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Alcuni programmi indispensabili per chi lavora con l’Elettronica (e non solo)

da | 26 Lug, 23 | Technology & Science |

Il software gratuito è davvero una grande opportunità. Con costi pari a zero è possibile ottenere applicazioni importanti e potenti. Molto spesso, i programmi con licenza gratuita e Open Source funzionano meglio di quelli commerciali e danno maggiori opzioni e più scelte. L’articolo passa in rassegna alcuni programmi di tipo freeware, molto utili e insostituibili per chi opera con l’Elettronica e non solo.

Introduzione

Anche se gli Smarphone stanno raggiungendo l’utilità e la diffusione dei Personal Computers, i programmi per PC sono letteralmente milioni, sul mercato dell’informatica. Software di tutte le tipologie, di qualunque genere e settore e di qualsiasi prezzo. Noi di EDM Electronics Design Master prediligiamo il software libero per tanti motivi. Innanzitutto il costo nullo: hobbisti, per lo più studenti, non possono permettersi grosse spese per l’acquisto di un simulatore elettronico. Per l’hardware ci sono, per fortuna, soluzioni molto abbordabili che consentono di possedere un sistema completo embedded con poche decine di euro. La rassegna che segue, ovviamente, non vuole avere presunzione di completezza, ma fornisce un valido aiuto per chi ha bisogno di un’idea o consiglio a riguardo. I programmi sono suddivisi per categoria, in modo da migliorare la ricerca e rendere più comprensibile il contesto di utilizzazione.

4nec2

E’ uno strumento completamente gratuito per la creazione, la visualizzazione, l’ottimizzazione e il controllo dell’antenna (figura 1). Eseguendo gli sweep di frequenza, vengono prodotti grafici lineari o logaritmici del SWR, del guadagno, del rapporto F/B e dell’impedenza. Con l’ottimizzatore è possibile ottenere il massimo dalla propria antenna. Con il modellatore è incluso un editor di geometria 3D.

Figura 1: il programma 4nec2 per la modellazione delle antenne

Arduino IDE

Il software open source Arduino (IDE) semplifica la scrittura di codice e il caricamento sulla scheda (vedi in figura 2). Funziona su Windows, Mac OS X e Linux. Questo software può essere utilizzato con qualsiasi scheda Arduino. Un “must” per chi crea progetti con le schede Arduino.

Micro-Cap 12

Micro-Cap 12 è un editor schematico integrato e un simulatore misto analogico e digitale che fornisce un ambiente interattivo e simula l’ambiente elettronico (figura 3). Dalla sua versione originale del 1982, Micro-Cap è stato costantemente ampliato e migliorato. Micro-Cap 12, la dodicesima generazione, fonde un’interfaccia moderna e intuitiva con solidi algoritmi numerici, per produrre simulazioni di grandi qualità. L’azienda produttrice ha cessato l’attività e ha pensato di renderlo disponibile in modalità totalmente gratuita. E’ molto facile da usare e l’interfaccia grafica e intuitiva è semplice da imparare. I modelli SPICE sono facili da applicare. Oltre 500 avvisi e messaggi aiutano a risolvere i problemi, quando si verifica l’errore. Micro-Cap 12 traccia le forme d’onda durante la simulazione.

Figura 3: il simulatore Micro-Cap 12

SimulIDE

Simulide è un simulatore di circuiti elettronici, in tempo reale, destinato alla sperimentazione di hobbisti e studenti per semplici (e complessi) circuiti elettronici generici e simulazioni di microcontrollori PIC, AVR e Arduino (vedi figura 4). Le simulazioni PIC e AVR sono fornite da gpsim e simavr.

