TP de conception, test et validation de circuits électroniques. ni.com/academic/f

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2 TP de conception, test et validation de circuits électroniques

3 Supports du cours Logiciels NI Multisim NI ELVISmx (pilote) NI LabVIEW Matériels NI ELVIS II Composants & Câbles Manuels/fichiers Livret d exercices Fichiers solutions

4 Sommaire Présentation de National Instruments Introduction à la plateforme NI EEP Saisie de Schéma sous NI Multisim Simulation du circuit avec NI Multisim o Simulation interactive o Analyses SPICE Prototypage Comparaisons Mesures/Simulation Ressources supplémentaires

5 National Instruments Siège social à Austin, Texas Création en 1976 Plus de employés 1,04 Md $ de chiffre d affaires en 2011 $1,200 $1,000 $800 Revenu net en millions Depuis 2009, NI France figure dans le palmarès du Great Place to Work Institute des entreprises françaises où il fait bon travailler $600 Des filiales dans plus de 40 pays Aucune industrie ne représente plus de 15% des ventes 16% du chiffre d affaire annuel est investi en R&D $400 $ nouveaux produits développés par an $0 '77 '79 '81 '83 '85 '87 '89 '91 '93 '95 '97 '99 '01 '03 '05 '07 '09 '11

6 National Instruments Ingénieurs de terrain et d application Distributeurs

7 National Instruments Plus de clients dans plus de 90 pays Aucun marché ne représente plus de 15 % du CA Aucun client ne représente plus de 4 % du CA 95 % des sociétés du magazine Fortune 500 utilisent l Instrumentation Virtuelle

8 Une plate-forme globale Services et support Logiciels de gestion de systèmes NI TestStand, Switch Executive, DIAdem, Requirements Gateway LabWindows/CVI Measurement Studio Drivers et outils de mesure NI-DAQmx, NI-VISA, Measurement and Automation Explorer (MAX) Acquisition de données et conditionnement Instruments modulaires Contrôleur d automatismes programmable Communication avec les instruments

9 Conception graphique de systèmes Approche basée plate-forme Test Surveillance Embarqué Contrôle/commande Robotique DAQ basé PC Les instruments modulaires et le PXI RIO et la conception personnalisée Connectivité avec les E/S tierces

10 Conception graphique de systèmes De la conception au déploiement Flux de données C / HDL Maths textuelles Simulation Diagrammes d état Windows Temps réel FPGA Microcontroleurs PC PXI CompactRIO Single-Board RIO Custom Design

11 Intégration d E/S modulaires et sur étagère Box Instruments Solution traditionnelle : USD m 3 Solution PXI USD m 3

12 Un développement de systèmes plus rapide Logiciel d application Driver API Drivers Board Support Package (BSP) Composants d intégration Plate-forme système intégrée

13 Les éléments d intégration Interface utilisateur Modèles de programmation Entrées/sorties Mathématiques et analyses Cibles de déploiement Technologies standards

14 Logiciel Matériel COMMUNITY 140,000+ online members 250+ registered user groups job postings online 400K+ children through LEGO CONNECTIVITY instrument drivers example programs motion drives smart sensors Third-party PAC devices PROCESSOR Intel, Microsoft, Freescale, Wind River Multi-core and real-time technology FPGA Xilinx Virtex & Spartan Reconfigurable hardware IP Control & signal processing IP & I/O drivers Built-in graphical IP, integrate user IP COLLABORATION 280+ third-party add-ons 400+ Solution partners value added resellers 35+ training courses A WORLD-CLASS TECHNOLOGY ECOSYSTEM I/O Analog Devices, Texas Instruments Connect to any sensor & actuator BUS PCI/PCIe, Enet, USB, wireless, deterministic Enet, Open architecture

15 Services logiciels Maintenance logicielle Gestion de licences en volume Services matériels Garantie et réparation Étalonnage Service d installation Formations et certifications Formations produits Formations personnalisées Certifications professionnelles Valeur ajoutée Support technique Services professionnels Partenaires Alliance

