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MANUAL DE PRÁCTICAS DE CIRCUITOS IMPRESOS
Introducción a la fabricación de PCBs:
PCB son siglas de “Circuito Impreso”(Printed Circuit Board). Que definen a una placa que perite
sustentar e interconectar componentes eléctricos. Esta placa se fabrica empleando un material no
conductor. Para la interconexión se emplean delgadas pistas de un material conductor llamado cobre.
Los inicios del circuito impreso
Todo circuito electrónico necesita tener conectados entre sí a sus componentes. No siempre ha existido
el circuito impreso. Los primeros circuitos se hacían conectando de forma aérea los componentes y
usando regletas ancladas en el chasis. Muy poco se parecen los circuitos de entonces a los actuales.
A primeros del siglo XX se hicieron experimentos con la idea de hacer cosas planas en electrónica,
incluyendo a Thomas Edison que estuvo probando la forma de "imprimir" conductores eléctricos en
papel usando productos químicos. Tuvieron que pasar más de 50 años para que, por los años 1960, la
electrónica de consumo comenzara a utilizar los circuitos impresos.
Un circuito impreso es una plancha de material aislante que tiene dibujadas o impresas unas pistas de
cobre (equivalentes a cables). En estas pistas van soldados los terminales de los componentes quedando
fijados mecánicamente y también conectados eléctricamente.
Los PCB se venden con un recubrimiento de cobre que ocupa toda la superficie. Es lo que se llama un
PCB virgen. El trabajo será precisamente eliminar el cobre no deseado, y el cobre no eliminado
resultante formará las pistas, o sea, el circuito.
Tipos de circuito impreso
Existen diferentes tipos de PCBs, este manual de práctica se va a centrar en un tipo de circuito
impreso, el más sencillo, que consiste en una sola capa. En cuanto al tipo de montaje de componentes,
usaremos el "through hole", es decir, componentes a un lado, soldaduras al otro. No obstante, no está
de más ver los distintos tipos de PCB aunque no se tenga pensado usar de momento:
Según el número de capas.
El más sencillo, el denominado "through hole" (a través del agujero), usando componentes
clásicos, esto es, con terminales, que se introducen a través de taladros en el PCB. El componente
queda a un lado del PCB (el lado que no lleva cobre) y el terminal quedará en el lado del cobre,
para ser soldado.
doble cara:
Hay pistas de cobre y componentes en ambos lados del PCB. A nivel de aficionado es más complejo,
pero este sistema permite miniaturizar bastante los circuitos. Hay conexiones entre una cara y la otra
mediante agujeros que comunican eléctricamente las pistas de ambas caras. Lo que permite hacer aún
más pequeños los circuitos y eliminar el número de puentes.
multicapa
Varios paneles (pueden llegar a ser más de 20) adosados uno sobre otro formando un único panel. Cada
uno de ellos tiene su propio circuito de pistas, y mediante agujeros conductores (llamados vías) se
comunican las placas entre sí. A veces estos agujeros son visibles, pero otras veces no son visibles
desde el exterior porque comunican capas internas. Es una tecnología bastante compleja que ha
permitido miniaturizar los equipos de forma espectacular.
Partes de un circuito impreso
Se utilizaran nombres estándar para hacer referencia a las partes de un circuito impreso, citando
también la palabra inglesa. A veces se utiliza tanto (o más) la palabra inglesa como la española:
.- Circuito impreso / PCB (Printed Circuit Board) Placa de material aislante (puede ser de muchos
tipos) donde se montan los componentes de un circuito y conectarlos entre sí.
.- Pista / Track Cada uno de los conductores de cobre en el circuito impreso.
.- Isla / Pad Círculos de cobre, normalmente con un pequeño taladro en su parte central, para pasar los
terminales de los componentes donde serán soldados. Lo más frecuente es que una pista termine en un
pad (a veces no es así: Una pista puede terminar... en otra pista).
.- Puente / Jumper Trozo de hilo conductor (cobre o alambre) utilizado para pasar una pista por el
lado de los componentes.
.- Vía / Via Son pads con la particularidad de que su interior es conductor y comunican distintas capas
de circuitos multicapa.
.- Capa / Layout En circuitos multicapa, cada superficie recibe ese nombre.
.- Serigrafía / Silk screen printing, serigraphy Suele referirse a las inscripciones que se hacen en un
PCB (normalmente por el lado de los componentes y en color blanco) que consisten en la silueta de los
componentes así como información relativa a los mismos. Ayuda mucho en el montaje y reparación de
circuitos, y hace una gran diferencia entre un acabado profesional o no-profesional
Técnicas de elaboración de circuitos impresos
Las técnicas que están al alcance de un aficionado, porque técnicas, haber, hay muchas más, sobretodo
en la industria. Se enumeran brevemente.
Métodos:
1) Método del Circuito pre-impreso: Con PCB que viene de fábrica con un patrón de pistas pre-
impreso (tiras o puntos). Sólo hay que situar los componentes en el PCB, soldar, a veces añadiendo
cables, y listo.
