelen aan teksten die u op de frontplaat selecteert. In nevenstaande figuur is het blokschema en het frontplaatje van dit project voorgesteld. Door op het knopje te klikken verschijnt de lijst met alle teksten die u heeft gedefinieerd, u klikt één tekst aan. De D/A-converter zet de bijbehorende binaire code om in een analoog signaal dat de Slide Projector bestuurt. U ziet het plaatje dat bij de tekst 'Geboortebord nummer 4' hoort op het frontplaatje verschijnen. |
 |
|
ProfiLab: Een eigen kalender als EXE-bestand maken Met de componenten van de Clocks en nog wat ander grut kunt u een leuk project maken: een allereigenste kalender die u op al uw PC’s kunt installeren en waardoor het net lijkt of u een volleerde Windows-programmeur bent. Tóch is summiere basiskennis van ProfiLab het enige dat u hiervoor nodig heeft. U ziet links de System Time TM1 en de System Date DT1. De analoge uitgangen worden verbonden met zes Numeric Display’s ND1 tot en met ND6. Het aantal digits stelt u in op vier voor ND4 (de jaarteller) en op twee voor de overige. Bij 'Units' in het Properties-venster vult u respectievelijk de eenheden JAAR, MAAND, DAG, UUR, MINUTEN en SECONDEN in. Vervolgens wilt u natuurlijk ook de dag van de week weten. Welnu, dat is heel simpel. U sluit de uitgang DOW van DT1 aan op een vier bit brede A/D-converter ADC1. U stelt de minimale en maximale uitgangswaarden in op 1 en 15. De vier uitgangen van ADC1 sluit u aan op de vier ingangen van het Text Display TD1. U programmeert dit zo: - Adr. 0 = ZONDAG - Adr. 1 = MAANDAG - Adr. 2 = DINSDAG - Adr. 3 = WOENSDAG - Adr. 4 = DONDERDAG - Adr. 5 = VRIJDAG - Adr. 6 = ZATERDAG De A/D-converter ADC1 zet de analoge uitgangsspanning van DOW om in een vier bit brede binaire code, die door TD1 weer wordt omgezet in de door u ingeprogrammeerde dagnamen. Het resultaat van dit project ziet u als frontplaatje in de figuur: een originele kalender die u natuurlijk met wat fantasie nog origineler kunt maken. U zou bijvoorbeeld de Slide Projector kunnen toevoegen om iedere dag een ander plaatje te projecteren. Compileer het project tot een EXE-bestand (ProfiLab Expert) en u heeft een échte Windows-applicatie gemaakt zonder het minste benul van het programmeren van Windows-applicaties! |
 |
|
ProfiLab: Functiegenerator en oscilloscoop De Signal Generator SG is een eenvoudige functiegenerator die sinussen, blokspanningen, driehoekspanningen en positieve en negatieve zaagtanden genereert. De generator kunt u programmeren door middel van twee gelijkspanningen, bijvoorbeeld met twee maal PT. De spanning op ingang f bepaalt de frequentie, de spanning op ingang A de amplitude van het uitgangssignaal. De minimale frequentie bedraagt 0,001 Hz. Op de vijf uitgangen staan de vijf signaalvormen ter beschikking. De 2-Channel-Scope SCP is een al even eenvoudig meetinstrument, waarmee u twee spanningen zichtbaar kunt maken op het frontpaneel. De gevoeligheid van beide kanalen kunt u instellen van 1 mV/div tot en met 100 kV/div, de tijdbasis van 1 ms/div tot en met 10 s/div. De Scope heeft een externe triggeringang Trg, die u natuurlijk kunt programmeren. Met de knop met het printer-pictogram kunt u een screendump maken van het scherm van de scoop. U kunt de printout van een titel en commentaar voorzien. |
 |
|
