El documento describe varias herramientas de software libre para el diseño y simulación de circuitos electrónicos, incluyendo Kicad para esquemas y circuitos impresos, GEDA para automatización de diseño electrónico, y KTechlab para simulación de circuitos análogos y digitales. También define conceptos clave como código fuente para hardware y especificación de procesos de fabricación.

1. UNIVERSIDAD "FERMÍN TORO"
SISTEMA INTERACTIVO DE EDUCACIÓN A
DISTANCIA. SAIA.
ESCUELA DE INGENIERÍA
Nombre:
Ángel Andueza
CI. 11.233.079
Asignatura: Ingeniería y Sociedad
Plan Nacional de CTI 2005-2030.

2. Dentro del contexto educativo, es indispensable que exista una íntima relación
de los tres vértices que conforman el Plan que se analiza en el presente ensayo.
La ciencia, como lo establece Ríos (2004) “es una opción para la construcción
del conocimiento científico desde una perspectiva teórico-práctica, teniendo
como eje fundamental contribuir a la formación y mejoramiento del tejido social”
(p.151); la Tecnología, como aplicación de la ciencia, para mejorar la calidad de
vida del hombre; y la innovación, entendida como la introducción de algo nuevo
que produce mejora. Como se nota, los tres aspectos son fundamentales para
un verdadero desarrollo educativo, por lo que deben fortalecerse en forma
equilibrada.
Específicamente en Venezuela, una revisión del Plan Nacional de Ciencia,
Tecnología e Innovación (PNCTI) 2005-2030, permite sentar las bases de una
serie de planteamientos, que buscan establecer estrategias que permitan, a
través de una visión prospectiva, el desarrollo de la ciencia y la tecnología en el
país, siendo uno de sus objetivos estratégicos la difusión e información, como
bases para promover la responsabilidad y participación de los diferentes
actores.

3. Una revisión de las referencias históricas en materia de ciencia y
tecnología en Venezuela, presenta como antecedente importante en el Programa
de Febrero, documento emitido durante el gobierno del presidente Eleazar López
Contreras, que marcó el inicio del desarrollo en estas áreas, ya que “se insistió en
que el Estado —en una sociedad como la venezolana de aquel entonces—, debía
proveer las condiciones para que las capacidades técnicas y científicas pudieran
no sólo generar los conocimientos, sino aplicarlos” (PNCTI 2005-2030, p.20). Por
otra parte, este programa permitió a las autoridades gubernamentales tomar
conciencia de que las capacidades científico-técnicas necesarias para el
desarrollo del país podían ser construidas desde dentro.
Al analizar el entorno regional y local, se observa que “el mundo,
globalmente hablando, vive un proceso de transformación, de búsqueda de
espacios de desarrollo geoestratégicos y multipolares” (PNCTI 2005-2030, p.36).
Estos cambios que se están dando, afectan los aspectos económicos, sociales,
culturales y por lo tanto educativos, ya que la educación está íntimamente ligada a
los mismos. Dentro de este esquema de reforma, se encuentra que “Venezuela
construye un modelo de desarrollo que se fundamenta en las capacidades
propias” (PNCTI 2005-2030, p.36), lo cual indica que se debe fortalecer la
formación del talento humano, promover una toma de conciencia que permita un
mejor aprovechamiento de los recursos económicos de los cuales se dispone, lo
cual sólo es posible a través del fortalecimiento de la educación en el país.

4. El compromiso del estado venezolano con la educación se pone de
manifiesto en los indicadores presentados en el Análisis Situacional del Plan
Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación 2005-2030, que señalan con datos
estadísticos, las tendencias crecientes en la matrícula en todos los niveles
educativos y en la inversión orientada a la educación.
En atención a la diversidad que requiere el proceso de promoción de una
cultura crítica, el Ministerio de Ciencia y Tecnología en Venezuela ha creado
diferentes mecanismos, entre los que resaltan la creación de redes de
conocimiento, la necesidad de recuperar las distintas modalidades de
conocimientos, identificación de capacidades y uso de las TIC; éstos dejan ver al
docente el panorama ante el cual debe prepararse, para un escenario donde él
como parte fundamental del proceso educativo, debe participar activamente, a fin
de contribuir desde el aula de clases con la creación de una cultura científica y
tecnológica cónsona con las nuevas realidades mundiales y nacionales.

