Electrónica básica

Introducción

La electrónica es el campo de la ingeniería y de la física aplicada relativo al diseño y aplicación de dispositivos, por lo general circuitos electrónicos, cuyo funcionamiento depende del flujo de electrones para la generación, transmisión, recepción, almacenamiento de información, entre otros. Esta información puede consistir en voz o música como en un receptor de radio, en una imagen en una pantalla de televisión, o en números u otros datos en un ordenador o computadora.

Los circuitos electrónicos ofrecen diferentes funciones para procesar esta información, incluyendo la amplificación de señales débiles hasta un nivel que se pueda utilizar; el generar ondas de radio; la extracción de información, como por ejemplo la recuperación de la señal de sonido de una onda de radio (demodulación); el control, como en el caso de introducir una señal de sonido a ondas de radio (modulación), y operaciones lógicas, como los procesos electrónicos que tienen lugar en las computadoras.

LA LEY DE OHM

La Ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una de las leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades básicas presentes en cualquier circuito eléctrico como son:

1. Tensión o voltaje "E", en volt (V).2. Intensidad de la corriente "  I ", en ampere (A).3. Resistencia "R" en ohm ( ) de la carga o consumidor conectado al circuito.

Circuito eléctrico cerrado compuesto por una pila de 1,5 volt, una resistencia o carga eléctrica "R" y la. circulación de una intensidad  o flujo de corriente eléctrica " I " suministrado por la propia pila.

Debido a la existencia de materiales que dificultan más que otros el paso de la corriente eléctrica a través de los mismos, cuando el valor de su resistencia varía, el valor de la intensidad de corriente en ampere también varía de forma inversamente proporcional. Es decir, a medida que la resistencia aumenta la corriente disminuye y, viceversa, cuando la resistencia al paso de la corriente disminuye la corriente aumenta, siempre que para ambos casos el valor de la tensión o voltaje se mantenga constante.

Por otro lado y de acuerdo con la propia Ley, el valor de la tensión o voltaje es directamente proporcional a la intensidad de la corriente; por tanto, si el voltaje aumenta o disminuye, el amperaje de la corriente que circula por el circuito aumentará o disminuirá en la misma proporción, siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se mantenga constante.

Postulado general de la Ley de Ohm

El flujo de corriente en ampere que circula por un circuito eléctrico cerrado, es directamente proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente proporcional a la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada.

FÓRMULA MATEMÁTICA GENERAL DE REPRESENTACIÓN DE LA LEY DE OHM

Desde el punto de vista matemático el postulado anterior se puede representar por medio de la siguiente Fórmula General de la Ley de Ohm:

VARIANTE PRÁCTICA:

Aquellas personas menos relacionadas con el despeje de fórmulas matemáticas pueden realizar también los cálculos de tensión, corriente y resistencia correspondientes a la Ley de Ohm, de una forma más fácil utilizando el siguiente recurso práctico:

Con esta variante sólo será necesario tapar con un dedo la letra que representa el valor de la incógnita que queremos conocer y de inmediato quedará indicada con las otras dos letras cuál es la operación matemática que será necesario realizar.HALLAR EL VALOR EN OHM DE UNA RESISTENCIA

Para calcular, por ejemplo, el valor de la resistencia "R" en ohm de una carga conectada a un circuito eléctrico cerrado que tiene aplicada una tensión o voltaje "V" de 1,5 volt y por el cual circula el flujo de una corriente eléctrica de 500 miliampere (mA) de intensidad, procedemos de la siguiente forma:

 

 

Tapamos la letra “R” (que representa el valor de la incógnita que queremos despejar, en este caso la resistencia "R" en ohm) y nos queda representada la operación matemática que debemos realizar:

 

Como se puede observar, la operación matemática que queda indicada será: dividir el valor de la tensión o voltaje "V", por el valor de la intensidad de la corriente " I " , en ampere (A) . Una vez realizada la operación, el resultado será el valor en ohm de la resistencia "R" .

En este ejemplo específico tenemos que el valor de la tensión que proporciona la fuente de fuerza electromotriz (FEM) (el de una batería en este caso), es de 1,5 volt, mientras que la intensidad de la corriente que fluye por el circuito eléctrico cerrado es de 500 miliampere (mA).

Como ya conocemos, para trabajar con la fórmula es necesario que el valor de la intensidad esté dado en ampere, sin embargo, en este caso la intensidad de la corriente que circula por ese circuito no llega a 1 ampere. Por tanto, para realizar correctamente esta simple operación matemática de división, será necesario convertir primero los 500 miliampere en ampere, pues de lo contrario el resultado sería erróneo. Para efectuar dicha conversión dividimos 500 mA entre 1000:

 

Como vemos, el resultado obtenido es que 500 miliampere equivalen a 0,5 ampere, por lo que procedemos a sustituir, seguidamente, los valores numéricos para poder hallar cuántos ohm tiene la resistencia del circuito eléctrico con el que estamos trabajando, tal como se muestra a continuación:.

 

 

Como se puede observar, el resultado de la operación matemática arroja que el valor de la resistencia "R" conectada al circuito es de 3 ohm.

HALLAR EL VALOR DE INTENSIDAD DE LA CORRIENTE

Veamos ahora qué ocurre con la intensidad de la corriente eléctrica en el caso que la resistencia "R", en lugar de tener 3 ohm, como en el ejemplo anterior, tiene ahora 6 ohm. En esta oportunidad la incógnita a despejar sería el valor de la corriente " I ", por tanto tapamos esa letra:

 

A continuación sustituimos “V” por el valor de la tensión de la batería (1,5 V) y la “R” por el valor de la resistencia, o sea, 6 . A continuación efectuamos la operación matemática dividiendo el valor de la tensión o voltaje entre el valor de la resistencia:

En este resultado podemos comprobar que la resistencia es inversamente proporcional al valor de la corriente, porque cuando el valor de "R" aumenta de 3 a 6 ohm, la intensidad " I " de la corriente también, varía, pero disminuyendo su valor de 0, 5 a 0,25 ampere.HALLAR EL VALOR DE LA TENSIÓN O VOLTAJE

Ahora, para hallar el valor de la tensión o voltaje "V" aplicado a un circuito, siempre que se conozca el valor de la intensidad de la corriente " I " en ampere que lo recorre y el valor en ohm de la resistencia "R" del consumidor o carga que tiene conectada, podemos seguir el mismo procedimiento tapando en esta ocasión la "V”, que es la incógnita que queremos despejar.

 

A continuación sustituyendo los valores de la intensidad de corriente " I " y de la resistencia "R" del ejemplo anterior y tendremos:

 

El resultado que obtenemos de esta operación de multiplicar será 1,5 V, correspondiente a la diferencia de potencial o fuerza electromotriz (FEM), que proporciona la batería conectada al circuito.

Los más entendidos en matemáticas pueden utilizar directamente la Fórmula General de la Ley de Ohm realizando los correspondientes despejes para hallar las incognitas. Para hallar el valor de la intensidad "I" se emplea la representación matemática de la fórmula general de esta Ley:

 

 

De donde:

I – Intensidad de la corriente que recorre el circuito en ampere (A)

E – Valor de la tensión, voltaje o fuerza electromotriz en volt (V)

R – Valor de la resistencia del consumidor o carga conectado al circuito en ohm ( ).

Si, por el contrario, lo que deseamos es hallar el valor de la resistencia conectada al circuito, despejamos la “R” en la fórmula de la forma siguiente:

 

 

Y por último, para hallar la tensión despejamos la fórmula así y como en los casos anteriores, sustituimos las letras por los correspondientes valores conocidos:

 

Circuitos serie y paralelo

Conexiones de varios receptores en un mismo circuito

Hasta ahora hemos considerado los circuitos con un solo receptor, pero lo cierto es que es más común encontrar varios receptores en el mismo circuito.

Cuando se instalan varios receptores, éstos pueden ser montados de diferentes maneras:

En serie En paralelo Mixtos

Circuitos en serie

En un circuito en serie los receptores están instalados uno a continuación de otro en la línea eléctrica, de tal forma que la corriente que atraviesa el primero de ellos será la misma que la que atraviesa el último. Para instalar un nuevo elemento en serie en un circuito tendremos que cortar el cable y cada uno de los terminales generados conectarlos al receptor.

 

Circuito en paralelo

En un circuito en paralelo cada receptor conectado a la fuente de alimentación lo está de forma independiente al resto; cada uno tiene su propia línea, aunque haya parte de esa línea que sea común a todos. Para conectar un nuevo receptor en paralelo, añadiremos una nueva línea conectada a los terminales de las líneas que ya hay en el circuito.

Caída de tensión en un receptor

Aparece un concepto nuevo ligado a la tensión. Cuando tenemos más de un receptor conectado en serie en un circuito, si medimos los voltios en los extremos de cada uno de los receptores podemos ver que la medida no es la misma si aquellos tienen resistencias diferentes. La medida de los voltios en los extremos de cada receptor la llamamos caída de tensión.

La corriente en los circuitos serie y paralelo

Una manera muy rápida de distinguir un circuito en seria de otro en paralelo consiste en imaginala circulación de los electrones a través de uno de los receptores: si para regresen a la pila atravesando el receptor, los electrones tienen que atravesar otro receptor, el circuito está en serie; si los electrones llegan atravesando sólo el receptor seleccionado, el circuito está en paralelo.

Características de los circuitos serie y paralelo

  Serie ParaleloResistencia Aumenta al incorporar receptores Disminuye al incorporar receptores

Caida de tensión

Cada receptor tiene la suya, que aumenta con su resistencia. La suma de todas las caídas es igual a la tensión de la pila.

Es la misma para cada uno de los receptores, e igual a la de la fuente.

Intensidad

Es la misma en todos los receptores e igual a la general en el circuito.

Cuantos más receptores, menor será la corriente que circule.

Cada receptor es atravesado por una corriente independiente, menor cuanto mayor resistencia. La intensidad total es la suma de las intensidades individuales. Será, pues, mayor cuanto más receptores tengamos en el circuito.

