Lio 1 - Conhecendo o MultiSIM 11 Escrito por Newton C. Braga ndice do Artigo Lio 1 - Conhecendo o MultiSIM 11 1.3 - Comeando pelo Multisim 11.0 1.4 - Instrumentao Virtual Todas as Pginas Em 2006 publicamos um curso rpido em 7 lies, ensinando a usar o Multisim 9.0 e 10.0, com grande sucesso na poca. No entanto, o Multisim evoluiu, e hoje na verso 11.0 tem muito mais recursos, inclusive com a possibilidade de certas telas serem abertas em portugus. justamente deste software, que agora da National Instruments que vamos tratar nas 7 lies de nosso novo curso. Os internautas podero baixar estudar por estas lies, e at mesmo testar suas habilidades durante o curso com a verso demo que pode ser baixa em www..ni.com, livre por 30 dias. Centenas de circuitos, pronto para uso e que podem servir como blocos de projeto estaro tambm disponveis no site, para que aqueles que possurem o programa possam desenvolver e simular seus prprios projetos com muita facilidade. Lembramos que, diferentemente das verses anteriores, a verso 11.0 tem recursos muito avanados que permitem o trabalho com circuitos de RF, DSPs, microcontroladores, como os da srie PIC e muito mais. Introduo Softwares de projeto e simulao de circuitos eletrnicos no so novos, e um dos mais populares entre os projetistas de circuitos eletrnicos tradicionais foi o Electronics Workbench ou EWB. Desde h muitos anos muitos profissionais, estudantes e amadores fizeram trabalhos com ele. Na poca, havia uma empresa que o fabricava, mas o EWB passou a ser um produto da National Instruments, e com isso a sua nova denominao passou a ser Multisim. O Multisim j se encontra na verso 11.0 e justamente com essa verso que estamos iniciando este curso rpido. Esta verso conta com recursos profissionais que a tornam muito mais do que um simples software de projeto para estudantes e hobistas. Os recursos dessa nova verso permitem seu uso avanado em aplicaes profissionais, incluindo projeto de circuitos com microprocessadores, FPGA e de alta freqncia. Como nossos leitores no podem ficar longe desse software, iniciamos nessa edio um Curso que tratar de forma bsica dos recursos do EWB, comeando pelo software de projeto e simulao, o Multisim 11.0. Este curso rpido uma preparao para os que desejam ir alm, e que podero contar em breve com um livro nosso sobre o assunto, muito mais completo e com exerccios.

LIO 1 1.1 - Apresentao Electronics Workbench original um "pacote" que inclui programas para captura de esquemas, simulao de funcionamento de circuitos, projeto de placas de circuito impresso alm simulao trmica. Com a incorporao do EWB linha da National Instruments (www.ni.com), aperfeioamentos foram feitos no sentido de tornar esse programa uma ferramenta de

uso profissional com a possibilidade de interagir com outros produtos da empresa como LabVIEW e o SignalExpress. Essa interao de vital importncia para tampar a lacuna que existe entre o projeto eletrnico e o teste. A sede do Electronics Workbench fica em Toronto, Canad, mas h suporte e vendas em representaes em muitos pases, incluindo o Brasil. 1.2 - Estrutura O "pacote" EWB formado por 4 programas principais. a) MultiCAP Trata-se de um software para captura de esquemas que permite importar projetos e caractersticas de componentes para uso prprio. b) MultiSIM Trata-se de uma poderosa ferramenta de simulao que inclui uma verso completa do MultiCAP para projeto. Esse programa capaz de verificar erros antes que eles se propaguem pelo projeto. A verificao do funcionamento feita atravs de um conjunto amplo de instrumentos virtuais que indicam formas de onda, sinais, tenses e correntes, alm da prpria resposta de freqncia de um circuito. Existem ainda instrumentos como geradores de funes, fontes de tenso alternadas com diversas formas de onda e freqncias, e muitos outros que podem servir para a simulao.

