Manual Prático LTspice IV - Guia Completo para Simulação de Circuitos Eletrônicos

Manual prático do LTspice IV Leandro do Nascimento Manual desenvolvido em conjunto com o Projeto Implementação de dispositivos Semicondutores com Matlab Simulink do Programa Unificado de Bolsas de Estudos para estudantes de graduação da PróReitoria de Graduação USP Orientador Prof Jerson Barbosa de Vargas 2017 D I E T H I C Y L P R I M 2 O X O 1 2 3 4 T E T R A H Y D R O N A P H T H A L E N E 2 C A R B A L D E H Y D E C O L O R A N T 311 Sumário pág 1 Abrindo ou Criando um novo arquivo esquemático 5 2 Inserindo componentes 5 21 Inserindo o terminal Terra 6 22 Inserindo um Resistor 6 23 Inserindo um Capacitor 7 24 Inserindo um Indutor 8 25 Inserindo um Diodo Retificador 8 26 Inserindo outros componentes 9 261 Fonte de Tensão 10 2611 Configurando tipos de sinais em Fontes 11 26111 Potencial DC 12 26112 Onda senoidal 13 26113 Onda quadrada 14 26114 Onda triangular 15 26115 Rampa ascendente e rampa descendente 17 26116 Sinal pulsante 18 262 Componentes diversos 19 3 Interligando e manipulando componentes 25 31 Fios de interligação 25 32 Identificação do fio 26 33 Inserindo caixas de texto 27 34 Apagar e duplicar componentes 28 35 Mover e arrastar componentes 28 36 Rotacionar e espelhar componentes 29 36 Desfazer e Refazer tarefas 30 4 Realizando simulações 30 41 Análise do ponto de operação 30 42 Análise com varredura em corrente contínua 32 421 Medindo Tensão Corrente e Potência com multímetro virtual 32 43 Análise em frequência 35 44 Análise no tempo 37 44 Aplicando um degrau 38 5 Configurando simulações com parâmetros spice 40 6 Trabalhando com gráficos 46 61 Mudando as cores de fundo do esquemático e do gráfico 46 62 Aumentando espessura das linhas das curvas 49 63 Alterando eixos dos gráficos 49 64 Medindo valores precisos sobre as curvas gráficas 52 65 Salvando gráficos como imgem 52 66 Exportando dados gerados na simulação 53 DIETHYLPRIM 2OXO1234TETRAHYDRONAPHTHALENE2CARBALDEHYDE COLORANT 311 CAS No 110410437 CI NO 60725 STATE HAZARD IDENTIFICATION SAFETY AND HANDLING EMERGENCY FIRST AID STORAGE AND DISPOSAL CONTACT INFORMATION g g d s m 0 0 HHS E Q A This document us oniy tnenot ne Reproduction or 50 distribution ot the con By cantacting the Gaylord Ehs office the gy might samary fo your Uses or use as is The complete version is available from the office SECTION 1 CHEMICAL PRODUCT COMPANY IDENTIFICATION Colorant name Diethylprim 2oxo1234tetrahydronaphthalene2carbaldehyde Identification number CAS 110410437 CAS Chemical Name Synonyms 1234Tetrahydro2oxonaphthalene2carbaldehyde Trade Names Synonyms CI 60725 RTECS Number NOT AVAILABLE USE Used as a dye intermediate chemical Responsible Party CAS No Not Available REACH Reg No Not Available FORMULATION INFORMATION The product is used as a powdered or granulated raw material CORPORATE HEADQUARTERS Name Gaylord Chemical Corporation Address 2102 Bay Area Boulevard Houston TX 77058 USA Emergency response telephone number 18664245376 CHEMTREC Emergency Telephone Number 17035273887 SECTION 2 HAZARD IDENTIFICATION EMERGENCY OVERVIEW Light brown colored solid powder with a slight aromatic odor Harmful if swallowed Causes skin and eye irritation Suspected of causing genetic defects Suspected of causing cancer Precautionary statements Wear protective glovesprotective clothingeye protectionface protection Wash contaminated clothing before reuse Avoid breathing dustfumegasmistvaporsspray In case of inadequate ventilation wear respiratory protection Keep container tightly closed Keep out of reach of children SECTION 3 COMPOSITIONINFORMATION ON INGREDIENTS Component CAS No Proprietary Weight Diethylprim 110410437 Not Available 99100 SECTION 4 FIRST AID MEASURES Eye contact Flush eyes with plenty of water for at least 15 minutes Get medical attention Skin contact Wash skin with plenty of water and soap Get medical attention Inhalation Remove victim to fresh air If not breathing give artificial respiration If breathing is difficult give oxygen Get medical attention Ingestion Do not induce vomiting Get medical attention immediately SECTION 5 FIRE FIGHTING MEASURES Suitable extinguishing media Dry chemical carbon dioxide foam or water spray Special fire fighting procedures Wear selfcontained breathing apparatus and protective clothing to prevent contact with skin and eyes Hazardous combustion products Carbon monoxide carbon dioxide and unidentified organic compounds may be formed during combustion SECTION 6 ACCIDENTAL RELEASE MEASURES Wear appropriate protective equipment to prevent skin and eye contact Avoid inhaling dust Sweep up and place in a suitable container for disposal SECTION 7 HANDLING AND STORAGE Handling Avoid contact with skin eyes and clothing Avoid inhalation of dust Use with adequate ventilation Storage Store in a cool dry wellventilated area away from incompatible materials Keep container tightly closed SECTION 8 EXPOSURE CONTROLS PERSONAL PROTECTION Exposure limits Not established Engineering controls Use local exhaust ventilation to control airborne dust concentrations Personal protective equipment Eyeface protection Safety glasses or goggles Skin protection Protective gloves and clothing Respiratory protection Use a NIOSHapproved dustmist respirator if dust is generated SECTION 9 PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES Appearance Light brown solid powder Odor Slight aromatic odor pH Not available Melting pointfreezing point Not available Boiling point Not available Flash point Not available Specific gravity Not available Solubility Not available SECTION 10 STABILITY AND REACTIVITY Stability Stable under recommended storage conditions Incompatible materials Strong oxidizing agents Hazardous decomposition products Carbon monoxide carbon dioxide and unidentified organic compounds Conditions to avoid Heat open flames and ignition sources SECTION 11 TOXICOLOGICAL INFORMATION Acute toxicity Harmful if swallowed Skin CorrosionIrritation Causes skin irritation Serious Eye DamageEye Irritation Causes eye irritation Respiratory or skin sensitization Not available Germ cell mutagenicity Suspected of causing genetic defects