1. Sistema de montaje y medición de circuitos electrónicos sobre una plataforma conectada a un ordenador y alimentada por un alimentador conectado a la red eléctrica,

dicho sistema está caracterizado porque dicha plataforma comprende:

- un módulo de alimentación, con dos fuentes conmutadas y una pluralidad de reguladores lineales, conectado al alimentador;

- un microcontrolador, con unos canales de entrada analógicos y un canal de salida analógico, con conexión al ordenador y al módulo de alimentación;

- una memoria conectada al microcontrolador;

- un módulo de usuario con conexiones a una placa de inserción, a los canales de entrada analógicos del microcontrolador, al canal de salida analógico del microcontrolador y al módulo de alimentación;

- un módulo de generación de señal conectado al módulo de usuario y conectado también a la placa de inserción;

- un módulo de captura de señal conectado al módulo de usuario y conectado también a la placa de inserción.

2. El sistema de la reivindicación anterior donde el módulo de generación señal comprende un amplificador operacional, un amplificador de ganancia variable, una etapa de potencia de clase AB y un elemento de protección frente a cortocircuitos que implementan un generador de funciones periódicas.

3. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el módulo de captura de señal comprende un buffer, un amplificador de ganancia variable y un amplificador operacional que implementan un osciloscopio.

4. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la memoria conectada al microcontrolador es una memoria de tipo EEPROM.

5. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la conexión del microcontrolador con el ordenador es de tipo USB o de tipo miniUSB.

6. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde una de las dos fuentes conmutadas del módulo de alimentación es un conversor de descenso de tensión y la otra es un conversor inversor.

7. El sistema de la reivindicación 6 donde el módulo de alimentación comprende además una pluralidad de tomas de tensión de valores +15V, -15V, +5V, -5V y 12V.

8. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el módulo de usuario además comprende un interruptor que habilita o deshabilita el circuito electrónico montado sobre la placa de inserción.

9. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el módulo de usuario además comprende un potenciómetro multivuelta.

10. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el módulo de usuario además comprende un pulsador.

11. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que además comprende una pluralidad de diodos LED, conectados al microcontrolador, indicadores de distintos estados del sistema.

12. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la placa de inserción comprende además un circuito electrónico montado por un usuario.

Sistema de montaje y medición de circuitos electrónicos.

Objeto de la invención La presente invención tiene aplicación en el sector técnico de la electrónica de circuitos, como por ejemplo los circuitos electrónicos que se montan en laboratorios docentes para el estudio de diferentes dispositivos y montajes, y se refiere a un sistema para el montaje y medición de dichos circuitos.

Más concretamente, el objeto de la invención es una plataforma hardware que, conectada a un PC, permite tener a bajo coste funcionalidades propias de un laboratorio tradicional de electrónica, como el montaje, testeo, procedimientos de medida o adquisición de señal

Antecedentes de la invención

El estudio de la tecnología electrónica tradicionalmente siempre se ha encontrado vinculado al uso de laboratorios presenciales donde un profesor guía a los estudiantes en el uso de diferentes dispositivos, montajes e instrumentos de medida para adquirir conocimientos y competencias profesionales. En las últimas décadas se han producido avances tecnológicos que han permitido cambios significativos en los modelos pedagógicos de enseñanza-aprendizaje, abriendo la puerta a la enseñanza virtual (o a distancia) de competencias tecnológicas, entre las que se cuentan las del ámbito de la electrónica. Actualmente, tanto en modelos presenciales como virtuales, el estudiante se ha convertido en el eje fundamental del proceso de enseñanza-aprendizaje y resulta fundamental proporcionarle nuevas herramientas para la adquisición de estas competencias.

El coste de laboratorios tradicionalmente ha sido elevado y esto usualmente lleva a un uso restrictivo de los instrumentos de medida y montajes electrónicos por parte de los estudiantes. Con el objetivo de abaratar los costes de implantación de los laboratorios hardware, han aparecido en los últimos años soluciones con diferentes enfoques, a fin de reducir los costes de desarrollo de entornos de prácticas en instituciones educativas. Estas líneas de investigación se han centrado básicamente en dos ámbitos diferentes: el enfoque in situ, que pretende desarrollar equipamiento electrónico de coste asequible para reducir los costes de implantación; y el enfoque remoto, que permite el acceso remoto a los equipos de medida y mejora la eficiencia de uso de los mismos facilitando el acceso a un número muy superior de estudiantes y en un horario más amplio.

