PRÁCTICA SOBRE SIMULADORES 2.pdf

Herramientas para la simulación de circuitos electrónicos
UTP/FIE/2022
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
LABORATORIO DE INTRODUCCIÓN A LA SIMULACIÓN
ELECTRÓNICA
Nombre a) Cédula:
Objetivos:
1- Conocer las principales funciones de los simuladores de circuitos electrónicos para
las prácticas electrónicas.
2- Dominar el uso de los simuladores para las prácticas posteriores.
I. USO BÁSICO DEL SIMULADOR FALSTAD
INTRODUCCIÓN
Falstad (Circuit Simulator Applet), es un Simulador de circuitos eléctricos online (no
necesita instalación), también disponible para Android/iOS, así también es un simulador de
temas como ondas y oscilación, acústica, procesamiento de señales, estática (electricidad y
magnetismo), electrodinámica, mecánica cuántica, algebra lineal, cálculos de vectores,
termodinámica, mecánica, entre otros.
Podemos utilizar este simulador para desarrollar todas las prácticas de laboratorio.
Materiales:
• http://falstad.com/circuit/
• Un computador (recomendado), móvil o Tablet
• Conexión a internet
Procedimiento:
I Parte:
1- Ingrese a la siguiente dirección, http://falstad.com/circuit/
2- Les deberá aparecer la siguiente pantalla, como se muestra en la Figura 1.

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Figura 1. Simulador Falstad
3- Al abrir el programa (Falstad), podrá observar un circuito resonante RLC. Tenga en
cuenta que las líneas verdes que representan un voltaje Positivo. Las líneas rojas,
representan un voltaje Negativo. Las líneas grises representan tierra (GND).
4- Si colocas la flecha del mouse sobre un elemento o línea o nodo, en la parte inferior
derecha podrás ver los datos de dicho nodo, como voltaje, corriente, potencia,
frecuencia, etc. Tal como se muestra en la Figura 2.
5- Los puntos sobre las líneas del
circuito, representan el flujo y
dirección de la corriente a través del
circuito.
6- En el menú de la derecha, como
se muestra en la Figura 3. Nos permite
configurar o ajustar la velocidad de la
simulación, la velocidad con que
queremos ver el flujo de corriente,
reiniciar la simulación, para la
simulación; así también como ajustar el
valor de los elementos del circuito.
7- Para limpiar o eliminar todo el circuito, seleccionamos toda el área de trabajo
(pantalla color negro), con el clic izquierdo (arrastrándolo), y luego presionamos la
Figura 2. Ubicación de los datos de la Simulación

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tecla de Suprimir (Supr) o Delete (Del) del teclado. Deberá quedar como la Figura
4.
8- Comprueba que en la pestaña Opciones de la barra de Menú, tenga estas opciones
habilitadas como se muestran en la Figura 5.
9- En la barra de Menú, pestaña de Dibujar encontraremos los
diferentes elementos a utilizar. Esto también los podemos
encontrar haciendo clic derecho sobre el área de trabajo. Tal como
se muestra en la Figura 6.
10- Si desea, también puede cambiar en el color del
fondo del área de trabajo, haciendo clic en
Opciones de la barra de Menú, y luego en
Fondo Blanco. Tal como se muestra
enmarcado en un cuadro rojo de la Figura 5.
Figura 3. Parámetros
de Simulación
Figura 4. Área de trabajo en blanco, para iniciar nueva
Simulación
Figura 5. Menú - Opciones

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11- Ver Tutorial # 1 – Uso Básico de Falstad. O también puede ver este Tutorial, hacer
clic en el siguiente enlace:
https://www.youtube.com/watch?v=LtNEKv42emQ
II Parte: Circuito Serie-Paralelo
12- Una vez realizado el paso 7, nos quedará el área de trabajo limpio, con esto
empezaremos a armar nuestro circuito.
13- En la barra de Menú, hacer clic en Dibujar o haciendo clic derecho sobre el área de
trabajo (tal como el paso 9), colocaremos los diferentes elementos que se muestran
en la Figura 7. Ajuste la fuente a 12V.
Figura 7. Circuito Serie Paralelo
Figura 6. Elementos que dispone el Simulador

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OBSERVACIÓN:
a) La fuente y la tierra (GND), los encuentran en la sección de Entrada y Fuentes
b) El diodo Led, lo encuentra en la sección de Salidas y Etiquetas
Hacer clic en Continuar, para comenzar la simulación. Insertar una imagen del Circuito.
14- Mida y anote los voltajes y corrientes, y anótelos en la Tabla 1.
R1 R2 LED
Voltaje (V)
Corriente (mA)
Potencia (W)
Tabla 1. Resultados de la simulación del Circuito de la Figura 7.
15- Modifique el Circuito como se muestra en la Figura 8. Inserte una imagen.
Figura 8. Circuito Serie-Paralelo con Amperímetro y Voltímetro
OBSERVACIÓN:
a) El Amperímetro lo encuentras en la sección de Salidas y Etiquetas, como Añadir
Amperímetro.
b) El Voltímetro lo encuentras en la sección de Salidas y Etiquetas, como
Voltímetro/Sonda.