Figura 4: il simulatore SimulIDE

DipTrace

DipTrace è un software di alta qualità per progettare schemi elettrici e circuiti stampati (vedi figura 5). Il pacchetto offre tutto ciò che serve per creare circuiti stampati, dai più semplici ai più complessi multistrato, partendo dallo schema elettrico fino ai files finali di produzione. Si tratta di un avanzato strumento per progettare schemi elettrici. E‘ possibile connettere i pin visualizzando il collegamento, oppure effettuando collegamenti logici tramite porte e bus. L’ERC (Electrical Rule Check) aiuta il progettista dal principio alla fine del lavoro. Lo Schematic supporta l’importazione e l’esportazione da parecchi CAD elettrici e con vari formati di net-list. Il PCB Layout offre strumenti come il posizionamento intelligente dei componenti, uno sbrogliatore automatico ad alta efficienza, la copia di blocchi gerarchici e le funzioni di verifica che garantiscono accuratezza anche in progetti complessi con segnali ad alta velocità. La verifica degli errori (DRC) funziona in tempo reale e consente di correggere immediatamente il progetto. L’importazione ed esportazione offrono un’ampia scelta di formati CAD e netlist e il support dei più diffusi formati per la produzione. La modellazione 3D è parte integrante del PCB Layout e del Pattern Editor. Il modulo 3D consente di visualizzare in anteprima il circuito stampato con i componenti montati, e di ruotare e muovere la scheda in tempo reale, sfruttando l’accelerazione hardware. E‘ possibile esportare il modello verso CAD meccanici. DipTrace offre gratuitamente più di 6500 modelli 3D, ed è in grado d’importare modelli di terze parti in formato STEP, IGES VRML e 3DS.

Figura 5: DipTrace

FidoCadj

FidoCadJ è un semplice software gratuito per il disegno tecnico e vettoriale (vedi figura 6). Disponibile per MacOSX, Linux, Windows e Android. Esso permette di disegnare velocemente schemi elettrici e realizzare sbrogli di circuiti stampati in maniera facile e pulita. Gestisce un formato testuale per la rappresentazione dei disegni. Il contenuto, quindi, può essere copiato e incollato all’interno di messaggi su newsgroup o forum, in maniera semplice e trasparente. La libreria di componenti è molto fornita.

Figura 6: l’editor di schemi elettrici FidoCadJ

Great Cow BASIC

Great Cow BASIC (GCB) è un compilatore BASIC open source per microcontrollori PIC (vedi figura 7). Permette di programmare in BASIC, al posto del linguaggio assembly o C. Great Cow BASIC è stato scritto per produrre un codice efficiente e rendere più trasportabile possibile i programmi di diversi chip. Facilita di molto la programmazione dei microcontrollori, rendendola ideale per i principianti e coloro che non amano tanto la programmazione. La sintassi di Great Cow BASIC si basa su quella del QBASIC o del FreeBASIC, ma con alcune modifiche per adattarsi al sistema a microcontrollore. Consente di programmare la maggior parte dei microcontrollori PIC a 8 bit (chip PIC10F, 12F, 16F e 18F). Dispone delle istruzioni di controllo del flusso standard: If, Select Case, Do, For, Goto, supporto per moltiplicare, dividere, aggiungere, sottrarre, operazioni booleane e confronti. Tipi di dati Bit, Byte, Word e String, oltre alle matrici di byte, subroutine e funzioni, tabelle dati. Esporta un codice portatile e riutilizzabile. Ricalcola automaticamente tutti i comandi di ritardo in base alla velocità di clock del chip. Dispone di funzionalità I/O, routine LCD 2×16 standard, routine per A/D su chip, PWM, SPI, USART, EEPROM e timer, Comunicazione RS232 con velocità compresa tra 300 e 19200 bps con parità configurabile dall’utente, bit di start e stop. Lettura tastiera PS/2 e tastiera 4×4.

Figura 7: il compilatore Great Cow BASIC (GCB)

LTspice XVII

Si tratta di un “signor” simulatore. E’ un software freeware che implementa un simulatore di circuiti elettronici SPICE, prodotto da Linear Technology, ora parte di Analog Devices (vedi figura 8). Viene utilizzato internamente alla Linear Technology per la progettazione di circuiti integrati ed è il programma SPICE più distribuito e utilizzato nel settore. Prevede la possibilità d’inserire uno schema elettronico per un circuito, un simulatore di circuiti elettronici analogici di tipo SPICE potenziato e un visualizzatore di forme d’onda per mostrare i risultati della simulazione. E’ possibile eseguire e tracciare analisi di simulazione del circuito basate su transitori, rumore, CA, CC, funzione di trasferimento CC, punto di funzionamento CC e analisi di Fourier. E’ possibile calcolare la dissipazione del calore dei componenti e generare anche rapporti di efficienza. LTspice non genera layout di circuiti stampati (PCB), ma le netlist possono essere esportate verso programmi per PCB.