16 Programme Alliance Un réseau mondial de partenaires avec plus de 600 entreprises dans plus de 40 pays vous donnant accès à : Des services Conseils, programmation, intégration et gestion de projet Des produits Toolkits, capteurs, cameras, moteurs, add-ons, et plus encore Des systèmes Solutions clé-en-main personnalisables, et plus

17 Sommaire Présentation de National Instruments Introduction à la plateforme NI EEP Saisie de Schéma sous NI Multisim Simulation du circuit avec NI Multisim o Simulation interactive o Analyses SPICE Prototypage Comparaisons Mesures/Simulation Ressources supplémentaires

18 Introduction à la plateforme NI EEP

19 Tendances actuelles dans l enseignement scientifique Renforcement des travaux pratiques vis-à-vis de l enseignement théorique Apprentissage orienté projet, démarche collaborative Conception, conception, conception Créativité & innovation

20 Défis majeurs pour les enseignants en électronique Rendre les concepts d ingénierie intéressants Effectuer la transition de la théorie à l environnement réel Se maintenir à jour avec des outils industriels Rénover le contenu pédagogique avec un temps et des budgets limités

21 Défis pour les étudiants Anticiper le comportement d un circuit. Comprendre les effets des composants sur le circuit Eviter les erreurs de câblage Effectuer facilement des mesures Comparer les résultats simulés aux mesures réelles Comprendre

22 Traditionnellement Manuels Simulation Matériel Salle de classe Salle de TP, Laboratoire Comparaison des données simulées avec les résultats mesurés

23 Plate-forme d enseignement de l électronique Les outils National Instruments sont adaptés aux défis de l enseignement de l électronique CONCEPTS THEORIQUES SAISIE DE SCHEMA & SIMULATION PROTOTYPAGE & VALIDATION DEPLOIEMENT (PCB)

24 Domaines d application du cours Circuits Analogiques Circuits résistifs, capacitifs et inductifs Techniques d analyse de circuit transitoires et à l équilibre Analyses AC et réponses fréquentielles Circuits filtres et amplificateurs opérationnels Circuits Digitaux Algèbre de Boole et optimisation de la logique Conception de logique séquentielle et combinatoire Machines d état et logique combinatoire Prise en compte des FPGA et du HDL Electronique de puissance Conversion AC vers DC Topologies DC/DC d alimentation à découpage DC vers AC pour contrôle moteur et énergie renouvelable Redresseurs, onduleurs, et commutateurs de puissance MLI et commande moteur

25 NI Multisim NI Multisim Environnement unifié pour l enseignement de la théorie des circuits via saisie de schéma et simulation Simulation SPICE Mode interactif de co-simulation Instruments NI ELVIS intégrés Intégration avec NI LabVIEW Plus de 20 analyses SPICE 22 instruments de mesures Simulation de microcontrôleurs (MCU) Plus de composants

26 Adoption Mondiale de NI Multisim

27 Plate-forme multi-instruments NI ELVIS II/II+ circuits, systèmes embarqués, contrôle/commande, télécommunications National Instruments Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite NI ELVIS II/II+ Plate-forme multi-instruments de conception et de prototypage pour l enseignement des circuits, systèmes embarqués, systèmes de contrôle/commande, télécommunications Interface USB 2.0 Plug-and-play 12 instruments intégrés avec NI LabVIEW Personnalisable avec NI LabVIEW Intégration complète avec NI Multisim Cartes enfichables de partenaires Contenu de cours prêts-à-l emploi Plusieurs domaines d enseignement

28 NI ELVIS II+ Spécifications matérielles Oscilloscope Résolution 8 bits Fréquence d échantillonnage jusqu à 100 MEch/s Bande passante 50 MHz (-3dB) Filtre antibruit 20MHz Sonde 1x et 10x Gamme d entrée ±10 V Couplage AC/DC/GND Connexion BNC Multimètre numérique Mesures isolées Résolutions 5½ chiffres 60 VDC, 20 Vrms, 2 ADC, 2 Arms, 100 MΩ Protection interne du circuit Fusibles échangeables Connectivité USB Plug-and-play USB 2.0 Générateur de fonction 10 bits, ±5V Sinus 0.2 Hz à 5 MHz Triangle/carré 0.2 Hz à 1 MHz Contrôle logiciel ou manuel Connexion BNC ou via la carte de prototypage

