Curso Electrónica Básica Modelistas Navales

[Montañés]

Bueno, dentro de las diferentes opciones de software de diseño de esquemas electrónicos/placas etc. otra opción muy, muy buena (se usa incluso a nivel profesional), es el KiCad. Como ya he puesto en otros hilos, sabéis mi teoría acerca del software aplicado a nuestro hobby: libre y gratuito, potente pero que no consuma mucho ordenador, de aprendizaje accesible y que haya info/tutoriales en español por la red.
La enorme ventaja/diferencia de este programa es que es absolutamente LIBRE y GRATUITO, lo que evita un montón de problemas. Además, de "potencia" y prestaciones para nosotros vá más que sobrado, como ya he dicho. Enlace de descarga y descripción del programa:
http://www.lis.inpg.fr/realise_au_lis/kicad/" onclick="window.open(this.href);return false;
Como todos este tipo de programas, realmente es una suite (conjunto de varios programas: el de esquema, el de componentes, el de placas, etc.), y no ocupa demasiado.
Respecto a manuales, cada programa trae en inglés el suyo, a poquito que se domine se entiende bastante bien, con muchas ilustraciones.
No obstante, os recomiendo este tutorial aunque sea de una versión algo diferentes, fantástico para empezar (y hacer circuitos/placas, eh?):
http://www.ucontrol.com.ar/forosmf/tuto ... con-kicad/" onclick="window.open(this.href);return false;

No obstante, hay muuuuucha info por ahí (incluso una página específica de librerías de símbolos, pero eso ahora creo que es demasiado avanzado).

[josechu]

el anterior Post es el número

Como leer o interpretar un esquema electrónico Post 18

[josechu]

Como leer o interpretar un esquema electrónico Post 19

Y por último, vamos a referirnos al programa que recomendamos (es opcional no necesario) para seguir nuestro curso, del que procedemos a comentar algunos aspectos sobre el mismo.

Se trata de un programa informático, en la que constan dos aplicaciones:
el llamado Livewire con el que se puede diseñar y simular circuitos electrónicos y el PCB Wizard que nos permitirá mas adelante cuando lleguemos al capitulo 11, mostrar como realizar nuestros propios circuitos impresos desde nuestra casa.

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De momento nos centramos en la primera aplicación, como hemos mencionado antes, que nos posibilita realizar nuestros propios diseños esquemáticos, de una forma simple, rápida y sin la necesidad de tener grandes conocimientos en electrónica ya que es muy intuitiva.

A través de su entorno, que nos aparece en una ventana a la derecha, podemos ver los símbolos de los componentes que necesitemos.

Tras pinchar en él símbolo seleccionado y arrastrarlo con el botón izquierdo del ratón al tablero de diseño, iremos acumulando una serie de símbolos de componentes, que podamos necesitar para nuestro propósito, una vez que conectemos todos esos símbolos en la forma deseada, tendremos formado nuestro esquema, que podremos simular, guardar o imprimir.

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[josechu]

Como leer o interpretar un esquema electrónico Post 20

Hemos elegido esta aplicación, porque requiere muy pocos recursos de nuestro ordenador, solo precisa de 20 MB, libres en el sistema operativo de Microsoft Windows XP, por lo que incluso es posible tenerlo en una memoria portátil tipo usb, y poder utilizarlo en cualquier ordenador de iguales características.

Dispone de una gran sencillez de uso, y sus resultados son inmediatos cuando necesitamos realizar un esquema, lo que le hace ideal para poderlo manejar por cualquier aficionado a la electrónica, siendo incluso muy valorado también por muchos profesionales, que disponen de él, como otra herramienta mas de trabajo.

Como si fuese un laboratorio virtual, podremos realizar las simulaciones, e ir midiendo sus resultados simultáneamente, con los valores que el circuito nos valla proporcionando, dado que posee las siguientes características:

* Símbolos de circuitos y paquetes de componentes.
* Herramientas para el diseño de circuitos inteligentes, que pueden unir un circuito automáticamente mientras trabaja.
* Produce la simulación de circuitos interactivos, tal como si se trabajase en el mundo real.
* Produce una simulación virtual con más de 600 componentes ya almacenados en el programa, o bien con muchas otras librerías que podemos buscarlas por la web, o
crearlas nosotros mismos.

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* Recrea la simulación contenida de todos los componentes y si hace algo mal, éstos explotarán o se destruirán. Si conecta un Led de 1, 5V sobre una fuente de 12V, podrá ver en pantalla cómo se quema dicho diodo emisor de luz.

