Curso: Simulación de circuitos eléctricos

Curso: Simulación de circuitos eléctricos
Departamento de Electricidad, Electrónica y Computación (DEEC)
Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología (FACET)
Universidad Nacional de Tucumán (UNT)
Curso: Simulación de circuitos eléctricos (DEEC – FACET – UNT)
Definiciones:
Simuladores de Circuitos Eléctricos
Son una herramienta de software utilizada por profesionales en el
campo de la electricidad y la electrónica, y los estudiantes de las
carreras Tecnológicas en general.
Ayudan a crear en forma digital algún circuito que se desee
armar, ayudando a entenderlo mejorarlo y ubicar las fallas
dentro del circuito de manera más fácil y sencilla.
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Características
Los simuladores de circuitos cuentan con múltiples
herramientas que nos permiten simular casi cualquier
circuito.
Circuitería básica:
Semiconductores:
•
•
•
•
• SSI: Compuertas AND, OR, XOR,
NOT, NAND, NOR, NXOR
• MSI: TIMER, Flip Flop, Buffer
Contadores y Unidades Aritmético lógica.
• LSI: PIC´s, PLA’s, DPS’s, FPGA
Resistencias
Condensadores
Bobinas
Fuentes de tensión o
corriente
• Leds
• Switchs
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Historia
Estos softwares llevan varios años siendo desarrollados y mejorado sus
características
El primer simulador fue creado por Donald Pederson en la Universidad de
California en Berkeley en 1975 y se llama SPICE.
El funcionamiento de este programa se basa línea de código las cuales no son
tan fáciles de utilizar al momento de diseñar todo un circuito complejo y el
usuario debe de tener un conocimiento correcto sobre como utilizar esos
comandos, sin embargo, SPICE es fundamental para otros programas con
mayor interactividad con el usuario.
Existen muchos otros software en el mercado que realizan la misma función,
ya depende de lo que la persona este buscando, existen programas más
complejos que otros, y algunos programas mas funcionales que otros.
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Ventajas
• El utilizar un simulador de circuitos le permite al usuario hacer pruebas
sin correr el riego de dañar algún circuito, si eso llegase a ocurrir,
implicaría mayor gasto de material semiconductor.
• Cuando un circuito trabaje correctamente en el simulador, será mas fácil
armarlo en una ProtoBoard, con la seguridad de que el circuito
funcionara correctamente.
• Con el simulador se puede hallar de manera mas fácil los errores y
problemas que surgen a la hora de armar los circuitos eléctricos, con
ayuda de algunas herramientas con que los programas ya cuentan como
por ejemplo: Multímetros, Generadores de Tensión u Osciloscopio.
• Algunos programas cuentan con diferentes vistas al circuito que se esta
armando. Se puede observar como si se estuviese conectado en un
ProtoBoard, o como un diagrama de conexiones. También se puede ver
como una placa de circuitos la cual se puede mandar a fabricar con
alguna compañía y así obtendrá un trabajo final funcionando.
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Desventajas
• Algunos simuladores de circuitos no están lo suficientemente
actualizados, y no cuentan con todos los chips del mercado, y eso
seria un contratiempo para el diseñador, ya que deberá darse a la
tarea de fabricar su propio semiconductor, y eso podría tomarse su
tiempo.
• Cuando no se sabe como manejar el programa de simulación, genera
retrasos en los diseños, se debe estudiar de manera completa todo los
componentes y opciones que tiene el programa, para poder realizar el
trabajo de manera correcta.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Edison:
Es un software de la empresa
DesignSoft dirigido a los que se
inician en electricidad y
electrónica. Esta empresa
produce un excelente programa,
llamado Tina, de diseño y análisis
de circuitos electrónicos.
Edison está en español. La
interfaz de usuario, es un poco
naïf pero efectiva, que
representa simultáneamente el
circuito, sus componentes en
perspectiva, su esquema y la
pantalla de los instrumentos
dedicados al análisis de la señal.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Crocodile Clips:
Es de la empresa británica Crocodile
Clips Inc., que fabrica muchos otros
productos interesantes de software para la
enseñanza: Crocodile Science Player
(para simular fenómenos físicos),
Crocodile Technology 3D (con el que se
pueden simular no sólo circuitos, sino
también mecanismos, programación de
microcontroladores y diseño de placas de
circuitos impresos. Tiene una presentación
realista de los componentes, un interface
fácil de usar, aunque su biblioteca de
componentes está limitada, La versión
Elementary viene con un buen lote de
hojas de trabajo ya elaboradas, en las que
se presentan los principios básicos de la
corriente eléctrica y los circuitos
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Simuladores de circuitos eléctricos
RCSim:
Es un simulador de circuitos muy
elemental. Su librería es muy
limitada hay componentes
resistivos, fuentes de tensión y de
corriente y cables para hacer las
conexiones. Permite diseñar ell
circuito directamente en pantalla
mediante selección del
componente en la hoja de dibujo.
