PRÁCTICA C INTRODUCCIÓN AL PAQUETE COMPUTACIONAL ELECTRONICS WORKBENCH 4.0

Transcripción

1 PRÁCTICA C INTRODUCCIÓN AL PAQUETE COMPUTACIONAL ELECTRONICS WORKBENCH 4.0 OBJETIVOS: Conocer el paquete computacional Electronics Workbench 4.0 e identificar sus capacidades y limitaciones. a) Construir un diagrama esquemático de un circuito digital. b) Simular su funcionamiento. c) Desplegar el resultado en los instrumentos de prueba contenidos en el paquete. d) Almacenar el circuito y los resultados. ANTECEDENTES TEÓRICOS El paquete computacional Electronics Workbench 4.0 (EWB4), es una de las tantas herramientas de ayuda para el análisis y diseño de circuitos eléctricos y electrónicos, que en la actualidad los profesionales en el área cuentan en su quehacer diario. Fue creado para interactuar con una computadora personal IBM AT o compatible funcionando bajo el sistema operativo Windows. El paquete actúa como mesa de trabajo de laboratorio donde se tienen los materiales e instrumentos necesarios para la implementación y prueba de un circuito electrónico básico analógico o digital, antes de construirlo físicamente en una tableta experimental (protoboard). Siendo posible además, imprimir los circuitos y los resultados obtenidos en la simulación. El programa presenta en la pantalla un área central simulando un banco de trabajo (1). Al lado izquierdo de este espacio de trabajo proporciona los componentes necesarios para la implementación de los circuitos (2), estos se encuentran clasificados en diferentes categorías, las cuales pueden ser seleccionados por medio de los diferentes iconos (3). En la parte superior izquierda despliega los instrumentos de prueba necesarios para la simulación (4). Arriba de los instrumentos se localiza el menú principal (5) y finalmente en la parte superior derecha, los botones del programa, todo esto ilustrado en la figura 1.

2 Fig. 1: Pantalla principal del EWB4 El espacio de trabajo es usado como una tableta de experimentos para construir el circuito, tomando los componentes y sus conectores de la parte derecha de la pantalla. Todo esto, empleando el ratón como medio de interacción directa entre el usuario y la computadora. MATERIAL Y EQUIPO EMPLEADO Laboratorio equipado con computadoras donde se halla instalado el paquete Electronics Workbench 4.0. DESARROLLO EXPERIMENTAL 1. Asegúrese de que Windows 95 o superior este ejecutándose en su computadora y el ratón se encuentre funcionando correctamente. 2. Con la ayuda del ratón, en el botón inicio de Windows, despliegue el menú y en la sección de programas posicione el puntero del ratón un instante, esto abrirá un submenú dentro del cual vamos a ubicar el ratón en la carpeta rotulada con Electronics Worbench 4.0 y ha continuación vamos a seleccionar el icono correspondiente al paquete. Hecho lo anterior, se presionará el botón izquierdo del ratón y con esto el paquete iniciará su ejecución. Después de un cierto tiempo, la pantalla del EWB4 aparecerá siendo reemplazada por otra similar a la de la figura 1.

3 Dibujo de los diagramas 3. Como ejemplos del empleo básico del EWB4, se simularán las compuertas lógicas que se estudiarán en la práctica no Apunte con el cursor del ratón al símbolo de nodo ubicado en la parte izquierda de la pantalla (sección 2), note como el puntero se convierte en una mano cuando se apunta correctamente el objeto), presione el botón izquierdo, manténgalo oprimido y desplace el nodo al espacio de trabajo. Repita lo anterior con otro nodo a fin de tener dos. Ahora, ubique el puntero del ratón en la parte de los iconos (sección 3) y en particular presione el botón izquierdo en el siguiente icono lo cual desplegará en la sección 2 el conjunto de compuertas lógicas disponibles. Apunte con el cursor del ratón el símbolo del inversor, presione el botón izquierdo, manténgalo oprimido y desplace el símbolo al espacio de trabajo, de tal forma que quede entre los dos nodos, tal como se muestra en la figura 2. Fig. 2: Diagrama parcial 5. En la mayoría de las ocasiones es muy recomendable la colocación de etiquetas en los esquemas de los circuitos. Para ello, apunte a la opción Circuit del menú principal. Oprima y mantenga en esa posición el botón izquierdo del ratón, posicionando el cursor en references. Desactive la presión y aparecerá un cuadro de diálogo, el cual muestra las siguientes opciones. º Show grid (Tamaño de cuadrícula) º Use grid (Mostrar cuadrícula) º Show labels (Mostrar etiquetas) º Show models (Mostrar modelos) º Show values (Mostrar valores) Verifique que efectivamente la casilla Show labels esté activada, de no ser así hágalo con la ayuda del ratón. Sí desea que la pantalla muestre la cuadrícula, active la casilla Use grids. Enseguida active el botón Accept y la pantalla aparecerá con la cuadrícula. 6. Para etiquetar la entrada, salida y el inversor, apunte al nodo izquierdo (el cursor se convierte en una mano cuando se apunta correctamente) y presione el botón izquierdo del ratón. El nodo seleccionado aparecerá más realzado (más negro). A continuación con el teclado, oprima simultáneamente las teclas Control y L, esto abrirá un cuadro de diálogo, en él teclee el nombre que usted desee dar al nodo en el campo de etiquetas. Desplace el puntero hacia Accept y presione el botón izquierdo. Posteriormente repita la operación para el otro nodo y el símbolo del inversor.