- Ventajas: Rápido, el más barato, fácil, no usa químicos, no hay que taladrar.
- Desventajas: Sólo para circuitos pequeños, hay que usar cables o alambres para unir algunos
componentes, cierta dificultad para repararlo, el acabado no es vistoso por el lado del cobre.
2) Planchado (térmico): se parte de un PCB virgen. Haciendo el diseño del PCB con una aplicación
informática (software Eagle 5.9). Se imprime el diseño en papel fotográfico con una impresora láser
(no vale inyección). Transferir el toner desde el papel al PCB usando calor (plancha de la ropa). A
partir de aquí, atacar con ácido el PCB,
Es el método más utilizado por su buena relación calidad/dificultad/precio, y es bastante nuevo, pues
está basado en una impresora láser que lleva mucho menos tiempo.
- Ventajas: Puede proporcionar un acabado bastante bueno. Apto para circuitos de mucha densidad de
componentes.
- Desventajas: Prácticamente ninguna, pero al parecer puede presentarse alguna dificultad a la hora de
transferir correctamente el toner cuando se aplica el planchado. Cuestión de practicar...
3.- Mediante CNC (Control numérico por computadora): El sueño de más de un aficionado.
Puede ser un CNC comercial, pero es mucho más atractivo (y barato) construirlo uno mismo.
Básicamente consiste en una taladradora que se hace trabajar como fresadora, y se mueve en las
tres dimensiones (adelante-atrás, izquierda-derecha, arriba-abajo) mediante tres motores paso a
paso de gran precisión (uno para cada dimensión).
Estos motores son accionados por un ordenador (a través de circuitos drivers), mediante un
programa que convierte el diseño del PCB en datos numéricos.
- Ventajas: Sin duda, el mejor acabado. No se utilizan papeles ni dibujos: Del ordenador al PCB
directamente. No hacen falta ácidos ni productos químicos. El taladrado lo hace también el CNC
como una operación más. Se puede desperdiciar muy poco cobre según cómo se haga el diseño
del PCB. Y se pueden hacer grandes series de circuitos si el CNC es grande, pues hay PCB
vírgenes de más de 1 metro cuadrado: Si el circuito es de 200 x 100 mm, cabe 50 veces en un
metro cuadrado, y replicando las instrucciones, el CNC hará los 50 circuitos, trabajando él sólo, en
una noche.
- Desventajas: Está claro que este sistema no es el más barato ni sencillo. Teniendo en cuenta
que el espesor del cobre es de unas micras, y el propio PCB tiene unos 1.5 mm de espesor, la
fresadora debe ser controlada con precisión, y sus guías también deben estar sumamente
niveladas, rectas, sin la más mínima holgura... una máquina relativamente grande con apariencia
"basta" pero que debe tener una precisión.
SOFTWARE EAGLE 5.9.0
El software a utilizar para realizar el PCB es Eagle 5.9.0, dicho programa contiene grandes librerías de
componentes electrónicos.
A continuación se muestra un pequeño tutorial para poder generar el esquemático y posteriormente el
PCB
Para diseñar una nueva placa con el Eagle 5.9.0, primero crear el esquema de la misma y luego
diseñaremos la placa de circuito impreso.
En el „Control Panel‟ del Eagle creamos un nuevo esquemático para nuestra placa, en el menú
File-> New->Schematic.
Esquema
Los componentes para nuestro esquema están ordenados y guardados en librerías por lo que
debemos seleccionar las librerías que vamos a necesitar:
Para esta placa necesitamos estas librerías:
Colocar nuestro primer componente:
En la paleta de componentes, esta se encuentra en el lado izquierdo de la
pantalla elegir el siguiente icono llamado Add.
Seleccionar la librería con-wago-500 y de entre todas las bornes elegir la de dos contactos y
colocar en el esquema:
Estos son los componentes necesarios:
Si no existe espacio para colocar los componentes se puede centrar la distribución
con „Fit‟
Ir colocando los componentes con un orden y distribuyéndolos espaciados, luego se tendrán que dibujar
los hilos de unión entre ellos.
Se puede ir moviendo los componentes en el esquema, individualmente o cercándolos se puede
mover agrupados con „Group‟.
Para mover componentes usar „Move‟ con el botón izquierdo del ratón los
moveremos individualmente, si se da click con el botón derecho del ratón, los
que se encuentran agrupados pueden rotar.
Distribuyendo el esquema ordenadamente se tiene algo parecido a esto:
Ahora dibujar los hilos de unión entre los componentes con „Net‟
Con el click izquierdo del ratón seleccionar una terminal del componente e ir dibujando hasta la otra
terminal del componente al que va unido.
Una vez colocados todas las redes de hilos debe de quedar así:
Se puede colocar los valores de cada componente „Value‟.
