E/ Captura de esquemáticos con Multisim

Esta práctica da una introducción general de lo que se da en llamar “Captura de esquemáticos con MultiSim”. Ud construirá y cableará un circuito básico usando una variedad de formas, experimentando con el cableado y ejecutando una simulación básica.

Los objetivos son:

  • Familiarizarse con la pantalla general de MultiSim
  • Familiarizarse con la configuración de los parámetros del área de trabajo
  • Entender la diferencia entre componentes reales, virtuales, ideales e interactivos
  • Familiarizarse con la estructura de la base de datos de MultiSim
  • Construir y cablear un circuito básico (incluyendo cableado virtual)
  • Familiarizarse con las opciones del cableado

Para aprender a usar un laboratorio virtual no hay nada como armar y probar un circuito real. En nuestro caso vamos a dibujar un filtro pasabanda de 40 KHz construido con un operacional.

Configuración del área de dibujo

Igual a cuando Ud. realiza el dibujo de un circuito, lo primero que se hace es configurar el área de dibujo (pegar una lamina de papel del tamaño adecuado en el tablero). El proceso a seguir es el siguiente:

  1. En la parte superior de la pantalla pique en Options para que aparezca una ventana desplegable del menú, seleccione Sheet Properties y aparecerá una nueva ventana que le permite configurar el espesor de las líneas (a partir de aquí simplemente escribiremos Options >  Sheet Properties para simplificar).
  2. Elija en esa ventana el color del fondo, el color de los componentes el tamaño de las letras etc. etc.
  3. Una vez configurada el área de trabajo haga Options > Global Preference y configure los paths que son los archivos donde se guardara el resultado de su trabajo y las características generales del mismo entre otra información. Tiene la opción de dejar los paths por defecto.

Componentes

Nosotros podríamos darle el archivo de circuito de nuestro filtro, pero preferimos que construya su propia versión del mismo como se muestra a continuación.

  1. Seleccione los componentes requeridos desde la base de datos Maestro (Master Data Base), para esto vaya a Place >  Component y seleccione el componente deseado. Cada vez que use un componente en un circuito, el mismo queda guardado en “In Use List” para que el diseñador trate de usar la menor variedad posible de componentes.Nota: los componentes R1, R2 y C2 son componentes virtuales es decir que no existen en la realidad porque no pertenecen a una serie formal (del 1%, del 5% etc.). Es decir que Ud. no puede ir a comprar un resistor de 40,2 Kohms. Lo deberá fabricar conectando resistores en serie o en paralelo y midiéndolos precisamente con un tester digital. El resto de los componentes son componentes reales que Ud. puede comprar en cualquier negocio de electrónica.Ambos componentes se encuentran en diferentes lugares de la pantalla:
    • Los virtuales se ubican realizando Place > Component > Basic > virtual > Resistor virtual o capacitor virtual. Observe que los componentes aparecen con un valor de 1K y de 1 uF y luego Ud. deberá poner el valor deseado.
    • Los componentes reales se ubican directamente en la columna de la izquierda de la pantalla con su correspondiente valor prefijado.

    Nota: cuando deba colocar un operacional tenga cuidado de no confundir la entrada – con la +. Si el dibujo le queda invertido píquelo con el botón de la derecha del mouse y seleccione vertical.

    Fig.1 Armado del circuito

    Fig.1 Armado del circuito

  2. Tome los materiales pasivos, virtuales y reales y péguelos en la zona de trabajo.  Haga Place >  Component y seleccione analógicos en la segunda ventana desplegable de la izquierda que habitualmente está preseteada en BASIC.
  3. Seleccione un LM358N y péguelo en la zona de trabajo. Observe que este integrado tiene realmente dos operacionales y WBM le ofrece que elija el A o el B. Elija el A y péguelo. WBM le ofrecerá el B, desprécielo.
  4. Las fuentes y las masas las debe ubicar con Place > Component y seleccionando Sources.
  5. Ubique los materiales en el lugar correcto, picando y arrastrando.

