Diseño y construcción de circuitos

Debes haberte dado cuenta de lo que significa un circuito electrónico durante tu vida. De forma general, podemos tener esta definición de circuito electrónico:

Un conjunto de piezas cuyos pines están conectados de una manera especial con un material conductor (como el cobre) entre sí y se supone que deben realizar cambios en la corriente o potencia entrante.

• En un circuito correcto es posible que entre y salga corriente a cada una de las partes.

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El plan esquemático del circuito

Un mapa o plano que especifica cómo se conectan las piezas entre sí se denomina mapa esquemático.

Es mejor dibujar este plano con un software de computadora, para que pueda editarse fácilmente en caso de cualquier problema.

Algunos software o aplicaciones tienen un simulador de circuito o programas de prueba.

Cada componente o pieza electrónica tiene su propio esquema o símbolos utilizados en el plano esquemático que muestra una forma aproximada de la estructura interna de la pieza o su función. De esta manera, todos pueden entender el tipo de piezas utilizadas.

Para analizar un esquema, es mejor comenzar con la corriente de entrada principal de la fuente de alimentación.

• Intente analizar algunos esquemas simples y verifique la exactitud de su análisis de manera práctica o utilizando un software de simulación.

Los símbolos en un mapa esquemático de circuito

En primer lugar, intente dibujar en su mente un esquema de cómo deben conectarse las piezas.

Depende de usted cuándo comenzar a dibujar el esquema, pero es mejor construir primero los bloques/secciones del circuito de los que no está completamente seguro de la exactitud de la imagen en su mente con un software de simulación o en una placa de pruebas. .

Después de organizar todos los bloques en tu mente, comienza a dibujar el esquema general usando el software.

En el dibujo, se utiliza el esquema técnico de las piezas (símbolo) para mostrarlas, y cada pieza debe tener un nombre designador, p. R1, R2, etc.

Basta con ordenar las piezas y conectar las ramas marcadas como pasador de la pieza con una línea, según sea necesario.

Estos son algunos de los esquemas y designadores de las piezas (dependiendo de su software, pueden ser diferentes):

Resistencia – Resistor (R):

Potentiometer (resistencia variable) (P, R o VR):

Condensador no polarizado (C):

Condensador polarizado (C):

Condensador variable (VC):

Batería o fuente de alimentación (P, B o Con):

Motor eléctrico (M):

Un diodo típico (D):

Diodo emisor de luz (L, D o LED):

Diodo Zener (Z, D):

Micrófono (Mic):

Oradora (Sp):

Inductor/bobina/Coil (L):

Transformador (T):

• En el dibujo esquemático siempre se ingresan una o más corrientes (a través de la batería, fuente de alimentación u otros circuitos) y el procesamiento necesario se realiza en el circuito sobre esta corriente y puede tener una o más salidas.

Dibuja un nodo en el diagrama del circuito.

Un nodo es un punto en el que al menos dos líneas de vía están conectadas entre sí. Este punto debe ser lo suficientemente audaz para separarlo de las vías cruzadas que no están conectadas.

• En algún momento dibujamos la gran pista (polo negativo de la fuente de alimentación) y usamos el símbolo de tierra para simplificar los esquemas.
• Es mejor dibujar las líneas de seguimiento más cortas posible.

Dibujar el mapa esquemático del circuito

Para dibujar el esquema del circuito, debes prestar atención a los siguientes consejos:

• Uso de 1 diodo para evitar una corriente de entrada incorrecta.
• Al utilizar un condensador en paralelo (un filtro/condensador de desacoplamiento) se evitan ruidos o fluctuaciones repentinas de potencia. La capacidad de este condensador debe ajustarse según el voltaje de entrada.
• Es mejor colocar un diodo entre las dos patas de las clavijas de la bobina del relé, porque este diodo evita ruidos de inductancia.
• En las zonas donde varias líneas de vía van a una vía de salida, el uso de diodos puede evitar la corriente inversa.
• Puede calcular el voltaje/corriente de entrada requerido utilizando las fórmulas necesarias.

