Tutorial e guide gratuite su logica digitale, circuiti analogici ed elettronica pratica. Costruisci circuiti reali mentre impari.
Nuovo alla simulazione di circuiti? Ecco come iniziare in meno di un minuto:
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Clicca "Editor" nella barra di navigazione. Vedrai un'area di lavoro vuota con una palette di componenti sul lato sinistro. I componenti sono organizzati in categorie: Porte logiche, I/O, Analogici e altro.
Clicca su un componente nella palette per selezionarlo, poi clicca sull'area di lavoro per posizionarlo. Clicca e trascina tra i pin dei componenti per disegnare i fili. La simulazione parte automaticamente — attiva gli interruttori e osserva le uscite cambiare in tempo reale.
I circuiti digitali funzionano con due livelli di tensione che rappresentano il binario 1 (ALTO) e 0 (BASSO). Combinando le porte logiche, puoi costruire circuiti che eseguono qualsiasi calcolo che un computer può fare.
Ogni circuito digitale è costruito da un piccolo insieme di porte fondamentali. La porta AND dà in uscita ALTO solo quando tutti gli ingressi sono ALTI. La porta OR dà in uscita ALTO quando un qualsiasi ingresso è ALTO. La porta NOT (invertitore) inverte un segnale: ALTO diventa BASSO e viceversa.
Da queste tre porte di base si possono derivare tutte le altre: NAND (NOT + AND), NOR (NOT + OR), XOR (OR esclusivo — ALTO quando gli ingressi differiscono) e XNOR (NOR esclusivo — ALTO quando gli ingressi coincidono). In effetti, le sole porte NAND sono sufficienti per costruire qualsiasi circuito digitale, motivo per cui sono chiamate "porte universali".
I circuiti combinatori producono uscite che dipendono solo dagli ingressi attuali (nessuna memoria). Esempi comuni includono:
I circuiti sequenziali hanno memoria — le loro uscite dipendono sia dagli ingressi attuali che dagli stati passati. Il componente fondamentale è il flip-flop:
Collegando i flip-flop insieme, puoi costruire contatori, registri a scorrimento e macchine a stati finiti — le fondamenta di tutti i processori dei computer.
I circuiti analogici gestiscono valori continui di tensione e corrente. Comprendere l'elettronica analogica è essenziale per la progettazione di alimentatori, l'elaborazione dei segnali, le interfacce dei sensori e i sistemi audio.
La legge di Ohm (V = I × R) è il fondamento di tutta l'analisi dei circuiti. La tensione (V) è uguale alla corrente (I) per la resistenza (R). In Open Circuits, puoi posizionare un resistore tra una sorgente di tensione e la massa, poi usare le sonde di tensione/corrente per verificare direttamente la legge di Ohm.
La legge di Kirchhoff sulle tensioni (KVL) stabilisce che la somma di tutte le tensioni in un circuito chiuso è zero. La legge di Kirchhoff sulle correnti (KCL) stabilisce che la somma delle correnti che entrano in un nodo è uguale alla somma di quelle che escono. Queste leggi sono alla base dell'algoritmo di analisi nodale modificata (MNA) che alimenta il simulatore analogico di Open Circuits.
Un partitore di tensione usa due resistori in serie per produrre una tensione di uscita che è una frazione dell'ingresso. La tensione di uscita è: Vout = Vin × R2 / (R1 + R2). I partitori di tensione sono usati ovunque: impostare tensioni di riferimento, leggere sensori, polarizzare circuiti a transistor e creare intervalli di ingresso ADC.
Un diodo permette alla corrente di fluire in una sola direzione. Richiede una tensione diretta minima (circa 0,7V per il silicio, 1,8-3,3V per i LED) per condurre. I LED (diodi a emissione luminosa) sono diodi che emettono luce quando polarizzati direttamente. Usa sempre un resistore limitatore di corrente con i LED per evitare che si brucino.
In Open Circuits, i LED si illuminano visivamente quando una corrente sufficiente li attraversa, rendendo facile vedere quali parti del circuito sono attive.
Un transistor a giunzione bipolare (BJT) può funzionare come interruttore elettronico. Un transistor NPN si accende quando una piccola corrente fluisce nella sua base, permettendo a una corrente più grande di fluire dal collettore all'emettitore. Un transistor PNP funziona al contrario — si accende quando la base viene portata a un livello BASSO rispetto all'emettitore.
Gli interruttori a transistor sono usati per controllare LED, motori, relè e altri carichi da segnali logici a bassa potenza. Open Circuits simula sia transistor NPN che PNP con guadagno (beta) realistico e comportamento di saturazione.
Un op-amp è un amplificatore differenziale ad alto guadagno. In Open Circuits, puoi costruire i classici circuiti con op-amp:
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