簡單的電路模擬工具 — fritzing

在物理課我們常常學到了一些電路,但在生科課時老師我卻常發現,同學們在物理課時熟悉了在物理課學得到種種概念,如電阻、電流、電壓等等,但今天如果要換到真實的電子材料時,同學們往往會變得不太熟悉。

而這邊我們以一套小小的軟體可以讓同學們使用照套軟體將真實物件擺放上去,然後再轉成你們在物理課常用的簡圖,最後還能做出一張自己的電路板唷!

下面我們就來認識看看這套軟體吧!

[先說:電路模擬軟體有很多種,這裡我先介紹一種,後面會視情況再增加]

今天我們要介紹的是fritzing,這是一套很簡單使用的電路模擬工具,在今天要製作一些電路時也可以用他和別人進行討論。

http://fritzing.org/home/

上面連結是我們今天的主角

螢幕快照 2018-02-12 上午12.19.09.png

進到他們首頁後會是呈現這樣,下面是他們的介紹影片。

進到網站後我們就可以下載他們的應用程式:

螢幕快照 2018-02-12 上午12.36.04

點選上面的Download,然後會進入到贊助頁面。這邊希望同學們可以了解「贊助」這回事是為了讓這些開源軟體的設計師能有更平穩的生活,提供更多的開源軟體讓大家使用,「不贊助」不代表「賺到」,只是會讓更多有能力的人對於免費提供好的東西給大家使用感到有疑慮,所以今天你還沒賺錢就先點選不贊助,但這樣其實是有很多人在後面讓你學習的唷!要心存感激噎!

點選Download後會出現以下頁面:

螢幕快照 2018-02-12 上午12.36.28.png

這邊請依據你的電腦狀況點選適合的版本唷!

載下來後,Mac中需要安裝到應用程式區,Windows中則為攜帶版的,所以直接打開就可以使用囉。

進來後我們會先看到以下頁面:

螢幕快照 2018-02-12 上午12.41.52

這是起始頁面,那一般來說就不用管他沒關係。

接下來看到上面繪有「麵包板、概要圖、PCB、Code」四類,這分別可以做不同的用途,下面會再進行說明。

螢幕快照 2018-02-12 上午12.43.10
麵包板

麵包板是我們在這套軟體上主要的操作內容,可以在上面擺電子元件然後做成示意圖。

螢幕快照 2018-02-12 上午12.43.12
概要圖

當麵包板完成後,就會出現概要圖,但這邊我們還需要再理一下線,後面會做說明。

螢幕快照 2018-02-12 上午12.43.14
PCB

PCB是我們可以用來洗電路板用的,這邊我們會挑下一個章節在進行說明。

螢幕快照 2018-02-12 上午12.43.17
code

Code是用在如果今天我們有用Arduino板,想做一點程式測試的話可以使用的頁面。

下面我們就先從麵包板開始囉:

麵包板的操作

麵包板操作是最基本也最重要的。

首先可以在右邊看到寫著Code的區域,這是我們常用的電子元件,他們已經幫我們準備好了。基本上在一般課堂上老師會教到的元件這上面都會出現,所以可以上下滑看看,來找看看你需要的元件。

core

我們先簡單的點選左上角的「電阻」,右下方會出現這個元件的介紹。

電阻.png

這邊可以看到220Ω resistor的字樣,這是表示220Ω的電阻,跟我們課堂上學到的一樣,同學們也可以順便把英文背一下。

下面我們可以看到三張圖片

e99bbbe998bb.png

這分別代表在麵包板上的模擬圖、概要圖與PCB上的銲接點。那這邊同學們比較熟悉的應該會是模擬圖與物理課常看到的概要圖,所以今天要找一個元件時我們有幾種方法:

  1. 看英文
  2. 看模擬圖
  3. 看概要圖

基本上這三種方式只要可以找到合適的元件就沒錯了。

 

找到適合的元件後就是擺放元件囉,請將想要的元件從右到左的拉進我們左邊的麵包板上。

螢幕快照 2018-02-12 上午1.18.45.png

這裡我們可以注意到麵包板裡面其實是有一定規則的相連,而我們電阻上放去後麵包板上也會在相連的洞上作出顏色的標示唷。

接下來我們試著將LED、220Ω電阻、電池盒都擺上去看看吧。

螢幕快照 2018-02-12 上午1.22.05.png

物件都放上來了,但這樣還不是一個連接好的電路,所以請點選我們電子元件的接腳末端或是接腳末段麵包板上的洞,就可以拉出線囉。

螢幕快照 2018-02-12 上午1.38.01

滑鼠左鍵點選線,然後按右鍵後就可以調整線的顏色,這邊請記住「紅正黑負」,紅線為正,黑線為負。

螢幕快照 2018-02-12 上午1.39.41.png

調整好了就可以把線都接起來囉。簡單接線後會出現下面的狀況

螢幕快照 2018-02-12 上午1.41.15.png

線看似打結了,很醜。這時候我們可以按著線中間,將它變成直角之類的線段,讓線看起來乾淨一點。

完成後我們的第一組電路就完成囉。這是一個會發亮的LED呢!

 

概要圖

接下來點選概要圖。

這邊我們會發現剛進來所有物件都好小,請拉一下底部的放大比例尺。

螢幕快照 2018-02-12 上午1.44.44.png

放大一點後把電路概要圖拖拉到比較容易辨別的狀態。

螢幕快照 2018-02-12 上午1.47.04.png

上面有虛線,可以點按兩下該線段,他會自己跑出來,或是可以點選下面的「自動佈線」。

螢幕快照 2018-02-12 上午1.48.16

點按兩下跑出來的接線。

選擇自動佈線後也會自行跑出來。

透過概要圖可以比較明確的瞭解電路的走法和狀況,如果好了就可以準備看看PCB囉。

 

PCB佈線

PCB佈線和概要圖佈線差不多,點選PCB後我們會先看到以下的畫面。

螢幕快照 2018-02-12 上午1.50.58.png

一樣先調整到適合的大小。

螢幕快照 2018-02-12 上午1.54.47

底部灰色的部分是我們的底版,這部分我個人建議先不用調整,先把我們的電子元件擺好。

這邊我們要先說明下方的五個東西

  1. 旋轉:就旋轉,轉我們的電子元件。
  2. View from above:從上面看我們的電路板。
  3. Both Layers:電路板分成「雙層板、四層板、多層板」等等,一般來說我們在高中會用到的印刷電路板多半為單層板,所以這邊等下會消失。
  4. 自動佈線:跟剛剛一樣,他會幫我們把電線跑好。
  5. Export for PCB:說出給PCB製作,這部分我們會在後面的課程中講解。

知道這五個東西後,請點選灰色的板子。點了之後右邊內容會出現PCB1。

螢幕快照 2018-02-12 上午2.02.10.png

有個Layer,這就是幾層板的問題,這邊請將原先的two layers(雙層板)改成one layer(單層板)。然後會發現下方只剩四個了。

螢幕快照 2018-02-12 上午2.04.03.png

然後我們將物件擺好。

然後按我們的電路板,可以調整長寬和外型,這邊大家就自行試試看吧。

螢幕快照 2018-02-12 上午2.06.13.png

如果好了,可以跟之前一樣點兩下虛線,讓他跑出線段,或是點選下方自動佈線,我們的PCB就完成囉。(註:自動佈線通常會很醜)

螢幕快照 2018-02-12 上午2.07.39.png

程式的部份我們在後面教大家洗電路板的部分會討論到,以上內容可以先試試看將自己喜歡的電路擺看看唷。

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