Circuito impreso PCB
Para generar el PCB dar click en „Board‟
Aparecerá la ventana del diseño de la placa con los componentes fuera de ella, mantener abierta la
ventana del esquema para que el diseño del esquema y de la placa sean consistentes y los posibles
cambios en una se reflejen en el otro. Las líneas que unen los componentes corresponden con las
uniones que se hicieron con los hilos en el esquema.
Con „Move‟ se puede ir colocando los componentes dentro de la placa,
Una vez colocados y ayudados por las líneas que indican la conexión entre terminales, puede
quedar algo así:
Para ver la distancia más corta de esas uniones usar „Ratsnets‟:
Trazado automático
Ahora se puede hacer que Eagle diseñe el trazado de las pistas de la placa automáticamente, existen 2
formas.
1.- En la barra de menú, elegir ToolAuto.
2.- Paleta izquierda del área de trabajo elegir Auto.
En el siguiente cuadro elegir 1Top – „NA‟, ya que esta parte es donde van los componentes y
en 16 Bottom elegir „|‟, para que el programa realice todo el rutado de las pistas en una sola
cara.
Eagle trazará las pistas siguiendo sus reglas y se obtiene algo así:
En la parte inferior indica si ha podido trazar todas las pistas al 100%.
De no haber trazado las pistas al 100%, el PCB, tendrá que utilizar jumper (puentes), o ya sea que se
vuelva a redistribuir los componentes, para que al momento de auto rutar, el programa genere nuevas
pistas.
Para ver mejor el trazado de las pistas elegir Display, dar click en el botón None y elegir las
que muestra en azul el siguiente cuadro, una vez elegidas las opciones, dar click en OK.
Quedando de la siguiente manera
Como se puede ver, el resultado automático aunque es correcto tiene detalles que lo hacen poco
recomendable, como la distancia de pistas a pads o el mismo trazado en sí. Se puede mejorar con
el trazado manual de las pistas.
Con „Ripup‟ se puede ir borrando las pistas que no se han dibujado como se quiere o si
requiere borrar todas y empezar de cero, con „Ripup‟ y „Go‟.
Trazado manual
Para el trazado manual de las pistas elegir „Route‟
Aparecerá la barra de menú con las opciones de trazado, elegir la cara inferior (Bottom) y el ancho de
pista de 0.024 pulgadas y que el trazado lo vaya realizando con ángulos de 45º
Marcar un pad y se iluminará y activara el ratnest hasta el siguiente más próximo de la misma señal
Unir ambos pads haciendo el trazado que más convenga
Continuar con los demás pads
Desactivar las capas para ver el trazado de las pistas
La placa con las pistas acabadas
Se puede añadir texto en la cara de soldaduras
En la barra de menú se puede elegir el aspecto del texto:
Si alguna pista necesita ser más ancha por la corriente que consume se puede variar su ancho
con „Change‟->Width y elegir cual más convenga.
Resultado final de las pistas
La serigrafía
La placa finalizada
PRACTICA 1. FABRICACIÓN DE CIRCUITO IMPRESO DEL 555 EN MODO ASTABLE
Objetivo:
En la práctica Nº 1, se pretende enseñar al alumno la fabricación de una placa de circuito impreso, o
PCB (Printed Circuit Board). En esta práctica se realizará el diseño de un esquemático, el revelado y
ataque del cobre. En proceso de completa con el taladrado de la placa.
Material:
El material necesario para la fabricación del circuito impreso es el siguiente:
placa fenólica.
cloruro férrico FeCl3.
hoja couche.
Componentes electrónicos:
1 CI 555.
2 resistencias de 220Ω.
1 potenciómetro de 22kΩ.
1 capacitor de 47µF.
1 Diodo led.
INTRODUCCIÓN
El 555 es un integrado muy útil, pudiendo ser configurado en varias modalidades. Una de estas
modalidades es la del multivibrador astable, para lo cual el circuito oscila a una frecuencia y ciclo
de trabajo configurables mediante resistencias y condensadores externos. La versatilidad de este
integrado de tecnología bipolar, es que las frecuencias y ciclos de trabajo resultantes, no
dependen de la fuente de alimentación.
Este tipo de funcionamiento se caracteriza por una señal de salida con forma de onda cuadrada o
rectangular, donde la duración de los periodos entre alto y bajo puede ser diferente y su amplitud
estará determinada por el voltaje.
El término “astable” se refiere a que ambos estados lógicos (alto y bajo) oscilan durante un
tiempo t.
SIMULACIÓN
Antes de hacer el PCB, se necesita simular el circuito 555 en modo astable, para ello utilizar el
software ISIS PROTEUS.
Agregar los siguientes componentes
CI 555
Cap-elec
Led-green
Pot-hg
res
Diagrama
.
Una vez simulado el diagrama del 555 en modo astable en el software ISIS, abrir el programa de Eagle
5.9.0, para crear el PCB.
File->New->Schematic
Crear una carpeta y guardar el archivo con el nombre: 555 modo astable.