4 Fig. 3: Diagrama terminado 7. Conecte la salida del inversor al nodo de la derecha (SAL), apuntando al final del inversor hasta que se muestre un recuadro realzado (esto significa que se hizo contacto correcto); presione el botón izquierdo y desplace el apuntador hacia el nodo de salida. Manténgalo oprimido hasta que en la terminal del nodo aparezca el recuadro realzado, confirmando el buen contacto, hasta ese momento desactive el botón. En su pantalla quedarán unidos la salida del inversor y el nodo de salida por medio de una línea simulando el alambre. Ejecute la misma operación al nodo de entrada (izquierda) y la entrada del inversor, como lo sugiere la figura 3. Simulación 8.- Para realizar la simulación se requiere emplear los instrumentos (digitales) colocados en la parte superior izquierda de la pantalla. También es posible llevar a cabo pruebas del circuito con las fuentes de alimentación, leds y exhibidores numéricos (displays), como una alternativa adicional. 9.- En la simulación se emplearán el generador de palabras para introducir los datos de entrada y el analizador lógico para observar la salida del inversor. Para interactuar con ellos, solamente apunte al icono de tales instrumentos, presione el botón izquierdo y desplace los instrumentos al sitio donde usted desee colocarlos dentro del espacio de trabajo. Conecte el canal 1 del generador al nodo de entrada, tal como se explicó en el punto número Conecte el canal 1 del analizador lógico al nodo de entrada y el canal 2 al nodo de salida, como lo ilustra la figura 4 Fig. 4: Conexión de los instrumentos al diagrama 11.-Apunte al generador colocado en el espacio de trabajo y presione dos veces (rápidamente) el botón izquierdo. La carátula del instrumento hará un acercamiento y se posicionará en algún sitio del espacio de trabajo. Sí se desea colocarla en otro lado, posicione el cursor en cualquier lugar dentro de la barra horizontal (donde también está el nombre del instrumento), presione el botón izquierdo del ratón, manténgalo oprimido y desplace el instrumento al lugar deseado. Repita la operación con el analizador lógico en caso de ser necesario.

5 12. El generador de prueba proporciona una palabra de ocho bits u ocho estados lógicos a la vez, en dieciséis tiempos. Para seleccionar los datos que entrarán al inversor, apunte a la fila 1 y presione el botón izquierdo del ratón. Coloque el cursor por medio de las flechas del teclado en la fila deseada y teclee los 1 en donde se desee. Si se tuvieran más entradas se seleccionaría las columnas o entradas subsiguiente. 14. Otra opción en la simulación es introducir los valores como datos en serie. Para ello, presione el botón izquierdo del ratón posicionado en la tecla burst. En este caso, cada vez que se oprima, el instrumento mostrará en sus salidas (a forma de barrido) cada uno de los datos, que para 16 tiempos, es capaz de almacenar. Con lo que, la respuesta del dispositivo se hará visible en el analizador. 15. La última opción de simulación se presenta introduciendo los datos en forma cíclica. Presione el botón izquierdo del ratón, apuntando la tecla cycle. En este caso, el barrido de los datos es cíclico, obteniéndose en el analizador, la señal resultante de esta acción en forma cíclica. Fig. 5: Resultados obtenidos en las carátulas después de la simulación 16. Es posible efectuar también la simulación. Seleccione el modo (step, burst o cycle) en que el generador mostrará los datos y por medio del icono situado en la parte superior derecha de la pantalla, presione una vez para ejecutar la simulación. La figura 5 muestra las carátulas de los instrumentos con los datos que se almacenaron en el generador y los diagramas de tiempo que se obtuvieron en el analizador lógico.

6 Almacenamiento del circuito 17. Para guardar el diagrama, resultados e instrumentos, posicione el cursor en la opción file del menú principal y presione el botón izquierdo del ratón. Aparecerá un recuadro conteniendo 12 opciones agrupadas en 6 secciones. Manteniéndolo oprimido, desplace el cursor hasta opción save y deje de oprimir. Entonces se abrirá un cuadro de diálogo con el encabezado Save Circuit File, como lo muestra la figura 5. Fig. 6. Cuadro de diálogo de la opción Save 18. Apunte con el cursor en el espacio del recuadro superior izquierdo y teclee el nombre (hasta ocho caracteres) que desee dar a su archivo. Si desea cambiar la carpeta o la unidad de disco donde se almacenará el archivo, puede realizarse del modo que acostumbrado en Windows, es decir, basta seleccionar con el ratón, la carpeta y la unidad deseada. 19. Para imprimir los diagramas y resultados de la simulación de los mismos: seleccione del menú principal la opción print y con el ratón active las casillas de aquellos componentes del circuito y los instrumentos que se desee imprimir. 20. Ejecute un procedimiento similar para las compuertas: AND OR NAND NOR XOR (Y) (O) (No-Y) (No-O) (O Exclusiva) Tenga el cuidado de conectar cada entrada a un canal distinto en el generador de palabras y en el analizador lógico. Que la salida de las compuertas esté en el canal de mayor número en el analizador lógico. Además asegúrese de que el generador de palabras, se encuentren todas las combinaciones posibles a las entradas de las compuertas; para poder observar si realizan perfectamente su operación.

7 ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS 1. Observe la manera de seleccionar varios componentes con el botón derecho del ratón. 2. Investigue todas las opciones del menú y observe la manera de manejar estos recursos. 3. Investigue para qué sirven, cómo se crean y utilizan los macros.