Manual bright spark, livewire y pcb wizard

ANIMACIÓN, SIMULACIÓN ELECTRÓNICA Y DISEÑO DE CIRCUITOS IMPRESOS
SIMULACIÓN DE CIRCUITOS Y DISEÑO DE CIRCUITOS IMPRESOS 3
Animación, Simulación Electrónica
y Diseño de Circuitos Impresos
Introduccción
Los lectores de Saber Electrónica están acostumbrados al uso de laboratorios vir-
tuales que permiten simular circuitos para poder “entender” su funcionamiento o para
evaluar su desempeño antes de realizar un montaje. Hace unos 7 años comenzamos a
hablar del Workbench y aún, en esta edición, seguimos desarrollando artículos emplean-
do este programa.
Desde hace un tiempo, quienes hacemos Saber Electrónica comenzamos a pensar
de qué manera podíamos obtener un entorno amigable que resulte atractivo para quie-
nes comienzan, de forma que la electrónica les resulte fácil y que estas herramientas tam-
bién les permitan realizar desarrollos más complejos.
Hoy contamos con Laboratorios Virtuales que enseñan los conceptos y leyes de la
electrónica recreando prototipos reales que le muestran cómo fluye la corriente por un cir-
cuito, cómo reproduce el sonido un parlante o cómo procesa una señal una compuerta
lógica; estos laboratorios no sólo hacen “animaciones”, también permiten “simular” el
funcionamiento de un circuito. Por ejemplo, si Ud. quiere saber cómo funciona el Scor-
pion que publicamos en esta edición antes de armarlo, puede dibujarlo en un programa
simulador y ver en la pantalla de la PC cómo se desempeña el aparato. Pero aún más…
si encuentra un circuito que está buscando pero no posee el dibujo de la placa de circui-
to impreso, Ud. puede dibujar el circuito en un laboratorio virtual PCB y hacer que el pro-
grama genere el impreso automáticamente.
Pues todo esto y muchas otras cosas permiten hacer los programas que conforman
el Laboratorio Virtual de New Wave Concepts.
Se trata de tres programas que pueden funcionar individualmente o en conjunto:
1) Bright Spark (animación electrónica): Le permite aprender electricidad y
electrónica mediante animación y simulación electrónica. Con este tipo de programa pue-
de “enseñar o aprender” electricidad y electrónica viendo realmente lo que sucede con el
comportamiento de circuitos o poniendo en práctica leyes y postulados. No es preciso que
tenga conocimientos previos ya que combinando pantallas animadas con simulaciones
realistas, lo ayuda a comprender diferentes conceptos “trayendo circuitos a la vida”.

4 SIMULACIÓN DE CIRCUITOS Y DISEÑO DE CIRCUITOS IMPRESOS
Las actividades que puede realizar con este programa incluyen: Ley de Ohm, cir-
cuitos serie y paralelo, circuitos AC y DC, leyes de Kirchoff, resistencia, capacidad, ló-
gica (técnicas digitales), diodos, transistores y mucho más.
2) Livewire (simulación electrónica): Es una herramienta que le permite ex-
perimentar con circuitos electrónicos para saber cómo funcionan sin tener que armarlos
realmente.
Es un “Laboratorio” que permite hacer simulaciones virtuales empleando anima-
ción y sonido que demuestran los principios de funcionamiento de los circuitos electróni-
cos, teniendo la oportunidad de visualizar qué ocurre con el desempeño del circuito cuan-
do se realiza alguna modificación.
Cuando tiene que montar un circuito y no está seguro de que va a funcionar, pri-
mero dibújelo con el Livewire y averigue cómo se comporta (sin necesidad de montar el
circuito realmente y mucho menos, tener que comprar los componentes). El programa in-
cluye, transistores, diodos, circuitos integrados, bobinas, resistencias, capacitores y cien-
tos de otros componentes que pueden ser conectados para investigar los conceptos de
voltaje, corriente y carga.
Su uso es muy sencillo, simplemente debe “arrastrar” los componentes sobre el
área de trabajo y los tiene que conectar siguiendo pasos muy simples hasta formar el cir-
cuito que Ud. quiera. Una vez armado el circuito sobre dicho tablero tiene que seguir pa-
sos muy simples para conectarle instrumentos (osciloscopios, fuentes de alimentación, mul-
tímetros, frecuencímetros, etc.) y así ver cómo opera. Si se trata de una alarma, por ejem-
plo, puede accionar virtualmente un sensor y ver qué ocurre con el sistema de aviso, si
como sistema de aviso hay luces, verá cómo se encienden y si se dispara una sirena, po-
drá comprobar cómo suena. Es decir, trabajará en forma virtual como lo haría en el mun-
do real.
3) PCB Wizard 3 (diseño de circuitos impresos): Es un programa muy fá-
cil de aprender y fácil de utilizar. Si quiere obtener un circuito impreso, simplemente de-
be “arrastrar” los componentes sobre un “tablero o documento” y los tiene que conectar
siguiendo pasos muy simples hasta formar el circuito que Ud. quiera. Una vez armado el
circuito sobre dicho tablero tiene que ejecutar una instrucción (seleccione la opción del
menú “convertir a PCB”) y PCB Wizard hará el resto… es decir, el circuito impreso apa-
recerá automáticamente.
Puede hacer circuitos impresos de una y dos capas; además, podrá interactuar
con el programa Livewire para simular el funcionamiento del circuito que ha dibujado y
así sabrá rápidamente si el prototipo hace lo que Ud. quiere aún antes de armarlo física-
mente.
Tiene una amplia gama de herramientas que cubren todos los pasos tradiciona-

