Diseñe y simule circuitos electrónicos fácilmente con TinkerCad


En efecto gran cantidad de personas aficionadas a la impresión 3d conocerán la famosa herramienta gratuita  de modelado 3d llamado Tinkercad
Uno de los éxitos de este programa sin duda es su gran facilidad  de uso unida a su calidad, pues no olvidemos que tenemos por detrás el famosísimo  fabricante Autodesk  .Asimismo al  funcionar como servicio  web simplifica mucho su  uso y por supuesto su gratuidad allana  el camino para  que cualquiera se anime a probarla,

Otra de la muchas ventajas de esta aplicaciones  la gran facilidad par  imprimir en 3D : si tiene una impresora en su casa o en un espacio de fabricación local, simplemente puede descargar el archivo STL(STL es el archivo estándar para la mayoría de las impresoras de un solo color)  desde su tablero haciendo clic en la miniatura del modelo o desde el editor. Simplemente haga clic en Diseño> Descargar para impresión en 3D.

scanner3d

También puede solicitar una impresión a uno de sus socios de impresoras: Shapeways, iMaterialise o Sculpteo. Simplemente haga clic en Solicitar una impresión en 3D, en los mismos lugares que antes, para comenzar el proceso. Si está imprimiendo un color, asegúrese de ajustar el tamaño del modelo en Tinkercad antes de ir a los servicios de impresión.

Para muchas personas, especialmente en el mundo educativo, Tinkercad es una referencia para el modelado  e impresión 3D ,pero    ¿y si incluyeran también  herramientas de diseño de circuitos electrónicos? pues en  efecto ha llegado «circuitos»  a Tinkercad, sin duda una de las forma más fáciles de jugar con los circuitos  y dar  vida a sus diseños 3D con ensambles de circuitos

Como no podía ser de otra manera el manejo de esta aplicación es sumamente sencillo e intuitivo  permitiendo el diseño de producto integrado combinando el modelado de piezas en  3D  sobre  componentes electrónicos reales

Pero no solo les basta diseñar el circuito : también permite su simulación en tiempo real para permitir probar  sus diseños electrónicos completamente dentro del navegador, antes de construirlos en la vida real.

Hoy en día ademas cualquier diseño de circuito puede incluir componentes programables así que Tinkercad también permiten la programación  con Arduino usando  directamente en el editor bloques de código visual o texto.

 

¿Cómo aprender a usar el Lab Circuits?¿Nuevo en electrónica? Pues también se ha previsto  en la página de Aprendizaje  pulsando en Circuits  para ver algunos excelentes tutoriales en Circuits Lab  donde se han incluido guías paso a paso  así como videotutoriales.

learn.PNG

Ejemplo de inicio

Para ver lo sencillo que es  crear un circuito  con Tinkercad,  vamos a ver  como crear un simple montaje con dos leds y un pulsador ,y después de construirlo ,probaremos su funcionalidad mediante la simulación de este. Para ello,  puede  seguir los siguientes pasos:

Paso 1

Cree una cuenta de acceso a Tinkercad si no  la tiene  en https://www.tinkercad.com/#/

Paso 2

Vaya a Circuits ( a  la izquierda )   y en el centro pulse el botón verde «Create new circuit»

circuits.PNG

Paso 3

Ensamblaje  su circuito tipo Glow  arrastrando  y soltando los componentes sobre la pantalla central .

Por  ejemplo, agregue luces a su diseño con dos LEDs y una batería de celda de moneda o una fuente de alimentación. Los componentes que no encuentre  los puede buscar en la caja Search  por sus nombres en ingles, como por ejemplo

  • resistor ( usaremos una de 220 ohmios)
  • LED
  • Push Button
  • Coin Cell 3v Batttery
  • Power supply ( ajustada a 3V)
  • Breadboard

componentes.PNG

Paso 4

Ahora toca hacer las conexiones entre los componente simplemente pulsando en un extremo donde se quiere conectar  ( aparecera un recuadro rojo)  y llevándolo al otro extremo donde se quiere conectar ( aparecerá también  un recuadro rojo).

Si se quiere eliminar  la conexión simplemente hacer clic en esta y pulsar la tecla suprimir desde el teclado convencional.

El circuito final debería quedar como en a la siguiente imagen:

 

dos leds

Paso 5

Antes de empezar debemos ajustar los valores de los componentes haciendo doble clic en estos .

En este ejemplo la resistencia para un led rojo (1.3V  y unos 6mA)  debería ser  de 220ohmios   y la pila  3V.

