معرفی برنامه پروتئوس

برنامه پروتئوس چیست ؟
به طور ساده، می توان گفت که برنامه پروتئوس نرم افزاری برای پیاده سازی مدارهای الکترونیکی، شبیه سازی آن ها و همچنین طراحی نقشه های PCB است. یکی از ویژگی های بارز برنامه پروتئوس این است که محیط آن شبیه دنیای واقعی است.

این یعنی اینکه مثلاً در حال شبیه سازی مدار، می توانید دکمه ای را روشن یا خاموش کنید. از ابزار اندازه گیری استفاده کنید و….

اولین نسخه از مجموعه ای که امروز به نام «پروتئوس دیزاین سوت» (Proteus Design Suite) آن را می شناسیم و محصول شرکت «لب سنتر الکترونیکز» (Labcenter Electronics) است، PC-B نامیده می شد و در سال 1988 توسط رئیس شرکت، جان جیمسون، برای DOS نوشته شده بود.

پشتیبانی از Schematic Capture در سال 1990 دنبال و اندکی بعد از آن به ویندوز منتقل شد. شبیه سازی SPICE حالت مخلوط (Mixed mode) برای اولین بار در سال 1996 در پروتئوس ادغام شد و سپس شبیه سازی میکروکنترلر در سال 1998 به آن اضافه شد.

در سال 2002 و 2006 با اضافه کردن تنظیم خودکار مبتنی شکل، نسخه جدید دیگری از محصول با تجسم سه بعدی اضافه شد.

اخیراً، IDE اختصاصی برای شبیه سازی در سال 2011 و ورود/خروج MCAD در سال 2015 اضافه شده است. پشتیبانی از طراحی با سرعت بالا از سال 2017 به نرم افزار پروتئوس اضافه شده است. انتشار محصولات دارای ویژگی به طور معمول دو ساله است، در حالی که بسته های خدمات مبتنی بر نگهداری هر زمان که لازم باشد منتشر می شوند.

برنامه پروتئوس چه امکاناتی دارد؟
پروتئوس دو قسمت اصلی دارد که یکی برای طراحی و ترسیم مدارهای مختلف استفاده می شود و دیگری برای طراحی شماتیک PCB است.

اولی ISIS است که با آن می توان مدارها را طراحی و شبیه سازی کرد و دومی ARES است که برای طراحی یک برد مدار چاپی استفاده می شود. پروتئوس، همچنین قابلیت های مربوط به نمای سه بعدی طراحی در PCB را فراهم می کند.

بخش ISIS طیف گسترده ای از اجزا و قطعات را در کتابخانه خود دارد. این بخش دارای منابع، سیگنال ژنراتور، ابزار اندازه گیری و تجزیه و تحلیل مانند اسیلوسکوپ، ولت متر، آمپرمتر و غیره، پراب هایی برای نظارت بر زمان واقعی پارامترهای مدار، سوئیچ ها، نمایشگرها، بارهایی مانند موتورها و لامپ ها، اجزای گسسته مانند مقاومت ها، خازن ها، سلف ها، ترانسفورماتورها، مدارهای مجتمع دیجیتال و آنالوگ، سوئیچ های نیمه هادی، رله ها، میکروکنترلرها، پردازنده ها، سنسورها و غیره است.

بخش ARES طراحی PCB تا 14 لایه داخلی، با نصب سطحی یا سوراخ کامل را ارائه می دهد. این بخش با چاپ اجزای مختلف مانند IC، ترانزیستور، هدر، اتصالات و سایر اجزای گسسته تعبیه شده است.

گزینه های مسیریابی خودکار و مسیریابی دستی نیز در اختیار طراح PCB قرار دارد تا بتواند به طور دلخواه برد را طراحی کند. شماتیک ترسیم شده در ISIS را می توان مستقیماً به ARES منتقل کرد.

شبیه سازی میکروکنترلر در پروتئوس با استفاده از یک فایل hex یا یک فایل اشکال زدایی در قسمت میکروکنترلر در شماتیک انجام می شود.

سپس هر بخش الکترونیک آنالوگ و دیجیتال که به آن متصل است، به صورت همزمان شبیه سازی می شود. این امکان استفاده از پروتئوس را در طیف گسترده ای از نمونه سازی های پروژه در مواردی مانند کنترل موتور، کنترل دما و طراحی رابط کاربری فراهم می کند.

همچنین پروتئوس برای آموزش عمومی مورد استفاده قرار می گیرد و از آنجا که هیچ سخت افزاری با داشتن پروتئوس لازم نیست، استفاده از آن به عنوان ابزار آموزش راحت است.

