Análisis de circuitos con Matlab

Resumen

En la actualidad y desde hace algunos años, muchas carreras y módulos de grado superior se basan en la electrónica. En algunos institutos hay asignaturas que hacen una breve introducción a este mundo como es el caso de Tecnología u optativas como Electrotecnia, pero no llegan a profundizar mucho, sólo dan una breve introducción de conceptos básicos.
Muchas veces resulta tedioso el resolver los circuitos y más cuando no se sabe si el resultado está bien o no ya que se plantean muchas ecuaciones con muchas incógnitas y
es relativamente fácil equivocarse en un número. Esto hace que el análisis no haya servido para nada ya que el resultado final no es correcto, lo que puede llegar a ser
frustrante y puede provocar el abandono de ciertos alumnos.
Hay algunos programas que pueden resultar de ayuda para este aprendizaje pero no son muy intuitivos y requieren un tiempo para conseguir manejarlos con cierta soltura y
que, realmente, sirvan como soporte para alumnos que están empezando con esta materia. Además, la mayoría son de pago o tienen una versión de prueba limitada.
Con este proyecto se quiso hacer una herramienta sencilla que analizara circuitos básicos, es decir, resistivos de corriente continua de hasta cuatro nodos fundamentales
para gente que estuviera empezando en este campo. Más concretamente, para estudiantes de primer año de ingeniería de telecomunicaciones que estuvieran cursando Análisis de Circuitos I.
Se propuso crear un método de aprendizaje que motivara al usuario y le reportase una ayuda en el proceso de aprendizaje de análisis de circuitos. Este método cuenta con una interfaz de usuario amigable, realizada en un proyecto paralelo, que se basa en importar una imagen, que puede ser hecha desde un teléfono móvil o una captura de pantalla, que reconoce los elementos del circuito y sus valores. Estos datos son procesados por una serie de algoritmos que dan como resultado la tensión en los nodos fundamentales, dato necesario para tener totalmente resuelto el circuito.
Este proyecto se centra en la realización de estos algoritmos, la mayoría matemáticos, basados en matrices y sus propiedades, y la detección de nodos para permitir simplificar el circuito lo máximo posible y poder adaptarse a cualquier circuito resistivo de hasta cuatro nodos.
Se pensó que una aplicación sencilla de usar ayudaría a los alumnos a mejorar y agilizar el aprendizaje de análisis de circuitos para establecer una base sólida que serviría para
asentar mejor futuros conocimientos más avanzados.
ABSTRACT.
Nowadays and for some years ago, many degrees and top grade modules are based on electronics. In some schools there are subjects that make a brief introduction to this world as Technology or optatives such as Electrical Engineering Technology, but do not reach too deeply, just give a brief introduction of basic concepts.
Often it is tedious solving circuits and more when you do not known if the result is good or not due to there are many equations with many unknowns variables and is relatively easy to go wrong in a number. This makes that the analysis is no use at all because the final result is not correct. This can become frustrating for students and they could give up these studies.
There are some programs that can be helpful for this learning but are not very intuitive and require too much time to get handle with some looseness and they serve as a
support for students who are beginning with this matter. In addition, the most of them are paid or have a limited trial version.
In this project, the goal is to make a simple tool to analyze basic circuits, resistive DC circuits with no more than four key nodes for people who were starting in this field, more specifically, for first-year engineering telecommunications students who were studying Circuit Analysis I.
The aim is to create a learning method that motivates and aids the user in the circuit analysis learning process. This method has a friendly interface, realized by some
colleagues in a parallel project, which is based on import an image, which can be made from a mobile phone or a screenshot, which recognizes the circuit elements and their
values. This data is processed by some algorithms that get the voltage on the fundamental nodes, data necessary to have completely solved the circuit.
This project focuses on the realization of these algorithms based on matrix and their properties, and detection of nodes to simplify the circuit. The algorithms are able to
adapt to any resistive circuit up to four nodes.
It was thought that a simple application may help students to improve their learning circuit analysis. Students could establish a solid foundation that will help them in the
future to settle more advanced knowledge.