Curso: Simulación de circuitos eléctricos

Departamento de Electricidad, Electrónica y Computación (DEEC) Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología (FACET)

Universidad Nacional de Tucumán (UNT)

Curso: Simulación de circuitos eléctricos (DEEC – FACET – UNT)

Definiciones:

Simuladores de Circuitos Eléctricos Son una herramienta de software utilizada por profesionales en el campo de la electricidad y la electrónica, y los estudiantes de las carreras Tecnológicas en general.

Ayudan a crear en forma digital algún circuito que se desee armar, ayudando a entenderlo mejorarlo y ubicar las fallas dentro del circuito de manera más fácil y sencilla.

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Características Los simuladores de circuitos cuentan con múltiples herramientas que nos permiten simular casi cualquier circuito. Circuitería básica:

Semiconductores:

• • • •

• SSI: Compuertas AND, OR, XOR, NOT, NAND, NOR, NXOR • MSI: TIMER, Flip Flop, Buffer Contadores y Unidades Aritmético lógica. • LSI: PIC´s, PLA’s, DPS’s, FPGA

Resistencias Condensadores Bobinas Fuentes de tensión o corriente • Leds • Switchs

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Historia Estos softwares llevan varios años siendo desarrollados y mejorado sus características

El primer simulador fue creado por Donald Pederson en la Universidad de California en Berkeley en 1975 y se llama SPICE. El funcionamiento de este programa se basa línea de código las cuales no son tan fáciles de utilizar al momento de diseñar todo un circuito complejo y el usuario debe de tener un conocimiento correcto sobre como utilizar esos comandos, sin embargo, SPICE es fundamental para otros programas con mayor interactividad con el usuario. Existen muchos otros software en el mercado que realizan la misma función, ya depende de lo que la persona este buscando, existen programas más complejos que otros, y algunos programas mas funcionales que otros.

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Ventajas • El utilizar un simulador de circuitos le permite al usuario hacer pruebas sin correr el riego de dañar algún circuito, si eso llegase a ocurrir, implicaría mayor gasto de material semiconductor. • Cuando un circuito trabaje correctamente en el simulador, será mas fácil armarlo en una ProtoBoard, con la seguridad de que el circuito funcionara correctamente. • Con el simulador se puede hallar de manera mas fácil los errores y problemas que surgen a la hora de armar los circuitos eléctricos, con ayuda de algunas herramientas con que los programas ya cuentan como por ejemplo: Multímetros, Generadores de Tensión u Osciloscopio. • Algunos programas cuentan con diferentes vistas al circuito que se esta armando. Se puede observar como si se estuviese conectado en un ProtoBoard, o como un diagrama de conexiones. También se puede ver como una placa de circuitos la cual se puede mandar a fabricar con alguna compañía y así obtendrá un trabajo final funcionando.

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Desventajas • Algunos simuladores de circuitos no están lo suficientemente actualizados, y no cuentan con todos los chips del mercado, y eso seria un contratiempo para el diseñador, ya que deberá darse a la tarea de fabricar su propio semiconductor, y eso podría tomarse su tiempo. • Cuando no se sabe como manejar el programa de simulación, genera retrasos en los diseños, se debe estudiar de manera completa todo los componentes y opciones que tiene el programa, para poder realizar el trabajo de manera correcta.

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Simuladores de circuitos eléctricos Edison: Es un software de la empresa DesignSoft dirigido a los que se inician en electricidad y electrónica. Esta empresa produce un excelente programa, llamado Tina, de diseño y análisis de circuitos electrónicos. Edison está en español. La interfaz de usuario, es un poco naïf pero efectiva, que representa simultáneamente el circuito, sus componentes en perspectiva, su esquema y la pantalla de los instrumentos dedicados al análisis de la señal.

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Simuladores de circuitos eléctricos Crocodile Clips: Es de la empresa británica Crocodile Clips Inc., que fabrica muchos otros productos interesantes de software para la enseñanza: Crocodile Science Player (para simular fenómenos físicos), Crocodile Technology 3D (con el que se pueden simular no sólo circuitos, sino también mecanismos, programación de microcontroladores y diseño de placas de circuitos impresos. Tiene una presentación realista de los componentes, un interface fácil de usar, aunque su biblioteca de componentes está limitada, La versión Elementary viene con un buen lote de hojas de trabajo ya elaboradas, en las que se presentan los principios básicos de la corriente eléctrica y los circuitos

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Simuladores de circuitos eléctricos RCSim: Es un simulador de circuitos muy elemental. Su librería es muy limitada hay componentes resistivos, fuentes de tensión y de corriente y cables para hacer las conexiones. Permite diseñar ell circuito directamente en pantalla mediante selección del componente en la hoja de dibujo. Cuenta con instrumentos de medición que muestran los valores de tensión y corriente mientras se ejecuta la simulación. Es de libre distribución, puede descargarse su página y utilizarse sin restricciones.