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16- Mida y anote los valores, que les pide en la Tabla 2.
VS 1 2 3 5 7 9 10 12
V_R1
(V)
I_R1
(mA)
V_LED
(V)
I_LED
(mA)
Tabla 2. Tabla de datos del Circuito de la Figura 8.
17- ¿A qué voltaje de Vs el diodo LED se enciende? ¿Cuánto es su corriente?
V_LED = __________________ V
I_LED = ___________________ mA
18- Ajuste la Fuente a 12V nuevamente. Elimine o retire R2(470 ohm). Para R1(680
ohm), cámbiele el valor a R1 = 100 ohm. Mida el voltaje y corriente en el diodo LED.
V_LED = __________________ V
I_LED = ___________________ mA
III Parte: Uso del Osciloscopio
En esta III parte, veremos el uso del Osciloscopio, para visualizar el comportamiento de la
señal. Para esto, debemos hacer lo siguiente:
19- Con el simulador detenido, presione doble clic sobre la Fuente Vs, y en la opción de
FORMA DE ONDA, cámbielo de CC a CA. Este paso también puede hacer

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eliminando la fuente CC, y colocando otra fuente CA. Tal como se muestra en la
Figura 9.
Ajuste los parámetros de la Fuente Vs:
Tensión Máxima = 24
Forma de Onda = Alterna
Offset (V) = 0
Frecuencia (Hz) = 10
Desplazamiento de Fase (graus) = 0
Ajuste los parámetros de la simulación:
Velocidad de Simulación = 50% (a mitad)
Velocidad de Corriente = 75% (a 3/4 de la barra) aproximadamente
Figura 9. Circuito 3 con fuente CA
Ajuste los parámetros del Osciloscopio:
20- Hacemos clic en Opciones de la barra de MENÚ, seleccionamos Otras opciones…,
luego en Tamaño del intervalo de tiempo (s), lo cambiamos de 5u a 10u. Luego
presionamos OK.
21- Hacer clic en Continuar. Con esto usted deberá poder ver la forma de Onda en cada
elemento.

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22- Colocamos la flecha del Mouse sobre Vs, le damos clic derecho, y seleccionamos
View in New Scope. Aquí nos debe aparecer el osciloscopio, tal como se muestra en
la Figura 10. Hacer lo mismo para R1 y el LED. Insertar una imagen.
Figura 10. Circuito 4 - Con los Osciloscopio integrados
OBSERVACIÓN:
a) Las líneas de color VERDE, del Osciloscopio, representan el voltaje
b) Las líneas de color AMARILLO, del Osciloscopio, representan la corriente
23- Mida y anote el voltaje máxima y mínimo que cae sobre R1(680 ohm). Para esto
arrastra la flecha sobre el osciloscopio que corresponde a R1, y observe el valor. Para
ayudarle, puede detener la simulación o reducir la velocidad de Simulación.
Vmáx_R1 = __________________ V
Vmin_R1 = __________________ V
II. USO BÁSICO DEL SIMULADOR TINKER CAD
OBJETIVOS:
1. Implementar la comprobación del comportamiento de circuitos electrónicos
utilizando instrumentos, equipos y dispositivos apoyados en programas de
simulación.
2. Familiarizarse con el uso del protoboard para el montaje, conexión eléctrica
y alimentación de dispositivos indicado en un diagrama o esquema.

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3. Utilizar el software AUTODESK TINKERCAD CIRCUITS para la
simulación del montaje y prueba de circuitos electrónicos.
INTRODUCCIÓN:
TINKERCAD es un software disponible para todo aquel que desee aprender sobre
diseño de modelado en 3D. Posee, además, una sección denominada TINKERCAD
CIRCUITS, herramienta que nos permite realizar circuitos electrónicos en 3D de
forma semejante a la realidad; en él se incluye la simulación de circuitos y la
posibilidad de estudiar su respuesta con el uso de multímetros y osciloscopios.
El desarrollo de los laboratorios requiere conocer cómo utilizar los equipos de
medición y de suministro de energía, como el multímetro, osciloscopio generadores
de funciones y fuentes de DC. Dependiendo de lo que se busque, podemos realizar
las pruebas necesarias para analizar el funcionamiento de un circuito que hemos
elaborado.
MATERIALES:
• Tinkercad circuits: https://www.tinkercad.com/
• Un ordenador
• Conexión a internet.
Inicio del programa.
1. Para empezar, debemos acceder al siguiente enlace:
https://www.tinkercad.com/
Figura 11. Se muestra la página inicial del programa