Cuenta con instrumentos de
medición que muestran los
valores de tensión y corriente
mientras se ejecuta la simulación.
Es de libre distribución, puede
descargarse su página y utilizarse
sin restricciones.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Qucs:
Es software libre para la simulación
de circuitos. Con Qucs se puede
construir un circuito virtual y simular
su funcionamiento con corrientes
elevadas y pequeñas y el
comportamiento del ruido. Una vez
terminada la simulación, pueden
verse los resultados en una ventana
de presentación. Las versiones para
descargar son aún incompletas, es un
proyecto muy ambicioso por los
objetivos fijados por sus autores:
simulación de circuitos en continua y
en alterna, análisis a partir de los
parámetros S de sus componentes,
análisis de ruido y de régimen
transitorio.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Livewire:
Es un sofisticado software para el
diseño y simulación de circuitos
electrónicos. Interruptores,
transistores, diodos, circuitos
integrados y cientos de
componentes más pueden ser
interconectados para observar el
comportamiento de un circuito. Si
el rango máximo de cualquier
componente es excedido,
explotará en la pantalla!.
Licencia: Pago.
Sistema operativo: Windows.
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Proteus Professional:
Permite realizar todas las
tareas de diseño de circuitos
electrónicos, tales como:
dibujo de esquemas de
circuitos, simulación
interactiva de circuitos
analógicos, digitales, y con
microcontroladores, con
animación en tiempo real,
además del diseño de
circuitos impresos. Cuenta
con una extensa librería de
componentes genéricos y
específicos.
Licencia: Pago.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Proteus Lite:
Es la versión shareware de la
anterior, tiene limitaciones con
respecto a la versión profesional,
aunque cuenta con opción de
simulación, dibujo de diagramas
de circuitos y diseño de circuitos
impresos.
En principio es gratuito para
quien quiera usarlo, esta versión
no ofrece la posibilidad de
simulación, solo se pueden
simular los circuitos creados en
alguna versión con licencia
(Professional o Lite).
Licencia: Shareware.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Micro-Cap
Es un editor de esquemas de
circuitos y un simulador mixto
analógico/digital que provee un
entorno interactivo de simulación
para quienes se dedican al
diseño electrónico.
Desde su lanzamiento en 1982,
Micro-Cap ha sido
constantemente expandido y
mejorado. Micro-Cap ofrece una
interfaz intuitiva con eficientes
algoritmos numéricos para
producir un gran nivel de
simulación y facilidad de uso.
Licencia: Pago.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Kicad
Es un programa de código libre (GPL)
para la creación de esquemas y
circuitos impresos. La suite 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.
Licencia: Gratuito (GPL).
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Simuladores de circuitos eléctricos
Simulador de Construcción de Circuitos Digitales con Escenarios
Virtuales y Tutoriales Interactivos. Incluye a la familia de circuitos
integrados estándares (familia TTL LS) y de aplicación específica (ASIC).
Los circuitos pueden ser simuladosy en algunos casos pueden ser
validados con Escenarios Virtuales que representan al ambiente donde los
circuitos operarán. Además, los circuitos hechos pueden ser almacenados,
recuperados y editados. Tiene Tutoriales Interactivos de algunos circuitos
lógicos típicos, y muchos de ellos
incluyen descripciones VHDL.
Fue desarrollado con fines
Didácticos
Autor:
Ing. Arturo Javier Miguel de Priego.
Licencia: Gratuito.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Designworks:
DesignWorks Professional para el
dibujo de esquemas electrónicos. Con
diseño jerárquico y extensas librerías
de componentes y símbolos.
DesignWorks Simulator, tiene una
completa capacidad de simulación
digital.
DesignWorks Express! gratuito pero
limitada a 500 pines, puede usarse en
conjunto software gratuito Pad2Pad
para el diseño de circuitos impresos.
Licencia:
DesignWorks Professional,
DesignWorks Simulator: Pago.
DesignWorks Express!: Gratuito.
Sistema operativo: Windows, Mac.
