Labs – Bouwen en simuleren van een circuit in TinkerCad

1 oktober 2020 Labs

Bouwen en simuleren van een circuit

We bouwen onze projecten natuurlijk het liefst in het echt. Maar tegelijk is het ook leerzaam om circuitjes uit te proberen in een online programma. Hoe we een circuit ontwerpen, dat leggen we uit in het lab Hoe ontwerp je een circuit.

Simuleren is soms wel makkelijk. Zo verliezen we geen tijd aan spullen uitzoeken en opruimen. En soms heb je gewoon niet genoeg multimeters bij je voor al je projecten.

TinkerCad

Wij kiezen in dit voorbeeld voor TinkerCad, een programma wat we ook in andere lessen gebruiken. Let op, echte electronica ontwerp pakketten gaan veel verder dan TinkerCad.

  • Ga naar http://tinkercad.com en log in of maak een nieuw account. Let op, als je jonger bent dan 14 kan je in overleg met de leerkracht beter biezen voor bijvoorbeeld 2000 als geboortejaar.
  • Zodra je bent ingelogd zie je links onder je naam de opties: 3D Designs, Circuits, Codeblocks, Lessons. Kies Circuits.
  • Je kunt nu eventueel kiezen voor ‘Try Circuits’ om de uitgebreide tutorial te volgen.
  • Klik op ‘Create new Circuit’ om een nieuw ontwerp te maken.
  • Zodra je jouw ontwerp wilt testen kies je voor ‘Start simulation’
  • Daarna kan je Rechts boven op Share klikken om je plaatje te downloaden. Dit is volgens punt 4 in de TinkerCad Terms of Service jouw eigen ontwerp wat je mag delen volgens jouw keuzes. Dat is, voor zolang je een eigen ontwerp gebruikt.

Alles wat je in een simulatie maakt, kan je ook in het echt nabouwen.

Oefening: Bouw een RGB orgel

Bouw ons bekende RGB orgel na met drie schakelaars, een batterij, een RGB led en een 220 Ohm weerstand. Start de simulatie en maak paars licht.

Oefening: RGB orgel op een breadboard

Voeg een breadboard toe en bouw hetzelfde design. Maak weer paars licht.

Oefening: Voltmeters in een serie schakeling

Met twee weerstanden van 220 Ohm, een 3V batterij en een schakelaar bouwen we een stroomkring. We meten met 3 voltmeters het voltage over elke weerstand en over de weerstanden samen.

Je merkt voorzichtig op dat de batterij ook een interne weerstand heeft.

Oefening: opladen en ontladen

Bouw dit ingewikkelde circuit, en gebruik daarvoor: een 3V batterij, schakelaar, een 220 Ohm weerstand, een 100 mF  (mili farad)condensator, een drukknopje en een ledje. Met 3 voltmeters meten we de spanning op verschillende punten in het circuit.

Zodra je de schakelaar aan zet zie je dat de condensator zich gaat opladen. Wanneer de spanning over de condensator hoog genoeg wordt, dan zal de LED gaan branden. In dit plaatje is de spanning over de condensator 1,92 Volt, en is de LED aan. Als je de schakelaar uit zet, dan blijft door de condensator het ledje nog een tijdje aan. Met de drukknop kan je de condensator weer naar 0V brengen.

Meestal gebruiken we één of meerdere kleine condensators in een electrisch circuit om spanningspieken en storingen te verminderen. De waarde van de condensator hangt af van de storende frequenties, en is dan bijvoorbeeld een paar nano farad of pico farad. In dit voorbeeld hebben we blijkbaar een vrij grote waarde gekozen.