Cableado

  1. Para cablear el circuito, acerque el cursor a cualquier pin de cualquier componente y notará como el cursor cambia de apariencia.
  2. Mueva el puntero para dibujar la conexión hacia la terminal del segundo componente y haga un clic izquierdo para terminar.
  3. De doble clic sobre los componentes virtuales para configurar el valor deseado.
  4. Rote y mueva un componente dentro del circuito para ver como el movimiento de los componentes afecta el cableado que se modifica como si fuera de goma. Los componentes pueden rotarse también cuando están siendo pegados desde la base de datos. Para tal fin utilice ctrl.+R o si quiere hacerlo con el mouse pulse el boton izquierdo sobre el componente para seleccionarlo y el derecho para que aparezca un menú en donde esta la función rotar.
  5. Genere los puntos de conexión A y B haciendo Place > juntion.
  6. Seleccione el capacitor virtual desde In Use List y colóquelo entre los puntos A y B del circuito. Note como al ser un componente pasivo es automáticamente conectado. Esta función se utiliza cuando se debe elegir un componente por tanteo.

El dibujo definitivo del filtro de 40 KHz se puede observar en la figura 2.

Fig.2 Proceso de armado del filtro

Fig.2 Filtro selectivo de 40 KHz completo

Uso del instrumental

Ud. ya sabe armar un circuito. Pero la segunda gran facilidad del WBM es probar los circuitos. Nuestro programa cuenta con un completísimo armario de instrumentos virtuales. Todos ellos fueron diseñados para que se parezcan lo mas posible a los instrumentos reales.

Si Ud. sabe manejar un osciloscopio seguramente va a saber utilizar el osciloscopio virtual sin ningún problema. En realidad contamos con todos los osciloscopio que Ud. desee no solo con uno de cada tipo (hay de dos tipos, el clásico de dos canales y uno de 4 canales).

Conecte los instrumentos según la figura 3. Observe la figura 3 mientras desarrolla los pasos siguientes.

Fig.3 Filtro selectivo de 40 KHz completo

Fig.3 Conexión del instrumental

  1. Reemplace el generador de clock por un generador de funciones obtenido de la barra de instrumentos de la derecha. Una vez colocado, de un doble clic sobre el icono del generador para abrir el panel del instrumento y ajuste su configuración a: Forma de señal (Waveform) sinusoidal ( sine wave) Amplitud: 1V Frequency: 40kHz
  2. Cierre el panel del instrumento
  3. Añada el analizador de Bode (Su nombre común es barredor, o instrumento utilizado para graficar la respuesta en frecuencia de un circuito) entre los nodos de entrada y salida. Haga doble clic sobre el instrumento para abrirlo y ajuste su configuración como sigue: Magnitude A. Horizontal I (Initial) = 1 kHz, F (Final) = 1 MHz B. Vertical I (Initial) = -50 dB, F (Final) = 10 dB
  4. Simule y observe la salida del analizador de bode. Para comenzar la simulación debe presionar el icono con un relámpago amarillo arriba en el centro. Seguramente va a obtener una curva con un máximo muy evidente en una frecuencia cercana a 40 KHz.
  5. Para leer la curva se debe utilizar el cursor. Debajo de la pantalla se puede observar la atenuación en dB o en veces de acuerdo a como halla predispuesto el instrumento y la frecuencia en Hz.
    Fig.4 Conexión del instrumental

    Fig.4 Pantalla del analizador de Bode

    Nota1: para que funcione el analizador de Bode debe ubicar un generador de funciones sobre la pantalla de trabajo aunque no esté conectado a nada.