CÓMO HACER UN CIRCUITO CON CUALQUIERA DE ESTOS TRES PROGRAMAS
les de producción en PCB (diseño de circuitos impresos), incluyendo dibujos esquemáti-
cos, capturas esquemáticas, ubicación de componentes y archivos de generación para
producir kits y prototipos. En suma, PCB Wizard es un programa que ofrece una gran
cantidad de herramientas inteligentes que permiten que “diseñar circuitos impresos” sea
muy fácil.
Cómo hacer un circuito con cualquiera
de estos tres programas
Para hacer una animación, una simulación o el diseño de un impreso, debe dibu-
jar el circuito, y la forma de hacerlo es exactamente la misma con cualquiera de los tres
programas. Para ello tenga en cuenta que en primer lugar, debe tener el programa e ins-
talarlo en su computadora pero si no lo tiene puede bajar una DEMO de nuestra web:
www.webelectronica.com.ar
Haga click en el ícono password e ingrese la clave: newave. Tenga en cuenta que
en futuras ediciones seguiremos explicando el funcionamiento de estos programas pero
que en todos los casos daremos archivos autoejecutables disponibles para todos nuestros
lectores a través de Internet.
Hacemos esta aclaración porque si bien precisa los programas para hacer sus
propios diseños, sabemos que no todos pueden comprar estos productos. También pue-
de utilizar los programas que están en el CD “200 Ediciones” que se describe en esta
obra.
Cuando le decimos que haga el montaje de un circuito, somos conscientes que de-
berá tener un soldador para “soldar” los componentes a una placa; de la misma mane-
ra, para “simular” el funcionamiento de un circuito precisará un laboratorio virtual. El
Workbench o el Livewire permiten hacer simulaciones pero, mientras que el Workbench
tiene un precio de venta al público de unos 180 dólares americanos, el Livewire cuesta
unos 50 ó 60 dólares y se maneja en un entorno más amigable que puede ser compren-
dido por inexpertos y resultará útil para desarrollos profesionales.
Una vez más recordamos que los pasos que explicaremos a continuación son los
mismos para cualquiera de los tres programas; empleamos el PCB Wizard como ejem-
plo, pero Ud. puede trabajar con el Livewire o el Bright Spark.

PCB Wizard en funcionamiento
Presione el bo-
tón INICIO en la esqui-
na izquierda de su
pantalla, diríjase al
menú Programas y eli-
ja PCB Wizard 3 (figu-
ra 1).
Si desea apren-
der completamente a
utilizar el programa,
diríjase a la columna
HELP de la barra del
menú (figura 2).
El mejor modo
de comenzar a traba-
jar con este tipo de programas es explorando algunos de los archivos ejemplos provistos
con el software. Hay muchos archivos habilitados que muestran cada paso del proceso
del circuito diseñado, desde el diagrama del circuito hasta cómo finalizar el circuito im-
preso. Serán almacenados por ejemplo en la carpeta: C:/program files/new wave con-
cepts/ PCB Wizard 3/ Examples.
Como una forma de entrenamiento, le sugerimos que baje el programa DEMO de
la web y trabaje con algunos de los archivos de ejemplo eligiendo muestras de circuitos,
del menú de ayuda.
En cada archivo ejemplo, presione styles del lado izquierdo de la barra de herra-
mientas para cambiar el modo en el cual aparece cada circuito. Presione sobre el botón
Real World, por ejemplo, y verá el circuito como aparecería cuando sea profesionalmen-
te manufacturado.
Para explicar los diferentes “botones” del menú de cada programa podríamos rea-
lizar un listado de cada botón con su explicación, pero ésto no sería didáctico. Es prefe-
rible que usted comience a utilizar el
programa de inmediato para que
pueda aprender sobre la marcha.
Por lo tanto vamos a armar y probar
un circuito de demostración muy sen-
cillo, utilizando muy pocos mandos
(botones).
En la figura 3 se observa la
pantalla del PCB Wizard con la des-
Figura 1
Figura 2

PCB WIZARD EN FUNCIONAMIENTO
cripción de sus partes fun-
damentales.
Los elementos principales
de este laboratorio virtual
son:
Barra de menú
La barra de menú (figura
4) es utilizada para acce-
der al rango de herramien-
tas y rasgos en PCB Wi-
zard. Muchas de las op-
ciones del menú pueden
accederse haciendo click
en los botones de la barra
de herramientas o presio-
nando la tecla shortcuts.
Barra de herramientas
Las barras de herramientas proporcionan maneras rápidas de realizar las tareas
en el PCB Wizard (figura 5). La mayoría de los botones corresponde a un orden del me-
nú. Usted puede averiguar lo que cada botón hace deslizando su cursor encima del mis-
mo: en un recuadro aparece desplegando el nombre del botón.
Diseño de página
La hoja de diseño es donde se ponen los objetos y se editan. Las barras deslizan-
tes le permiten moverse alrededor del diseño. Posee un rango de encuadre y opciones de
vistas que también están disponibles (vea nuevamente la figura 3).
Galería
La galería proporciona el acceso rápido a los componentes. Usted puede arras-
trar el objeto inicialmente de la galería hacia su diseño. Al principio la galería estará es-
condida.
Figura 3
Figura 5
Figura 4

Barra de estados
Es una barra pequeña que describe el orden actualmente seleccionado (es la par-
te inferior de la figura 3).
A modo de ejemplo, crearemos un cir-
cuito sensible a la temperatura como el que
se muestra en la figura 6. El circuito encende-
rá un LED cuando la temperatura disminuya
por debajo de un nivel establecido como um-
bral. Intentaremos que Ud. aprenda a:
– Agregar componentes de la galería.
– Cablear componentes (interconec-
tarlos).
– Cambiar los valores de los compo-
nentes y modelos.
Para hacer este circuito se necesita:
– Un termistor (tipo NTC)
– Un transistor BC548B
– Un LED verde
– Un resistor de 1kΩ - (4 bandas) marrón, negro, rojo y doradas, (5 bandas) ma-
rrón, negro, negro, marrón y dorada .
– Un resistor de 680Ω - (4 bandas) azul, gris, marrón y dorada, (5 bandas) azul,
gris, negro, negro y dorada.
– Un resistor variable de 100kΩ
– Una batería 9V.
Tenga en cuenta que Ud. puede diseñar su circuito en el programa Livewire o
Bright Spark o PCB Wizard 3, los dos primeros (luego) le permitirán visualizar la simula-
ción del mismo a través de mediciones con el osciloscopio o multímetro y ver su funcio-
namiento. Si lo crea en PCB Wizard, podrá pedir que le haga el impreso pero también
podrá exportarlo a cualquiera de los otros dos programas para hacer su simulación o ani-
mación.
Figura 6

