DesignSpark PCB 2.0: Fácil, gratis y ahora

Diseñar un PCB no es una tarea sencilla para un estudiante o una persona que recién comienza a disfrutar de las mieles de la electrónica. La mayoría de los programas “potentes y profesionales” tienen un precio muy difícil de alcanzar, sin embargo, la web nos ofrece opciones gratuitas y muy ricas en posibilidades como “DesignSpark PCB”. A partir de ahora, diseñar un esquemático y transformarlo en un PCB en minutos ya no será trabajo exclusivo de unos pocos. El momento de llevar tus inspiraciones o sueños a la realidad ha llegado y NeoTeo te acerca esa posibilidad con DesignSpark PCB. Prepárate, hoy mismo al finalizar de leer este artículo tendrás tu primer diagrama esquemático. En la próxima entrega: del diagrama al PCB. ¡Imperdible!

La mayoría de los buenos programas que se utilizan para crear esquemáticos (circuitos) y luego, a partir de ellos, generar una placa de circuito impreso (PCB) son de pago. Es decir, para poder acceder a ellos hay que desembolsar un dinero MUY importante que la mayoría de los que recién se inician con la electrónica, no están en condiciones de hacer. Otras oportunidades que se encuentran en la web, de estos grandes programas profesionales, son limitaciones de uso que, por lo general, impiden al desarrollador independiente, al estudiante o al profesional incipiente, crear trabajos de gran tamaño o limitan la cantidad de componentes a utilizar. Por lo general, plantean condicionamientos de uso que los transforman en programas no aptos para las necesidades básicas y la brecha entre lo útil y lo meramente demostrativo, en algunos casos, transforman la estrategia comercial de marketing en un desastre irremediable. DesignSpark PCB es un software gratuito sin limitaciones y 100% funcional. Observa:

Desde que existe la venta a través de la web, se suelen encontrar decenas de programas libres de uso, sin limitaciones de tamaño, de cantidad de componentes, de capas (Layers) y amplias posibilidades de herramientas. Todo resulta muy fácil, sencillo, práctico y ágil, rozando casi el perfil ideal de un sistema de desarrollo, pero al momento de volcar en un papel o en la realidad física nuestro diseño, descubrimos que los archivos generados son únicamente ejecutables por el creador del software y será él quien pueda realizarnos las placas (PCB) a los precios, por lógica, que él crea adecuado. Es fácil imaginar que las distancias, los impuestos de importación, los fletes de envío y las demoras generadas por este sistema terminan desalentando a cualquiera. La mayoría de nosotros deseamos hacer el esquema (circuito) hoy, imprimirlo hoy, construirlo hoy y desarrollarlo, como exageración de demora, también hoy.

La lista de programas libres es muy extensa y no es nuestro propósito, al menos en este artículo, realizar una comparativa acerca de cuál será más conveniente de acuerdo a las pretensiones y/o necesidades de cada caso en particular. Como te mostramos en imágenes y te adelantamos en el enunciado del artículo, vamos a ver como trabaja un software gratuito, que permite crear tus diseños de manera sencilla, rápida y con pocos pasos de proceso. Entre los puntos destacados del programa, descubriremos que es muy similar de usar y comportarse que los buenos y mejores paquetes de diseño que mencionábamos antes. Es decir, si la realización de diagramas esquemáticos (circuitos) y su posterior realización en un PCB es lo que deseas hacer en el próximo tiempo, ensayar con un programa gratuito es un buen comienzo para familiarizarte con los “métodos” utilizados por la mayoría de los profesionales que disfrutan de programas de muchos cientos de euros.

Como dijimos en el párrafo anterior, la lista de programas gratuitos disponibles es muy amplia, muy rica en opciones, en posibilidades de trabajo y es tan variada como es la electrónica misma. No estamos escribiendo estas líneas para mostrarte “el mejor programa para fabricar PCB”; sencillamente queremos mostrarte una opción que nos ha parecido interesante y que, como has leído en el encabezado, se trata del DesignSpark PCB. ¿Tú utilizas otro y estás acostumbrado a ése? ¡Felicitaciones! Hay mucha gente que necesita hacer sus primeros trabajos en el mundo de la electrónica y no sabe por donde comenzar, es decir, no te encuentra a ti para que le expliques por dónde comenzar. Por eso, en NeoTeo, inclinamos el fiel de la balanza hacia este software que nos acerca la empresa RS Components y con él intentaremos ayudar a quienes necesiten las ideas iniciales para sumergirse en el mágico mundo de los diseños electrónicos construidos por uno mismo. Si estabas esperando un programa para diseño electrónico, aquí comenzamos con DesignSpark PCB.

