Software Informáticos Aplicables en la Ingeniería
Director: UFT Cabudare
GERENTE DE PRODUCCIÓN: Énid Josefina Moreno Rincón
REDACTORES: Oswaldo Rafael Pérez Montilla Geovanny José Merlo Giménez Jonathan Enrique Gómez Oliveros Manuel Alejandro Torres Umbría José David Alvarado Dudamel
Software Informáticos Aplicables en la Ingeniería
CONTENIDO 5 SOFTWARE APLICABLES EN LA INGENIERIA
PCB WIZARD & LIVEWIRE
1 2
Autocad
3
ElectronicsWorkbench
4 5
Proteus (Electrónica)
ANSYS Fluent
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PCB WIZARD & LIVEWIRE
PCB Wizard 3 es un programa muy fácil de aprender y fácil de utilizar. Si quiere obtener un circuito impreso, simplemente debe “arrastrar” los componentes sobre un “tablero o documento” y los tiene que conectar siguiendo pasos muy simples hasta formar el circuito que Ud. quiera. Una vez armado el circuito sobre dicho tablero tiene que ejecutar una instrucción (seleccione la opción del menú “convertir a PCB”) y Wizard hará el resto… es decir, el circuito impreso aparecerá automáticamente. Puede hacer circuitos impresos de una y dos capas; además, podrá interactuar con el programa Livewire para simular el funcionamiento del circuito que ha dibujado y así sabrá rápidamente si el prototipo hace lo que Ud. quiere aún antes de armarlo físicamente.. Tiene una amplia gama de herramientas que cubren todos los pasos tradicionales de producción en PCB (diseño de circuitos impresos), incluyendo dibujos esquemáticos, capturas esquemáticas, ubicación de componentes y archivos de generación para producir kits y prototipos. En suma, PCB Wizard es un programa que ofrece una gran cantidad de herramientas inteligentes que permiten que “diseñar circuitos impresos” sea muy fácil.
Este laboratorio virtual generador de circuitos impresos posee: •Símbolos de componentes.
circuitos
y
paquetes
de
•Herramientas para el diseño de circuitos inteligentes, que unen su circuito automáticamente mientras trabaja. •Ruteo automático integrado. •Generador de reporte de componentes utilizados para que tenga la “lista de materiales” necesaria para su proyecto. •Herramientas para cubrir con cobre las áreas vacías automáticamente para reducir los costos de producción ya que al tener menos cobre para ser “comido” de la placa, el ácido durará un tiempo mayor. •Posibilidad de incluir publicaciones integradas con textos, gráficos, soporte para la comprobación de ortografía.
Enlaces con Livewire para que el circuito armado en PCB Wizard pueda ser simulador de Nuevos Productos para Ud.!!! Realmente Livewire es un “Laboratorio Virtual” que permite hacer simulaciones virtuales empleando animación y sonido que demuestran los principios de funcionamiento de los circuitos electrónicos, teniendo la oportunidad de visualizar qué ocurre con el desempeño del circuito cuando se realiza alguna modificación. Dicho de otra forma, si Ud. quiere montar un circuito y no está seguro de que va a funcionar, primero dibújelo con el Livewire y averigüe cómo se comporta (sin necesidad de montar el circuito realmente y mucho menos, tener que comprar los componentes).
Ud. cuenta con switches, transistores, diodos, circuitos integrados, bobinas, resistencias, capacitores y cientos de otros componentes que pueden ser conectados para investigar los conceptos de voltaje, corriente y carga. No hay límites para el diseño de los circuitos, ni conexiones o componentes que fallen; puede interconectar cientos de componentes en un solo circuito y tampoco hay límites en la cantidad de prototipos que se pueden simular. Si quiere saber cómo se comporta un circuito, simplemente debe “arrastrar” los componentes sobre un “tablero o documento” y los tiene que conectar siguiendo pasos muy simples hasta formar el circuito que Ud. quiera. Una vez armado el circuito sobre dicho tablero tiene que seguir pasos muy simples para conectarle instrumentos (osciloscopios, fuentes de alimentación, multímetros, frecuencímetros, etc.) y así ver cómo opera. Si se trata de un amplificador de audio, por ejemplo, y le coloca una señal de entrada, podrá experimentar cómo reproduce el parlante. Es decir, trabajará en forma virtual como lo haría en el mundo real.
Este laboratorio virtual simulador de circuitos electrónicos posee las siguientes características: • Símbolos de circuitos y paquetes de componentes. • Herramientas para el diseño de circuitos inteligentes, que unen su circuito automáticamente mientras trabaja. • Produce la simulación de circuitos interactivos, tal como si trabajaran en el mundo real.
• Permite la simulación realista de más de 600 componentes ya almacenados en el programa. • Posee instrumentos virtuales que incluyen osciloscopios y analizadores lógicos, que ayudan a la investigación y diseño de circuitos. También tiene multímetros, fuentes de alimentación y muchos otros instrumentos.