Tela apresentando um projeto pronto feito no MultiSim 11.0

c) UltiBOARD Trata-se do programa que permite projetar a placa de circuito impresso para um projeto que tenha sido desenvolvido no MultiSIM.

d) UltiROUTE Esse programa faz o auto-roteamento das conexes de uma placa de circuito impresso de modo a se obter o melhor lay-out para um projeto procurando as conexes de menor comprimento. 1.2(a) - As diferenas em relao as verses anteriores Na tabela abaixo mostramos as principais diferenas entre as diversas verses do Multisim desde a verso 5, lembrando que entre elas existe uma compatibilidade decrescente. Isso significa que uma verso que foi feita no Multisim 9. roda no Multisim 11.0, mas no no Multisim 5. Abaixo as principais novidades da verso 11.0: Captura mais fcil com o novo "Schematic Net System" WYSIWYG - o que voc v o que voc tem - convenes para nomenclatura de componentes e listas Conectores de pgina e globais Novo "Forward and Backward Annotation" * Visibilidade completa de todas as transferncias de design e anotaes * Controle de transferncia a partir do ambiente do Multisim Capacidade para anotar as mudanas de peas / componentes, redes e camadas Banco de dados de componentes Multisim ampliado * Mais de 550 componentes de Microchip, Texas Instruments e Linear Technologies * 26 conectores para NI Single-Board RIO, CompactRIO e DAQ Srie M Novo "NI Example Finder" * Busca todos os exemplos atravs de palavras-chave ou pastas lgicas Melhor visualizao com "Grapher" * Comentrio e anotaes no ambiente Grapher * Novas opes de visualizao, incluindo os pontos de simulao

Nova "Programmable Logic Design for Schematic" (Somente Multisim Educational) * Mais de 100 novos componentes bsicos para gerar cdigo VHDL * Habilidade para implementar cdigo em hardware, incluindo hardware "NI Digital

Electronics FPGA" Novas caractersticas de simulao SPICE * Anlise de frequncia AC nica * Suporte para modelos de simulao BSIM e EKV * Maior velocidade e preciso de simulao digital Projetos aprimorados * Re-execuo de controle de verso e backup * Habilidade para compartilhar projetos entre computadores em redes Recursos de Captura Representao por smbolo nico para componentes padronizados Restries de circuitos * Black boxes * Sub-circuitos Componentes Interativos Blocos Hierrquicos Componentes Virtuais 3D com valores * Questes embutidas Componentes interativos controlados pelo Mouse Fontes Chaveadas Esquemas Virtuais para o NI ELVIS II e viso 3D * Conectores Global Conectores On-page Anotao Rearquitetada Forward/Backward com o Ultiboard WYSIWYG net system Arquivamento e embalagem do projeto Buscador de exemplos 5 6 ao 8 9 10 10.1 11.0 -

Somente na verso Academic Recursos de Simulao 5 6 ao 8 Simulao SPICE Simulao XSPICE Exportao para o Excel e LabVIEW Mago de criao de componentes Importao /Exportao para .LVM e.TDM Instrumentos Custom do LabVIEW Assistente de convergncia SPICE

9 10 10.1 11.0

Suporte de modelo BSIM 4 MOSFET Parmetros de simulao de temperatura Acrscimo de ponta de prova de simulao a anlise Pontas de prova de medida Simulao de microcontroladores (MCU) Suporte para MCU C-Code Automao API Instrumentos Input-Output LabVIEW BSIM 4.6.3 Suporte para BSIMSOI; EKV; VBIC Modelos avanados para parmetros modelos de diodo Visualizador de netlist SPICE Anotaes grficas Legendas Grapher espertas Conectores NI hardware Instrumentos de Simulao Instrumentos integrados ao NI ELVIS Instrumentos do LabVIEW Nmero de anlises

