Circuitjs 虛擬電路實驗室--一款 web 在線電路模擬器應用簡介

Circuitjs 虛擬電路實驗室是一款 web 在線電路模擬器, 可以在瀏覽器上方便地模擬各種模擬或數字的電路, 用戶無需安裝各種軟件, 生成的電路也支持在線分享給其它用戶.

訪問地址

下述地址我部署的一個版本: https://exp.xiaogd.net/circuitjs1-zh/circuitjs.html

此版本的特色是界面翻譯成中文時儘量保留了英文, 因此在某些地方顯示時可能有點擁擠, 除此之外, 與其它純英文或純中文的版本功能上並無差別.

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使用簡介

點擊前述地址即可打開首頁:

默認情況下, 會給出一個示例的 LRC 電路.

另一個數字電路示例:

另一個我製作並分享的數字電路的示例參見: 三位(3 bit)二進制加法虛擬電路示例

打開效果如下:

創建新的空白電路

默認給出的示例電路只是起一個演示作用, 如果你要創建自己的電路, 可以點擊 菜單--電路--空白的電路 從而打開一個新的空白電路.

當然, 你也可以通過拖動鼠標選中全部組件, 再按 Delete 全部刪除它們.

添加組件

清空默認的示例電路後, 可以通過 菜單--繪製 菜單添加自己想要的組件.

下面以添加一個繼電器爲例, 通過點擊 菜單--繪製--無源元件--添加繼電器 後便處於添加繼電器狀態, 此時的鼠標光標變爲十字光標"+"形狀:

此時只要在空白處按住鼠標左鍵不放拖動鼠標, 即可在面板上添加一個繼電器:

如果是橫向拖動便放置一個橫向排列的繼電器, 縱向拖動就放置一個縱向排列的繼電器

注意: 根據自己所需的組件寬度和高度決定釋放的時機. 當然, 拖放完成後依然可以繼續調整寬度或高度.

連續添加組件

選擇添加組件後, 系統默認即是連續添加, 因此添加一個組件後, 繼續處在添加該組件狀態, 用戶可以繼續拖動以添加更多的類似組件.

鼠標光標繼續處在十字光標"+"形狀

退出添加狀態

如不再需要繼續添加組件, 可以通過按 Esc 鍵退出添加狀態.

此時光標回到默認的狀態(選擇組件狀態)

快捷鍵

對於常見組件, 反覆通過菜單去選擇也是比較繁瑣的, 系統考慮到這一點, 也爲那些常用組件添加了快捷鍵.

點開菜單時, 位於菜單右側的那些字母即是對應的快捷鍵, 如下圖所示:

用戶通過按某個對應的快捷鍵, 即可快速處於添加所對應組件的狀態.

下面是一些常用組件及相應的快捷鍵:

• ESC : 退出組件添加狀態(回到選擇組件狀態)
• w : 導線(wire)
• r : 電阻器(resistor)
• s : 開關(switch)
• R : 繼電器(Relay)
• v : 二端口直流電壓源(voltage source, 2-terminal)
• V : 單端口直流電壓源(Voltage source, 1-terminal)
• g : 接地(groud)
• l : LED 燈
• t : 文本(text)
• i : 邏輯輸入(logic input)
• o : 邏輯輸出(logic output)
• 1 : 非門
• 2 : 與門
• 3 : 或門
• 4 : 異或門
• @ : 與非門
• # : 或非門

注意: 快捷鍵是區分大小寫的.

比如, 繼電器的快捷鍵是大寫的 R, 因此需要按 Shift + R 來激活; 如果是小寫的字母則單按對應鍵即可.

更多的組件快捷鍵以及那些與拖動等相關的組合快捷鍵, 用戶可以在菜單中找到相應提示.

還可以通過 菜單--選項--快捷鍵... 查看所有快捷鍵, 分配新的快捷鍵或調整現有的快捷鍵.

自動吸附及對齊特性

爲了方便對齊及準確連接線路, 拖動或拉長(縮短)組件時, 移動或變長變短的距離總是以某個固定值的整數倍離散地變化, 並自動吸附到最接近的一個位置上.

這爲連線帶來了方便, 只要拖動到大概的連接點位置並釋放, 線路即能準確地連接起來.