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* Posee instrumentos virtuales que incluyen osciloscopios y analizadores lógicos, que ayudan a la investigación y el diseño de circuitos. También tiene multímetros, fuentes de alimentación y muchos otros instrumentos virtuales.

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* Ofrece la posibilidad en incluir textos u otros gráficos, con soporte para ortografía y gramática.
* La simulación en tiempo real, permite localizar, corregir y solucionar posibles fallos.
* Los circuitos que hayamos podido crear o desarrollar con esta aplicación, podremos ejecutarlos con el PCB Wizard para hacer su correspondiente circuito impreso.
* Ruteo automático integrado.
* Generador de lista de componentes necesaria de todo el proyecto.

Señalar que del mencionado programa no, nos ha sido posible mostrar un enlace donde se pueda descargar una versión demos para demostrar, como los anteriores, ya que esta sujeta al copyright de sus autores, por lo que quien desee conseguir el mismo, tendrá que proceder como lo crea mas conveniente, y no debemos ni queremos, hacer mas comentarios sobre este asunto, creo que todos entendemos que son razones obvias.

[josechu]

Como leer o interpretar un esquema electrónico Post 21

algunos tutoriales

circuitos_con_livewire.pdf

[josechu]

Como leer o interpretar un esquema electrónico Post 22

El Laboratorio virtual con Josechu


Con este laboratorio virtual podremos realizar todas las prácticas cuantas veces deseemos, con el consiguiente ahorro de tiempo y dinero, ya que no ponemos en riesgo los componentes reales, teniendo que ir a comprarlos, para luego destrozarlos, al intervenir en ellos cambiando los valores de sus unidades de medida, todo sin tener que quemarnos los dedos u otra cosa con el soldador.

También nos permite familiarizarnos con los diferentes símbolos electrónicos de una forma mas eficiente, que es lo queremos pretender en el inicio de este capitulo.

Un taller o laboratorio real de electrónica, es un lugar donde se realizan trabajos prácticos de electrónica, sean estos trabajos de reparación, de diseño o desarrollo de circuitos electrónicos para alguna aplicación.
En nuestro caso, para el curso básico de electrónica para modelistas navales, necesitaríamos de una mesa de trabajo con instrumentos y fuentes de energía eléctrica regulables que suplantaran las pilas o baterías. También necesitaríamos un lugar para las cajas y estanterías, donde se pudiesen guardar todos esos componentes electrónicos que podríamos precisar para utilizar en el trabajo práctico, además de las herramientas necesarias para hacer las correspondientes conexiones entre ellos, alicates, pinzas, lupa, etc.
Un taller o laboratorio aunque sea muy básico debería de contar con un soldador, un multitester que nos permita medir por lo menos, continuidad, resistencias, voltios e intensidades (amperios) y un conjunto de diferentes componentes para practicar o poder realizar algunos trabajos prácticos.
Por lo que para poder realizar dentro de lo posible y construir nuestro propio laboratorio o taller, lo que hemos indicado hasta ahora, puede tener un valor desde unos pocos Euros, hasta donde uno quiera o se permita llegar.
Por ejemplo, con unos 10 euros aproximadamente, podremos encontrar un multitester aceptable, con unos 12 euros aproximadamente un soldador tipo lápiz de 25 a 30 watios, con unos 30 en adelante, para la fuente de alimentación regulada y así podríamos ir enumerando una gran cantidad instrumentos o de herramientas, como grabador de microcontroladores, osciloscopios, generadores de señal, analizadores lógicos o digitales, etc.
Muchos, que prácticamente pueden tener poco uso para el aficionado
Las resistencias y algunos componentes pasivos tienen un valor poco más que anecdótico. Lo que no ocurre lo mismo con los semiconductores, dado que dependiendo de sus características o complejidad pueden tener precios muy variados.

¿Pero qué es, un laboratorio virtual?
Bien pues un laboratorio real, puede tener su equivalente dentro de nuestro PC, si puedes disponer de algunos de los laboratorios virtuales que hemos ido relacionando hasta el momento e instalarlo en tu ordenador, mejor que mejor. Nosotros vamos a trabajar en un principio con el Live Wire, un laboratorio virtual excelente para el curso básico de electrónica en el modalismo naval.
En mi caso utilizaré el Live Wire (en adelante LiWi) en su versión profesional 1.11 pero prácticamente salvo algunos componentes, las versiones anteriores son perfectamente compatibles y las explicaciones pueden ser prácticamente idénticas.

Instalación y prueba del Live Wire
Cuando termines tu instalación aparecerá un icono en la pantalla como el indicado en la figura 1.