7 14

18 19

20 4 19

22 22 - 6 4 4 19 19

22 6 6 20

1.3 - Comeando pelo Multisim 11.0 Este curso baseado na verso 11.0 do Multisim, dada sua utilidade imediata tanto para os leitores ainda iniciantes e estudantes, como para os profissionais que desejam dominar um software de grande potencial para a criao de projetos em sua empresa. Alm disso, o programa que usamos na nossas simulaes disponveis e existe a verso demo para teste, conforme indicado na introduo. O Multisim 11.0 o primeiro simulador de circuitos interativo do mundo. No preciso ser um especialista em SPICE para poder usar o Multisim. As netlists e comandos SPICES so utilizados automaticamente sem que o operador precise conhec-las, como ocorre com outros programas mais antigos de simulao. Outra caracterstica muito importante que o circuito pode ser modificado durante a simulao de modo a permitir que o projetista veja o que acontece quando isso feito. Um ponto importante quando se projeta e simula um circuito num software ter a garantia que ele conhea os componentes usados. O Multisim tem uma biblioteca com mais de 16 000 componentes da verso anterior e mais 2000 nesta nova verso. Na figura 2 mostramos que possvel trabalhar com o aspecto, smbolo e tambm com sua pegada (invlucro), para o projeto da placa. Figura - Como so apresentados os componentes. Componente

Smbolo

Pegada

MURHF860CTG

8 A, 600 V ultrafast rectifier.

NCV1117DT20RKG

1 A, 2.0 V, low dropout voltage regulator. NCP2809ADMR2G

135 mW stereo headphone audio power amplifier. MMT05B310T3G

50 A, 310 V thyristor surge protector. NTHD3101FT1G

Power MOSFET 20V 4.4A 80 mOhm P-Channel ChipFET FETKY Cada componente dessa enorme base de dados pode ser localizado facilmente e todos podem ser usados sem problemas num mesmo circuito. Outra caracterstica do Multisim 11.0 que merece ser ressaltada o fato dos componentes serem interativos e animados. Por interatividade entendemos o fato de que os componentes podem ter seus valores alterados instantaneamente num projeto, mesmo durante a simulao, permitindo ao projetista ver o que acontece. Por animao entendemos o fato de que LEDs, Lmpadas, Displays de 7 segmentos mudam a sua aparncia na tela quando so devidamente excitados. Chaves, rels e sensores tambm podem ser visto em operao, abrindo e fechando seus contactos sob os comandos externos. Para cada componente possvel ainda fixar os parmetros de funcionamento permitindo que o valor real seja obtido somente depois que se tenha certeza de que o circuito funciona. Uma necessidade importante em nossos dias o trabalho em equipe. O Multisim tem recursos que possibilitam o compartilhamento de um projeto via Internet. Com o Multisim Internet Design Sharing possvel fazer com que projetistas em diversos lugares trabalhem ao mesmo tempo num nico projeto.

Circuitos Mgicos No trabalho com eletrnica encontramos circuitos que se repetem com muita freqncia. Para esses circuitos o Multisim conta com um recurso muito importante que facilita o projetista. Ele os apresenta de uma forma praticamente pronta, permitindo seu uso imediato como blocos de um projeto maior ou simplesmente permitindo que alteraes de seus componentes sejam feitas para uma aplicao especfica. Podemos dar como exemplos o timer 555, Filtros, Amplificadores de emissor comum, amplificador operacional, e amplificador com MOSFET, diversos tipos de osciladores, que j vm prontos para serem inseridos como parte de um projeto maior. Na figura abaixo temos um exemplo de um desses blocos.

O 555 no Multisim. Basta programar o "Wizard" que colocado na rea de trabalho o oscilador com as caractersticas desejadas.

1.4 - Instrumentao Virtual Sem dvida, um dos grandes atrativos do Multisim a sua bancada de instrumentos virtuais. "Montando" um circuito pode-se simular seu funcionamento com a medida dos mais diversos parmetros diretamente pelos instrumentos virtuais que podem ser conectados a qualquer ponto. Um ponto importante nessa bancada de instrumentos que diversos deles so instrumentos que apresentam caractersticas reais de instrumentos da Agilent e Tektronix. Por exemplo, o possuidor do Multisim 11.0 pode contar em sua bancada virtual com um osciloscpio 54622D da Agilent ou XSC2 de 4 canais Tektronix para

visualizar os sinais do circuito que est sendo projetado. Os seguintes instrumentos esto disponveis:

O Osciloscpio Tektronix XSC2, como apresentado na tela do Multisim 11.0. * Analisador lgico de 16 canais * Multmetro digital Agilent * Osciloscpio Agilent 54822D * Gerador de formas de onda Agilent 33120 * Ampermetro * Plotter de Bode * Analisador de Distoro * Provas dinmicas de medida * Freqencmetro * Gerador de funes * Multmetro * Analisador de rede * Osciloscpios de 2 e 4 canais * Osciloscpio Tektronix XSC2 de 4 canais * Voltmetro * Wattmetro * Gerador de Palavras As anlises dos circuitos so feitas por algoritmos que permitem avaliar a performance de qualquer circuito. O conjunto de anlises conta com os seguintes recursos:

O Multmetro Agilent medindo uma tenso de 12 V.

