Neste post vamos dar os primeiros passos com LTSpice. O LTSpice é um simulador de circuitos que permite verificar o funcionamento de circuitos com resistores, capacitores, indutores, diodos e muito mais.
Simulações de circuitos eletrônicos e circuitos elétricos são muito importantes, visto que com essas ferramentas é possível prever o funcionamento de um circuito antes de sua implementação na prática, isso permite uma economia de tempo e dinheiro, e ajuda na verificação de possíveis problemas.
Também é muito importante saber utilizar as ferramentas para simulação, e conhecer as opções disponíveis no mercado.
Utilizaremos o LTspice, pois é uma ferramenta de simulação gratuita e poderosa, pois faz a simulação de componentes básicos como resistores, capacitores, indutores, diodos, transistores, dentre outros e até permite a criação dos nossos próprios componentes. Além disso possui recursos para visualizar as formas de onda, e também é possível adicionar várias fontes de sinais, podendo ser fontes de onda quadrada, senoidal, triangular e muito mais.
Download do LTSpice
A primeira coisa a ser feita é o download e instalação do software pelo site da Analogue Devices.
Inicialmente vamos criar um novo esquemática, para isso podemos clicar no primeiro ícone a superior a esquerda, abaixo da barra de menus, ir em file e clicar em New Schematic, ou utilizar o atalho Ctrl + N.
Será criado uma página como mostrado abaixo.
Vamos criar um circuito básico, com uma fonte de alimentação e um resistor, e vamos explorar alguns recursos do software.
O software possui algumas teclas de atalho, veja abaixo algumas teclas de atalho
* F1 -> Help;
* F2 -> Adiciona componentes ao esquemático;
* F3 -> Cria Nets (linhas de ligação para os terminais dos componentes);
* F4 -> Cria nomes para Nets;
* F5 -> Delete;
* F6 -> Copy;
* F7 -> Move um componente;
* F8 -> Arrasta um componente ou componentes sem desfazer as ligações;
* F9 -> Desfazer;
* Shift + F9 -> Refazer;
* T -> Adiciona textos ao esquemático;
* G -> Adiciona ground ao esquemático;
* S -> Spice directive (Diretivas de simulação);
* R -> Resistor;
* C -> Capacitor;
* L -> Indutor;
* D -> Diodo;
Com a prática, e utilizando o software, nos acostumamos com os comandos e com as janelas disponíveis, e com o tempo vai ficando mais fácil fazer as simulações de desenhos dos circuitos.
Na figura abaixo é mostrado como deve ficar o nosso circuito para simulação.
Arraste o cursor do mouse até que o mesmo se encontre em cima do componente, e clique com o botão direito para que seja possível alterar os valores dos componentes.
Vamos utilizar uma fonte de 12 Vcc e um resistor de 100 Ohms, como na figura abaixo, e vamos fazer algumas simulações.
Primeiramente vamos na janela Simulate, e clicamos em run, ira aparecer a seguinte janela.
Inicialmente vamos utilizar a janela DC op pnt, para uma análise DC, veja abaixo os resultados.
Pela lei de ohm temos:
O sinal negativo nos resultados apresentados pela simulação se deve ao fato dos terminais de os terminais do resistor estarem invertidos, isso faz com que o software apresente um sinal de menos em frente ao resultado da corrente.
Para concluir vamos fazer uma simulação em corrente alternada, e visualizar os gráficos resultantes da simulação.
Para isso clicamos novamente com o botão direito sobre o símbolo da fonte de alimentação, e vamos em advanced.
Em advanced será mostrado uma série de parâmetros que podem ser alterados para a nossa fonte, mas vamos fazer como na figura abaixo para que possamos nos familiarizar com a ferramenta.
Agora vamos fazer a simulação utilizando a aba transiente, lembrem-se de apagar a diretiva de simulação .op que aparece logo após a primeira simulação que fizemos acima.
Como nós temos um sinal de 60 Hz, para melhor visualizar o que acontece, podemos fazer com que a simulação rode em um tempo de 50 ms, que é 3 vezes um ciclo completo de 60 Hz. Para calcular o período basta fazer o inverso da frequência, ou 1 / 60 que é aproximadamente igual 16,67 ms.
Posicionando o mouse em cima da net vai aparecer uma ponta de prova, e clicando aparecerá a forma de onda da tensão da fonte. Caso fique segurando a ponta de prova e arrasta ela sobre o componente, é possível verificar a diferença de potencial entre dois pontos. Se o cursor do mouse for posicionado em cima do componente é possível ver a forma de onda da corrente, e caso seja pressionado a tecla alt, será mostrado um termômetro, onde é possível verificar a potência dissipada pelo componente. Na figura acima foi feita uma medida de tensão, corrente e potência dissipada pelo resistor de 100 ohms.
Para se dominar uma ferramenta de simulação é muito importante conhecer a documentação do software, ter uma ideia dos resultados esperados, praticar e buscar por tutorias na internet. Como dito no começo do post as simulações são ferramentas importantes para os engenheiros eletrônicos, que permitem prever o funcionamento dos circuitos eletrônicos, mas também é importante a prática e familiaridade, pois apenas assim é possível ter bons resultados práticos.