Simulador de Circuitos Electrónicos
• Produce la simulación realista de todos los componentes y si hace algo mal, éstos explotarán o se destruirán. Si conecta una lamparita de 12V sobre una fuente de 24V, podrá ver en pantalla cómo se quema dicha lámpara. • Ofrece publicaciones integradas de textos, gráficos y soporte para ortografía y gramática. • La simulación en tiempo real permite localizar y solucionar fallas. Los circuitos que haya armado con el Livewire podrá ejecutarlos con el PCB Wizard para hacer el correspondiente circuito impreso.
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Autocad AutoCAD es un software del tipo CAD (ComputerAidedDesign) que en castellano significa diseño asistido por computadora, y que fue creado por una empresa norteamericana especializada en este rubro llamada Autodesk.
La primera versión del programa fue lanzada al mercado en el año 1982, y no ha cesado de cosechar éxitos desde ese entonces. Esto es principalmente debido a los altos estándares de calidad de código con que la empresa se maneja, hecho que ha logrado que se posicione con el software para el modelado de estructuras o planos más utilizado por arquitectos e ingenieros de todo el mundo. Gracias a sus avanzadas y convenientes características, en la actualidad AutoCAD es una pieza fundamental en cualquier estudio de diseño arquitectónico o ingeniería industrial, y es utilizado habitualmente para el desarrollo y elaboración de complejas piezas de dibujo técnico en dos dimensiones (2D) y para creación de modelos tridimensionales (3D).
Si bien AutoCAD es el software más difundido de esta categoría, en el mercado existen otros competidores como MicroStation, VectorWorks, IntelligentCad para el modelado tridimensional, y paramétricos como Catia, Pro Engineer, Solid Works y Solid Edges, pero lo cierto es que la robustez y la confiabilidad de AutoCAD lo han elevado al podio máximo en las preferencias de los profesionales del sector.
AutoCAD trabaja mediante la utilización de imágenes de tipo vectorial, pero también es capaz de importar archivos de otros tipos como mapas de bits, lo que le permite al profesional lograr un mejor dinamismo y profundizar en su trabajo.
De modo similar a Photoshop y otras herramientas de diseño gráfico, AutoCAD utiliza el sistema de capas, lo que le permite una libertad de trabajo única a su operador, ya que mediante su utilización, se podrá tener bien organizados los diferentes elementos que conforman la pieza o plano que el usuario se encuentre desarrollando.
Desde sus comienzos, AutoCAD ha sido escrito teniendo en mente, y como objetivo principal, el diseño de planos, y para ello ofrece una más que extensa librería de recursos como colores, grosor de líneas y texturas utilizables para tramados, entre muchas otras.
Las modernas versiones de AutoCAD incorporan el concepto de espacio modelo y espacio papel, lo que permite separar las fases de diseño y dibujo en 2D y 3D, de las fases necesarias para la creación de planos a una escala específica. También otros conceptos nuevos incorporados son el modelado sólido.
Autodesk® AutoCAD®
conecta los
flujos de trabajo de diseño mejor que nunca. Las nuevas herramientas de colaboración social con fuente de diseño aumentan la implicación de los participantes en los proyectos. Las innumerables mejoras de ahorro de tiempo aceleran el flujo de trabajo cotidiano. Con cartografía activa y potentes prestaciones nuevas para capturar la realidad, AutoCAD conecta sus ideas de diseño al mundo que le rodea.
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Electronics Workbench
ElectronicsWorkbench es un software capaz de simular circuitos digitales o electrónicos a través de un laboratorio virtual compuesto por varios paneles donde se ofrecen instrumentos para el diseño de dispositivos electrónicos. Es también una empresa radicada en la ciudad canadiense de Toronto, en Ontario, que fue la que produjo este software por primera vez. La empresa se creó con el nombre de InteractiveImage Technologies por JoeKoenig y se especializó en la producción de películas educativas y documentales. Cuando el gobierno de Ontario expresó la necesidad de una herramienta educativa para la enseñanza de la electrónica en los institutos, la compañía creó un simulador de circuitos al que denominó ElectronicsWorkbench.
En 1999, la compañía se fusionó con UltimateTechnology, otra empresa especializada en EDA (diseño de circuitos integrados complejos) y asumieron el nombre del producto más conocido de la primera, ElectronicsWorkbench. En febrero de 2005, la empresa fue adquirida por National Instruments, constituyendo el National Instruments ElectronicsWorkbenchGroup.