5. CONGRESO REGIONAL ANDINO DE CIENCIA TECNOLOGIA E IGNOVACION,
MERIDA 2014
Plataforma de Desarrollo en Hardware Libre
Hardware Libre es aquel cuyo código fuente, especificación de procesos de
fabricación y diseño conceptual están disponibles de forma tal que ofrezcan:
libertad de uso, estudio, distribución y redistribución.
Hacia una definición de Hardware Libre
La diferencia principal entre hardware libre y software libre es el objeto del concepto.
En el caso del hardware se refiere a dispositivos físicos listos para ser utilizados. Sin
embargo, el punto común entre los conceptos mencionados consiste en la libertad, o
las libertades, con las que se puede acceder a ellos. Quizás uno de los objetivos de
estas libertades sea el facilitar que las instancias concretas de software, o hardware,
que las ofrezcan puedan ser objeto de iniciativas de desarrollo colaborativo en gran
escala.
La definición en sí puede entenderse como la especificación precisa de dos
elementos: el “hardware” y el adjetivo “libre” aplicado al mismo. Este último
elemento, podría referirse a la forma en que es posible acceder al mismo y participar
en su evolución.
Un enfoque para abordar esta definición sería el abstraer de los procesos de
desarrollo de hardware, software, y quizás otras tecnologías, las siguientes dos
fases:

6. Plataforma de Desarrollo en Hardware Libre
 Preparación de la especificación:
Diseño e implementación conducente a generar la información necesaria
para instanciar el producto.
 Instanciación del producto:
Actividades conducentes a generar, partiendo de la especificación
abstracta, el producto concreto del desarrollo.
En este contexto se podría enfocar la definición en lo concerniente a los resultados
de la primera fase mencionada. Ahora bien, en el contexto que nos ocupa, conviene
definir previamente lo que podría entenderse como código fuente para Hardware, de
forma que pueda abordarse la definición de Hardware Libre desde una perspectiva
más cercana a la abstracción planteada.
Conceptos Básicos
En principio, conviene precisar el significado que se le otorgará a algunos de los
conceptos involucrados en la definición objeto del presente documento. De esa
forma se espera evitar la ambigüedad que pudiera derivarse del carácter
controvertido de los mismos.

7. Plataforma de Desarrollo en Hardware Libre
Código Fuente para Hardware
Se entiende por código fuente de un dispositivo de hardware a la especificación
completa y precisa de los diferentes niveles de diseño involucrados en el mismo. De
esta forma, el código fuente para hardware incluiría los diagramas esquemáticos,
planos, memorias descriptivas, diseño de tarjetas electrónicas, especificación de
parámetros y lineamientos para procesos de fabricación, listados detallados de
componentes, diagramas de despiece, código fuente del software de los
componentes programables y reconfigurables, y demás archivos que sean
necesarios para fabricar el dispositivo.
Especificación de procesos de fabricación
La especificación de procesos de fabricación contiene todas las indicaciones
necesarias para materializar un diseño dado.
Los procesos referidos, al igual que los diseños, tienen distintos niveles de
agregación; desde los componentes electrónicos y los materiales que los
conforman, hasta el ensamblaje de los equipos finales, pasando por la fabricación y
ensamblaje de las tarjetas electrónicas.

8. Plataforma de Desarrollo en Hardware Libre
Capacidad Instalada
El Laboratorio de Hardware que se encuentra dentro de las instalaciones de
CENDITEL, cuenta con un equipo de trabajo preparado y especializado para el uso
de los dispositivos que se que encuentran en el mismo.
De este modo cuenta con una capacidad de aparatos instalados en el laboratorio
para la determinación de posibles trabajos a realizar en las instalaciones del
Laboratorio de Hardware Libre de la Fundación CENDITEL.