29 NI ELVIS II Specifications matérielles Analyseur d impédance Gamme 0.2 Hz à 35 khz NPN, PNP, Diode Autres analyseurs Analyseur de Bode Analyseur courant-tension 2-fils Analyseur courant-tension 3-fils DAQ intégré AI : Fréquence d échantillonnage en entrée à 1.25 Méch/s par voie, 500kéch/s pour deux voies Résolution 16-bits AO : Taux de rafraichissement 2.8 Méch/s 24 DIO,15 PFI, 2 CTR Carte de prototypage Connections optimisées Détachable Connecteurs fiches bananes, BNC, Sub-D personnalisables Alimentation variable Résolution 10-bits 0 à +12V, 0 à -12V Gamme de courant 500 ma

30 NI ELVIS II Flexibilité de la plateforme Des applications pour chaque domaine CIRCUITS Electronique CONTROLE/ COMMANDE Systèmes Linéaires Non linéaires Asservissements TELECOMS Transmissions Fibre optique SYSTEMES EMBARQUES Microcontrôleurs FPGA SCIENCES APPLIQUEES Physique Chimie Biomédical

31 Carte Digital Electronics FPGA Plateforme de développement de circuits digitaux architecure basée sur un FPGA Xilinx Spartan 3E Apprentissage de concepts d électronique digitale fontamentaux et avancés Connectivité JTAG-over-USB 6 connecteurs Pmod

32 Carte Digital Electronics FPGA Programmation VHDL/Verilog NI LabVIEW

33 Cartes d essai pour le contrôle QNET-013 VTOL Actuator Décollage et atterrissage verticaux Concepts de dynamique de vol, de modélisation, de contrôle PID QNET-014 Mechatronic Sensor Où et comment utiliser des capteurs? Capteurs sur la carte : Encodeur Potentiomètre Jauge Flex Sonar Infrarouge Pression Piezo

34 FOTEx Fibres optiques Entrainement à l utilisation de fibres optiques Modélisation sur le diagramme Face avant interactive LabVIEW Matériel de cours Exemples d utilisations Transmission de signaux optiques Séparation et regroupement de signaux Liaison fibre optique bidirectionnelle Multiplexage par division de longueur d ondes (WDM) Pertes optiques

35 DATEx Telecommunication Carte dédiée aux telecommunications Modélisation sur le diagramme Face avant interactive LabVIEW Matériel de cours Exemples d utilisations AM, DSB & FM BPSK, QPSK, QAM FSK, ASK, Echantillonage PCM & Codes en ligne Introduction à la radio définie par logiciel

36 EMONA Eco conception Enseignement des principes fondamentaux des cellules solaires, de l'électrolyse et des piles à combustible hydrogène 15 expériences préconçues 2 cellules solaires, une pile à combustible fixe et une ajustable, une électrolyseur et un luxmètre Charges entièrement programmables (256 étapes) et 4 appareils de mesure V/I

37 NI ELVIS II NI ELVIS II Part Number Multisim LabVIEW Full Development System US $ Euro Yen Quantity Discount NI ELVIS II HARDWARE [FOR ACADEMIC USE ONLY] $2,665 2, ,000 25% NI ELVIS II CIRCUIT DESIGN BUNDLE $3,199 3, ,000 25% NI ELVIS INSTRUMENTATION DESIGN AND TRAINING PLATFORM [NO SOFTWARE INCLUDED - COMMERCIAL USE] $3,099 3, ,000 n/a NI ELVIS II PROTOTYPING BOARD (FOR ACADEMIC USE ONLY) n/a n/a $ ,000 n/a

