Descripción Fritzing

Descripción Fritzing

Fritzing es una herramienta de código abierto creada para facilitar el diseño de un circuito real a partir de un prototipo de circuito esquemático.

El objetivo de este proyecto es, siguiendo con el espíritu del controlador abierto, Arduino, permitir a usuarios no ingenieros pasar de prototipos de circuitos basados en Arduino a diseño de placas impresas que puedan ser fabricadas.

Además de la herramienta, existe un servicio FritzingFab, que permite ordenar la fabricación de un diseño que hayamos realizado con esta herramienta. El coste de fabricación de la placa depende del área de la placa y la cantidad de unidades solicitadas, además de un coste fijo por esquema orientado destinado a hacer una revisión de problemas potenciales antes de su fabricación.

La versión de Fritzing, a fecha de realización de este proyecto, es la 0.9.2b y existen distribuciones para Windows, Linux y MacOS.

Enlaces:

Página oficial del Proyecto

Descarga de la Herramienta

Descripción KiCAD

Descripción KiCAD

Es un software de código abierto (GPL2) para el diseño de circuitos electrónicos, incluyendo circuitos impresos. Provee de manera visual de un editor en 3D que permite el diseño de circuitos con hasta 32 niveles de placas. El paquete de KiCAD contiene un gestor de proyectos, así como 4 herramientas integradas:

  • Eeschema: Para editar esquemas
  • PCBNew: Para editar las placas impresas
  • Gerbview: Visor de ficheros Gerber
  • Cvpcb: Selector de huella (footprint) de los componentes usado en el diseño esquemático.

Gerber es un estándar de imágenes vectoriales orientado al diseño de circuitos.

El proceso de diseño en KiCAD normalmente sigue los siguientes pasos:

  1. Se realiza el diseño esquemático mediante Eeschema, en el que se pueden integrar componentes existentes en la biblioteca de KiCAD.
  2. Se asocian los diferentes componentes esquemáticos con componentes “footprint”.
  3. Se realiza el diseño de placa mediante PCBNew que permite la distribución de varios niveles de placas para conseguir el diseño del circuito impreso final.

Existen distribuciones de KiCAD para Windows, MacOS y Linux.

Enlaces:

Página oficial del Proyecto

Descarga de la Herramienta

Descripción XCircuit

Descripción XCircuit

XCircuit es una herramienta de software libre enfocada en la publicación del diseño de circuitos impresos de manera legible.

Aparece en el año 1993 para solventar un problema común con las herramientas de diseño esquemático y que las imágenes de circuitos generadas por estas herramientas no eran adecuadas para ser legibles o incluso no se podían escalar. Lo normal era modificar la imagen con una herramienta estándar de dibujo.

XCircuit es una herramienta de dibujo de circuitos esquemáticos que genera ficheros PostScript permitiendo el escaldo de las imágenes.

La versión estable actual de la herramienta es la 3.7 y existen distribuciones de la misma para Windows y para Linux.

Enlaces:

Página oficial del Proyecto

Descarga de la Herramienta

Ejercicio de MyOpenLab

Ejercicio de MyOpenLab

Instalación

 

  • Instalar Java (Disponible en el centro de software de Ubuntu)
  • Descargar el archivo comprimido con el programa.
  • Descomprimir el archivo (Doble clic sobre el archivo y pulsar en “Extraer” o escribir en la consola desde la carpeta en la que se ha guardado el zip: unzip zip
  • Dar permiso de ejecución escribiendo en consola desde dentro de la carpeta en la que se ha descomprimido el archivo:
    • chmod u+x start_linux
  • Se puede ejecutar el programa escribiendo directamente en consola ./start_linux

 

MyOpenLab-Screenshot-1-1 Se abrirá una ventana para seleccionar el idioma y a continuación la ventana de MyopenLab.Aparecerá un icono en la barra de programas de Ubuntu. Si seleccionamos botón derecho sobre el icono y “Mantener en el Lanzador” no tendremos que usar la consola cada vea que queramos acceder al programa.

