Diseñar un PCB no es una tarea sencilla para un estudiante ni para quien 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 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 dejará de ser 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 terminar 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, a partir de ellos, generar una placa de circuito impreso (PCB) son de pago. Para acceder a ellos hay que desembolsar un dinero MUY importante, que la mayoría de quienes recién se inician en la electrónica no están en condiciones de pagar. Otras versiones de esos grandes programas profesionales que se encuentran en la web tienen 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. Esos condicionamientos los transforman en programas no aptos para las necesidades básicas, y la brecha entre lo útil y lo meramente demostrativo convierte 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 con 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 que, por lógica, él crea adecuados. Es fácil imaginar que las distancias, los impuestos de importación, los fletes de envío y las demoras generadas por ese 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 sobre cuál será más conveniente de acuerdo con las pretensiones o necesidades de cada caso. Como mostramos en imágenes y adelantamos en el enunciado, vamos a ver cómo trabaja un software gratuito que permite crear diseños de manera sencilla, rápida y con pocos pasos de proceso. Entre sus puntos destacados, descubriremos que es muy similar en uso y comportamiento a los buenos y mejores paquetes de diseño mencionados antes. Es decir, si la realización de diagramas esquemáticos (circuitos) y su posterior conversión 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 tan variada como la propia electrónica. No escribimos estas líneas para mostrarte “el mejor programa para fabricar PCB”; sencillamente queremos mostrarte una opción que nos ha parecido interesante y que, como leíste en el encabezado, es DesignSpark PCB. ¿Utilizas otro y estás acostumbrado a ese? ¡Felicitaciones! Hay mucha gente que necesita hacer sus primeros trabajos en el mundo de la electrónica y no sabe por dónde comenzar; es decir, no te encuentra a ti para que le expliques por dónde empezar. Por eso, en NeoTeo inclinamos el fiel de la balanza hacia este software que nos acerca 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 mostramos desde el principio queda detallado, paso a paso, el modo en que lo hicimos nosotros. Por supuesto, lo primero será descargar el programa de instalación (un EXE de 76MB), guardarlo en un lugar seguro y ejecutarlo para permitir la instalación. Luego de finalizar el proceso, la interfaz preguntará 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 descargada. Finalmente, el programa muestra el entorno de trabajo y nos invita a habilitarlo para permitirnos grabar los proyectos de diseño.
Este paso es opcional, ya que si solo deseamos “experimentar y ensayar” con este software, nos bastará con un par de diseños para saber si satisface nuestras expectativas. También existe la posibilidad de utilizar este entorno solo para aplicaciones rápidas que no necesiten grabaciones y, en pocos minutos, armar un circuito sencillo y útil. Otra posibilidad es recibir un ejemplo ya realizado por otro usuario y solo necesitar imprimirlo o reformarlo en pequeñas partes para adaptarlo a nuestro “gusto y/o toque personal”. Como recomendación, 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 de todo el 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 del que eres miembro.
Primeros pasos en el entorno de trabajo
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 esa “hoja virtual”, tendremos acceso a otra pestaña o solapa que mostrará el PCB de ese circuito ejemplo. Esto está pensado para que el usuario tenga una idea de las posibilidades que brinda DesignSpark 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 preguntará 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 permitirá trabajar con dibujos sobre un cuadro blanco o lo inverso: un fondo negro con el diagrama esquemático en negro. Tu comodidad y tu gusto decidirán esta opción.
Componentes y conexiones
Ya estamos listos para comenzar a cargar componentes en el papel. Para hacer un ensayo sencillo, procederemos a realizar una pequeña alarma 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 interfaz 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 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 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 facilitarán la tarea de diseño de un circuito sencillo. La librería “discrete” es una de ellas. Pero, ¿de dónde sacaremos el ejemplo de lo que deseamos hacer? Tal vez alguien nos facilita un archivo básico, una imagen web o 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, 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 ese 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 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 doble clic sobre él y, al desprenderse el cuadro de diálogo, en la última pestaña o solapa estará la posibilidad de colocar la nomenclatura deseada. Una vez renombrados los componentes y comprobado que todos tengan el encapsulado apropiado (aspecto físico), algo muy importante para cuando pasemos al PCB, y “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 solo debemos encargarnos 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 ese “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 hoja 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 DesignSpark PCB es el agregado de un rótulo a la imagen creada, para ofrecer un aspecto profesional al trabajo de diseñar y dibujar un 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 puedes realizar consultas automáticas de actualización en cada conexión del programa. Es decir, con DesignSpark PCB no solo 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?
DesignSpark PCB 2.0