38 NI ELVIS II+ NI ELVIS II+ Part Number Multisim LabVIEW Full Development System US $ Euro Yen Quantity Discount NI ELVIS II+ HARDWARE [FOR ACADEMIC USE ONLY] $ , ,000 25% NI ELVIS II+ CIRCUIT DESIGN BUNDLE $ , ,000 25% NI ELVIS II+ INSTRUMENTATION DESIGN AND TRAINING PLATFORM [NO SOFTWARE INCLUDED - COMMERCIAL USE] $ , ,000 n/a NI ELVIS II PROTOTYPING BOARD (FOR ACADEMIC USE ONLY) n/a n/a $ ,000 n/a Notes: ~ 700 supplémentaires pour un NI ELVIS II+ par rapport à un NI ELVIS II Protoboards identiques ( ) pour NI ELVIS II+ et NI ELVIS II

39 Accessoires Télécommunications Plug In Board / Accessory Application Part Number US $ Euro Yen EMONA DATEx TELECOMMUNICATION Trainer for NI- ELVIS EMONA FOTEx FIBER OPTIC COMMUNICATIONS EMONA ETT-SCOPE-SET Accessory for DATEx / FOTE Replacement scope / trigger leads (3) EMONA ETT-2MM-PC-SET Accessory for DATEx / FOTEx Replacement patch wire set (20) EMONA ETT-2/4MM-DM-SET Accessory for DATEx / FOTEx Replacement meter lead set (2) EMONA ETT-FO-PATCH-SET Accessory for FOTEx Replacement fiber patch set (7) Telecommunications $ , ,000 Fiber Optics $ , ,000 Accessories $ ,000 Accessories $ ,000 Accessories $ ,000 Accessories $ ,000

40 Accessoires Contrôle Plug In Board Partner Application Part Number US $ Euro Yen NI ELVIS,QUANSER DC MOTOR CONTROL (BOARD ONLY) Controls $2,025 1, ,000 NI ELVIS,QUANSER ROTARY INVERTED PENDULUM (BOARD ONLY) Controls $2,700 2, ,000 NI ELVIS,QUANSER HVAC TRAINER (BOARD ONLY) Controls $2,025 1, ,000 QUANSER QNET VTOL 1DOF HELICOPTER BOARD FOR NI ELVIS (ACAD ONLY) Controls $2,700 2, ,000 QUANSER QNET MECHATRONICS SENSORS 1 BRD FOR NI ELVIS (ACAD ONLY) Mechatronics /Sensors $2,025 1, ,000

41 Accessoires Autres Plug In Board Partner Application Part Number US $ Euro Yen FREESCALE NI ELVIS MICROCONTROLLER PROTOTYPE BOARD Embedded Microcontroller $ ,000 NI DIGITAL ELECTRONICS FPGA BOARD Digital Electronics & FPGA $ ,000 EMONA HELEX GREEN ENGINEERING BOARD Energy

42 NI mydaq NI mydaq Plateforme matérielle de mesure et de prototypage pour étudiants, rentable et portable Vous allez aimer la technique! Suite d instrumentation virtuelle contenant 9 instruments intégrés Connexion USB plug and play haute vitesse Continuez l apprentissage pratique en dehors des salles de cours

43 NI LabVIEW NI LabVIEW Logiciel de programmation graphique pour le test et la mesure, le contrôle d instruments, l analyse des données et la distribution d application sur des cibles ou systèmes déportées Mesurer : Acquérir Analyser Afficher Optimiser : Concevoir Prototyper Déployer

44 NI Ultiboard NI Ultiboard Environnement unifié pour l enseignement de la théorie, la simulation et la conception de circuits Layout PCB de niveau professionnel Logiciel complet permettant d enseigner la totalité du processus de création du layout Possibilité d exporter des circuit Mutlisim vers l outil de layout Création de fichiers prêts pour la production & visualisation du PCB en 3D Idéal pour la conception et les travaux pratiques

45 Cycle de conception Etape 1: Saisie de schéma, simulation et validation d un circuit simulé avec NI Multisim et les instruments NI ELVIS Etape 2: Pré-câblage en 3D sur la plaquette de laboratoire virtuelle NI Multisim (incluse dans la version étudiant) Etape 3: Prototypage réel avec NI ELVIS Etape 5: Personnalisation & Analyse complexe Etape 4. Effectuer des mesures réelles avec NI ELVIS et les comparer avec les résultats simulés sous Multisim