Agregar los siguientes componentes con „Add‟:
Librería Device Componente
st-microelectronics NE555 CI 555
Resistor R-EU_0207/10 (R-EU_) Resistencia
Pot TRIM_US-CA6V (TRIM_US-) Preset
Resistor CPOL-USE2,5-6E (CPOL-US) Capacitor electrolítico
Led LED5MM (LED) Led
con-wago-500 W237-102 Bornera
supply1 +5V VDD
supply1 GND GND
En el área de trabajo hacer la siguiente conexión.
Una vez realizada la interconexión entre componentes, hay que hacer la Board, para ello hay que dar
click en: Board
Distribuir los componentes de la siguiente manera con „Move‟
Para hacer el rutado de pistas, hay que dar click en „auto‟
Si se requiere agregar etiquetas(label), hay que dar click en „Text‟
Para una mejor presentación de la placa hay que agregar un polígono dando click en „Polygon‟
Hacer el contorno con el polígono, este debe de ser alrededor de la placa quedando de la siguiente
manera.
Se puede observar que el PCB está rodeado de líneas punteadas en color azul.
el siguiente paso es dar click en „Rastnets‟
El PCB quedará de la siguiente manera
Se puede observar que la separación entre pistas es muy estrechas, para poder ampliarlas
y no exista problemas, dar click en „Drc‟.
En el siguiente cuadro dar click en la pestaña de „Clearance‟ y cambiar los siguientes
valores: Wire = 25mil, Pad = 25mil y via = 25mil, dar click en el botón de Apply y
después en Select.
Para ver los cambios realizados de la amplitud entre pista dar click nuevamente en
„Rastnest‟
El PCB debe quedar de esta manera
Para ver mejor el trazado de las pistas elegir Display, dar click en el botón None y elegir las
que muestra en azul el siguiente cuadro 16, 17, 18, 19, 20, una vez elegidas las opciones, dar
click en OK.
Las pistas
La serigrafía
Para ver mejor la ubicación de los componentes elegir Display, dar click y únicamente
deseleccionar la opción 16 de Bottom y dar click en OK.
La serigrafía queda de la siguiente manera.
El último paso es imprimir el archivo en una hoja couche, para posteriormente transferir el PCB con el
planchado térmico.
Dar click en el icono de ‘Print’.
En el siguiente cuadro seleccionar que el archivo a guardar se ade tipo PDF y elegir la casilla de black, tal
y como muestra la siguiente figura
Al dar click en el botón OK, genera un archivo pdf y queda guardado en la carpeta donde está el
esquemático.
PCB finalizado
Al momento de imprimir el documento elegir la opción de imprimir a tamaño real, ya que por default,
viene con la opción de ajustar al tamaño de la imagen.
Hay que seguir los mismos pasos si se requiere imprimir la serigrafía para transferir en la placa en la
parte donde irán los componentes.
PRÁCTICA 2. FABRICACIÓN DE CIRCUITO IMPRESO DE UN AMLIFICADOR DE
AUDIO 20W.
Objetivo:
En la práctica N°2 se pretende que el alumno diseñe un esquemático de un amplificador de 20W,
y genere un PCB, para transferir a una placa.
Material:
Placa fenólica.
Cloruro férrico FeCl3.
Hoja couche.
Componentes electrónicos:
1 Amplificador Operacional LM386.
1 Potenciómetro 10KΩ.
1 Resistencia 1kΩ.
1 Capacitor electrolítico 10µF.
1 Capacitor electrolítico 220µF.
1 Capacitor cerámico 0.1µF.
3 Bornera de 2 tornillos.
1 protoboard.
INTRODUCCIÓN
LM386
El LM386 es un circuito integrado que consiste en un amplificador que requiere bajo voltaje,
tanto en la entrada de audio como en la alimentación. Es frecuentemente usado en amplificadores
para computadoras (parlantes), radios, amplificadores de guitarra, etc. Suministrando 9 voltios en
el pin 8 se puede obtener 0,5 whatts de potencia y solo un 0,2% de distorsión.
al ensamblar este circuito se obtiene un amplificador de audio de baja potencia, el cual puede ser
utilizado para reforzar la salida de un preamplificador o para amplificar la salida de un
reproductor MP3, Smartphone, GPS, etc.
El circuito tiene como elemento principal un circuito integrado LM386, en el cual se han
agrupado todos los componentes necesarios para conformar una etapa de potencia de audio. La
señal de entrada pasa a través del potenciómetro de 10K, el cual hace las veces de control de
volumen ya que permite el paso de mayor o menor voltaje hacia la entrada del amplificador
integrado (pin 3). La salida amplificada sale por el pin 5 del LM386 y pasa a través del capacitor
de desacople antes de llegar al parlante.
Para ver el funcionamiento de dicho circuito, hay que armarlo en un protoboard y conectar el
auxiliar de un teléfono.
Una vez visto el funcionamiento del circuito amplificador de 20W en el protoboard , abrir el
programa de Eagle 5.9.0, para crear el PCB.
