← Tilbage til oversigt

LED sweep i KiCAD

Vi downloader et lille bibliotek, installer det i KiCAD, indsætter flere LED-farver i parallel i samme kredsløb og kører derefter en DC sweep. Hensigten er at se, hvordan hver LED reagerer på samme indgangsspænding, når den har sin egen seriemodstand på 220 Ω.

1. Download og installer biblioteket lokalt

Først skal vi have et bibliotek med LED-symboler til vores simulering. Download filen fra denne side:

Download kicad_mjelib.zip

Pak zip-filen ud til en lokal mappe, fx:

C:\Users\ditusername\source\repos\kicad\

Det betyder, at biblioteket ligger i en mappe, der ser sådan ud:

C:\Users\ditusername\source\repos\kicad\
    kicadlib\
        symbols\
        spice\
        README.md

Hvis du senere vil lave dit eget GitHub-bibliotek, kan du også bruge en mappe som:

C:\Users\ditusername\source\repos\kicadlib\
Vigtigt: Biblioteket skal være lokalt tilgængeligt, så KiCAD kan finde symboler og SPICE-modeller. Derfor bruges der en miljøvariabel og et fast bibliotekssignal, som gør det muligt at arbejde på flere computere uden hardkodede bruger-stier.

Åbn KiCAD og gå til Preferences → Configure Paths.... Tilføj en ny variabel kaldet KICAD_MJELIB og sæt den til den mappe, du lige har udpakket til, fx:

KICAD_MJELIB = C:\Users\ditusername\source\repos\kicad\kicadlib

Dernæst åbner du Preferences → Manage Symbol Libraries... og tilføjer biblioteket fra den lokale mappe:

${KICAD_MJELIB}/symbols/CommonSimMissing.kicad_sym

Husk også at koble symbolet til den passende SPICE-model i modellen, når du senere vælger LED-symboler i schematic-editoren.

2. Byg kredsløbet og kør LED-sweep

Byg et kredsløb i parallelløb med flere LED-farver, hvor hver LED har sin egen seriemodstand på 220 Ω og alle LED'er er forbundet til samme spændingskilde. Her er den grundlæggende idé:

LED-kredsløb med resistor og spændingskilde fra ledsim01
Det grundlæggende kredsløb: en LED med en seriemodstand og en spændingskilde. Vi bygger dette mønster gentagne gange i parallel.

Gå tilbage til schematic-editoren og placer symbolerne fra det lokale bibliotek:

Byg en parallel struktur, hvor hver LED får sin egen 220 Ω-seriemodstand. Sæt spændingskilden til f.eks. 5 V, og sørg for at hver gren er forbundet korrekt til samme forspænding. Husk at give relevante knudepunkter navne, så du senere kan læse resultaterne tydeligt i simuleringen.

Formål: Vi vil nu se, hvordan hver LED-farve reagerer på samme inputspænding, når den har sin egen seriemodstand. Det gør det tydeligt, at hver LED får sin egen strøm, selv om alle er stillet i parallel.

Åbn simulatoren med Inspicere → Simulator. Opret en ny analysetab og vælg DC sweep.

DC sweep-analyse i KiCAD
Vælg DC sweep og sæt V1 til at variere fra 0 V til 5 V i trin på 0,1 V.

Det praktiske setup er nu:

  1. Marker de relevante størrelser for hver LED-gren, fx I(d1), I(d2), I(d3) eller tilsvarende.
  2. Eksporter resultaterne som CSV.
  3. Åbn CSV-filen i Excel.
  4. Sorter og plot de relevante kolonner.
Marker relevante værdier til eksport til CSV
Marker de signaler, du vil have med i CSV-eksporten for hver LED.
Eksport af DC sweep resultater som CSV
Eksportér datasættet som CSV, så du senere kan plotte det i Excel.
Opgave: Gå til Excel og plot de relevante kolonner for de forskellige LED'er. Lav et plot, hvor du sammenligner de forskellige farver i samme sweep-interval, e.g. V(/in) mod I(d1), I(d2), I(d3). Det er den sidste del af opgaven, og den lader dig se, hvordan de enkelte farver opfører sig forskelligt ved samme spænding.