移動組件時也能夠更方便地對齊.

連接電路的一些小技巧

爲快速連接組件, 添加組件或導線時, 把鼠標的光標置於待連接組件或導線的連接點上, 然後按住左鍵開始拖動, 而釋放時光標的位置位於另一個連接點上, 則拖動結束後兩個連接點即已與新添加的組件或導線連接上.

選擇, 調整及移動

處於選擇狀態時, 單擊某個組件可選中對應組件.

注意: 如果處在添加組件狀態, 須先按 Esc 退出, 見前述描述.

也可以通過按住鼠標左鍵拖動形成一個選擇框的方式選擇多個組件.

按快捷鍵 Ctrl + A 可全選.

在組件上點擊並按住不放移動鼠標(拖動), 即可移動組件.

在某些組件上, 選擇某個端點上拖動, 則只是該端點位置改變, 另一端固定不動, 結果是組件(或其自帶的連接線)被拉長, 縮短或是被旋轉.

某些複雜的組件可能還有其它的控制點, 鼠標移上去後可顯示出來, 拖動這些組件帶來的變化根據具體組件情況而定.

另: 一些複雜組件可能不支持拉長, 縮短或旋轉等操作.

放大與縮小

滾動鼠標滾輪可以放大或縮小整個畫布.

或是通過 菜單--編輯--放大 及 菜單--編輯--縮小 實現.

欲回到原始的 100% 的大小(沒有縮放), 通過 菜單--編輯--縮放100% 實現;

上述三個操作對應的快捷鍵爲:

• 0 : 縮放100%
• - : 縮小
• + : 放大

編輯屬性

在組件上單擊鼠標右鍵, 在彈出的快捷菜單上選擇 編輯:

在彈出的對應組件的屬性窗口上, 顯示了那些可以編輯的屬性值, 調整相關值, 然後點擊 確定 即可改變相應屬性值:

添加方框及文本

除了可以添加那些功能性的組件外, 你還可以添加一些說明性的文字及輔助裝飾性的方框(虛線框).

具體例子見前述 三位(3 bit)二進制加法虛擬電路示例

通過 菜單--繪製--輸出和標籤--添加文本 可以添加文字

也可以通過快捷鍵 t.

通過 菜單--繪製--輸出和標籤--添加提示框 可以添加方框.

運行, 停止與重置

在界面右側邊欄上, 有相關功能性控制界面.

默認情況下, 即處在 運行 狀態下.

點擊 運行 / 停止 按鈕, 可以停止實時模擬.

此時 運行 / 停止 按鈕處於紅色狀態:

如果先前電路還有電流等流動, 則此刻會處於停止狀態.

再次單擊 運行 / 停止, 則又開啓實時模擬, 電流等又重新流動.

如果發現電流沒有流動, 或是相關的燈等沒有亮, 或是其它異常, 你可能需要檢查導線是否連接良好, 對應的開關是否處於閉合狀態等.

注: 通過 菜單--選項--顯示電流 可以調整電流顯示狀態, 如果沒有勾選, 則也不會顯示電流的流動.

點擊 "重置" 按鈕可以將電路狀態重置.

如果你發現電路模擬運行有異常, 你可以嘗試重置看是否可以解決問題.

開關控制

單擊開關可以改變開關的閉合狀態.

斷開時單擊可以閉合開關; 閉合後再度單擊又可以重新斷開.

另: 某些數字式邏輯輸入組件(可以視作爲電源與開關的綜合體), 沒有模擬開關的那種斷開或閉合的圖示, 但通常會有相應的文字提示, 點擊相應文字切換其斷開或閉合狀態.

顯示爲 L(Low, 表示低電壓) 或 0 表示斷開;

顯示爲 H(High, 表示高電壓) 或 1 表示閉合.

也可以通過查看與之相連的導線的顏色判斷其開閉狀態. 導線顏色爲高亮的綠色表示接上了電壓; 反之, 處於灰白色則暗示沒有接上.

另: 接地端總是灰白色.

示波器

畫布下方爲示波器, 可以實時顯示組件的電流, 電壓等值隨時間的變化(波形).

點擊每個示波器左下角的"齒輪"按鈕, 可調出示波器設置窗口.