File->New->Schematic.
Crear una carpeta y guardar el archivo con el nombre de: Amplificador de audio 20W
Agregar los siguientes componentes con „Add‟.
Librería Device Componente
con-wago-500 W237-102 Bornera
Pot 3RP/1610N Potenciómetro
Linear LM386N-4 (LM386?-*) CI lm386
Resistor R-US_0207/7 (R-US_) Resistor
Rcl CPOL-EUE2.5-6 (CPOL-EU) Capacitor electrolítico
Rcl CYYC7B5 (CY) Capacitor cerámico
supply1 +5V VCC
Supply1 GND GND
En el área de trabajo de Eagle realizar la siguiente conexión
Una vez realizada la interconexión entre componentes, hay que hacer la Board, para ello hay que
dar click en: Board.
Distribuir los componentes de la siguiente manera con „Move‟.
Para hacer el rutado de pistas, dar click en „auto‟
Si se requiere agregar etiquetas(label), dar click en „Text‟
Para una mejor presentación de la placa hay que agregar un polígono dando click en
„Polygon‟.
Hacer el contorno con el polígono, este debe de ser alrededor de la placa quedando de la siguiente
manera.
Se puede observar que el PCB está rodeado de líneas punteadas en color azul.
el siguiente paso es dar click en „Rastnets‟.
El PCB quedará de la siguiente manera.
Se puede observar que la separación entre pistas es muy estrechas, para poder ampliarlas y no
exista problemas, dar click en „Drc‟.
En el siguiente cuadro dar click en la pestaña de „Clearance‟ y cambiar los siguientes valores:
Wire = 25mil, Pad = 25mil y via = 25mil, dar click en el botón de Apply y después en Select.
Para ver los cambios realizados de la amplitud entre pista dar click nuevamente en „Rastnest‟
El PCB debe quedar de esta manera
Para ver mejor el trazado de las pistas elegir „Display‟, dar click en el botón None y elegir las que
muestra en azul el siguiente cuadro 16, 17, 18, 19, 20, una vez elegidas las opciones, dar click en
OK.
Las pistas
La serigrafía
Para ver mejor la ubicación de los componentes elegir Display, dar click y únicamente
deseleccionar la opción 16 de Bottom y dar click en OK.
La serigrafía queda de la siguiente manera.
El último paso es imprimir el archivo en una hoja couche, para posteriormente transferir el PCB
con el planchado térmico.
Dar click en el icono de ‘Print’.
En el siguiente cuadro seleccionar que el archivo a guardar se ade tipo PDF y elegir la casilla de black, tal
y como muestra la siguiente figura
Al dar click en el botón OK, genera un archivo pdf y queda guardado en la carpeta donde está el
esquemático.
PCB finalizado
Al momento de imprimir el documento elegir la opción de imprimir a tamaño real, ya que por
default, viene con la opción de ajustar al tamaño de la imagen.
Hay que seguir los mismos pasos si se requiere imprimir la serigrafía para transferir en la placa
en la parte donde irán los componentes.
PRÁCTICA 3. FABRICACIÓN DE DRIVER PARA MOTOR DE CD, PUENTE H A
BASE DE TRANSISTORES.
Objetivo:
En la práctica N°3 se pretende que el alumno diseñe un esquemático de un puente H con
transistores TIP y generar un PCB, para transferir a una placa.
Material:
Placa fenólica.
Cloruro férrico FeCl3.
Hoja couche.
Componentes electrónicos:
2 transistores tip31.
2 transistores tip32.
2 transistores 2n2222a.
1 fusible.
4 diodos 1n4004.
2 resistencias de 10KΩ.
2 resistencias de 1KΩ.
2 resistencias de 27Ω.
1 resistencia de 220Ω.
1 diodo led
2 optoacopladores.
4 Bornera de 2 tornillos.
1 interruptor.
INTRODUCCIÓN
Un Puente en H es un circuito electrónico que permite a un motor eléctrico DC girar en ambos
sentidos, avance y retroceso. Son ampliamente usados en robótica y como convertidores de
potencia. Los puentes H están disponibles como circuitos integrados, pero también pueden
construirse a partir de componentes discretos.
Estructura de un puente H (marcado en rojo).
Los 2 estados básicos del circuito.
El término "puente H" proviene de la típica representación gráfica del circuito. Un puente H se
construye con 4 interruptores (mecánicos o mediante transistores). Cuando los interruptores S1 y
S4 (ver primera figura) están cerrados (y S2 y S3 abiertos) se aplica una tensión positiva en el
motor, haciéndolo girar en un sentido. Abriendo los interruptores S1 y S4 (y cerrando S2 y S3), el
voltaje se invierte, permitiendo el giro en sentido inverso del motor.
Con la nomenclatura que estamos usando, los interruptores S1 y S2 nunca podrán estar cerrados
al mismo tiempo, porque esto cortocircuitaría la fuente de tensión. Lo mismo sucede con S3 y S4.