AGREGANDO COMPONENTES
Agregando componentes
Debemos crear un nuevo documento en el cual dibujará
su circuito. Para crear un nuevo docu-
mento, haga click en el botón “nue-
vo” o elija “nuevo” del menú de archi-
vo.
Sobre el nuevo documento aprendere-
mos a usar la galería para agregar
componentes a su circuito. Si la gale-
ría no está actualmente abierta, pre-
sione sobre el botón Gallery (galería)
en la barra de herramientas para
abrirlo (figura 7). Seleccione la op-
ción símbolos de circuito.
En la ventana de la galería de símbo-
los de circuito, usted podrá ver todos
los componentes que se encuentran
disponibles dentro del programa (fi-
gura 8).
Figura 7
Figura 8
Figura 9

En la figura 9 se pueden ver las diferentes galerías de componentes con que con-
tamos para hacer nuestros proyectos.
Los componentes dentro de la galería están agrupados de acuerdo a su función.
En la parte superior de la ventana hay una lista que le permite seleccionar qué grupo se-
rá exhibido.
Para hacer el circuito de la figura 6, del grupo “fuentes de alimentación”, agre-
gue el componente “batería” al documento de trabajo, para hacer esto coloque la flecha
del mouse sobre el símbolo batería, presione y mantenga el botón izquierdo del mouse,
con el botón aún sostenido, arrastre el símbolo a su circuito. Finalmente, suelte el botón
del mouse cuando el símbolo del circuito esté en la posición requerida dentro del docu-
mento de trabajo.
Ahora necesitaremos agregar el resto de los componentes para lo cual procedere-
mos de forma análoga a lo recién explicado.
Agregue un resistor variable y un termistor desde el grupo de los componentes de
entrada, dos resistores del grupo de componentes pasivos, un transistor NPN del grupo
semiconductores discretos y finalmente un LED del grupo de componentes de salida.
Debemos posicionar los componentes cuidadosamente sobre el documento de tra-
bajo antes de comenzar a diseñar el circuito.
Tenga en cuenta que se pueden mover los com-
ponentes si nos fijamos con el mouse sobre ellos, ha-
ciendo un click y manteniendo apretado el botón mien-
tras movemos el componente sobre la posición requeri-
da. Para esto, desde la barra de herramientas, deberemos seleccionar el cursor como un
señalador estándar (figura 10).
En la figura 11 pode-
mos ver cómo quedarán los
componentes una vez arrastra-
dos sobre el documento de tra-
bajo. Tenga en cuenta que es
conveniente pensar en la posi-
ción que deberán tener los
componentes antes de colocar-
los sobre el documento de tra-
bajo. La posición de los com-
ponentes al comienzo puede
ayudar a producir un diagra-
ma de circuito más claro.
Para alinear los pins
del resistor R2 con la base del
transistor, necesitará rotar los
Figura 10
Figura 11

CÓMO CAMBIAR VALORES DE COMPONENTES Y MODELOS
componentes, para ello seleccione el resistor R2 haciendo un click
con el mouse y entonces presione sobre el botón rotar hacia a la iz-
quierda o a la derecha de la barra de herramientas (figura 12).
Una vez que los componentes han sido ubicados, usted puede co-
menzar a unirlos. Para hacer esto usted debe primero
presionar sobre el botón “seleccionar” de la barra de
herramientas (figura 13).
Luego, mueva el mouse sobre el pin superior de la ba-
tería (figura 14). Mientras sostiene el mouse sobre el pin
se dará cuenta que aparecerá un recuadro describien-
do ese pin en particular.
Presione y mantenga con el botón izquierdo del mouse,
sin soltarlo mueva el mouse hasta el punto donde desea
hacer la unión.
Usted puede dibujar curvas, deslizando el botón del
mouse sobre el mismo o presionando sobre una parte
vacía del circuito, como por ejemplo la posición (b) de
la figura 15. Como vamos a conectar el extremo de la
batería con R3, para completar la unión, deslize el bo-
tón del mouse sobre la parte superior de R3 sin dejar de
presionar el botón izquierdo del mouse (figura 16).
Ahora agregue, una segunda unión a la parte superior
del resistor variable VR1 para acoplarlo con la unión
existente.
Para unir dos pistas, simplemente deslice el botón del
mouse sobre una pista existente. Se dará cuenta que,
cuando haga esto, se agrega automáticamente una
unión en el punto de conexión.
Puede unir el resto del circuito utilizando el diagrama
de de la figura 6 como guía.
Si se equivoca, en cualquier momento puede presionar
el botón “deshacer” para corregir cualquier error.
Cómo cambiar valores de componentes y modelos
Con el diagrama de circuito de la figura 6, puede comenzar a ajustar el valor de
los componentes.
Figura 12
Figura 13
Figura 14
Figura 15
Figura 16