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2. Lo siguiente que debemos hacer es registrarnos con nuestra cuenta de correo
electrónico y establecer una contraseña:
Figura 12 Pasos para el registro
Con esa parte completada podemos entonces, aceptar los términos de uso y validar
nuestra cuenta entrando a nuestra bandeja de entrada de nuestro correo electrónico de
este modo podemos acceder a todo el contenido de TINKERCAD CIRCUITO.
PROCEDIMIENTO
USO DEL PROBOARD Y MULTIMETRO
El protoboard (o plantilla de prueba) es instrumento que utilizamos para conectar
componentes eléctricos que conforman un circuito, con la finalidad de estudiar la respuesta
ante una fuente de excitación. Este instrumento se compone de secciones, el cual permiten
que los componentes puedan interactuar entre ellos mediante los nodos, que son láminas de
metal ubicadas en la parte inferior de la placa (ver figura 14); cuando el componente tiene
contacto con el nodo al introducirlo en los agujeros de la plantilla.
En la siguiente imagen se ilustra la forma en la que se energizan los nodos de
conexión.

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Figura 13 Funcionamiento de un protoboard
Figura 14 Vista inferior de un protoboard
Una vez dentro del programa, para acceder a un protoboard, nos ubicamos en la
parte derecha de la pantalla y escribimos en el buscador “placa de pruebas” tal
como se indica en la siguiente Figura 13.

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Figura 15. Se visualiza la placa de prueba que se ofrece en el programa.
Cuando ya tengamos nuestro protoboard debemos
entonces aprender cómo funciona realmente.
A. Tomando como referencia el esquema de la Figura
15 Conecte el siguiente circuito eléctrico, usando
TINKERCAD CIRCUITS.
B. Mida la corriente que pasa por
las resistencias R1 y R3, cuando el
interruptor está encendido y apagado.
S1A
encendido
S1A
apagado
IR1
IR3
C. Mida el voltaje de las resistencias R1 y R3
S1A
encendido
S1A
apagado
VR1
VR3
D. Muestre que sucede con la resistencia R1, cuando se cambia se invierte la posición
del LED1 mientras el interruptor este encendido.
OSCILOSCOPIO Y GENERADOR DE FUNCIONES
El generador de funciones es un equipo fabricado para generar señales de voltaje y
frecuencia variables con el fin de poner a prueba los circuitos electrónicos.
El osciloscopio es un equipo que funciona para visualizar características de señales
de voltaje (amplitud y frecuencia) a través de sus canales.
Figura 17 Osciloscopio real (Real)
Figura 16
R1
220Ω
V1
9V
LED1
S1A
Tecla = A
R2
330Ω
R3
330Ω
LED2

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Figura 18 Generador de funciones y osciloscopio de
TINKERCAD CIRCUITS
Figura 19 Generador de funciones (real)
A. Conecte la salida del generador de funciones al canal del osciloscopio como
se sugiere en la siguiente imagen.
Figura 20. Conexión de los equipos
a. Seleccione la onda seno en el
generador de funciones y muéstrela
en el osciloscopio. Ajuste una
frecuencia de 15 kHz y amplitud 10.
b. Seleccione la onda cuadrada en
el generador de funciones y muéstrela en el osciloscopio. Ajuste una
frecuencia de 15 kHz y amplitud 10.

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c. Seleccione la onda triangular en el generador de funciones y muéstrela en el
osciloscopio. Ajuste una frecuencia de 15 kHz y amplitud 10.
B. Ajuste el generador de funciones para generar las siguientes señales AC
además evidencie en las usando el osciloscopio la señal para medir y calcular: Vpk-
pk, Vdc, Vrms, T (periodo), f (frecuencia).
a. Genere la siguiente función: [2𝑠𝑒𝑛(10000𝜋)𝑡 + 1] [𝑉] llene la siguiente
tabla:
Vpk-pk Vdc Vrms T F
C. Conecte el siguiente circuito y ajuste el generador de funciones para producir
una señal senoidal con las características mostradas en el recuadro “Generador de
función”.
Figura 21 Circuito 2
a. Utilizando el osciloscopio registre y muestre la señal de voltaje de todas las
resistencias.
b. Determine la corriente total del circuito y represente la forma de la señal.
c. Calcule la potencia que suministra el generador
d. Calcule el valor rms de la fuente y el de la resistencia R4. Intente medir esos
valores utilizando un multímetro.
e. Utilice el simulador para comprobar los siguientes circuitos:

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III. USO BÁSICO DE FRITZING
Indicaciones generales: Implementar los circuitos sobre el protoboard utilizando Fritzing.
Marco Teórico:
Fritzing es un software (portable, para versiones de Windows y Mac) que nos permite amar
sobre una plantilla de prueba (protoboard) los circuitos, en forma de 3D. Nos permite ver si
circuito esquemático y a la vez, nos permite diseñar y exportar los archivos para hacer una
Placa Impresa (PCB). Tenga en cuenta que este programa no nos permite simular.
Ver “Tutorial Básico de Fritzing”
Materiales:
• http://falstad.com/circuit/
• Un computador (recomendado), móvil o Tablet
• Conexión a internet
• Fritzing
Procedimiento:
NOTA: EL LABORATORIO ES DISEÑADO PARA SIMULACIÓN
Introducción al Software de Fritzing

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3- Descargue, y descomprima el archivo WinRaR llamado “fritzing.0.9.0b.32.pc”.
Abrir la carpera extraída, y ejecutar el archivo llamado “Fritzing” (símbolo color
rojo, con una letra F)
4- Nos aparecerá la ventana de Bienvenida, luego le damos clic en la pestaña de
Protoboard y les deberá aparecer la siguiente pantalla, como se muestra en la
Figura 22.
Figura 22. Fritzing
26- Al abrir el programa (Fritzing), podrá observar que aparece automáticamente un
Protoboard en la pantalla, aunque este, también se puede colocar nuevamente, por si
lo llega a eliminar, o por si necesita otra.
27- Debajo de la Barra de Menú,
encontrará 4 pestañas. 1)
Welcome (de Bienvenida). 2)
Protoboard (para armar el
Circuito). 3) Esquema (con este puede verificar si su circuito está bien armado,
todas las conexiones). 4) PCB (Nos permite hacer el Diseño para las placas, o
Circuitos Impresos). Tal como se muestra en la Figura 23.
Figura 113. Pestañas de trabajo de Fritzing

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28- En el menú de la derecha, como se muestra en la
Figura 24. Nos encontramos con todos los
componentes que posee el programa, dentro de la
pestaña CORE, en tal caso, hacer clic en la LUPA,
y escribir el componente a buscar, solo que debe ser
en Inglés.
29- En la ventana de Inspector, podrá ajustar los
parámetros del Circuito, como cambiar de valor a
los elementos, cambiar color a los cables de
conexión, etc. Como se muestra en la Figura 25.
30- Para colocar los componentes, solo arrástrelos de la
ventana de Elementos. Para girarlos, seleccione el
elemento, si presione las teclas CTRL+R.
31- Para colocar los cables, solo arrastre desde el punto o
nodo que desea conectar, hasta el otro punto o nodo.
Como se muestra en la Figura 26.
32- Ver Tutorial 2 – Fritzing. En la carpeta Tutoriales.
Figura 24. Componentes
Figura 25. Ventana de Inspector, para
ajustar parámetros del Circuito
Figura 26. Circuito de Demostración

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Circuitos con Diodos
33- Abrimos el Software de Fritzing, seleccionamos la pestaña de Protoboard, y luego
sobre el Protoboard que nos aparece, armamos el Circuito 1 que se muestra en la
Figura 27. NOTA: PUEDE VERIFICAR SU CONEXIÓN EN LA PESTAÑA
ESQUEMA.
Figura 27. Circuito 1
34- Inserte una imagen del Circuito 1 (solamente del Circuito, y que sea grande y
apreciable).
35- Proceda a armar el Circuito 2, en Protoboard, tal como se muestra en la Figura 28.
NOTA: PUEDE VERIFICAR SU CONEXIÓN EN LA PESTAÑA ESQUEMA.
apreciable).

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apreciable).
apreciable).
IV Parte: Simulación con Falstad
En esta IV parte, usted deberá elegir cualquiera de los 4 Circuitos vistos en la II parte, y
procederá a simularlo.
Usted puede tomar las mediciones, por ejemplo, como se muestra a continuación:

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41- Mida y anote la corriente y el voltaje en el Diodo x (Dx).
𝑉𝐷𝑥 = ____________ 𝑚𝑉 𝐼𝐷𝑥 = ____________ 𝑚𝐴
42- Mida y anote la corriente y el voltaje en la Resistencia de Rx
𝑉𝑅𝑥 = ____________ 𝑚𝑉 𝐼𝑅𝑥 = ____________ 𝑚𝐴
43- Luego proceda a Invertir la fuente y diga qué ocurre con el Circuito. Ajuste la
velocidad de Simulación y la velocidad de Corriente al máximo. Explique brevemente
qué fenómeno ocurre aquí.
Agregue a su informe el resultado de investigar en la web un simulador distinto de los
presentados en esta guía. Explicar su experiencia con el mismo y como evidencia, agregar
una o varias capturas de pantalla.

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