Para ver el funcionamiento de dicho circuito, hay que simularlo en el software ISIS PROTEUS.
Agregar los siguientes componentes en ISIS
.- 2N2222.
.- button.
.- diode.
.- motor.
.- Optocoupler-npn.
.- TIP31.
.-TIP32.
Realizar la siguiente simulación
Una vez realizado la simulación y el funcionamiento del circuito driver para motor de cd, con
puente H a base de transistores, abrir el programa de Eagle 5.9.0, para crear el PCB.
File->New->Schematic.
Crear una carpeta y guardar el archivo con el nombre de: Driver para motor de cd
Agregar los siguientes componentes con „Add‟.
Librería Device Componente
con-wago-500 W237-102 Bornera
ic-package DIL8S (DIL8) Socked
Rcl R-US_0207/10 (R-US_) Resistencia
Jumper JP1Q Tira de postes macho y hembra
Transistor TIP31 Tip31c
Transistor TIP32 Tip32c
Diode 1N4004 Diodo 1n4004
Switch M251 Interruptor
Led LED5MM (LED) Led indicador
Fuse FUSEBLANK_5X20MM (FUSE) Fusible
supply1 +5V VCC
Supply1 GND GND
En el área de trabajo de Eagle realizar la siguiente conexión
Una vez realizada la interconexión entre componentes, hay que hacer la Board, para ello hay que
dar click en: Board.
Distribuir los componentes de la siguiente manera con „Move‟.
Para hacer el rutado de pistas, dar click en „auto‟
Si se requiere agregar etiquetas(label), dar click en „Text‟
Para una mejor presentación de la placa hay que agregar un polígono dando click en
„Polygon‟.
Hacer el contorno con el polígono, este debe de ser alrededor de la placa quedando de la siguiente
manera.
Se puede observar que el PCB está rodeado de líneas punteadas en color azul.
el siguiente paso es dar click en „Rastnets‟.
El PCB quedará de la siguiente manera.
Se puede observar que la separación entre pistas es muy estrechas, para poder ampliarlas y no
exista problemas, dar click en „Drc‟.
En el siguiente cuadro dar click en la pestaña de „Clearance‟ y cambiar los siguientes valores:
Wire = 25mil, Pad = 25mil y via = 25mil, dar click en el botón de Apply y después en Select.
Para ver los cambios realizados de la amplitud entre pista dar click nuevamente en „Rastnest‟
El PCB debe quedar de esta manera
Como se puede observar el PCB, el rutado al 99%, generando un puente, en este caso se ve en color
amarillo.
Para ver mejor el trazado de las pistas elegir „Display‟, dar click en el botón None y elegir las que
muestra en azul el siguiente cuadro 16, 17, 18, 20, en este caso no se elige el 19 porque es un
puente,una vez elegidas las opciones, dar click en OK.
Las pistas
La serigrafía
Para ver mejor la ubicación de los componentes elegir Display, dar click y únicamente
deseleccionar la opción 16 de Bottom y dar click en OK.
La serigrafía queda de la siguiente manera.
El último paso es imprimir el archivo en una hoja couche, para posteriormente transferir el PCB
con el planchado térmico.
Dar click en el icono de ‘Print’.
En el siguiente cuadro seleccionar que el archivo a guardar se ade tipo PDF y elegir la casilla de
black, tal y como muestra la siguiente figura
Al dar click en el botón OK, genera un archivo pdf y queda guardado en la carpeta donde está el
esquemático.
PCB finalizado
Al momento de imprimir el documento elegir la opción de imprimir a tamaño real, ya que por
default, viene con la opción de ajustar al tamaño de la imagen.
Hay que seguir los mismos pasos si se requiere imprimir la serigrafía para transferir en la placa
en la parte donde irán los componentes.
PRÁCTICA 4. FUENTE VARIABLE DE CD 0-12V.
Objetivo:
En la práctica N°4 El alumno diseñará un esquemático de una fuente variable de cd y generará un
PCB, para transferir a una placa.
Material:
Placa fenólica.
Cloruro férrico FeCl3.
Hoja couche.
Componentes electrónicos:
1 Transformador de 12V con derivación central.
1 diodo 1n4004.
1 diodo zener de 12V.
1 capacitor electrolítico de 2220µF.
1 potenciómetro de 1KΩ.
1 resistencia de 470Ω.
1 transistor 2N3055.
2 capacitor cerámico de 100nF.
INTRODUCCIÓN
Las fuentes de alimentación CD se utilizan para suministrar energía continua a los diversos
artefactos eléctricos. También se utilizan para probar equipos nuevos o existentes. Están
diseñadas para producir una amplia gama de alimentación CD. La mayoría de los suministradores
variables de corriente continua producen una cantidad fija de electricidad. La diferencia con estas
fuentes es la adición de un cable potenciómetro de alta frecuencia que está colocado entre la
fuente de alimentación y los terminales de salida del suministro de energía.
