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Electronica Practica Creativa

electronica practica creativa

El sitio web sobre electronica recomendado de esta semana es Electronica Practica Creativa realizado por Vicente.

Es una pagina de divulgación enfocada como indica su nombre a la práctica sobre electronica, se encuentra divida en cuatro grandes areas temáticas:

  • Electrónica Analógica
  • Electrónica Digital
  • Micros (controladores)
  • Teoría Electrónica

Dentro de cada una de estas van a poder encontrar distintos post muy bien redactados y lo suficientemente explicados. Partiendo desde una introducción teórica, pasando por los diagramas y hasta la construcción de los circuitos de manera tal que cualquier persona con un mínimo conocimiento de electrónica puede entender y realizar por su cuenta los proyectos.

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Realizada la presentación del sitio los invito a conocerlo y leer los artículos publicados. Felicitaciones para Vicente por levantar el sitio y publicar información contribuyendo a que la electrónica sea más conocida y accesible para todos.

Fuentes Lineales vs Fuentes Conmutadas

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La elección del uso de una fuente de alimentación conmutada, o una fuente lineal en un diseño particular está basada en las necesidades de la aplicación. Ambos tipos de fuentes de alimentación tienen sus ventajas y desventajas.

Fuentes Lineales

La fuente lineal ofrece al diseñador tres ventajas principales:

  • Simplicidad de diseño.
  • Operación suave y capacidad de manejar cargas. Bajo ruido de salida y una respuesta dinámica muy rápida.
  • Para potencias menores a 10W, el costo de los componentes es mucho menor que el de las fuentes conmutadas.

Las desventajas del regulador lineal es su límite de aplicación. Sólo pueden ser reductores de tensión, lo que significa que se necesitará una caída de tensión aceptable para poder controlar la polarización de la etapa de potencia lineal y la regulación en la línea. En aplicaciones de línea de 50Hz, deberán utilizarse transformadores de linea adicionales de gran volumen, condicionando su versatilidad y practicidad.

Segundo, cada regulador lineal puede tener sólo una salida. Por esto, para cada salida regulada adicional necesaria, deberá incrementarse el circuito de potencia.

Tercero, y quizas el más importante es su eficiencia. En aplicaciones normales, los reguladores lineales tienen una eficiencia del 30 al 60%. Esto significa que por cada Watt los costos se irán incrementando. Esta pérdida llamada “headroom loss“, ocurre en el transistor de paso y, desafortunadamente es necesaria para polarizar la etapa de potencia y para cumplir con las especificaciones de regulación de línea, cuando la mayoría del tiempo el regulador no funcionará en esas condiciones.

Fuentes Conmutadas

Las fuentes conmutadas tienen las siguientes ventajas:

  • La eficiencia de las fuentes conmutadas está comprendida entre el 68 y el 90%. Esto hace reducir el costo de los dispositivos de potencia. Además, los dispositivos de potencia funcionan en el régimen de corte y saturación, haciendo el uso más eficiente de un dispositivo de potencia.
  • Debido a que la tensión de entrada es conmutada en un forma de alterna y ubicada en un elemento magnético, se puede variar la relación de transformación pudiendo funcionar como reductor, elevador, o inversor de tensión con múltiples salidas.
  • No es necesario el uso del transformador de línea, ya que el elemento magnético de transferencia de energía lo puede reemplazar, funcionando no en 50/60 Hz, sino en alta frecuencia de conmutación, reduciendo el tamaño del transformador y en consecuencia, de la fuente; reduciendo el peso, y el coste.

Un transformador de energía de 50/60 Hz tiene un volumen efectivo significativamente mayor que uno aplicado en una fuente conmutada, cuya frecuencia es típicamente mayor que 15 kHz.

La desventajas de las fuentes conmutadas es su diseño más elaborado. Un diseño de una fuente conmutada puede llevar varias semanas o meses de desarrollo y puesta a punto, dependiendo de los requerimientos.

Segundo, el ruido es mayor que el de las fuentes lineales. En la salida y entrada, radia interferencia electromagnética y de radiofrecuencia. Esto puede dificultar el control y no deberá ser ignorado durante la fase de diseño. Por éste motivo se deberán agregar de protección, de arranque suave, y filtros de línea adicionales como etapas previas.

