Curso de electrónica: 5 – Esquemas eléctricos y PCB (ENTRADA INCOMPLETA)

Buenas!

Como estuvimos aprendiendo en las anteriores entradas del curso, viendo las cosas mas fundamentales sin entrar en mucho detalle con los componentes utilizados en la electrónica pero hoy hablaremos sobre que es un esquema eléctrico,que es, para que mierda sirve, etc.

Esquema eléctrico

 

Bueno antes que nada, un esquema eléctrico es un diagrama detallado de TODAS las conexiones habidas y por haber de un dispositivo electrónico  (Televisores, hornos microondas, radares) o eléctrico (Conexión de un sistema mecánico, motores, alarmas etc.)

De estos esquemas se puede observar :

su comportamiento: (porque este circuito hace tal función si otro con los mismos componentes puede hacer otra cosa totalmente diferente), las condiciones de funcionamiento ( si un sistema funciona a 12 Volts no lo podremos conectar a 220v) e incluso la POLARIZACIÓN de individual de cada componente (componentes en serie o paralelo y que conecto a que con que cosa para obtener los efectos deseados).

Cabe aclarar que así como nos sirve para construir un sistema, también nos puede ayudar a conocer la causa de sus defectos en base a análisis de tensiones dentro de el para conocer su falla.

Por todo esto que estoy mencionandoles se imaginaran que es de VITAL IMPORTANCIA la utilización de un esquema eléctrico (o obtención si no lo tenemos o incluso si no es nuestro) ya sea para armado o reparación como explicamos mas arriba.

PCB

 

Un PCB o «Circuito impreso» es un esquema eléctrico en una forma ordenada construida sobre una placa rígida que previamente tuvo un tratamiento. En esta están definidas perfectamente las pistas que unen cada elemento como esta indicado en el esquema.

Ahora la pregunta del millón…. ¿es necesario crear un pcb en un circuito eléctrico para que funcione ?

RTA: absolutamente NO es necesario.

Uno si quiere y tiene MUCHA FLOJERA  puede unir todos los componentes con cables (incluso sin soldar si es que hay un correcto contacto) y este debería de funcionar sin problemas. Pero esto acarrearia algunos problemas:

1 – Poco practico: Se imaginan tener un bollo de componentes unido a un sin fin numero de cables ? Imaginense una bola de estambre…. por mas que esten soldados… va a ser un dolor testicular importante.

2 – Ya tengo mi bola de circuitos y cables pero mi aparato dejo de funcionar… y ahora ¿ como lo arreglo ?. Piensenlo… por mas que tengas un esquema eléctrico o una notoria desconexión de un cable a un componente es prácticamente una misión imposible.

Por esos problemas puede resultar mejor proyectar un esquema eléctrico de manera ordenada.

A manera de experiencia recuerdo que una vez cree una fuente de alimentación con regulación en un trozo de cartón grueso y después uní los terminales soldando los cables con ayuda de estaño.

Si bien no fue un diseño muy profesional que digamos, sirvió para hacer un armado rápido y funciono tan bien como si ubiese estado funcionando en una placa diseñada.

Tipos de Plaquetas

Si bien hay muchos tipos de plaquetas para diseñar circuitos impresos podemos destacar:

– Plaquetas perforadas: Es una tarjeta con múltiples perforaciones los cuales cuentan con una pequeña isla de cobre (para soldar cada componente).

Ventajas obtenidas

– Evitamos una enorme perdida de tiempo maquinando nuestra placa (cosa útil si es una diseño experimental).

– Es ideal para aficionados/ hobbistas.

Desventajas

– Generalmente son bastante pedorras

– Si bien no tenemos que maquinar la placa, si hay que unir cada componente ya sea con una pista de estaño o soldando cables.

 – Útiles en corriente continua y baja frecuencia.

–  Alto costo a pesar del escaso cobre que tienen.

–  En general traen mas dolores de cabeza que beneficios (en especial cuando toque hacer una reparación o encontrar una falla).

Placas convencionales: De un lado disponemos de una lamina de algún material conductivo (generalmente cobre) y una aislacion hecha con un material rígido (donde se colocan los componentes). Estas generalmente son de pertinax o de fibra de vidrio.

Mas aya de estas cosas mencionadas están los otros detalles: hay de muchos tamaños, doble capa,placas aptas para alta frecuencia, etc.

Vamos a explicar dos métodos que son las mas conocidos y que en la gran mayoría de los casos nos servirán para hacer nuestras placas.

«Método del Marcador»

Este método consiste en tomar en dibujar las pistas, planos de masa e islas utilizando un MARCADOR INDELEBLE para que sobreviva  a un ataque químico que atacara el cobre no pintado.

Para esto necesitamos una placa de PCB de pertinax o de fibra de vidrio (en este caso es de pertinax)

Y lo mas importante el dibujo de nuestro circuito impreso. Como bien aclare mas arriba, consiste en las conexiones de pistas, planos de tierra e islas.