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Altium designer (antes Protel)
Es un conjunto de programas para el diseño electrónico en todas sus
fases y para todas las disciplinas, ya sean esquemas, simulación,
diseño de circuitos impresos, implementación de FPGA, o desarrollo de
código para microprocesadores.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Circuit Shop
Permite diseñar, simular y aprender acerca de circuitos electrónicos
analógicos y digitales. Es una herramienta de diseño asistido por
computadora fácil de usar, permite la construcción y simulación de circuitos
digitales y analógicos simples.
Licencia: Pago.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Simetrix
Es paquete simulador de
circuitos mixto diseñado para
profesionales de la
electrónica. Incluye un
simulador SPICE, un editor
de esquemas electrónicos, y
un visor de formas de onda,
todo integrado en un solo
programa.
Licencia: Pago, existe
también una versión gratuita
con limitaciones.
Sistema operativo: Windows,
Linux.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Qucs
Es un entorno gratuito
(GPL) para el diseño y
simulación de circuitos
electrónicos, aun en
desarrollo. Es un
simulador de circuitos, por
lo que es posible construir
un circuito electrónico en
una interfase gráfica
(GUI) y simular señales
en él, después de la
simulación se pueden ver
los resultados en una
página o ventana.
Licencia: Gratuito.
Sistema operativo:
Windows, Linux.
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Simuladores de circuitos eléctricos
OrCAD
Es un software utilizado para la automatización en el diseño electrónico. Este
programa es usado por técnicos, ingenieros y diseñadores para el dibujo de
circuitos electrónicos y el diseño de circuitos impresos, además de la
simulación de circuitos, tiene una base de componentes actualizable.
Licencia: Pago.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
PCB Wizard
PCB Wizard es un poderoso
paquete para el diseño de
circuitos impresos (PCBs) de
una o dos capas. Se
complementa con Livewire,
para poder exportar desde él
los diseños de circuitos
electrónicos y convertirlos en
un circuito impreso.
Licencia: Pago.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
gEDA
El proyecto gEDA es una suite de diseño electrónico y herramientas de
automatización. Estas herramientas pueden ser usadas para el diseño de
circuitos, captura de esquemas, simulación y prototipos, y producción. Es
software libre para la aplicación en diseño electrónico, simulación analógica y
digital, y la posibilidad de diseño de PCBs (circuitos impresos). El proyecto
Licencia: Gratuito.
Sistema operativo: Linux, Mac.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Tina
Es un paquete poderoso y
accesible para el análisis,
diseño y prueba en tiempo
real de circuitos electrónicos
analógicos, digitales, VHLD,
MCU y mixtos, además del
diseño de circuitos impresos.
Es posible también analizar
circuitos de RF,
comunicaciones,
optoelectrónica, además de
prueba y diseño con
microcontroladores.
Licencia: Pago.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Yenka Electronics
Permite diseñar y simular circuitos
electrónicos usando más de 150
tipos de componentes, probando y
mejorando el diseño mientras se
avanza.
Otros productos de Yenka:
Yenka PCBs: permite convertir las
simulaciones en diseños de
circuitos impresos (PCB) en 3D y
exportarlos para su fabricación.
Yenka PICs: permite programar y
simular microcontroladores PIC y
PICAXE en los circuitos.
Licencia: Pago, también existe una
versión gratuita con limitaciones.
Sistema operativo: Windows, Mac.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Oregano
Es software libre, licencia pública
general (GPL) para liberar su código
fuente. Cuenta con una interfaz amigable
para el diseño y descripción del circuito
a simular. Provee una amplia gama de
bibliotecas incluyendo componentes
Lineales, CMOS, TTL, Amplificadores
operacionales y mucho más. Permite
simular los circuitos diagramados.
Realizar análisis de tiempo, de
respuesta en frecuencia, de respuesta a
valores de continua, y Fourier.
Plataformas Soportadas:
No está disponible para Microsoft
Windows (TM)
Licencia: Gratuito (GPL)
Sistema operativo: Linux, FreeBSD.
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Simuladores de circuitos eléctricos
KTechLab
Es un ambiente de diseño integrado (IDE) para Linux de código abierto, para el
diseño y simulación de circuitos electrónicos y microcontroladores PIC. Es una
herramienta ideal para la educación o los aficionados a la electrónica.
Es fácil de usar, esta basado en el diseño a través de diagramas de flujo para
PIC. Soporta una amplia gama de grabadores de PIC, permitiendo transferir
los diseños rápida y fácilmente a un PIC real.