En la variedad de soluciones in situ aparecidas durante los últimos años son reseñables las soluciones de la empresa National Instruments, especialmente con dos equipos propietarios como son el MyDAQ y el ELVIS.

Estas dos soluciones académicas permiten el desarrollo de laboratorios físicos con finalidad educativa a un coste razonable, gracias a la integración de instrumentos de prestaciones inferiores a las de los utilizados en el ámbito profesional.

MyDAQ es un dispositivo portable diseñado por la empresa National Instruments con fines educativos, que, fundamentalmente, proporciona todo un conjunto de aparatos de medida a fin de poder analizar circuitos 35 electrónicos fuera de clases y del laboratorio. El dispositivo consta de 2 entradas analógicas, 2 salidas analógicas, 8 entradas digitales configurables, entrada/salida de audio, salidas de fuentes de alimentación a ±15V y +5V. Ofrece la posibilidad de medir tensiones, corrientes y resistencias. El dispositivo dispone de un tamaño que permite portarlo fácilmente en una mochila o en un bolsillo amplio y permite realizar medidas mediante el uso de la licencias de LabView, software propietario de National Instruments que obliga al pago de licencias. El objetivo de este dispositivo es llevar el laboratorio a cualquier lugar y en cualquier momento siempre que se disponga de un PC y licencia para su uso. Tiene el inconveniente de no destinar soporte hardware para el montaje de circuitos.

ELVIS es un dispositivo desarrollado también por la empresa National Instruments que conforma una placa bastante más completa que MyDAQ y que permite la realización de montajes sobre una placa de inserción (o 45 protoboard) . Este dispositivo pone a disposición de los usuarios una serie de instrumentos físicos y virtuales, un dispositivo de adquisición de datos a través de bus USB de alta velocidad y una estación de trabajo con una tarjeta de desarrollo de prototipos, lo que lo convierten en una de las herramientas más completas y versátiles del mercado. El uso de esta herramienta permite el diseño y análisis de circuitos para el aprendizaje de electrónica analógica y digital, la adquisición de datos y el acondicionamiento de señal entre otras cosas. Está

50 provista de un conjunto de instrumentación virtual y un software de control propietario de National Instruments. El costo de este dispositivo es muy elevado por lo que difícilmente puede ser adquirido por un estudiante de forma individual, de tal forma que su uso académico se orienta a la implementación del laboratorio presencial en los centros educativos o bien instalándolo en un laboratorio remoto, de tal modo que el estudiante controle remotamente el PC que lo gobierna.

55 Otro tipo de dispositivos en la línea de los anteriores y de coste reducido son los dispositivos de instrumentación por USB. Este tipo de dispositivos fundamentalmente son osciloscopios digitales con alguna función extendida de generación de señales. Estos dispositivos son de bajo coste, pero tienen una funcionalidad mucho más limitada que los presentados anteriormente. Permiten capturar señales y realizar análisis sencillos y visualizarlos con el PC. El coste de estos dispositivos depende, fundamentalmente, de sus prestaciones, pero no acostumbra ser un 60 problema, pues no suele ser excesivamente elevado. Estos dispositivos presentan el principal inconveniente de que no permiten realizar directamente montajes, pues requieren de plataformas externas que permitan realizar el montaje, con lo que se complica el uso en aplicaciones docentes por requerir hardware adicional. No obstante, estas soluciones pueden ser una buena alternativa para disponer de un dispositivo de medida portátil que se pueda utilizar sobre un PC.

El estado de la técnica por tanto, presenta algunas alternativas a los clásicos laboratorios de electrónica, pero estas soluciones no cubren de forma óptima las funcionalidades de un laboratorio sin disparar las condiciones de portabilidad o coste requeridos. En este contexto, los problemas derivados del coste de equipos completos hace difícil el acceso para los estudiantes a un equipo que sin recurrir a elementos externos permita desarrollar la funcionalidad completa de un laboratorio de electrónica.

