Simulación Electro, y Diseño de Circuitos Impresos

1. DATOS DE LA ASIGNATURA
Nombre de la asignatura Simulación electrónica y diseño de
circuitos impresos
Carrera Ingeniería Mecatrónica
Clave de la asignatura PIF - 1303
(Créditos) SATCA 3 – 2 – 5
2. PRESENTACIÓN
Caracterización de la asignatura.
Esta asignatura aporta al perfil del ingeniero mecatrónico los conceptos teóricosprácticos, para la simulación electrónica de fabricación de los circuitos impresos.
Intención Didáctica
En primer lugar se analizara los archivos que se necesitan para crear un circuito
impreso, desde la captura del esquema del circuito hasta la generación del
archivo para fabricar la tarjeta del circuito impreso (PCB), pasando por simulación
del comportamiento transitorio en el que se describe el entorno integrado del
desarrollo del programa, en segundo lugar se realizara una práctica donde se
aborde detalladamente los pasos para crear la PCB, es decir, el proyecto, el
esquemático, la asignación y el archivo PCB . El tercero se analizara los
parámetros en las reglas de diseño. También se indica cómo se enrula
manualmente y automáticamente
3. COMPETENCIAS A DESARROLLAR
Competencias específicas:
Aplicará y utilizará adecuadamente los
conceptos de la teoría de circuitos
eléctricos y electrónicos para la
simulación y fabricación de los circuitos
impresos.
Competencias genéricas:
Competencias instrumentales
 Capacidad de análisis y síntesis
• Capacidad de organizar y planificar
• Conocimientos básicos de la carrera
• Comunicación oral y escrita
• Conocimiento de la Transformada de
Laplace
• Habilidades básicas en el modelado
de sistemas mediante la utilización de
la Transformada de Laplace.
• Habilidades básicas de manejo de la
computadora
• Habilidad de manejo de software de
Ingeniería
• Habilidad para simular mediante
modelaje matemático los sistemas
físicos
• Conocimiento de electrónica
analógica
• Habilidad para buscar y analizar
información proveniente de fuentes
diversas
• Solución de problemas
• Toma de decisiones
Competencias interpersonales
Capacidad crítica y autocrítica
• Trabajo en equipo
• Habilidades interpersonales
• Creatividad
• Habilidad de modelar
Competencias sistémicas
Capacidad de aplicar los conocimientos
en la práctica
• Habilidades de investigación
• Capacidad de aprender
• Capacidad de generar nuevas ideas
(creatividad)
• Habilidad para trabajar en forma
autónoma
• Búsqueda del logro
4. HISTORIA DEL PROGRAMA
Lugar y fecha de
elaboración o revisión
Tlalnepantla de Baz,
Estado de México, de 11
al 15 de junio del 2013
Participantes
Evento
Dr. Luis Mauro Ortega
González
Ing. Jaime Castellanos
López
Ing. Francisco Rivera
Vázquez
Ing. Roberto A. Lozano
González
Ing. Atanacio Cruz Rojas
Ing. Rafael López
Rodríguez
Ing. Sergio Armando Torti
sosa
Elaboración del programa
de estudio de la
especialidad de la carrera
de Ingeniería Mecatrónica
5. OBJETIVO GENERAL DEL CURSO
Aplicará y utilizará adecuadamente los conceptos de la teoría de circuitos
eléctricos y electrónicos para la simulación y fabricación de los circuitos impresos.
6. COMPETENCIAS PREVIAS
 Aplica los conceptos de la teoría electrónica básica
 Aplica adecuadamente los principios de la teoría de circuitos electrónicos
para el análisis y diseño de los mismos
 Aplica los conocimientos teóricos obtenidos para realizar la simulación por
computadora de circuitos electrónicos analógicos y digitales
 Aplica los conocimientos adquiridos en la simulación por computadora para
implementar circuitos impresos de propósito especial
 Aplica los conocimientos de análisis, simulación e implementación de
circuitos impresos para la construcción de prototipos y sistemas reales en
mecatrónica
7. TEMARIO
Unidad
Temas
1
CARACTERISTICAS
GENERALES DE LOS
CIRCUITOS IMPRESOS
2
DISEÑO DE CIRCUITOS
IMPRESOS
Subtemas
1.1 Antecedentes de los circuitos impresos
1.2 Características físicas de una placa de
circuito impreso
1.3 Tipos de materiales base para circuitos
impresos
1.4 Calidad requerida para un placa de
circuito impreso
1.5 Tipos de placas para circuitos impresos
2.1 Tipos de encapsulados para
componentes
electrónicos
2.2 Reglas de diseño
2.3 Disposición de componentes
2.4 Diseño de pistas, nodos y pads
2.5 Diseños de puntos de prueba
2.6 Diseño de la máscara de soldadura
2.7 Diseño de pistas de alimentación
2.8 Diseño térmico
2.9 Diseño para evitar interferencias
electromagnéticas
2.10 Diseño para evitar el acoplamiento
electromagnético
2.11 Métodos gráficos para el diseño de
circuitos impresos
3
3.1
3.2
3.3
SIMULACIÓN DE
CIRCUITOS ELECTRICOS Y 3.4
ELECTRONICOS
4
5
MÉTODOS DE
TRANSFERENCIA DEL
CIRCUITO IMPRESO
MANUFACTURA Y
MONTAJE DE UN
CIRCUITO IMPRESO
Simulación analógica
Simulación digital
Simulación mixta
Simulación de sistemas basados en
Microcontrolador
3.5 Manejo y operación de un software
para el diseño total de un circuito impreso.