Licencia: Gratuito.
Sistema operativo: Linux.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Pad2pad
Es un software
gratuito para el
diseño de placas
de circuito impreso.
Los diseños hechos
en DesignWorks
Express! Pueden
ser importados
hacia Pad2Pad.
Licencia: Gratuito.
Sistema operativo:
Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Eagle
Es para el diseño de circuitos impresos (PCBs). Eagle significa: "Easily
Applicable Graphical Layout Editor"
El programa contiene tres módulos principales:
Editor de diagramas. Editor de circuitos impresos. Un autorouter.
Licencia: Existe una versión professional de pago y una versión gratuita con
algunas limitantes en su uso.
Sistema operativo: Windows, Linux, Mac.
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Simuladores de circuitos eléctricos
OrCAD
Es un software utilizado para la automatización en el diseño electrónico. Este
programa es usado por técnicos, ingenieros y diseñadores para el dibujo de
circuitos electrónicos y el diseño de circuitos impresos, además de la
simulación de circuitos, tiene una base de componentes actualizable.
Licencia: Pago.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
TinyCad
Es un programa para el dibujo de diagramas de circuitos. Contiene
completas librerías de símbolos. Puede ser usado para imprimir los diseños,
o para publicarlos copiándolos y pegándolos en algún documento, también
pueden ser guardados como una imagen.
Licencia: Gratuito (Open source).
Sistema operativo: Windows.
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FreePCB
Editor de circuitos impresos gratuito de código
abierto apara Windows, realizado bajo GNU.
Fue diseñado para realizar trabajos de calidad
profesional. No contiene un autoruteador, pero
puede utilizar FreeRoute (www.freerouting.net)
Algunas características son:
- 1 a 16 capas
- Tamaño de placas de hasta 60x60 pulgadas.
- Uso de unidades inglesas o métricas.
- Librerías de empaques cortesía de Ivex
Design International Inc.
- Relleno de áreas de cobre.
- Exportación de archivos Gerber extendidos
(RS274X) y archivos Excellon.
- Auto guardado.
Licencia: gratuito (Open source)
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Diptrace
Es un completo sistema de diseño de circuitos impresos que incluye,
capacidad de diseño de PCBs con ruteo manual o automático, colocación de
componentes de forma automática (autoplacer), Captura de diagramas para
luego exportarlos a un circuito impreso. Contiene también un editor para crear
empaques y componentes.
Licencia: Pago, existe una versión gratuita con limitaciones.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
BSch3V
Es un programa para la captura de esquemas electrónicos para Windows. El
nombre “BSch” es la abreviación de 'Basic Schematic'. Tiene solo funciones
básicas, buscando la facilidad en su uso.
Licencia: Gratuito.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
ExpressPCB
Es un programa de diseño de circuitos impresos fácil de aprender para los
principiantes y eficiente para los profesionales, se complementa con
ExpressSCH para realizar los esquemas electrónicos y luego enlazarlos hacia
ExpressPCB.
Licencia: Gratuito.
Sistema operativo: Windows.
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B2 Spice
Es un programa para el diseño electrónico y la simulación mixta de circuitos.
Licencia: Pago.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
VisualSpice
Es un completo programa de simulación mixta y diseño de circuitos
electrónicos, soporta las mismas o más avanzadas características por una
fracción del costo de otros simuladores. Permite fácil y rápidamente capturar
esquemas y llevar a cabo la simulación y análisis de los resultados.
Licencia: Pago.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
CIRCAD
Es un programa enfocado al diseño de circuitos impresos (PCB) que contiene
un editor de esquemas para poder importarlos y construir los circuitos impresos
a partir de él, además una función interesante es la de poder construir o copiar
un circuito impreso a partir de una imagen o fotografía de uno real (Reverse
Engineering).
Licencia: Pago.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
PCB elegance
Es un programa destinado al diseño de circuitos impresos (PCBs). La versión
gratuita esta limitada a diseños de hasta 200 pines.
Licencia: Pago.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Bartels AutoEngineer (BAE)
Es un famoso software de diseño para la captura de diagramas electrónicos y
el diseño de circuitos impresos, además del diseño de circuitos integrados.
BAE corre en las plataformas Windows y Linux.
Licencia: Pago.
Sistema operativo: Windows, Linux.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Rimu Schematic
Es un completo programa para el diseño y captura de diagramas de circuitos
electrónicos, fácil de usar y con una gran calidad en el resultado final, contiene
una librería de más de 2000 componentes y símbolos, se pueden crear nuevas
librerías y componentes.