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Simuladores de circuitos eléctricos Qucs: Es software libre para la simulación de circuitos. Con Qucs se puede construir un circuito virtual y simular su funcionamiento con corrientes elevadas y pequeñas y el comportamiento del ruido. Una vez terminada la simulación, pueden verse los resultados en una ventana de presentación. Las versiones para descargar son aún incompletas, es un proyecto muy ambicioso por los objetivos fijados por sus autores: simulación de circuitos en continua y en alterna, análisis a partir de los parámetros S de sus componentes, análisis de ruido y de régimen transitorio.

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Simuladores de circuitos eléctricos Livewire: Es un sofisticado software para el diseño y simulación de circuitos electrónicos. Interruptores, transistores, diodos, circuitos integrados y cientos de componentes más pueden ser interconectados para observar el comportamiento de un circuito. Si el rango máximo de cualquier componente es excedido, explotará en la pantalla!. Licencia: Pago. Sistema operativo: Windows.

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Simuladores de circuitos eléctricos Proteus Professional: Permite realizar todas las tareas de diseño de circuitos electrónicos, tales como: dibujo de esquemas de circuitos, simulación interactiva de circuitos analógicos, digitales, y con microcontroladores, con animación en tiempo real, además del diseño de circuitos impresos. Cuenta con una extensa librería de componentes genéricos y específicos. Licencia: Pago. Sistema operativo: Windows.

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Simuladores de circuitos eléctricos Proteus Lite: Es la versión shareware de la anterior, tiene limitaciones con respecto a la versión profesional, aunque cuenta con opción de simulación, dibujo de diagramas de circuitos y diseño de circuitos impresos. En principio es gratuito para quien quiera usarlo, esta versión no ofrece la posibilidad de simulación, solo se pueden simular los circuitos creados en alguna versión con licencia (Professional o Lite). Licencia: Shareware. Sistema operativo: Windows.

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Simuladores de circuitos eléctricos Micro-Cap Es un editor de esquemas de circuitos y un simulador mixto analógico/digital que provee un entorno interactivo de simulación para quienes se dedican al diseño electrónico. Desde su lanzamiento en 1982, Micro-Cap ha sido constantemente expandido y mejorado. Micro-Cap ofrece una interfaz intuitiva con eficientes algoritmos numéricos para producir un gran nivel de simulación y facilidad de uso. Licencia: Pago. Sistema operativo: Windows.

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Simuladores de circuitos eléctricos Kicad Es un programa de código libre (GPL) para la creación de esquemas y circuitos impresos. La suite es un conjunto de cuatro programas y un gestor de proyectos para realizar circuitos electrónicos: -Eeschema: Creación de esquemas. -PcbNew: Realización de circuitos impresos. -Gerbview: Visualización de documentos generados en formato GERBER (documentos de fototrazado). -Cvpcb: Utilidad de selección de las huellas físicas de los componentes electrónicos utilizados en el esquema. -Kicad: Gestor de proyectos. Licencia: Gratuito (GPL).

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Simuladores de circuitos eléctricos Simulador de Construcción de Circuitos Digitales con Escenarios Virtuales y Tutoriales Interactivos. Incluye a la familia de circuitos integrados estándares (familia TTL LS) y de aplicación específica (ASIC). Los circuitos pueden ser simuladosy en algunos casos pueden ser validados con Escenarios Virtuales que representan al ambiente donde los circuitos operarán. Además, los circuitos hechos pueden ser almacenados, recuperados y editados. Tiene Tutoriales Interactivos de algunos circuitos lógicos típicos, y muchos de ellos incluyen descripciones VHDL. Fue desarrollado con fines Didácticos Autor: Ing. Arturo Javier Miguel de Priego. Licencia: Gratuito. Sistema operativo: Windows.

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Simuladores de circuitos eléctricos Designworks: DesignWorks Professional para el dibujo de esquemas electrónicos. Con diseño jerárquico y extensas librerías de componentes y símbolos. DesignWorks Simulator, tiene una completa capacidad de simulación digital. DesignWorks Express! gratuito pero limitada a 500 pines, puede usarse en conjunto software gratuito Pad2Pad para el diseño de circuitos impresos. Licencia: DesignWorks Professional, DesignWorks Simulator: Pago. DesignWorks Express!: Gratuito. Sistema operativo: Windows, Mac.

