Anleitung: Autodesk Circuits

Mit Autodesk Circuits alias Circuits.io oder auch 123D Circuits kann man elektronische Schaltungen, aber auch Sourcecode im Arduino kostenlos und online simulieren. Wir zeigen in einer kurzen Einführung, welche Möglichkeiten es gibt, welche Probleme es zu umschiffen gilt und wie Sie die ersten Schritte meistern.

Simulation eines Arduino mit HD44780 Display und PWM-Signal

11.07.2016, 05:30 Uhr

Lesezeit: 14 Min.

Make

Von

Florian Schäffer

Wenn es um die Simulation elektrischer Schaltungen geht, denken viele gleich an SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) oder dessen Vorgänger CANCER (Computer Analysis of Nonlinear Circuits Excluding Radiation) und dessen Derivate wie LTspice. Damit sind auch komplexe Simulationen und Analysen hochfrequenter Schaltungen möglich. Allerdings ist die Handhabung nicht so benutzerfreundlich, wie es heutzutage eigentlich dem Stand der Technik entspräche.

Diese Lücke könnte Autodesk mit seinem kostenlosen Web-Angebot 123D Circuits und dem Electronic Lab schließen. Neben diesem bietet Autodesk noch drei weitere Plattformen an (so genannte "Hubs") – unter anderem zum Entwerfen von Platinen. Direkt im Browser können Sie Ihre Schaltung aus Standard-Bauteilen auf einem simulierten Breadboard aufbauen und dann gefahrlos testen. Die Darstellung wird vielen Anwendern vertraut erscheinen, da sie stark an das bekannte Tool Fritzing erinnert.

Der besondere Clou ist aber, dass Sie in Electronic Lab auch AVR-Mikrocontroller vom Typ Atmega328 oder ATtiny virtuell programmieren können. Dazu stehen Ihnen ein Arduino Uno und ein Arduino Micro zur Verfügung, sowie eine Entwicklungsumgebung, die an die Arduino IDE (integrated development environment) angelehnt ist und deren sämtliche Standard-Bibliotheken kennt. Sie können dadurch in Electronic Lab einfach den Arduino mit der externen Elektronik in Form von einigen vorbereiteten Shields oder individueller Elektronik verbinden, Programmcode schreiben und alles online simulieren und ausgiebig testen. So können Sie prüfen, ob Ihre Schaltung funktioniert, bevor Sie zum Lötkolben greifen. Auch für Schulungen und erste Gehversuche ist die Simulation praktisch, da keine Kosten entstehen und keine Elektronik beschädigt werden kann.

Grenzen der Simulation

Natürlich ist eine Simulation immer nur der Versuch, die Realität möglichst originalgetreu nachzubilden. Autodesks Online-Service kommt dabei auch schnell an einige Grenzen. Fast gar nicht möglich ist die Simulation analoger Schaltungen mit höheren Frequenzen, sehr kleinen Spannungen oder von physikalischen Phänomenen. Allein schon die Simulation eines astabilen Multivibrators mit zwei Transistoren gelingt nicht. Werden die üblichen Elektrolytkondensatoren eingefügt, signalisiert die Software einen Defekt aufgrund der Umladung, die aber ganz normal und harmlos ist.

Die Standard-Kippstufe lässt sich nicht simulieren.

Auch lässt sich am vorhandenen Signalgenerator keine Spannung kleiner als 0,001 Volt einstellen und die virtuellen Oszilloskope haben schon bei dieser Spannung Probleme, die Signalkurve korrekt anzuzeigen. Einfache analoge Schaltungen, Logikgatter oder eben Experimente mit dem Arduino sind aber kein Problem, machen Spaß und verführen aufgrund der spielerischen Nutzung zu weiteren Experimenten.