Figura 8: il gran simulatore elettronico LTspice

PoScope4

Un piccolo oscilloscopio è sempre utile in laboratorio, anche se le sue prestazioni non sono eccessivamente elevate. Un esempio è rappresentato dal PoScope Mega1, che è l’oscilloscopio USB a basso consumo energetico, che comprende anche il generatore di funzioni e l’analizzatore logico (vedi figura 9). Assorbe solo 60 mA, quindi è la scelta migliore per ambienti di misurazione che richiedono autonomia di alimentazione. Il convertitore A/D di alta qualità è in grado di campionare fino a 2,5MS. Il generatore di funzioni è in grado di generare diversi segnali con frequenza fino a 12,5kHz e ampiezza massima di 1,8 V. L’analizzatore logico acquisisce fino a 16 input digitali e raccoglie dati per ulteriori analisi. Il software gratuito incluso PoScope4 estende la sua usabilità per molte applicazioni diverse.

Figura 9: l’oscilloscopio per PC PoScope

Modelli SPICE

Al fine di effettuare simulazioni elettroniche in larga scala, è conveniente disporre di una vasta collezione di modelli SPICE, pronti per essere inglobati nelle proprie simulazioni (vedi figura 10). Come al solito è consigliabile riferirsi sempre ai datasheet ufficiali dei componenti, per avere una chiara idea sul comportamento elettrico, sulle disposizioni dei pin e sulle funzionalità dei terminali. Le librerie standard includono una vasta collezione di modelli di componenti discreti come diodi, SCR, BJT e FET. Dispositivi attivi come amplificatori operazionali, comparatori, amplificatori di strumentazione e circuiti integrati vengono corredari da diversi fornitori. Vi sono anche librerie di potenza, pensate per i progettisti di alimentatori.

Figura 10: un modello SPICE di un componente elettronico

Art Of Illusion

E’ un programma di modellazione e rendering 3D gratuito e open source (vedi figura 11). Molte delle sue capacità sono in concorrenza con quelle presenti nei programmi commerciali. I punti salienti includono strumenti di modellazione basati sulla suddivisione della superficie, animazione e un linguaggio grafico per la progettazione di materiali e trame procedurali. Anche in elettronica un programma di creazione di modelli 3D risulta estremamente utile, al fine di disegnare forme tridimensionali, componenti elettronici e vari oggetti virtuali.

Figura 11: Art Of Illusion

OpenSCAD

E’ un software per la creazione di oggetti CAD 3D solidi (vedi figura 12). E’ gratuito e disponibile per Linux/UNIX, Windows e Mac OS X. A differenza della maggior parte dei software per la creazione di modelli 3D (come Blender), non si concentra sugli aspetti artistici della modellazione 3D ma piuttosto sugli aspetti CAD. OpenSCAD non è un modellatore interattivo. Somiglia di più a un compilatore 3D, che legge in un file di script che descrive l’oggetto e produce il modello 3D. Ciò offre al progettista il pieno controllo del processo di modellazione e consente di modificare facilmente qualsiasi passaggio del processo o di realizzare progetti definiti da parametri configurabili. I file DXF di AutoCAD possono essere utilizzati come formato di scambio dati. Oltre ai file DXF, OpenSCAD è in grado di leggere e creare modelli 3D nei formati di file STL e OFF.

Figura 12: OpenSCAD

Inkscape

Inkscape è un editor grafico vettoriale libero e open source per Linux, Windows e macOS (vedi figura 13). Offre un ricco set di funzionalità ed è ampiamente utilizzato per illustrazioni sia artistiche che tecniche e diagrammi di flusso. Utilizza la grafica vettoriale per consentire stampe e rendering nitidi a risoluzione illimitata e non è vincolata a un numero fisso di pixel, come la grafica raster. Inkscape utilizza il formato di file SVG standardizzato come formato principale, che è supportato da molte altre applicazioni, inclusi i browser Web. Può importare ed esportare vari formati di file, tra cui SVG, AI, EPS, PDF, PS e PNG. Ha un set completo di funzionalità, un’interfaccia semplice, supporto multilingue ed è progettato per essere estensibile. Gli utenti possono personalizzare la funzionalità di Inkscape con componenti aggiuntivi. Il progetto Inkscape ha una crescente comunità di utenti internazionali e molti materiali di apprendimento esistono per aiutare a iniziare con le creazioni. L’aiuto e il supporto sono forniti dalla comunità e ci sono molti modi per essere coinvolti.