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Proteus (Electrónica)
Proteus es una compilación de programas de diseño y simulación electrónica, desarrollado por LabcenterElectronics que consta de los dos programas principales: Ares e Isis, y los módulos VSM y Electra. Proteus es un software de diseño electrónico desarrollado por LabcenterElectronics que consta de dos módulos: Ares e Isis. ISIS: Mediante este programa podemos diseñar el circuito que deseemos con componentes muy variados, desde una simple resistencia hasta algún que otro microprocesador o microcontrolador, incluyendo fuentes de alimentación, generadores de señales y muchas otras prestaciones. Los diseños realizados en Isis pueden ser simulados en tiempo real. Una de estas prestaciones es VSM, una extensión de la aplicación con la cualpodremos simular, en tiempo real, todas las características de varias familias de microcontroladores, introduciendo nosotros mismos el programa que queramos que lleven a cabo.
ARES: Ares es la herramienta de rutado de Proteus, se utiliza para la fabricación de placas de circuito impreso, esta herramienta puede ser utilizada de manera manual o dejar que el propio programa trace las pistas.
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ANSYS Fluent
El software ANSYS FLUENT contiene las amplias características de modelado físico que se necesitan para modelar flujos, turbulencias, transferencias de calor y reacciones para aplicaciones industriales que van desde el flujo de aire sobre el ala de una aeronave a la combustión en un horno, desde columnas de burbujas a plataformas petrolíferas, desde el flujo de sangre a la fabricación de semiconductores, y desde el diseño de una sala blanca a plantas de tratamiento de aguas residuales. Para ampliar su alcance se han utilizado modelos especiales que dan al software la capacidad de modelar sistemas de combustión dentro de cilindros, modelos aeroacústicos, turbomaquinaria y modelos multifase.
Motor de combustión interna modelado utilizando ANSYS FLUENT
Hoy en día, cientos de empresas de todo el mundo se benefician del uso del software ANSYS FLUENT como parte integral del diseño y de las fases de optimización de su desarrollo de producto. La avanzada tecnología de los solvers ofrece resultados CFD rápidos y precisos, mallas flexibles, en movimiento y deformables, y una escalabilidad en paralelo de primera clase. Las funciones definidas por el usuario permiten la implementación de nuevos modelos de usuario y una amplia personalización de los existentes. Las características interactivas de ajuste, solución y postprocesado del solver de ANSYS FLUENT facilitan hacer pausas en un cálculo, examinar los resultados con el post-procesado integrado, realizar cambios y ajustes, y luego continuar con el cálculo dentro de la misma aplicación. Pueden leerse casos y ficheros de datos en ANSYS CFDPost para un mayor análisis con herramientas de post-procesado y comparación en paralelo de diferentes casos.
La integración de ANSYS FLUENT en ANSYS Workbench permite a los usuarios conexiones bidireccionales de primer nivel con los principales sistemas CAD, una potente herramienta de creación y modificación de geometrías con la tecnología ANSYS DesignModeler, y tecnologías de mallado avanzado con ANSYS Meshing. La plataforma también permite compartir los datos y resultados entre aplicaciones utilizando un método de transferencia de arrastre con el ratón, como por ejemplo, para utilizar una solución de flujo de fluidos en la definición del límite de carga en la simulación de mecánica estructural subsiguiente.
La combinación de estos beneficios con la gran variedad de capacidades de modelado físico y los resultados rápidos y precisos de CFD que el software ANSYS FLUENT puede ofrecer, da como resultado uno de los paquetes de software más completos para el modelado CFD disponible en el mundo hoy en día. Una conexión natural de doble vía con los productos de mecánica estructural de ANSYS permite la detección de los problemas más complejos en la interacción entre fluidos y estructuras (FSI) en el mismo entorno fácil de utilizar, ahorrando la necesidad de comprar, administrar y ejecutar un software acoplado de un tercer fabricante. Otras conexiones multifísicas incluyen el acoplado entre electromagnetismo y fluidos
El solver auxiliar de ANSYS FLUENT indica los cambios de forma necesarios para asegurar la máxima fuerza descendente en un coche de carreras.
Análisis de flujo sanguíneo de doble vía a través de una válvula mitral de tres hojas informatizada con ANSYS FLUENT. El fluido es no-newtoniano y el material es un tejido hiperelásticoanisotrópico.
“PCB WIZARD & LIVEWIRE”, Marzo, 2009. Disponible: http://ittz.blogspot.com/2009/03/pcb-wizard-limewire.html. [Consulta: 2013, Julio 2]. “AUTOCAD”, 2007-2012. Disponible: http://www.informaticahoy.com.ar/software-diseno-grafico/Que-es-Autocad.php. [Consulta: 2013, Julio 2]. “Electronics Workbench”, Marzo, 2013. Disponible: http://www.dvnplus.com/2011/07/electronics-workbench-512compatible.html. [Consulta: 2013, Julio 2]. “Proteus (electrónica)”, 2009-2013. Disponible: http://www.identi.li/index.php?topic=102287. [Consulta: 2013, Julio 2]. “ANSYS Fluent”, 2013. Disponible: http://www.ansys.com/Products/Simulation+Technology/Fluid+Dynami cs/Fluid+Dynamics+Products/ANSYS+Fluent. [Consulta: 2013, Julio 2].