ProfiLab: Logische analyser De pulsgenerator Pulse, adjustable (1 Hz ... 1 kHz) VCO1 is een spanningsgestuurde vierkantgolfgenerator waarvan de uitgangsfrequentie wordt bepaald door de analoge grootheid op de ingang f. Er bestaat een lineair verband tussen de grootte van het ingangssignaal en de frequentie. De ingang f wordt in dit voorbeeld gestuurd door het component Adjustor Analogue (slider) SR1, een schuifpotentiometer. De Counter ZBIN1 telt op de negatieve flank van de ingang. De vier Q-uitgangen koppelt u aan vier ingangen van de Logic Analyser AN1. De analyser heeft acht digitale ingangskanalen en werkt met een interne of externe clock. Het apparaat kan 1.000 samples opslaan, de recording tijd bedraagt met de interne clock 5 seconde tot 8,3 minuten. Als u het project runt kunt u op de acht traces klikken en iedere trace desgewenst een andere kleur geven. Op dezelfde manier kunt u de labels naast de traces een eigen naam geven. Door de afmetingen van het venster met de linker muisknop te verplaatsen kunt u het display van de analyser zo breed maken als u wenst. |
 |
|
ProfiLab: Een niet-lineaire functie maken Met de Correction Table CT1 kunt u een willekeurig verband aanbrengen tussen de in- en de uitgangsgrootheid. In de 'Table of Correction' kunt u een aantal ingangswaarden invoeren en de uitgangswaarden die daarmee overeen moeten komen. U kunt op deze manier een begrenzer samenstellen met een curve die voldoet aan uw eigen wensen. In de meeste gevallen zal bij een run de ingangsgrootheid natuurlijk niet gelijk zijn aan een van de waarden die u heeft ingevoerd. De software gaat dan interpoleren, net zoals een elektronische schakeling dat in de praktijk zou doen. De door u geprogrammeerde Correction Table CT1 wordt gestuurd door een Adjustor Analoge (slider) SR1, een schuifpotentiometer. De XY-Plotter XY1 plot een analoge grootheid X in functie van een andere analoge grootheid Y. De uitgang van CT1 stuurt de Yin van de plotter, de uitgang van SR1 stuurt de Xin. Als u het project opstart en de potentiometer verschuift ziet u een gele punt zich verplaatsen en het verband tussen in- en uitgangsspanning van de Correction Table keurig in een grafiek vastleggen. |
 |
|
ProfiLab: Een analoge comparator De analoge comparator ACP is een heel handig component dat u vaak in allerlei analoge regelschakelingen kunt gebruiken. Deze comparator vergelijkt de analoge waarde op de twee ingangen A en B. De schakeling heeft drie uitgangen, namelijk A kleiner dan B, A gelijk aan B en A groter dan B. Afhankelijk van de ingangscondities wordt een van deze uitgangen 'H'. De werking van dit component kunt u testen aan de hand van het nevenstaand schema. U ziet twee potentiometers PT1 en PT2 die de twee analoge ingangen simuleren. De drie uitgangen zijn aangesloten op LED’s LED1, LED2 en LED3. |
 |
|
ProfiLab: Teksten van uw harde schijf uitlezen Met ASCII Display ASCII kunt u een zuivere ASCII-tekst in een display op de frontplaat zetten. De tekst wordt karaktergewijs aangeleverd op de acht ingangspennen D0 tot en met D7. Waar haalt u die tekst vandaan? Bijvoorbeeld van een TXT-bestand op uw harde schijf. Natuurlijk heeft u dan het onderdeel FileRead RD nodig dat het bestand van uw harde schijf haalt en het karakter na karakter op het ritme van CLK naar het ASCII Display stuurt. Als clockgenerator hebben wij gebruik gemaakt van een teruggekoppelde inverter INV1. Dit grapje kunt u ook met 'echte' onderdelen uithalen. Door de poortvertraging zal het uitgangssignaal iets vertraagd verschijnen. Dit signaal verschijnt weer op de ingang en verschijnt geïnverteerd met enige vertraging op de uitgang. De poort wekt dus een blokspanning op waarvan de frequentie wordt bepaald door de vertraging van de poort. De programmeurs van Abacom hebben alle digitale schakelingen voorzien van een kleine vertraging tussen ingangsactie en uitgangsreactie om de 'echte' wereld zo goed mogelijk na te bootsen. Als u op de drukknop PB1 drukt wordt RST van FileRead1 en CLR van ASCII1 'L', met als gevolg dat de inhoud van ASCII1 wordt gewist en FileRead1 het geselecteerde bestand opnieuw inleest. Een ander nieuw onderdeel dat wij u hier voorstellen is de drukknop PB1. De werking is eenvoudig. Als u de knop indrukt wordt de uitgang 'H', in vrije positie is de uitgang 'L'. |