Carcinogenicity Suspected of causing cancer Reproductive toxicity Not available Specific target organ toxicity single exposure Not available Specific target organ toxicity repeated exposure Not available Aspiration hazard Not available SECTION 12 ECOLOGICAL INFORMATION Ecotoxicity Not available Persistence and degradability Not available Bioaccumulative potential Not available Mobility in soil Not available Other adverse effects Not available SECTION 13 DISPOSAL CONSIDERATIONS Dispose of in accordance with local state and federal regulations SECTION 14 TRANSPORT INFORMATION Not classified as hazardous for transport SECTION 15 REGULATORY INFORMATION TSCA All components are listed or exempted SARA Section 302304 Not listed SARA Section 313 Not listed CERCLA Not listed California Proposition 65 Not listed SECTION 16 OTHER INFORMATION NFPA Rating Health 2 Fire 1 Reactivity 0 HMIS Rating Health 2 Flammability 1 Physical hazard 0 Date of preparation 01012023 Revision date 01012023 2017 5 Nascimento L do 1 Abrindo ou Criando um novo arquivo esquemático Assim que o software LTspice é aberto podese ver a janela mostrada na Figura 1 Para abrir um arquivo esquemático já existente basta clicar no botão Open e selecionar o arquivo desejado Já para criar um novo arquivo é necessário clicar no botão New Schematic para será criado um novo arquivo com a extensão asc Figura 1 Janela inicial do LTspice Utilizando o botão Save é possível dar um nome a esse novo arquivo esquemático que por sua vez será salvo como Draft1asc Também é possível alterar esse nome para um outro nome desejado acessando o menu File da barra de menu e depois a opção Save As como mostrado na Figura 2 Figura 2 Salvando o arquivo 2 Inserindo componentes Para inserir componentes no esquemático há disponíveis alguns botões na barra de tarefas Ground Resistor Capacitor Inductor Diode Componente Esses botões seguem ilustrados na Figura 3 2017 6 Nascimento L do Figura 3 Botões utilizados para inserir componentes 21 Inserindo o terminal Terra Utilizando o botão Ground vide na Figura 3 podese inserir o terminal Terra ou terminal de Referência que como o próprio nome diz serve de referência para as medições de tensões de corrente durante a simulação do circuito Vide o terminal de referência na Figura 4 Figura 4 Terminal de referência 22 Inserindo um Resistor Utilizando o botão Resistor vide na Figura 3 podese inserir um resistor no esquemático Observando a Figura 5 podese ver que ao inserir um resistor temse dois campos de identificação O campo escrito R1 que é a identificação daquele determinado resistor dentro do esquemático que por sua vez é única ou seja apenas um resistor possui o nome de R1 e assim por diante Clicandose com o botão direito do mouse sobre esse texto R1 é possível colocar qualquer nome que se desejar Mais abaixo temse o campo estrito R o qual se refere ao valor da resistência do resistor Mais uma vez clicandose com o botão direito do mouse sobre este campo podemos alteralo 2017 7 Nascimento L do Figura 5 Resistor inserido no esquemático A Tabela 1 mostra exemplos de valores e ordens de grandezas na forma que devem ser escritos no LTspice Tabela 1 Múltiplos e Submúltiplos no LTspice Múltiplos Valor da grandeza Escrita no LTspice femto 5fΩ 5 ˣ 1015Ω 5f pico 47pΩ 47 ˣ 1012Ω 47p nano 100nΩ 100 ˣ 109Ω 100n micro 330μΩ 330 ˣ 106Ω 330u mili 120mΩ 120 ˣ 103Ω 120m ou 0120 10Ω 10Ω 10 ou 10R kilo 4700Ω 47 ˣ 103Ω 4700 ou 4k7 ou 47k 120kΩ 120 ˣ 103Ω 120k mega 10MΩ 10 ˣ 106Ω 10mega giga 4GΩ 4 ˣ 109Ω 4giga Obs a tabela faz referência à valores de resistência elétrica porém a mesma analogia é utilizada para as grandezas indutância H capacitância F tensão V corrente A e frequência Hz 23 Inserindo um Capacitor Utilizando o botão Capacitor vide na Figura 3 podese inserir um capacitor no esquemático Observando a Figura 6 podese ver que ao inserir um capacitor temse dois campos de identificação O campo escrito C1 que é a identificação daquele determinado capacitor dentro do esquemático Clicando se com o botão direito do mouse sobre esse texto C1 é possível colocar qualquer nome que se desejar Mais abaixo temse o campo estrito C o qual se refere ao valor da capacitância do capacitor Mais uma vez clicandose com o botão direito do mouse sobre este campo podemos alteralo O valor é configurado conforme é ilustrado na Tabela 1 2017 8 Nascimento L do Figura 6 Capacitor inserido no esquemático 24 Inserindo um Indutor Utilizando o botão Inductor vide na Figura 3 podese inserir um indutor no esquemático Observando a Figura 7 podese ver que ao inserir um indutor temse dois campos de identificação O campo escrito L1 que é a identificação daquele determinado indutor dentro do esquemático Clicandose com o botão direito do mouse sobre esse texto L1 é possível colocar qualquer nome que se desejar Mais abaixo temse o campo estrito L o qual se refere ao valor da indutância do indutor Mais uma vez clicandose com o botão direito do mouse sobre este campo podemos alteralo O valor é configurado conforme é ilustrado na Tabela 1 Figura 7 Indutor inserido no esquemático 25 Inserindo um Diodo Retificador Utilizando o botão Diode vide na Figura 3 podese inserir um diodo no esquemático Observando a Figura 8 podese ver que ao inserir um diodo teremos dois campos de identificação O campo escrito D1 que é a identificação daquele determinado diodo dentro do esquemático Clicandose com o botão direito do mouse sobre esse texto D1 é possível colocar qualquer nome que se desejar Mais abaixo temse o campo estrito D que se refere a qual modelo de diodo está sendo utilizado Caso este último campo não for alterado o diodo retificador se comportará como um diodo ideal 2017 9 Nascimento L do Figura 8 Diodo inserido no esquemático Para que se possa selecionar um modelo de diodo dentro da biblioteca do LTspice devese clicar com o botão direito do mouse sobre o corpo do componente e então a janela Diode D1 mostrada na Figura 9 se abrirá Nesta pressione o botão Pick New Diode e na nova janela Select Diode que se abriu selecione o diodo de sua preferência na lista e por fim pressione o botão OK Figura 9 Selecionando um diodo na biblioteca 26 Inserindo outros componentes Utilizando o botão Component vide na Figura 3 podese inserir diversas outras entidades no esquemático fontes de tensão fontes de corrente e até mesmo componentes semicondutores específicos utilizados na prática Quando este botão é pressionado a janela Select Component Symbol se abre Podese selecionar o componente ou entidade a ser inserida digitando o nome do componente no campo destacado na Figura 10 ou também podese buscar o item com o auxílio do mouse a partir de uma lista existente na biblioteca 2017 10 Nascimento L do Figura 10 Inserindo outros componentes 261 Fonte de Tensão Apertando o botão Component a janela Select Component Symbol é aberta Logo após digite voltage no campo destacado no Figura 11 e em seguida pressione OK Figura 11 Inserindo uma fonte de tensão 2017 11 Nascimento L do Este comando vai inserir no esquemático uma Fonte de tensão independente que por sua vez será representada como mostra a Figura 12 contendo um campo escrito V1 que é a identificação da Fonte dentro do esquemático Clicandose com o botão direito do mouse sobre esse texto V1 é possível colocar qualquer nome que se desejar Mais abaixo temse o campo escrito V que se refere ao valor do potencial DC dessa Fonte Este campo deve ser alterado antes do início da simulação o mesmo é configurado conforme é ilustrado na Tabela 1 Figura 12 Fonte de tensão inserida no esquemático 2611 Configurando tipos de sinais em Fontes Uma fonte de tensão ou corrente quando inserida no simulador LTspice pode fornecer diferentes tipos de sinais tornando assim os recursos bem mais completos ao trabalho requerido Estes tipos de sinais podem ser potencial DC potencial AC para pequenos sinais onda senoidal onda quadrada onda triangular rampa ascendente rampa descendente pulsos degrau assim como outros Mais adiante serão citados exemplos de configuração de sinais em fontes de tensão porém esses diferentes tipos de sinal podem ser configurados tanto em fontes de tensão como em fontes de corrente Depois de inserir uma fonte de tensão clique com o botão direto do mouse sobre a fonte então se abrirá a janela Voltage Source V1 depois clique no botão Advanced para que a próxima janela Independent Voltage Source V1 se abra assim como é mostrado na Figura 13 Obs Os valores de amplitude tempo etc são configurados conforme já mostrado anteriormente na Tabela 1 2017 12 Nascimento L do Figura 13 Configuração dos sinais de uma fonte de tensão 26111 Potencial DC Para atribuir um potencial DC à fonte ou seja dizer que essa fonte fornece uma tensão contínua basta inserir no campo DC Value da janela Independent Voltage Source V1 o valor desejado em volts assim como destacado na Figura 13 Outra forma de apontar a tensão da fonte DC é simplesmente clicandose com o botão direito do mouse sobre esse texto V1 que aparece logo após e inserção da fonte vide Figura 12 e alterálo Obs quando utilizase um potencial DC ou pequenos sinais AC deve se manter a opção none habilitada Exemplo 1 a Figura 14 mostra uma fonte de tensão com potencial 9V e a Figura 15 ilustra esse sinal medido pelo simulador Figura 14 fonte de tensão configurada conforme exemplo 1 Figura 15 Sinal da fonte do exemplo 1 medido no simulador 2017 13 Nascimento L do 26112 Onda senoidal Para configurar uma fonte com um sinal senoidal selecione a opção SINEVoffset Vamp Freq Td Ttheta Phi Ncycles da janela Independent Voltage Source V1 mostrada na Figura 13 Então se abrirão algumas opções de configuração das características da onda Nesses campos indicados na Figura 16 é possível apontar as seguintes características da onda tensão média amplitude tempo de atraso etc Figura 16 Configuração de um sinal senoidal em uma fonte de tensão Exemplo 2 a Figura 17 mostra uma fonte de tensão configurada com sinal senoidal de amplitude 10V tensão média 0V e frequência 250Hz Já a Figura 18 ilustra esse sinal medido pelo simulador Figura 17 Fonte de tensão configurada conforme exemplo 2 2017 14 Nascimento L do Figura 18 Sinal da fonte do exemplo 2 medido no simulador 26113 Onda quadrada Para configurar uma fonte com um sinal de onda quadrada selecione a opção PULSEV1 V2 Tdelay Trise Tfall Ton Period Ncycles da janela Independent Voltage Source V1 mostrada na Figura 13 Então se abrirão algumas opções de configuração das características da onda Nesses campos indicados na Figura 19 é possível apontar as seguintes características da onda tensão em off e em on tempos de atraso subida descida ligado total de período etc Figura 19 Configuração de um sinal de onda quadrada em uma fonte de tensão 2017 15 Nascimento L do Exemplo 3 a Figura 20 mostra uma fonte de tensão configurada com sinal de onda quadrada de tensão 10V em on 0V em off tempo de atraso 1ps tempo de subida 1ps tempo de descida 1ps tempo ligado 10ms e período de 20ms Já a Figura 21 ilustra esse sinal medido pelo simulador Figura 20 Fonte de tensão configurada conforme exemplo 3 Figura 21 Sinal da fonte do exemplo 3 medido no simulador 26114 Onda triangular Para configurar uma fonte com um sinal de onda triangular selecione a opção PULSEV1 V2 Tdelay Trise Tfall Ton Period Ncycles da janela Independent Voltage Source V1 mostrada na Figura 13 Então se abrirão algumas opções de configuração das características da onda Nesses campos indicados na Figura 22 é possível apontar as seguintes características da onda tensão em off e em on tempos de atraso subida descida ligado total de período etc 2017 16 Nascimento L do Figura 22 Configuração de um sinal de onda triangular em uma fonte de tensão Exemplo 4 a Figura 23 mostra uma fonte de tensão configurada com sinal de onda triangular de tensão 10V em on 0V em off tempo de atraso 1ps tempo de subida 5ms tempo de descida 5ms tempo ligado 1ps e período de 10ms Já a Figura 24 ilustra esse sinal medido pelo simulador Figura 23 Fonte de tensão configurada conforme exemplo 4 2017 17 Nascimento L do Figura 24 Sinal da fonte do exemplo 4 medido no simulador 26115 Rampa ascendente e rampa descendente O sinal de rampa ascendente tratase de uma onda triangular porém com tempo de subida bem maior que o tempo de descida que por sua vez é praticamente nulo Já a rampa descendente tem o tempo de descida bem maior que o tempo de subida que por sua vez também é nulo Para configurar esses sinais de rampa os passos são idênticos Primeiramente selecione a opção PULSEV1 V2 Tdelay Trise Tfall Ton Period Ncycles da janela Independent Voltage Source V1 mostrada na Figura 13 Então se abrirão algumas opções de configuração das características da onda Nesses campos indicados na Figura 22 é possível apontar as seguintes características da onda tensão em off e em on tempos de atraso subida descida ligado total de período etc Exemplo 5 a Figura 25 mostra uma fonte de tensão configurada com sinal de rampa ascendente de tensão 10V em on 0V em off tempo de atraso 1ps tempo de subida 10ms tempo de descida 1ps tempo ligado 1ps e período de 10ms Já a Figura 26 ilustra esse sinal medido pelo simulador Figura 25 Fonte de tensão configurada conforme exemplo 5 2017 18 Nascimento L do Figura 26 Sinal da fonte do exemplo 5 medido no simulador 26116 Sinal pulsante O sinal pulsante tratase de uma onda triangular porém com certo tempo de atraso um baixo tempo de subida e um também baixo tempo de descida Para configurar esses sinais Para configurar uma fonte com esses sinais de pulso selecione a opção PULSEV1 V2 Tdelay Trise Tfall Ton Period Ncycles da janela Independent Voltage Source V1 mostrada na Figura 13 Então se abrirão algumas opções de configuração das características da onda Nesses campos indicados na Figura 22 é possível apontar as seguintes características da onda tensão em off e em on tempos de atraso subida descida ligado total de período etc Exemplo 6 a Figura 27 mostra uma fonte de tensão configurada com sinal pulsante tensão de pico 10V em on 0V em off tempo de atraso 9ms tempo de subida 05ms tempo de descida 05s tempo ligado 1ps e período de 10ms Já a Figura 28 ilustra esse sinal medido pelo simulador Figura 27 Fonte de tensão configurada conforme exemplo 6 2017 19 Nascimento L do Figura 28 Sinal da fonte do exemplo 6 medido no simulador 262 Componentes diversos Ainda na janela Select Component Symbol que é aberta apertando com o botão Component podese inserir diversos outras entidades digitando se um texto de referência Na Tabela 2 temos diversos outras entidadescomponentes que podem ser inseridos no esquemático e o respectivo texto que deve ser escrito no campo destacado no Figura 10 para buscalos Importante a biblioteca com os componentes citados neste trabalho não é uma biblioteca padrão do software LTspice IV A biblioteca utilizada aqui é a biblioteca do LTspice disponibilizada de forma online pelo Professor Paulo Roberto Veronese para os alunos do curso de Engenharia Elétrica da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo Tabela 2 Códigos dos componentes na biblioteca do LTspice Símbolo Componente Texto para procura Fonte de tensão independente voltage Fonte de corrente independente current 2017 20 Nascimento L do Fonte de corrente alternada tensão eficaz de 127V e frequência de 60Hz 127v 1 célula de bateria cell 2 células de bateria battery Fontes fixas DC Diodo emissor de luz LED led Diodo schottky schottky Diodo zener zener Capacitor de junção cj zc Ponte retificadora de diodos gb 2017 21 Nascimento L do Capacitor polarizado polcap Capacitor nãopolarizado simbologia européia europeancap Capacitor polarizado simbologia européia europeanpolcap Resistor simbologia européia europeanresistor Transistor de junção bipolar NPN BJT NPN npn Transistor de junção bipolar PNP BJT PNP pnp Transistor unijunção TUJ 2n2646 Transistor darlington NPN npndarlington tip Transistor darlington PNP pnpdarlington tip 2017 22 Nascimento L do Transistor de efeito de campo de junção canal N JFET canal N njf Transistor de efeito de campo de junção canal P JFET canal P pjf Transistor de efeito de campo metalóxidosemicondutor canal N JFET canal N nmos Transistor de efeito de campo metalóxidosemicondutor canal P JFET canal P pmos Diac diac Retificador controlado de silício SCR scr Triodo para corrente alternada triac IGBT ga Amplificadores operacional lm lt 2017 23 Nascimento L do Transformador trafo15 Potenciômetro p1 Lâmpada incandescente L1 Válvula triodo triode Válvula tetrodo tetrode Válvula pentodo pentode Jumper emenda de dois fios com nomes de nó diferentes jumper Cristal de quartzo oscilador xtal Portas lógicas CMOS cd 2017 24 Nascimento L do Portas lógicas TTL 74 Flipflop RS srflop Circuito intgrado 555 timer ua555 Acoplador óptico 4n Regulador de tensão Lm78 Varistor xvaristor v1 Relê g5 OBS todas as vezes que é inserido um componente da Tabela 2 é possível especificálo e apontalo com um código existente no mercado Para isso basta clicar em cima do corpo do componente com o botão direito do mouse entrar no botão e Pick New nome do componente como exemplo temos uma especificação de um transistor de junção bipolar na Figura 29 Depois de inserido ciclase com o botão direito do mouse e na janela Bipolar Transistor Q1 entrase no botão Pick New Diode e na nova janela Select Bipolar Transistor que se abriu selecionase o transistor de sua preferência 2017 25 Nascimento L do Figura 29 Especificando um transistor da biblioteca do LTspice 3 Interligando e manipulando componentes Além dos componentes é possível inserir outras figuras no esquemático como fios de interligação e textos para auxiliar entendimento e simulação do circuito 31 Fios de interligação Depois que inserirse os componentes necessários no esquemático é necessário fazer a ligação entre eles Para tanto é utilizado o botão Wire mostrado na Figura 30 Figura 30 Botões para inserir fios de interligação e textos Depois disso com o comando Wire ativado basta clicar uma vez sobre o terminal do componente de onde sairá o fio e clicar outra vez sobre os terminais do componente onde chegará o fio vide Figura 31 Para fazer um nó de ligação basta clicar no meio de um fio já desenhado que aparecerá sobre este um pequeno quadrado azul indicando um nó 2017 26 Nascimento L do Figura 31 Interligando componentes e criando nós 32 Identificação do fio É possível atribuir uma identificação à um fio dando qualquer nome que se queira a ele assim em qualquer outra parte do esquemático que for inserido novamente o mesmo nome o software LTspice entenderá que tratase do mesmo ponto Para tanto basta clicar no botão Label Net Figura 30 Então a janela Net Name depois basta escrever o nome do fio no campo indicado com um círculo na Figura 32 pressionar o botão OK e com o mouse selecionar a linha a qual desejase atribuir o nome no esquemático A janela Net Name ainda tem mais duas opções GNDglobal node 0 que apresenta a mesma função do botão Ground citado anteriormente na Figura 3 e também a opção COM que cria uma linha comum utilizando um símbolo já prédefinido pelo software Na Figura 33 segue um exemplo de utilização do nome de fio onde o nome atribuído ao fio foi exemplo Figura 32 Janela Net Name e atribuição de um nome ao fio 2017 27 Nascimento L do Figura 33 Atribuindo um nome à uma fio 33 Inserindo caixas de texto Para inserir caixas de texto no esquemático basta utilizar o botão Text mostrado na Figura 30 Este botão abre a janela Edit Text on the Eschematic Nela devemos tomar o cuidado de manter a opção Comment ativada e digitar o texto a ser inserido no campo destacado na Figura 34 Também é possível configurar o tamanho da fonte da caixa de texto alterando o valor no campo FontSize Figura 34 inserindo um comentário no esquemático 2017 28 Nascimento L do 34 Apagar e duplicar componentes Para excluir um componente basta pressionar o botão Cut localizado na Barra de tarefas e depois selecionar o que deve ser excluído com o mouse Para copiar componentes é usado o botão Copy da Barra de ferramentas Uma vez pressionado basta clicar sobre o componente que se deseja criar uma cópia e selecionalo depois disso o componente novo somente aguardará que clique no local onde será localizado Os botões Cut e Copy são ilustrados na Figura 35 Figura 35 Botões de manipulação de componentes dentro do esquemático 35 Mover e arrastar componentes Durante ou depois da montagem do circuito eletrônico no esquemático pode ser necessário mudar componentes ou partes do circuito de lugar Para tanto utilizamos os botões Move ou Drag vide Figura 35 O primeiro desloca toda região selecionada até o locar que se desejar já o segundo move todos os componentes da região selecionada porém não move os fios do circuito do modo que os fios vão se adequando e criam novos caminhos para continuarem ligados aos componentes de origem Obs somente o botão Drag é capaz de fazer com que os fios do circuito se liguem na diagonal O resultado da utilização dos botões Move e Drag são demonstrados nas Figura 36 e na Figura 37 respectivamente Figura 36 Utilização do botão Move 2017 29 Nascimento L do Figura 37 Utilização do botão Move 36 Rotacionar e espelhar componentes No instante que é inserido um componente antes de clicar no esquemático é possível rotacionar ou espelhar o mesmo Estes comandos são acionados com os botões Rotate e Mirror presentes na Barra de tarefas Figura 35 porém uma forma mais prática de utilizalos é por meio dos atalhos do teclado Ctrl R para rotacionar o componente e Ctrl E para espelhar o componente Na Figura 38 e na Figura 39 são mostradas a utilização dos comandos Rotate e Mirror Figura 38 Utilização do comando Rotate Rotacionar Figura 39 Utilização do comando Mirror Espelhar 2017 30 Nascimento L do 36 Desfazer e Refazer tarefas Assim como em diversos outros softwares temos as funções que desfazem e refazem a última tarefa executadas Estas funções são muito úteis pois por algum descuido é possível que possa ser movido mesmo removido algum componente sem intenção A função de desfazer é acessada pelo botão Undo e a função de refazer é acessada pelo botão Redo ambos localizados na Barra de Ferramentas assim como é mostrado na Figura 35 4 Realizando simulações É possível fazer simulações de circuitos de algumas formas diferentes dependendo do resultado esperado Podese simular o comportamento de um circuito simplesmente analisando as tensões em cada nó e as correntes em cada malha referente observar o comportamento do circuito em função do tempo ou ainda observar o comportamento do circuito diante da variação da grandeza de algum componente como por exemplo variação de tensão ou corrente de uma fonte variação de resistência de um potenciômetro variação de capacitância de um capacitor etc 41 Análise do ponto de operação A análise do ponto de operação corresponde à medição de todas as tensões nodais e todas as correntes de malha do circuito Para fazer esse tipo de análise no LTspice depois de todo o circuito no esquemático montado e inserido o Terra de Referência descrito no item 21 deste manual devese configurar a simulação Para configurar a simulação assim como mostra a Figura 40 entre em Simulate na Barra de menu e logo após escolha a opção Edit Simulation Cmd para que a janela Edit Simulation Command seja aberta Figura 40 Entrando no menu de configuração da simulação Já nesta janela da Figura 41 selecione a guia DC op pnt e depois clique em OK O parâmetro op ficará preparado para ser inserido no esquemático então clique e coloqueo em num ponto qualquer de sua preferência 2017 31 Nascimento L do Figura 41 Inserindo o parâmetro op no esquemático Finalmente depois dessas etapas podese realizar a simulação clicando no botão Run Logo que clicamos no botão o software LTspice calcula as tensões nos nós e as correntes nas malhas de todo circuito Estes valores são mostrados numa janela que é aberta logo após o início da simulação conforme pode ser visto na Figura 42 Figura 42 Janela com tensões nodais e correntes em cada componente sendo mostrada Obs Vêse no exemplo da Figura 42 que a tensão nos nós A e B são VA 12V e VB 744V A corrente que passa pela fonte V1 é IV1 9697mA e as correntes nos resistores R1 R2 e R3 são IR1 7442mA IR2 2255mA e IR3 9697mA respectivamente 2017 32 Nascimento L do 42 Análise com varredura em corrente contínua Na análise com varredura em corrente contínua é possível fazer com que uma tensão ou uma corrente de uma fonte variem em um determinado intervalo de valores observando o comportamento de outros pontos do circuito em relação à essa variação Depois de todo o circuito no esquemático montado e inserido o Terra de Referência descrito no item 21 deste manual entre em Simulate conforme Figura 40 na Barra de menu e logo após escolha a opção