Emulador tutor virtual de prácticas eléctricas y dispositivo emulador de componentes de circuitos eléctricos, electrónicos y/o electromecánicos para las mismas.

Sistema y procedimiento emulador virtual de prácticas eléctricas y dispositivo emulador de componentes de circuitos eléctricos,

electrónicos y/o electromecánicos para las mismas. El procedimiento comprende:

- establecer un circuito eléctrico emulado conectando, mediante cables de conexión (104), terminales de conexión (105) de dispositivos emuladores (103);

- obtener información del conexionado mediante envío de instrucciones a los dispositivos emuladores (103) para configurar sus terminales de conexión (105) y evaluación de las lecturas de sus terminales de conexión (105);

- obtener de cada dispositivo emulador (103) el tipo particular de dispositivo o componente que emula, con su configuración concreta;

- evaluar en base a la información del conexionado y al tipo y configuración de los dispositivos emuladores (103), los puntos de operación de aquellos dispositivos emuladores (103) que actúan como elementos medidores o actuadores y enviar a dichos dispositivos emuladores (103) instrucciones de consigna para representar o situarse en, según corresponda, dicho punto de operación.

Sistema y procedimiento emulador virtual de prácticas eléctricas y dispositivo emulador de componentes de circuitos eléctricos, electrónicos y/o electromecánicos para las mismas

Campo de la invención La presente invención se engloba dentro del campo de los sistemas emulador y tutor virtual que analiza montajes de circuitos eléctricos para establecer si el cableado es correcto. Sirve para emular el funcionamiento del circuito formado por componentes eléctricos y/o electrónicos emulados (instrumentos de medida, actuadores, fuentes, elementos genéricos) interconectados entre sí mediante cableado, permitiendo realizar medidas, efectuar cálculos y comprobar si la conexión entre los componentes emulados es correcta.

Antecedentes de la invención En la actualidad se conocen emuladores de circuitos eléctricos, como el divulgado en el documento de patente US2008297167-A1, que describe un verificador funcional y paramétrico y un emulador de módulos electrónicos y tarjetas de circuito impreso. Este dispositivo emulador está formado por un instrumento de pruebas programable acoplado a una unidad de control u ordenador que almacena los programas de pruebas y los resultados de las mismas. El instrumento de pruebas programable a su vez se compone de dos módulos: una librería de circuitos electrónicos y un circuito que puede interpretar y ejecutar comandos complejos de pruebas, recibiendo los comandos del ordenador y generando las órdenes a la librería de circuitos electrónicos, activando y configurando los circuitos que se emplearán en la prueba. La librería de circuitos electrónicos por su parte es un grupo de circuitos electrónicos que se utilizarán en la ejecución de la prueba, permitiendo realizar multitud de test, empleando un voltímetro, multímetro, multiplexor, generador de señal, analizador de audio, osciloscopio, entradas y salidas de señales digitales, osciladores, etc. La librería de circuitos electrónicos permite la emulación de una amplia variedad de circuitos que ya estarán presentes en el hardware, haciendo que sólo sea necesario configurarlos y activarlos. La invención divulgada en este documento permite diseñar emuladores que realicen la simulación del equipo a probar. No obstante, no se comprueba el cableado del circuito hardware que se conecta.

El documento de patente US2009299677 -A 1 presenta un sistema para probar tarjetas de circuitos. Está formado por dos elementos fundamentales: una caja donde se insertan las placas y un ordenador. El ordenador dispone de una unidad central de proceso, un módulo de adquisición de datos que recibe datos de las tarjetas y un bus de comunicación que se comunica con la caja o envolvente. La caja dispone de slots para insertar las tarjetas a probar. Incorpora una unidad central de proceso, puertos de entrada/salida e interfaces de comunicación y una pantalla. El objetivo del sistema es insertar una tarjeta dentro del slot de la caja y controlar el funcionamiento de la misma mediante un ordenador. Dicho ordenador dispone de un emulador para controlar la prueba de la tarjeta, de tal forma que sustituye funcionalmente a la unidad central de proceso de la caja, realizándose las pruebas desde el ordenador. Los resultados de cada prueba se registran en el ordenador. Se realizan pruebas de la unidad central de proceso, de alimentación, de reset, de tierra, de auto calibración, de disparo externo, etc. Así puede determinar si existen componentes dañados. Sin embargo, en este documento no se hace un análisis del cableado del circuito, para ver si es correcto el montaje, sino que se da por hecho que esto es así, y lo que se analizan son las medidas de las tarjetas.

El documento de patente EP1376417-A1 presenta un método diseñado por ordenador para la verificación funcional de circuitos electrónicos integrados. El método emula un circuito bajo pruebas en dos pasos: se genera un primer fichero para configurar la prueba -creando un banco de pruebas configurable-y después un segundo fichero para configurar el dispositivo a probar, generando un emulador del diseño bajo prueba. El sistema permite al emulador comunicarse con un ordenador y con un dispositivo objetivo. Sin embargo, no permite al usuario montar circuitos como lo haría en un laboratorio ni analizar el cableado del mismo.