En nuestro caso en lugar de la pila , hemos puesto  una fuente  programada para ofrecer 3V y 10 mAmp

Paso 6

Ahora ,una vez  diseñado el circuito una de las partes mas emocionante de este programa es su simulación, para lo cual pulsaremos en el botón Start Simulation en la parte superior de la pantalla

Una vez pulsemos sobre el pulsador deberían lucir los dos leds y en la fuente debería acusar el consumo de corriente de unos 5.11mA

simulacion.PNG

 

 

 

Atajos de teclado Tinkercad

Mover objeto (s)
 /  /  /  Mover objeto (s) a lo largo de X / Y
ctrl +  /  Mover objeto (s) a lo largo de Z
Shift +  /  /  /  × 10 Empuja a lo largo de X / Y
Ctrl + Shift +  /  × 10 Empuja a lo largo de Z
Teclado + Accesos directos del mouse. (Presione y mantenga presionadas las teclas, luego haga clic o arrastre el mouse).
Alt + arrastrar el botón izquierdo del mouse Duplicar objeto (s) arrastrado
Shift + botón izquierdo del mouse Seleccionar múltiples objetos
Mantenga presionada la tecla Mayúsmientras gira Rotación de 45 °
Alt + mantenga el asa lateral Escala (1D)
Alt + mantener el control de esquina Escala (2D)
Mantenga presionada la manija de la esquina Escala (3D)
Shift + Alt + mantener el control de esquina Escala (3D)
Shift + Alt + mantener la manija superior Escala (3D)
Configuración de objetos
H Hoyo convierte objeto (s) en agujeros
S Objeto (s) de giro sólido en sólidos
ctrl + L Bloquear o desbloquear objeto (s)
Ctrl + H Ocultar objeto (s)
ctrl + shift + H Mostrar todos los objetos ocultos
Visualización de diseños
Botón derecho del mouse Orbit la vista
Ctrl + botón izquierdo del mouse Orbit la vista
Shift + botón derecho del mouse Desplaza la vista
Ctrl + Shift + botón izquierdo del mouse Desplaza la vista
rueda de desplazamiento Acercar o alejar la vista
+ o = Acercarse
- Disminuir el zoom
F Ajustar objeto (s) seleccionado (s) a la vista

 Limitaciones

  •  Los ensambles de circuito de Tinkercad están actualmente limitados a los circuitos de Glow y Buzz, que incluyen una batería tipo botón, LED y un interruptor. Estan trabajando en más, pero mientras tanto, puede modelarlos usted mismo fácilmente y almacenarlos como una forma de Favoritos en el lado derecho del Editor Tinkercad.
  • La migración  desde 123D Circuits es posible .Simplemente haga clic en el icono de Inicio en 123D Circuits para obtener la UI de migración. Esta interfaz de usuario de migración solo aparece si hay diseños de laboratorio de electrónica en su cuenta. Solo los diseños de Electronics Lab se transferirán desde 123D Circuits (Circuits.io) a Tinkercad.com.
  • Las herramientas esquemáticas y de PCB NO van a agregarse a Tinkercad. El PCB y las herramientas esquemáticas se eliminaron de Circuits on Tinkercad para centrar  esfuerzos en hacer que el simulador sea tan fácil de usar como sea posible. Si está interesados ​​en aprender sobre el diseño de esquemas y PCB,  usar Eagle, que es gratuito para educadores y estudiantes: https://www.autodesk.com/products/eagle/overview
  • Esta previsto que añadan la función en Tinkercad para exportar archivos Eagle brd de un diseño de circuitos. en ese punto, sus alumnos pueden abrir sus diseños directamente en Eagle.
  • No hay alguna forma de exportar un diseño de Tinkercad Circuits a un archivo Gerber. La característica de formato de la placa «Exportar a Autodesk Eagle» (.brd) estará disponible próximamente.Este archivo exportado se puede abrir en Autodesk Eagle, donde puede organizar los componentes y el diseño de los trazos de la placa de circuito impreso. Los archivos necesarios para la fabricación de la placa (archivo gerber o Eagle brd) se pueden obtener allí.

Monte su detector de humo en 2 minutos


Un detector de humo es una alarma que detecta la presencia de humo en el aire y emite una señal acústica  de gran intensidad avisando del posible  peligro de incendio lo cual en ocasiones ,por ejemplo por la noche,  pueden salvarnos literalmente la vida, pues en estados de sueño profundo,   tardamos mucho en reaccionar ante señales evidentes  de posibles incendios. Personalmente creo que es una «inversión» (sobre  15€)   que merece la pena realizar , pues como vamos a ver,  no es para nada complicado su instalación.