46 Sommaire Présentation de National Instruments Introduction à la plateforme NI EEP Saisie de Schéma sous NI Multisim Simulation du circuit avec NI Multisim o Simulation interactive o Analyses SPICE Prototypage Comparaisons Mesures/Simulation Ressources supplémentaires

47 Préambule : Acquisition de données avec ELVIS Utilisation de la carte DAQ de ELVIS Plate-forme globale : Circuits et DAQ Capacité modulaires et variées Mesure de température Programmation via LabVIEW Utilisation de VI Express

48 Objectif Exercice 0 : Mesure de Température Durée : 15 minutes environ Utiliser la carte DAQ contenue dans ELVIS pour réaliser une mesure de température Utilisation d une thermistance pour limiter le conditionnement de signal Programmation simple par VI Express

49 Fonctionnement de NI Multisim Saisir Simuler Analyser Environnement unifié pour l enseignement de la théorie des circuits via la saisie de schéma et la simulation

50 Saisie de schémas et simulation Simple Saisie de schéma rapide et simple Simulation interactive Gamme complète d analyses Conçu (initialement) pour l Enseignement Visualisation de la plaque de prototypage NI ELVIS en 3D Fonctionnalités de test intégrées Restrictions des circuits Apprentissage interactif Simulation interactive, modification on the fly Composants interactifs, animés, 3D, virtuels, Annotation dynamique des valeurs sur le schéma

51 La saisie de schémas en pratique Tout se réalise en trois étapes simples 1. Sélection de composants depuis la base de données 2. Placer les composants (emplacement et orientation) 3. Câbler les composants entre eux Sélectionner Placer Câbler

52 L environnement NI Multisim

53 Composants Représentation symbolique d un composant réel utilisé dans la saisie du schéma Analogique, digital, mixte Réel, idéal, virtuel Composants animés Composants 3D Composants interactifs Composants digitaux à multiples sections Pièces électromécaniques Bibliothèque RF Electronique de puissance Composants Analogiques Microcontrolleurs Composants interactifs

54 Composants Chaque composant dispose de propriétés Propriétés General Symbol Model Pin Model Footprint Electronic Parameters User Parameters But Nom du composants, Date, Auteur, Fonction Représentation logique et picturale pour la conception de schéma Modèle de simulation comportementale Propriétés des broches pour les composants analogiques/digitaux/de puissance Représentation physique des connexions à souder et contour du composant sur le layout PCB Documentation du composant 26 champs configurables pour indiquer par exemple le fournisseur, le prix Component Model Component Properties

55 Sélection d un composant Barre d outils Sources Basic Diodes Transistors Analog TTL CMOS Miscellaneous Digital Mixed Signal Indicators Miscellaneous Electromechanical RF Hierarchical blocks Bus

56 Sélection d un composant Component Browser Sélection possible Depuis la barre d outils ou CTRL+W Composants Organisés en : 1. Database 2. Group 3. Family 4. Component

57 Placement de composants Méthode 1 Placement direct des composants standards Etapes : 1. Afficher la barre d outil correspondante View» Toolbars 2. Cliquer sur le composant puis sur sa destination Basic Components View» Toolbars Power Source Components NI ELVISmx Instruments

58 Placement de composants Méthode 2 Parcourir la base de données Etapes : 1. Sélectionner le Component Browser dans la barre d outils 2. Rechercher le composant dans la base de données 3. Cliquer OK puis glisser/déposer Components Toolbar Component Browser

59 Câblage des composants Deux méthodes existent pour réaliser le câblage du circuit 1. Cliquer sur le terminal source puis sur celui de destination 2. Déposer les composants directement sur des fils/composants Curseur Mode Placer/déplacer un élément Sélection dans un menu Placer un câble Re-câbler

60 Objectif Exercice 1 : saisie du schéma Durée : 15 minutes environ Se familiariser avec l environnement NI Multisim Maîtriser la technique Sélection/placement/câblage