Instalación de DesignSpark

Del mismo modo en que nos registramos en cualquier sitio web, haremos lo mismo en la web del programa, y una vez completadas las condiciones mínimas de registro, estaremos en condiciones de recibir (vía correo electrónico) el código de activación del programa descargado. En las imágenes que te mostramos desde el principio, está detallado paso a paso, el modo en que lo hemos hecho nosotros. Por supuesto, lo primero será descargar el programa de instalación (un EXE de 76MB), guardarlo en un lugar seguro y por lógica, ejecutarlo para permitir la instalación del programa. Luego de finalizar el proceso de instalación, la interface nos consultará si deseamos verificar la existencia de actualizaciones (versiones)  nuevas del software. Aceptar o no daría lo mismo, ya que recién terminamos de instalar la última versión que hemos descargado. Finalmente, el programa nos muestra el entorno de trabajo y nos invita a habilitar el programa para permitirnos grabar los proyectos de diseño.

Este paso es opcional, ya que si sólo deseamos “experimentar y ensayar” este software, nos bastará con un par de diseños hasta saber si satisface nuestras expectativas. Existe la posibilidad, también, que sólo utilicemos este entorno para aplicaciones rápidas que no necesiten grabaciones y en pocos minutos armemos un circuito sencillo y útil. Otra de las posibilidades sería recibir un ejemplo, ya realizado por otro usuario, y que sólo sea necesario imprimirlo o reformarlo en pequeñas partes para adaptarlo a nuestro “gusto y/o toque personal”. Como recomendación, podemos aconsejarte que siempre será bueno registrarse en la web oficial para recibir noticias, actualizaciones y hasta compartir librerías (ejemplos pre-armados) de circuitos o componentes nuevos del mercado con otros usuarios alrededor del mundo. La web permite relacionarse en forma directa con otros usuarios al mejor estilo de una red social o de cualquier foro que seguramente conoces y eres miembro.

La primera imagen que obtendremos, en el entorno de trabajo, será un circuito de ejemplo en su diagrama esquemático y, observando en la parte superior de esta “hoja virtual”, tendremos acceso a otra pestaña, o solapa, que nos mostrará el PCB de ese circuito ejemplo. Esto es, por supuesto, para que el usuario tenga una idea de las posibilidades que brinda DesigSpark PCB en el diseño; tanto de diagramas esquemáticos, como de placas de circuito impreso. Luego de mirar, observar, analizar y hasta “tocar y/o reformar” partes del diseño de muestra, cerraremos las hojas de demostración y pasaremos a realizar nuestro primer trabajo en el flamante software recién instalado. La pantalla ofrecerá pocas opciones habilitadas y, por supuesto, pulsaremos sobre el icono que nos llevará a crear un trabajo nuevo. Allí, la primera ventana de diálogo nos consultará con qué deseamos comenzar y, dejando todo lo pre-ajustado al observar la imagen, pulsaremos OK aceptando que iniciaremos el trabajo con un diagrama esquemático (imagen superior). El cuadro de opción que se encuentra sobre la derecha nos permitirá trabajar con dibujos sobre un cuadro blanco o la inversa de esto: un fondo negro con el diagrama esquemático en negro. Tu comodidad y tu gusto decidirán esta opción.

Ya estamos listos para comenzar a cargar componentes en el papel. Para hacer un ensayo sencillo procederemos a realizar una pequeña alarma que sea capaz de detectar contactos abiertos o cerrados para alertar de este tipo de situaciones. Si a la derecha de la hoja de trabajo no aparece una franja donde puedas visualizar la interface de inserción de componentes, puedes activarla (o quitarla) pulsando F9 en tu teclado. Otro modo de acceder a las librerías de componentes es pulsando sobre el icono que ejemplifica a un componente (a la izquierda de la pantalla) o pulsando F3 en el teclado. Cuando estemos en esta instancia, tendremos acceso a una multitud increíble de componentes provenientes de diversos fabricantes de semiconductores (tómate un generoso tiempo para apreciar esta cualidad del programa), todos organizados en diferentes grupos donde incluso encontraremos familias de componentes genéricos que nos facilitarán la tarea de diseño de un circuito sencillo. La librería “discrete” es una de ellas. Pero, ¿desde dónde sacaremos el ejemplo de lo que deseamos hacer? Tal vez alguien nos facilita un archivo básico, de una imagen web, de una revista impresa y si estamos con toda la inspiración a tope: desde nuestro puño y letra. Cualquier vía es válida para volcar un circuito a DesignSpark PCB

Desde las librerías apropiadas extraeremos resistencias, capacitores (o condensadores, como más te guste) LED’s, transistores, diodos y la mayoría de los elementos “básicos” que se reúnen en nuestro montaje inicial. Observa que al “marcar” cualquiera de ellos (y pulsando la casilla “preview”) puedes acceder a ver su simbología y la forma que tendrá este componente, dentro del PCB. Esta herramienta será muy útil para saber si un encapsulado (“package”) (diseño físico) será el apropiado, o no, para nuestro montaje final. Recuerda que siempre tienes, como mencionamos antes, una enorme variedad de librerías incorporadas al programa y que además, puedes realizar tus propias librerías (diseñar tú mismo la simbología o el encapsulado de un dispositivo) o importar librerías desde Eagle y otros programas similares. Las formas de llevar componentes a la hoja de DesignSpark PCB son dos: pulsando el botón “Add” en el cuadro desplegado con F3 o pisando y arrastrando el dispositivo desde el sector abierto con F9. Como vimos en la hoja hecha a mano alzada, tenemos varias resistencias, un diodo 1N4007, un LED, conectores para la salida del buzzer y algunas cosas más.