    Nota2: también es imprescindible que el circuito tenga por lo menos una conexión a masa

  6. Añada un osciloscopio para monitorear los voltajes de entrada y salida. Dando doble clic en el icono del osciloscopio abra el panel del instrumento y ajuste su configuración como se muestra a continuación:  Timebase = 20 us/Div  Channel A= 1V/Div  Channel B = 1V/Div
  7. Asegúrese de que los cables desde la salida del amplificador operacional son rojos para obtener un oscilograma rojo. Los de entrada puede hacerlos negros. Si no es así, entonces haga clic derecho sobre el segmento del cable y escoja “Color” para cambiar la configuración. Finalmente simule y observe la salida.
  8. Cambie el valor del potenciómetro (R3) presionando “Shift A” (mayúsculas) para incrementar la resistencia y “A” para decrementar la resistencia durante la simulación (Esto depende de cómo se ubique el ángulo del cursor del potenciómetro al dibujarlo.
  9. Observe la respuesta en el osciloscopio.Nota: la respuesta del análisis de Bode puede ser configurada únicamente después de una nueva simulación del circuito.
    Fig.5 Pantalla del analizador de Bode

    Fig.5 Oscilograma

  10. Mientras la simulación se esta ejecutando, use la punta de prueba dinámica para ver los niveles de voltaje en el circuito. Este instrumento se encuentra al final de la paleta de instrumentos.

    Fig.6 Oscilograma

    Fig.6 Punta de prueba dinámica

  11. Nuestro filtro esta cerca de la frecuencia de trabajo pero requiere un ajuste cambiando R1 y C2 en forma pareja. Si se aumentan baja la frecuencia. En la figura 8 se pueden observar los nuevos valores.

    Fig.7 Punta de prueba dinámica

    Fig.7 Nuevos valores para ajustar la frecuencia

    De cualquier modo cuando se realice la prueba real se va a requerir un ajuste en campo de estos valores.

Trasmisor de 40 KHz

El filtro que acabamos de diseñar se puede utilizar como un radar ultrasónico o sonar que detecte la presencia de obstáculos delante de un móvil.

Pero para tener el circuito completo se requiere un generador de ondas ultrasónicas. El WBM no solo lo ayuda en el diseño de sus circuitos sino que tiene un asistente con circuitos predesarrollados. Haga “Tols > Circuits wizard >555 timers wizard” y aparecerá una ventana de predisposición de un multivibrador astable con el 555. Llénelo según la fig. siguiente y luego pulse en “Wild circuits”.

Fig.8 Nuevos valores para ajustar la frecuencia

Fig.8 Predisposición del astable en 40 KHz

En la fig.9 se puede observar el resultado

Fig.9. Predisposición del astable en 40 KHz

Fig.9. Circuito del astable con 555 sin modificar los parámetros de simulación

Como puede observar la frecuencia está indicando un valor bastante mas bajo que el correcto de 40 KHz. Esto nos indica muchas veces que una simulación puede dar valores aproximados solamente. Si deseo obtener valor exactos debo adecuar los parámetros de la simulación y no dejar los colocados por defecto.

La sonda puede predisponerse para que muestre solo los datos deseados como frecuencia y valor pico a pico de la salida.

Si desea precisión ajuste la configuración de la simulación para cuadrar el circuito:

  1. Simulate > Interactive Simulation Settings.
  2. De un clic en la pestaña de Análisis y luego otro clic en el botón redondo para configurarlo de forma personalizada es decir, selecione Customize.
  3. Encuentre la configuración para el Error de Tolerancia Relativa (RELTOL) y cambie el valor a “1e-12″.
  4. De un clic en OK hasta que todos los cuadros de configuración de la simulación estén cerrados.

Re-ejecute la simulación y observe ahora que la frecuencia es la correcta, cosa que se puede confirmar utilizando un frecuencímetro virtual o un osciloscopio.

Fig.12 Medición precisa luego de modificar los parámetros de simulación

Fig.10 Medición precisa luego de modificar los parámetros de simulación

Ud. puede guardar este nuevo perfil de la simulación para utilizarlo en otras ocasiones haciendo:

  1. Seleccione Save Simulation Settings desde el Menú de Simulación.
  2. Llame a su perfil de simulación por ejemplo “Error de tolerancia bajo” y de un clic en guardar.
  3. Puede insertar una descripción, “El perfil de esta simulación tiene un RELTOL de 1e-12″. Clic en OK.