برنامه پروتئوس از طیف گسترده ای از میکروکنترلرها پشتیبانی می کند:

• میکروکنترلرهای PIC10، PIC12، PIC16، PIC18، PIC24، dsPIC33.
• میکروکنترلرهای Atmel AVR (و Arduino)، 8051 و ARM Cortex-M3.
• میکروکنترلرهای NXP 8051، ARM7، ARM Cortex-M0 و ARM Cortex-M3.
• میکروکنترلر Texas Instruments MSP430، PICCOLO DSP و ARM Cortex-M3.
• میکروکنترلرهای Freescale HC11، 8086 و Parallax Basic Stamp.

یکی دیگر از امکانات جالب برنامه پروتئوس ویژگی «Bill of materials» است. با استفاده از این قابلیت می توانید قیمت قطعات را وارد کرده و سپس فاکتور کل مدار را برای خود صادر کنید. پس از تعیین هزینه برای همه موارد، پروتئوس به طور خودکار فهرستی از تمام اجزای استفاده شده را با قیمت تکی و قیمت کل آن ها تهیه می کند.

مثال ساده طراحی مدار در برنامه پروتئوس:
در این بخش، مثال ساده ای از رسم مدار در برنامه پروتئوس را بررسی می کنیم تا با محیط این برنامه آشنا شوید.

مرحله 1: نرم افزار ISIS را باز کرده و New menu را در فهرست File انتخاب کنید.

مرحله 2: یک پنجره برای ذخیره طرح فعلی ظاهر می شود. ما در حال ایجاد یک فایل طراحی جدید هستیم، بنابراین می توانید بسته به محتوای پرونده موجود، Yes یا No را کلیک کنید.

سپس یک پاپ آپ ظاهر می شود که می خواهد الگو را انتخاب کنید. این مورد شبیه انتخاب اندازه کاغذ هنگام چاپ اسناد در کامپیوتر است. می توانید پیش فرض یا با توجه به اندازه طرح مدار اندازه دلخواه را انتخاب کنید.

مرحله 3: یک صفحه طراحی بدون عنوان باز می شود، آن را مطابق با خواسته خود ذخیره کنید. بهتر است برای هر طرح بندی یک پوشه جدید ایجاد کنید، زیرا پرونده های دیگری را تولید می کند که از طرح شما پشتیبانی می کنند. البته اجباری در این کار نیست.

مرحله 4: برای انتخاب اجزا و قطعات، روی دکمه Component Mode کلیک کنید.

مرحله 5: روی گزینه Pick from Libraries کلیک کنید. این بخش دسته ای از قطعات موجود و یک گزینه جست وجو برای وارد کردن نام قطعه را نشان می دهد.

مرحله 6: قطعات را از دسته ها انتخاب کنید یا نام قطعه را در جعبه متن Keywords تایپ کنید.

تصویر زیر مثال انتخاب قطعه دکمه فشاری (پوش باتون) را نشان می دهد. بر این اساس اجزا را انتخاب کنید.

مرحله 7: اجزای انتخاب شده در لیست قطعات ظاهر می شوند. قطعات را انتخاب کرده و با کلیک چپ آن ها را در صفحه طراحی قرار دهید.

تمام قطعات مورد نیاز را قرار داده و سیم ها را مسیریابی کنید تا اتصال برقرار شود. با selection mode بالای component mode یا component mode امکان اتصال سیم فراهم می شود. برای برقراری ارتباط از یک ترمینال به دیگری کلیک چپ کنید. روی سیم متصل یا قطعه دوبار کلیک راست کنید تا به ترتیب، اتصال یا قطعه حذف شود.

روی قطعه دوبار کلیک کنید تا مشخصات آن را ویرایش کنید و روی Ok کلیک کنید.

مرحله 8: پس از اتصال مدار، روی دکمه play کلیک کنید تا شبیه سازی اجرا شود.

در این مثال، با کلیک روی دکمه در هنگام شبیه سازی می توان LED را روشن کرد.

در هر زمان می توان شبیه سازی را به صورت موقتی یا دائمی متوقف کرد.

منابع یادگیری نرم افزار پروتئوس چه هستند؟
مانند سایر نرم افزارها، برنامه پروتئوس نیز حاوی اسناد و راهنماهایی است که با استفاده از آن ها می توان کار با برنامه را فراگرفت. همچنین، می توان به وب سایت (+) شرکت سازنده آن نیز مراجعه کرد.