10.16638/jki.1671-7988.2018.21.057
基于Multisim的汽车转向灯电路仿真教学
平台设计*
肖艺，潘达
（长沙职业技术学院机械与汽车工程分院，湖南长沙410217）
摘要：将汽车转向灯电路控制原理和仿真软件Multisim结合，设计了适用于高职汽车电子专业的汽车转向灯电路仿真教学平台，能在线路、元器件和用电设备上模拟常见的短路、断路、虚接故障，在该教学平台上学生可进行仿真故障检测与诊断。实践表明，该仿真教学平台能很好的将理论与实践相结合，将逻辑性较强的汽车电气故障诊断过程形象化，提高了教学效率和教学质量，增强了学生的分析能力。
关键词：Multisim；汽车转向灯电路；仿真教学；检测与诊断
中图分类号：U462.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2018)21-169-03
Design of simulation teaching platform for automobile turn signal circuit
based on Multisim*
Xiao Yi, Pan Da
（ChangSha vocational and technical college, Hunan ChangSha 410217）
Abstract: Combine automobile turn signal circuit control principle and Multisim simulation software, designed a simulation teaching platform for automobile turn signal circuit, which is suitable for Major in automotive electronics. This platform can simulate common short circuit, circuit breaking and virtual connection faults on circuits, components and electrical equipment. Students can conduct simulation fault detection and diagnosis On the teaching platform. The practice shows that this simulation teaching platform can well combine theory with practice, visualize the electrical fault diagnosis process, improve teaching efficiency and quality, and enhance students' analytical ability.
Keywords: Multisim; automobile turn signal circuit; simulation teaching; detection and diagnosis
CLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2018)21-169-03
前言
在汽车电子专业教学过程中，学生对抽象的电路特性及电子现象缺乏感性的认知，涉及到电路系统故障诊断时更加难以理解复杂的诊断思路，且实操设备往往难以满足全班学生实操的需求[1]。通过借助Multisim软件进行辅助教学，在很大程度上可以弥补理论教学的抽象，以及实训条件的不足，为学生提供近似真实的学习环境[2]。
1 仿真教学平台的特点
设计了基于Multisim的汽车转向灯电路仿真教学平台，该教学平台能够满足高职汽车电子专业理论教学和故障案例教学的需要，该平台有以下特点。
作者简介：肖艺，硕士，中级，就职于长沙职业技术学院。汽车电
子、汽车服务与营销。*《汽车总线系统实训台架的设计研究》项目
（编号CZKJ17YB01）资助。
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汽车实用技术
170 1.1 强大的电路分析能力
Multisim 软件具备即时显示功能，可直观的观察到电路中的电压、电流动态变化，帮助学生透过现象看到本质[3]。此外，该软件中可对仿真电路中的线路、元器件和用电设备设置断路、短路和虚接故障，该功能极大的方便了教师进行案例教学，对于训练学生的诊断思维非常实用。 1.2 广泛的元器件
该软件提供了汽车电路绘制所需的所有元器件，且元器件外观非常形象，与实物外形基本相似，便于学生将理论和实际相结合[4]。此外，还提供了汽车电路诊断中常用的诊断仪表工具，如数字万用表、示波器，能模拟实际的测量。 1.3 层次块替换功能
由于仿真电路设计涉及到复杂的逻辑电路和基础电路，而高职的汽车电路学习只涉及控制单元、开关、传感器、执行器和线路等部件。层次块替换功能可将逻辑电路和基础电路替换成层次块，模拟成类似控制单元的式样，内部的控制逻辑将被隐藏，只有输入和输出引脚显示，更加贴近教学实际。且该功能方便模拟设置控制单元的故障，使故障案例教学更加全面。
