Software para diseño de circuitos electrónicos y placas impresas (PCB) – EasyEDA

En el diseño de diagramas de circuitos electrónicos existen múltiples opciones de software que nos ofrecen toda clase de funcionalidades. A través de mi carrera he tenido experiencias con Mulsitim (y Ultiboard), Proteus (y Ares), Livewire (y PCB Wizard) y Circuit Maker. Todos son buenos programas para simulación de circuitos y todos son acompañados por un programa que nos permite diseñar PCB. Todos tienen ventajas y desventajas que los hacen mejores que los otros para algunos casos específicos. Y lo principal… todos son muy caros.

En el caso de Multisim y Proteus, las licencias pueden valer un par de miles de dólares. El Livewire dejó de actualizarse hace al menos 10 o talvez 12 años. Circuit Maker evolucionó en Altium y se volvió sumamente costoso. También está Eagle, que no es mi favorito. Fritzing es una opción interesante, aunque siento que corre el riesgo de caer en el olvido con el tiempo, al no ser sus actualizaciones tan frecuentes como nos gustaría.

Las veces que he tenido la oportunidad de usar software de pago ha sido con licencias previamente adquiridas por la Universidad. La verdad no tengo dinero para pagar un par de miles por un software de diseño electrónico. Y aunque tuviese el dinero, no estoy seguro de que gastaría en una licencia profesional de alguno de estos software. La experiencia me dice que a veces estos programas no traen los componentes que necesito para hacer las cosas que hago. A veces me toca ponerme a dibujar pistas y símbolos personalizados para poder lograr lo que quiero.

Por ejemplo, Fritzing cuenta con los layout de las placas de Arduino pero carece de muchos componentes electrónicos avanzados. Y no me gusta mucho como se dibujan los diagramas electrónicos ahí. Proteus y Multisim no vienen con los layout de Arduino por defecto, pero sí contienen muchos componentes electrónicos de toda clase, tamaños y funciones.

Sin embargo, en días recientes he encontrado una herramienta que cuenta con una gran cantidad de funciones y características interesantes. Se trata de un software alojado en la nube, disponible a través de una página web, totalmente gratis. Permite diseñar tanto diagramas electrónicos como Printed Circuit Boards (PCB) y simulación de circuitos. Cuenta con una enorme librería de componentes, incluyendo las placas de Arduino, sensores y Raspberry. Su nombre es EasyEDA y está disponible a través de la página web https://easyeda.com/ (disponible en español).

El siguiente artículo es un review en el cual se detallarán las principales características de este software. Es probable que de ahora en adelante utilicemos EasyEDA para el diseño de todos los diagramas electrónicos que publicamos en este blog y en aquellos con los que trabajamos a nivel profesional. Deseo aprovechar esta oportunidad para dar a conocer esta excelente herramienta a nuestros lectores.

EasyEDA, un software de diseño en la nube

Lo primero que me llamó la atención del EasyEDA es lo fácil que resulta utilizarlo. Tan sencillo como entrar a https://easyeda.com/es, nos vamos a la esquina superior derecha y hacemos clic en New Project. Con estos dos sencillos pasos tendremos acceso al software de diseño de circuitos electrónicos.

Interfaz de la página web http://easyeda.com/es

EDA significa Electronic Design Automation, es decir, automatización de diseño electrónico. La página web tiene una interfaz muy sencilla y amigable al usuario. Al hacer clic en New Project podemos entrar en el modo de diseño, donde veremos las herramientas que el software pone a nuestra disposición.

Interfaz del EasyEDA

En esta interfaz tendremos las mismas opciones que tendríamos en cualquier aplicación tipo desktop. Aquí podemos crear proyectos que bien pueden estar conformados por diagramas electrónicos o diagramas tipo PCB. Me parece que para ambas opciones son muy buenas para diseñar cualquier tipo de diagrama. Veamos sus prestaciones.

Diseño de diagramas electrónicos

Los diagramas electrónicos que podemos diseñar con EasyEDA se parecen a los de Eagle. El color de los componentes es rojo vino y las conexiones son de color verde. A la izquierda de la interfaz vemos los componentes con los que contamos para armar nuestros diagramas.

Diagrama electrónico de un puente H diseñado en EasyEDA

Me gusta mucho que los planos se puedan dibujar en el marco que se muestra en la imagen. Esto es similar a lo que hacemos con los planos eléctricos cuando dibujamos en Autocad. Los componentes que aparecen en la izquierda son los que han sido incluidos por defecto al programa. Es posible contar con la disponibilidad de elementos que han sido creados por los usuarios del software y han hecho públicos sus aportes.

