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Prácticas con Sensores Ensamble de prototipos en el Protoboard IDF Sarmiento Ciclo Lectivo: 2.007

Ensamble de prototipos en el protoboard

Dentro de las consideraciones básicas que deben tener en cuenta para iniciar la fabricación de un proyecto electrónico, se incluye como primer paso la consecución de todos los componentes que hacen parte del mismo y segundo, proceder a montar o ensamblar el prototipo.

Prototipos Un prototipo de algo es un modelo físico preliminar que parte de una idea o concepto y en donde se van estableciendo sus primeras características. En electrónica, un prototipo es un circuito o aparato al cual vamos dando forma real partiendo de una idea nueva o de un diagrama que hemos desarrollado o seleccionado de alguna fuente de información como un libro, un manual o una revista. Este prototipo sufre un proceso de modificaciones de acuerdo a las pruebas que debemos realizar para verificar que el circuito funcione, según el diseño, hasta convertirse en el modelo final. El proceso de ensamble de prototipos se realiza tanto a nivel de aficionados y estudiantes o de técnicos e ingenieros, ya que en la práctica, muchas veces es necesario hacer algunos cambios al circuito que se había planteado inicialmente. En el proceso total de fabricación de un proyecto o aparato es muy importante este paso ya que los siguientes, como el diseño y fabricación de los circuitos impresos y del chasís o gabinete para el proyecto, implican una inversión importante de tiempo y dinero que se podrían perder si el aparato al final no funciona. Muchas veces estos dos elementos necesitan a su vez la elaboración de prototipos y si se parte de un circuito erróneo, se demora y dificulta el proceso.

El protoboard El ensamble de un prototipo electrónico se hace sobre un elemento llamado protoboard o “tablero de prototipos”, en este aparato se pueden montar y modificar, fácil y rápidamente, circuitos electrónicos sin necesidad de soldadura y muchas veces, sin herramientas. Una vez que el circuito en experimentación está funcionando en forma satisfactoria en el protoboard, se puede construir de forma definitiva sobre un circuito impreso utilizando soldadura para fijar los componentes. Los contactos están separados entre sí por una distancia de 0.1” (2,54 mm), correspondiente a la separación de los pines o terminales de los circuitos integrados, principales componentes de los circuitos electrónicos actuales. Esta disposición también permite instalar fácilmente los demás componentes electrónicos como transistores, resistencias y condensadores.

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Estructura de un protoboard. Estos se fabrican en diferentes modelos que se emplean según la necesidad del usuario y permiten armar o desarmar, en poco tiempo, casi cualquier circuito electrónico. Como se puede observar, estos tableros están formados por una base de plástico que tiene una serie de perforaciones con una disposición especial. Debajo de estas perforaciones, se encuentran unas láminas metálicas que forman contactos, en donde se unen los diferentes terminales de los componentes del circuito. Estas láminas se fabrican de un metal flexible de berilio-cobre recubierto con plata-níquel y en algunos casos de oro. El recubrimiento impide que los contactos se oxiden y la flexibilidad del metal permite utilizar cables y terminales de diferente diámetro, sin deformarse. Para hacer las uniones entre puntos distantes de los circuitos se utiliza cable sólido (alambre) calibre 22 aislado (cable telefónico). Como se puede observar en la figura anterior, de la estructura del protoboard, las filas de orificios tienen cinco perforaciones que se conectan entre sí en forma vertical (marcados con la letra A). Sin embargo, entre cada fila no hay contacto. Además, existe un canal central separador cuya distancia es igual a la que existe entre las filas de terminales de los circuitos integrados (0.3’’). Esto es con el fin de ubicar sobre dicha separación todos los integrados que tenga el circuito. Inserte primero en forma ordenada y según el diagrama, los componentes principales como los circuitos integrados y/o transistores, alrededor de los cuales van conectadas las resistencias, capacitores, diodos, leds, cables, etc. Esto nos permite establecer el área de trabajo y determinar si hay suficiente espacio para el circuito. Las líneas verticales no están unidas a cada lado del canal central, lo que establece dos áreas de conexiones para el circuito. Los contactos de las filas externas (marcados con la letra B en la figura anterior, de la estructura del protoboard) se unen entre sí pero en forma horizontal y reciben el nombre de buses. La mayoría de los protoboard traen dos buses a cada lado y se utilizan, generalmente, para manejar en ellos la alimentación del circuito (positivo y negativo). No construya un “nido de pájaros”; esto dificulta la revisión del circuito y aumenta la probabilidad de fallas. En muchas ocasiones perdemos más tiempo buscando un error que el que nos tomaría hacer un buen montaje desde el principio. En caso de que este construido de esta manera y no funcione, tendrá que desarmarlo y volverlo a armar.

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Ensamble de circuitos en un protoboard Esta operación además de fácil, es muy agradable; solamente debemos tener algunos cuidados básicos para que los circuitos trabajen correctamente. Primero debemos observar detenidamente el diagrama del circuito y visualizar cuáles son las conexiones entre los componentes que lo forman. Luego, debemos ir conectando sus terminales, uno por uno, utilizando los agujeros del protoboard como los puntos de unión entre ellos. Terminado el proceso, y antes de aplicar el voltaje de alimentación, debernos verificar con el diagrama cada una de las conexiones con el fin de detectar errores en el armado. Como puede verse, el ensamble de un circuito en un protoboard requiere tiempo, orden y paciencia, pero al hacerlo varias veces, se logra una buena habilidad, lo que garantiza la adquisición del conocimiento y la satisfacción de un circuito funcionando.

NOTA IMPORTANTE: Cada alumno tiene que llevar “todas las clases” su juego de cables, realizado con cables telefónicos. Preferentemente se cortarán de diferentes largos según distintos colores. Se recomienda comprar 1/2 o 1 metro de cable telefónico de 4 pares (cuatro pares de alambres aislados, en diferentes colores y un alambre desnudo, para cortar la vaina del cable telefónico) en una casa de Electricidad o Electrónica, cuyo costo es mínimo.

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