Cálculos

Símbolos y Componentes.

Esto para empezar, obviamente no son todos los símbolos y los componentes que existen pero sí los que nos interesan para poder iniciarnos en el tema. Aquí, una breve descripción...

De acuerdo...!!! aunque parezca una broma, eso te servirá de mucho si recién te inicias en

esto, de ahora en más cada símbolo irá acompañado del aspecto real del componente.

    

Interruptor No necesita descripción, de todos modos aprende a utilizarlo...!.

    

Transformador Otro accesorio. Sólo es un bobinado de cobre, por ahora, nos quedamos con que nos permite disminuir la tensión, en nuestro caso de 220 Volt a 5V, 12V, 24V, etc.

transformador:

El transformador es un dispositivo que se compone, en su construcción básica, de un núcleo de hierro sobre el cual se encuentran enrolladas dos bobinas, al menos. Este dispositivo sirve para transmitir, mediante un campo electromagnético alterno, energía eléctrica de un circuito con tensión determinada (circuito primario o inductor) a otro circuito con una tensión deseada (circuito secundario o inducido), sin modificar la potencia.

Hay que tener en cuenta que los transformadores sólo funcionan con corriente alterna (c.a), nunca con corriente continua (c.c).

El transformador funciona del siguiente modo: los terminales primarios se conectan a una determinada tensión alterna, lo que hace que una cierta corriente circule por la bobina, dicha corriente inducirá un flujo magnético en el núcleo de hierro. Este flujo envuelve a la bobina secundaria, de manera que se genera en ella una fuerza electromotriz. Los terminales secundarios a los que se conectan los distintos dispositivos (en la jerga electrónica se denomina a estos "carga") ofertan un voltaje específico que dependerá del voltaje del primario, del número de espiras de la primera y segunda bobinas.

La relación de transformación, R, es el cociente entre la tensión del secundario y la del primario: R = E2 /E1 o lo que también es lo mismo: R = N2/N1, siendo N1 y N2 el número de espiras de cada enrollamiento.

El transformador puede ser elevador o reductor dependiendo del número de espiras de cada bobinado. En el primer caso la tensión del secundario es mayor, en el segundo lo contrario.

Un transformador se representa en un esquema electrónico con este símbolo:

El transformador tendría una forma similar a la de la siguiente imagen:

Se debe tener presente que en el mercado se encuentran transformadores con más de 2 tensiones, de manera que las diferentes proporciones entre los números de las espiras en las que se fraccionan las 2 bobinas hace posible que se puedan conectar a diferentes valores de la red eléctrica en el primario (por ejemplo para ser usados en distintos países como Japón, que tiene una red con algo más de 100V) o alimentar artilugios de distintas tensiones desde el secundario.

    

LED (Diodo Emisor de Luz), los hay rojos, verdes, azules, amarillos, también infrarrojos, láser y otros. Sus terminales son ánodo (terminal largo) y cátodo (terminal corto).

Partes de los Diodos LED

Los LEDs son diodos que emiten luz cuando son conectados a un

circuito.

Su uso es frecuente como luces “piloto” en aparatos electrónicos para indicar si el circuito está cerrado.

Los elementos componentes son transparentes o coloreados, de un material resina-epoxi, con la forma adecuada e incluye el corazón de un LED: el chip semiconductor.

Los terminales se extienden por debajo de la cápsula del LED o foco e indican cómo deben ser  conectados al circuito. El lado negativo está indicado de dos formas: 1) por la cara plana del foco o, 2) por el de menor longitud. El terminal negativo debe ser conectado al terminal negativo de un circuito.

Los LEDs operan con un voltaje relativamente bajo, entre 1 y 4 volts, y la corriente está en un rango entre 10 y 40 miliamperes. Voltajes y corrientes superiores a los indicados pueden derretir el chip del LED. La parte más importante del “light emitting diode” (LED) es el chip semiconductor localizado en el centro del foco, como se ve en la figura.

El chip tiene dos regiones separadas por una juntura. La región p está dominada por las cargas positivas, y la n por las negativas. La juntura actúa como una barrera al paso de los electrones entre la región p y la n; sólo cuando se aplica el voltaje suficiente al chip puede pasar la corriente y entonces los electrones pueden cruzar la juntura hacia la región p.

Si la diferencia de potencial entre los terminales del LED no es suficiente, la juntura presenta una barrera eléctrica al flujo de electrones.

¿Qué causa la emisión de luz de un LED y qué determina el color de la luz?

Cuando se aplica una tensión al chip del LED los electrones pueden moverse fácilmente sólo en una dirección a través la juntura entre p y n.  

En la región p hay muchas cargas positivas y pocas negativas. En cambio en la región n hay más cargas negativas que positivas. Cuando se aplica tensión y la corriente empieza a fluir, los electrones en la región n tienen suficiente energía para cruzar la juntura hacia la región p.  Una vez en ésta, los electrones son inmediatamente atraídos hacia las cargas positivas, de acuerdo a la ley de Coulomb, que dice que fuerzas opuestas se atraen.  Cuando un electrón se mueve lo suficientemente cerca de una carga positiva en la región p, las dos cargas se recombinan.

Cada vez que un electrón se recombina con una carga eléctrica positiva, energía eléctrica potencial es convertida en energía electromagnética.  Por cada una de estas  recombinaciones  un quantum de energía electromagnética es emitido en forma de fotón de luz con una frecuencia que depende del material semiconductor.  Los fotones son emitidos en un rango de frecuencia muy estrecho que depende del material del chip; el color de la luz difiere según los materiales semiconductores y requieren diferentes tensión para encenderlos.

¿Cuánta energía libera un LED?

 La energía eléctrica es proporcional a la tensión que se necesita para hacer que los electrones fluyan a través de la juntura p-n.  Son predominantemente de un solo color de luz.  La energía (E) de la luz emitida por un LED está relacionada con la carga eléctrica (q) de un electrón, y el voltaje (v) requerido para encenderlo se obtiene mediante la expresión  E= q x V .   Esta expresión dice simplemente que el voltaje es proporcional al la energía eléctrica y es una regla general que se aplica a cualquier circuito, como el LED. La constante q es la carga eléctrica de un solo electrón: - 1,6 x  10 exp –19  Coulomb.

ENCONTRANDO LA ENERGÍA DESDE LA TENSIÓN

Supongamos que se ha medido el voltaje a través de los terminales del LED, y Ud. desea averiguar la energía necesaria para prender al LED.  Supongamos que tiene un LED rojo y que la tensión entre los terminales es de 1,71 volts; la energía requerida para prender el LED es E= q x V ó

E= -1,6 x  10 exp –19. 1,71  Joule, dado que Coulomb / Volt es un Joule.  La multiplicación de estos números nos dan  E= 2,74  x  10 exp –19  Joule. 

ENCONTRANDO LA FRECUENCIA DESDE LA LONGITUD DE ONDA DE LA LUZ

La frecuencia de la luz está relacionada con la longitud de onda de luz de una manera muy simple.  El espectrómetro puede ser usado para examinar la luz de un LED, y para estimar el pico de la longitud de onda emitido por el LED. Pero preferimos tener la frecuencia de la intensidad pico de la luz emitida por el LED.  La longitud de la onda está relacionada

con la frecuencia de la luz por la fórmula 

F = c / v , donde c el la velocidad de la luz y v es la longitud de onda de la luz leída desde el espectrómetro (en unidades de nanómetros, es decir, la millonésima parte de un milímetro).

Supongamos que observó un LED rojo con el espectrómetro y vio que el LED emite un rango en colores con un máximo de intensidad de acuerdo con la longitud de onda leída en el espectrómetro  de = 660 nm.

La frecuencia correspondiente a la emisión del LED rojo es de 4,55 x  10 exp 14 Hertz.  La unidad de un ciclo de una onda en un segundo (ciclos por segundo) es un Hertz.    

Información básica sobre los LED

La mayoría de las características de los LED s están especificada para una corriente de 20 mA, si uno no está seguro de obtener 20 mA en la función de la conductividad del calor en la plaqueta más el calor del LED, variaciones de calor y corriente, conviene diseñar todo para 15 mA.

      - Cómo lograr 15 mA a través del LED:

Primero se necesita saber la caída de tensión en el LED. Se puede asumir con suficiente seguridad 1,7 V para rojo no muy brillante,  1,9 V  para alto brillo, alta eficiencia y rojo de baja corriente, y 2V para naranja y amarillo; 2,1 V para verde, 3,4 V para blanco brillante, verde brillante sin amarillo y la mayoría de los azules, 4,6 V para azul brillante de 430 nm.  En general se diseña para 12 mA para los tipos de 3,4 V y 10 mA para el azul de 430 nm.

Se puede diseñar una fuente que entregue mayor corriente si se está seguro de una excelente disipación de calor en el conjunto. En este caso asigne 25 mA a los LED de cerca de 2V,  18 mA para los de 3,4 V  y 15 mA para el azul de 430 nm.

En condiciones óptimas de disipación de calor se puede hacer circular una corriente mayor pero la vida útil del LED se reducirá al 50% del normal: 20.000 a 100.000 horas. En cuanto al voltaje debe estar algo por arriba de lo asignado para los LED s. Use por lo menos 3 V para los de bajo voltaje,  4,5 V para los de 3,4 V y 6 V para el azul de 430 nm.

El próximo paso es restar el voltaje de los LED s de la fuente; esto le da la caída de voltaje que se logra mediante una resistencia. Ej.: 3, 4 V del LED con una fuente de 6 V.  haciendo la resta da 2,6 V de caída que debe ser producida por la resistencia.

El próximo paso consiste en dividir la caída de voltaje por la corriente del LED, obteniéndose así el valor de la resistencia; al dividir V / A  se obtiene un valor de resistencia en ohms. Si se divide V  /  mA la resistencia se obtiene en K ohms.

Otro paso a seguir es determinar la potencia de la resistencia. Multiplique la caída de voltaje por la corriente del LED para obtener la potencia de la resistencia.

