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O R E G A N OO R E G A N O
I.S.C. MEZTLI VALERIANO I.S.C. MEZTLI VALERIANO OROZCOOROZCO
T E M A S
● INTRODUCCIÓN Y CARACTERISTICAS DEL PROGRAMA
● COMPUERTAS LOGICAS● LENGUAJE ESCALERA● DIAGRAMAS ELECTRICOS● SIMULACION DE CIRCUITOS
INTRODUCCION Y CARACTERISTICAS DEL PROGRAMA
● En un campo tan específico como es el estudio y el diseño de circuitos electrónicos, los programas de código abierto no son muy habituales, y menos si queremos que la relación simplicidad-efectividad esté equilibrada.
● En el campo de la electricidad existen múltiples maneras de analizar circuitos eléctricos, pero todos muy laboriosos.
● Es por eso que resulta más sencillo dibujar el circuito en el ordenador y analizarlo para que nos den los datos de las tensiones e intensidades en cada linea y nodo con respecto al tiempo de simulación que hayamos definido.
● Oregano es la apuesta de Software Libre y en español para la generación de esquemas y simulación de circuitos electrónicos, que pretende crear un entorno de trabajo para estas tareas, simple y fácil de usar para cualquier tipo de usuario.
¿ QUE ES REALMENTE EL SOFTWARE LIBRE ?
Free Software == Software Libre
● Es la denominación del Software que respeta la libertad de los usuarios sobre su producto adquirido y, por tanto, una vez obtenido puede ser usado, copiado, estudiado, cambiado y redistribuido libremente.
● Según la Free Software Foundation el software libre se refiere a la libertad de los usuarios para ejecutar, copiar, distribuir, estudiar, cambiar y mejorar el software.
● La FSF es una organización creada en 1985 por Richard Stallman, con este objeto, promociona el desarrollo y uso del software libre en todas las áreas de la computación, pero muy particularmente, ayudando a desarrollar el sistema operativo GNU.
Libertades
1)De usar el programa, con cualquier propósito.
2)De estudiar cómo funciona el programa y modificarlo.
3)De distribuir copias del programa, con lo cual puedes ayudar a tu prójimo.
4)De mejorar el programa y hacer públicas esas mejoras a los demás, de modo que toda la comunidad se beneficie.
●
CARACTERISTICAS DE OREGANO
● Orégano es un simulador de circuitos eléctricos y electrónicos que nos permitirá crear esquemas tanto con resistencias, condensadores, bobinas y elementos más avanzados como diodos, diodos zener, transistores, bombillas, leds, puesta a tierra, fusibles, pulsadores y otros componentes electrónicos.
● Incluye un generador de esquemas bastante simple e intuitivo, con el que podemos diseñar de forma sencilla nuestro circuito electrónico.
● Provee una amplia variedad de librerías de componentes, incluyendo los incluidos en las familias CMOS, TTL, etc.
En la parte de simulación, Oregano ofrece, la posibilidad de llevar a cabo:
● Análisis de tiempo● De respuesta en frecuencia● De respuesta a valores de continua y Fourier
Además, permite escoger la herramienta a utilizar para la simulación (Gnucap/ng-spice).
● Oregano funciona con dos motores de simulación, los cuales son:
● GNU Cap● Ng Spice
● Recordemos que existen varias familias de Circuitos integrados, pero utilizaremos los predeterminados de Oregano que son los TTL y CMOS:
● Estos Integrados los podemos identificar por el número que corresponde a cada familia según su composición.
TTL
Corresponden a la series:
● 5400● 7400● 74LSXX● 74HCXX● 74HCTXX ● Algunos 3000 y 9000
C-MOS y MOS
● Se corresponden con las series:
● CD4000● CD4500● MC14000● 54C00 ● 74C00
¿ COMO INSTALARLO ?
Para abrir el programa, simplemente debemos:
● En consola poner su nombre “oregano” ● O bien de forma gráfica, desde gnome 3
colocándo su nombre o bien en “Actividades-- >>Aplicaciones-->>Sciencie”.