 

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=f1vcUqPF5Bc]

 

Al ejecutar el programa nos encontramos con una estética similar a la de labVIEW. Los módulos que pueden programarse se encuentran en la pestaña componentes que se encuentra a la izquierda de la pantalla.

Si iniciamos un proyecto nuevo y lo seleccionamos dando doble clic, veremos que automáticamente aparecen dos pestañas:

  • Panel circuito
  • Panel frontal

 

Son equivalentes a las que teníamos en LabVIEW. En la biblioteca que aparece a la izquierda al pinchar sobre “Panel circuito” encontramos los operadores lógicos, tratamiento de señales, matrices diagramas de flujo etc, y en “Panel Frontal” programamos las entradas y salidas de nuestro diseño.

En el ejemplo hemos programado dos entradas y una salida y hemos añadido una función resta. Introducimos los valores en las entradas y obtenemos la resta en la salida.

 MyOpenLab-Screenshot-1-2

 

MyOpenLab-Screenshot-1-3

 

 MyOpenLab-Screenshot-1-4 También encontramos estructuras tipo for, while etc dentro de la biblioteca de componentes para programar la ejecución.

 

Enlaces:

Descripción de MyOpenLab

 

Ejercicio de PSPICE

Ejercicio de PSPICE

Seleccionando en la barra de tareas “Part” el botón “Place a part” aparece una ventana con la lista de componentes que podemos añadir. Si no encontramos lo que necesitamos, podemos añadir librerías usando el botón “Add Library”.

PSPICE-Screenshot-1-1

 

 PSPICE-Screenshot-1-2 Una vez introducidos todos los componentes necesarios solo tenemos que unirlos adecuadamente en el esquema utilizando la opción (Wire del menú Place).También podemos cambiar el valor de los componentes ydar nombre a las conexiones del circuito para que resulte más sencilla su identificación.

 

 PSPICE-Screenshot-1-3 Ahora tenemos que crear un perfil de simulación para el circuito. Para ello seleccionamos la opción “ New simulation Profile” del menú “Pspice
PSPICE-Screenshot-1-4 Damos un nombre a la simulación y pulsamos “Create” y nos aparecerá una pantalla para introducir las opciones de simulación.
PSPICE-Screenshot-1-5 Introducimos los valores para la simulación que queremos ejecutar. Podemos elegir entre simulación temporal, en frecuencia, continua….Vamos a seleccionar la temporal y modificar los datos como aparecen en la imagen.

Para ejecutar la simulación pulsamos la opción “Run” del menú de “Pspice”

 

 PSPICE-Screenshot-1-6 PSPICE-Screenshot-1-7
Si seleccionamos “Voltage/level Marker” y lo colocamos en cualquier punto del circuito. Pspice nos sacara una gráfica con la simulación tal y como la habiamos programado.PSPICE-Screenshot-1-8

Enlaces:

Descripción de la Herramienta

Ejercicio con Geda

Ejercicio con Oregano

Ejercicio con QUCS

Descripción QUCS

Descripción QUCS

QUCS (Quite Universal Circuit Generator) es un simulador de circuitos eléctricos desarrollado bajo licencia GNU GPL. Permite diseñar un circuito de forma gráfica y simularlo. También soporta simulaciones digitales usando VHDL.

Es multiplataforma y aunque no está disponible en el centro de software de Ubuntu, es fácilmente instalable desde el terminal de comandos de Ubuntu.

Enlaces:

Ejercicio con QUCS

Página oficial del Proyecto

Descarga de la herramienta

Descripción MyOpenLab

Descripción MyOpenLab

La única herramienta con funcionalidad similar a LabView que se ha encontrado es MyOpenLab. MyOpenLab es un entorno orientado a la simulación de sistemas. Está programada en java y disponible para Linux. No aparece en el centro de software de Ubuntu, pero puede instalarse siguiendo unos sencillos pasos.

Tiene una estética similar a la de LabVIEW.