Utiliza un rectificador de onda completa
Un rectificador de onda completa es un circuito empleado para convertir una señal de corriente
alterna de entrada (Vi) en corriente continua de salida (Vo) pulsante. A diferencia del rectificador
de media onda, en este caso, la parte negativa de la señal se convierte en positiva o bien la parte
positiva de la señal se convertirá en negativa, según se necesite una señal positiva o negativa de
corriente continua.
Rectificador con dos diodos
En el circuito de la figura, ambos diodos no pueden
encontrarse simultáneamente en directa o en inversa, ya que
las diferencias de potencial a las que están sometidos son de
signo contrario; por tanto uno se encontrará polarizado
inversamente y el otro directamente. La tensión de entrada
(Vi) es, en este caso, la media de la tensión del secundario
del transformador.
Para ver el funcionamiento de dicho circuito, hay que simularlo en el software ISIS PROTEUS.
Agregar los siguientes componentes en ISIS
.- Vsine.
.- tran-2p3s.
.- 1N4004.
.- 2N3055.
.- bzv85c12.
.- cap.
.- cap-elec.
.- pot-hg.
.-res.
Realizar la siguiente simulación en ISIS.
Una vez realizado la simulación y el funcionamiento del circuito fuente variable de cd 0-12V,
abrir el programa de Eagle 5.9.0, para crear el PCB.
File->New->Schematic.
Crear una carpeta y guardar el archivo con el nombre de: fuente variable de cd 0-12V.
Agregar los siguientes componentes con „Add‟.
Librería Device Componente
con-wago-500 W237-102 Bornera salida
con-wago-500 W237-103 Bornera para transformador
Diode 1N4004 Diodo rectificador
Rcl CPOL-USE3.5-10 (CPOL-US) Capacitor electrolítico
Rcl R-US_0207/10 (R-US_) resistencia
Diode BAT19 Diodo zener
Pot 3RP/1610N Potenciómetro
Rcl C-EU025-050X050 (C-EU) Capacitor cerámico
supply1 +5V VCC
Supply1 GND GND
En el área de trabajo de Eagle realizar la siguiente conexión
Una vez realizada la interconexión entre componentes, hay que hacer la Board, para ello hay que
dar click en: Board.
Distribuir los componentes de la siguiente manera con „Move‟.
Para hacer el rutado de pistas, dar click en „auto‟
Si se requiere agregar etiquetas(label), dar click en „Text‟
Para una mejor presentación de la placa hay que agregar un polígono dando click en
„Polygon‟.
Hacer el contorno con el polígono, este debe de ser alrededor de la placa quedando de la siguiente
manera.
Se puede observar que el PCB está rodeado de líneas punteadas en color azul.
el siguiente paso es dar click en „Rastnets‟.
El PCB quedará de la siguiente manera.
Se puede observar que la separación entre pistas es muy estrechas, para poder ampliarlas y no
exista problemas, dar click en „Drc‟.
En el siguiente cuadro dar click en la pestaña de „Clearance‟ y cambiar los siguientes valores:
Wire = 25mil, Pad = 25mil y via = 25mil, dar click en el botón de Apply y después en Select.
Para ver los cambios realizados de la amplitud entre pista dar click nuevamente en „Rastnest‟
El PCB debe quedar de esta manera
Para ver mejor el trazado de las pistas elegir „Display‟, dar click en el botón None y elegir las que
muestra en azul el siguiente cuadro 16, 17, 18, 19, 20, una vez elegidas las opciones, dar click en
OK.
Las pistas
La serigrafía
Para ver mejor la ubicación de los componentes elegir Display, dar click y únicamente
deseleccionar la opción 16 de Bottom y dar click en OK.
La serigrafía queda de la siguiente manera.
El último paso es imprimir el archivo en una hoja couche, para posteriormente transferir el PCB
con el planchado térmico.
Dar click en el icono de ‘Print’.
En el siguiente cuadro seleccionar que el archivo a guardar se ade tipo PDF y elegir la casilla de
black, tal y como muestra la siguiente figura
Al dar click en el botón OK, genera un archivo pdf y queda guardado en la carpeta donde está el
esquemático.
PCB finalizado
Al momento de imprimir el documento elegir la opción de imprimir a tamaño real, ya que por
default, viene con la opción de ajustar al tamaño de la imagen.
Hay que seguir los mismos pasos si se requiere imprimir la serigrafía para transferir en la placa
en la parte donde irán los componentes.
PRÁCTICA 5. DRIVER PARA MOTOR PASO A PASO UNIPOLAR.
Objetivo:
En la práctica N°5 El alumno diseñará un esquemático de un driver para motor paso a paso
unipolar y generará un PCB, para transferir a una placa.
Material:
Placa fenólica.
Cloruro férrico FeCl3.
Hoja couche.
Componentes electrónicos:
4 optoacopladores.
4 diodo 1n4004.
4 resistencias de 220Ω.
8 resistencia de 10KΩ.