 

 

Hay muchos tipos de detectores  diferenciándose sobre todos según al método de detección   implementado en la electronica  que contienen: los iónicos  y los ópticos .

Los menos usados , son los ser  iónicos  , mayormente usados para la detección de gases en ambientes industriales ,los cuales  no son visibles a simple vista .

Estos sensores constan de una cámara formada por dos placas y un material radiactivo (Americio 241), que ioniza el aire que pasa entre las placas,  generando  una pequeña corriente eléctrica permanente, que es medida por un circuito electrónico conectado a las placas, siendo esta  la condición «normal» del detector

 

iones.PNG

Este tipo de composición, los hace  especialmente sensibles a los humos que contienen pequeñas partículas presentes en  de fuego de crecimiento rápido y humo no visible, tal como el que se genera en fuegos de combustión rápida provocados por: gasolina, alcohol, aceites, plásticos, líquidos químicos, etc.  normalmente presentes en laboratorios, talleres, tiendas de pintura,etc.

 

Los  detectores ópticos  son en general  mayormente usados en la actualidad por  su gran fiabilidad   y  bajo precio  detectando humos visibles mediante la absorción o difusión de la luz , pudiendo ser   según la electronica :

  • De infrarrojos directos:   el humo obstaculiza  la luz producida por un led  infrarojo enfrentado a  un LDR generando una alarma
  • De láser : funcionan de un modo parecido al anterior  detectando  un oscurecimiento de una cámara de aglutinación con tecnología láser
  • De tipo puntual : es la tecnologia mas extendida por su gran fiabilidad,   estando  los detectores  puntuales  tanto el emisor y receptor alojados en la misma cámara ( es decir  no se ven al formar sus ejes un ángulo mayor de 90º)  y ademas  separados por una pantalla, de manera que el rayo emitido no alcanza el receptor. Cuando entra humo en la cámara, el haz de luz emitido se refracta en las partículas de humo y puede alcanzar al receptor, activándose la alarma.

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Normativa

NF EN 14604  es una normativa  de Noviembre de 2005 DI 89/106 / CE 21/12/1988 que indica la directiva sobre la aproximación de las disposiciones legales, reglamentarias y administrativas de los Estados miembros sobre los productos de construcción.

Esta norma europea especifica los requisitos, métodos de prueba, criterios de rendimiento e instrucciones del fabricante para dispositivos de alarma de humo que utilizan el principio de dispersión o transmisión de la luz, o ionización, para aplicaciones domésticas o similares.

La norma incluye requisitos adicionales para dispositivos de alarma de humo que también son adecuados para su uso en autocaravanas. Para probar otros tipos de dispositivos de alarma de humo o dispositivos de alarma de humo que operan bajo diferentes principios, esta norma debe usarse solo como guía. Las características especiales para alarmas de humo, como un enlace de radio, o características especiales diseñadas para riesgos específicos, no están cubiertas por este estándar. Este estándar permite, cuando sea apropiado, incluir en los dispositivos de interconexión de dispositivos de alarma de humo otros dispositivos de alarma de humo similares y / o incidentales, y desactivar la alarma. Cuando se incluyen dispositivos de esta naturaleza, esta norma especifica los requisitos aplicables. Esta norma no cubre dispositivos destinados a ser incorporados en sistemas que utilizan equipos de control e indicación separados.

 

Electrónica de un detector de humo

 

En la siguiente imagen podemos ver el interior de detector de humo fotoeléctrico de tipo  puntal .

 

 

detector fotoelectrico.jpg

Como podemos ver el circuito es muy sencillo   limitándose a  una  bateria de 9v  conectada  a  una pequeña placa donde van integrados el sensor fotoeléctrico ( suelen ir compactos en una carcasa opaca) , el buzzer piezoelectrico , el led de estado , el pulsador del test, el ajuste de sensibilidad (el trimmer amarillo)  y por supuesto la electronica de control (suele ser un único  chip especializado)

 

 

 

 

 

 

Instalación de un detector de incendios

Resumiendo ,los detectores de humo fotoeléctricos  en general son los utilizados para detectar incendios de pequeña  velocidad de propagación, y  que generan humo visible , como los que se generan en incendio donde tenemos combustibles como: maderas, cuero, lana, y la mayoría de los polímeros, es decir  todo aquellos materiales que tenemos  en  un ambiente domestico ( viviendas  y oficinas), Además estos detectores son menos propensos a falsas alarmas en ambientes controlados.

Ademas  no debemos olvidar  que los detectores iónicos utilizan un isotopo radioactivo de modo que existe el riesgo de un accidente y que este se mezcle con el medio ambiente, generando un problema de contaminación.Además  por su gran sensibilidad son mas propensos a falsas alarmas provocadas por acumulación de polvo y corrientes de aire  no olvidando ademas de que también tienen un coste mucho mayor.