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Simuladores de circuitos eléctricos

Altium designer (antes Protel) Es un conjunto de programas para el diseño electrónico en todas sus fases y para todas las disciplinas, ya sean esquemas, simulación, diseño de circuitos impresos, implementación de FPGA, o desarrollo de código para microprocesadores.

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Simuladores de circuitos eléctricos

Circuit Shop Permite diseñar, simular y aprender acerca de circuitos electrónicos analógicos y digitales. Es una herramienta de diseño asistido por computadora fácil de usar, permite la construcción y simulación de circuitos digitales y analógicos simples. Licencia: Pago. Sistema operativo: Windows.

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Simuladores de circuitos eléctricos Simetrix Es paquete simulador de circuitos mixto diseñado para profesionales de la electrónica. Incluye un simulador SPICE, un editor de esquemas electrónicos, y un visor de formas de onda, todo integrado en un solo programa.

Licencia: Pago, existe también una versión gratuita con limitaciones. Sistema operativo: Windows, Linux.

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Simuladores de circuitos eléctricos Qucs Es un entorno gratuito (GPL) para el diseño y simulación de circuitos electrónicos, aun en desarrollo. Es un simulador de circuitos, por lo que es posible construir un circuito electrónico en una interfase gráfica (GUI) y simular señales en él, después de la simulación se pueden ver los resultados en una página o ventana. Licencia: Gratuito. Sistema operativo: Windows, Linux.

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Simuladores de circuitos eléctricos

OrCAD Es un software utilizado para la automatización en el diseño electrónico. Este programa es usado por técnicos, ingenieros y diseñadores para el dibujo de circuitos electrónicos y el diseño de circuitos impresos, además de la simulación de circuitos, tiene una base de componentes actualizable. Licencia: Pago. Sistema operativo: Windows.

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Simuladores de circuitos eléctricos PCB Wizard PCB Wizard es un poderoso paquete para el diseño de circuitos impresos (PCBs) de una o dos capas. Se complementa con Livewire, para poder exportar desde él los diseños de circuitos electrónicos y convertirlos en un circuito impreso. Licencia: Pago. Sistema operativo: Windows.

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gEDA El proyecto gEDA es una suite de diseño electrónico y herramientas de automatización. Estas herramientas pueden ser usadas para el diseño de circuitos, captura de esquemas, simulación y prototipos, y producción. Es software libre para la aplicación en diseño electrónico, simulación analógica y digital, y la posibilidad de diseño de PCBs (circuitos impresos). El proyecto Licencia: Gratuito. Sistema operativo: Linux, Mac.

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Simuladores de circuitos eléctricos Tina Es un paquete poderoso y accesible para el análisis, diseño y prueba en tiempo real de circuitos electrónicos analógicos, digitales, VHLD, MCU y mixtos, además del diseño de circuitos impresos. Es posible también analizar circuitos de RF, comunicaciones, optoelectrónica, además de prueba y diseño con microcontroladores. Licencia: Pago. Sistema operativo: Windows.

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Simuladores de circuitos eléctricos Yenka Electronics Permite diseñar y simular circuitos electrónicos usando más de 150 tipos de componentes, probando y mejorando el diseño mientras se avanza. Otros productos de Yenka: Yenka PCBs: permite convertir las simulaciones en diseños de circuitos impresos (PCB) en 3D y exportarlos para su fabricación. Yenka PICs: permite programar y simular microcontroladores PIC y PICAXE en los circuitos. Licencia: Pago, también existe una versión gratuita con limitaciones. Sistema operativo: Windows, Mac.

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Simuladores de circuitos eléctricos Oregano Es software libre, licencia pública general (GPL) para liberar su código fuente. Cuenta con una interfaz amigable para el diseño y descripción del circuito a simular. Provee una amplia gama de bibliotecas incluyendo componentes Lineales, CMOS, TTL, Amplificadores operacionales y mucho más. Permite simular los circuitos diagramados. Realizar análisis de tiempo, de respuesta en frecuencia, de respuesta a valores de continua, y Fourier. Plataformas Soportadas: No está disponible para Microsoft Windows (TM) Licencia: Gratuito (GPL) Sistema operativo: Linux, FreeBSD.

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KTechLab Es un ambiente de diseño integrado (IDE) para Linux de código abierto, para el diseño y simulación de circuitos electrónicos y microcontroladores PIC. Es una herramienta ideal para la educación o los aficionados a la electrónica. Es fácil de usar, esta basado en el diseño a través de diagramas de flujo para PIC. Soporta una amplia gama de grabadores de PIC, permitiendo transferir los diseños rápida y fácilmente a un PIC real. Licencia: Gratuito. Sistema operativo: Linux.