Conclusiones

Con estas simples indicaciones Ud. está en condiciones de comenzar a trabajar con el WBM. Luego ingrese al Foro de Simuladores de Circuitos y seguramente encontrará quien le explique algo que no entiende.

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18 Opiniones de los alumnos

  • primero que todo que Dios los bendiga y ahora les doy las gracias por interesante aporte, porque hace mucho tiempo que estaba buscando un material como el que ustedes me han facilitado y sobre todo con un lenguaje fácil de interpretar.
    estoy muy contento con este aporte.

    Antonio Merlano (24/5/2009 16:16) COLOMBIA

  • Interesante su aporte para todos los Profesionales de la Electronica IMPORTANTE EL MATERIAL DIDACTICO expuesto en mi correo realmente los FELICITO
    EXCELENTE el material es un todo para los profesionales QUE EL SEÑOR JESUCRISTO
    LE CONTINUE BENDICIENDO.

    RAFA EL ENRIQUE ROJAS F. (15/6/2009 18:41) VENEZUELA

  • gracias esta muy intrezante el tema

    Ricardo Esparza (9/11/2009 12:33) COLOMBIA

    • Hola estoy totalmente de adureco con el tema de que, si es cierto que hay que cobrar por foto hecha, seas bien profesional o aficionado, y mas haciendo hincapie en que si es cierto que alguien se benaficia de una foto y saca ingresos de ellos, seria mal por parte de los aficionados el no cobrarla, puesto que lo unico que se hace con ello es una competencia desleal de cara al profesional como habeis dicho anteriormente,pues yo estoy a punto de dar el salto al mundo profesional, a mateur desde hace af1os, eso si siempre que he hecho una foto con fines de alguien saque cacho de ella, ni que decir tiene que la he cobrado, no se si mas cara o barata, pero el caso es que si la he cobrado.Bueno lo que si que os agradeceria, ya que he visto que teneis unas tarifas de guia y estoy a punto como he dicho antes de entrar en el mundo profesional de la fotografia, me aconsejais de donde descargarme esas tarifas, ya se que aqui, pero estan en valenciano y por desgracia la mia de no saber valenciano, pues soy de castilla la mancha, no me aclaro con varios por no decir muchos de los conceptos, os agradeceria cualquier ayuda por vuetra parte, gracias y un saludo, y animo que entre todos si hacemos un trabajo bien hecho y cobrado, bien hecho esta, y respetandonos, seguro que tendremos un largo futuro sin malos rollos, pues para hacer fotos malas o no, de cualquier cosa, con un triste movil vale, pero que no se desprecie el trabajo profesional bien hecho, gracias y un saludo, agradeceria de corazon una respuesta que me guie,gracias

      Katie (3/5/2012 1:13)

  • hola, me parece un gran curso y muy actualizado, quiero felicitarlos por su actitud filantropica, al publicar estos contenidos ya que permiten a persona con deseos de superacion personal adquirir un capacitacion profesional, y asi elevar su nivel de conocimiento y trabajo, un DIOS se los pague muy grande