No ponga los LED s en paralelo entre sí; si bien ésto funciona no es confiable porque los LED s se vuelven más conductores a medida que aumenta su temperatura, con lo que se vuelve inestable la distribución de la corriente.  Cada LED debe tener su propia resistencia.

RESUMIENDO: la tensión de arranque de un LED depende del color que deban emitir, teniendo en cuenta los materiales de los que están hechos, que se eligen de acuerdo al color

Fotodiodos

Los fotodiodos se hacen trabajar con una tensión inicial en sentido de bloqueo. Sin dicha tensión inicial trabajan, el sentido de paso, como fotoelementos (son bipolos que al ser iluminados engendran tensión). La corriente en la oscuridad es reducida. Con resistencias de trabajo de elevado valor ohmico pueden engendrarse variaciones de tensión que alcanzan casi la plena tensión de servicio.

 

    

Diodo Al igual que los LED's sus terminales son ánodo y cátodo (este último, identificado con una banda en uno de sus lados), a diferencia de los LED's éstos no emiten luz.

    

Resistencias o Resistores Presentan una cierta resistencia al paso de la corriente, sus valores están dados en Ohmios, según un Código de colores .

Código de Colores para Resistencias

El valor de los resistores se puede identificar por los colores de las 4 bandas que rodean al componente, una de ellas es llamada tolerancia, es algo así como el error de fabricación, esta banda puede ser dorada o plateada, yo utilizaré la dorada. La pregunta es¿Cómo se leen las otras tres...?

Lo describiré con un ejemplo

Veamos el valor de este resistor;

La primer banda es el primer dígito y es café=1,la segunda es el segundo dígito negra=0y la tercera es la cantidad de ceros roja=dos ceros.

Entonces su valor será: 1000 ohm o sea 1 kilo o 1k, si tendría 1000000, seria 1 Mega o 1M. ¿Fácil no...?.

Es decir que para una resistencia de 70 ohm sus colores deberían ser violeta, negro y negro. quedó...?.

Existen casos en los cuales necesitamos un resistor de un valor determinado y no disponemos de él, la solución es combinar o unir resistores de otros valores de tal modo de obtener el que estamos buscando, para mayor detalle consulta esta guia.

    

Potenciómetros Son resistencias variables, en su interior tienen una pista de carbón y un cursor que la recorre. Según la posición del cursor el valor de la resistencia de este componente cambiará.

POTENCIOMETROS O RESISTENCIAS VARIABLES

Estas resistencias pueden variar su valor dentro de unos límites. Para ello se les ha añadido un tercer terminal unido a un contacto móvil que puede desplazarse sobre el elemento resistivo proporcionando variaciones en el valor de la resistencia. Este tercer terminal puede tener un desplazamiento angular (giratorio) o longitudinal (deslizante).

Según su función en el circuito estas resistencias se denominan:

Potenciómetros: se aplican en circuitos donde la variación de resistencia la efectúa el usuario desde el exterior (controles de audio, video, etc.).

Trimmers, o resistencias ajustables: se diferencian de las anteriores en que su ajuste es definitivo en el circuito donde van aplicadas. Su acceso está limitado al personal técnico (controles de ganancia, polarización, etc.).

Reóstatos: son resistencias variables en las que uno de sus terminales extremos está eléctricamente anulado. Tanto en un potenciómetro como un Trimmer, al dejar unos de sus terminales extremos al aire, su comportamiento será el de un reóstato, aunque estos están diseñados para soportar grandes corrientes.

Características técnicas

Estas son las especificaciones técnicas más importantes que podemos encontrar en las hojas de características que nos suministra el fabricante:

 

 

Recorrido mecánico: es el desplazamiento que limitan los puntos de parada del cursor (puntos extremos).

Recorrido eléctrico: es la parte del desplazamiento que proporcionan cambios en el valor de la resistencia. Suele coincidir con el recorrido mecánico.

Resistencia nominal (Rn): valor esperado de resistencia variable entre los límites del recorrido eléctrico.

Resistencia residual de fin de pista (rf): resistencia comprendida entre el límite superior del recorrido eléctrico del cursor y el contacto B (ver figura).

Resistencia residual de principio de pista (rd): valor de resistencia comprendida entre límite inferior del recorrido eléctrico y el contacto A (ver figura).

Resistencia total (Rt): resistencia entre los terminales fijos A o A' y B, sin tener en cuenta la conexión del cursor e incluyendo la tolerancia. Aunque a efectos prácticos se considera igual al valor nominal (Rt=Rn).

Resistencia de contacto (rc): resistencia que presenta el cursor entre su terminal de conexión externo y el punto de contacto interno (suele despreciarse, al igual que rd y rf).

Temperatura nominal de funcionamiento (Tn): es la temperatura ambiente a la cual se define la disipación nominal.

Temperatura máxima de funcionamiento (Tmax): máxima temperatura ambiente en la que puede ser utilizada la resistencia.

Potencia nominal (Pn): máxima potencia que puede disipar el dispositivo

en servicio continuo y a la temperatura nominal de funcionamiento.

Tensión máxima de funcionamiento (Vmax): máxima tensión continua ( o alterna eficaz) que se puede aplicar a la resistencia entre los terminales extremos en servicio continuo, a la temperatura nominal de funcionamiento.

Resolución: cantidad mínima de resistencia que se puede obtener entre el cursor y un extremo al desplazar (o girar) el cursor. Suele expresarse en % en tensión, en resistencia, o resolución angular.

Leyes de variación: es la característica que particulariza la variación de la resistencia respecto al desplazamiento del cursor. Las más comunes son la ley de variación lineal, y la logarítmica (positiva y negativa):

 

 

Linealidad o conformidad: indica el grado de acercamiento a la ley de variación teórica que caracteriza su comportamiento, y es la máxima variación de resistencia real que se puede producir respecto al valor total (nominal) de la resistencia.

CLASIFICACIÓN DE RESISTENCIAS VARIABLES

Los materiales usados para la fabricación de estas resistencias suelen ser los mismos que los utilizados para las resistencias fijas, es decir, mezclas de carbón y grafito, metales y aleaciones metálicas. La diferencia fundamental, a parte de las aplicaciones, está en los aspectos constructivos. Tomando este criterio podemos hacer la siguiente clasificación:

DE CAPA:

-Carbón.

-Metálica.

-Cermet.

BOBINADAS:

-Pequeña disipación.

-Potencia.

-Precisión.

RESISTENCIAS VARIABLES DE CAPA

CAPA DE CARBÓN

Están constituidas por carbón coloidal (negro de humo), mezclado en proporciones adecuadas con baquelita y plastificantes.

Bajo estas características podemos encontrarnos con:

Potenciómetros de carbón:

-Valores de resistencias entre 50 y 10M óhmios.

-Tolerancias del +/- 10% y +/- 20%.

-Potencias de hasta 2W.

-Formatos de desplazamiento giratorio y longitudinal, con encapsulado simple, doble resistencia o con interruptor incorporado.

Trimmers de carbón:

-Valores usuales entre 100 y 2M óhmios.

-Potencia de 0,25W.

-Pequeñas dimensiones y bajo coste.

CAPA METÁLICA

Las capas de estos tipos de resistencias están formadas en base a mezclas de óxidos de estaño y antimonio depositadas sobre un soporte de vidrio generalmente. El cursor, como en las de capa de carbón, suele ser de aleaciones de cobre y oro o plata, tomando los terminales de salida en contactos metalizados practicados sobre la capa. Básicamente nos encontraremos con potenciómetros.

Como características importantes:

-Bajas tolerancias: +/- 5%, +/- 2%, +/- 1%.

-Potencias desde 0,25W a 4W.

-Muy bajo ruido de fondo.

-Buena linealidad:0,05%.

CAPA TIPO CERMET

La capa está constituida por mezcla aglomerada de materiales vítreos y metales nobles, depositada sobre un substrato de cerámica. Las principales aplicaciones son para ajustes con lo que nos vamos a encontrar fundamentalmente con trimmers.

Sus características principales:

-Valores desde 10 a 2M óhmios.

-Potencias entre 0,5 y 2W.

-Elevada precisión en modelos multivuelta.

-Muy buena linealidad y resolución.

    

Fotocelda También llamada LDR. Una fotocelda es un resistor sensible a la luz que incide en ella. A mayor luz menor resistencia, a menor luz mayor resistencia.

    

Capacitor de cerámica Estos son componentes que pueden almacenar pequeñas cargas eléctricas, su valor se expresa en picofaradios o nanofaradios, según un código establecido, no distingue sus terminales por lo que no interesa de que lado se conectan.

Código de valores para Capacitores cerámicos

a) En algunos casos el valor esta dado por tres números...

1º número = 1º guarismo de la capacidad.2º número = 2º guarismo de la capacidad.3º número = multiplicador (número de ceros)

La especificación se realiza en picofarads.

Ejemplo:

104 = 100.000 = 100.000 picofarad ó = 100 nanofarads

b) En otros casos esta dado por dos números y una letra mayúscula.

Igual que antes, el valor se da en picofarads

Ejemplo:

47J = 47pF, 220M = 220pF

Para realizar la conversión de un valor a otro, te puedes guiar por la siguiente tabla...

CONVERSION DE UNIDADESPara convertir en Multiplique porpicofarad nanofarad 0.001picofarad microfarad 0.000.001nanofarad microfarad 0.001microfarad nanofarad 1.000nanofarad picofarad 1.000microfarad picofarad 1.000.000

IDENTIFICACIÓN DE CAPACITORES

Vamos a disponer de un código de colores, cuya lectura varía según el tipo de condensador, y un código de marcas, particularizado en los mismos. Primero determinaremos el tipo de condensador (fijo o variable) y el tipo concreto dentro de estos.Las principales características que nos vamos a encontrar en los capacitores van a ser la capacidad nominal, tolerancia, tensión y coeficiente de temperatura, aunque dependiendo de cada tipo traerán

unas características u otras.En cuanto a las letras para la tolerancia y la correspondencia número-color del código de colores, son lo mismo que para resistencias. Debemos destacar que la fuente más fiable a la hora de la identificación son las características que nos proporciona el fabricante.