El siguiente diagrama esquemático muestra un ejemplo de un bloque protector de un circuito:

Es muy importante seguir los consejos cuando vayas a utilizar un IC.

La siguiente imagen muestra el diagrama esquemático de un intermitente de dos LED:

El circuito en una placa de pruebas/tablero de circuitos (Breadboard)

Una tablero de circuitos (placa de pruebas/Breadboard) es una plataforma que se utiliza para probar circuitos antes de diseñar su placa de circuito impreso (PCB).

Hay tantos agujeros en el tablero y están conectados en grupos (generalmente 5 grupos).

El tamaño de los agujeros es el mismo que el de los pasadores de las piezas y no es necesario soldarlo.

Cables de la placa de pruebas:

Dibujo de placa de circuito impreso (PCB-Printed Circuit Board)

El mapa o plano que se utiliza para la PCB es diferente del mapa esquemático. En un plano de PCB, se utiliza una imagen que muestra la ubicación de los pines en la placa en su tamaño real en lugar de utilizar el esquema o símbolo de la pieza.

Un dibujo de PCB tiene tres partes principales:

Las rutas y los agujeros del lado superior (capa superior para tableros de dos vías)
Las rutas y orificios del lado inferior (capa inferior)
La capa guía de componentes (serigrafía)

Tablero de doble cara: Un tablero que tiene tanto una capa superior como una capa inferior.

Tablero metalizado: tablero de doble cara cuyos orificios superiores desembocan en los inferiores. (Una capa muy delgada de un material conductor conecta la parte superior de los orificios con la parte inferior)

La serigrafía es una sombra de la pieza en el tablero y también muestra el nombre y número de la pieza.

Por ejemplo, dos agujeros para los pines, con una distancia adecuada y un rectángulo en la serigrafía se utiliza para una resistencia. Para el diodo, un rectángulo con una línea en su interior y para un condensador, un círculo.

Huella de algunas de las piezas de la PCB (en orden: resistencia, conector, diodo, condensador, condensador polarizado):

Dibujar el plano de PCB del circuito

Para dibujar un diseño de PCB, es mejor intentar utilizar el conocido software de diseño de PCB.

• Antes de comenzar el diseño de PCB, dibuje el esquema y agréguelo a su archivo de PCB.

Por lo general, las piezas/componentes más utilizados se encuentran en la biblioteca del software con su tamaño estándar.

Después de colocar las piezas deseadas, debe conectar los pines de las piezas mediante Tracks/Traces (rutas conductoras) o el software de enrutamiento automático.

Presta atención a que para una mejor impresión de las rutas, estas no deben tener un ángulo distinto de 45 grados y 135 grados.

Ejemplo de los caminos correctos:

El diseño de PCB del intermitente de dos LED que está diseñado con software:

La serigrafía (silkscreen):

La capa inferior:

• La ubicación de los agujeros se indica en la capa inferior.
• Utilice un puente (un trozo de cable) añadiendo dos orificios si dos rutas deben cruzarse sin conexión.
• Para circuitos complejos con muchas conexiones, puede utilizar una placa de circuito impreso metalizada o de doble cara.

La lista de materiales (BOM) del circuitos.

Utilizar una tabla que contenga el nombre de la pieza, su número y su código/serie o valor es necesario cuando se va a montar la placa. Esta tabla se llama BOM (Bill Of Materials).

Por ejemplo, la siguiente tabla es para un intermitente de dos LED:

Designante	Serie/Valor
T1,T2	BC107
R1,R2	1 K
R3,R4	33 K
LED1	5mm Red
LED2	5mm Green
C1,C2	56uF

Montaje de la placa del circuitos

Coloque las piezas/componentes en el tablero impreso de acuerdo con la serigrafía y la lista de materiales. Suelde la pieza primero y luego corte los extremos/cables adicionales de la pieza.