[josechu]

Como leer o interpretar un esquema electrónico Post 23

Haciendo click sobre este icono, aparecerá la pantalla del LiWi que lo puedes considerar como un laboratorio básico virtual con todo lo necesario para realizar nuestras primeras prácticas y todas las siguientes.

Figura 2.JPG

Es posible que al iniciar el trabajo no aparezca el bloque Gallery (galeria) de la derecha que representa la estantería donde están guardados los instrumentos y los componentes.

Figura 3.JPG

En ese caso hay que pinchar sobre View arriba a la izquierda y se desplegará una ventana en la pantalla en donde debe tildar “Gallery”. Al salir de esta ventana, aparecerá la mencionada estantería desplegable en la pantalla.

Figura 4.JPG

[josechu]

Como leer o interpretar un esquema electrónico Post 24

Los componentes e instrumentos están ordenados dentro de esta estantería de modo que se pueda encontrar fácilmente, te aconsejo pinchar en la flecha desplegable dirigida hacia abajo para observar todas las alternativas posibles.

Figura 4.JPG

En nuestro primer trabajo práctico vamos a trabajar con:
una fuente de tensión o de alimentación (Power Supplies)
resistencias, que se encuentran en componentes pasivos (Passive Components)
y un tester que se encuentra en Measuring.

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Para sacar esos componentes, debes de pinchar sobre ellos y sin soltarlos con el botón izquierdo del ratón, trasládalo sobre la parte activa de la pantalla que representa a su mesa de trabajo. Ahora solo basta con unir los componentes con cables virtuales realizando el circuito de la figura6.

Figura 6.JPG

Para conectar los componentes haz click sobre una punta del componente y arrastra hasta el otro componente que desea conectar, allí suelta y la conexión quedara terminada.
Luego puedes pinchar sobre los cables y acomodarlos. Si deseas realizar un tendido con un cambio de dirección diferente, suelta momentáneamente donde desees cambiar de ángulo y luego vuelves a pulsar, para terminar la conexión.
Con todo esto podemos decir que la instalación y la prueba ya esta terminada. En la siguiente sección aprenderemos a usar el LiWi.

[josechu]

Como leer o interpretar un esquema electrónico Post 25

Simulación de un circuito elemental
Si pinchamos con el botón derecho del ratón sobre la batería y aparecerá una ventanita en donde aparece el valor de la tensión de la misma.

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Figura 7.JPG

cambiar valor bateria.jpg

Fig.7 Cambio del valor de los componentes

Todos los componentes presentan una pantalla similar en donde se pueden cambiar su código de posición dentro del circuito (en este caso B1 de batería 1) o el valor de tensión (en este caso cambiar 9V por 1,5V). E inclusive se puede poner algún mensaje explicativo en la ventana “caption”. En nuestro caso la resistencia no necesita modificación porque su valor por defecto es el que necesitamos.
Si desearas ubicar los textos en una posición diferente solo necesitas hacer click sobre el valor y correrlo. Pulsa F9 para que comience la simulación. De inmediato observarás dos cosas.
Dentro del tester aparece el numero 1,5 indicando la tensión de la pila. Y en la parte de abajo del marco observará una ventanita marcada “Time” que indica el tiempo de la simulación que por lo general difiere del tiempo real dependiendo de la velocidad de tu ordenador.
En el presente trabajo práctico la corriente y la tensión se establecen de inmediato. Pero posteriormente veremos otros circuitos en donde los parámetros son una función del tiempo transcurrido.
Si prefieres ver como circula la corriente por este circuito solo tienes que hacer click sobre la pestaña “current flow” (flujo de corriente) del margen izquierdo.
Podrás observar que el fondo cambia a negro y se observan puntos que representan grupos de electrones circulando por el circuito. Si disminuyes a 100 Ohms el valor de la resistencia, observarás como aumenta la corriente por los conductores la batería y la resistencia.
Para conocer el valor de la tensión respecto del negativo de la batería y el valor de la corriente solo debes arrastrar la flecha hasta el punto en donde deseas hacer la medición.

[josechu]

Como leer o interpretar un esquema electrónico Post 26


Si quieres tener una indicación permanente de la tensión y la corriente, puedes recurrir a la colocación de los llamados instrumentos de panel. Son equivalentes a aquellos que se utilizan atornillados a un tablero, e indican su parámetro en forma permanente.