En su circuito, el resistor R3 se-
rá utilizado para limitar la corriente
que pase a través del LED. Es bueno in-
cluir resistores cuando utiliza leds, sin
ellos, los leds se pueden quemar.
Para una tensión de 9 volt, el
valor del resistor debe cambiar a unos
800 Ohm para limitar la corriente a
unos 10mA, cuando el led está encen-
dido. Nosotros usaremos un resistor de
680Ω porque éste es un valor comer-
cial.
Para cambiar el valor, haga do-
ble click sobre el resistor R3 con lo cual
se exhibirán las características del mis-
mo (figura 17). El campo VALOR para
el resistor se muestra en la parte inferior
de la ventana y consiste de un valor y
un multiplicador (figura 18). Ingrese
680 en el primer recuadro de valor (es
el valor del resistor), y luego presione
una vez sobre la flecha de la derecha
del segundo recuadro para cambiar el
multiplicador de K (x1000) a x1.
Para completar el diseño del cir-
cuito, necesitará especificar exacta-
mente qué tipo de transistor va a ser
utilizado. Estos tipos son conocidos co-
mo modelos. Presione el botón derecho
del mouse sobre el transistor Q1 y del
menú que aparece, elija el transistor
BC548B de la lista de modelos (figura
19).
Usted se dará cuenta de que el
transistor está etiquetado como
BC548B en el diagrama de circuito.
La mayoría de los componentes
dentro de PCB Wizard, proveen modelos diferentes. Los leds por ejemplo, están disponi-
bles en una gama de diferentes colores. Pruebe ahora, presione el botón derecho del
mouse sobre el LED y seleccione “verde” de la lista de modelos habilitados.
Figura 17
Figura 18
Figura 19

LA SIMULACIÓN DE CIRCUITOS CON EL LIVEWIRE
La Simulación de Circuitos
con el Livewire
La Simulación del Circuito
En la figura 20 se ve el circuito a transis-
tor completo, montado como sensor de
temperatura. Usted puede ver como tra-
baja sin necesidad de armarlo físicamen-
te. Para “simular el funcionamiento” abra
el programa Livewire, abra el circuito del
sensor (que se supone que lo guardó en
el disco rígido de su PC, caso contrario
vuelva a armarlo según lo explicado an-
teriormente) y presione el botón “Run”
(play) de la parte superior de la barra de
herramientas para simular su circuito (fi-
gura 21).
Puede chequear que su circuito está fun-
cionando ajustando la barra deslizante
al lado del termistor (figura 22). Esto es-
tablecerá la temperatura para el sensor.
También puede cambiar el modelo de termistor para lo
cual debe hacer un doble click con el botón derecho del
mouse para que aparezca una tabla de propiedades, se-
leccionando “Models” aparecerá el listado de termistores
disponibles (figura 23).
Investigue qué sucede con el LED cuando cambia la tem-
peratura. El LED debería encenderse cuando la temperatu-
ra esté lo suficientemente fría. El nivel de temperatura en
el cual se enciende el LED es controlado por el resistor
variable VR1. Experimente ajustando la barra deslizan-
te próxima al resistor VR1 para cambiar este nivel.
Haga click con el mouse sobre el LED, aparecerá un re-
cuadro que exhibe las lecturas de la corriente (A para
Figura 20
Figura 21
Figura 22

ampere) y la potencia desarrollada por el ele-
mento (W para watt), tal como lo especifica el
ejemplo de la figura 24.
Nota:
Pruebe esto con el LED encendido y apa-
gado y note los valores para cada momento.
Verá que la corriente del LED encendido es de
10mA y que el LED está apagado cuando no
hay corriente.
Luego, posicione
el mouse sobre uno de los
cables de su circuito (figu-
ra 25), aparecerá un re-
cuadro que le indica el
voltaje y la corriente de
esa unión en particular
(la tensión especificada
se toma con respecto al
terminal especificado como masa).
Si la corriente fluye a través del con-
ductor, verá que aparecerá una flecha junto
al cursor, la cual le indicará la dirección del
flujo de corriente actual.
No debe olvidar guardar su documen-
to. PCB Wizard, Bright Spark y Livewire, le
dan la posibilidad de seleccionar la opción
“REMIND TO SAVE DOCUMENT” (recuérde-
me salvar el documento), en la cual usted po-
drá especificar, cada cuánto tiempo desea
que cada uno de los tres programas le re-
cuerde guardarlo. Para esto diríjase a la op-
ción herramientas (TOOLS) y seleccione op-
ciones (OPTIONS), tal como se ve en la figu-
ra 26. Luego deberá seleccionar las opcio-
nes requeridas del recuadro mostrado en la
figura 27. Esta opción graba automáticamen-
te el proyecto.
Figura 23
Figura 24Figura 25
Figura 26
Figura 27

¿CÓMO VISUALIZAR LA ANIMACIÓN DEL CIRCUITO?
La otra manera para salvar un proyecto es hacerlo manualmente para lo cual de-
berá ir al menú “File” y luego seleccionar la opción “Save” o “Save As”. La diferencia
entre los dos es, que para poder guardar un archivo nuevo hay que usar sí o sí la fun-
ción “Save As” (figura 28); primeramente le pedirá que indique la ruta de la carpeta de
destino (figura 29) así más adelante puede abrir nuevamente el proyecto y trabajar con
él. Al hacer cambios en el circuito para volver a guardarlo solo hay que apretar el en me-
nú la opción “Save”.
¿Cómo Visualizar la Animación del Circuito?
Una vez diseñado su circuito con Livewi-
re o Bright Spark usted podrá visualizar
la animación del mismo.
Uno de los principales beneficios de la
simulación de circuitos, es que le permi-
te ver en pantalla las representaciones y
conceptos normalmente ocultos como
voltajes, corrientes y cargas, tal como
hemos comenzado a explicar al comien-
zo de este artículo. Del lado izquierdo
de la ventana principal de Livewire, us-
ted encontrará la barra de estilos. Esta
barra muestras los diferentes modos en
que puede lucir su circuito.
Figura 28
Figura 29
Figura 30

Con la simulación
en funcionamiento, presio-
ne el botón “niveles de
voltajes” (“voltage le-
vels”). Su circuito lucirá
como el exhibido en la fi-
gura 30, con diferentes
barras que muestran los
diferentes niveles de volta-
jes y flechas que indican
la dirección del flujo de
corriente actual.
Como prueba,
ajuste la barra deslizado-
ra sobre el resistor R1. Ve-
rá que el voltaje y la co-
rriente dentro de su circui-
to cambian en la medida
que lo hace la barra desli-
zadora.
Luego presione el botón corriente actual (Current Flow). En este estilo la corriente
es gráficamente animada utilizando los puntos que se mueven alrededor del circuito.
Además, los colores representan los niveles de voltajes. Si el nivel del voltaje es
de 5V o más, la unión se exhibirá en color rojo, si está por debajo de 5V, será azul y
cuando sea de 0V estará en color verde (figura 31).
Usando los Instrumentos en
la Simulación de Circuitos
Simulando un circuito con el osciloscopio
Presentamos en la figura 32 el diagrama de un simple inyector de señales. Se trata
de un oscilador con el integrado 555 el cual nos generará en su salida una señal de onda
cuadrada. Esta señal podrá modificarse a través del cambio de los valores de C1 y R2.
Figura 31

SIMULANDO UN CIRCUITO CON EL OSCILOSCOIPO
Para poder bus-
car los instrumentos que
disponemos en el pro-
grama, vamos a la ga-
lería y hacemos un clic
como muestra la figura
33. Inmediatamente
aparece la galería.
Dentro de ella, en la
parte Measuring se en-
cuentran los instrumen-
tos de medición. Ver fi-
gura 34.
Dentro de esa
sección en la galería
podemos encontrar un
multímetro analógico,
uno digital, un wattíme-
tro, un osciloscopio de
2 canales y un analiza-
dor lógico.
Sacamos el osci-
loscopio, de la misma
manera que sacába-
mos los componentes
hacia la mesa de traba-
jo, como muestra la fi-
gura 35.
Una vez que sa-
camos el osciloscopio,
podemos cerrar la ven-
tana de la galería para
tener más campo de vi-
sión en nuestra panta-
lla.
El osciloscopio
graba niveles de volta-
jes sobre un determina-
do período de tiempo.
Veremos que
contiene los dos cana-
Figura 32
Figura 33
Figura 34

USANDO LOS INSTRUMENTOS EN LA SIMULACIÓN DE CIRCUITOS
les (CH1 y
CH2). Cada
canal tiene
una terminal
positiva y
una negati-
va. (Ver figu-
ra 36).
Normalmente, el lado positivo es unido
a la señal a medir y el lado negativo a 0 volts.
El voltaje que se lee es calculado como
la diferencia de po-
tencial entre las termi-
nales positivas y ne-
gativas.
Comenzamos
entonces conectando
la terminal negativa
del canal 1 a 0 volts,
como muestra la figu-
ra 37. Y luego la ter-
minal positiva del mis-
mo canal a la salida
del capacitor C3,
donde deberíamos
obtener una señal de
onda cuadrada.
Debemos lue-
go, hacer un clic so-
bre el osciloscopio
con el botón derecho
del mouse y nos apa-
recerá la opción para
agregar el gráfico
(Add Graph) como
vemos en la figura 38.
Inmediatamente después, debe hacer un clic con el botón izquierdo del mouse y
sin soltarlo arrastrar hasta formar un recuadro, suelte el botón cuando el tamaño del grá-
fico sea de su agrado, tal como se muestra en la figura 39.
Para visualizar la animación presionamos sobre Run en la barra de herramientas
Figura 35
Figura 36
Figura 37Figura 38
Figura 39

y encendemos el circui-
to a través de la llave
de encendido, para ver
cómo el osciloscopio ya
nos muestra la señal de
salida. (Ver figura 40).
Haciendo doble clic so-
bre el gráfico podre-
mos ver las propieda-
des de nuestro gráfico,
las cuales podrán ser
modificadas según
nuestra necesidad. Como podemos ob-
servar, es posible ajustar la tensión má-
xima y mínima de medición, la base de
tiempo y el color del trazo para cada
canal.
Como nuestro circuito funciona con 6
volts, cambiamos las tensiones mínimas
y máximas para dicho voltaje, como se
ve en la figura 41.
Vemos los resultados en la figura 42.
Pero vamos a modificar ahora la base
de tiempos. (Figura 43).
Observamos el resultado en la fig. 44.
Ahora damos “Stop” en la simulación
para conectar el otro canal del oscilos-
copio en otra parte del circuito, y ver
cómo aparecen las dos formas de onda
de ambos canales.
Cuando damos “Play” a la simulación
Figura 40
Figura 41
Figura 42
Figura 43 Figura 44

USANDO LOS INSTRUMENTOS EN LA SIMULACIÓN DE CIRCUITOS
vemos la diferencia
entre el canal 1 y el
canal 2. Vea la figura
45.
Damos ahora
doble clic sobre el
gráfico como muestra
la figura 46 para lue-
go cambiar de color
el trazo del canal 2,
que al ser de color
azul se confunde con
las marcas del oscilos-
copio.
Vemos en la fi-
gura 47 que haciendo
doble clic sobre el co-
lor azul en el canal 2
del osciloscopio apa-
rece una paleta de co-
lores que serán la op-
ción para el color del
trazo de cada canal
del osciloscopio. Ele-
gimos en este caso el
verde.
Vemos en la fi-
gura 48 que el trazo
del canal 2 del oscilos-
copio se ha cambiado
a verde.
Si queremos
ahora hacer algunas
mediciones con otro
instrumento, debemos
primero dar “Stop” a
la simulación, luego
seleccionar el oscilos-
copio y el gráfico para
así deletearlos. Luego
accione nuevamente
Figura 45
Figura 46
Fig. 47Figura 48
Figura 49