4.1 Procedimiento de transferencia directa
4.2 Procedimiento de transferencia térmica
4.3 Procedimiento serigráfico
5.1 Proceso inicial
5.2 Materiales y herramientas necesarias
para la manufactura de circuitos impresos
5.3 Características de soldaduras y
conexión
5.4 Fases del proceso de soldadura
5.5 Clasificación de soldaduras
5.6 Materiales de sujeción y accesorios
para circuitos impresos
5.7 Montaje final de un circuito impreso por
el método de transferencia térmica
5.8 Pruebas del circuito diseñado
5.9 Montaje final de un circuito impreso por
el método serigráfico
5.10 Pruebas del circuito diseñado
8. SUGERENCIAS DIDÁCTICAS
Tipos de software para el diseño de circuitos impresos
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
PROTEL
PCBWIZARD
WINCIRCUIT
PCBEXPRESS
EAGLE
TINYCAD
TANGO
9. SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN
La evaluación debe ser continua y formativa por lo que se debe considerar
el desempeño en cada una de las actividades de aprendizaje, haciendo
especial énfasis en:
1.- Reportes escritos de las observaciones hechas durante las actividades,
prácticas (de campo o en laboratorio), investigación documental,
simulaciones, entre otras.
2.- Lectura y revisión de textos.
3.- Exámenes escritos para comprobar el manejo de aspectos teóricos y
prácticos.
10. UNIDADES DE APRENDIZAJE
Unidad 1: Características generales de los circuitos impresos
Competencias específicas a desarrollar
Conocer las diferentes técnicas para
implementar un circuito impreso
Actividades de Aprendizaje
1.- realizar una investigación de las
técnicas más rápidas, económicas y
que no contaminen el medio ambiente
2.- investigar los diferentes de software
de tipo comercial mas utilizados en el
diseño de circuitos impresos.
Unidad 2: Diseño de circuitos impresos
Competencias específicas a desarrollar
Diseñar pistas, nodos y pads para
Actividades de Aprendizaje
1.- investigar que características debe
construir un circuito impreso de
propósito especial
tener un circuito impreso de propósito
general
2.- investigar las características de los
tipos de soldaduras mas eficientes para
la construcción de circuitos impresos
Unidad 3: simulación de circuitos eléctricos y electrónicos
Competencias específicas a desarrollar
Emplear la herramientas de software
estándar de uso comercial para la
realización de la prueba y simulación de
circuitos eléctricos y
electrónicos(Pspice, circuit maker etc)
Actividades de Aprendizaje
1.- realizar simulación analógica de
algún circuito electrónico o eléctrico
2.- realizar una simulación digital de
algún circuito electrónico o eléctrico
Unidad 4: Métodos de transferencia del circuito impreso
Competencias específicas a desarrollar
Realizar una transferencia de un
circuito impreso desde la unidad de
diseño asistido por computadora, hacia
un dispositivo ejecutor de los datos del
diseño, por ejemplo un plotter o
cualquier sistema para fabricar circuitos
impresos
Actividades de Aprendizaje
1.- investigar las características del
método de transferencia directa
2.- investigar las características del
método de transferencia térmica
3.- investigar las características del
método serigráfico
Unidad 5: manufactura y montaje de un circuito impreso
Competencias específicas a desarrollar
Actividades de Aprendizaje
Aplicar los conocimientos teóricos y
prácticos adquiridos a lo largo del
curso para construir un circuito impreso
real con todos y cada uno de sus
componentes
1.- realizar las pruebas de continuidad
eléctrica del circuito impreso
implementado, para ratificar el proceso
adecuado de soldadura
2.- realizar la prueba general del
circuito para corroborar que el ruido
eléctrico y el ruido del medio ambiente
no afecta su operación correcta
11. FUENTES DE INFORMACIÓN
1. Hiller, Gastón Carlos, Diseño de circuitos impresos con PC, Ed. Limusa, 2006
2. Pareja Aparicio, Miguel, Diseño y desarrollo de circuitos impresos con kicad, Ed.
Alfa Omega, 1ª Edición
3. Quintana, Camilo, Simulación de circuitos electrónicos con ORCAD 16 Demo,
ISBN 9788428714367
4. Recasens Bellver, Maria Auxiliadora, Gonzalez Calabuig, José, Diseño de
circuitos impresos con ORCAD Capture y Layout V.9.2, Ed. Paraninfo
5. www.uhu.es/manuel_sanchez/tutoriales/protel99/protel99.html
6. www.foroselectronica.com/f13tutorial-basico-pcb-wizard-17005
7. http://alain.michel13.free.fr/CircuitESP.pdf
8. www.actiweb.es/digitalsystem/index.html
9. www.3322_temario_Proteus.com
12. PRÁCTICAS PROPUESTAS
1.- Conocimiento de los distintos materiales para la elaboración de circuitos
impresos
2.- Realización de un circuito impreso aplicando reglas de diseño
3.- Simulación del circuito impreso en software
4.- Procedimiento de transferencia en cualquiera de sus métodos
5.- Elaboración de un circuito impreso real con pruebas del circuito diseñado