Figura 13: il software di grafica vettoriale Inkscape

Gimp

Un programma di editor d’immagini non può mancare in alcun settore (vedi figura 14). E’ un editor d’immagini gratuito e open source. E’ multi piattaforma, disponibile per Linux, OS X, Windows e altri sistemi operativi. E’ un software gratuito, è possibile modificare il codice sorgente e distribuire le modifiche. GIMP offre strumenti sofisticati per svolgere il lavoro. E’ possibile migliorare ulteriormente la produttività con GIMP grazie a molte opzioni di personalizzazione e plugin di terze parti.

Figura 14: l’editor d’immagini Gimp

IrfanView

E’ uno dei visualizzatori più popolari e utilizzati in tutto il mondo (vedi figura 15). E’ stato progettato per essere semplice per i principianti e potente per i professionisti. IrfanView cerca di creare funzionalità uniche, nuove e interessanti, a differenza di altri visualizzatori grafici. IrfanView è stato il primo visualizzatore grafico di Windows con supporto per le GIF animate.

Figura 15: il visualizzatore universale IrfanView

LibreCAD

LibreCAD è un’applicazione CAD open source gratuita per Windows, Apple e Linux (figura 16). Il supporto e la documentazione sono gratuiti e forniti dalla ampia “community” di utenti, collaboratori e sviluppatori.

Figura 16: LibreCAD

Engauge Digitizer

E’ un software che accetta file d’immagine (come PNG, JPEG e TIFF) contenenti grafici e recupera i punti numerici dei dati (figura 17). I punti risultanti vengono generalmente utilizzati come input per altre applicazioni software. Concettualmente, Engauge Digitizer è l’opposto di uno strumento grafico che converte i punti dati in grafici. Il processo di funzionamento è il seguente: un file d’immagine viene importato nel programma e digitalizzato all’interno di Engauge, posizionando il mouse lungo gli assi e le curve. I punti, poi, possono essere trasferiti ad altre applicazioni software, esportandoli in un file di testo o tramite il copia e incolla. Il lavoro può essere salvato in un file DIG Engauge per successive modifiche.

Figura 17: il digitalizzatore di dati Engauge Digitizer

Octave

GNU Octave è un’applicazione software per l’analisi numerica, compatibile al 99% con MATLAB (vedi figura 18). Spiegare qui a cosa serve sarebbe troppo restrittivo. Qualsiasi elaborazione matematica può essere gestita da esso. E si sa, l’Elettronica è basata molto sulla Matematica.

Figura 18: l’ambiente matematico Octave

SCIDavis

SciDAVis è un’applicazione gratuita per l’analisi e la visualizzazione di dati scientifici e tecnici (vedi figura 19). E’ finalizzata all’analisi dei dati e alla stampa di qualità sulle pubblicazioni. Dispone di un’interfaccia utente grafica intuitiva e facile da usare, con potenti funzionalità come la scriptabilità e l’estensibilità. SciDAVis funziona su Linux, Windows e MacOS X. E’ simile ad applicazioni come Origin, SigmaPlot, QtiPlot, Labplot e Gnuplot. Ciò che distingue SciDAVis è la sua enfasi dell’ambiente amichevole e aperto (sia nel software che nel progetto) per utenti nuovi ed esperti.

Figura 19: SciDAVis

7-Zip

7-Zip è un archiviatore di file con un elevato rapporto di compressione (figura 20). E’ un software gratuito open source. La maggior parte del codice è sotto licenza GNU LGPL. È possibile utilizzare 7-Zip su qualsiasi computer, incluso un computer in un’organizzazione commerciale. Non è necessario registrarsi o pagare per usare 7-Zip.

Figura 20: l’archiviatore di file 7-ZIP

Riepilogo dei software al 26 luglio 2023

Di seguito l’elenco completo dei programmi indispensabili. Tale elenco sarà aggiornato di volta in volta.