la galería en la par-
te Measuring y se-
leccione, por ejem-
plo, el multímetro di-
gital como muestra
la figura 49, de la
misma manera que
procedimos con el
osciloscopio.
Lo conectamos como muestra la figura 50, el nega-
tivo a 0 volts y el positivo del multímetro a la salida
del integrado, para ver la tensión de salida.
Damos comienzo a la simulación apretando Run y
cerrando la llave de encendido. Vemos que el circui-
to oscila, dando por un momento la tensión de fuen-
te en la salida como vemos en la figura 51, y en
otro momento la tensión en la salida es de casi 0
volts, ver figura 52.
Cómo Crear Circuitos Impresos
Ya vimos cómo armar
los esquemas circuita-
les, y cómo probar si
funcionan,entonces
ahora que sabemos
que el proyecto anda
perfectamente, pode-
mos crear la placa de
circuito impreso.
Vemos en la figura 53
el diagrama de nues-
tro inyector de seña-
les, el cual fue diseña-
do y salvado en el Li-
vewire, para luego
Figura 50 Figura 51
Figura 52
Figura 53

CÓMO CREAR CIRCUITOS IMPRESOS
abrir el programa PCB Wizard 3 con el
que crearemos nuestro impreso. Cabe
mencionar que este programa (PCB Wi-
zard 3) contiene dos galerías de compo-
nentes: una con los símbolos de los com-
ponentes y con la cual podemos armar
exactamente igual que con el Livewire, los
esquemas circuitales; la única diferencia
es que no cuenta con los instrumentos de
medición, tal como lo tiene el Livewire. Y
la otra galería pertenece a los encapsula-
dos de los componentes, los que luego
aparecen dibujados en los circuitos impre-
sos como en la realidad.
Continuando entonces con la crea-
cion de nuestro impreso, debemos sin ce-
rrar el Livewire, abrir el programa PCB
Wizard 3 como muestra la figura 54.
Luego que abrió el programa (figu-
ra 55), dejándolo en segundo plano, va-
mos al Livewire y en Tools (herramientas)
deslizamos el mouse hasta “Convert” y
luego soltamos el botón del mouse en (De-
sign to printed circuit board). (Figura 56)
Verá que una ventana aparecerá
para conducirlo a través del proceso de
conversión. (Figura 57).
La ventana contiene una serie de
páginas que le permitirán decidir cómo
será convertido su circuito impreso. Figura 56
Figura 57Figura 58
Figura 54
Figura 55

Estas páginas abarcan areas tales como el tamaño y la forma del impreso (figura
58), qué componentes son utilizados (figura 59), agregar conexiones de fuentes digita-
les, por ejemplo en los casos en que se usan compuertas lógicas, y en cuyo diagrama es-
quemático no aparecen las conexiones de positivo y negativo de dichos componentes,
colocando esa opción podrá conectar automáticamente los bornes de alimentación a ta-
les integrados. O si usa una batería esta opción le dará la indicación de cual debe ser
el positivo y cual el negativo. (Figura 60).
Colocando próximo (Next) nuevamente pasamos a otra ventana la cual nos per-
mitirá ver cómo se colocan automáticamente los componentes en el tablero, cómo son ro-
tados si es necesario, y cómo se fijan al impreso. (Vea la figura 61).
La página siguiente se trata del ruteo automático para la unión de los componen-
tes, si pueden haber pistas diagonales, si es
de una faz o de doble faz, y el grueso de
las pistas (Grid), (ver la figura 62).
La próxima pantalla nos da la opción para
que agregue cobre en todas las partes va-
cías del impreso, con lo que nos ayuda a
ahorra percloruro férrico a la hora de hacer
el impreso. Nos da también la opción de
cambiar la distancia entre pistas, para que
Figura 59
Figura 60
Figura 61 Figura 62
Figura 63

no pasen unas muy cerca de
otras pudiendo provocar al-
gun cortocircuito. (Ver figura
63).
Colocando Next nue-
vamente nos encontramos por
fin con la última pantalla an-
tes del proceso de conver-
sión, donde sólo debemos ha-
cer clic en Convert, como
muestra la figura 64.
Inmediatamente des-
pués vemos que los compo-
nentes aparecen moviéndose
hacia adentro de lo que será
el circuito impreso. (Figura
65).
Y ya está!! Nuestro cir-
cuito impreso ya está listo.
Le comentamos que
podrá ver su impreso desde
varios aspectos diferentes:
por ejemplo en la figura 66 lo vemos desde
la opción normal, o en la figura 67 que se ve
como si fuera profesionalmente manufactura-
do. (Opción Real World). O solamente de la
parte del cobre (Artwork) en la figura 68; op-
ción Unpopulated como se ve en la figura
69, opción Prototype como se ve en la figu-
ra 70 o puede verlo de otras maneras dife-
rentes con otras opciones como muestran las
figuras 71.
P o d e -
mos salvar
nuestro circui-
to impreso
dándole un
nombre. Y
también pode-
mos hacer
Figura 64
Figura 65
Figura 66
Figura 68 Figura 69
Figura 67

nuestro impreso
manualmente, o
sea crearlo no-
sotros mismos.
Para eso abri-
mos un nuevo
documento PCB
Wizard 3, y co-
mo muestra la
figura 72, saca-
mos la galería
en la parte packages (encapsula-
dos) y buscamos los componentes
necesarios para sacarlos de la mis-
ma manera que hacíamos con el Li-
vewire.
Buscamos el componente, lo selec-
cionamos, lo arrastramos hacia
afuera, damos doble clic sobre él y
le damos su denominación. En las fi-
guras 73 a 81 se muestran los pa-
sos para lograr lo dicho. En la figu-
ra 82 vemos que ya tenemos todos
Figura 70 Figura 71
Figura 72
Figura 73
Figura 74
Figura 75

los componentes necesarios para armar nuestro impreso y que hay una opción en la ba-
rra de herramientas de abajo, en la que podemos cambiar la medida en que vamos a
mover cada componente.
Por ejemplo, usted puede agregar la opción Show Grid, la cual creará una espe-
cie de fondo cuadriculado lo que le permite alinear fácilmente cada componente, ajus-
tando esa opción usted puede agrandar o achicar ese fondo cuadriculado con lo cual
cambiará el espacio en que se moverá cada componente.
Figura 76 Figura 77
Figura 78 Figura 79
Figura 80 Figura 81