 

Vemos   ahora paso a paso como  instalar  uno de los  detectores  mas sencillos de configurar : el detector de humo tipo GS506

 


Este detector de humo se utiliza para la detección temprana de humo peligroso de modo que tan pronto como el humo entre en el interior del dispositivo, sonará una alarma bastante potente  de 85 dB basados en un piezolectrico

Este  detector detecta el humo y no las llamas, pero es obvio que en casi todas las combustiones   hay presencia de humo  sobre todo si hablamos de ambientes domésticos

Cada 30-40 segundos, el detector de humo realiza un auto-test ,lo cual  puede ser notado por un breve destello del LED. En caso de fallo del sensor o de falta de batería lo indicaría mediante una señal audible

Este modelo para facilitar la instalación  contempla dos mejoras respecto a otros modelos convencionales :

  • Soporte magnético  : para no tener que taladrar nada y hacer mas sencilla su instalación  este detector incluye un  kit de fijación magnética de modo que se puede montar rápida y fácilmente sin el empleo de herramientas, tornillos o tacos.
  • Batería de Litio para 10 años: esto  puede parecer  excesivo , pero en realidad es una excelente decisión del fabricante pues  lo hace inmune a los mantenimientos periódicos producido por el agotamiento de la batería y por tanto mucho mas seguro

 

Estas  son la descripcion de producto:

  • Modelo: GS506 (detector de la alarma del humo)
  • Dimensiones: Ø 100x37mm
  • Rango de temperatura: 0°C a + 45°C
  • Volumen de alarma:  85 dB (A) dentro de los 3 metros
  • Certificaciones: EN 14604, NF
  • Fuente de alimentación: Batería de DC 9V (batería de litio: CR9V)
  • Autonómica : 10 años de batería a largo plazo
  • Advertencia de batería baja

 

 

Montaje del detector

Una vez desempaquetemos  este modelo ,en   primer colocaremos la batería de 9V de Litio,para lo cual eliminaremos precintos  de esta y la fijaremos al porta-pilas del detector.

Destacar que este tipo de baterías, vienen cargadas  obviamente  pero  son algo mas gruesas que la pilas convencionales ,pero aun así caben con un poco de  habilidad dentro del compartimiento de una pila convencional

 

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Normalmente ahora fijaríamos la base de sujeción  a la pared mediante dos tornillos para luego simplemente mediante un sistema de bayoneta fijaríamos a esta  el detector ,pero en este producto simplemente colocaremos  ahora la cubierta  quedando como enla siguiente imagen todo el conjunto:

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Con este detector se adjunta un de kit de fijación magnética  de modo que se pueden montar rápida y fácilmente sin el empleo de herramientas, tornillos o tacos.
Las siguientes superficies no son adecuadas para la fijación:

  • Empapelado de vinilo
  • Poliestireno,
  • Superficies con revestimiento antiadherente,
  • Superficies siliconadas o recubiertas de teflón
  • Superficies que contienen partículas sueltas
  • Superficies que han sido pintadas varias veces

 

Ahora desprincintado el kit observe que hay dos juegos de chapas;

Tomaremos aquella que tiene los dos  imanes distinguibles por dos pequeños círculos:

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Eliminaremos el plástico protector del adhesivo  y lo fijaremos   a la base del detector y  la otra pieza  a la pared o alguna superficie plástica  ( por ejemplo los cajetines de conexiones de la instalación eléctrica )

 

 

Pulse el botón de test   que tiene en el centro del detector para probar su funcionamiento normal . Si oye un fuerte pitido que cesa , !enhorabuena ya ha instalado el detector!

 

Realmente gracias  a los colores neutros, este tipo de sensores  quedan bastante disimulados  si se sitúan en las tapas de los registros o en cualquier parte que incluya algo de plástico ( incluso hay personas  que quitan la carcasa exterior  que suele ir a presión  y la pintan de otros colores).

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Mantenimiento:

El detector fotoeléctrico está diseñado para detectar el humo dentro de una cámara con uno o dos leds ópticos y  uno o varios sensores  que informan cuando hay humo si detectan luz infaroja por la refracción del humo en su interior. El problema con este tipo de detector es que el polvo o suciedad lo puede llegar a leerse como humo creado falsas alarmas, por lo que si es posible  deberíamos  hacer un plan de mantenimiento para limpiar las cámaras de los detectores fotoeléctricos para mantenerlas limpias y evitar falsas alarmas en el sistema .