Crocodile clips

INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA CARLOS DE LA ROSA SÁNCHEZ

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SIMULACIÓN DE CIRCUITOS PORORDENADOR

La electrónica se ha beneficiado enormemente de los avances de lainformática y actualmente existe una gran cantidad de programasque agilizan enormemente el diseño de circuitos electrónicos. Estosprogramas permiten simular complejos sistemas electrónicos de unmodo rápido, sencillo y eficaz. Además, algunos de ellos, realizantambién el esquema del circuito impreso.En las líneas siguientes vamos el programa Crocodile Clips 3, qees un sencillo simulador diseñado para el ámbito educativo.

CROCODILE CLIPS

Crocodile Clips 3 es un programa que permite simular circuitoseléctricos y electrónicos de una manera sencilla, rápida y divertida.Además, también permite la simulación de sistemas mecánicos yelectromecánicos.

1. Inicio del programa

Para ejecutar el programa basta con hacerdoble clic sobre su icono, si se haya en elescritorio. Si no disponemos de acceso en elescritorio debemos ir a Inicio, Todos losprogramas, buscar en la lista CrocodileClips 3 y hacer clic sobre el icono delprograma.Al iniciarse el programa puede aparecer una ventana que nosinforma sobre las características de la licencia. Pulsando el botónOK, en dicha ventana, esta se cierra y podemos comenzar atrabajar.

Icono del programaCrocodile Clips 3

Ejemplo de un circuitodiseñado con el programaPCB Wizard. En la partesuperior se puede ver cómoquedaría el circuito terminado.El esquema de abajo es elesquema del circuito impresocorrespondiente, generadopor el programa.

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2. ÁREA DE TRABAJO

La zona central de la ventana principal del programa se denominaárea de trabajo. Está en blanco y en ella se colocan loscomponentes procedentes de las barras de herramientas para suposterior interconexión y simulación.La mayoría de los iconos de la barra de herramientas pricipal sirvenpara acceder a conjuntos de elementos. Por ejemplo, si hacemosclic sobte el icono Interruptores la barra de herramientas principalse transforma en una barra donde aparecen distintos tipos deinterruptores y pulsadores. En la figura de abajo se muestra elsignificado de cada uno de los iconos de la barra de herramientasprincipal.

Eliminar

Generadores

Interruptores

Componentesde entrada

Componentespasivos

Semiconductoresdiscretos

Puertaslógicas

Circuitosintegrados

Generadoresde señal ysonido

Salidasluminosas

Componentesmecánicos

Aparatosde medida

Sonda

Controles delosciloscopio

Eliminardatos

Pausa

Área detrabajo

Barra dedesplazamientovertical

Barra dedesplazamientohorizontal





3. BARRAS DE HERRAMIENTAS

La mayoría de los iconos de la barra de herramientas principal,abren otras barras o librerías de elementos de la misma familia.Acontinuación se describen todos los elementos podemos encontraren las distintas librerías.

El primer y último icono de todas las librerías corresponden a laherramienta “eliminar componente” y “volver a la barra deherramientas principal” respectivamente.

GENERADORES

INTERRUPTORES

COMPONENTES DE ENTRADA

Eliminarcomponente

Pilas endistintasposiciones

Fuente detensiónajustable

Volver a la barrade herramientasprincipal

Fuente deintensidad

Suministrode tensiónpositiva

Suministrode tensiónnula (tierra)

Suministrode tensiónnegativa

Extremos delas barras desuministro

ELIMINAR ELEMENTOSPara eliminar un componentedel área de trabajo, se puedeproceder de dos formas:mediante la herramienta“eliminar componente”,presente en la barra principaly en todas las librerías, ohaciendo “clic” sobre elelemento en cuestión, paraseleccionarlo y posteriormentepulsando la tecla “supr” delteclado del ordenador.Si queremos eliminar varioselementos de una vez,procedemos de la segundaforma expuestaanteriormente, perorealizando la selecciónhaciendo clic en un punto ysin soltar arrastrando hastaotro punto de manera, que elrectángulo cuya diagonal es lalínea trazada, contenga en suinterior los elementos aeliminar.