Ventajas de MyOpenLab:

  • Al tener unos requerimientos de sistema poco restrictivos puede utilizarse en casi cualquier equipo que tenga instalado el runtime de JAVA JRE o JDK.
  • MyOpenLab también puede generar una aplicación independiente cerrada, generando código Java.
  • Se puede generar un fichero de texto exportable a Excel muy útil para registrar valores y medidas.
  • Además cuenta con una extensa librería que puede ampliarse editando los componentes mediante código Java.
  • El programa está en español y dispone de ayuda en español, solo hay que hacer clic sobre el módulo a consultar con el ratón y pulsar “Ayuda”.
  • Además se puede utilizar con Arduino que ya forma parte de su librería.

ENLACES:

Ejercicio con MyOpenLab

Página oficial del proyecto (en alemán)

Descarga de la herramienta

 

Descripción LabVIEW

Descripción LabVIEW

Es un programa que fue creado por National Instruments en 1976 para funcionar sobre MAC y que salió al mercado en 1986. Es un entorno de desarrollo integrado que se especializa en la informática industrial y científica. Lo que hace de LabView un programa distinto a otros es su entorno de programación totalmente gráfico llamado Lenguaje G. El código se desarrolla mediante la interconexión de bloques funcionales, similar a un diagrama de flujo, lo que lo convierte en un entorno de programación más amigable.

LabView se creó para desarrollar sistemas de pruebas, control y medidas. Esto no quiere decir que no se pueda aplicar en otras áreas, pero se diseño para desarrollar pruebas de todo tipo, resistencia de materiales, controles secuenciales, combinacionales e incluso controles PID, y también podemos realizar medidas. Además tiene una aplicación didáctica ya que puede ayudar a entender mejor un circuito al ver una gráfica en tiempo real de su funcionamiento.
Es un enfoque moderno, fácil de aprender y usar. Recomendable para personas que utilizan lenguajes de programación estructurada y tiene una integración muy avanzada con hardware para desarrollo de prototipos. Existen múltiples librerías para adquisición, manipulación y presentación de la información. Además permite ejecutar ciclos en paralelo.

Los programas de labView son llamados instrumentos virtuales “Vis” ya que su aspecto y funcionamiento imita a instrumentos físicos. Un instrumento virtual a diferencia de un instrumento físico, nos permite personalizar completamente el objeto final que queremos conseguir. Un instrumento como un osciloscopio o un multímetro están diseñados para una tarea específica, mientras que LabVIEW permite generar instrumentos virtuales que puedan realizar distintos tipos de funciones y además contamos con el poder de procesamiento de un ordenador. Los Vis son módulos que según sea desarrollado el código pueden cumplir distintas funciones a la vez, se componen de “Panel Frontal” y “Diagrama de bloques”.
El panel frontal sería el equivalente a la carcasa de un instrumento físico, con sus botones e indicadores El diagrama de bloques es el Código Fuente en sí.

Labview-Screenshot-0-1

Labview-Screenshot-0-2
El alcance del proyecto no nos permite profundizar más en todas las herramientas y posibilidades con las que cuenta LabVIEW. Como hemos visto (muy por encima) se trata de una forma de programación sencilla que permite hacer programas relativamente complejos sin necesidad de tener amplios conocimientos en programación pero que también permite beneficiarse de a personas con amplios conocimientos ya que pueden realizar programas mucho mas rápido que de la forma tradicional.

La última versión es la 2014 está disponible en versión demo para estudiantes y profesional para ser descargada directamente en la página web de National Instruments.

Enlaces:

Demostración de la herramienta

MyOpenLab, alternativa libre

Página oficial de LabView

Descripción PSPICE

Descripción PSPICE

“SPICE” es un acrónimo inglés de Simulation Program with Integrated Circuits Emphasis (Programa de simulación con énfasis en circuitos integrados). Fue desarrollado por la Universidad de California, Berkeleyen 1973 por Donald Pederson.

Se trata de un estándar para simular circuitos, si bien soporta el análisis de circuitos analógicos y digitales, es en el campo de los analógicos donde alcanza su máxima utilidad.

Tiene más de treinta años de existencia y su éxito han contribuido distintos factores, uno de ellos es que desde su origen han existido versiones de libre distribución denominadas versiones de estudiantes.

