Circuitos · Guía de inicio

Primeros pasos en el simulador de circuitos

El simulador de circuitos resuelve tu esquema como lo haría SPICE: calcula el punto de operación y avanza en el tiempo, con modelos reales de diodos, transistores, amplificadores operacionales, integrados lógicos y Arduino. Lo mides con los mismos instrumentos del laboratorio.

1. La pantalla

• Barra de herramientas: circuito nuevo, abrir y guardar (.json), Ejemplos, deshacer y rehacer, cortar, copiar y pegar, rotar, reflejar y borrar, Modo cable y Etiqueta de red; después ▶ Iniciar, Pausa, Avanzar un cuadro y Detener, la velocidad, el sonido, Punto de operación DC, Bode y barrido DC, Exportar, Lista de materiales, Ajustes y Ayuda.
• Componentes (izquierda): fuentes, pasivos, sensores, semiconductores, amplificadores y temporizadores, reguladores, lógica básica, integrados 74HC y CD4000 con su numeración de patitas, displays, interruptores y relés, motores, Arduino e instrumentos. Busca por nombre o por modelo: «1N4148», «7805», «555», «74HC595».
• Esquema (centro): arriba activas o apagas Corriente (puntos que se mueven), Voltajes (color de los cables), Valores y Cuadrícula.
• Instrumentos (abajo): Osciloscopio, Multímetro, Generador, Bode, Lógico, DC, Monitor serie y Mensajes.
• Propiedades (derecha): valores del componente seleccionado; sin selección, la explicación del circuito y el estado de la simulación.

2. Arma el circuito

• Arrastra los componentes al esquema (en el celular, tócalos y aparecen al centro). R rota y M refleja.
• Para un cable, arrastra desde una terminal hasta otra o hasta un cable (se forma una unión con punto). Con el modo cable (W) puedes empezar y terminar en cualquier punto de la cuadrícula; / cambia el codo.
• Las etiquetas de red (L) unen los nodos con el mismo nombre sin dibujar cables. GND o 0 es tierra.
• Escribe los valores con prefijos: 4k7 = 4.7 kΩ, 10u = 10 µF, 100n = 100 nF, 2M2 = 2.2 MΩ. Con ↑ y ↓ recorres la serie E12.
• Todo circuito analógico necesita una tierra. Las terminales sin conectar se marcan en rojo.

3. Simula

• ▶ Iniciar (Ctrl+Enter) calcula el punto de operación y empieza a avanzar en el tiempo. La velocidad dice cuánto tiempo simulado pasa por cada segundo real: 10 ms/s es lo normal para señales de 50–1000 Hz; para un Arduino conviene 1 s/s (tiempo real).
• Pasa el puntero sobre un cable o un componente para leer su voltaje, corriente y potencia. Haz clic en interruptores, pulsadores y potenciómetros para operarlos.
• Puedes cambiar valores mientras simulas: mueve el ciclo de trabajo de un PWM o una resistencia y mira la respuesta al instante.
• La barra de estado (abajo) muestra el tiempo simulado, el paso de integración y si la simulación va más lenta que lo pedido.

4. Mide con los instrumentos

Osciloscopio

• Cuatro canales. Toca un canal y elige Sondear un nodo, o haz clic derecho sobre un cable y elige el canal.
• Tiempo en divisiones de 1 µs a 2 s; cada canal con su escala (V/div), posición y acoplamiento.
• Disparo: canal, flanco (↑/↓), nivel y modo Auto, Normal o Único.
• Cursores de tiempo, de voltaje o ambos; Medidas automáticas (Vpp, máximo, mínimo, promedio, RMS, frecuencia, periodo y ciclo de trabajo) y Autoescala.

Multímetro

V⎓, V~, A⎓, A~, Ω, prueba de diodo, continuidad, frecuencia y potencia. Con Sondear colocas la punta roja y la negra (por omisión en tierra); HOLD congela la lectura. El óhmetro funciona también sin simular.

Generador de funciones

Si el circuito tiene un generador de funciones (o lo agregas con el botón de esta pestaña), aquí cambias la forma de onda, la frecuencia, la amplitud y el offset mientras simulas.

Bode y barrido DC

En Bode eliges la fuente de entrada, el nodo de salida y el rango de frecuencias, y pulsas Calcular respuesta: obtienes magnitud y fase en pequeña señal. El Barrido DC varía un parámetro y grafica un voltaje o una corriente. Los dos se descargan en CSV o PNG.

Punto de operación (DC) y analizador lógico

La pestaña DC calcula el voltaje de cada nodo y la corriente y potencia de cada componente con los capacitores abiertos; puedes mostrar los voltajes en el esquema. El analizador Lógico grafica varios nodos digitales en el tiempo con un umbral ajustable; «Agregar salidas lógicas» agrega de una vez las salidas de tus compuertas y contadores.

También hay instrumentos como componentes (voltímetro, amperímetro, frecuencímetro y vatímetro) que muestran su lectura sobre el esquema.

5. Lógica digital

• Un Reloj lógico da la señal cuadrada; las Entradas lógicas cambian de 0 a 1 con un clic y la Sonda lógica muestra el nivel de un nodo.
• Las compuertas genéricas sirven para entender la lógica; los integrados 74HC y CD4000 tienen sus patitas reales, así que el esquema queda listo para pasarlo a PCB.
• Revisa los ejemplos de contadores, divisores de frecuencia, decodificadores BCD a 7 segmentos y el registro 74HC595.

6. Ejercicio: la constante de tiempo de un circuito RC

1. Abre Ejemplos → b. Carga y descarga RC: una fuente cuadrada de 0 a 5 V y 100 Hz alimenta R1 = 1 kΩ en serie con C1 = 1 µF. La constante de tiempo es τ = R·C = 1 ms.
2. El canal CH1 ya está en la fuente y CH2 en el capacitor. Pulsa ▶ Iniciar.
3. Con Tiempo en 1 ms/div y disparo en CH1 flanco ↑ verás la curva exponencial del capacitor.
4. Activa los Cursores de tiempo y voltaje: pon el primero en el flanco de subida y mueve el segundo hasta que el capacitor llegue a 3.16 V (63.2 % de 5 V). La diferencia de tiempo debe ser cercana a 1 ms.
5. Cambia R1 a 2k2 sin detener la simulación y repite la medida: τ sube a 2.2 ms y el capacitor ya no llega a 5 V antes del siguiente flanco.

7. Cuando algo falla

La pestaña Mensajes explica la causa y señala el componente: un nodo flotante (algo sin camino a tierra), un lazo de fuentes de voltaje (dos fuentes en paralelo), una entrada lógica sin conectar o una matriz singular. Algunos componentes también avisan cuando trabajan fuera de sus límites: un LED sin resistencia se quema (queda abierto), un fusible se funde y un pin de Arduino conectado directo a GND o a 5 V se marca en cortocircuito.

8. Exporta y sigue

• Exportar guarda el esquema en SVG o PNG, la pantalla del osciloscopio en PNG y sus datos en CSV, el circuito en JSON y la lista de materiales en CSV.
• Exportar → Diseñar la PCB de este circuito lo abre en el Diseñador de PCB con las huellas asignadas: sigue con la guía de PCB.
• Para programar un microcontrolador dentro del circuito, sigue con la guía de Arduino y ESP32.