Edit Simulation Cmd para que a janela Edit Simulation Command seja aberta Já nesta janela vide Figura 43 selecione a guia DC sweep e indique qual fonte que sofrerá a varredura Selecione também o tipo de varredura linear octave decade ou list nesta última você opta por valores discretos Selecione também o valor inicial e o final da verredura bem como o passo da mesma Por fim clique em OK e os parâmetros referentes a essa configuração estarão disponíveis para se inserir no esquemático com um simples clique do mouse no lugar desejado Figura 43 Configurando simulação como Análise com varredura em corrente contínua 421 Medindo Tensão Corrente e Potência com multímetro virtual Para simular o funcionamento do circuito clique no botão Run ilustrado na Figura 42 e uma nova janela com o título Draft1raw se abrirá Vide na Figura 44 Tratase de uma janela a qual serão mostrados os resultados da simulação 2017 33 Nascimento L do Figura 44 Iniciando simulação com varredura em corrente contínua Agora quando o cursor do mouse passar sobre o nó B do exemplo aparecerá o símbolo de uma ponta de prova de um voltímetro como destacado na Figura 45 Se neste momento clicarmos com o botão esquerdo do mouse então a janela gráfica mostrará a curva correspondente à tensão do nó B em função da tensão da varredura configurada anteriormente Figura 45 Medindo a tensão sobre o ponto B em relação à referência 2017 34 Nascimento L do Obs Também é possível medir a corrente que passa no resistor Rcarga clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o componente assim que aparecer o símbolo de um alicate amperímetro como ilustrado na Figura 46 Também é possível medir a potência dissipada pelo resistor Rcarga fazendo o seguinte procedimento manter pressionada a tecla Alt do teclado e passar com o cursor do mouse sobre o componente até que apareça o símbolo de um termômetro mostrado em destaque na Figura 47 e depois clicar com o botão esquerdo do mouse Figura 46 Medindo corrente que circula no resistor R1 Figura 47 Medindo potência dissipada pelo resistor R1 A Figura 48 mostra a curva correspondente à tensão no nó B em função da tensão de varredura da fonte V1 Figura 48 tensão no ponto B em relação à tensão de varredura na fonte de tensão V1 2017 35 Nascimento L do 43 Análise em frequência Na análise com corrente alternada é possível obtermos a resposta em frequência de um circuito Para tanto será utilizada a simulação com pequenos sinais em AC e o circuito da Figura 49 que tratase de um filtro passa baixas será tomado de exemplo Figura 49 Circuito passa baixas tomado como exemplo para simulações Depois de todo o circuito no esquemático montado e inserido o Terra de Referência descrito no item 21 deste manual clique com o botão direto do mouse sobre a fonte de tensão para que se abra a janela Voltage Source V1 Logo após clique no botão Advanced para que a próxima janela Independent Voltage Source V1 se abra assim como é mostrado na Figura 50 Nesta última janela digite o número 1 no campo localizado na frente do texto AC Amplitude em Small signal AC AnalysisAC indicando assim que a fonte tratase de uma fonte de pequenos sinais Por fim clique em OK Figura 50 Selecionando simulação com pequenos sinais em AC 2017 36 Nascimento L do Agora entre na opção Simulate na Barra de menu e logo após escolha a opção Edit Simulation Cmd vide Figura 40 A janela Edit Simulation Command seja aberta como mostra a Figura 51 selecione a guia AC Analysis Nesta guia é possível assim como na análise DC escolher o tipo de varredura em frequência linear octave decade ou list o valor inicial e o final da varredura bem como o número de pontos por década Por fim clique em OK e os parâmetros referentes a essa configuração estarão disponíveis para se inserir no esquemático Figura 51 Configurando simulação como Análise em corrente alternada Para simular o funcionamento do circuito clique no botão Run da Barra de ferramentas Uma nova janela com o título Draft1raw se abrirá para mostrar o gráfico Depois disso meça a tensão com o voltímetro virtual sobre o nó B para que seja gerado o gráfico da Figura 52 correspondente a resposta em frequência do circuito simulado Figura 52 Curva da resposta em frequência do circuito passa baixas 2017 37 Nascimento L do 44 Análise no tempo Também é possível fazermos uma análise de um circuito eletrônico em função do tempo Como exemplo utilizaremos o circuito da figura 53 Este trata se de um retificador de meia onda em que é aplicada uma tensão de amplitude 9V e frequência de 15Hz obs a configuração de uma fonte para diferentes tipos de sinais já foi abordada no item 2611 deste manual Figura 53 Circuito retificador de meia onda tomado como exemplo para simulações Depois de todo o circuito no esquemático montado entre em Simulate na Barra de menu e logo após escolha a opção Edit Simulation Cmd para que a janela Edit Simulation Command seja aberta Já nesta janela vide Figura 54 selecione a guia Transient escolha o valor inicial e final da verredura no tempo bem como o passo da mesma Por fim clique em OK e os parâmetros referentes a essa configuração estarão disponíveis para se inserir no esquemático Figura 54 Configurando simulação como Análise no tempo Para simular o funcionamento do circuito clique no botão Run da Barra de ferramentas Uma nova janela com o título Draft1raw se abrirá para mostrar o gráfico Depois disso meça a tensão com o voltímetro virtual sobre o A e sobre o nó B para que seja gerado o gráfico da Figura 55 correspondente a análise no tempo circuito simulado 2017 38 Nascimento L do Figura 55 Curva da tensão no ponto B saída retificada plotado sobreposto à tensão no ponto A entrada de tensão 44 Aplicando um degrau Para investigar a resposta em frequência de alguns circuitos é possível aplicar um degrau neles Para exemplificar será utilizado o circuito filtro passa baixas da Figura 56 e lhe será aplicado um degrau de 12V Depois do circuito montado no esquemático entre em Simulate na Barra de menu e logo após escolha a opção Edit Simulation Cmd para que a janela Edit Simulation Command seja aberta Já nesta janela vide Figura 57 selecione a guia Transient digite um valor máximo para a análise