 |
|
ProfiLab: Een afregelsysteem met gesproken boodschappen In eerste instantie lijkt de Sound Module SND, waarmee u WAV-bestanden kunt afspelen, een onbenullig speeltje in het ProfiLab gebeuren. Als u even doordenkt, ontdekt u echter de onvoorstelbaar krachtige mogelijkheden van dit component. U kunt er namelijk besturingssystemen mee maken, die met u communiceren door middel van gesproken commentaar! Dergelijke hypermoderne systemen ontwerpt u dus met een programmaatje van nog geen € 100,00! Laten we even een praktisch voorbeeld behandelen. Stel dat u voor een klant honderd printjes heeft gemaakt die u een na een moet afregelen. Het is de bedoeling dat u een tienslagen instelpotentiometer moet afregelen tot de spanning op een bepaald punt gelijk is aan 3,24 V. U kunt natuurlijk een digitale meter op dat punt aansluiten en de meter in de gaten houden terwijl u afregelt. Maar u weet hoe dat gaat: als u uw ogen focust op de meter schiet het afregelschroevendraaiertje steeds weer uit de gleuf van de potentiometer. Laten wij nu eens met ProfiLab een systeem ontwerpen dat u met de gesproken commando’s 'te laag' en 'te hoog' begeleidt bij deze afregelklus. U moet even wat voorbereidend werk doen. Sluit een microfoon aan op de microfooningang van uw geluidskaart en spreek deze teksten in. Bewaar ze als WAV-bestand. Sluit vervolgens een digitale universeelmeter met PC-interface aan op uw computer. Bouw binnen ProfiLab het onderstaand schema op. Hart van de schakeling is de Comparator (analogue) ACP1. Op een van de ingangen van deze comparator wordt de Digital Multimeter DMM1 aangesloten. Op de tweede ingang zet u een Numerical Input NI1. Dit is in feite niets meer dan een grootheidbron, waarmee u de waarde van de grootheid heel nauwkeurig via uw toetsenbord kunt invoeren. De uitgangen A groter dan B en A kleiner dan B van ACP1 gaan via AND-poorten AND1 en AND2 naar de Sound Modules SND1 en SND2. De tweede ingang van de poorten gaan naar de Pulse (1 Hz tot 1 kHz) G1. Stel deze in op een frequentie van 2 Hz. Via de “Properties”-vensters van SND1 en SND2 koppelt u deze modules aan uw twee WAV-bestanden. Draai het project en voer voor NI1 via het toetsenbord een numerieke waarde van 3,24 in. De DMM1 zal namelijk een numerieke waarde van 3,24 leveren aan ProfiLab als hij een spanning van 3,24 V meet. Sluit uw 'echte' universeelmeter aan op het testpunt. U hoort nu snel achter elkaar de woorden 'te laag - te laag - te laag' of 'te hoog - te hoog - te hoog'. U kunt nu uw tienslagen instelpotentiometer afregelen tot het systeem van de ene naar de andere melding omschakelt. De werking is heel eenvoudig. Als de uitgangen A groter dan B of A kleiner dan B 'H' worden zal de SND die met deze uitgang verbonden is met een frequentie van 2 Hz gaan pulsen. Bij iedere negatieve sprong zal de Sound Module uw tekst 'uitspreken'. |
 |
|
klik hier voor compleet overzicht |
|
Deze elektronica software wordt in Nederland en België verkocht door Vego VOF, Postbus 32.014, 6370 JA Landgraaf (NL) telefoon: 045-533.22.00, fax: 045-533.22.02 e-mail: verkoop@vego.nl, internet: www.vego.nl |