Capacitores cerámicos tipo placa, grupo 1 y 2.

Capacitores cerámicos tipo disco, grupo 1.

Capacitores cerámicos tipo disco, grupo 2.

Capacitores cerámicos tubulares.

CÓDIGO DE COLORES

CÓDIGO DE MARCAS

 

 

                                   

 Capacitor de 100 nF con diferentes códigos                          

Capacitor de 22 nF con diferentes códigos.

Capacitores de plástico.

CÓDIGO DE COLORES

CÓDIGO DE MARCAS

LECTURA DE CONDENSADORES

Uno de los mayores problemas entre los principiantes en el área de la electrónica, sin duda es la lectura del "enigmático" mundo de los capacitores. Ya hemos vistos como muchos montajes han sido afectados por este inconveniente que ocaciona aveces un mal funcionamiento debido justamente a la utilización de valores errados en capacitores cerámicos, y todo gracias a la mala lectura de sus códigos.

En la lectura de valores de capacitores se usan diferentes submúltiplos de la unidad básica denominada Farad (F) la cual es la unidad de capacidad.

Los submúltiplos más comúnes son:

- El microfarad (uF) equivalente a la millonésima parte de un Farad, es decir, 10^-6F (0.000001 F).

- El nanofarad (nF) equivalente a la billonésima parte de un Farad, es decir, 10^-9F (0.000000001 F).

- El picofarad (pF) equivalente a la trillonésima parte de un Farad, es decir, 10^-12F (0.000000000001 F).

Para convertir una unidad en otra podemos consultar la siguente tabla:

Para convertir

en multiplique por:

microfarad nanofarad 1000nanofarad picofarad 1000microfarad picofarad 1 000 000nanofarad microfarad 0.001picofarad nanofarad 0.001

picofarad microfarad 0.000 001

Los capacitores cerámicos, de poliéster y de polipropileno pueden venir en capacidades que van desde 1 pF hasta 1 uF. Existen varios tipos de marcación sobre la superficie del capacitor.

En capacitores con valores pequeños, el valor dado sería en picofarads y va desde 1 pF hasta 4700pF. Ej.:

Fig. (a) Fig. (b) Fig. (c)

47pF - 5% 4.7 pF - 20% 4700 pF - 100%

La "letra" representa la tolerancia, pero debemos tener cuidado con la letra k, pues en este caso la "K" mayúscula significa "kilo" o x 1000.

Letra

Tolerancia

F 1%H 3%k 10%

S +50%/-20%

P +100%/-0%

G 2%J 5%M 20%

Z +80%/-20%

En algunos capacitores aveces se consiguen letras adicionales referidas a características de temperatura y variación máxima de capacidad.

Estas características normalmente se representan con tres letras y estan debajo de la capacidad.

Hay otras formas posibles de marcado de capacidad en un capacitor cerámico, por ejemplo usted puede conseguir la expresión directa del valor seguido de la letra "n" la cual indíca el submúltiplo nanofaradios. La letra seguida a la "n" es la tolerancia. Por ejemplo, 22nZ sería 22 nanofarad y 80% de tolerancia, aveces podemos conseguir seguido de este valor otro que indíca la tensión de trabajo del capacitor, por ejemplo 50V (fig. d).

Fig. (d) Fig. (e) Fig. (f)

22 nF - 1%0.01 uF 32 Voltios

0.05 uF 50 Voltios

El código más confuso para los lectores es el de tres cifras (figuras g, h, i). Para esta configuración la tercera cifra indica la cantidad de ceros que debemos agregar o lo que es lo mismo, el factor de multiplicación. Por ejemplo, para la fig. (g) el valor corresponde a 220000 pF. Para la fig. (h) el valor es 100000 pF. Para la fig. (i) el valor es 3300 pF.

Fig. (g) Fig. (h) Fig. (i)

220000 pF - 80%

100000 pF - 80% 3300 pF

    

Condensador ó Capacitor electrolítico Estos almacenan más energía que los anteriores, eso sí, se debe respetar la polaridad de sus terminales. El más corto es el negativo. o bien, podrás identificarlo por el signo en el cuerpo de componente.

Los condensadores (también conocidos por el nombre de capacitores) son componentes electrónicos cuya construcción es muy simple, ya que los mismos van a estar formados por dos placas metálicas de determinado tamaño separadas a una cierta distancia por un material aislante o dieléctrico (sustancia esta que es mala conductora de la electricidad y que presenta la propiedad de amortiguar la fuerza de un campo eléctrico que la atraviese, puede ser aire, mica, papel, aceite, cerámica, etc.).

El símbolo con que es representado en los planos electrónicos es el siguiente:

La capacidad del condensador solamente va a depender de forma directamente proporcional del área de las placas e inversamente proporcional de la separación existente entre las mismas.

En cuanto a tecnologías de fabricación, se puede decir que existe una gran variedad en lo que a capacitores se trate. Dentro de esta enorme gama podremos encontrar los llamados electrolíticos, los cuales son los de mayor capacidad. Estos deben su nombre a que la capa aislante entre las placas se fabrica de un papel absorbente humedecido con ácido

electrolítico. Durante la fabricación se les hace circular una corriente eléctrica entre sus placas para crear una reacción química que producirá una capa de óxido sobre las placas metálicas, constituyendo este, el verdadero dieléctrico del capacitor. En la figura siguiente podemos ver detalladamente la estructura interna explicada anteriormente, así como ejemplos del aspecto exterior de dos capacitores electrolíticos.

Como se puede apreciar, este capacitor es polarizado, en estos casos su representación en los planos electrónicos se realiza con alguno de los siguientes símbolos:

En la imagen anterior se observa cómo es identificado cada terminal polarizado del capacitor electrolítico con un rasgo diferente. Aunque en estos ejemplos presentados se ha añadido el signo positivo, en muchos planos no se incluye este y se deja su identificación solamente por el diseño del gráfico.

    

Transistores Cómo lo digo...! Básicamente un transistor puede controlar una corriente muy grande a partir de una muy pequeña. muy común en los amplificadores de audio. En general son del tipo NPN y PNP, que es eso?, no desesperes que pronto se aclararán tus dudas, sus terminales son; Colector, Base y Emisor.

Los transistores están formados por 2 uniones PN en el mismo dispositivo. Hay 2 tipos de transistores: los PNP y los NPN.

Un transistor PNP está formado por un cristal semiconductor que tiene una zona dopada con impurezas tipo N, situada entre 2 zonas dopadas con impureza tipo P, formándose así 2 uniones PN.

Un transistor NPN está formado por un semiconductor con una zona dopada con impurezas tipo P, situada entre 2 zonas dopadas con impureza tipo N, formándose así 2 uniones PN.

El transistor es un componente electrónico que tiene 3 patillas o electrodos que se denominan: emisor E, colector C, y base B. El emisor y el colector son las zonas dopadas con el mismo tipo de impurezas, ya sean de tipo P o N, mientras que la base se encuentra dopada con un tipo de impureza diferente.

El método que tiene el dispositivo de amplificar la corriente es el siguiente: la corriente entra por una de sus patillas (base) poniendo en marha un proceso dentro del trasnistor que facilita la corriente entre emisor y colector, siendo ésta de un valor superior al de la base - emisor, esto supone de hecho una amplificación..

Todos los transistores vienen de fábrica con un valor constante (hFE) que nos indica la capacidad de amplificación de éste. Gracias a este valor podremos sacar de un transistor los siguientes datos:

IC = hFE* Ib.  IE es aproximadamente IC

IC - corriente que pasa por la patilla colector hFE -factor de amplificación del transistor (Ic/Ib) IB - corriente que pasa por la patilla base IE - corriente que pasa por la patilla emisor

    

SCR o TIC 106 Son llaves electrónicas, y se activan mediante un pulso positivo en el terminal G. muy común en sistemas de alarma. Sus terminales son Ánodo, Cátodo y Gatillo.

    

Circuitos Integrados (IC) Un Circuito Integrado (IC) contiene en su interior una gran variedad de componentes en miniatura. Según el IC. de que se trate tendrá distintas funciones o aplicaciones, pueden ser amplificadores, contadores, multiplexores, codificadores, flip-flop, etc. Sus terminales se cuentan en sentido opuesto al giro de las agujas del reloj tomando un punto de referencia.

Hoy en día los circuitos integrados son la base fundamental de la electrónica. El circuito integrado es una cápsula o un chip de silicio, u otro material semiconductor, que utilizando sus capacidades de semiconductor hace funcionar a todos los componentes (transistores, resistencias, diodos, condensadores, etc.) que cobija en su interior.

El chip va recubierto por una funda de plástico. La conexión con otros dispositivos electrónicos se realiza a través de las patillas o pins. Estos están codificados numéricamente, teniendo cada pin una función determinada que varía dependiendo de los diferentes tipos de circuitos integrados.

La integración de los circuitos electrónicos presenta una serie de ventajas e inconvenientes.

Ventajas:

Reducción de costes Aumento considerable de la fiabilidad. Capacidad de procesamiento mucho mayor. Reducción de tiempo en la localización de averías. Menor espacio en el almacenaje de los componentes. Consumo de energía más bajo.

Inconvenientes: 

La potencia máxima que pueden disipar es muy reducida. No es conveniente integrar componentes como bobinas

y condensadores de altos valores, así como transistores PNP y

NPN. Los valores de las resistencias y condensadores no pueden

superar ciertos máximos. La manipulación de éstos exige el instrumental adecuado.

Los circuitos integrados se pueden clasificar según diferentes criterios, como grado de integración, tecnología de fabricación y otros.

La clasificación más importante se hace a través de la tecnología utilizada, distinguiéndose así 2 tipos de circuitos integrados: analógicos y digitales.