61 Sommaire Présentation de National Instruments Introduction à la plateforme NI EEP Saisie de Schéma sous NI Multisim Simulation du circuit avec NI Multisim o Simulation interactive o Analyses SPICE Prototypage Comparaisons Mesures/Simulation Ressources supplémentaires

62 Simulation Saisir Définition : La simulation est un moyen mathématique d émuler le comportement d un circuit. Simuler Analyser Bénéfices : Simuler un circuit permet de déterminer ses performances sans avoir besoin de le construire physiquement ou d utiliser des instruments de test SPICE3F5 et XSPICE sont présents au cœur du moteur de simulation Compatibilité avec les fonctionnalités Cadence PSpice

63 Simuler un circuit sous NI Multisim Simulation simple, sans expertise SPICE préalable Méthode 1 Simulation SPICE interactive Méthode 2 Analyses SPICE MCU Simulation Options Stop Simulation Pause Simulation Start Simulation Barre d outils de Simulation Status interactif de Simulation

64 Méthode 1 Simulation interactive Plus de 20 instruments disponibles pour des mesures rapide et simples Principes de connexion identiques à ceux des instruments réels Ouverture de la face avant par double click sur le symbole Instruments Toolbar Multimètre Générateur de fonctions Oscilloscope Analyseur de Bode Analyseur logique Sondes de mesures Instruments basés LabVIEW Sonde de courant Symbole Face Avant

65 Méthode 1 Générateur de fonctions Source de tension motifs sinusoïdal, triangle, rectangle Peut aussi être utilisé avec les analyses AC Valeurs modifiables en cours de simulation Icône de barre d outils Symbole Face avant Configuration possible en cours de simulation Borne positive Référence Borne négative Face avant redimentionnable

66 Méthode 1 Oscilloscope Affiche des signaux électroniques transitoires Boutons et potentiomètres ajustables pour l affichage Couleurs de traces liées aux couleurs de câbles Icône de barre d outils Symbole Face avant Voie A (+ / -) Voie B (+ / -) Déclenchement externe

67 Méthode 1 Analyseur de Bode Produit un graphique de la réponse fréquentielle du circuit Connu également sous le nom Bode Plotter Boutons et potentiomètres ajustables pour l affichage Icône de barre d outils Symbole Face avant Entrée Sortie

68 Méthode 1 Instruments basés LabVIEW Etend les capacités de Mutlisim à des concepts spécifiques LabVIEW nécessaire pour la création uniquement Téléchargement possible depuis ni.com/devzone Phasor Diagrams Expression-Based Simulation Source

69 Objectif Exercice Bonus : Instruments NI ELVISmx Durée : 15 minutes environ Explorer la palette d intruments NI ELVISmx Analyseur courant-tension 3 fils Analyseur courant-tension 2 fils Analyseur d impédance Analyseur de Bode Générateur de fonctions Oscilloscope Générateur de fonction arbitraires.

70 Objectif Exercice 2A: Simulation de circuits Durée : 15 minutes environ Utiliser les instruments Multisim et le moteur de simulation pour étudier le comportement du circuit.

71 Méthode 2 Analyses du circuit Plus de 24 analyses SPICE offrent des capacités de simulation avancées Saisir Simuler Analyser DC Operating Point Transient AC Frequency Sweep 3 db Point User Defined Analysis Fourier Noise Distortion Temperature Sweep Model Parameter Sweep I-V Analysis AC Sensitivity DC Sensitivity Pole-Zero Transfer Function Worst Case Monte Carlo Batched Analysis

72 Méthode 2 Analyses du circuit Chaque analyse dispose d un assistant intuitif de configuration Paramètres d analyse Résultats d analyse

73 Méthode 2 Analyse AC Déterminer la réponse fréquentielle de circuits linéaires Identique à l analyseur de Bode Paramétrage des fréquences de départ/d arrêt Résultats présentés dans la vue Grapher