Ventana de selección de componentes

En la ventana de selección de componentes es muy sencillo encontrar las piezas que necesitamos. Insertamos una palabra clave y el sistema buscará entre los componentes del sistema y los portes de los usuarios. Esto se puede apreciar en la parte de la izquierda de la imagen de arriba.

Entre los componentes diseñados por los usuarios podemos encontrar muchos diagramas que resultan ser muy útiles. Sin embargo, esto tiene sus ventajas y desventajas. A veces para un solo componente podemos encontrar varios símbolos. Por ejemplo, para un TRIAC tenemos las siguientes opciones.

Hay que tener cuidado a la hora de escoger los componentes si lo que queremos es mantener la simetría en el diseño. Todos los símbolos mostrados son válidos pero obedecen a diferentes estilos de diseño. Esta es una precaución que debemos tomar en cuenta a la hora de escoger los elementos de un diagrama.

Una de las más importantes ventajas que presenta este software es la disponibilidad de las placas Arduino. Esto es sumamente útil para nosotros en Panama Hitek, ya que en nuestros posts sobre uno u otro tema casi siempre requieren de un diagrama electrónico para que nuestros lectores tengan una mejor comprensión sobre los conceptos que queremos compartir.
Diferentes modelos de Arduino disponibles entre los diagramas electrónicos

Otra característica importante es la facilidad con la cual se hacen los trazados de un punto a otro. La cuadrícula de fondo permite limitar las dimensiones de las líneas de tal forma que es muy sencillo hacer un trazado simétrico de un punto a otro. Al igual que en otros software de diseño electrónico, esta cuadrícula puede ser activada o desactivada. También es posible modificar las dimensiones de la cuadrícula.

Todas las inscripciones y textos que aparecen junto a los componentes son modificables a través de un editor de texto. Al final de la etapa de diseño los diagramas pueden ser exportados a formato PDF. Es posible pedirle al software que exporte los dibujos en los colores de la ventana de diseño o en blanco y negro.

Diagrama electrónico finalizado en EasyEDA

Este software presenta muchísimas opciones interesantes y una amplia gama de componentes a disposición del diseñador. ¿Lo más importante? Es gratuito y no requiere instalación. Todo está en la nube.

Simulación de circuitos electrónicos

La simulación de circuitos no es el fuerte de EasyEDA. Cuando hablamos de un simulador de circuitos nos esperamos un programa que nos permita ver cuando un LED enciende o cuando un motor se mueve. EasyEDA no tiene esa capacidad. Sin embargo, sí nos permite analizar el comportamiento de las corrientes y los voltajes a través de un circuito.

Hace unos años escribí un par de posts que terminaron siendo muy populares sobre las leyes de Kirchhoff. Para ambos posts (mallas y nodos) se utilizó el mismo circuito de ejemplo. Esta vez he decidido simular el circuito que se utilizó para ambos posts en el EasyEDA y así comprobar su funcionamiento.

EasyEDA

Necesitamos armar el circuito, teniendo la precaución de asignarle un ground (GND) al circuito. De lo contrario, la simulación no procederá. Las puntas de prueba (V1 a V5) medirán los voltajes (referidos a tierra) de los nodos en los que se encuentran conectados. Los resultados no se muestran en tiempo real. Es necesario ir al menú Miscellaneous/Simulate/SimulationResults.

Esta acción abrirá una ventana en la cual aparecerán los resultados de la simulación.

Estos valores son consistentes con los que obtuvimos en el post de Ley de las corrientes de Kirchhoff. Este simulador es bien sencillo pero cumple con el mínimo requerido por un simulador que es entregar información detallada sobre el comportamiento de la corriente y el voltaje en un punto determinado de un circuito. Existen múltiples opciones interesantes dentro de las herramientas de simulación del EasyEDA, pero ya escribiremos sobre este tema a profundidad en otra ocasión.

Diseño de diagramas PCB

El diseño de PCB es una tarea que puede resultar sumamente tediosa si no se cuenta con un buen software que incluya los pads de los elementos que incluiremos en la placa. A mi me gusta mucho hacer diseños en base a sistemas embebidos de bajo costo y tamaño reducido, tales como el Arduino Nano o similares. Estos modelos son prácticos porque los podemos empotrar en cualquier placa a través de un socket. Si la placa se quema, se remplaza por una nueva sin tener que resoldar.