4 transistores TIP122.
1 capacitor cerámico de 0.1uF.
8 bornes.
INTRODUCCIÓN
El motor a paso es un dispositivo electromecánico que convierte una serie de impulsos eléctricos
en desplazamientos angulares discretos, lo que significa que es capaz de avanzar una serie de
grados (paso) dependiendo de sus entradas de control. El motor paso a paso se comporta de la
misma manera que un conversor digital-analógico (D/A) y puede ser gobernado por impulsos
procedentes de sistemas lógicos.
Este motor presenta las ventajas de tener precisión y repetitividad en cuanto al posicionamiento.
Motores paso a paso unipolares
Estos motores suelen tener 5 o 6 cables de salida dependiendo de su conexión interna. Este tipo
se caracteriza por ser más simple de controlar, estos utilizan un cable común a la fuente de
alimentación y posteriormente se van colocando las otras líneas a tierra en un orden específico
para generar cada paso, si tienen 6 cables es porque cada par de bobinas tienen un común
separado, si tiene 5 cables es porque las cuatro bobinas tienen un polo común; un motor unipolar
de 6 cables puede ser usado como un motor bipolar si se deja las líneas del común al aire.
Secuencia Normal: Esta es la secuencia más usada y la que generalmente recomienda el
fabricante. Con esta secuencia el motor avanza un paso por vez y debido a que siempre hay al
menos dos bobinas activadas, se obtiene un alto torque de paso y de retención.
Para ver el funcionamiento de dicho circuito, hay que simularlo en el software ISIS PROTEUS.
Agregar los siguientes componentes en ISIS
.- 1N4004.
.- battery.
.- button.
.- motor-stepper.
.- optocoupler-npn.
.- switch.
.-res.
.- tip122
Realizar la siguiente simulación en ISIS.
Una vez realizado la simulación y el funcionamiento del circuito driver para motor paso a paso
unipolar, abrir el programa de Eagle 5.9.0, para crear el PCB.
File->New->Schematic.
Crear una carpeta y guardar el archivo con el nombre de: Driver para motor paso a paso
Agregar los siguientes componentes con „Add‟.
Librería Device Componente
con-wago-500 W237-4 Bornera señal de entrada y motor
ic-package SOCKET-16 Socket para optoacopladores
Diode 1N4004 Diodo rectificador
Rcl R-US_0207/10 (R-US_) Resistencia
Transistor TIP122 Transistor tip122
Rcl CPOL-USE2-5 (CPOL-US) Capacitor cerámico
supply1 +5V VCC
Supply1 GND GND
En el área de trabajo de Eagle realizar la siguiente conexión
Una vez realizada la interconexión entre componentes, hay que hacer la Board, para ello hay que
dar click en: Board.
Distribuir los componentes de la siguiente manera con „Move‟.
Para hacer el rutado de pistas, dar click en „auto‟
Si se requiere agregar etiquetas(label), dar click en „Text‟
Para una mejor presentación de la placa hay que agregar un polígono dando click en
„Polygon‟.
Hacer el contorno con el polígono, este debe de ser alrededor de la placa quedando de la siguiente
manera.
Se puede observar que el PCB está rodeado de líneas punteadas en color rojo.
el siguiente paso es dar click en „Rastnets‟.
El PCB quedará de la siguiente manera.
Se puede observar que la separación entre pistas es muy estrechas, para poder ampliarlas y no
exista problemas, dar click en „Drc‟.
En el siguiente cuadro dar click en la pestaña de „Clearance‟ y cambiar los siguientes valores:
Wire = 25mil, Pad = 25mil y via = 25mil, dar click en el botón de Apply y después en Select.
Para ver los cambios realizados de la amplitud entre pista dar click nuevamente en „Rastnest‟
El PCB debe quedar de esta manera
Para ver mejor el trazado de las pistas elegir „Display‟, dar click en el botón None y elegir las que
muestra en azul el siguiente cuadro 16, 17, 18, 19, 20, una vez elegidas las opciones, dar click en
OK.
Las pistas
La serigrafía
Para ver mejor la ubicación de los componentes elegir Display, dar click y únicamente
deseleccionar la opción 16 de Bottom y dar click en OK.
La serigrafía queda de la siguiente manera.
El último paso es imprimir el archivo en una hoja couche, para posteriormente transferir el PCB
con el planchado térmico.
Dar click en el icono de ‘Print’.
En el siguiente cuadro seleccionar que el archivo a guardar se ade tipo PDF y elegir la casilla de
black, tal y como muestra la siguiente figura
Al dar click en el botón OK, genera un archivo pdf y queda guardado en la carpeta donde está el
esquemático.
PCB finalizado
Al momento de imprimir el documento elegir la opción de imprimir a tamaño real, ya que por
default, viene con la opción de ajustar al tamaño de la imagen.
Hay que seguir los mismos pasos si se requiere imprimir la serigrafía para transferir en la placa
en la parte donde irán los componentes.