INTERFAZ GRAFICA
COMPUERTAS LOGICAS
COMPUERTAS LOGICAS
● Una compuerta lógica, es un dispositivo electrónico con una función booleana.
● Suman, multiplican, niegan o afirman, incluyen o excluyen según sus propiedades lógicas.
● Se pueden aplicar a tecnología electrónica, eléctrica, mecánica, hidráulica y neumática.
Compuerta lógica SÍ
● Realiza la función booleana igualdad. ● En la práctica se suele utilizar como
amplificador de corriente o como seguidor de tensión, para adaptar impedancias (buffer en inglés).
Compuerta lógica Y (AND)
● Realiza la función booleana de producto lógico (Multiplicación).
● Así, el producto lógico de las variables A y B se indica como AB, por lo que la ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta AND es:
Compuerta lógica O (Or)
● Realiza la operación de Suma lógica.
● La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta OR es:
Compuerta lógica OR-exclusiva (XOR)
● Realiza la función booleana A'B+AB'.
● La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta XOR es:
La Compuerta lógica NO (NOT )
● Realiza la función booleana de inversión o negación de una variable lógica.
● Una variable lógica A a la cual se le aplica la negación se pronuncia como "no A" o "A negada".
● La ecuación característica que describe el comportamiento de la compuerta es:
La Compuerta lógica NO-Y (NAND)
● Realiza la operación de producto lógico negado (Multiplicación negada).
● La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta NAND es:
Compuerta lógica NO-O (NOR)
● Realiza la operación de suma lógica negada.
● En la figura de la derecha pueden observarse sus símbolos en electrónica.
● La ecuación característica que describe el comportamiento de la compuerta NOR es:
Ejercicios Diagramas de Compuertas
● Elabora los diagramas de las siguientes expresiones:
a) ( XY ) + Z'b) XY + X'Y'c) ( X +Y ) ( X' + Y')
a) ( XY ) + Z'
b) XY + X'Y'
c) ( X +Y ) ( X' + Y')
● Representa las siguientes operaciones con compuertas:
● ABC+DEF● (A+B+C) (D+E+F)● A'B'+C'D'● (A'+B')(C+D)
LENGUAJE ESCALERA
¿Que es el Lenguaje Escalera ?
● Es un lenguaje gráfico, derivado del lenguaje de relés, que mediante símbolos representa contactos, bobinas, etc.
● Su principal ventaja es que los símbolos básicos están normalizados según el estándar IEC y son empleados por todos los fabricantes.
● Los símbolos básicos son:
● Por ejemplo:
● Con este tipo de diagramas se describe normalmente la operación eléctrica de distintos tipos de máquinas.
● Y puede utilizarse para sintetizar un sistema de control; de manera que con las herramientas de software adecuadas, puedes realizar la programación del PLC.
Los Contactos
● Estas variables se representan por contactos, que justamente pueden estar en solo dos estados: abierto o cerrado.
● Los contactos se representan con la letra "E" y dos números que indicarán el módulo al cual pertenecen y la bornera a la cual están asociados.
● Los contactos abiertos al activarse se cerrarán
● Los contactos cerrados al activarse se abrirán
● Las salidas de un programa Ladder son equivalentes a las cargas (bobinas de relés, lámparas, etc.) en un circuito eléctrico.
● Se las identifica con la letra "S", "A" u otra letra, dependiendo de los fabricantes
Ejercicios en Diagrama Escalera
● Elabora los diagramas de las siguientes expresiones:
a) ( XY ) + Z'
b) XY + X'Y'
c) ( X +Y ) ( X' + Y')
a) ( XY ) + Z'
b) XY + X'Y'
c) ( X +Y ) ( X' + Y')
● Ejercicios: Elabora los siguientes diagramas en lenguaje escalera, con la ayuda de Oregano.