74 Méthode 2 Sélectionner les variables de sortie Sélection des varialbles de sortie dans la liste Tensions et courants sont listés à gauche Possibilité de placer des sources de tension fictives pour mesurer les courants Possibilité d utiliser des expressions personnalisables pour les analyses

75 Vue Grapher Onglets multiples Signaux digitaux Signaux analogiques Présente les résultats de simulation Possibilité d étudier, ajuster, sauvegarder, imprimer, exporter les données Mesures précises par curseurs (X,Y) Superposition de plusieurs résultats pour comparaison Sauvegarder des résultats pour une utilisation dans LabVIEW, Signal Express, Excel et autres Signaux analogiques et digitaux

76 Vue Grapher Edit» Page Properties Modification du graphique Modification des titres d onglets Graph» Properties Activer/désactiver la grille Activer/désactiver les curseurs

77 Vue Grapher Graph» Properties Editer les information spécifiques à chaque trace (nom/couleur/justification des axes) Ajout d offsets

78 Objectif Exercice 2B: Analyse SPICE Durée : 15 minutes environ Utiliser les analyses Mutlisim pour étudier le comportement du circuit

79 Sommaire Présentation de National Instruments Introduction à la plateforme NI EEP Saisie de Schéma sous NI Multisim Simulation du circuit avec NI Multisim o Simulation interactive o Analyses SPICE Prototypage Comparaisons Mesures/Simulation Ressources supplémentaires

80 Prototypage Concevoir un circuit ne devrait pas uniquement reposer sur une étude simulée Réaliser un prototype permet de prendre en compte les effets du monde réel L utilisation d une carte d essais facilite le prototypage Prototype virtuel 3D Prototype NI ELVIS

81 NI ELVIS Virtuel 3D Carte d essai virtuelle 3D permettant un prototypage sans risque Dispose d indicateur assurant la validité des câblages Affiche les corrélations entre la carte d essai et le schéma du circuit

82 Réalisation d un prototype avec NI ELVIS 12 instruments virtuels basés LabVIEW Générateur de fonctions Connexon USB plug and play haute vitesse Carte d essai de prototypage Instrument Launcher Oscilloscope Plateforme NI ELVIS II

83 Instruments NI ELVIS II dans Multisim L intégration totale de NI ELVIS au sein de Multisim facilite la transistion depuis la théorie des circuits vers le monde réel NI ELVIS II Schematic Nouveau schéma comportant le brochage NI ELVIS II NI ELVIS II Schematic Accès aux instruments NI ELVIS par un simple click sur le schéma NI ELVIS II 3D Modèle 3D et composants permettant de réaliser un prototype de façon sécurisée Instruments NI ELVIS II Accès aux instruments par la barre d outils standard

84 Instruments NI ELVIS II dans Multisim Comparaison des signaux simulés et mesurés sur le même instrument Instruments NI ELVIS II Compare les données simulées sous Multisim avec les signaux mesurés avec NI ELVIS Control d instruments Sélectio n rapide entre les instruments simulés et réels Accès à NI ELVIS Accès à NI ELVIS en un clic et basculement de la simulation à la mesure avec NI ELVIS II

85 NI Ultiboard NI Ultiboard Environnement unifié pour l enseignement de la théorie, la simulation et la conception de circuits Layout PCB de niveau professionnel Logiciel complet permettant d enseigner la totalité du processus de création du layout Possibilité d exporter des circuit Mutlisim vers l outil de layout Création de fichiers prêts pour la production & visualisation du PCB en 3D Idéal pour la conception et les travaux pratiques

86 Objectif Exercice 3 : Prototypage et mesures Durée : 30 minutes environ Utiliser les instruments NI ELVIS réels et simulés pour tester le circuit

87 Sommaire Présentation de National Instruments Introduction à la plateforme NI EEP Saisie de Schéma sous NI Multisim Simulation du circuit avec NI Multisim o Simulation interactive o Analyses SPICE Prototypage Comparaisons Mesures/Simulation Ressources supplémentaires