Interruptoraccionadopor flotador

Termistor(NTC)

LDR confuente deiluminaciónvariable

LDR Fototransistor confuente deiluminación variable

Optoacoplador

Para modificar la temperatura de un termistor o lacantidad de luz que incide sobre una LDR o unfototransistor, basta con deslizar con el ratón el cursor(indicado con una flecha roja) hacia arriba o haciaabajo.

Interruptor Pulsadoresnormalmenteabiertos

Pulsadoresnormalmentecerrados

Conmutador

Interruptordoble

Conmutadordoble

Conmutador Relés

Para accionar distintos tipos deinterruptores de esta librería, sólohay que hacer clic con el ratónsobre el botón que llevan asociado

MODIFICAR EL VALOR DEUN COMPONENTESi queremos variar el valor deun solo tenemos que hacerclic sobre el número que llevaasociado y que indica suscaracterísticas y modificarestas en el cuadro de diálogoque aparece. Por ejemplo, sise trata de una pila, que pordefecto tiene 9 V, al hacer clicsobre el “9” aparece elsiguiente cuadro:

Si queremos que el nuevovalor sea 3V escribimos 3 enla casilla “valor”





VOLTÍMETROS DE BARRA

En uno de los extremos decualquier elemento conectadoa tensión, aparecerá unpequeño rectángulo rojo, dealtura proporcional a latensión de dicho elemento:

En el esquema de arriba, losvoltímetros de barras nosindican que hay tensión en lapila y a la entrada delinterruptor.

Al pulsar el botón delinterruptor aparece una nuevabarra indicando que llegatensión a la lámpara.

COMPONENTES PASIVOS

SEMICONDICTORES DISCRETOS

PUERTAS LÓGICAS

CIRCUITOS INTEGRADOS

GENERADORES DE SEÑAL Y SONIDO

Resistor Inductor Condensadorapolar

TransformadorCondensadorelectrolítico

TiristorTransistorNPN

TransistorPNP

DiodosDiodozéner

Entradalógica

Reloj

Disparadorde Schmitt

Inversor And de dosentradas

Nand de dosentradas

Nand de tresentradas

Nand de cuatroentradas

Or de dosentradas

Nor de dosentradas

Or exclusiva

Indicadorlógico

Biestablesde distintostipos

Contadores Convertidoresde código

Contadorde décadas

Temporizador555

Amplificadoroperacional

Generadoresde señal

Zumbador Altavoz Controles desonido





La sonda mide la tensión del punto que está tocando. Se colocanarrastrándolas al lugar deseado. Se dispone de cuatro sondas dedistintos colores. Cada sonda origina un trazo del color del color dedicha sonda.

Al hacer clic sobre este botón, aparece un cuadro de diálogo donde sepueden modificar los parámetros del osciloscopio.

Elimina las ondas representadas, los datos de sonido y pone a cero eltiempo de simulación.

Detiene la simulación y si se vuelve a pulsar, ésta se reinicia.

SALIDAS LUMINOSAS

COMPONENTES MECÁNICOS

APARATOS DE MEDIDA

SONDA

CONTROLES DEL OSCILOSCOPIO

BORRAR DATOS

PAUSA

Indicadoresluminosos

Lámparas deincandescencia

Diodos LED Display de sietesegmentos

Motoreléctrico

Motor develocidadconstante

Par defuerzas

Volantedeinercia

Engranajes

Transmisiónpor cadena

Sistemapiñóncremallera

Generadoreléctrico

Solenoide

Fuerza

Masa

Muelle

Interruptorfinal decarrera

Voltímetro Amperímetro

MEDIDA RÁPIDA DE LATENSIÓN, INTENSIDAD YPOTENCIA DE UNELEMENTO

El método más sencillo paraconocer la tensión, corriente ypotencia de un elemento escolocar el cursor sobre él, o susterminales y esperar un segundo.El resultado que se obtiene sepuede ver en la siguiente figura:

DISPLAY DESIETE SEGMENTOS

Un display de siete segmentos es uncomponente compuesto por sietediodos LED dispuestos formando un“ocho”. Conectándolosadecuadamente se puede visualizarcualquier dígito de 0 al 10. Porejemplo, si están todos encendidos,se muestra un “ocho”.La tensión de trabajo de estosdiodos es de 2.1 V, por lo que sesuelen conectar con resistencias enserie. El negativo de todos losdiodos está conectado a un puntocomún que se debe poner a 0 v.A continuación se muestran dosejemplos del funcionamiento de esteelemento:





4. MONTAJE DE UN CIRCUITO

Para montar un circuito, comenzamos por ubicar los componentes.Para ello, activamos la librería donde se halla cada uno de ellos, yarrastramos a la posición que queramos del área de trabajo. Comoejemplo, vamos a montar un interruptor crepuscular:

Una vez situados los componentes, podemos modificar suscaracterísticas haciendo clic sobre el número que las define, situadojunto al elemento. En este caso, cambiamos el valor de laresistencia variable de 50 a 500 K y de la resistencia de base deltransistor de 1 a 10 K. El circuito quedaría así:

Por último, sólo queda realizar las conexiones. Para ello ponemos elcursor sobre el terminal que queremos conectar, hacemos clic,soltamos y arrastramos hasta otro terminal, en el que aparecerá unpunto. Haciendo clic sobre dicho punto, la conexión quedarárealizada.

En el momento que cerramos el circuito, comienza la simulación.Para modificar la cantidad de luz que incide sobre la LDR movemosverticalmente el cursor con forma de lámpara, que hay a la izquierdadel componente. Para ajustar la resistencia variable deslizamos elcursor situado a su derecha.





EJEMPLO:Como ejemplo, vamos a simular un oscilador basado en el NE555.En este circuito podremos ver la forma de la onda generada y oírla.Comenzamos montando el circuito:

Al conectar el altavoz, aparece la ventana del osciloscopio en laparte inferior del área de trabajo. Podemos modificar el tamaño deesta ventana, arrastrando hacia arriba, la línea que la separa delárea de trabajo. Para el diseño anterior, tiene la siguiente forma:

En este caso, no se aprecia la forma de la onda de salida. Siqueremos verla con claridad, debemos actuar sobre los valores delosciloscopio en la ventana que aparece al accionar el botón de labarra de herramientas “valores del osciloscopio”:

Para apreciar la forma dela onda de salida, en lacasilla “tensión máxima”escribimos 2. En“duración por división”marcamos 1 y en“unidades de tiempo”elegimos ms(milisegundos). PulsamosOK y la gráfica quedacomo la de abajo:

MODIFICAR EL TONOAUDIBLE

Para modificar el sonidogenerado por el circuito de laderecha deslizamos loscursores de las resistenciasvariables. Si aumentamos elvalor del condensador de 20nF, la frecuencia de salidadisminuye y si lo reducimos seagudiza el tono.

USO DE LAS SONDAS

Si queremos representar lo queocurre en un puntodeterminado de un circuito,ponemos una sonda en dichopunto. Podemos usar tressimultáneamente, de coloresdistintos que originan líneas delcolor de la sonda en la ventanadel osciloscopio.Si en el circuito del ejemplo lascolocamos en los terminales 2,7 y 3 del circuito integradoobtendremos la representacióngráfica de la variación de latensión en estos puntos.





ACTIVIDAD:

Simula los siguientes circuitos y comprueba su funcionamiento:

a). Control del sentido de giro de un motor

b). Intermitente

c). Órgano

NOTA:

Debido a que los diodos led dedistinto color trabajan a distintatensión, debes utilizar un mismocolor para cada grupo de leds paraevitar que circule más intensidad porunos que por otros.Si quieres mezclar diodos de distintocolor deberás colocar unaresistencia de unos 200 en seriecon cada diodo y eliminar laresistencia de 100 .



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