Vemos en la figura 83
que ya ubicamos los com-
ponentes como para unir-
los a través de las pistas,
pero algunas denomina-
ciones de componentes
se encimaron sobre otras.
Para ubicar correctamen-
te cada denominación
junto al componente co-
rrespondiente tenemos
una opción como muestra
la figura 84 que nos per-
mitirá fijar o no las deno-
minaciones de cada com-
ponente sobre la placa
de circuito impreso. Nota-
mos la diferencia entre la figura 83 y la 85 en la que cada componente lleva su denomi-
nación correcta. La figura 86 nos muestra cómo hacer para crear las pistas que unirán a
Figura 83
Figura 84
Figura 82
Figura 85
Figura 86

cada componente. Dando un doble clic sobre
esa opción, le podemos modificar el ancho de
la pista.
Para unir cada componente, con
“Track” (pistas) deberá hacer igual que con el
Livewire, hacer clic sobre la terminal de un componente y arrastrar el puntero hasta el
próximo componente a unir, como muestra la figura 87. Para hacer las curvas debe ir ha-
ciendo un clic cambiando la dirección de la pista hasta formar la curva o el codo desea-
do, ya sea para esquivar algún otro componente o como nos muestra la figura 88 para
unir las terminales 2 y 6 del integrado.
La misma figura nos muestra también que es mejor si rotamos el capacitor C1, pa-
ra poder optimizar espacio en la placa de circuito impreso. Para rotarlo, lo selecciona-
mos primero y haciendo clic sobre la opción Rotate lo rotamos 90 grados con cada clic,
además tenemos la opción de rotarlo hacia la izquierda (Rotate Left) o hacia la derecha
(Rotate Right). La opción que está al lado es para colocar el componente en espejo.
Figura 87
Figura 88
Figura 89
Figura 90

Si necesitáramos
agregar alguna termi-
nal adicional, debe-
ríamos usar la opción
que se muestra en la
figura 89, en la cual
dando un doble clic,
aparece un recuadro
para ajustar el diáme-
tro de la terminal y
del agujerito donde
deberán soldarse los
cables de entrada o
salida, según el caso.
Como vemos en la figura 90, ya terminamos de unir to-
dos los componentes, y ahora le pondremos una placa
de circuito impreso, para poder luego apreciarlo desde
las diferentes opciones que nos da el programa (figura 91).
Podremos verlo entonces al igual que anteriormente, desde la opción Normal (fi-
gura 92), la opción “vista de
componentes” (figura 93), la
opción “componentes sobre im-
presos” en la figura 94; opción
Unpopulated como se ve en la
figura 95, o Prototype como se
ve en la figura 96.
Bueno, podemos decirle enton-
ces que si ya tiene claros todos
estos conceptos que le hemos
explicado hasta ahora, Ud ya
está en condiciones de crear sus
propios prototipos de electróni-
ca a partir de cero. Podrá crear
sus propios inventos electróni-
cos, probarlos, verlos funcio-
nando, medirlos con instrumen-
tos como ser osciloscopios, mul-
tímetros, amperímetros, etc.
Además de poder crear los cir-
cuitos impresos que desee.
Figura 95
Figura 91
Figura 92
Opciones
Figura 93 Figura 94
Figura 96

SÍNTESIS Y REQUERIMIENTOS PARA UN LABORATORIO VIRTUAL
Síntesis y Requerimientos para
un Laboratorio Virtual
El Simulador
Livewire es un “Laboratorio Virtual” que permite hacer simulaciones virtuales empleando animación
y sonido que demuestran los principios de funcionamiento de los circuitos electrónicos, teniendo la oportuni-
dad de visualizar qué ocurre con el desempeño del circuito cuando se realiza alguna modificación. Dicho
de otra forma, si Ud. quiere montar un circuito y no está seguro de que va a funcionar, primero dibújelo con
el Livewire y averigue cómo se comporta (sin necesidad de montar el circuito realmente y mucho menos, te-
ner que comprar los componentes). Ud. cuenta con switches, transistores, diodos, circuitos integrados, bobi-
nas, resistencias, capacitores y cientos de otros componentes que pueden ser conectados para investigar los
conceptos de voltaje, corriente y carga. No hay límites para el diseño de los circuitos ni conexiones o com-
ponentes que fallen; puede interconectar cientos de componentes en un solo circuito y tampoco hay límites
en la cantidad de prototipos que se pueden simular. Si quiere saber cómo se comporta un circuito, simple-
mente debe “arrastrar” los componentes sobre un “tablero o documento” y los tiene que conectar siguiendo
pasos muy simples hasta formar el circuito que Ud. quiera. Una vez armado el circuito sobre dicho tablero
tiene que seguir pasos muy simples para conectarle instrumentos (osciloscopios, fuentes de alimentación, mul-
tímetros, frecuencímetros, etc.) y así ver cómo opera. Si se trata de un amplificador de audio, por ejemplo,
y le coloca una señal de entrada, podrá experimentar cómo reproduce el parlante. Es decir, trabajará en for-
ma virtual como lo haría en el mundo real. Este laboratorio virtual simulador de circuitos electrónicos posee
las siguientes características:
– Símbolos de circuitos y paquetes de componentes.
– Herramientas para el diseño de circuitos inteligentes, que unen su circuito automáticamente mien-
tras trabaja.
– Produce la simulación de circuitos interactivos, tal como si trabajaran en el mundo real.
– Permite la simulación realista de más de 600 componentes ya almacenados en el programa.
– Posee instrumentos virtuales que incluyen osciloscopios y analizadores lógicos, que ayudan a la inves-
tigación y diseño de circuitos. También tiene multímetros, fuentes de alimentación y muchos otros instrumentos.
– Produce la simulación realista de todos los componentes y si hace algo mal, éstos explotarán o se
destruirán. Si conecta una lamparita de 12V sobre una fuente de 24V, podrá ver en pantalla cómo se que-
ma dicha lámpara.
– Ofrece publicaciones integradas de textos, gráficos y soporte para ortografía y gramática.
– La simulación en tiempo real permite localizar y solucionar fallas.
– Los circuitos que haya armado con el Livewire podrá ejecutarlos con el PCB Wizard para hacer el
correspondiente circuito impreso.