Figura 9.JPG

Observa que ambos instrumentos indican permanentemente los parámetros del circuito y permiten determinar un valor y ajustar otro para conseguir un determinado nivel en el tercero, sin realizar ninguna operación matemática.
¿Por ejemplo si coloco una batería de 12V que valor de resistencia debo colocar para que circulen 1,5 mA?
Simplemente cambiamos la tensión de batería a 12V, y luego colocamos una resistencia cualquiera. Por ejemplo de 200 Ohms.

[josechu]

Como leer o interpretar un esquema electrónico Post 27


Podemos observar, que el valor obtenido de la corriente, inmediatamente es de 60 mA, demasiado alto.
Pero si ponemos 2K la corriente se establece en 6 mA (observar que no hace falta detener la simulación para cambiar un valor). Ya estamos mas cerca, pero aun la resistencia, sigue siendo demasiado alta.
Como el sistema es lineal, rápidamente nos damos cuenta, que para que la corriente baje a 3 mA debo duplicar la resistencia y para lograr 1,5 mA debo duplicarla nuevamente otra vez. Por lo tanto probamos con 8K.
En el laboratorio virtual nos podemos encontrar con resistencias de todos los valores pero en la realidad solo se encuentran aquellos que corresponde con la serie 1 – 1.2 – 1,5 – 1,8 – 2,2 – 2,7 – 3,3 – 3,9 – 4,7 – 5,6 – 6,8 – 8,2 y 10 es decir que en nuestro caso lo mas cercano que podremos colocar en la realidad es de 8,2 K, esto lo explicaremos mejor cuando lleguemos al capitulo de la resistencias.
Si lo hacemos la corriente se establece en 1,46 mA. Si es aceptable se le deja así. En caso contrario queda un recurso que es conectar una resistencia de alto valor R2 en paralelo con la resistencia R1 de modo tal que podamos ajustar la corriente al valor que necesitemos o sea requerido.

[josechu]

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Práctica real

No hay mucho para agregar en la práctica real que sea diferente a la práctica simulada, simplemente debemos armar el circuito de prueba en una plaqueta perforada y luego realizar las mediciones. El tester digital real tiene un conmutador selector de funciones, que permite predisponer el tester como voltímetro, como amperímetro o como óhmetro, seleccionando además el valor de escala en cada caso. Es muy común que por razones de seguridad, se utilicen dos bornes diferentes del tester para la medición de corriente y de tensión.
Os invito a que realicéis la practica de ajustar la corriente a 1,5 mA cuando la tensión de fuente es de 12V, para familiarizarse con los valores de resistencia de la serie del 5% que es la mas utilizada habitualmente.

Conclusiones

Con este software podemos aprender a utilizar una poderosa herramienta de estudio que es el laboratorio virtual LiWi. En realidad solo vislumbramos su utilidad, porque lo empleamos para resolver un circuito muy elemental. Cuando los circuitos se hagan mucho mas complicados el uso de los laboratorios virtuales resultará prácticamente imprescindible para obtener una solución simple y rápida a todos nuestros problemas.
Te aconsejo que practiques con tu laboratorio virtual, todo lo que necesites, porque ese es el mejor modo de aprender. Este curso no es un curso para leer, es un curso para practicar, primero en forma virtual y luego en forma real. Por lo que creo, que si realmente quieres, con todo lo anteriormente hemos publicado, el amigo Montañes y yo, podrás orientarte mejor ante un esquema electrónico.

lo siguiente, será la pregunta de autoevaluación

[chino]

Hola. Entro en el enlace de Kicad que indicas y me salen un montón de archivos. ¿Te importaría explicar paso a paso la descarga del programa? Perdón por las molestias.

[josechu]

hola compañero

si con mucho gusto te respondemos, pero por favor si no te es mucha molestia, te contestamos por los hilos de consulta en este mismo subforo

asi dejamos este hilo limpio, solo para el curso
saludos amigo

aprovecho la ocasion para preguntar

cuantos mas o menos estais siguiendo el curso, ya que no tenemos una estimación objetiva de cuantos somos, ya que queremos ofrecer una cosa que no puede publicar por habierto en un foro.

por favor decirnos cuantos soys por el hilo de las consultas y no me envies MP, que de momento no puedo leerlos

saludos a todos

[josechu]

Como leer o interpretar un esquema electrónico Post 29 y último

El ejercicio de autoevaluación es el siguiente:

Tenemos un conmutador, el SW1, que esta en posición hacia arriba, lo que permite encender la bombilla BL 2.

La pregunta es. Que puede ocurrir si el conmutador, lo ponemos en la otra posición, ósea, hacia abajo.

A = Que hacemos un corto circuito
B = Que se encendería la bombilla BL 1
C = Que se encenderían las dos bombillas