2 转向灯电路设计
以汽车转向灯控制为例，设计了如图1所示的转向灯仿真模型。系统的供电电源为12V ，转向灯开关的1键为左转向，2键为右转向，3键为双闪灯，转向灯灯泡额定电压和功率分别为5V 和1W 。转向灯点亮频率通过时钟电压源CLOCK_VOTAGE 来控制，频率1Hz 、占空比50%、幅值12V [5]。
图1  转向灯电路设计
通过运行仿真模型，控制转向灯开关键，可以观察到转向灯的闪烁情况。学生通过操作开关和观察执行部件的工作情况，可以非常直观的理解电路的控制原理，这种体验式的
学习把抽象的讲解过程形象化，具体化。
3 教学应用
为使仿真平台更加贴近实际，将电路的控制逻辑部分用Multisim 的层次块替换功能进行替换，只留下对应的引脚，替换后的层次块命名为控制单元。优化后的电路图如图2所示，包含了控制单元、转向灯开关、转向灯、电源、搭铁、保险丝及线束插接口。
图2  仿真教学平台设计
3.1 故障设置
在故障诊断案例教学时，可以在元件的属性设置中设置不同的故障类型。如图3所示，针对开关的故障设置可以对某个管脚或多个管脚设置断路（开路）、短路、虚接故障，通过运行仿真模型还可直观观察到转向灯的运行现状。故障设置功能极大的方便了教师在故障案例教学时的教学效率，实操教学中设置一个故障往往需要教师提前准备，且多个故障切换时，由于实训车辆自身使用的原因，故障现象会不稳定，给教学带来一定的阻碍。
图3  开关故障设置
为增加教学难度，可以设置连环故障，如在保险丝、控制单元、开关处各设置一个故障。通过学习更加综合的故障案例，能有效提高学生对相应控制电路的理解和学生的综合
排故能力。 3.2 实施检测
电路的检测是汽车电子专业学生必须要学会的一项技能，仿真平台的检测虽然是虚拟的，但是其操作便利性，检测可靠性更好，能让学生更高效的理解检测设备的使用意义，
肖艺 等：基于Multisim 的汽车转向灯电路仿真教学平台设计
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与诊断的结合更加紧密。
以转向灯的PWM 控制信号为例，我们只能使用示波器进行检测，Multisim 自带的示波器模块能非常清晰的向我们展示转向灯的信号波形[6]
。图4所示为左前转向灯L5/1针脚通过示波器A 通道测得的波形，可观察到波形幅值为5V 、频率为1Hz （与时钟电压源CLOCK_VOTAGE 所设置的频率一致），是正常波形。
汽车电气
图4  左前转向灯信号波形
学生可以方便的使用示波器、万用表测量电路各个位置的数据，但是仿真平台上的练习只能当作实操前的模拟练习，实车测量更加考验学生的综合能力，测量过程中的要求更高更具体，是无法用仿真平台替代的[7]。
4 结论
本汽车转向灯电路仿真平台，基于Multisim 软件建立，界面与常见汽车电路图相似，可在任意的元件处设置短路、断路、虚接故障，常用检测设备全面且使用方便。基于该平台的使用界面友好、仿真度高、故障设置方便、检测设备全面，可较好的提高教师在汽车电气故障诊断与教学中的教学效率，提高学生的学习兴趣。
参考文献
[1] 路俊智.MultiSim 仿真软件在教学中的应用研究[J].科技风,2011
(02):206+213.
[2] 梅烨，罗敏，田艳芳，方凯.Multisim 在电路分析教学中的应用[J].教
育现代化,2016,3(04):113-114+123.
[3] 黄荷英.基于Multisim 电子仿真软件的电路设计与研究[J].现代电
子技术,2012,35(16):33-36.
[4] 李元胜.电动汽车电路系统设计与Multisim 仿真[D].青岛大学, 2014. [5] 李俊奎.汽车电路系统初探[J].现代企业教育，2013(10):322-322. [6] 张继，储开斌，张小芳.基于Multisim 的电子技术课程设计[J].实验
室科学,2018,21(01):60-63.
[7] 程晓辉.Multisim 仿真软件在电路电子实验教学中的应用[J].通信
电源技术,2018,35(02):95-97.
（上接第168页） 6.3 视觉舒适性
提升视觉舒适性就是尽量减少零部件分模线外露，内扣手开启时可运动遮蔽，避免内部结构外露。
图22  内扣手内部结构外露    图23  内扣手运动遮蔽
7 结论
门饰板内扣手与内把手是乘客车内开启、关闭车门的重要零部件，是用户使用频率非常高的零部件之一，它的舒适
性影响着用户对于门饰板及整车内饰的感知质量，随着市场上大量新车型的涌现，顾客对汽车内饰的舒适性要求也越来越高，这就要求我们要从用户感知体验去做设计开发工作。本文从门饰板内扣手与内把手的布置位置、尺寸设计、操作力和感知质量四方面提升舒适性设计上进行了研究，希望本文的研究能够对门饰板内扣手与内把手的设计具有借鉴指导意义。 参考文献
[1] GB 10000-1988中国成年人人体尺寸.
[2] GB/T 12958-91在产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则. [3] GB/T 15759-1995人体模板设计和使用要求. [4] GB/T 14779坐姿人体模板功能设计要求.