معرفی نرم افزارهای کاربردی رشته مهندسی برق + جزئیات

به گزارش «خبرنامه دانشجویان ایران»؛ دانشجویان رشته مهندسی با گذراندن دو ترم این قضیه را به خوبی درک می کنند که عدم آشنایی و استفاده از نرم افزارهای کاربردی مرتبط با رشته تحصیلی، علاوه بر آنکه می تواند آینده شغلی آنها را ب خظر بیندازد،بلکه استفاده از آنها لازمه قبولی قبولی و پاس شدن واحد آزمایشگاهی است. آشنایی با نرم افزارهای کاربردی هر رشته می تواند کمک زیادی به دانشجویان جدیدالورود کند تا با رشته تحصیلی خود کم و بیش آشنا شوند.امروزه رشته‌های مهندسی و به ویژه مهندسی برق از نظر محاسباتی چنان پیشرفته شده‌اند که عملاً بدون استفاده از نرم‌افزارهای مرتبط، یک مهندس برق نمی‌تواند طراحی، شبیه‌سازی و محاسبات خود را انجام دهد.

از این روست که تسلط بر نرم افزارهای مهندسی برق در زمینه‌های مربوطه برای یک مهندس برق امری ضروری است. در این گزارش با رایج‌ترین و مهم‌ترین نرم افزار های مهندسی برق آشنا می‌شویم.

نرم افزارهای مهندسی برق کنترل

1) سیمولینک (Simulink)

«سیمولینک» (Simulink) نرم‌افزار همراه GUI متلب است که برای شبیه‌سازی از آن استفاده می‌شود و در واقع، توسط زبان برنامه‌نویسی متلب طراحی شده است. بسیاری از مهندسان برق به این دلیل از سیمولینک استفاده می‌کنند که کار با آن بسیار ساده‌تر از متلب است. می‌توان از متلب و سیمولینک با هم استفاده کرد. در این صورت، کاربر برنامه‌نویسی متنی و گرافیکی را برای طراحی سیستم خود در یک محیط شبیه‌سازی ترکیب می‌کند و در واقع از هزاران الگوریتم موجود در متلب استفاده می‌کند.اگرچه سیمولینک یک نرم‌افزار عمومی برای پیاده‌سازی شبیه‌سازی گرافیکی است، اما جعبه‌ابزارهای ویژه‌ای برای شبیه‌سازی سیستم‌های مختلف دارد. جعبه‌ابزار سیستم‌های قدرت یکی از معروف‌ترین این جعبه‌ابزارها، جعبه‌ابزار سیستم‌های قدرت است که از آن برای شبیه‌سازی، تجزیه و تحلیل منابع انرژی تجدیدپذیر، خطوط انتقال، باس‌های الکتریکی، منبع تغذیه و… استفاده می‌شود.

2)نرم افزار لب ویو (LabVIEW)

نرم افزار «لب ویو» (LabVIEW)، محصول شرکت «نشنال اینسترومنتس» (National Instruments)، یک زبان برنامه‌نویسی گرافیکی است که امروزه بیشترین کاربرد را در زمینه طراحی سیستم‌های کنترل و پایش به کمک کامپیوتر دارد. لب‌ویو ابزار‌های متنوعی را در همه زمینه‌های مهندسی، با کاربردهای صنعتی، پژوهشی و آموزشی برای مهندسان و دانشجویان ارائه می‌دهد. با کمک این نرم‌افزار و محیط گرافیکی کاربرپسند آن می‌توان به سرعت برنامه‌های کاربردی را ایجاد کرد و توسعه داد. لب‌ویو در رشته‌های مختلفی از قبیل مهندسی برق، مهندسی کامپیوتر، مهندسی مکانیک و مهندسی شیمی کاربرد دارد و نیز، در همه زمینه‌های صنعتی و اتوماسیون کاربردی است.لب‌ویو در زمینه‌های مختلف، از پروژه‌های دانشجویی تا صنعتی، را در بر می‌گیرد. طیف متنوعی از عملکرد‌ها و قابلیت‌ها در کنار محیط توسعه آسان این نرم‌افزار، آن را به یکی از محبوب‌ترین و کاربردی‌ترین نرم‌افزارهای دنیا در زمینه اتوماسیون تعریف کرده است. از این رو است که یادگیری کار با این نرم‌افزار و شناخت اصول طراحی محیط‌های کاربری به کمک آن می‌تواند زمینه‌های شغلی فراوانی را ایجاد کند.

3) نرم افزارهای برنامه نویسی PLC

یکی از تخصص‌های مورد نیاز صنعت که همواره در بازار کار برای افراد متخصص آن تقاضا وجود دارد، برنامه‌نویسی PLC است. در این زمینه، نرم‌افزارهای مختلفی وجود دارد که بسته به شرایط از هرکدام استفاده می‌شود.

نرم افزارهای مهندسی برق الکترونیک

آن دسته از نرم افزارهای مهندسی برق که مهندسان الکترونیک با آن‌ها سر و کار دارند، نرم‌افزارهای تحلیل و طراحی مدار‌های الکترونیکی، طراحی PCB و برنامه‌ریزی میکروکنترلرها و پردازنده‌ها است. در ادامه، مهم‌ترین نرم‌افزارهای الکترونیک و منابع آن‌ها را معرفی خواهیم کرد.