Los analógicos: son aquellos circuitos que trabajan con señales eléctricas que pueden tomar un número infinito de valores.

Los digitales: son aquellos circuitos que trabajan con señales eléctricas que solo pueden tomar un determinado número de valores, generalmente sólo toman 2 valores cuando se trata del código binario.

Los circuitos más utilizados actualmente en el mundo de la electrónica son los digitales. Estos se clasifican principalmente en:

Según la tecnología de fabricación:

• DTL: circuitos fabricados utilizando la combinación de los efectos de los diodos y transistores. Se encuentran ampliamente superados tecnológicamente.• TTL: circuitos fabricados a base de transistores bipolares. • CMOS: circuitos fabricados utilizando transistores de efectos de campo, los cuales son sensibles a cargas estáticas. Presentan un consumo muy bajo.• ECL: circuitos fabricados empleando transistores bipolares que funcionan en la zona activa. Son los más rápidos.

Según el grado de complejidad:

• SSI (Small Scale of Integration): Entre 1 y 30 puertas lógicas• MSI (Medium Scale of Integration): Entre 30 y 300 puertas lógicas• LSI (Large ...): Entre 300 y 10000 puertas lógicas• VLSI (Very Large ...): entre 10000 y 1000000 puertas lógicas• ULSI (Ultra Large ...): más de 1.000.000 puertas lógicas

A continuación se muestra el aspecto físico de un circuito integrado.

6.1.- Zócalo para Circuito Integrado:

El zócalo se puede definir como la base del circuito integrado. Se trata de un componente fácil de reponer, pudiendo evitar así los diferentes tipos de problemas que pueden surgir al trabajar sobre el circuito integrado, especialmente debidos a la sensibilidad al calor que caracteriza los circuitos integrados.

Las patillas del zócalo se sueldan sobre el circuito impreso, no afectando así la soldadura al circuito integrado. Realizado este proceso se pincha el circuito integrado sobre el zócalo.

El aspecto de un zócalo es el siguiente:

El Circuito Integrado 555

Caracteristicas

El circuito integrado 555 es uno de los integrados mas utilizados en el mundo de la electrónica por su bajo costo y su gran fiabilidad y es capaz de producir pulsos de temporización (modo monoestable) muy precisos y que también puede ser usado como oscilador (modo astable). Fue desarrollado y construido en el año 1971 por la empresa Signetics con el nombre: SE555/NE555 y se lo llamó:  "The IC Time Machine" ("Circuito integrado la máquina del tiempo")

Según quien sea lo fabrique lo podemos encontrar marcado con una designación tal como LM555, NE555, LC555, MC1455, MC1555, SE555, CA555, XR-555, RC555, RM555, SN72555.

Aplicaciones

Oscilador Temporizador Modulador de frecuencia Divisor de frecuencia Generador de señales rectangulares y triangulares

Encapsulados

Circuito interno

El circuito interno del integrado 555 tiene 20 transistores , 15 resistencias y 2 diodos dependiendo esto del fabricante.

Diagrama de bloques

Terminales del Temporizador 555

Pin 1- Tierra o masa: ( Ground ) Conexión a tierra del circuito (a polo negativo de la alimentación).

Pin 2- Disparo: ( Trigger ) En este pin es donde se establece el inicio del tiempo de retardo, si el 555 es configurado como monostable. Este proceso de disparo ocurre cuando este pin va por debajo del nivel de 1/3 del voltaje de alimentación. Este pulso debe ser de corta duración, pues si se mantiene bajo por mucho tiempo la salida se quedará en alto hasta que la entrada de disparo pase a alto otra vez.

Pin 3- Salida: ( Output ) Aquí estará el resultado de la operación del temporizador, ya sea que este funcionando como monostable, astable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje será igual a Vcc menos 1.7 Voltios. Esta salida se puede poner a 0 voltios con la ayuda del pin 4 (reset).

Pin 4- Reset: Si este pin se le aplica un voltage por debajo de 0.7 voltios, entonces la patilla de salida 3 se pone a nivel bajo. Si esta patilla no se utiliza hay que conectarla a Vcc para evitar que el 555 se resetee.

Pin 5- Control de voltaje: ( Control ) El voltaje aplicado a la patilla # 5 puede variar entre un 40 y un 90% de Vcc en la configuración monostable. Cuando se utiliza la configuración astable, el voltaje puede variar desde 1.7 voltios hasta Vcc. Modificando el voltaje en esta patilla en la configuración astable causará que la frecuencia del astable sea modulada en frecuencia (FM). Si este pin no se utiliza, se recomienda

ponerle un condensador de 0.01uF para evitar las interferencias.

Pin 6- Umbral: ( Threshold) Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 y se utiliza para poner la salida (Pin  3) a nivel bajo bajo.

Pin 7- Descarga: ( Discharge ) Utilizado para descargar el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento.

Pin 8- Vcc:  Este es el pin donde se conecta el voltaje positivo de la alimentación que puede ir desde 4.5 voltios hasta 16 voltios (máximo). En las versiones militares de este integrado puede llegar hasta los 18 Voltios.

    

Relé Básicamente es un dispositivo de potencia, dispone de un electro-imán que actúa como intermediario para activar un interruptor, siendo este último totalmente independiente del electro-imán.

Tipos de Relevadores

Tipos de relés

Un relé es un sistema mediante el cuál se puede controlar una potencia mucho mayor con un consumo en potencia muy reducido.

Tipos de relés:

Relés electromecánicos: A) Convencionales.B) Polarizados.C) Reed inversores.

Relés híbridos. Relés de estado sólido.

Estructura de un relé

 

En general, podemos distinguir en el esquema general de un relé los siguientes bloques:

Circuito de entrada, control o excitación. Circuito de acoplamiento. Circuito de salida, carga o maniobra, constituido por:

- circuito excitador.- dispositivo conmutador de frecuencia.- protecciones.

Características generales

Las características generales de cualquier relé son:

El aislamiento entre los terminales de entrada y de salida. Adaptación sencilla a la fuente de control. Posibilidad de soportar sobrecargas, tanto en el circuito de

entrada como en el de salida. Las dos posiciones de trabajo en los bornes de salida de un relé

se caracterizan por:

- En estado abierto, alta impedancia.- En estado cerrado, baja impedancia.

Para los relés de estado sólido se pueden añadir :

Gran número de conmutaciones y larga vida útil. Conexión en el paso de tensión por cero, desconexión en el paso

de intensidad por cero. Ausencia de ruido mecánico de conmutación. Escasa potencia de mando, compatible con TTL y MOS. insensibilidad a las sacudidas y a los golpes. Cerrado a las influencias exteriores por un recubrimiento plástico.

Relés electromecánicos.

Están formados por una bobina y unos contactos los cuales pueden conmutar corriente continua o bien corriente alterna. Vamos a ver los

diferentes tipos de relés electromecánicos.

Relés de tipo armadura

Son los más antiguos y también los más utilizados. El esquema siguiente nos explica prácticamente su constitución y funcionamiento. El electroimán hace vascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si es N.O ó N.C (normalmente abierto o normalmente cerrado).

Relés de Núcleo Móvil

Estos tienen un émbolo en lugar de la armadura anterior. Se utiliza un solenoide para cerrar sus contactos, debido a su mayor fuerza atractiva (por ello es útil para manejar altas corrientes).

Relé tipo Reed o de Lengüeta

Formados por una ampolla de vidrio, en cuyo interior están situados los contactos (pueden se múltiples) montados sobre delgadas láminas metálicas. Dichos contactos se cierran por medio de la excitación de una bobina, que está situada alrededor de dicha ampolla.

 

Relés Polarizados

Llevan una pequeña armadura, solidaria a un imán permanente. El extremo inferior puede girar dentro de los polos de un electroimán y el otro lleva una cabeza de contacto. Si se excita al electroimán, se mueve la armadura y cierra los contactos. Si la polaridad es la opuesta girará en sentido contrario, abriendo los contactos ó cerrando otro circuito( ó varios)

Relés de estado sólido

Un relé de estado sólido SSR (Solid State Relay), es un circuito electrónico que contiene en su interior un circuito disparado por nivel, acoplado a un interruptor semiconductor, un transistor o un tiristor. Por SSR se entenderá un producto construido y comprobado en una fábrica, no un dispositivo formado por componentes independientes que se han montado sobre una placa de circuito impreso.

Estructura del SSR:

Circuito de Entrada o de Control:

Control por tensión continua: el circuito de entrada suele ser un LED ( Fotodiodo), solo o con una resistencia en serie, también podemos encontrarlo con un diodo en antiparalelo para evitar la inversión de la polaridad por accidente. Los niveles de entrada son compatibles con TTL, CMOS, y otros valores normalizados ( 12V, 24V, etc.).

Control por tensión Alterna: El circuito de entrada suele ser como el

anterior incorporando un puente rectificador integrado y una fuente de corriente continua para polarizar el diodo LED.

Acoplamiento.

El acoplamiento con el circuito se realiza por medio de un optoacoplador o por medio de un transformador que se encuentra acoplado de forma magnética con el circuito de disparo del Triac.

Circuito de Conmutación o de salida.

El circuito de salida contiene los dispositivos semiconductores de potencia con su correspondiente circuito excitador. Este circuito será diferente según queramos conmutar CC, CA.

 

Herramientas fundamentales.

En realidad no necesitas demasiado, de todos modos te mostraré un par de ellas.

Una de las herramienta que utilizaremos de tiempo completo será La placa de pruebas, conocida también como protoboard, te permitirá insertar en ella casi todos los componentes siempre y cuando los terminales no dañen los orificios de la misma, de lo contrario no te será de gran ayuda, pero como para todo existe una solución, puedes soldar un alambre fino de cobre en los terminales de gran espesor, como en los SCR, los potenciómetros, los interruptores, pulsadores, y otros.

Y aquí está..., en lo posible consigue cables finos de teléfono para realizar los puentes de unión, son los que más se adaptan a los orificios de la placa, bienen en una gran variedad de colores, los puedes conseguir de 24 hilos de 10, de 8 y bueno... en las casas de electricidad te podrán asesorar.