Arduino Nano y módulo HC-06 (Bluetooth) en la ventana de diseño de PCB
EasyEDA nos permite dibujar en diferentes capas y cambiar los grosores de las pistas. Cuenta con la función de autotrace para el auto ruteo de las pistas a partir de un diagrama electrónico. Sin embargo, a muchos no nos gusta utilizar esta función y preferimos hacerlo a la antigua.
Pistas del circuito electrónico utilizado en el ejemplo de la simulación

Lo más importante para cualquier software de diseño PCB hoy en día es la capacidad de exportar los diagramas a formato Gerber. EasyEDA no carece de este requerimiento. Es posible exportar los diagramas tanto a PDF, imagen o Gerber.

EasyEDA
Diseño de PCB con EasyEDA
Ventana de exportación a formato Gerber

El formato Gerber es uno de los más utilizados a nivel del mundo por las máquinas de impresión de circuitos, especialmente las del tipo CNC. Esto quiere decir que podemos pasar fácilmente del diseño a la realidad.

CNC Router para impresión de PCB

 

Impresión de PCB en router CNC
PCB terminado luego de ser impreso en un CNC

Como se muestra en las imágenes, pasar del Gerber a un PCB real es un proceso sumamente interesante. Se basa, principalmente en la creación del diagrama en un software (como EasyEDA) y exportarlo en formato Gerber. Luego una máquina con un software especial traduce el Gerber a los movimientos de una fresadora que se encarga de devastar la placa de cobre y hacer los agujeros correspondientes.

Hasta ahora la mejor opción de software que he encontrado para realizar este tipo de trabajos es, precisamente, EasyEDA. Espero en las próximas semanas dedicarle un post completo y un par de videos al proceso completo de manufactura de PCB desde la etapa de diseño en software hasta la impresión y el proceso de soldadura

Fabricación de placas impresas (PCB) de bajo costo

EasyEDA permite fabricar circuitos sin contar con un CNC. Para ello brindan el servicio de manufactura de prototipos electrónicos a partir de los diseños que los usuarios hacen en la plataforma de la empresa. Hasta ahora no he tenido la oportunidad de pedirles que fabriquen una placa para mí, pero los ejemplos que he visto y los comentarios de los usuarios me indican que el servicio es muy bueno y altamente recomendado.

Placa construida utilizando el servicio EasyEDA
Placa construida utilizando el servicio EasyEDA

Como podemos observar, las placas lucen un acabado impecable. Ya vienen con las instrucciones previamente impresas en la placa y con la protección anti-corrosión (color verde). Para solicitar la fabricación de una o varias placas debemos visitar el siguiente enlace: https://easyeda.com/orderTambién es posible hacerlo desde la interfaz de diseño dentro del propio EasyEDA.

En resumen, EasyEDA pone a nuestra disposición un servicio de diseño electrónico totalmente gratuito, en la nube, a la vez que nos brinda la posibilidad de fabricar nuestros prototipos utilizando tecnología de punta. Debemos tomar en cuenta que la casa matriz de EasyEDA está en China y que cualquier placa que querramos construir tendrá que ser fabricada y enviada desde China hasta donde sea que nos encontremos. Aún así, en los días en que vivimos esto no es tan complicado. No será posible para nosotros tener nuestro diseño antes de 3 o 4 semanas, pero aún así vale la pena la espera. El precio parece ser adecuado, según los comentarios de los usuarios en los foros a través de Internet.

EasyEDA
Placa impresa utilizando el servicio de EasyEDA
Otra característica que ha llamado mucho mi atención es la posibilidad de compartir proyectos al estilo de Github. Al crear un proyecto en EasyEDA podemos escoger hacerlo público o privado. Existe la opción de “forkear” el proyecto, tal como en Github o plataformas similares. Esto abre la posibilidad de trabajar en conjunto con otras personas.

He utilizado la plataforma al menos unas 12 o 15 horas últimamente y no he sufrido ningún tipo de problema con respecto a la conexión a Internet. La verdad no se necesita tener banda ancha para utilizar EasyEDA. El hecho de que sea un software en la nube no representa ningún inconveniente.

La plataforma invita a los usuarios a compartir sus diseños con el resto del mundo. Los usuarios tienen acceso a lo que los diseñadores decidan hacer público. Todos pueden evaluar y/o hacer aportes a los diseños que sean públicos.

La verdad es que EasyEDA me ha parecido una herramienta brillante y felicito a la empresa que respalda este proyecto por tan excelente trabajo. De ahora en adelante seguiré utilizando esto para mis diseños a nivel personal, laboral y empresarial. Es probable que en las próximas semanas mande a construir un par de placas. Prometo mantener a mis lectores al tanto de los resultados.

Sin más que decir, espero que les haya gustado este artículo. Los invito a probar este software y a implementarlo en sus proyectos. Es una herramienta muy profesional y a la vanguardia con las tecnologías y exigencias del mundo del diseño electrónico de hoy en día.

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