如不需要示波器, 可以在"齒輪"按鈕上鼠標右鍵, 然後在彈出的快捷菜單中選擇"刪除".

拖動示波器區域上方的橫線可以調整示波器區域的大小.

注: 橫線缺省不顯示, 鼠標移動到示波器區域上方附近時, 會呼出該橫線

保存, 導入, 導出及分享

電路畫好後, 點擊 菜單--文件--另存爲, 在彈出的小窗口中, 點擊文件鏈接可以將電路下載保存爲一個本地的 txt 文本文件.

點擊 菜單--文件--打開, 然後選擇一個先前保存的電路文件, 則可以將其打開.

導入, 導出與文件的另存爲和打開類似, 區別在於, 你需要自行拷貝文件內容並轉儲.

點擊 菜單--文件--導出圖片 可以將畫布中的電路作爲 png 圖片導出.

點擊 菜單--文件--導出鏈接 可以生成一個分享鏈接地址, 你可以將此地址發給別人以分享你創建的電路.

注意: 導出鏈接時, 因爲電路內容直接以轉義的查詢字符串的形式附在地址後面, 所以生成的鏈接地址可能會特別長.

另外一種分享的方式是使用一個可公開訪問的互聯網資源地址.

比如, 前述的 三位(3 bit)二進制加法虛擬電路示例 就是這樣一種形式. 首先把電路另存爲本地的一個文件, 然後上傳至你的個人網站或網盤上, 並得到一個外部訪問的地址.

比如像這樣的: https://exp.xiaogd.net/static/circuit/c-3bit-adder-demo.txt

你需要測試在直接訪問這個地址時, 瀏覽器能正確打開並顯示這個文件的內容, 類似下圖的例子:

然後你把這個地址取代下述這個分享鏈接模板上的 "{你的資源地址}" :

https://exp.xiaogd.net/circuitjs1-zh/circuitjs.html?startCircuitLink={你的資源地址}

最後形成類似下述的一個完整地址:

上述例子的最終結果是這樣: https://exp.xiaogd.net/circuitjs1-zh/circuitjs.html?startCircuitLink=https://exp.xiaogd.net/static/circuit/c-3bit-adder-demo.txt

也即是資源地址作爲查詢參數 startCircuitLink 的值傳遞.

用戶訪問上述地址時, 應用會去對應的資源地址加載電路文件並顯示.

注意: 你需要確保地址是可以公開訪問到的.

比如你放在某些雲盤應用上並分享時, 你作爲登錄用戶是可以訪問, 但其它人未必能訪問.

問題及注意事項

最後說說使用過程中可能會碰到的一些問題及排解方式.

1. 燈不亮

   • 如果你添加了一個燈, 卻發現它不亮, 你需要檢查連線是否正常, 開關是否閉合, 與之相連的電阻是否過大, 或者電源的功率(電壓)是否足夠, 另外則是燈本身的額定功率, 電阻等是否合適.
   • 在做數字電路相關模擬時, 使用 LED 燈即可; 如果你使用普通的燈, 則要注意其標稱的功率及對應的電阻值是否合適(通過 右鍵--編輯 查看).
   • 此外, 燈還有 預熱時間 和 冷卻時間 等屬性, 因此, 你合上開關後, 它可能過一陣子才逐漸變亮; 關閉時, 則是逐漸熄滅.

2. 線的交叉點

   • 當兩條導線十字交叉時, 如果上面沒有一個實心的小圓點, 表明兩條導線並沒有連接在一起;
   • 只有有小圓點時, 才說明導線是彼此互連的.
   • 紅點: 出現紅點說明線路重疊, 但實際上沒有連接到一起.

3. 電流過大

   • 如果整體電路的電壓, 電阻等配置不合理, 可能導致出現模擬的電流過大的情形, 此時下方的狀態提示文字中可能顯示"電流過大"之類的異常信息, 你需要檢查並設置合適的值.

反饋與聯繫

如果你在使用過程中遇到有問題, 可以在我的主頁 肖國棟的i自留地 給出的書籤鏈接中跟我聯繫及反饋.

當然, 不保證能解決你的問題~

關於 circuitjs 電路模擬器的介紹就到這裏.