Esto es lo que se encuentra por dentro. las líneas horizontales son las que puedes utilizar para identificar las conexiones a los polos positivo y negativo, fíjate en la imagen anterior que estas líneas están marcadas, con respecto a las verticales, cualquier terminal que conectes en una línea de estas estarán unidos entre sí.

Otra de las herramientas que necesitaras será una batería (esas de 9 volt vienen bien), o con un par de pilas secas bastaría, de todos modos puedes armar tu propia fuente de alimentación

Sería bueno que consigas un multímetro, multitester o tester, como lo quieras llamar, te será de gran utilidad para saber el estado de un componente, si éste se encuentra en condiciones o no, para verificar las fallas en tus circuitos, medir tensiones, resistencias, etc.

Eso es todo...Ahora vamos por las primeras prácticas...

Primeros contactos.

Antes de comenzar quiero aclarar algo... En todas estas prácticas voy a suponer que la corriente eléctrica fluye desde el polo positivo (+) hacia el negativo (-). Aunque en verdad es a la inversa, ok...?

Diodos LED's.

El primer circuito, será para ver como encender un LED, recuerda lo de sus terminales, el mas largo (ánodo) apunta al polo (+), el corto (cátodo) al negativo (-), si por alguna razón los terminales son iguales, o lo sacaste de un circuito en desuso, puedes identificar el cátodo por un pequeño corte en la cabeza del componente. R1 es una resistencia de 220 ohm que hace de protección para el LED, puedes usar otras de mayor valor para ver que ocurre.

Montado en la placa de prueba, te debería quedar algo así...

Sabes que...?, olvidé aclarar lo de las resistencias, éstas tienen un código de colores que identifica su valor, para verlo sólo ingresa aquí...

DIODOS.

Los diodos permiten que la corriente circule en un sólo sentido. Un Diodo al igual que un LED necesita estar correctamente polarizado. El cátodo se indica con una banda que rodea el cuerpo del componente.

Como no todo está demás podemos utilizar el circuito anterior como un probador de diodos (así de paso vamos armando nuestras propias herramientas).

Según el gráfico el diodo conduce correctamente y el LED se enciende, no así si inviertes el diodo.

Su mayor aplicación se encuentra en las fuentes de alimentación.

Por cierto el utilizado aquí, es un diodo común del tipo 1N4004, prueba con otros, por ejemplo el 1N4148.

Resistencias Variables.

Potenciómetros...

Se los encuentra en casi todo aparato electrónico, un ejemplo es el control de volumen de los equipos de audio. En este circuito lo usaremos para controlar el brillo del LED.

Ahora bien, los extremos A y B del potenciómetro son indistintos ya que la resistencia entre ambos es constante y en nuestro circuito es de 100 k, mientras que la resistencia entre cualquier extremo y el cursor C depende de la posición de este último, pero su máxima resistencia será 100 k.

Si utilizas los contactos A y C, al girar el eje en sentido horario, la resistencia aumentará entre estos dos puntos. Prueba utilizar B y C.

Te propongo un pequeño desafío...Intenta armar un circuito con dos LED's de tal modo que al girar el cursor del potenciómetro la intensidad de luz aumente en uno, mientras disminuye en el otro.

Fotocelda o LDR...

Muy común en cámaras fotográficas, lo que hacen es mediante el circuito adecuado desactivar el flash cuando hay suficiente luz.

En este ejemplo, totalmente funcional si cubres parcial o totalmente la superficie de la fotocelda verás los cambios en el brillo del LED. A más luz incidente, menor será su resistencia, habrá mayor flujo de corriente y mayor será el brillo del LED.

No hay distinción entre sus terminales. Para conseguirla dirígete a cualquier casa de electrónica y pídela como LDR ó fotocelda y elige el tamaño que más te guste.

Capacitores.

Como habrás notado, no haré referencia a los capacitores de cerámica por ahora ya que almacenan muy poca energía de todos modos lo veremos más adelante.

Condensadores o Capacitores Electrolíticos.

Estos almacenan más energía que los anteriores, eso sí debes respetar la polaridad de sus terminales. El terminal más corto es el negativo.

Qué pasa si lo saco de un circuito en desuso?. Fácil..., podrás identificarlo por el signo en el cuerpo de componente, como verás los fabricantes pensaron en todo.

Montemos el siguiente circuito...

Conectemos la fuente y veamos que ocurre..., de acuerdo, no ocurre nada, solo se enciende el LED. Te lo explicaré brevemente.

La corriente que parte de la batería fluye por R1 hacia el nodo, donde se encuentra R2 y el capacitor C1. Aquí comienza a cargarse el Capacitor, una vez cargado, se encenderá el LED, te preguntarás para que me sirve esto...?, desconecta la fuente y obtendrás la respuesta.

Si todo va bien, el LED permanecerá encendido por un cierto tiempo gracias a la energía almacenada en el capacitor, a medida que ésta se agote el brillo del LED disminuirá.

Veamos esto un poco más en detalle

La carga del capacitor depende de su capacidad de almacenamiento, (dado en microfaradios), por otro lado... esa carga se agota a través de R2 o sea que el tiempo de descarga también depende de R2. Así es como llegamos a los conocidos circuitos de tiempo RC (resistencia-capacitor)

Conclusión; la energía almacenada depende del valor de C1, el tiempo en que éste se carga de R1 y el tiempo en que esta energía se agote del producto C.R2. Para interpretarlo mejor, cambia los valores de R1, R2, C1 y luego observa los cambios...

Transistores.

Los transistores tienen aplicación en muchísimos circuitos, por lo general son utilizados en procesos de amplificación de señales (las que veremos ahora) y también en circuitos de conmutación a ellos le dedicaremos un lugar especial.

Estos componentes vienen en dos tipos, los NPN y los PNP, no entraré en detalle respecto al nombre ya que podrás notar las diferencias en los circuitos de aplicación, pero sí quiero aclarar algo... Sus terminales...!!! Cada transistor tiene una disposición distinta, según el tipo de que se trate y las ocurrencias de su fabricante, por lo que necesitarás un manual para identificarlos. Uno bastante bueno es el que se encuentra en www.burosch.de (de la mano de su creador...!!!). Ejecutable en una ventana de DOS, imperdible...!!! no requiere instalación, sólo lo descomprimes y ejecutas IC.exe...

Continuemos... veamos ahora estos dos transistores en modo amplificador...

Transistores NPN.

En este ejercicio puedes utilizar uno de los dos transistores que se indican en la siguiente tabla, los dos son del tipo NPN con su respectiva disposición de terminales.

El circuito que analizaremos será el siguiente...

Cuando acciones S1 llegará una cierta cantidad de corriente a la base del transistor, esta controlará la cantidad de corriente que pasa del Colector al Emisor, lo cual puedes notar en el brillo de los LED's.

Este es el famoso proceso de AMPLIFICACIÓN.

Como puedes imaginar, a mayor corriente de base mayor corriente de colector. Prueba cambiar R2.

Transistores PNP...

Aquí utilizaremos uno de los dos transistores que se encuentran en el siguiente cuadro.

En estos transistores, para obtener el mismo efecto que el anterior, su base deberá ser ligeramente negativa. Observa que en este esquema tanto los LED's como la fuente fueron invertidos.

Nuevamente la corriente de base controla la corriente de colector para producir el efecto de AMPLIFICACIÓN.

Estarás pensando ¿para qué lo necesito si con el anterior me basta...?, No es tan así. En muchos casos necesitarás hacer una amplificación y sólo tendrás una pequeña señal negativa. Para entonces, aquí está la solución.

Los Circuitos Integrados (IC).

Esto comienza a ponerse interesantes... Por lo general los esquemas no reflejan la verdadera disposición de sus pines o terminales, así es que para saber cual es el primero y el último observa el siguiente gráfico

Como verás el integrado en cuestión es un 555, o bien NE555. Se trata de un temporizador (TIMER), comuntente utilizado como un generador de pulsos, y la frecuencia de éstos puede variar de 1 pulso por segundo hasta 1 millón de pulsos por segundo, sorprendente verdad?.

Bueno, pero veamos que ocurre aquí; Como necesitamos ver el efecto del circuito le pusimos como siempre un LED y una resistencia R3 conectadas al pin 3 del 555 (IC1), que justamente es el pin de salida.

Observa la polaridad de la fuente respecto al LED..., te habrás dado cuenta que la única forma de encenderlo es que el pin 3 de IC1 sea negativo. Y lo será..., observa la onda rectangular de los pulsos de salida..., cuando esté arriba será (+) o 1, y el LED estará apagado. Cuando esté abajo será (-) o 0, entonces el LED se encenderá. Según la señal de salida el LED encenderá de forma alternada.

Veamos los otros componentes; R1, R2 Y C1 forman una red de tiempo. El capacitor C1 se cargará a través de R1 y R2, del otro lado el 555 espera impaciente que termine de hacerlo, y cuando lo logre lo reflejará en su terminal de salida (pin 3), y he aquí el pulso que produce la descarga del capacitor. Ahora sí..., ya estamos listos para la siguiente carga que generará el segundo pulso. Veamos que modificaciones podemos hacerle al circuito.

En este esquema marqué los puntos A y B, allí puedes conectar un pequeño parlante (como los de PC), ahora cambia C1 por un capacitor de cerámica (el que tengas a mano, cualquiera va bien), intercala un potenciómetro de 100k entre R2 y el pin 6. Si haces esto obtendrás un generador de sonido.

Otra cosa que puedes hacer es agregarle otra resistencia igual a R3 y un LED más entre los puntos B y el polo negativo de la fuente, pero invertido, y obtendrás algo así como un semáforo, claro... si un LED es rojo y el otro verde.

En fin, son muchos los cambios que le puedes hacer y los resultados obtenidos son muy llamativos.

Circuitos de conmutación.

SCR o TIC 106.