    nelson osorio avila (24/11/2009 11:02) COLOMBIA

    • Nepf4,Eu acho, sim, que em vez de pasteurizae7e3o esatoms voltando a ter grupos que se identificam, e se rebelam contra o dito senso comum .Olha que interessante: no mesmo capedtulo do qual fazem parte aquelas outras frases que coloquei aqui, o livro diz o seguinte: Havere1 sempre fore7as que impelire3o as pessoas a aderir e0s mesmas crene7as, quero dizer, havere1 sempre a autoridade reconhecida pela comunidade cientedfica internacional, na qual depositamos confiane7a porque vemos que ela e9 capaz de rever e corrigir de maneira pfablica suas conclusf5es, e isso diariamente. ( ) Poderedamos dizer que as verdades cientedficas permanecere3o mais ou menos ve1lidas para todos porque, se ne3o partilhe1ssemos as mesmas noe7f5es mateme1ticas, seria impossedvel construir uma casa .E continua: Mas basta circular um pouco pela Internet para descobrir grupos que questionam noe7f5es que julgamos partilhadas por todos, sustentando, por exemplo, que a Terra e9 oca e vivemos sobre a sua superfedcie interna, ou ainda que o mundo foi realmente criado em seis dias. Por conseguinte, existe o risco de encontrarmos ve1rios saberes diferentes. Este1vamos convencidos de que, com a globalizae7e3o, todo mundo pensaria da mesma forma. Temos um resultado contre1rio sob todos os aspectos: ela contribui para o esfacelamento da experieancia comum .Acho que vc ia gostar do livro Bjs!

      Alvin (3/5/2012 1:15)

  • Todo esta excelente y muy actual.Felicitaciones x su labor docente. Tratare de imitarlo cuando aprenda lo suficiente.Un agradecimiento mas.Saludos desde Paraguay.

    Pedro Alfonso (23/3/2010 19:09) PARAGUAY

  • megusta armar cualquier circuito electronico en un simulador de que forma podria arquirir este programa

    hmberto mendoza (1/4/2010 14:15) VENEZUELA

  • He bajado la version de evaluacion del programa multisin pero no me permite abrirlo me sale una nota que dice ” no es una aplicacion Win32valida” y no me la deja ejecutar por favor me podrian ayudar?

    Jose Mendoza (14/4/2010 7:42) COLOMBIA

  • Muchísimas gracias por este extraordinario aporte. Los temas, el lenguaje, el desarrollo de los temas, todo en general es excelente… Tal vez el mejor trabajo educativo que he podido apreciar. Gracias de nuevo!!

    Luis Alberto Grisales Restrepo (9/8/2010 11:15) COLOMBIA

  • Muy buen aporte para los que saben y no saben de electrónica
    Muchas gracias y Dios lo bendiga

    A.Couput C. (7/11/2010 16:18) VENEZUELA

  • muy bueno el aporte que se tiene en este enlace.

    elmer vacarreza (22/1/2011 16:24) BOLIVIA

  • Excelente informacion.
    Agradezco por el esfuerzo que realiza por dar a conocer esta informacion.
    Es posible dar informacion tecnica relacionada a diseño o calculo de amplificadores de audio .
    Muchas gracias.

    jaime guevara (3/3/2011 17:20)

    • Oi professor,confesso que tive que ler mais de uma vez para eneendtr a sua resposta, mas entendi e tenho q dizer que concordo com vocea.Como Mcluhan mesmo disse, nf3s moldamos as ferramentas e depois nos modelamos e0s ferramentas. Se colocar na frente da onda, tentando prever o que ire1 acontecer nos prf3ximos anos e9 bem complicado, e nf3s sf3 podemos supor mesmo. Mas como disse no comente1rio acima, a estrada e9 longa .realmente!Abrae7o professor, e obrigado pela respostaDaniel

      Alambique (22/7/2012 15:27) CHINA

  • Rayos!
    Cómo es que no dí con esta página antes.
    Felicitaciones, la información con un lenguaje sencillo pero sustancial, me han sacado de muchas dudas que ni se imaginan!

    Saludos desde Perú!

    Edwin (23/6/2011 3:46) PERU

  • mucha gracias verdaderamente significa mucho para mi. encontrar trabajos como este hace que el mundo sea mejor

    fernando (12/5/2012 13:32)

  • wena profe sus publicaciones me exitaron mucha siga asi parandomela!

    Lagarto (14/11/2012 19:26)

  • Hola , a pesar que le tema me parece interesante , quisiera aondar en sus capacidades como radar , pero no encuentro en del esquema la etapa receptora, agradecería me ayudaran en elaborar un baliza de emergencia en RF que entregue una señal a un móvil, nuevamente mis agradecimientos

    Ricardo (14/12/2012 20:55)