Elección de las herramientas de simulación

Un simulador de circuitos electrónicos es una herramienta de que permite al ingeniero electrónico hacer pruebas sin correr el riesgo de daños. Un circuito que trabaja correctamente en un simulador, será más fácil de armar en una tabla de prototipo y tendrá mayores probabilidades de funcionar correctamente. Con ellos se pueden hallar de manera más fácil los errores y problemas que surgen a la hora de ensamblar los circuitos.

Actualmente el uso de las herramientas de simulación es imprescindible para la preparación del estudiante, dadas las posibilidades que estas brindan con respecto a la práctica real, de ahí la recomendación de que sean utilizadas antes de la implementación de un circuito, para mayor seguridad de su funcionamiento.

Existe un gran número de simuladores electrónicos que pueden ser utilizados en este trabajo, por lo que previo a su utilización se debe seleccionar cual será más factible, en este caso se tendrán en cuenta para ello sus utilidades.

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OrCAD.

Es un software profesional empleado en la simulación de circuitos que cuenta con los siguientes componentes fundamentales:

Capture CIS: es una herramienta que posee componentes para generar y procesar la información del esquema eléctrico, transferencia de información a otras herramientas del paquete en los formatos correspondientes, y conexión interactiva con el OrCAD PSpice y el OrCAD Layout; de esta manera facilita la puesta a punto de los proyectos.

PSpice A/D: está formado por componentes para la simulación de circuitos analógicos, digitales o mixtos. Los algoritmos permiten la simulación simultánea de las secciones analógicas y digitales sin que haya una degradación de las prestaciones.

Se pueden realizar análisis DC, AC, transitorio, paramétrico y por temperatura (Santín, 2011).

Multisim.

Multisim es una de las herramientas más populares a nivel mundial para el diseño y simulación de circuitos eléctricos y electrónicos. Este software de simulación proporciona avanzadas características que permiten ir desde la fase de diseño a la de producción mediante el uso de una misma herramienta (Pérez, 2010).

Multisim cuenta con una base de componentes de más de 10.000 partes, lo cual permite que los estudiantes puedan experimentar con una variedad de topologías de circuitos, usando interactivamente el estándar industrial SPICE para simular los mismos.

Este software posibilita que el estudiante durante el desarrollo de la simulación adquiera una serie de habilidades que le permiten prepararse para llevar a cabo con más facilidad el laboratorio real. Esta herramienta de simulación posee una serie de instrumentos, capaces de presentar los resultados en un formato semejante y en algunos casos igual al panel frontal de instrumentos reales que se comercializan (Santín, 2011).

Proteus

Proteus es una compilación de programas de diseño y simulación electrónica, desarrollado por Labcenter Electronics que consta de los dos programas principales: Ares e Isis, y los módulos VSM y Electra (Roth, 2012).

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ISIS: Intelligent Schematic Input System (Sistema de Enrutado de Esquemas Inteligente) permite diseñar el plano eléctrico del circuito que se desea realizar con componentes muy variados, desde simples resistencias, hasta un microprocesador o microcontrolador, incluyendo fuentes de alimentación, generadores de señales y muchos otros componentes con prestaciones diferentes. Los diseños realizados en Isis pueden ser simulados en tiempo real, mediante el módulo VSM, asociado directamente con ISIS.

El módulo VSM: Una de las prestaciones de Proteus, integrada con ISIS, es VSM, el Virtual System Modeling (Sistema Virtual de Modelado), una extensión integrada con ISIS, con la cual se puede simular, en tiempo real, con posibilidad de más rapidez; todas las características de varias familias de microcontroladores, el propio usuario puede introducir el programa que controlará el microcontrolador y cada una de sus salidas, y a la vez, simular las tareas que se quieran llevar a cabo con el programa. ISIS es el corazón del entorno integrado Proteus. Combina un entorno de diseño de una potencia excepcional con una enorme capacidad de controlar la apariencia final de los dibujos.

ARES, o Advanced Routing and Editing Software (Software de Edición y Ruteo Avanzado); es la herramienta de enrutado, ubicación y edición de componentes, se utiliza para la fabricación de placas de circuito impreso, permitiendo editar generalmente, las capas superficial y de soldadura.

SPICE

SPICE (Programa de simulación con énfasis en circuitos integrados). Fue desarrollado por la Universidad de California, Berkeley en 1975 por Donald Pederson.

Es un estándar internacional cuyo objetivo es simular circuitos electrónicos analógicos compuestos por resistencias, condensadores, diodos, transistores, etc. Para ello hay que describir los componentes, describir el circuito y luego elegir el tipo de simulación (temporal, en frecuencia, en continua, paramétrico...).Al ser un programa de código abierto, SPICE es ampliamente usado, además es la base de otros programas de simulación en las universidades y la industria (Nagel, 2010).

gEDA

gEDA (entorno de diseño electrónico y herramientas para la automatización) es un entorno de software usado para el diseño de circuitos eléctricos.

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El proyecto gEDA ofrece herramientas de software libre para el desarrollo de aplicaciones electrónicas. Incluye captura desde esquema (captura esquemática) usando "gschem", director de atributos "gattrib", lista de materiales, lista de nodos (netlist) en 20 formatos "gnelist", simulación analógica y digital "ngspice", "gnucap") y circuitos impresos en tarjetas(Hvezda, 2011).

Kicad

Kicad es un entorno de software usado para el diseño de circuitos eléctricos, muy flexible y adaptable, en el que se pueden crear y editar un gran número de componentes y usarlos en Eeschema Kicad permite el diseño de circuitos impresos modernos de forma sencilla e intuitiva. Además, en Pcbnew, los circuitos se pueden diseñar con múltiples capas y ser visualizados en 3D (Charras, 2011).

KiCAD Eeschema diseño esquemáticos. KiCAD PCBnew para crear circuitos impresos. KiCad está organizado en cinco partes:

kicad - El administrador de proyectos. eeschema - El editor de esquemáticos.

cvpcb - Seleccionador de huellas de los componentes usados en el esquemático. pcbnew - Entorno de diseño de los circuitos impresos (PCB).

gerbview - Visualizador de archivos Gerber.

Altium Designer

La unión de varios fabricantes de software para electrónica (Protel, Circuit Maker, etc), ha dado como resultado el desarrollo de este paquete, destinado al profesional de la electrónica. Entre los módulos que dispone este programa, se encuentra un simulador basado en Spice.

Altium Designer es capaz de producir prototipos rápidamente, dado que la introducción de bibliotecas integradas de la base de datos permite hacer esto. Se pueden colocar componentes modernos, aprobados directamente encima del esquema, y el motor de visualización de 3D permite acomodar los tableros dentro de sus casos y reducir revisiones. Las características como éstas permiten completar diseños más rápido y con más confianza (Coombs, 2012).

Después de analizar las características generales de un grupo se software de simulación electrónica, se seleccionó el OrCAD para el diseño de este trabajo ya que como se ha descrito, constituye una

35 CAPÍTULO II. Análisis de las características de las asignaturas Metodología de la Investigación Científica, Materiales y

Componentes y Electrónica Analógica I para la elaboración del Manual de proyectos excelentes herramienta de simulación, tanto para usarse con fines educativos como orientados a la producción, además de ser el utilizado tradicionalmente en la carrera de Telecomunicaciones y Electrónica dela Facultad de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Central Marta Abreu de las Villas, sede de este proyecto.