88 Comparaison mesures/simulation Complète le processus de conception Crée des opportunités d études lorsqu il y a divergence Aide à mieux comprendre les bénéfices d une simulation Etapes : Mesurer des signaux Charger les données sauvegardées Analyser les résultats Affichage des données : Visualisation des signaux par glisser/déposer LabVIEW SignalExpress

89 LabVIEW SignalExpress Environnement de test sans programmation Mesures rapides depuis NI ELVIS et autres instruments Utilisation simple des résultats de simulation Multisim Etape Oscilloscope NI ELVIS Etape de chargement des données de simulation

90 NI LabVIEW & NI ELVISmx 10 Instruments Virtuels ELVISmx Express Analyse et génération de données depuis LabVIEW Configuration par boîte de dialogue possible

91 Intégration avec LabVIEW Superposition de données de mesures avec des résultats de simulation Automatisation du test et de la validation d un circuit Vérification de la précision d un modèle de simulation NB : Face avant et diagramme non corrélés ici

92 Objectif Exercice 4 : Comparaison Mesures/Simulation Durée : 20 minutes environ Utiliser le matériel NI ELVIS pour réaliser des mesures sur le circuit Utiliser NI LabVIEW SignalExpress pour comparer les mesures à la simulation

93 Co-simulation LabVIEW Multisim Utilisation simultanée des moteurs de simulation Création d un lien entre LabVIEW et Multisim Simulation du circuit électronique analogique : Multisim Simulation du contrôleur numérique : LabVIEW Simulation dynamique complète en une seule plate-forme

94 Objectif Exercice 5 : Co-simulation LabVIEW Multisim Durée : 30 minutes environ Tirer parti du lien entre LabVIEW et Multisim pour concevoir une simulation complète d un circuit analogique. Envoi de stimuli modifiables par l utilisateur et affichage de la réponse du circuit à ces stimuli au sein d un VI.

95 Sommaire Présentation de National Instruments Introduction à la plateforme NI EEP Saisie de Schéma sous NI Multisim Simulation du circuit avec NI Multisim o Simulation interactive o Analyses SPICE Prototypage Comparaisons Mesures/Simulation Ressources supplémentaires

96 Langues prises en charge par NI Multisim Langues officielles Anglais Allemand Japonais Packs de langues non officiels à télécharger Espagnol Portugais Chinois (simplifié)

97 Options de formation supplémentaires Multisim Basics Objectifs : Apprendre la saisie de schémas grâce à une introduction aux fonctionnalités de l interface utilisateur Comprendre l utilisation de la simulation interactive, des instruments virtuels, et des analyses avancées pour la validation d un circuit Créer des composants personnalisés pour votre base de données Ultiboard Basics Objectifs : Appliquer des procédures automatiques et manuelles pour un placement efficace des composants et des pistes Apprendre à créer des trames/empreintes (land patterns/footprints) personnalisés dans la base de données Préparer des conceptions définitives pour la fabrication et exporter des fichiers aux formats standard de l industrie

98 Pour aller plus loin Circuits par Maharbiz et Ulaby Microelectronic Circuits par Sedra et Smith Principles of Electric Circuits par Floyd Manuels NI mydaq and Multisim Problems for Circuits par Doering Circuits Laboratory Companion par Ganago et Sleight Problems & Explorations in Microelectronics with NI mydaq and Multisim par Doering Practical Teaching Ideas par Tracy Shields

99 Conclusion Les outils National Instruments sont adaptés aux défis de l enseignement de l électronique CONCEPTS THEORIQUES SAISIE DE SCHEMA & SIMULATION PROTOTYPAGE & VALIDATION DEPLOIEMENT (PCB)

100 Conclusion NI Multisim Saisie de schémas et simulation Saisie intuitive et simulation interactive Analyses SPICE puissantes NI ELVIS Prototypage et mesures 12 Instruments virtuel Connectivité USB Carte d essai intégrée LabVIEW SignalExpress Environnement sans programmation Simplicité de comparaison entre mesures et simulation

101 Pour plus d informations Contact : <Your Name>(your @ni.com) Support produits : ni.com/ask ni.com/multisim/gettingstarted/ Informations produits : ni.com/multisim/gettingstarted/f/ /circuits