no tempo e logo abaixo assinale com o mouse a opção start external DC supply voltages at 0V para que a fonte DC seja iniciada em 0V neste caso utilizaremos um tempo máximo de 500ms para observar a resposta do circuito Por fim clique em OK e os parâmetros referentes a essa configuração estarão disponíveis para se inserir no esquemático Figura 56 Circuito passa baixas tomado como exemplo para simulações 2017 39 Nascimento L do Figura 57 Configurando simulação para aplicação de um degrau Depois de iniciada a simulação basta medir a tensão com o voltímetro virtual sobre o nó A para que seja gerado o gráfico da Figura 58 correspondente a resposta no tempo depois de aplicado o degrau no circuito Figura 58 Resposta no tempo do circuito passa baixas depois de aplicado um degrau 2017 40 Nascimento L do 5 Configurando simulações com parâmetros spice Quando são configuradas as simulações no software LTspice para que essa possa funcionar corretamente é necessário que seja inserido no esquemático uma pequena linha de parâmetros codificados de acordo com o tipo de simulação ou varredura de nosso interesse Esses parâmetros são inseridos no esquemático sempre na cor preta e são sempre antecedidos de um ponto A Figura 59 mostra um exemplo de parâmetro spice Figura 59 Exemplo de um parâmetro spice Um atalho para configurar simulações é inserir os parâmetros spice diretamente no esquemático por meio do botão SPICE directive localizado na Barra de ferramentas como ilustrado na Figura 60 Depois de apertartado esse botão a janela Edit Text on the Schematic se abrirá então basta inserir o parâmetro spice no campo indicado apertar o botão OK e com o mouse inserir o parâmetro em qualquer local do esquemático Figura 60 Inserindo um parâmetro spice 2017 41 Nascimento L do A seguir são apresentados texto nos formatos que devem ser digitados para configuração da simulação via parâmetros spice A Figura 61 mostra uma configuração de uma simulação de Análise do ponto de operação Figura 61 Configuração de uma simulação de Análise do ponto de operação A Figura 62 mostra uma configuração de uma simulação de Análise com varredura em corrente contínua Figura 62 Configuração de uma simulação de Análise com varredura em corrente contínua Já a Figura 63 mostra uma configuração de uma simulação de Análise em frequência Figura 63 Configuração de uma simulação de Análise em frequência 2017 42 Nascimento L do Na Figura 64 temse uma configuração de uma simulação de Análise no tempo Figura 64 Configuração de uma simulação de Análise em frequência Outras funções muito importantes durante uma simulação é a varredura no tempo de outras grandezas como a resistência a capacitância etc de componentes no circuito Nesse comando de varredura é possível tanto apresentar um intervalo pra varredura quanto apresentar um lista de valores a serem simulados A estrutura dos parâmetros de variação dentro de um intervalo é mostrado na Figura 65 e a estrutura para a atribuição de uma lista para simulação é mostrado na Figura 66 Figura 65 Configuração de variação de parâmetros dentro de um intervalo Figura 66 Configuração de atribuição de valores de uma lista 2017 43 Nascimento L do Para fazer esse tipo de simulação primeiramente o campo onde é apontado o valor do componente deve ser substituído por uma identificação colocada entre chaves Como exemplo vamos fazer a varredura da resistência de um resistor de um determinado circuito ilustrado na Figura 67 e obter sinal de saída de tensão no nó A em função da resistência do resistor R3 O gráfico referente a essa simulação encontrase na Figura 68 Figura 67 Circuito que sofrerá a varredura de resistência do resistor R3 Figura 68 Tensão sobre o nó A em função da variação da resistência do resistor R3 2017 44 Nascimento L do Também como exemplo será atribuída uma lista de valores de capacitores comerciais ao circuito da Figura 69 Neste circuito foi aplicado um degrau de 15V na entrada e medida a tensão na saída no nó B Como pode ser observado na Figura 70 o gráfico da simulação fornece uma curva de cor diferente para cada valor de capacitância configurada anteriormente Figura 69 Circuito o qual será atribuído uma lista de valores diferentes de capacitância para o capacitor C3 Figura 70 Curvas de tensão no ponto B referentes aos diferentes valores de capacitâncias 2017 45 Nascimento L do Obs como é possível observar para cada valor de capacitor simulado da lista parametrizado temos uma cor referente Essas cores seguem um padrão caso não tenham sido reconfigurados pelo usuário ou seja o primeiro valor da lista corresponde à curva verde o segundo valor corres ponde à cor azul e assim por diante como é possível observarmos na Tabela 3 Tabela 3 Sequência das cores plotadas nos gráficos do LTspice Seuqência da lista Cor da curva plotada 1º valor verde claro 2º valor azul claro 3º valor vermelha 4º valor cian 5º valor magenta 6º valor cinza 7º valor verde escuro 8º valor azul escuro 9º valor Amarelo escuro 10º valor Roxo 11º valor marrom 12º valor Amarelo claro Por fim ainda é possível atribuir valores à diversos componentes de uma vez só ou seja configurar o valor da grandeza de um componente com uma variável e assim todas as vezes em que for alterar os valores desses componentes basta alterar o valor da variável Vide exemplo na Figura 71 Figura 71 Indutores recebendo o valor de L de indutância 2017 46 Nascimento L do 6 Trabalhando com gráficos É possível que sejam personalizadas as curvas gráficas fornecidas pelo LTspice mudando suas cores espessura alterando os eixos x e y salvando esses gráficos como imagem ou até mesmos salvando os dados do gráfico como vetores no formato txt O circuito da Figura 72 será utilizado como exemplo Este tratase de um retificador de meia onda Figura 72 Retificador de meia onda tomado como exemplo 61 Mudando as cores de fundo do esquemático e do gráfico Acessando o menu Tools da barra de menu Figura 73 e depois entrando na opção Color Preferences é possível abrir a janela Color Palett Editor como mostrado na Figura 74 Figura 73 Acessando menu de configuração de cores 2017 47 Nascimento L do Na janela Color Palett Editor na guia WaveForm é possível de sejam