● a+b'+c● a+ (b'c)● (a+b') c● c(a+bd)+(a+c')
DIAGRAMAS ELECTRICOS
Diagrama Electrónico
● Un esquema eléctrico es una representación gráfica de una instalación eléctrica o de parte de ella, en la que queda perfectamente definido cada uno de los componentes de la instalación y la interconexión entre ellos.
● A continuación se lista una relación básica de elementos gráficos que se suelen encontrar en un esquema eléctrico:
● Leyendas● Símbolos● Cableado y conexiones
Leyendas
● En un esquema, los componentes se identifican mediante un descriptor o referencia que se imprime en la lista de partes.
● A menudo el valor del componente se pone en el esquemático al lado del símbolo de la parte, las leyendas (como referencia y valor) no deben ser cruzadas o invadidas por cables ya que esto hace que no se entiendan dichas leyendas.
Símbolos
● Son estándares o normas en los esquemáticos, varían de un país a otro y han cambiado con el paso del tiempo.
● Lo importante es que cada dispositivo se represente mediante un único símbolo a lo largo de todo el esquema, y que quede claramente definido mediante la referencia y en la lista de partes.
Cableado y Conexiones
● Se representa con líneas rectas.
● Las uniones entre cables suelen indicarse mediante círculos, u otros gráficos, para diferenciarlas de los simples cruces sin conexión eléctrica.
SIMULACION DE CIRCUITOS
● Para poder simular los esquemáticos es necesario que cada componente tenga asignado un modelo que lo describa.
● Solamente los componentes más básicos (fuentes, resistencias, inductores, capacitores y tierra) pueden simularse sin asignarles modelos.
EJERCICIOS DE SIMULACIÓN
● Realiza los siguientes ejercicios de simulación
OTROS SOFTWARES LIBRES PARA DISEÑO DE CIRCUITOS
KSimus Circuit Simulator
(http://ksimus.berlios.de)
● Simulador enfocado a procesos técnicos y circuitos electrónicos.
● Ofrece una buena diversidad de bloques para
añadir al montaje: puertas lógicas, condicionales, funciones aritméticas,etc.
klogic
(http://www.a-rostin.de/)
● Creación, simulación y análisis de circuitos digitales.
● Ofrece puertas AND, OR, NOT, NOR, XOR, NAND, Flipflop, salidas triestado, memorias RAM, switch, conectores en Bus, osciladores, LED, visores de 7 segmentos, etc.
Qucs
(http://qucs.sourceforge.net)
● Simulador eléctrico y electrónico. ● Cuenta con resistencias, condensadores,
bobinas, puestas a tierra, transformador, bloques para corriente continua, amplificadores, sondas de corriente y de tensión, conmutadores, etc.
TKGate
(www.tkgate.org)
● Crear y simular circuitos electrónicos con compuertas (and, or, not, etc.) entradas (conmutador, interruptor, masa, Vdd, lineales), salidas (Led, barra de Leds, 7 segmentos), señal de reloj, sumador, restador, multiplicador, registros, memorias (RAM y ROM), flipflop y otros componentes.
KTechlab
(http://sourceforge.net/projects/ktechlab)
● Programa para el diseño y la simulación de circuitos electrónicos y microcontroladores (Electronic Design Automation - EDA).
Eagle
(www.cadsoft.de)
● Crear esquemas y placas de circuito impreso (PCB's).
● Eagle está pensado para diseñar esquemas electrónicos, donde también podemos cargar circuitos diseñados en su lenguaje de programación (EAGLE User Language).
KiCad
(www.lis.inpg.fr/realise_au_lis/kicad)
● KiCad tiene varios componentes enfocados tanto a diseñar esquemas, editar circuitos y componentes, diseñar circuitos impresos en placa (board editor), visor 3D de las placas ya impresas y otras herramientas para ayudar en el diseño.
CONCLUSIÓN
● Las distribuciones libres de software abren un nuevo mundo de posibilidades, poniendo a disposición del publico en general herramientas tan buenas como cualquier programa de licencia propietaria.... como ejemplos: