Escudo EUITI

VERIFICACIÓN DE CIRCUITOS
ELECTRÓNICOS ASISTIDA
POR COMPUTADOR

Esquema grafico de la tarjeta de adquisicion de datos PCLAB812
Tarjeta de adquisición de datos PCLAB812.
(Cortesía de los autores)

FICHA TÉCNICA DEL PROYECTO

COMENTARIO DE LOS AUTORES DEL PROYECTO

E. Sahuquillo Dobon

Tratar de contar lo que reultó ser según palabras del profesor Rodrigálvarez como "...la panacea de todo ingeniero electrónico...", siempre es una misión complicada, porque surgieron muchas situaciones que harían larga esta pequeña introducción, y peligrosa, porque seguramente nos dejaríamos cosas importantes sin reseñar.

Partir de cero en cuanto a conocimientos de programación y adquisición de datos supuso una prueba muy dura a la que nos enfrentamos con una única arma: Los Libros. A lo largo de los ocho meses que duró el proyecto, de nombre inicial, "Máquina de Test para Circuitos Electrónicos" tuvimos que comenzar a familiarizarnos con un software que unía la versatilidad con la potencia de programación: El Turbo Pascal 6.0. En el periodo de inicio a la programación no surgieron grandes problemas, pero en el momento de implementar el programa que gestionaría la tarjeta de adquisición de datos resultó un poco especial; y es que todo el sofware original de la PCLAB812 estaba en francés, y el código que suministraba el fabricante era BASIC. Para poder aprovechar el poder de Turbo Pascal transformamos todo el código de control de la tarjeta a Pascal y dotamos al programa de un sencillo pero útil osciloscopio digital que representaba las ondas de tensión de manera fiable.

En el transcurso del trabajo diario surgieron numerosas anécdotas y dificultades que supimos abordar de la mejor manera posible, con humor a la hora de la merienda y con esfuerzo en las más de 8 horas diarias frente al ordenador. Nos relacionamos con los alumnos del grupo PIE (Proyecto de Innovación Educativa) a los que aconsejamos sobre sus prácticas de laboratorio de Pascal. Fuimos el Proyecto itinerante de sala de ordenadores en sala de ordenadores y como no, conocí al que ha sido mi mejor alumno en toda mi larga carrera profesional.

E. Sahuquillo Dobón
csahuqui@bvg.upv.es

J. Martinez Juan

"Conocer, esa atracción irresistible que siente el ser humano hacia lo desconocido."

En septiembre del año 1993 comenzamos nuestro proyecto con la incertidumbre e inquietud de no saber si la tarea estaba a nuestro alcance, por el contrario, el conocimiento llegó de manera natural.

El trabajo que mostramos aquí es la principal obsesión de un ingeniero electrónico: ¿Qué ocurre en un circuito en funcionamiento?, ¿qué sistema o componente no se comporta como se esperaba?. El objetivo fundamental de este proyecto es la integración completa del CAD en el proceso de fabricación y verificación de circuitos electrónicos, todo ello mediante el análisis de simulaciones de circuitos (PSPICE) y adquisición o lectura de señales reales mediante ordenador.

La adquisición de datos a través de ordenador y su posterior análisis, se ha convertido hoy en día en algo cotidiano, pero en los inicios del año 93 apenas si estaba desarrollado el tema, esto nos supuso un gran contratiempo, ser los pioneros siempre es complicado, no obstante contamos con unos aliados magníficos: los libros, gracias a nuestro amigo Vicente, bibliotecario en la EUITI de la Universidad Politénica de Valencia, pudimos acceder de manera fluida a ellos.

La coordinación entre los datos y cálculos teóricos y los reales en un circuito resultó al final en una tarea titánica, aunque extraordinariamente gratificante. Resultaba muy alentador ver la cara de satisfacción de mi amigo y compañero Emilio con cada avance en el proyecto, a pesar de sus grandes dudas iniciales.

J. Martínez Juan
juliomaju@hotmail.es

JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO

A.- INTRODUCCIÓN

Con la llegada al mercado del ordenador personal, y gracias a los avances logrados en los últimos años, en cuanto al aumento de capacidad de memoria y posibilidades gráficas, el diseño electrónico ha sufrido una autentica revolución: surge el diseño electrónico asistido por computador (CAD).

Tanto las fases de diseño como de verificación así como la fabricación de circuitos electrónicos son susceptibles de ser asistidas por ordenador, con ello logramos un importante ahorro en tiempos y esfuerzo, lo que se traduce en un aumento de la productividad y calidad del producto final.

Ilustracion 1
En el esquema siguiente (Ilustración 1) podemos ver toda la secuencia implicada en el diseño y fabricación de circuitos electrónicos asistida por ordenador, utilizando además, el paquete informático objeto de este proyecto (Evaluación 1.00).
(Cortesía de los autores)

B.- OBJETIVOS DEL PROYECTO

  1. Realizar un sistema (que llamaremos Evaluación 1.00) que sea capaz de capturar datos de un circuito electrónico real y a su vez realizar una simulación teórica del circuito electrónico.
  2. El sistema, a su vez será capaz de comparar los datos obtenidos realmente con los de la simulación teórica y bajo unas especificaciones previas realizar un diagnostico funcional del circuito analizado.
  3. Todo ello asistido con el máximo número posible de ayudas y desde un entorno cómodo y de fácil utilización.
  4. Se dará prioridad al sentido económico y a la fácil adquisición de todos los elementos que lo configuran.

Ilustracion 2
En el siguiente esquema (Ilustración 2) vemos la forma de trabajo del programa Evaluación 1.00; se aprecia la captura de los datos del circuito real, utilizando la tarjeta de adquisición de datos PCLAB-812, y como los compara con los datos obtenidos con el simulador de circuitos electrónicos PSPICE(R), obteniendo el resultado de la comparación. En esta línea Evaluación 1.00 posee además de un servicio de visualización de ondas del circuito real, con lo que podemos comparar las formas de onda reales y teóricas. Con todos estos elementos de juicio podremos realizar un diagnostico muy fiable del funcionamiento del circuito o serie de circuitos.
(Cortesía de los autores)

C.- ADQUISICIÓN DE LOS DATOS TEÓRICOS Y REALES

Como se ha comentado el programa Evaluación 1.00 utiliza datos teóricos de la simulación de un circuito y datos reales del circuito implementado físicamente. Los datos teóricos los tomaremos de la simulación del circuito eléctrico realizada por el programa PSPICE, los reales los adquiriremos directamente del circuito por medio de la tarjeta de adquisición PCLAB-812.

c.1) Adquisición de los datos teóricos (simulación Pspice)

Dentro del programa PSPICE realizaremos la simulación del circuito en análisis transitorio del régimen permanente, obtendremos un fichero de salida con los datos de las tensiones en todos los nudos y en cada uno de los tiempos de la simulación. El programa es capaz de leer los datos de la simulación en base a los datos del fichero de salida PSPICE.

c.2) Adquisición de los datos reales con la tarjeta de adquisición de datos PCLABCARD-812

Entre las diferentes formas de implementar un sistema de adquisición, una de las soluciones más adoptadas en la actualidad, son las tarjetas de adquisición de datos conectadas al ordenador como un periférico más (teclado, monitor, unidades de disco...); que direccionadas en posiciones de memoria RAM, incluyen todos los bloques de un sistema convencional: convertidor Analógico/Digital, multiplexor...

La expansión de este tipo de tratamiento de señales ha venido favorecida por la difusión y desarrollo de los lenguajes de programación (lenguajes de alto nivel). La facilidad de programación y lectura de las tarjetas de adquisición (la mayoría) frente a otros tipos de implementaciones es enorme; bien con la programación incluida por el fabricante, como la creada por el propio usuario.

Como aplicaciones de la utilización de tarjetas de adquisición cabe señalar que aunando la precisión de las medidas, el número de canales que muestrean a la vez y las diferentes formas de disparo, destaca por su uso en el control de procesos industriales donde al requerimiento de una señal de entrada es preciso responder con señales de salida que controlen y varíen el flujo del proceso a conveniencia del usuario.

D.- VERIFICACIÓN DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS Y RESULTADOS

El proyecto que presentamos pretende poder realizar de forma rápida y económica la verificación del funcionamiento (correcto o incorrecto) de un circuito (o conjunto de circuitos).

Ilustracion 3
En la figura siguiente (Ilustración 3) podemos ver el esquema general de la solución adoptada en el proyecto que se presenta.
(Cortesía de los autores)

La solución adoptada al problema de la verificación de circuitos electrónicos aúna el máximo control y fiabilidad del circuito (o serie de circuitos) que se pretende ensayar. Por ello se realiza una comparación (por programa) entre los datos teóricos (fruto de una simulación PSPICE), y los datos reales, obtenidos por una tarjeta de adquisición potente y económica dada su gran expansión en el mercado.

La respuesta del programa puede ser compartida (y rebatida) por el propio usuario del paquete informático de Evaluación, al obtener las ondas de los nudos que interesen, mediante la opción de visualización de formas de onda (osciloscopio).

Ilustracion 4
Ilustracion 5
En la Ilustración 4 representamos la salida por el monitor del ordenador de una forma de onda cualquiera tal como se aprecia en el osciloscopio digital que contiene implícito el programa Evaluación 1.00. La Ilustración 5 nos muestra la pantalla del menú principal del programa objeto de proyecto, con el saludo y bienvenida al entorno del programa.
(Cortesía de los autores)

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA ELEMENTAL

DOCUMENTACIÓN COMPLETA DE ACCESO RÁPIDO EN PDF

DOCUMENTACIÓN ASOCIADA AL TRABAJO DESGLOSADA POR ARCHIVOS

AGRADECIMIENTOS

Firma

CONTACTO CON LOS AUTORES

Si deseas contactar con los autores del Proyecto para cualquier comentario o información, puedes hacerlo mediante las direcciones de correo electrónico que se indican a continuación:

(Fuente: "Todos los textos, imágenes, archivos de demostración y programas son cortesía de sus autores.
Se permite la utilización de los contenidos de esta página indicando la fuente y comunicándolo a sus autores.")