manejo de paquetes computacionales para la simulación de circuitos eléctricos

8/18/2019 Manejo de Paquetes Computacionales para la Simulación de Circuitos Eléctricos

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Análisis de Circuitos Eléctricos

Roberto Vega Peña 1

Introducción

El software de simulación y diseño de circuitos de Multisim brinda a los ingenieros

habilidades avanzadas de análisis y diseño para optimizar el rendimiento, reducir los

errores de diseño y acortar el tiempo para generar prototipos. Las herramientas intuitivas

resultan en iteraciones de tarjeta de circuito impreso (PCB) y significativos ahorros en

costo

Con potentes características de aprendizaje e integración de hardware de laboratorio,

Multisim enseña a los estudiantes conceptos básicos de electrónica analógica, digital y de

potencia a lo largo del plan de estudios de ingeniería y ciencias.

Se realiza una previa evaluación de dos de los distintos programas de simulación para

circuitos y diagramas electrónicos, y estos nos facilitan bastante, además de proporcionar

todas las librerías, también nos son de utilidad para fines educativos.

La importancia de conocer distintos software de simulación, es de tener un amplio

panorama, para así saber para qué nos puede servir cada uno, ya que aunque son

similares, cada uno de estos tiene sus diferencias y distintos usos.


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Índice

I. Programas de simulación y análisis de circuitos

1. Labview………………………………………………...3

2. Multisim………………………………………………...4

3. Livewire………………………………………………...5

4. Proteus…………………………………………………6

5. CircuitMaker …………………………………………...7

II. Simulaciones

1. Multisim………………………………………………

...8

2. Proteus…………………………………………………11

III. Conclusiones…………………………………………18

IV. Bibliografías…………………………………………19


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LabVIEWNational Instruments®

Aplicaciones

- Automatizar Medidas y Procesar Datos de Señales

- Control de instrumentos

- Automatizar Sistemas de Pruebas y Validación

- Diseñar Sistemas Embebidos de Control y Monitoreo

- Educación Superior (Universidad/Facultad)

Características generales

El potente entorno de desarrollo de sistemas de NI LabVIEW, se puede construir cualquier

sistema de medidas o control en mucho menos tiempo. LabVIEW integra completamente

cualquier hardware con extensas bibliotecas de análisis y procesamiento de señales,

ofrece interfaces de usuario gráficas personalizadas y le permite implementar estos

sistemas a una plataforma que utiliza la tecnología más nueva y más avanzada.

Se puede escalar de manera efectiva su aplicación para cumplir con los cambiantes

requerimientos. La naturaleza de software y hardware integrados de esta plataforma

facilita visualizar e implementar toda la tecnología, E/S, matemática y modelos necesarios

para un sistema. En LabVIEW, se puede usar diferentes enfoques de programación con

las últimas tecnologías para describir la manera en la que funciona su sistema y después

compilar al mejor dispositivo para ejecutar su sistema. De esta manera usted puede

realizar iteraciones rápidas no solamente en el diseño, sino también en la implementación

de los sistemas que usted necesita.

Con LabVIEW puede:

Diseñar

Simular

Controlar

Programar

Visualizar

Crear un sistema

Desarrollar

LabVIEW va enfocado hacia el desarrollo, innovación y educación.


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Multisim National Instruments®

Aplicaciones

- Aplicaciones académicas

- Aplicación de diseño de circuitos


Multisim es un entorno de simulación SPICE avanzado y estándar en la industria. En todo

el mundo, los profesores lo usan para enseñar teoría de electrónica y los ingenieros lo

usan en varias industrias para diseñar y generar prototipos de circuitos.

Es el principio básico de la solución para la enseñanza de circuitos para construir

experiencia a través de la aplicación práctica del diseño, generación de prototipos ypruebas de circuitos eléctricos. El enfoque de diseño de Multisim le ayuda a reducir las

iteraciones de prototipos y a optimizar los diseños de tarjetas de circuito impreso (PCB) al

inicio del proceso.

El software NI Multisim está equipado con una base de datos de cerca de 22,000

componentes de los fabricantes líderes en semiconductores como Analog Devices,

National Semiconductor, NXP, ON Semiconductor y Texas Instruments. Puede escoger

de una extensa lista de amplificadores, diodos, transistores, fuentes de alimentación

conmutadas y otros componentes para diseñar y evaluar rápidamente circuitos analógicos

y digitales.

Con Multisim puede crear y diseñar circuitos y diagramas electrónicos, así como también

la simulación de estos mismos para su debida aplicación.


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LivewireNew Wave Concepts®

Aplicaciones

- Simulación de circuitos electrónicos


- Análisis de circuitos electrónicos


Livewire es una sencilla interfaz de usuario, le ayuda a construir circuitos de forma rápida

y sencilla . Sólo tienes que arrastrar los componentes que necesita y se conectan entre sí

utilizando la herramienta de cableado inteligente de Livewire . Haga los ajustes finales a

su circuito por los componentes en movimiento- Livewire preservará todas las conexiones

y re-ruta si es necesario y pulse el botón 'play ' para empezar la simulación.

Puede simular todo tipo de circuitos electrónicos, desde simples codificadores hasta

divisores de voltaje. En conjunto con PCB Wizard puedes tanto simular como iseñar, y

pasar directamente los diagramas de un programa a otro.

Tiene al posibilidad de mostrar el diseño previamente hecho en un sistema esquemático,

dibujo Artwork para impresión, visualización de líneas y sentido de corrientes, visualizar

los componentes colocados en imagen, y hacer mediciones simulando herramientas de

medición y graficación.