Son dispositivos sólidos de conmutación (es decir, no son mecánicos) y sus terminales son Cátodo Ánodo y Gatillo, distribuidos según el siguiente cuadro.

El SCR es una llave electrónica, que se activa cuando se aplica un pequeño voltaje positivo a su compuerta G (gatillo). No creas tan fielmente en todo lo que yo digo, monta el circuito y pruébalo.

Lo interesante aquí es que una vez disparado el SCR, éste conducirá de forma permanente (si la corriente que ingresa por el ánodo es continua), para desactivarlo sólo quita la fuente de alimentación, conéctalo de nuevo y estará listo para un nuevo disparo.

Cambia el valor de R2 para conocer los límites de sensibilidad del SCR..

El Relé.

Te diré algo... Todo circuito que construyas y te permita encender un LED también te permitirá encender cualquier aparato eléctrico de casa, como una lámpara por ejemplo, y eso es justamente lo que haremos ahora, en el siguiente gráfico tienes un relé de 5 terminales...

B1 y B2 son los terminales de alimentación de la bobina, cuando circule corriente por ellos el relé se activará cambiando de posición su interruptor interno y el terminal C se conectará con el terminal NA.

Veamos ahora un circuito de aplicación...

La señal que le des en la entrada por el extremo (+) pasara por R1 a la base de Q1 que es un transistor NPN y este pasará a conducir accionando el relé, D1 esta para compensar la inducción de la bobina, R2 mantiene el transistor en corte cuando no existe señal alguna por la entrada, su valor es igual al de R1 de 2,7k o puede ser de 2k2 si Q1 es del tipo BC548 o BC337, el relé utilizado debe ser acorde a la alimentación del circuito, en este caso de 12V, puedes utilizar uno de 6V y entonces alimentar al circuito con 6V.

Para conectar la lámpara al circuito hazlo del siguiente modo...

Ahora vamos a combinar los circuitos vistos hasta el momento...

Recuerdas el esquema del 555...?, los puntos A y B...?, bien, conecta la entrada del esquema de relé en esos puntos, (A al (+), y B al (-)), luego conecta el esquema de la lámpara al relé, verifica que todo esté en orden y alimenta el circuito...

hemos construido una lámpara psicodélica

Fuente de Tensión Regulada a 5V.

Como las comunmente llamadas pilas o baterías suelen agotarse en muy corto tiempo es bueno armarse con una de ellas.

¿Qué necesitas para comenzar?...En primer lugar un transformador, que lo puedes extraer de cualquier aparato en desuso, 4 diodos en buenas condiciones, unos cuantos capacitores, y lo que seguramente no encontrarás por allí es un regulador de tensión, estos últimos mantienen un nivel de tensión estable a 5V, 9V, 12V, etc.

Existen los reguladores de tensión positivos y los negativos, se distinguen fácilmente por su nombre. Los primeros corresponden a la serie 78XX y los negativos a la serie 79XX, donde XX es el voltaje a regular. Veamos un ejemplo; si deseas regular la tensión a +5V utilizarás un 7805, si deseas hacerlo a +9V acudirás a un 7809, y si deseas +12V, bueno... un 7812, fácil verdad?...

Aquí está el esquema eléctrico de una fuente regulada a +5V...

Para comprender mejor el proceso de rectificación de la fuente, lo vamos a dividir en varias etapas...

Primera Etapa - Reducción de Tensión:

Nuestra red de suministro en Argentina, entrega aproximadamente 220 V de corriente alterna, los cuales reducimos a 12V por ejemplo de la misma tensión a través de un transformador.

Nota la diferencia de las dimensiones de la onda a la entrada comparada con la salida. Recordemos que la corriente alterna en un momento es positiva y en otro negativa, por lo tanto el nodo A en un instante es (+) y B (-), en otro instante la polaridad en estos extremos se invierte.

Segunda Etapa - Puente Rectificador:

Vamos a considerar dos momentos;

Primero, con A (+) y B (-), únicamente se polarizan el diodo D3 haciendo el nodo C (+), y el diodo D2, haciendo el nodo D (-), D1 pone una barrera y D4 no participa ya que el nodo B es (-).

Segundo, con A (-) y B (+), únicamente se polarizan D4 haciendo el nodo C (+), y D1, haciendo el nodo D (-), D2 pone una barrera y D3 no participa ya que el nodo A es (-).

Logramos obtener en el nodo C constantes pulsos positivos y en D una constante polaridad negativa, así eliminamos la corriente alterna, o al menos una parte de ella

Tercera Etapa - Los Filtros:

Ok..., acabo de decir pulsos y no necesito corriente pulsante sino continua, o sea que deberemos levantar esos descensos de la curva, y para ello le agregamos dos capacitores

En el momento alto de la curva almacenarán energía para reponerla justo cuando comienza a descender, y entonces en E y F obtendremos la curva que aquí ves.

Aún me queda algo pendiente...

Cuarta y última Etapa - Regulación de tensión:

Fue todo bien pero al momento de consumir energía se regeneran fluctuaciones en la fuente, por esto habrá que compensarlas de nuevo, es aquí donde aparece el regulador de tensión

Su tarea será mantener constante el nivel de tensión sin importar el consumo que halla en la salida de la fuente, C3 será su colaborador en esta tarea. Finalmente tendremos un polo positivo (+5V) y uno negativo (GND).

Bueno intente explicarlo bien a lo casero... espero que te sirva...

Olvidaba dejarte la disposición de terminales del regulador de tensión, bueno aquí está, y será la misma para todos los reguladores de tensión positivos, sus terminales son Entrada (E), Común (C) y Salida (S).

Los detalles del pcb para armar esta fuente los puedes ver si amplias la siguiente imagen (diseñado en PCB Wizard)

Combinación de Resistencias

La unión de resistencias la podemos hacer de dos maneras, ya sea en un circuito en serie o en paralelo.

Veamos algunos ejemplos...

Resistencias en Serie...

En un circuito en serie las resistencias se colocan una seguida de la otra de tal modo que la corriente deberá fluir primero por una de ellas para llegar a la siguiente, esto implica que el valor de la resistencia total del circuito sea la suma de todas ellas.

Resistencias en Paralelo...

En un circuito en paralelo las resistencias se colocan según se indica en el siguiente grafico, de esta manera la corriente eléctrica llega a todas las resistencias a la vez, aunque la intensidad de la corriente es mayor por el resistor de menor valor. En este caso la resistencia total del circuito la puedes obtener utilizando la ecuación que se muestra en el grafico...

Circuitos Combinados...

Hay casos en que se combinan resistencias en serie y en paralelo a la vez, estos son llamados circuitos combinados, y para obtener el valor total de la resistencia se resuelve separándolos en mallas. Observa el siguiente circuito...

Podemos comenzar por los circuitos mas sencillos como resolver R 1-2, que representa la resistencia total entre R1 y R2, como están en paralelo...

1/R 1-2 = 1/R1 + 1/R2

En estos momentos tenemos resueltos R1 y R2 y el circuito nos queda como se ve a continuación...

Combinando el resultado anterior con R3 y teniendo en cuenta que se trata de un circuito en serie...

R 1-2-3 = R 1-2 + R3

y el circuito nos va quedando mas pequeño, algo así...

Nuevamente tenemos un circuito en serie entre R4 y R5, entonces...

R 4-5 = R4 + R5

De tal modo que la suprimimos y la reemplazamos por R 4-5.

Te habrás dado cuenta que cada vez la malla de nuestro circuito se va reduciendo, sucede que es una forma sencilla resolverlo por pasos, con la practica no necesitaras hacerlo ya que puedes resolverlo mentalmente.

Pero continuemos..., Ahora resolvemos el circuito en paralelo para obtener R 1...5

1/R 1...5 = 1/R 1-2-3 + 1/R 4-5

Finalmente obtuvimos el circuito mas sencillo de todos y es un circuito en serie el cual nos da la resistencia total...

y el cálculo final seria como sigue...

Rt = R 1...5 + R6

INICIACIÓN A LA SOLDADURA CON ESTAÑO

Introducción

La soldadura con estaño es la base de todas las aplicaiones electrónicas porque permite la realización de conexiones entre conductores y entre éstos y los diversos componentes, obteniendo rápidamente la máxima seguridad de contacto.

Consiste en unir las partes a soldar de manera que se toquen y cubrirlas con una gota de estaño fundido que, una vez enfriada, constituirá una verdadera unión, sobre todo desde el punto de vista electrónico.

Ésta es una tarea manual delicada que sólo se consigue dominar con la práctica. Recuerda que tu habilidad para soldar con efectividad determinará directamente el buen funcionamiento del montaje a lo largo del tiempo. Una soldadura mal hecha puede causar que el producto falle en algún momento. Esto es como aprender a andar en bicicleta, una vez que se domina ya nuca se olvida.

En estas páginas primero aprenderemos a manejar el soldador, los materiales y las herramientas que van a ser necesarias. Para ello, realizaremos algunas figuras con hilo de cobre, en las que podremos practicar la soldadura y probar los tiempos de calentamiento, las cantidades de estaño a aportar, la forma de colocar las piezas... De esta forma conseguiremos una cierta "experiencia" inicial.

Más adelante, se entrará en la soldadura de componentes sobre una placa de circuito impreso, tarea que requiere un mayor cuidado y precisión, pero que con la práctica resultará sencilla.

El soldador utilizado en Electrónica

En Electrónica se suelen utilizar soldadores de potencia reducida, ya que generalmente se trata de trabajos delicados.

Se trata de una útil herramienta que tiene un enorme campo de aplicación, ya sea para realizar nuevos montajes o para hacer reparaciones. El soldador debe permitir las operaciones de soldadura con estaño correspondientes a la unión de dos o más conductores, o conductores con elementos del equipo. Debido a su frecuente empleo, el soldador deberá presentar, entre otras características, una gran seguridad de funcionamiento y durabilidad.

