Fase 2: Fundamentos de Hardware y Electrónica

📖 Teoría a Estudiar

El Netlist: El Puente entre dos Mundos

Un Netlist es un archivo de texto puro que actúa como traductor entre el Esquemático (Eeschema) y el Editor de Placas (Pcbnew). Contiene dos listas fundamentales:

1. Lista de Componentes: "Tenemos a R1 que es una resistencia tamaño 0805, y a U1 que es un STM32 tamaño LQFP-64".
2. Lista de Redes (Nets): "Existe un cable lógico llamado CTRL_VALVULA. Este cable conecta el Pin 1 de R1 con el Pin 5 de U1".

Nota moderna: En versiones antiguas de KiCad debías exportar un archivo .net manualmente. En KiCad moderno (v6+), esto se hace con un solo botón: "Update PCB from Schematic" (F8). Aunque ocurre invisiblemente en la memoria RAM, el concepto del Netlist sigue siendo el motor subyacente.

El "Rat's Nest" (Nido de Ratas)

Cuando presionas F8 (Update PCB) y pasas al editor de placas, todos tus componentes aparecerán amontonados en una esquina. Verás cientos de líneas blancas, delgadas y rectas cruzándose entre sí. Esas líneas se llaman Airwires (Hilos de aire) y conforman el Rat's Nest.

Un Airwire no es un cable físico; es una "liga elástica virtual" originada en el Netlist. Te recuerda: "Oye, en el esquemático dijiste que el Pin 5 de U1 va al Pin 1 de R1. Así que dibuja una pista de cobre aquí". A medida que dibujas el cobre real, los Airwires desaparecen. Tu objetivo como diseñador de PCB es eliminar todos los Airwires.

⚙️ Ejercicios Prácticos

Ejercicio 1: En proyectos industriales grandes, el diseñador de Hardware y el ingeniero de Firmware a veces son personas distintas. Analicemos cómo la anatomía del archivo Netlist dicta directamente la estructura de tus archivos de cabecera en C para evitar que el Súper Bucle actúe sobre pines equivocados.

/* 
 * LA ANATOMÍA DEL NETLIST (Lo que generó KiCad):
 * 
 * (net (code 42) (name "ALERTA_VISUAL_BJT")
 *   (node (ref U1) (pin 13))   --> Microcontrolador STM32, Pin 13
 *   (node (ref R5) (pin 1))    --> Resistencia de Base del Transistor
 * )
 * 
 * Si observas, el Netlist no dice "Puerto C, Pin 13", solo dice "Pin 13" del 
 * empaquetado físico (LQFP-64). El ingeniero de Hardware eligió ese pin porque
 * físicamente quedaba más cerca del transistor en la placa para rutar el cobre.
 */

// ============================================================================
// ARCHIVO: bsp_hardware.h (Board Support Package)
// ============================================================================
#ifndef BSP_HARDWARE_H
#define BSP_HARDWARE_H

#include <stdint.h>

// El Firmware DEBE hacer "traducción" del Netlist físico al Silicon Interno
// El Pin físico 13 en un LQFP-64 corresponde lógicamente a PC13 en el STM32.

#define PUERTO_ALARMA_BJT      GPIOC
#define PIN_ALARMA_BJT         13   // Físicamente ligado al Net "ALERTA_VISUAL_BJT"

// Macros de control directo Bare-Metal O(1)
#define ALARMA_ENCENDER()      (PUERTO_ALARMA_BJT->BSRR = (1 << PIN_ALARMA_BJT))
#define ALARMA_APAGAR()        (PUERTO_ALARMA_BJT->BSRR = (1 << (PIN_ALARMA_BJT + 16)))

#endif // BSP_HARDWARE_H


// ============================================================================
// ARCHIVO: main.c
// ============================================================================
#include "bsp_hardware.h"

int main(void) {
    
    // Inicialización
    // GPIO_Init_Salida(PUERTO_ALARMA_BJT, PIN_ALARMA_BJT);
    
    while(1) {
        // En el Día 65 hicimos esto. 
        // Ahora entendemos la cadena completa:
        // CÓDIGO C -> GPIO_BSRR -> PIN FÍSICO 13 -> PISTA DE COBRE (Ruteada)
        // -> RESISTENCIA 1K -> BASE DEL BJT -> TORRETA ESTROBOSCÓPICA DE 24V.
        
        // ALARMA_ENCENDER();
    }
    
    return 0;
}
        

📝 Resumen del Día

• El Netlist (Lista de Redes) es la base de datos estructural del hardware. Documenta qué huellas físicas existen y qué pines deben conectarse entre sí.
• Update PCB from Schematic (F8) es la función que vuelca toda esta base de datos desde Eeschema hacia Pcbnew.
• Un Airwire o componente del Rat's Nest es una línea virtual no ruteada. Tu meta física en el diseño del PCB es reemplazar todos los Airwires por pistas sólidas de cobre.
• En entornos industriales, el Netlist dicta el mapa de hardware. El código Firmware (C/C++) asume ese mapa a través del Board Support Package (BSP).