Una ves que tengan el dibujo del circuito, lo recortan y con una cinta adhesiva lo adaptan para que encaje sobre la placa y con un martillo y un punzón le dan unos golpecitos en donde correspondería los agujeros de los terminales. Es de vital importancia que no se corra el papel al hacer los golpes ya que los utilizaremos mas tarde (desgraciadamente no tengo fotos de este paso).

Acto siguiente debemos imitando lo que dibujamos en el papel en nuestra placa. La tinta debe cubrir todos los poros del cobre en su totalidad (mientras mas espesa sea la tinta, va a ser mejor). Todo el mundo recomienda la marca edding pero yo les recomiendo los «Pelican Marker 711» y mas adelante verán por que…..

Les va a quedar algo semejante a esto:

Esta placa fue pintada con un marcador marca edding.

Posteriormente buscamos un frasquito (yo utilice uno de shampoo). Preferentemente que sea de plástico y que la placa quepa satisfactoriamente en el.

Dentro del contenedor vamos a verter un químico llamado «Percloruro Férrico» (también se lo llama Cloruro de hierro).

Colocamos la placa boca abajo (la parte pintada) y calentamos el percloruro a baño maría.

Mientras mas caliente este, mas rápido reaccionara. Yo utilice una maquina de vapor antigua improvisando una parrilla con la ayuda de unos fierros y unos ladrillos como muestro en la foto:

ADVERTENCIAS IMPORTANTES!

– Tome todas las medidas pertinentes de seguridad: use ropa vieja, barbijo, guantes y/o todo lo que usted considere necesario.

– NO RESPIRE el vapor del percloruro férrico porque es toxico.

– En caso de mancharse la piel con el rápidamente lave con abundante agua y jabón para que no quede una mancha.

– HAGAN ESTE PROCESO DE ATAQUE QUÍMICO EN UN LUGAR ABIERTO Y QUE NO SEA MUY IMPORTANTE YA QUE SI SE DERRAMA SOBRE EL PISO DEJARA RASTROS DE ÓXIDOS EN DONDE CAIGA INCLUSO SI LO LIMPIAN (IMAGÍNENSE ESO EN SU COCINA).

Después de 10 minutos aproximadamente (depende del uso y de la calidad de percloruro que consigan) retire la placa del percloruro y lavela con abundante agua para que no le queden rastros del percloruro de ella.

Acto siguiente se buscan un algodón mojado en alcohol para retirarle la pintura indeleble, le pasan una virulana y limpian la placa con abundante detergente o Cif para quitarle todo rastro de grasa.

El resultado de mi primera y ansiada placa fue este:

Bueno paso a explicar lo que paso con esta placa para que sepan y logren entender que paso.

Corresponde decir que la placa fue bien echa pero en este caso lo que fallo fue la tinta que no logro cubrir satisfactoriamente el cobre… de esta forma el cloruro de hierro lo ataco (como se logra observar con colorado).

Hablando mal y pronto esta placa quedo inutilizada después de esto PEROOOOO yo creo que se podría arreglar utilizando cinta de cobre adhesiva. De todos modos, a mi me toco hacerla devuelta íntegramente pero con la diferencia que cambie el marcador Edding por el Pelican Marker 711.

Hacemos todo el proceso devuelta (no se quejen, esto les aportara experiencia para el momento en el que las papas quemen)

Foto de la nueva placa pintada con el marcador Pelican:

 Se puede observar que la tinta es mas espesa. Mientras mas espesa la tinta, MEJOR!!!!

Después del ataque con percloruro férrico y la lavada….

Observen lo bien definidas que quedaron las lineas y los bordes.

Después de la limpieza de tinta, una lijada rápida con la lana de acero (virulana) los resultados se ven a la vista.

Aca les dejo una foto para que puedan comparar los resultados:

Posteriormente después se le puede aplicar una capa de flux liquido o en forma de spray (para protegerla de la corrosión), maquinar (modificar dimensiones de la placa en el caso de que sea necesario y hacer las perforaciones para los componentes) y soldar con estaño  para tener una placa completamente terminada.

Con esto damos por concluida esta parte del curso en la que hablamos sobre este tipo de creación de placas pero llegando a las siguientes conclusiones :

Este método si bien parece «poco profesional» no deja de ser un método mas para obtener resultados satisfactorios en la curva de aprendizaje necesaria para hacer buenas placas.

Yo creo que con mucha practica se pueden obtener una buena destreza tanto en el el trazado de las pistas, planos de masa como en el ataque químico. Después de hacer unas cuantas placas de estas (por mas que no las ataquen) lograran aprender cosas que les servirán con los otros métodos mas avanzados.

Con respecto a la versatilidad de este método, todo depende de la dificultad del circuito, la calidad de tinta entre otros factores pero no se los recomiendo para una producción de placas en serie ya que a pesar de que tengan mucha practica JAMAS les quedarían placas idénticas pero si muy aproximadas.