También se conoce software de emulación como el LABVIEW, un programa que permite entre otras cosas adquirir datos, controlar instrumentos, y hacer mediciones. Se puede conectar a instrumentos de medida y analizar los datos con un ordenador. Permite integrar cualquier hardware y software de medida. Por otro lado, el software Aulamoisan se emplea con fines didácticos y universitarios para simular circuitos e interactuar con elementos reales de laboratorio mediante, por ejemplo, programas de gestión de ensayos eléctricos o programas de medidas eléctricas.

Por tanto, actualmente no existe ningún sistema ni procedimiento que permita al

la realización de la práctica eléctrica, incluyendo errores en el conexionado de los dispositivos emuladores y/o datos relativos a medidas y configuración de los mismos.

Un segundo aspecto de la presente invención incluye un procedimiento emulador virtual de prácticas eléctricas, que comprende las siguientes etapas:

- establecer un circuito eléctrico emulado conectando, mediante una pluralidad de cables de conexión, terminales de conexión de una pluralidad de dispositivos emuladores de componentes de circuitos eléctricos, electrónicos, y/o electromecánicos, disponiendo cada dispositivo emulador de información relativa al tipo particular de dispositivo o componente que emula y su configuración concreta;

- obtener la información del conexionado de los dispositivos emuladores en el circuito eléctrico emulado mediante el envío de instrucciones a dichos dispositivos emuladores relativas a la configuración y generación de señales de sus terminales de conexión y la recepción y evaluación de lecturas de sus terminales de conexión realizadas por los dispositivos emuladores;

- obtener de cada dispositivo emulador el tipo particular de dispositivo o componente que emula, con su configuración concreta;

- evaluar en base a la información del conexionado y al tipo y configuración de los dispositivos emuladores, los puntos de operación de aquellos dispositivos emuladores que actúan como elementos medidores o actuadores y enviar a dichos dispositivos emuladores instrucciones de consigna para representar o situarse en, según corresponda, dicho punto de operación.

La etapa de obtención de la información del conexionado puede comprender configurar secuencialmente uno a uno los terminales de conexión como salida, manteniéndose el resto como entradas, y obtener la lectura de los terminales de conexión en cada secuencia.

Un tercer aspecto de la presente invención incluye un dispositivo emulador de componentes de circuitos eléctricos, electrónicos y/o electromecánicos para prácticas eléctricas, que comprende:

- terminales de conexión preparados para recibir cables de conexión para su conexión con otros dispositivos emuladores; -medios de comunicación preparados para comunicarse con una unidad central externa;

- medios de procesamiento de datos con acceso a información relativa al tipo

particular de dispositivo o componente que emula y su configuración concreta, estando dichos medios de procesamiento de datos configurados para:

• ante una instrucción de configuración recibida de la unidad central, oportunamente configurar y generar señales en sus terminales de conexión;

• ante una instrucción de lectura de terminales recibida de la unidad central, obtener y enviar a dicha unidad central la lectura de sus terminales de conexión;

• ante una instrucción de lectura de tipo de dispositivo emulador recibida de la unidad central, obtener y enviar a dicha unidad central el tipo particular de dispositivo o componente que emula, con su configuración concreta.

El dispositivo emulador comprende preferentemente una cubierta con una tapa intercambiable, la cual dispone de información relativa al tipo de dispositivo emulador.

El dispositivo emulador puede ser un dispositivo configurable mediante medios de regulación, donde los medios de procesamiento de datos están configurados para obtener la configuración concreta del dispositivo emulador...

1. Sistema emulador virtual de prácticas eléctricas, caracterizado por que comprende: -una unidad central de proceso (100) ; -una pluralidad de cables de conexión (104) encargados de la conexión de

dispositivos emuladores (103) para establecer un circuito eléctrico emulado;

- una pluralidad de dispositivos emuladores (103) de componentes de circuitos eléctricos, electrónicos y/o electromecánicos, con medios de procesamiento de datos (308) , medios de comunicación preparados para comunicarse con la unidad central (100) , y terminales de conexión (105) preparados para recibir los cables de conexión (104) , disponiendo cada dispositivo emulador (103) de información relativa al tipo particular de dispositivo o componente que emula y su configuración concreta;

donde la unidad central (100) está configurada para:

obtener la información del conexionado de los dispositivos emuladores (103) en el circuito eléctrico emulado mediante el envío de instrucciones a dichos dispositivos emuladores (103) relativas a la configuración y generación de señales de sus terminales de conexión (105) y la recepción y evaluación de lecturas de sus terminales de conexión (105) realizadas por los dispositivos emuladores (103) ;

obtener de cada dispositivo emulador (103) el tipo particular de dispositivo o componente que emula, con su configuración concreta;

en base a la información del conexionado y al tipo y configuración de los dispositivos emuladores (103) , evaluar los puntos de operación de aquellos dispositivos emuladores (103) que actúan como elementos medidores o actuadores y enviar a dichos dispositivos emuladores (103) instrucciones de consigna para representar o situarse en, según corresponda, dicho punto de operación.