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ProteusLabcenter Electronics®

Aplicaciones

- Simulación de circuitos electrónicos

- Diseño de diagramas

- Simulación aplicada gráficamente


- Análisis de circuitos electrónicos


Proteus es una compilación de programas de diseño y simulación electrónica, que consta

de los dos programas principales: Ares e Isis, y los módulos VSM y Electra.

Permite diseñar el plano eléctrico del circuito que se desea realizar con componentes muy

variados, desde simples resistencias, hasta alguno que otro microprocesador o

microcontrolador, incluyendo fuentes de alimentación, generadores de señales y muchos

otros componentes con prestaciones diferentes.

Puede simular, en tiempo real, con posibilidad de más rapidez; todas las características

de varias familias de microcontroladores, introduciendo nosotros mismos el programa que

controlará el microcontrolador y cada una de sus salidas, y a la vez, simulando las tareas

que queramos que lleve a cabo con el programa. Se pueden simular circuitos con

microcontroladores conectados a distintos dispositivos, como motores, lcd´s, teclados en

matriz, etc. Incluye, entre otras, las familias de PIC's PIC10, PIC12, PIC16, PIC18, PIC24y dsPIC33.


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CIRCUITMAKER Altium®

Aplicaciones

- Simulación de comportamiento- Toma de voltaje y corriente

- Simulación del funcionamiento del circuito

- Visualización de líneas y sentidos de corriente y voltaje

- Graficación del funcionamiento y comportamiento


Permite la simulación de circuitos electrónicos analógicos y digitales, mostrando a su vez

el uso y comportamiento de este. Se puede visualizar el sentido y dirección tanto de la

corriente como el voltaje, y una visualización gráfica de este mismo.

Simula las mediciones debidas en tiempo real de cualquier circuito que se pueda crear

mediante este software.

Te permite crear diseños de circuitos y diagramas.


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Simulaciones de medición de parámetros eléctricos de circuitos

Mult is im

Ejercicios

1) 2)

3) 4)

5) 6)


9/19



7) 8)

9) 10)

11) 12)


10/19



13) 14)

15) 16)

17)


11/19



Proteus

Ejercicios

1)

2)

R1

12K

R2

4K

R36K

V112V V2

6V

mA

+1.25

R1

6K

R2

2K

R32K

V16V

V23V

R41K

mV

-833


12/19



3)

4)

5)

R1

6K

R2

12K

R36K

V112V

V26V

µV

-0.01

V16V

R1

12K

R2

12K

R312K

R412K

I12mA

µA

-900

R1

4K

R22K

R3

2K

R42k

I12mA

V16V

Volts

-1.75


13/19



6)

7)

R14K

R2

2K

R3

3K

R4

3K

I12mA

V16VR5

1K

µA

-667

µA

+833

R12K

R2

2K

R3

4K

R4

4K

I12mA

V16V

I24mA

Volts

+5.00


14/19



8)

9)

10)

11)

R16K

R2

6K

R3

4K

R44K

V16V

I24mAR5

8K

mA

+2.50

R1

4K

R2

2K

R36K

R42K

R51.0K

I1

3mA

V16V Volts

+2.00

m A

+ 1 . 6 7

R13k

I12mA

R26k

V1

3V


15/19



12)

13)

V13V

V2

6V

V33V

R1

6k

R212k

R36k

R4

12k

µA

+583

R112k

R2

4k

R3

6k

R42k

I12mA

V16V

V23V

mA

+1.50

R1

4k

R2

2k

R36k

I12mA

V16V

V2

3V

Volts

+3.00


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14)

15)

V16V

V212V

R1

4k

R3

4k

R22k

R46k

mA

+1.59

V1

6V

I1

2mA

R112k

R212k

R44k

R3

6k

mV

-429


17/19



16)

17)

V112V

V2

6V

R23k

R36k

R1

6k

R4

12k

µV

+16.0

mA

+2.00

V16V

R6

4k

R1

6k

R4

2k

R212k

R54k

V2

6v

R312k

Volts

+3.56


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Conclusiones

Con estos programas podremos construir circuitos digitales sobre un módulo digital virtual

a partir de modelos lógicos de circuitos integrados estándares (familia TTL LS) y de

aplicación específica (ASIC). Los circuitos pueden ser simulados en el módulo digital

directamente y en algunos casos pueden ser validados con Escenarios Virtuales que

representan al ambiente donde los circuitos operarán. Además, los circuitos hechos

pueden ser almacenados, recuperados y editados.

En muchos de estos también incluye Tutoriales Interactivos de algunos circuitos lógicos

típicos, y muchos de ellos incluyen descripciones VHDL. Estos software han sido

diseñados para ser empleados como una herramienta de enseñanza y aprendizaje del

diseño digital y actualmente está orientado a cursos básicos o de introducción a los

circuitos digitales, tanto en el nivel escolar como universitario. La mayoría de estos no son

gratuitos, y la paga justifica el medio utilizado junto con el aprendizaje obtenido. La copia y

uso libre, está sin restricción para algunos de estos, como lo son otros con licencia de

software libre.

Nos facilita bastante el uso de simuladores, porque así podremos saber si un diseño o

proyecto puede funcionar o no, y así darnos cuenta si el error es físico o de diseño del

mismo.


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Bibliografías

1) James Truchard, 2016, http://www.ni.com/labview/, 22 de febrero de 2016

2) James Truchard, 2016, http://www.ni.com/multisim/, 22 de febrero de 2016

3) Nick Martin, 2016, http://circuitmaker.com/About, 22 de febrero de 2016

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