* Ponto de 3 dB * Sensibilidade AC e DC * Freqncia AC * Anlise por lote * Ponto de operao DC * Varredura DC * Distoro * Fourier * Anlise I-V * Varredura por Modelo de Parmetro * Monte Carlo * Varredura alojada * Rudo * Plo Zero * Varredura de temperatura * Largura de Trao * Funo de transferncia * Transiente * Anlise definida pelo usurio * Pior caso Traador Grfico Uma ferramenta poderosa encontrada no Multisim 11.0 o "Grapher" Trata-se de uma ferramenta de uso geral que serve para ver, ajustar, salvar e imprimir os resultados da simulao. Ela permite que os resultados de diversas simulaes podem ser comparados. Os recursos do Grapher permitem que os resultados sejam carregados no Microsoft Excell ou Mathsoft Mathcad com um simples clique.

Para os projetistas avanados ela permite a realizao de clculos com os resultados obtidos nas simulaes com a utilizao de softwares como o Post Processor. Recursos de RF Hoje em dia, uma boa parte dos projetos envolve sinais de altas frequncias. At a algum tempo era um pontos crtico na simulao de projetos o trabalho com freqncias elevadas. O Mdulo de Projeto de RF do Multisim permite trabalhar com projetos que operem em freqncias alm dos 100 MHz. Para simulao de tais circuitos o Analisador de Espectro e o Analisador de Rede so especialmente projetados para a performance exigida em tais casos. 1.5 - Clicar e Arrastar - Simples de Usar A idia bsica no projeto e simulao do circuito a de se poder clicar e arrastar qualquer componente at o ponto em que ele deva ser usado num circuito. Depois s clicar nos seus terminais e puxar as ligaes at o ponto em que se deseja. Para os instrumentos vale o mesmo: s clicar e posicionar o instrumento em local apropriado e puxar as conexes aos pontos do circuito em que se deseja obter uma forma de onda, tenso, corrente ou nvel lgico. Para ver de forma mais apropriada o que o instrumento est mostrando, por exemplo, a forma de onda de um osciloscpio, basta clicar sobre ele que seu painel aparece ampliado. O mesmo valido para as fontes de sinais como o gerador de funes que pode ser ajustado exatamente como no caso de um gerador de funes real. Como fazer tudo isso o que veremos a partir da prxima lio. 1.6 - Verses O Electronics Workbench (Verso 11.0) est disponvel em duas verses, Profissional e Educacional (Acadmica). Na educacional temos menos recursos que a profissional, mas existem alguns destaques que merecem a ateno, principalmente de professores que pretendem us-la em seus cursos. Por exemplo, a verso educacional permite que questes referentes a um determinado esquema sejam colocadas no prprio esquema para que o aluno as responda. Nosso Curso ser dado em funo da verso Educacional, e mesmo assim, levando em conta a quantidade gigantesca de recursos no abordaremos tudo o que pode ser feito. Posteriormente, na nova edio de nosso livro, teremos a oportunidade de fazer uma abordagem mais ampla e para isso tambm existe o prprio tutorial que acompanha o programa. Para ns, nesse curso bsico muito mais importante permitir que o leitor comece a usar seu EWB, partindo do Multsim 11.0, usando-o para simular os projetos que descrevemos nesta e em outras publicaes nossas e at para criar seus projetos que certamente podero ser publicados no nosso site. Verso Demo Para acompanhar melhor as nossas lies, nada melhor do que ter acesso a uma verso Demo do MultiSIM. Essa verso que "faz tudo" que precisamos para aprender como

usar o EWB est disponvel no site www.ni.com.

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