9. Plataforma de Desarrollo en Hardware Libre
Herramientas
KICAD
Herramienta de código abierto para la creación de esquemas electrónicos y circuitos
impresos.
La suite Kicad es un conjunto de cuatro programas y un gestor de proyectos para
realizar circuitos electrónicos:
Eeschema
Permite la creación de esquemas simples o en jerarquía (multi-hoja), el control de
reglas eléctricas (ERC) y generar netlists para PcbNew, así como para la simulación
con Spice.
PcbNew
Herramienta de realización de circuitos impresos que trabaja con 1 a 16 capas de
cobre más 12 capas técnicas (máscaras de soldadura) y genera automáticamente
todos los documentos necesarios para realizar los circuitos (ficheros GERBER de
fototrazado, taladrado y colocación de componentes), así como los ficheros de
trazado PostScript para realizar prototipos. Pcbnew permite visualizar los circuitos y
los componentes en 3 dimensiones (utilizando OpenGL).

10. Plataforma de Desarrollo en Hardware Libre
Herramientas
Gerbview
Permite la 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 que permite seleccionar un proyecto y abrir la herramienta
deseada (Eeschema, PcbNew, etc.).
Es una aplicación ideal para cualquier persona que desee crear circuitos impresos,
simples o complejos.
Junto con Kicad se proporcionan otros programas de código abierto:
Wyoeditor
Editor de textos utilizado para ver informes basado en Scintilla y wxWidgets.

11. Plataforma de Desarrollo en Hardware Libre
Herramientas
GEDA
El proyecto gEDA ofrece herramientas de software libre para el desarrollo de
aplicaciones electrónicas. Incluye captura desde esquema (captura esquemática)
usando “gschem”, director de atributos “gattrib”, lista de materiales, lista de nodos
(netlist) en 20 formatos “gnelist”, simulación análoga y digital “ngspice”, “gnucap”) y
circuitos impresos en tarjetas (PCB del acrónimo en inglés Printed circuit board)
gEDA es una suite GPL de herramientas de automatización de diseño electrónico.
Estas herramientas se utilizan para el diseño de circuitos electrónicos, esquemas,
simulaciones, prototipos y para producción. Actualmente, el proyecto gEDA ofrece
una madura suite de software libre para aplicaciones de diseño de la electrónica,
incluidos los esquemas, atributo de la gestión, la lista de materiales (BOM), netlisting
en más de 20 formatos de netlist, analógicas y digitales de simulación, y la tarjeta de
circuitos impresos (PCB).
El proyecto gEDA empezó debido a la falta de herramientas EDA libres para UNIX.
Las herramientas que se están desarrollando principalmente en GNU/Linux, es un
esfuerzo considerable que se están haciendo para asegurar que gEDA se ejecuta en
otras variantes de UNIX. Para una lista completa de herramientas de libre acceso.

12. Plataforma de Desarrollo en Hardware Libre
Herramientas
Herramientas de Simulación de Circuitos Análogos y Digitales
KTECHLAB
Es una aplicación para GNU/Linux de licenciamiento CC-GNU GPL que proporciona
un potente entorno para el diseño de circuitos eléctricos y de microcontroladores.
Incluye la simulación de distintos componentes (lógicos, integrados, lineales, no-
lineales y reactivos), simulación y depuración de microcontroladores PIC a través de
gpsim, y posee lenguajes de alto nivel complementarios: Cuadros de flujo y Microbe.
Osiloscopio
El osiloscopio de KTechlab puede mostrar información tanto como el voltaje o la
corriente como booleana (la cual se muestra hasta una velocidad de un millón de
puntos por segundo). El zoom es suave y en el maximo ocho millones de pixeles
son mostrados por segundo.

13. Plataforma de Desarrollo en Hardware Libre
Herramientas
Puertas Lógicas: AND, NAND, OR, NOR, XOR, XNOR, Inversor, Buffer
Botón de entrada e indicador de salida.
Entrada de reloj
Flip-Flops (JK, RS y D-type)
BCD to seven-segment display
Contador binario de 4(cuatro) bits
Multiplexador y demultiplexador
Sumador
Conversor A/D y D/A
RAM con dimensiones configurables
Comparador de magnitudes
El número de entradas de las puertas lógicas es ajustable. La simulación lógica es
capaz de actualizarse un millón de veces por segundo, permitiendo a la entrada de
reloj ser capaz de generar un pulso con dos microsegundos por intervalo.
Interacción con el hardware
Los puertos paralelo y serial de la computadora pueden ser conectados
directamente a un circuito por medio de los componenentes correspondientes a
cada uno de ellos.
Mayor información en español en http://es.wikipedia.org/wiki/KTechlab o en la web
principal del proyecto en http://ktechlab.org/