O simulador de circuitos Qucs-S - Caderno de Laboratório
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O simulador de circuitos Qucs-S
28 jun, 2017 por tavares (atualizado 78 dias atrás)
O Qucs (Quite Universal Circuit Simulator) é uma ferramenta de domínio público de grande valia para o experimentador de circuitos eletrônicos. Principalmente na área de projetos de circuitos analógicos, podermos experimentar diferentes configurações e valores de componentes sem gastar nada comprando peças, fabricando circuito impressos e utilizando instrumentação de análise sofisticada, é uma grande vantagem.
O software Qucs trouxe para o mundo do código aberto uma forma muito simples e intuitiva de entrada de dados e apresentação dos resultados. Mas até agora, apenas uma característica limitava o seu uso mais abrangente. A grande variedade de componentes eletrônicos gera por sua vez a necessidade de uma grande quantidade de modelos matemáticos que os representem. E o número de modelos no formato utilizado nativamente pelo Qucs não é muito grande.
A maior base de dados de modelos de componentes eletrônicos é sem dúvida a base spice. O programa Spice, (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis), foi desenvolvido na década de 70 na Universidade da California, Berkeley por Laurence Nagel. Ainda hoje a maioria dos programas de simulação de circuitos analógicos utilizam este código ou seus derivativos. Como a comunidade de usuários é muito grande, formou-se uma biblioteca de componentes spice também muito grande. Além disto (ou talvez por causa disto), os fabricantes, ao disponibilizarem o modelos de seus componentes, o fazem normalmente no padrão spice.
Em função disto, um grupo de desenvolvedores uniu o melhor de dois mundos. A interface com o usuário do qucs e o kernel de simulação do spice. Agora, usuários do qucs podem acessar toda uma biblioteca spice. Melhor impossível!
Assim surgiu o Qucs-S. O S ao final vem de Spice. A página do projeto pode ser acessada aqui:
https://ra3xdh.github.io/.
Os procedimentos aqui descritos foram realizados numa máquina com o sistema operacional Linux Mint 18.1, interface MATE.
Instalando o QUCS-S
Antes de fazer a instalação do Qucs-S, é interessante que o Qucs original já tenha sido instalado.Até algumas versões anteriores do Ubuntu e do Mint (versão 12.1 no caso do Ubuntu), o QUCS estava no repositório oficial. O motivo de remoção dos repositórios oficiais é que o QUCS utiliza a biblioteca qt3, que foi substituída no Ubuntu e no Mint pelo qt4. No entanto é perfeitamente possível instalar o QUCS nas distribuições mais novas se você seguir os passos apresentados a seguir:
1- sudo add-apt-repository ppa:fransschreuder1/qucs
3- sudo apt-get install qucs
4- sudo apt-get install qucs-doc
Para o Qucs-S, iremos necessitar do kernel spice e do ambiente de desenvolvimento do Qt4
1- Instale o libqt4-dev: sudo apt-get install libqt4-dev
2- Instale o ngspice: sudo apt-get install ngspice
Para a instalação do Qucs-S propriamente dito:
1- Obtenha o tarball: https://github.com/ra3xdh/qucs/releases/download/0.0.19S/qucs-0.0.19S.tar.gz
2- Descomprima o arquivo: tar xvfz qucs-0.0.19S.tar.gz
3- Vá para o diretório criado: cd qucs-0.0.19S
4- Crie diretório builddir: mkdir builddir
5- Vá para este diretório: cd builddir
6- Gere o ambiente: cmake ..
7- Compile: make
8- Instale: sudo make install
O Qucs-S pode ser executado diretamente pela linha de comando ou através de um lançador no menu. Como ter um item no menu fica mais fácil de ser lembrado, vamos inserir um lançador na posição educativo/qucs-s:
1- Criamos um arquivo chamado qucs-s.desktop no diretório /usr/share/applications, e o populamos com as linhas descritas a seguir:
Para criar e abrir o arquivo para edição: sudo xed /usr/share/applications/qucs-s.desktop
Entre com as linhas:
Exec=qucs-s %U
Icon=qucs-s
Comment=Simulador circuitos eletrônicos
Name=Qucs-S
Categories=Education;Electronics
Salve o arquivo e saia do editor. Observe que no menu "Educativo" irá aparecer o item "Qucs-S". Terá o mesmo ícone do Qucs.
Se você tiver curiosidade sobre os dados necessários em um arquivo .desktop:
[Desktop Entry] - indica que este é um arquivo *.desktop
Encoding= codificação texto utilizada.
Exec= caminho para o executável
Icon= caminho para o ícone
Type=Application - Indica que está disparando uma aplicação
Terminal=false - O programa não irá executar em um terminal
Name= nome apresentado no menu
GenericName=descrição da entrada
StartupNotify=false - Desligou a notificação de início
Categories - especifica a categoria do menu onde a entrada irá ser apresentada
Clique sobre o item do menu "Educativo/Qucs-S". Na janela que se abre selecione o simulador default Ngspice. As outras opções podem ser deixadas como estão.
Configurando o simulador Ngspice
Pressione o botão "Apply changes". A tela inicial do Qucs-s irá se abrir. Se você já tiver realizado algum projeto com o Qucs original, estes projetos irão aparecer na tela à esquerda. Aproveite para realizar alguma simulação que você já conheça o resultado para verificar se está tudo correto com o novo simulador.
Tela inicial do Qucs-S
Vamos utilizar este simulador no projeto de um amplificador de alta impedância de entrada e alto ganho. Coisas do mundo real, analógico, onde milivolts de sinal e microvolts de ruído fazem toda a diferença. Até lá!