DESCRIPCIÓN DE LOS PROGRAMAS
El Generador de Circuitos Impresos
PCB Wizard 3 es un programa muy fácil de aprender y fácil de utilizar. Si quiere obtener un circui-
to impreso, simplemente debe “arrastrar” los componentes sobre un “tablero o documento” y los tiene que
conectar siguiendo pasos muy simples hasta formar el circuito que Ud. quiera. Una vez armado el circuito
sobre dicho tablero tiene que ejecutar una instrucción (seleccione la opción del menú “convertir a PCB”) y
Wizard hará el resto… es decir, el circuito impreso aparecerá automáticamente. Puede hacer circuitos impre-
sos de una y dos capas; además, podrá interactuar con el programa Livewire para simular el funcionamien-
to del circuito que ha dibujado y así sabrá rápidamente si el prototipo hace lo que Ud. quiere aún antes de
armarlo físicamente. Tiene una amplia gama de herramientas que cubren todos los pasos tradicionales de
producción en PCB (diseño de circuitos impresos), incluyendo dibujos esquemáticos, capturas esquemáticas,
ubicación de componentes y archivos de generación para producir kits y prototipos.
En suma, PCB Wizard es un programa que ofrece una gran cantidad de herramientas inteligentes
que permiten que “diseñar circuitos impresos” sea muy fácil. Este laboratorio virtual generador de circuitos
impresos posee:
– Símbolos de circuitos y paquetes de componentes.
– Herramientas para el diseño de circuitos inteligentes, que unen su circuito automáticamente mien-
tras trabaja.
– Ruteo automático integrado.
– Generador de reporte de componentes utilizados para que tenga la “lista de materiales” necesa-
ria para su proyecto.
– Herramientas para cubrir con cobre las áreas vacías automáticamente para reducir los costos de
producción ya que al tener menos cobre para ser “comido” de la placa, el ácido durará un tiempo mayor.
– Posibilidad de incluir publicaciones, integradas con textos, gráficos, soporte para la comprobación
de ortografía.
– Opciones CAD/CAM flexibles, incluyendo ayuda para la exportación de archivos Gerber y Exce-
llon NC-Drill.
– Enlaces con Livewire para que el circuito armado en PCB Wizard pueda ser simulado.
Para Aprender Electricidad y Electrónica
Mediante Animación y Simulación Electrónica
Si quiere “enseñar o aprender” electricidad y electrónica viendo realmente lo que sucede con leyes
físicas o el comportamiento de circuitos, este laboratorio virtual le resultará ideal. No es preciso que tenga
conocimientos previos ya que combinando pantallas animadas con simulaciones realistas, lo ayuda a com-
prender diferentes conceptos “trayendo circuitos a la vida”. La ventaja de los laboratorios virtuales de este ti-

SÍNTESIS Y REQUERIMIENTOS PARA UN LABORATORIO VIRTUAL
po es que traen una gran variedad de hojas de trabajo animadas e interactivas. Entre otras cosas, las acti-
vidades que puede realizar con este programa incluyen: Ley de Ohm, circuitos serie y paralelo, circuitos AC
y DC, leyes de Kirchoff, resistencia, capacidad, lógica (técnicas digitales), diodos, transistores y mucho más.
Las principales características del Bright Spark son:
1- La simulación de circuitos animados con resultados sorprendentes y exactos.
2- Gran cantidad de componentes animados incluyendo resistores, capacitores, interruptores, senso-
res de distinto tipo, circuitos lógicos, diodos, transistores, etc.
3- Le permite construir sus propios circuitos o experimentos para que tenga un libre aprendizaje.
4- Demostración única de la animación que sucede dentro de cada componente y de cada cable.
5- Tiene amperímetros, voltímetros y construcciones gráficas que le permiten realizar mediciones.
6- Trae un recuadro de sugerencias que hace alusión a la simulación que se está llevando a cabo,
dando las lecturas de tensión, corriente, potencia y energía.
7- Ofrece publicaciones integradas de textos, gráficos y soporte para ortografía y gramática.
8- Tiene links con el PCB Wizard 3 que permiten obtener los circuitos impresos de los prototipos.
9- Es tan simple que la edad mínima recomendada es 8 años y es tan versátil que resulta ideal pa-
ra la presentación de trabajos de grado en la carrera de ingeniería.
Requerimientos del sistema:
Para todos los casos, las condiciones mínimas que debe reunir una computadora para correr bien
los programas de este laboratorio virtual son:
– PC o compatible con un procesador superior a 133MHz
– Microsoft Windows 95, 98, ME, NT 4.0, 2000, XP o un sistema operativo más actual.
– 16 MB de memoria RAM (se recomiendan 32 MB).
– 10 MB de espacio disponible en el disco duro.
– CD Room.
– Monitor VGA o una resolución más alta.
– Mouse o un cursor compatible.

Manual bright spark, livewire y pcb wizard

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