Descripción de la invención La presente invención se refiere a un sistema de montaje y medición de circuitos electrónicos que supera los inconvenientes antes descritos, pues reúne los elementos para desarrollar los procesos y funcionalidades propias de un laboratorio de electrónica tradicional en una única plataforma de coste reducido y buenas condiciones de portabilidad.

Concretamente, el sistema de montaje y medición de circuitos electrónicos que la invención propone comprende una plataforma conectada a un ordenador y alimentada por un alimentador conectado a la red eléctrica; además comprende un módulo de alimentación, con dos fuentes conmutadas y una pluralidad de reguladores lineales, conectado al alimentador; un microcontrolador, con dos canales de entrada analógicos y un canal de salida analógico, con conexión al ordenador y al módulo de alimentación; una memoria conectada al microcontrolador; un módulo de generación de señal conectado al canal de salida analógico del microcontrolador y al módulo de usuario; un módulo de captura de señal conectado a los dos canales de entrada analógicos del microcontrolador y al módulo de usuario; un módulo de usuario con una placa de inserción que permite al usuario montar circuitos electrónicos y con conexiones al módulo de captura de señal, al módulo de generación de señal y al módulo de alimentación.

La invención contempla en su realización preferente que el módulo de generación de señal comprenda un amplificador operacional, un amplificador de ganancia variable, una etapa de potencia de clase AB y un elemento de protección frente a cortocircuitos. De este modo se implementa un generador de funciones periódicas.

Se contempla también la posibilidad de que el módulo de captura de señal comprenda un buffer, un amplificador de ganancia variable y un amplificador operacional. De este modo se implementa un osciloscopio....

1. Sistema de montaje y medición de circuitos electrónicos sobre una plataforma conectada a un ordenador y alimentada por un alimentador conectado a la red eléctrica, dicho sistema está caracterizado por que dicha plataforma comprende:

- un módulo de alimentación, con dos fuentes conmutadas y una pluralidad de reguladores lineales, conectado al alimentador; -un microcontrolador, con unos canales de entrada analógicos y un canal de salida analógico,

con conexión al ordenador y al módulo de alimentación; -una memoria conectada al microcontrolador; -un módulo de usuario con conexiones a una placa de inserción, a los canales de entrada analógicos del microcontrolador, al canal de salida analógico del microcontrolador y al módulo de alimentación; -un módulo de generación de señal conectado al módulo de usuario y conectado también a la placa de inserción; -un módulo de captura de señal conectado al módulo de usuario y conectado también a la placa de inserción.

2. El sistema de la reivindicación anterior donde el módulo de generación señal comprende un amplificador operacional, un amplificador de ganancia variable, una etapa de potencia de clase AB y un elemento de protección frente a cortocircuitos que implementan un generador de funciones periódicas.

3. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el módulo de captura de señal comprende un buffer, un amplificador de ganancia variable y un amplificador operacional que implementan un osciloscopio.

4. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la memoria conectada al microcontrolador es una memoria de tipo EEPROM.

5. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la conexión del microcontrolador con el ordenador es de tipo USB o de tipo miniUSB.

6. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde una de las dos fuentes conmutadas del módulo de alimentación es un conversor de descenso de tensión y la otra es un conversor inversor.

7. El sistema de la reivindicación 6 donde el módulo de alimentación comprende además una pluralidad de tomas de tensión de valores +15V, -15V, +5V, -5V y 12V.

8. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el módulo de usuario además comprende un interruptor que habilita o deshabilita el circuito electrónico montado sobre la placa de inserción.

9. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el módulo de usuario además comprende un potenciómetro multivuelta.

10. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el módulo de usuario además comprende un pulsador.

11. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que además comprende una pluralidad de diodos LED, conectados al microcontrolador, indicadores de distintos estados del sistema.

12. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la placa de inserción comprende además un circuito electrónico montado por un usuario.