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Simuladores de circuitos eléctricos Pad2pad Es un software gratuito para el diseño de placas de circuito impreso. Los diseños hechos en DesignWorks Express! Pueden ser importados hacia Pad2Pad. Licencia: Gratuito. Sistema operativo: Windows.

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Eagle Es para el diseño de circuitos impresos (PCBs). Eagle significa: "Easily Applicable Graphical Layout Editor" El programa contiene tres módulos principales: Editor de diagramas. Editor de circuitos impresos. Un autorouter. Licencia: Existe una versión professional de pago y una versión gratuita con algunas limitantes en su uso. Sistema operativo: Windows, Linux, Mac.

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OrCAD Es un software utilizado para la automatización en el diseño electrónico. Este programa es usado por técnicos, ingenieros y diseñadores para el dibujo de circuitos electrónicos y el diseño de circuitos impresos, además de la simulación de circuitos, tiene una base de componentes actualizable. Licencia: Pago. Sistema operativo: Windows.

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TinyCad Es un programa para el dibujo de diagramas de circuitos. Contiene completas librerías de símbolos. Puede ser usado para imprimir los diseños, o para publicarlos copiándolos y pegándolos en algún documento, también pueden ser guardados como una imagen. Licencia: Gratuito (Open source). Sistema operativo: Windows.

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Simuladores de circuitos eléctricos FreePCB Editor de circuitos impresos gratuito de código abierto apara Windows, realizado bajo GNU. Fue diseñado para realizar trabajos de calidad profesional. No contiene un autoruteador, pero puede utilizar FreeRoute (www.freerouting.net) Algunas características son: - 1 a 16 capas - Tamaño de placas de hasta 60x60 pulgadas. - Uso de unidades inglesas o métricas. - Librerías de empaques cortesía de Ivex Design International Inc. - Relleno de áreas de cobre. - Exportación de archivos Gerber extendidos (RS274X) y archivos Excellon. - Auto guardado. Licencia: gratuito (Open source) Sistema operativo: Windows.

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Diptrace Es un completo sistema de diseño de circuitos impresos que incluye, capacidad de diseño de PCBs con ruteo manual o automático, colocación de componentes de forma automática (autoplacer), Captura de diagramas para luego exportarlos a un circuito impreso. Contiene también un editor para crear empaques y componentes. Licencia: Pago, existe una versión gratuita con limitaciones. Sistema operativo: Windows.

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BSch3V Es un programa para la captura de esquemas electrónicos para Windows. El nombre “BSch” es la abreviación de 'Basic Schematic'. Tiene solo funciones básicas, buscando la facilidad en su uso. Licencia: Gratuito. Sistema operativo: Windows.

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ExpressPCB Es un programa de diseño de circuitos impresos fácil de aprender para los principiantes y eficiente para los profesionales, se complementa con ExpressSCH para realizar los esquemas electrónicos y luego enlazarlos hacia ExpressPCB. Licencia: Gratuito. Sistema operativo: Windows.

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B2 Spice Es un programa para el diseño electrónico y la simulación mixta de circuitos. Licencia: Pago. Sistema operativo: Windows.

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VisualSpice Es un completo programa de simulación mixta y diseño de circuitos electrónicos, soporta las mismas o más avanzadas características por una fracción del costo de otros simuladores. Permite fácil y rápidamente capturar esquemas y llevar a cabo la simulación y análisis de los resultados. Licencia: Pago. Sistema operativo: Windows.

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CIRCAD Es un programa enfocado al diseño de circuitos impresos (PCB) que contiene un editor de esquemas para poder importarlos y construir los circuitos impresos a partir de él, además una función interesante es la de poder construir o copiar un circuito impreso a partir de una imagen o fotografía de uno real (Reverse Engineering). Licencia: Pago. Sistema operativo: Windows.

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PCB elegance Es un programa destinado al diseño de circuitos impresos (PCBs). La versión gratuita esta limitada a diseños de hasta 200 pines. Licencia: Pago. Sistema operativo: Windows.

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Bartels AutoEngineer (BAE) Es un famoso software de diseño para la captura de diagramas electrónicos y el diseño de circuitos impresos, además del diseño de circuitos integrados. BAE corre en las plataformas Windows y Linux. Licencia: Pago. Sistema operativo: Windows, Linux.

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Rimu Schematic Es un completo programa para el diseño y captura de diagramas de circuitos electrónicos, fácil de usar y con una gran calidad en el resultado final, contiene una librería de más de 2000 componentes y símbolos, se pueden crear nuevas librerías y componentes. Licencia: Pago, también existe una versión gratuita con limitaciones. Sistema operativo: Windows.