1) نرم افزار پی اسپایس (Pspice)

پی اسپایس (PSpice) یک برنامه نرم‌افزاری برای شبیه‌سازی مدارهای آنالوگ و سیگنال مخلوط است. PSpice مخفف Personal Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis به معنی «برنامه شبیه‌سازی شخصی با تأکید بر مدار مجتمع» است.پی اسپایس یا OrCAD EE معمولاً شبیه‌سازی‌هایی را برای مدارهای تعریف شده در OrCAD Capture اجرا می‌کند و می‌تواند با استفاده از رابط Simulink to PSpice (SLPS) با متلب/سیمولینک یکپارچه شود. OrCAD Capture و PSpice Designer در کنار هم یک راه‌حل کامل برای شبیه‌سازی مدار با ورودی شماتیک، آنالوگ، سیگنال مختلط و موتورهای تجزیه و تحلیل ارائه می‌دهند. پی اسپایس نسخه اصلاح شده SPICE به صورت آکادمیک بود و توسط شرکت میکروسیم (.MicroSim Corp) در سال 1984 تجاری شد. OrCAD یک دهه بعد، در سال 1998، MicroSim را خرید.قابلیت شبیه سازی تجزیه و تحلیل پیشرفته PSpice تحلیل‌های مختلفی را شامل می‌شود: حساسیت، مونت کارلو، بهینه‌ساز و رسام پارامتری که درک عمیقی از عملکرد مدار می‌دهد و… . قابلیت OrCAD PSpice Simulink- PSpice Integration یا همان SLPS شبیه‌سازی مشترک را فراهم می‌کند و به بررسی رفتار سطح سیستم کمک می‌کند.

2)نرم افزار مولتی سیم (Multisim)

«مولتی سیم»‌ (Multisim) برای شبیه‌سازی و تجزیه و تحلیل رفتار مدار الکترونیکی، شبیه‌سازی SPICE استاندارد صنعت را با یک محیط شماتیک تعاملی ادغام کرده است. رابط بصری این نرم‌افزار به مدرسان کمک می‌کند تا نظریه مدار را در برنامه مهندسی به خوبی مشخص کنند. مولتی سیم با افزودن شبیه‌سازی مدار قدرتمند و تجزیه و تحلیل به روند طراحی، به محققان و طراحان کمک می‌کند تا تکرارهای نمونه مدار چاپی (PCB) را کاهش دهند و در هزینه‌های توسعه صرفه‌جویی شود.

3)نرم افزار پروتئوس (Proteus)

برنامه پروتئوس (Proteus) نرم‌افزاری برای پیاده‌سازی مدارهای الکترونیکی، شبیه‌سازی آن‌ها و همچنین طراحی نقشه‌های PCB است. یکی از ویژگی‌های بارز برنامه پروتئوس این است که محیط آن شبیه دنیای واقعی است. این یعنی اینکه مثلاً در حال شبیه‌سازی مدار، می‌توانید دکمه‌ای را روشن یا خاموش کنید. از ابزار اندازه‌گیری استفاده کنید و…پروتئوس دو قسمت اصلی دارد که یکی برای طراحی و ترسیم مدارهای مختلف استفاده می‌شود و دیگری برای طراحی شماتیک PCB است. اولی ISIS است که با آن می‌توان مدارها را طراحی و شبیه‌سازی کرد و دومی ARES است که برای طراحی یک برد مدار چاپی استفاده می‌شود. پروتئوس، همچنین قابلیت‌های مربوط به نمای سه‌بعدی طراحی در PCB را فراهم می‌کند.

4) نرم افزار آلتیوم دیزاینر (Altium Designer)

«آلتیوم دیزاینر» (Altium Designer) یکی از پرکاربردترین نرم‌افزارها برای طراحی بردهای الکترونیکی (PCB) است. طراحی PCB یکی از بخش‌های مهم صنعت الکترونیک است که بهینه بودن آن بسیار اهمیت دارد. یادگیری نرم‌افزار آلتیوم دیزاینر برای افرادی که قصد اشتغال در در زمینه الکترونیک را دارند، امری ضروری است و اگر تسلط مناسبی بر این نرم‌افزار داشته باشند، به راحتی وارد بازار کار خواهند شد.

5)نرم افزار ارکد کپچر (Orcad Capture‎)

«ارکد کپچر» (Orcad Capture‎)‌ یک از نرم‌افزارهای شرکت «کندنس دیزاین سیستمز» (Cadence Design Systems, Inc) است که برای تحلیل و شبیه‌سازی مدارهای الکترونیکی عرضه شده است. ارکد کپچر امکان بسیاری از تحلیل‌های ریاضیاتی را که پژوهشگران از آن‌ها استفاده می‌کنند، در اختیار علاقه‌مندان قرار داده است  

6)نرم افزار کد ویژن AVR

امروزه میکروکنترلرها بخش مهمی از پروژه‌های الکترونیکی هستند که مزایای قابل توجهی دارند. برای استفاده از قابلیت‌های یک میکروکنترلر باید آن را برنامه‌نویسی کرد. معروف‌ترین یکی از بهترین کامپایلرهای میکروکنترلرهای AVR، کد ویژن است که مزایای زیادی دارد.

گزارش از شکوفه راشدی