Usando NI Multisim y NI Ultiboard en Texas A&M para Desarrollo de Producto Educativo

"En nuestros programas de electrónica y telecomunicaciones, escogimos herramientas de diseño y análisis que contaran con todas las funcionalidad y fuera fácil de aprender –Multisim y Ultiboard cumplió todos nuestros requerimientos"

- Professor Jay Porter, Electronics and Telecommunications Engineering Technology, Texas A&M

El Reto:

Encontrar un ambiente de software de grado industrial para completar un plan de estudios bien estructurado que prepare a los estudiantes de carreras en electrónica y telecomunicaciones industriales y que cumplan con los siguientes criterios – bajo costo, amplio uso industrial, curva de aprendizaje corta y la habilidad de ser usado para programas de educación

La Solución:

Asegurar que en su segundo año los estudiantes están preparados para su experiencia de diseño final captstone mediante la introducción al software de Multisim y Ultiboard el cual es fácil de usar y de amplia aceptación en la industria, mientras se les provee de múltiples oportunidades de aprender características adicionales durante todo el curso.

Autor(es):

Professor Jay Porter - Electronics and Telecommunications Engineering Technology, Texas A&M
Professor Joseph Morgan - Electronics and Telecommunications Engineering Technology, Texas A&M

 

Encontrando las Herramientas Adecuadas

En los últimos años hemos observado la necesidad de la industria en colocar un especial énfasis en desarrollo de producto e introducir a los estudiantes a los conceptos de  espíritu empresarial. En el espíritu de “hacer” vs “cátedra”, los programas de electrónica y telecomunicaciones (EET/TET) en el Texas A&M University desarrollaron programas con énfasis en la innovación y enfoque holístico al desarrollo del producto.

 

Como resultado de este enfoque, el curso cambio para incluir tópicos en electrónica de manufactura, integración de sistemas, manejo de proyectos, innovación y  espíritu empresarial. Empezamos trabajando en equipo con estudiantes del EET/TET y estudiantes de negocios como parte de su secuencia de diseño capstone, en la cual los equipos conceptualizaban un producto relevante a los retos de hoy en día, después lo diseñaban, desarrollaban, implementaban, probaban y documentaban un prototipo completamente funcional.

 

Al principio de este proceso, identificamos la necesidad de una herramienta de captura esquemática, simulación y  diseño, enfocada a productos electrónicos y desarrollo de sistema. Queríamos un paquete integrado de software capaz de realizar captura y simulación de esquemáticos análogos y electrónicos, con la habilidad de generar archivos Gerber para manufactura de tarjetas de circuitos impresos (PCB).

 

Para hacer nuestra selección consideramos varios paquetes electrónicos de CAD. Encontramos la solución con Multisim y Ultiboard. Basamos la selección final del software en varios criterios incluyendo el costo, el amplio uso industrial, curva de aprendizaje y lo apropiado de su uso para la educación; más específicamente, escogimos al final Multisim y Ultiboard porque cumplía con las siguientes necesidades:

  • Compatibilidad con NI LabVIEW, un ambiente de programación gráfico de amplia aceptación en la industria, usado por ingenieros y científicos, el cual permite a los estudiantes probar y evaluar más fácilmente sus proyectos finales.
  • Fácil de usar, con una curva de aprendizaje corta y flexibilidad en los productos para implementarse en todos los niveles del curso.
  • Sus características incluyen un amplio soporte de dispositivos industriales, diseños multicapa PCB, diseño personalizado de  control de reglas y la habilidad de compartir nuevos diseños de dispositivos y footprints.
  • Rentable, con un costo razonable de implementación.

 

Algunas otras características de valor son los descuentos para uso académico y la disponibilidad de licencias para que puedan ser adquiridas por estudiantes.

 

Nuestra nueva experiencia de diseño capstone ahora produce graduados que entienden la innovación y el espíritu empresarial y tienen entendimiento sólido en los principios de ingeniería y principios de diseño.

 

Expandiendo Curso Completo con Multisim y Ultiboard

Después de seleccionar e integrar Multisim y Ultiboard en nuestro curso, reconocimos rápidamente la necesidad de una exposición repetida en un ambiente del mundo real para desarrollar a nuestros estudiantes la habilidad en el uso de las herramientas. Observamos que los equipos que tenían una experiencia anterior con estas herramientas de diseño eran más exitosos en la implementación de una solución profesional. Los estudiantes ahora usan Multisim y Ultiboard en proyectos de su segundo curso de octavo año en cursos/laboratorio más especializados, mientras reafirman su preparación para diseño capstone.

 

 En el curso 2009 se introdujo por primera vez Multisim y Ultiboard en el curso de Análisis de Circuitos II durante el segundo año, en el cual fue usado para cerrar el abismo entre la teoría en el salón y la práctica en el laboratorio. Este acercamiento incrementa significativamente la comprensión del estudiante en los conceptos de circuitos electrónicos y hace más eficiente el tiempo utilizado en el laboratorio. Esto es después reforzado en los cursos más avanzados tales como electromagnética aplicada y electrónica análoga.

 

La primera vez que los estudiantes usan estas herramientas en un proyecto de diseño real, es en el nivel junior del curso de Interface de Sistemas Electrónicos. Los estudiantes integran conceptos análogos, digitales, microprocesador y comunicaciones aprendidos en clases previas y los usan para implementar un sistema completamente funcional de sensores inteligentes basados en Modbus. Este curso abarca el proceso de diseño en donde los estudiantes van desde un diseño de sistema de nivel conceptual a un prototipo completamente funcional que es probado y documentado. Estas habilidades junto con la experiencia obtenida en el uso de Multisim para captura y simulación, Ultiboard para diseño, y LabVIEW para pruebas y verificación, provee un valor significativo a los estudiantes, preparándolos para su experiencia de diseño capstone y el mundo real.

 

Éxito del Estudiante

El éxito de la secuencia de diseño capstone ha probado que los estudiantes se están graduando con un conocimiento profundo de innovación y espíritu empresarial con una base sólida en ingeniería y principios de diseño de producto. Un ejemplo de este valor agregado puede ser visto en los esfuerzos de un grupo reciente de diseño capstone. El equipo FourTel diseño un producto prototipo operacional que entró a la competencia del campus Ideas Challange. De los más de 40 participantes FourTel recibió el primer premio el cual incluía un premio de $3,000 dólares y asistencia legal de la patente provisional de una firma de abogados de Houston por su idea. La patente provisional ha sido emitida y una pequeña compañía está en el proceso de licenciamiento de la propiedad intelectual para su comercialización.

 

Creemos que parte del éxito de FourTel puede ser atribuido a la adopción e integración de diseño estándar, simulación e implementación del conjunto de herramientas, tales como Multisim, Ultiboard y LabVIEW así como la integración vertical de estas herramientas en el curso. Dando a los estudiantes una repetida exposición a través del curso se les ayuda a desarrollar las habilidades necesarias para ser exitosos después de la graduación.

 

Información del Autor:

Professor Jay Porter
Electronics and Telecommunications Engineering Technology, Texas A&M
Tel: 979-845-1459
porter@entc.tamu.edu

Diseño de Acondicionamiento de Señal realizado por Grupo de Estudiantes
La Experiencia de Diseño de Prototipo Capstone Creada por el Equipo de Estudiantes FourTel