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Rimu PCB Es el complemento de Rimu Schematic, para la creación y diseño de placas de circuito impreso. Rimu PCB es fácil de usar y efectivo, se puede importar el diseño desde el diagrama esquemático, se pueden crear nuevas librerías y empaques fácilmente. Licencia: Pago. Sistema operativo: Windows.

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PCB 123 Es una empresa dedicada a la fabricación de circuitos impresos sobre pedido, ofrece gratuitamente el software de diseño para que el usuario pueda diseñar sus propios PCBs y después encargar su fabricación. Licencia: Gratuito. Sistema operativo: Windows.

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EDWinXP Incluye un completo set de herramientas para ahorrar costos y tiempo en el diseño de circuitos impresos (PCB): un editor de esquemas, un editor de circuitos impresos, autoruteador, autoplacer, simulador mixto y más… Licencia: Pago. Sistema operativo: Windows.

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Cadstar Es una poderosa solución para el diseño de PCBs con un proceso de trabajo muy intuitivo, guiando a los usuarios fácilmente a través del proceso de diseño. Es fácil de aprender y usar. Licencia: Pago, existe una versión gratuita con limitaciones. Sistema operativo: Windows.

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Splan Es un software para diseñar diagramas de circuitos electrónicos rápida y fácilmente. No importa si necesitas dibujar un circuito pequeño o un gran proyecto con múltiples páginas. Licencia: Pago. Sistema operativo: Windows.

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Sprint-Layout Con este programa es posible diseñar circuitos impresos fácil y rápidamente. La estructura del programa lo hace fácil y rápido de aprender, así puedes concentrarte en lo más importante, el diseño y optimización de tus PCBs. Licencia: Pago. Sistema operativo: Windows.

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WinCircuit Es un programa informático de realización de dibujo de circuitos impresos en simple o doble cara. Las calidades principales son la facilidad de utilización y la pseudo vista en 3D que obtiene una visión del circuito próximo a la realidad. En la instalación, pueden elegir entre tres lenguas, el inglés, el español o el francés. Licencia: Pago. Sistema operativo: Windows.

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WinSchema Es un programa para la realización de esquema en los ámbitos la electrónica, de la electricidad, la hidráulica o el dibujo. En la instalación, pueden elegir entre tres lenguas, el inglés, el español o el francés. Licencia: Pago Sistema operativo: Windows.

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ProSchematic Es un programa para la captura de diagramas de circuitos electrónicos. Es muy poderoso y muy fácil de usar. Licencia: Pago. Sistema operativo: Windows.

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VirtualBreadboard Es un programa de simulación fácil de utilizar que puede ser usado en lugar de un protoboard (breadbord) real, para simular y experimentar con circuitos electrónicos y aplicaciones con microcontroladores. Licencia: Pago, existe una versión gratuita con limitaciones. Sistema operativo: Windows.

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TopSPICE Es un programa de diseño asistido por computadora que ofrece simulación mixta analógica y digital basada en el estándar industrial SPICE. Licencia: Pago. Sistema operativo: Windows.

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XCircuit Es un programa para el dibujo de diagramas electrónicos y otros diagramas con una gran calidad. Licencia: Gratuito GPL. Sistema operativo: Linux, Windows.

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WinQcad Este es un software de diseño electrónico que corre en Windows 98/ME/NT/2000/XP/VISTA y en Linux (en wine). Incluye un editor de esquemas compatible con OrCAD, y un editor de PCBs. WinQcad es el único programa de diseño de PCBs que genera el código g-code para las máquinas CNC directamente. Licencia: Pago, existe una versión gratuita con limitaciones. Sistema operativo: Windows.

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CircSchema Es una aplicación para el dibujo de esquemas de circuitos electrónicos. Puede dibujar, guardar, editar, copiar e imprimir diagramas de circuitos completos. Contiene una librería de símbolos electrónicos comunes, y el usuario puede crear nuevos símbolos para agregarlos a la librería. Esta aplicación es totalmente gratuita. Licencia: Gratuito. Sistema operativo: Windows.

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PCB artist Es un programa de captura de diagramas electrónicos y diseño de placas de circuito impreso, fácil de utilizar. Una vez diseñadas las placas se puede enviarlas para su fabricación. Licencia: Gratuito. Sistema operativo: Windows.

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Super spice Es un programa enfocado a la edición de esquemas electrónicos, simulación, análisis de formas de onda, y prueba de señales en circuitos electrónicos principalmente analógicos. Licencia: Pago, existe una versión gratuita (demo) con limitaciones. Sistema operativo: Windows.