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende un bus de comunicaciones (102) para la comunicación por cable entre la unidad de control (100) Y los dispositivos emuladores (103) .

3. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que para obtener la información del conexionado la unidad central (100) está configurada para secuencialmente establecer uno a uno los terminales de conexión (105) como salida, manteniéndose el resto como entradas, y obtener la lectura de los terminales de conexión (105) en cada secuencia.

4. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los dispositivos emuladores (103) , que son configurables, disponen de medios de regulación, y por que la configuración concreta de dichos dispositivos emuladores

(103) configurables es obtenida mediante lectura de los medios de regulación.

5. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los dispositivos emuladores (103) se seleccionan de entre los siguientes: emuladores de medida, emuladores de actuadores, emuladores de fuentes y emuladores de componentes eléctricos genéricos.

6. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos un dispositivo emulador (103) comprende una cubierta (200) con una tapa

(202) intercambiable, la cual dispone de información relativa al tipo de dispositivo emulador.

7. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende medios de visualización (106) , estando la unidad central (106) configurada para visualizar, en dichos medios de visualización (106) , información relativa a la realización de la práctica eléctrica, incluyendo errores en el conexionado de los dispositivos emuladores (103) y/o datos relativos a medidas y configuración de los mismos.

8. Procedimiento emulador virtual de prácticas eléctricas, caracterizado por que comprende las siguientes etapas:

- establecer un circuito eléctrico emulado conectando, mediante una pluralidad de cables de conexión (104) , terminales de conexión (105) de una pluralidad de dispositivos emuladores (103) de componentes de circuitos eléctricos, electrónicos, y/o electromecánicos, disponiendo cada dispositivo emulador (103) de información relativa al tipo particular de dispositivo o componente que emula y su configuración concreta;

- obtener la información del conexionado de los dispositivos emuladores (103) en el circuito eléctrico emulado mediante el envío de instrucciones a dichos dispositivos emuladores (103) relativas a la configuración y generación de señales de sus terminales de conexión (105) y la recepción y evaluación de lecturas de sus terminales de conexión (105) realizadas por los dispositivos emuladores (103) ;

- obtener de cada dispositivo emulador (103) el tipo particular de dispositivo o componente que emula, con su configuración concreta;

- evaluar en base a la información del conexionado y al tipo y configuración de los dispositivos emuladores (103) , los puntos de operación de aquellos dispositivos emuladores (103) que actúan como elementos medidores o actuadores y enviar a dichos dispositivos emuladores (103) instrucciones de consigna para representar o situarse en, según corresponda, dicho punto de operación.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que la etapa de obtención de la información del conexionado comprende secuencialmente configurar uno a uno los terminales de conexión (105) como salida, manteniéndose el resto como entradas, y obtener la lectura de los terminales de conexión (105) en cada secuencia.

10. Dispositivo emulador de componentes de circuitos eléctricos, electrónicos y/o electromecánicos para prácticas eléctricas, caracterizado por que dicho dispositivo emulador (103) comprende:

- terminales de conexión (105) preparados para recibir cables de conexión

(104) para su conexión con otros dispositivos emuladores (103) ; -medios de comunicación preparados para comunicarse con una unidad central (100) externa;

- medios de procesamiento de datos (308) con acceso a información relativa al tipo particular de dispositivo o componente que emula y su configuración concreta, estando dichos medios de procesamiento de datos configurados para:

• ante una instrucción de configuración recibida de la unidad central (100) , oportunamente configurar y generar señales en sus terminales de conexión (105) ;

• ante una instrucción de lectura de terminales recibida de la unidad central (100) , obtener y enviar a dicha unidad central (100) la lectura de sus terminales de conexión (105) ;

• ante una instrucción de lectura de tipo de dispositivo emulador recibida de la unidad central (100) , obtener y enviar a dicha unidad central (100) el tipo particular de dispositivo o componente que emula, con su configuración concreta.

11. Dispositivo emulador según la reivindicación 10, caracterizado por que comprende una cubierta (200) con una tapa (202) intercambiable, la cual dispone de información relativa al tipo de dispositivo emulador.

12. Dispositivo emulador según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11, caracterizado por que se trata de un dispositivo emulador configurable mediante medios de regulación, y donde los medios de procesamiento de datos están configurados para obtener la configuración concreta del dispositivo emulador (103)

mediante lectura de los medios de regulación .

13. Dispositivo emulador según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por que se trata de un dispositivo emulador de medida que dispone de medios de visualización, y donde los medios de procesamiento de datos están

configurados para representar en dichos medios de visualización el punto de operación especificado en una instrucción de consigna recibida de la unidad central

(100) externa.

14. Dispositivo emulador según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12,

caracterizado por que se trata de un dispositivo emulador de actuador que dispone de medios de actuación, y donde los medios de procesamiento de datos están configurados para activar dichos medios de actuación según el punto de operación especificado en una instrucción de consigna recibida de la unidad central (100) externa.