  • Albero genealogico
    • Simple Family Tree
  • Astronomia
    • Skychart
  • Audio
    • Audacity
    • AudMeS
    • Dspeech
    • Friture
    • HDSDR
    • Ocenaudio
    • SDR++ (analizzatore segnali audio e radio)
    • Sox
    • Spectrum Lab
    • VA Visual Analyzer
    • WavePad
    • Wavosaur
  • DBF Database
    • DBF Commander
  • Dischi e Files
    • DeepBurner (masterizzazione)
    • HDD LLF Low Level Format Tool
    • PhotoRec (recupero files)
    • Puran File Recovery (recupero files)
    • Recuva (recupero files)
    • SearchMyFiles
  • Editor
    • Frhed
    • loxx
    • KainetEditor
    • Notepad++
  • Elettronica
    • 4nec2
    • Arduino IDE
    • Circuitjs1
    • DipTrace
    • EZNEC
    • FidoCadj
    • FrontDesigner
    • Great Cow BASIC
    • Ldmicro
    • LTspice XVII
    • Micro-Cap 12
    • MikroC PRO
    • Modelli SPICE
    • ngSpice
    • Pad2Pad
    • PICSimLab
    • PoScope4
    • QucsStudio
    • RADIOUTILITARIO
    • SimulIDE
  • F.E.M.
    • FreeCAD
    • Mecway
    • PrePoMax
  • Fisica
    • Algodoo
    • Energy2D
    • Tracker (analisi e modellazione video)
  • Giochi
    • openBVE (simulatore di treno)
  • G.P.S.
    • GpsPrune
    • GpsTrackEditor
    • GPX_Editor
    • RouteConverter
  • Grafica
    • Art Of Illusion
    • Ascgen2
    • FreeCAD
    • Gimp
    • ImageJ
    • ImageMagick
    • Inkscape
    • IrfanView
    • LibreCAD
    • OpenSCAD
    • PosteRazor
    • Processing
    • Wings3D
  • Internet
    • AnyDesk (connessione remota)
    • Emule
    • Filezilla (Client FTP)
    • IperiusRemote (connessione remota)
    • Rustdesk (connessione remota FREE)
    • TeamViewer (connessione remota)
    • WinSCP (client open source per SFTP e FTP)
  • Linguaggi di programmazione
    • FreeBASIC
    • Harbour
    • HMG
    • Ldc2
    • Pcbasic
  • Linux
    • Cygwin Terminal
  • Matemarica
    • CurveExpert Professional (curve fitting)
    • Decision Oven
    • Engauge Digitizer
    • Eureqa (curve fitting)
    • Fityk (curve fitting)
    • gnuplot
    • Graph
    • MagicPlot (curve fitting)
    • MESearch.jar (Mathematical Expression Searcher or constant)
    • ndCurveMaster (curve fitting)
    • Newpgen
    • Octave
    • Pari/GP (multiprecision calculator)
    • PFGW
    • Prime95
    • SciDAVis
    • Sr1sieve
    • TuringBot (curve fitting)
    • Veusz (a scientific plotting package)
  • Musica
    • Anvil Studio
    • Hydrogen (drum machine)
    • Jamulus (per suonare con gli altri in tempo reale)
    • Lilypond
    • MidiSheetMusic
    • MuseScore
    • Notation Player (visualizza spartito da MID)
  • PDF
    • Foxit Reader
  • Scacchi
    • Arena
    • Kvetka
    • LucasChessR
    • Oswiss (gestione torneo)
    • Scid
    • Stockfish
    • Tarrash
  • Ufficio
    • AssoInvoice (lettore fatture elettroniche)
    • DeepL (traduttore)
    • Deepnest (ottimizza il taglio di pezzi da un pannello grande)
    • LibreOffice
    • MDBPlus (Viewer MDB)
  • Utilità
    • 7-Zip
    • Core Temp (misura temperatura CPU)
    • Foxit Reader
    • HWiNFO64
    • LanguageTool (correttore testi)
    • Procexp64
    • Procmon64
    • RegScanner
  • Video
    • Avidemux
    • ContaCam
    • EasyScreencastRecorder
    • Free Cam (registra lo schermo)
    • Kinovea
    • ScreenToGif
    • Shotcut
    • Video to Video
    • Youtube-dl (download youtube)
    • yt-dlp (download youtube velocissimo)

Conclusioni

Qualsiasi attività di progettazione, da ludica a professionale, necessità di un’ottima organizzazione preliminare ma, soprattutto, deve essere accompagnata da una metodologia ben pianificata. I buoni risultati possono essere ottenuti solo usando software diversificato e adatto a ben precise casistiche. In altri parole, non esiste un software che riesca a svolgere tutte le mansioni esistenti nel migliore dei modi. E’ necessario, al contrario, adoperare programmi mirati, per risolvere le singole problematiche.

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