Para cambiar alguna de las características del dispositivo agregado bastará con hacer un doble clic sobre él y al desprenderse el cuadro de diálogos, en la última pestaña o solapa, estará la posibilidad de colocar la nomenclatura deseada. Una vez renombrados los componentes y habiendo observado que todos tengan el encapsulado apropiado (aspecto físico) (esto es muy importante para cuando pasemos al PCB) “antes de incorporarlos a la hoja”, estaremos en condiciones de organizarlos de la manera más cómoda para interpretar el circuito y comenzar a conectarlos entre sí. Cada conexión que hagamos de un componente a otro se llamará NET (red) para el programa. Esto se generará de manera automática y nosotros debemos encargarnos solamente de incorporar a la hoja del circuito una conexión a 0Volts o GND. Esa acción creará una NET identificada con el negativo de la alimentación, en nuestro ejemplo, una batería. Esto por ahora será interesante de tener y visualizar en el circuito final como una simple conexión a GND, pero más adelante, será muy importante a la hora de planificar “planos de tierra” dentro de la placa. Una vez que los componentes están en la hoja, con su orientación adecuada y con los valores apropiados nos prepararemos para “conectarlos entre sí” con los alambres virtuales que ofrece el programa.

Para unir los componentes entre sí, DesignSpark PCB posee una herramienta muy sencilla de usar que actúa como una suerte de lápiz dibujando las conexiones. Para lograrlo, uniremos las cruces que se encuentran en los extremos de conexión de cada componente, realizando este “trazo” entre dos componentes deseados. En la imagen inferior se puede observar un modelo avanzado del circuito, casi terminado, donde te mostramos el lápiz a utilizar, que se ubica en el margen izquierdo de la hija de trabajo. Para usarlo solo debes hacer clic (con el botón izquierdo del ratón) y llevar la conexión pulsando en cada “corte” o “giro” que quieras darle a la vía que estás dibujando. Una vez que llegas al terminal del componente destino seleccionado, vuelves a pulsar y la conexión se genera de manera automática. Luego de “dibujar” el circuito puedes agregar texto explicativo de algunos elementos o de conexiones especiales que puedas anexar dentro del esquema. La técnica es muy sencilla: al pulsar sobre el icono se abre el cuadro de texto a completar y luego de aceptar, el texto aparece en pantalla, lo llevas al lugar elegido y con un nuevo clic lo insertas en el lugar apropiado. A continuación, pulsas la tecla “Esc” y te desprendes de él para continuar con otro texto.

Al realizar las conexiones, notarás que los puntos de unión de cables se generan de manera automática al hacer coincidir los destinos del trazo. Como dato adicional y anecdótico, observa que a la inversa de lo que estamos acostumbrados, en la librería original del programa, la batería posee las conexiones invertidas respecto a la simbología tradicional. Esto será muy sencillo de corregir en las próximas entregas, lo mismo que la generación y diseño de nuevos componentes o, en su defecto, la adaptación de los modelos existentes a los que sean necesarios en futuros desarrollos. Otra de las posibilidades que nos brinda DesignSparkPCB es el agregado de un rótulo a la imagen creada para ofrecer un aspecto profesional al trabajo de diseñar y dibujar y esquema eléctrico. Por supuesto, esto también es parte de las librerías del programa. Aquí tenemos la posibilidad lógica y obvia de seleccionar el tipo de letra a utilizar tanto en el rótulo como, vale recordar, en cualquier sector de la hoja donde tengamos la intención de dejar una notación relevante. Luego de terminar todas las conexiones y de ajustar los textos al formato deseado, el esquema deberá coincidir con la imagen que te mostramos a continuación:

De este modo, podemos dibujar circuitos sin límites de componentes ni de extensión en superficie. Las librerías son muy completas y debes recordar además que a cada conexión del programa puedes realizar consultas automáticas de actualización. Es decir, con DesignSpark PCB, no sólo podrás diseñar tus propios componentes sino que además la actualización es eficaz y adecuada. Los tutoriales que se pueden encontrar en el Help del programa son muy claros, detallados y con muchas imágenes de ejemplo que sin duda te ayudarán a interpretar de manera muy cómoda los comandos necesarios para aprovechar este programa al máximo. Para la próxima entrega tenemos el desarrollo explicativo de la otra función principal que te brinda este programa: crear un PCB a partir del diagrama esquemático dibujado. Falta la mejor parte aún. ¿Te la vas a perder?