Tercero, la fuente conmutada toma proporciones de energía de la entrada en pulsos de tiempos limitados para transferirlo a la salida en otras condiciones de corriente y tensión, por lo que le llevará mayor tiempo de restablecimiento al circuito para soportar variaciones en la entrada. Esto se llama “respuesta transitoria en el tiempo“. Para compensar este funcionamiento lento, los capacitores de filtro de salida se deberán incrementar para almacenar la energía necesaria por la carga durante el tiempo en que la fuente conmutada se está ajustando.

Generalmente, la industria está optando por el uso de fuentes conmutadas en la mayoría de las aplicaciones. En baja potencia, donde es necesario una mejor característica de rizado se está optando por insertar una fuente lineal en serie con la fuente conmutada.

Software de Ingenieria Electronica para Linux

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En la UTN-FRC este año se está haciendo mucho incapie en software libre, hay cursos gratuitos y en la primera mitad del año ya se realizaron dos install fest. A pesar de ser pro-Windows, como muchos usan Linux, realice un pequeña recopilación de programas que sirvan para los electrónicos.
De más esta decir que si conocen alguno que no este en la lista me comenten asi lo agrego.

Recopilación Software para Ingenieria Electronica en Linux

Gschem

Herramienta para el diseño de circuitos esquemáticos, con ella podemos hacer las mayoría de las cosas que nos ofrecen los distintos software comerciales, a saber: dibujar líneas, cajas, círculos, insertar texto, nets, buses, diseñar nuestros propios componentes, etc. No tiene la opción de autorouter.

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Gnetlist

Por su nombre ya nos podemos dar una idea de su función, es un  software de generación de netlist. Toma como entrada archivos gEDA/gaf. .sch (esquemáticos) y los archivos .sym (símbolos) requeridos y los convierte en netlists. Todo es en modo texto.

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Los dos programas mencionados arriba y un par más forman parte de la suite open source gEDA.

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PCB

Es un editor interactivo de placas de circuitos impresos. Incluye control de reglas de diseño, provee el standard industrial  RS-274-X, tiene un autorouter y optimización de pistas y todo lo necesario y común a todos los programas para diseñar pcb.

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Ngspice

Es un software obviamente simulador de circuitos (mixed-level/mixed-signal) cuyo código está basado en tres paquetes open source, Spice3f5 (usado por la mayoría de los simuladores comerciales), Cider1b1 y Xspice.

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Kicad

Son un conjunto de programas para la creación de esquemas electrónicos y circuitos impresos. La suite Kicad es un conjunto de cuatro programas y un gestor de proyectos para realizar circuitos electrónicos:

•    Eeschema: Creación de esquemas.
•    PcbNew: Realización de circuitos impresos.
•    Gerbview: Visualización de documentos generados en formato GERBER (documentos de fototrazado).
•    Cvpcb: Utilidad de selección de las huellas físicas de los componentes electrónicos utilizados en el esquema.
•    Kicad: Gestor de proyectos.

La visualización en 3D que se puede obtener del diseño no es tan realista como las logradas por el EAGLE 3D o el Ultiboard V10, pero no dejan de ser buenas.

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Liquid PCB

Es una aplicación CAD (computer arded design) para el diseño de circuitos impresos, su autor asegura que es diferente al resto debido a que esta programado (en C++) para sacar la mayor cantidad de trabajo al usuario y reducir el numero de clicks requeridos para realizar las operaciones comunes. La verdad que el programa resulta un poco extraño al principio, por ej no existe la típica barra de menú sino que hay que mantener presionado el botón derecho del mouse y aparece. También tienen generación 3D.

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Open Circuit Design

Es una suite de diseño de circuitos electrónicos completa similar a kicad, contiene:
•    Magic: Una herramienta de edición de diseño VLSI.
•    XCircuit: Herramienta para diseño esquemático y captura.
•    IRSIM: Simulador de circuitos digitales.
•    PCB: Editor de circuitos impresos.

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Gnucap

Gnucap es un software simulador de circuitos de propósito general. Realiza análisis transitorios, DC no lineal, AC, Fourier. Es un simulador que no se basa en pSpice, la simulación de analógica se basa en al teoría de nodos.

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Dinotrace

Es un visualizador de formas de onda X-11 que “entiende” distintos formatos de trazado (por ej Verilog Value Change Dumps). Viene optimizado para un rápido debugg, utilización de cursores, indicador de errores automaticos, etc.

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Vutrax

Se pronuncia “view tracks”, es un software profesional desarrollado en UK para realizar diseños de esquemáticos y PCBs. Viene integrado un autorouter, brinda la posibilidad de hacer diseños para RF y microondas, verificación de EMC, etc.

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