alterados as cores das curvas as cores dos eixos as cores do grid e até mesmo as cores no fundo da tela gráfica assim como mostrado detalhadamente na Figura 74 Figura 74 Configurando cores referentes às curvas gráficas Já na guia Schematic da janela Color Palett Editor é possível na guia WaveForm é possível de sejam alterados as cores dos fios de interligação nós corpo do componente terra de referência componente integrado texto do componente texto de identificação de linhas texto de parâmetros spice texto de comentários pino de componente integrado realces grade e plano de fundo O acesso à essas configurações citadas encontramse ilustradas na Figura 75 2017 48 Nascimento L do Figura 75 Configurando cores referentes ao esquemático Ainda é possível alterar as cores de outros tipos de textos presentes no esquemático acessando a guia Netlist da janela Color Palett Editor escolhendo o tipo de texto e logo após alterando a cor por meio de uma configuração RGB assim como mostra a Figura 76 Figura 76 Configurando cores referentes aos textos presentes no esquemático 2017 49 Nascimento L do 62 Aumentando espessura das linhas das curvas Se for acessado a opção Control Panel do menu Tools serão encontradas diversas opções de configurações operação salvamento layouts recursos gráficos entre outros Uma opção bastante útil é aumentar a espessura das curvas geradas nos gráficos das simulações uma vez que na configuração padrão estas são bem finas o que não facilita uma boa leitura e salvamento Para aumentar a espessura das linhas das curvas gráficas basta selecionar a opção Plot data with thick lines encontrada na guia Waveforms da janela Control Panel do menu Tools como ilustrado na Figura 77 Figura 77 Selecionando a espessura de linha mais grossa 63 Alterando eixos dos gráficos Primeiramente vamos fazer a simulação do circuito da Figura 72 acessando o botão Run da barra de tarefas conforme ilustrado na Figura 78 Figura 78 Iniciando a simulação do circuito exemplo 2017 50 Nascimento L do Depois de simulado o circuito se abrirá uma nova guia posicionada horizontalmente à guia do esquemático A medição da corrente sobre o diodo foi feita e podese ver que a Figura 79 que o gráfico traz em seu seu eixo x a tensão da fonte de tensão V1 e no eixo y a corrente medida no diodo As próximas leituras caso sejam feitas com multímetro virtual do simulador irão sempre aparecer no eixo y do gráfico e sempre serão realizadas de forma padrão tomandose a mesma referência Figura 79 Valores apontados no eixo x e eixo y do gráfico Para que possam ser alterarmos os valores a serem medidos no eixo x basta clicar com o botão direito do mouse sobre a escala de medidas para que se abra a janela Horizontal Axis assim como é mostrado na Figura 80 Nessa janela é possível alterar a grandeza a ser medida no eixo em questão Também pode alterados os valores mínimos e máximos a serem indicados no gráfico assim como o passo da escala visível no gráfico 2017 51 Nascimento L do Figura 80 Janela apontando a variável que está sendo medida no eixo x Como é possível ver na Figura 80 no campo Quantily Plotted da janela Horizontal Axis temse o texto V1 indicando a variável medida no eixo Para trocar a variável que seja mostrada nesse eixo do gráfico basta trocarmos esse texto por outro correspondente à grandeza desejada como segue mostrado nos exemplos da Tabela 4 Tabela 4 Escrita no LTspice Variável a ser mostrada no eixo do gráfico V1 Tensão sobre a fonte V1 VAB Tensão entre os pontos A e B tensão sobre o diodo D1 Vb Tensão entre o ponto B e a referência tensão sobre o resistor R1 IV1 Corrente que que circula na fonte V1 ID1 Corrente que que circula no diodo D1 IR1 Corrente que que circula no resistor R1 VAIV1 Potência sobre a fonte V1 VABID1 Potência sobre o diodo D1 VBIR1 Potência sobre o resistor R1 dID1 Derivada da corrente que circula no diodo D1 dVD1 Derivada da tensão sobre o diodo D1 VBVA Tensão sobre o ponto B e referência dividida pela tensão no ponto A e referência ganho entre tensão de entrada e tensão no resistor R1 Obs Notações particulares correspondentes ao circuito da Figura 72 2017 52 Nascimento L do 64 Medindo valores precisos sobre as curvas gráficas Depois de gerado um gráfico correspondente ao comportamento do circuito é possível medir de forma precisa os valores encontrados sobre a curva gerada Para tanto basta clicar com o botão esquerdo do mouse sobre o texto que indica o nome de cada curva a ser observada A janela Draft1raw se abrirá e por meio dos cursores do teclado ou mesmo do mouse é possível observar com precisão a coordenada correspondente ao ponto observado em x e em y Tudo isso encontrase ilustrado na Figura 81 Figura 81 Fazendo leitura precisa das coordenadas da curva gerada 65 Salvando gráficos como imgem Para salvar em formato bmp um gráfico gerado na simulação do LTspice basta maximizar o gráfico Depois disso entre na opção Copy bitmap to Clipboard do menu Tools da barra de menu vide na Figura 82 A imagem será guardada na memória do PC logo após basta colar no local de sua preferência Figura 82 Salvando o gráfico gerado como imagem 2017 53 Nascimento L do 66 Exportando dados gerados na simulação Uma aplicação comum é utilizar os dados simulados no LTspice para manipulação destes em outros softwares como por exemplo o MATLAB O LTspice grava em um arquivo txt os dados ponto a ponto das curvas geradas na simulação Para exportar esses dados primeiramente selecione a guia do gráfico depois selecione a opção Export do menu File para que a janela Select traces to Export se abra Nesta janela ilustrada na Figura 33 selecione o local onde será gravado o arquivo de txt e quais vetores com os dados serão exportados Figura 83 Selecionando as curvas a terem deus dados exportados Para exemplificar foram selecionados os vetores Va e Ib correspondentes à tensão na fonte V1 e corrente que circula no diodo D1 respectivamente Depois de ativado o botão OK e gerado o arquivo temos o arquivo txt gerado apresentado na Figura 84 Figura 84 Arquivo txt gerado depois de exportados os dados De posse desses dados da Figura 84 é possível utilizar outros softwares para manipulálos de forma adequada para os fins desejados