Fase 2: Fundamentos de Hardware y Electrónica

📖 Teoría a Estudiar

Software EDA: El Universo KiCad

KiCad es una suite de diseño electrónico de código abierto (Open Source) respaldada por instituciones como el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear). A diferencia de softwares comerciales que te cobran miles de dólares o te limitan el tamaño de la placa, KiCad no tiene límites. Puedes diseñar placas de 32 capas para satélites sin pagar un centavo.

La Separación de Mundos: Lógico vs Físico

El error más grande de un novato es pensar que un diagrama de circuito es igual a una placa PCB. En KiCad (y en la industria), el diseño se divide en dos universos estrictamente separados:

1. El Mundo Lógico (Esquemático): Aquí no importan los tamaños. Una resistencia es solo un símbolo en zigzag que significa "R1 = 10k". Este mundo define qué está conectado con qué.
2. El Mundo Físico (PCB Layout): Aquí la física es brutal. Esa resistencia de 10k debe tener un tamaño milimétrico real (Footprint), como "0805" o "THT", porque un robot robótico real la soldará en una fábrica de China.

Git y los S-Expressions

La mayor ventaja industrial de KiCad versión 6 en adelante, frente a programas antiguos como Altium o Eagle, es que guarda todos tus esquemáticos y placas en archivos de texto plano usando un formato llamado S-Expressions (similar a JSON). Esto significa que puedes usar Git para hacer control de versiones de tu hardware. Puedes hacer "Commits" de tu PCB y ver exactamente qué resistencia borró tu colega la semana pasada usando git diff.

⚙️ Ejercicios Prácticos

Ejercicio 1: Estructura la carpeta de tu repositorio de hardware y observa el código fuente subyacente de un archivo de proyecto de KiCad. En la industria, Firmware y Hardware viven en el mismo repositorio pero en carpetas aisladas.

# --- 1. ESTRUCTURA RECOMENDADA DEL REPOSITORIO GIT ---
/proyecto_gasera
  /firmware           # Código C, STM32Cube, main.c, etc.
  /hardware           
    /libs             # Componentes, huellas y modelos 3D personalizados
    /datasheets       # PDFs de los chips (STM32, PC817, IRLZ44N, PT100)
    /outputs          # PDFs de diagramas, Archivos Gerber para China
    gasera_v1.kicad_pro  # Archivo maestro de proyecto KiCad
    gasera_v1.kicad_sch  # El Esquemático (Mundo Lógico)
    gasera_v1.kicad_pcb  # El Diseño de Placa (Mundo Físico)


# --- 2. CÓMO VE KICAD UNA RESISTENCIA (S-Expression en texto plano) ---
// Si abres el archivo .kicad_sch con el Bloc de Notas, verás esto.
// Esto permite que motores como Git entiendan los cambios en tu placa:

  (symbol (lib_id "Device:R") (at 121.92 76.2 0) (unit 1)
    (in_bom yes) (on_board yes)
    (uuid "5c3e5361-b4d2-43f9-813c-28df81245")
    (property "Reference" "R1_TVS" (at 124.46 75.0 0))
    (property "Value" "100_Ohm" (at 124.46 77.4 0))
    (property "Footprint" "Resistor_SMD:R_0805_2012Metric" (at 121.92 76.2 0))
    (pin "1" (uuid "4d98a0..."))
    (pin "2" (uuid "9f11b2..."))
  )

// Observa cómo KiCad vincula inteligentemente la propiedad "Footprint" 
// (R_0805) al símbolo de resistencia.
        

📝 Resumen del Día

• Un EDA (Electronic Design Automation) es el software utilizado para dibujar esquemas eléctricos y rutar placas de circuito impreso (PCB).
• El flujo de trabajo es rígido y sagrado: Símbolos (Esquemático) $\rightarrow$ Asignación de Footprints $\rightarrow$ Ruteo de Cobre (PCB) $\rightarrow$ Archivos Gerber (Fábrica).
• KiCad es el estándar industrial Open-Source. Almacena todos sus datos en S-Expressions legibles por humanos, lo que permite un control de versiones impecable usando Git.