Licencia: Pago, también existe una versión gratuita con limitaciones.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Rimu PCB
Es el complemento de Rimu Schematic, para la creación y diseño de placas de
circuito impreso. Rimu PCB es fácil de usar y efectivo, se puede importar el
diseño desde el diagrama esquemático, se pueden crear nuevas librerías y
empaques fácilmente.
Licencia: Pago.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
PCB 123
Es una empresa dedicada a la fabricación de circuitos impresos sobre pedido,
ofrece gratuitamente el software de diseño para que el usuario pueda diseñar
sus propios PCBs y después encargar su fabricación.
Licencia: Gratuito.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
EDWinXP
Incluye un completo set de herramientas para ahorrar costos y tiempo en el
diseño de circuitos impresos (PCB): un editor de esquemas, un editor de
circuitos impresos, autoruteador, autoplacer, simulador mixto y más…
Licencia: Pago.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Cadstar
Es una poderosa solución para el diseño de PCBs con un proceso de trabajo
muy intuitivo, guiando a los usuarios fácilmente a través del proceso de diseño.
Es fácil de aprender y usar.
Licencia: Pago, existe una versión gratuita con limitaciones.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Splan
Es un software para diseñar diagramas de circuitos electrónicos rápida y
fácilmente. No importa si necesitas dibujar un circuito pequeño o un gran
proyecto con múltiples páginas.
Licencia: Pago.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Sprint-Layout
Con este programa es posible diseñar circuitos impresos fácil y rápidamente.
La estructura del programa lo hace fácil y rápido de aprender, así puedes
concentrarte en lo más importante, el diseño y optimización de tus PCBs.
Licencia: Pago.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
WinCircuit
Es un programa informático de realización de dibujo de circuitos impresos en
simple o doble cara. Las calidades principales son la facilidad de utilización y la
pseudo vista en 3D que obtiene una visión del circuito próximo a la realidad.
En la instalación, pueden elegir entre tres lenguas, el inglés, el español o el
francés.
Licencia: Pago.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
WinSchema
Es un programa para la realización de esquema en los ámbitos la electrónica,
de la electricidad, la hidráulica o el dibujo. En la instalación, pueden elegir entre
tres lenguas, el inglés, el español o el francés.
Licencia: Pago
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
ProSchematic
Es un programa para la captura de diagramas de circuitos electrónicos. Es muy
poderoso y muy fácil de usar.
Licencia: Pago.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
VirtualBreadboard
Es un programa de simulación fácil de utilizar que puede ser usado en lugar de
un protoboard (breadbord) real, para simular y experimentar con circuitos
electrónicos y aplicaciones con microcontroladores.
Licencia: Pago, existe una versión gratuita con limitaciones.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
TopSPICE
Es un programa de diseño asistido por computadora que ofrece simulación
mixta analógica y digital basada en el estándar industrial SPICE.
Licencia: Pago.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
XCircuit
Es un programa para el dibujo de diagramas electrónicos y otros diagramas
con una gran calidad.
Licencia: Gratuito GPL.
Sistema operativo: Linux, Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
WinQcad
Este es un software de diseño electrónico que corre en Windows
98/ME/NT/2000/XP/VISTA y en Linux (en wine). Incluye un editor de esquemas
compatible con OrCAD, y un editor de PCBs. WinQcad es el único programa
de diseño de PCBs que genera el código g-code para las máquinas CNC
directamente.
Licencia: Pago, existe una versión gratuita con limitaciones.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
CircSchema
Es una aplicación para el dibujo de esquemas de circuitos electrónicos. Puede
dibujar, guardar, editar, copiar e imprimir diagramas de circuitos completos.
Contiene una librería de símbolos electrónicos comunes, y el usuario puede
crear nuevos símbolos para agregarlos a la librería. Esta aplicación es
totalmente gratuita.
Licencia: Gratuito.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
PCB artist
Es un programa de captura de diagramas electrónicos y diseño de placas de
circuito impreso, fácil de utilizar. Una vez diseñadas las placas se puede
enviarlas para su fabricación.
Licencia: Gratuito.
Sistema operativo: Windows.
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Simuladores de circuitos eléctricos
Super spice
Es un programa enfocado a la edición de esquemas electrónicos, simulación,
análisis de formas de onda, y prueba de señales en circuitos electrónicos
principalmente analógicos.
Licencia: Pago, existe una versión gratuita (demo) con limitaciones.
Sistema operativo: Windows.