Pspice es una herramienta para la simulación del comportamiento de circuitos electrónicos que ofrece un entorno gráfico para dibujar el circuito utilizando componentes como resistencias, condensadores, transistores, inductancias, diodos etc. se añaden los componentes y luego se unen para dibujar el circuito final, a continuación elegimos el tipo de simulación y así podemos analizar el circuito.

Para ello cuenta con distintos tipos de simulación: temporal, en frecuencia, continua, etc., y dependiendo de la versión disponemos de análisis avanzados.
Incluye un conjunto de programas que cubren las diferentes fases del diseño electrónico desde la concepción de un circuito hasta su implementación.

Contiene:

  • Un programa de edición gráfica de circuitos
  • Un analizador de ondas u osciloscopio virtual
  • Un editor de estímulos.
  • Una aplicación específica para optimizar el comportamiento del circuito
  • Utilidades para editar y caracterizar componentes, definir sus circuitos etc.
  • Un editor de circuitos impresos.

Enlaces:

Ejercicio con PSPICE

Página Oficial de la Herramienta

Herramientas Alternativas:

Geda

Oregano

QUCS

Ejercicio de Oregano

Ejercicio de Oregano

Empezaremos instalando el programa desde el centro de software de Ubuntu.

Oregano-Screenshot-1-1

A primera vista “Oregano” es muy similar a gEDA pero no tiene botón de añadir componente sino que aparece directamente a la derecha la librería de componentes y el campo de búsqueda.

[youtube https://youtu.be/JhtedXYe_ic]

 

 Oregano-Screenshot-1-2
Empezamos introduciendo las primeras letras del nombre del componente en el campo de búsqueda que aparece a la derecha. El nombre del componente va variando automáticamente incrementando en una unidad el número que acompaña al nombre. Por ejemplo, la primera resistencia que dibujemos se llamará R1 y la siguiente R2… por lo que no es necesario cambiar el nombre de los componentes después de insertarlos.
Oregano-Screenshot-1-3
Pulsamos en la opción “Draw wires” del menú para añadir las conexiones. Podemos rotar los componentes con la tecla “R” o el desplegable que aparece con el botón derecho del raton sobre el componente a rotar.
Oregano-Screenshot-1-4  

Modificamos el valor de los componentes pulsando sobre ellos.

No es cambiar los nombres ya que el programa incrementa en 1 el índice que aparece en el nombre del componente de forma automática.

Para iniciar la simulación debemos situar nuestras “Puntas de prueba” en los puntos del circuito que queramos medir, configurar los parámetros de simulación y pulsar en el botón “Simular” de la barra de menús:
 Oregano-Screenshot-1-5 Oregano-Screenshot-1-6
Al intentar realizar el mismo ejemplo que simulamos en Pspice, Oregano ha devuelto un error como el que aparece a continuación:
 Oregano-Screenshot-1-7 Oregano-Screenshot-1-8
Este error aparece por que Oregano solo trae una pequeña lista de “modelos” y los que no estén en esa lista habrá que cargarlos a mano buscándolos en internet.

En el siguiente link puede encontrarse un listado de “models” disponibles de forma gratuita en internet:

http://homepages.which.net/~paul.hills/Circuits/Spice/ModelIndex.html

 

En este caso, el archivo al que hace referencia es switch.model, por lo que probamos a eliminar los elementos de tipo “Switch” y probamos de nuevo.

Oregano-Screenshot-1-9  

Desplegando la lista de Nodos podemos ver seleccionar las distintas sondas para poder visualizarlas.

Oregano parece quedarse corto a la hora de utilizarlo en el ámbito profesional, pero sirve para estudiar el comportamiento de circuitos electrónicos sencillos.

Es sencilla e intuitiva y permite trabajar con dos motores de simulación: GNUCap y ngSpice, se puede seleccionar el motor deseado dentro de la opción “preferencias” del menú “edición”.

Enlaces:

Descripción de Oregano

Ejercicio de referencia con orCAD PSPICE