En general, se trata de una masa de cobre (punta), que se calienta indirectamente por una resistencia eléctrica conectada a una toma de energía eléctrica (generalmente el enchufe de 220v). Los tipos que se encuentran generalmente en el mercado pueden clasificarse en soldadores comunes o "de lápiz" y soldadores de pistola.

Tipos de soldadores

Éste es el clásico soldador de tipo lápiz, de 30w. Su calentamiento es permanente y posee una alta inercia térmica. Tanto en el momento de la soldadura como en las pausas de esta labor, el soldador permanece conectado a la corriente eléctrica. Resulta adecuado para trabajos repetitivos y numerosos.El soldador de la derecha es de pistola. La punta se calienta por el efecto de una gran corriente que pasa por ella (el abultado mango lleva dentro un transformador que la produce). Resulta útil para trabajos esporádicos ya que se calienta instantáneamente. No se usa mucho en electrónica porque la punta no suele resultar lo bastante fina y precisa.

Tipos de soportes

Ya que el soldador mantiene la punta caliente (a unos 250~300ºC), se hace necesario el uso de un soporte donde dejarlo durante el tiempo que no se usa, para evitar quemar la mesa de trabajo. Aquí se ven algunos ejemplos:

fig.1

fig. 2 fig. 3

fig. 4 fig.5

1. Soporte típico para soldadores de poca potencia. Tiene esponja.2. Soporte JBC que permite colocar el soldador de dos formas distintas. Tiene

esponja.3. El soporte más sencillo. Puede construirse con un trozo de chapa y una tabla de

madera.4. Soldador con todas las puntas que se le pueden acoplar: punta fina, punta gruesa,

puna para desoldar circuitos integrados e incluso accesorio para desoldar, con pera de goma incluida.

5. Punta fina, ideal para la soldadura en Electrónica.

Iniciación a la soldadura con estaño

La soldadura

Consiste en unir las partes a soldar de manera que se toquen y cubrirlas con una gota de estaño fundido que, una vez enfriada, constituirá una verdadera unión, sobre todo desde el punto de vista electrónico.

Primero vamos a aprender a soldar hilos de cobre construyendo formas geométricas, para familiarizarnos con el soldador, el estaño, el soporte, el desoldador, las herramientas de trabajo, etc... Después nos introduciremos en la soldadura con estaño orientada al montaje de circuitos impresos, que es nuestro objetivo principal.

El estaño

En realidad, el término "estaño" se emplea de forma impropia porque no se trata de estaño sólo, sino de una aleación de este metal con plomo, generalmente con una proporción respectiva del 60% y del 40%, que resulta ser la más indicada para las soldaduras en Electrónica.

Para realizar una buena soldadura, además del soldador y de la aleación descripta, se necesita una sustancia adicional, llamada pasta de soldar, cuya misión es la de facilitar la distribución uniforme del estaño sobre las superficies a unir y evitando, al mismo tiempo, la oxidación producida por la temperatura demasiado elevada del soldador. La composición de esta pasta es a base de colofonia (normalmente llamada "resina") y que en el caso del estaño que utilizaremos, está contenida dentro de las cavidades del hilo, en una proporción del 2~2.5%.

Aquí se observan las 3 cavidades que forman el "alma" de resina del estaño. La resina resulta de una gran ayuda durante la soldadura.

Éste es un rollo de estaño típico de 500 gr., aunque hay rollos más pequeños, ya que no suele resultar muy cómodo sujetar un peso de medio kilo mientras hacemos soldaduras.

Proceso para soldar

Antes de iniciar una soldadura hay que asegurase de que:

La punta del soldador esté limpia. En ningún caso se raspará la punta con una lima, tijeras o similar, ya que puede dañarse el recubrimiento de cromo que tiene la punta del soldador (el recubrimiento proporciona una mayor vida a la punta).

Las piezas a soldar deben estar totalmente limpias y de ser posible preestañadas. Se este utilizando un soldador de la potencia adecuada. En Electrónica, lo mejor

es usar soldadores de 15~30w., nunca superiores, pues los componentes del circuito se pueden dañar si se les aplica un calor excesivo.

Vamos a ver una simulación de soldadura, con lo que ocurre por parte del operador y lo que sucede en las partes a soldar. Nos ayudará a conocer y entender los diferentes pasos de una soldadura, que luego, con la experiencia, se harán automáticamente, sin pensar. Los pasos son éstos:

Operador Soldadura

 

Asegurarse de que las zonas a soldar están bien limpias, sin grasa ni suciedad.Para las placas de circuito impreso se puede utilizar una goma de borrar bolígrafo, tal como vemos aquí.Si se trata de hilos de cobre, se pueden raspar con unas tijeras o una cuchilla para limpiar el hilo.

 

 

Limpiar la punta del soldador de vez en cuando.Para ello frotaremos suavemente la punta en una esponja húmeda, como la del soporte de la figura.Alternativamente podemos raspar la punta con un cepillo de alambres suave, como los que suelen venir incluidos en el soporte.

 

 

Acercar los elementos a unir hasta que se toquen.Si es necesario, utilizar unos alicates para sujetar bien las partes.Aplicar el soldador a las partes a soldar, de forma que se calienten ambas partes.Tener en cuenta que los alicates o pinzas absorben parte del calor del soldador.

 

 

Las piezas empiezan a calentarse hasta que alcanzan la temperatura del soldador. Si la punta está limpia, esto suele tardar menos de 3 segundos. Este tiempo dependerá de si se usan alicates y de la masa de las piezas a calentar.

 

 

Sin quitar el soldador, aplicar el estaño (unos pocos milímetros) a la zona de la soldadura, evitando tocar directamente la punta.Cuando la zona a soldar es grande, se puede mover el punto de aplicación del estaño por la zona para ayudar a distribuirlo.

 

 

La resina del estaño, al tocar las superficies calientes, alcanza el estado semilíquido y sale de las cavidades, distribuyéndose por la superficie de la soldadura. Esto facilita que el estaño fundido cubra las zonas a soldar.

 

  Retirar el hilo de estaño.  

 

El estaño fundido, mientras sigue caliente, termina de distribuirse por las superficies.  

 Retirar el soldador, tratando de no mover las partes de la soldadura. Dejar que la soldadura se enfríe naturalmente. Esto lleva un par de segundos.

 

  El metal fundido se solidifica, quedando la soldadura finalizada, con aspecto brillante y con buena resistencia mecánica.  

Como sucede con la mayoría de las cosas, a base de experimentar unas cuantas veces se conseguirá dominar este proceso, que por otro lado resultará sencillo.

Proceso para desoldar

Para desoldar hay varios métodos, aunque nosostros nos vamos a centrar sobre los que se basan en la succión del estaño. Vamos a describir los desoldadores y los chupones.

El desoldador de pera

Aquí a la derecha vemos un soldador de tipo lápiz sin punta. En lugar de la punta se le coloca el accesorio que se ve debajo y ya tenemos un desoldador, que suele recibir el nombre de desoldador de pera. Como se puede observar, el accesorio tiene una punta, un depósito donde se almacena el estaño absorbido, una espiga para adaptarlo al soldador y una pera de goma que sirve para hacer el vacío que absorberá el estaño.

Aquí vemos en detalle la punta y el depósito del accesorio para desoldar. Ésta se calienta de la misma manera que la punta normal.

El modo de proceder es el siguiente:

Presionar la pera con el dedo. Acercar la punta hasta la zona de

donde se quiera quitar el estaño.

Si la punta está limpia, el estaño de la zona se derretirá en unos pocos segundos. En ese momento, soltar la pera para que el vacío producido absorba el estaño hacia el depósito.

Presionar la pera un par de veces apuntando hacia un papel o el soporte para vaciar el depósito. Tener precaución, ya que el estaño sale a 300ºC.

Estos cuatro pasos se pueden repetir si fuera necesario.

El desoldador de vacío o chupón

Ahora vamos a describir el otro tipo de soldador, el denominado chupón.

Este desoldador de vacío es una bomba de succión que consta de un cilindro que tiene en su interior un émbolo accionado por un muelle.

Tiene una punta de teflón o grilon, que soporta perfectamente las temperaturas utilizadas. El cuerpo principal (depósito) suele ser de aluminio.

Para manejarlo debemos cargarlo venciendo la fuerza del muelle y en el momento deseado pulsaremos el botón que libera el muelle y se produce el vacío en la punta.

Nos servirá para absorber estaño, que estaremos fundiendo simultáneamente con la punta del soldador. El modo de proceder es el siguiente:

Cargar el desoldador. Para ello presionaremos el pulsador de carga, venciendo la fuerza del muelle.

Aplicar la punta del soldador a la zona de donde se quiera quitar el estaño. Si la punta del soldador está limpia, el estaño se derretirá en unos pocos segundos.Asegurarse de que el desoldador está listo.

En ese momento, sin retirar el soldador, acercar la punta del chupón a la zona y pulsar el botón de accionamiento. Se disparará el émbolo interno produciendo un gran vacío en la punta y absorbiendo el estaño hacia el depósito.

Si es necesario, repetir este último paso cargando previamente el desoldador.

Retirar el soldador y el chupón. En la foto vemos el resultado de la desoldadura.Si después del proceso aún queda algo de estaño sujetando el componente que queremos quitar, entonces será necesario repetir el proceso.

Este dispositivo tiene un depósito suficientemente grande como para no necesitar vaciarlo cada vez que se usa, como ocurre con el desoldador de pera. Para limpiarlo, generalmente hay que desmontarlo desenroscando sus partes.

Las herramientas útiles en Electrónica

Aparte del soldador y el desoldador, vamos a necesitar una serie de herramientas que nos harán más fácil el trabajo. Lo ideal sería poder disponer de todas estas herramientas que se ven aquí a la derecha, aunque con unas pocas nos podremos arreglar la mayoría de las veces.

Aquí se observan diferentes tipos de destornilladores, alicates, pinzas y limas.

Evidentemente, no trataremos aquí de describir herramientas que seguramente todos ya conocemos, pero creemos oportuno dedicar un poco de espacio a aquéllas cuyas

características son las más adecuadas a

Los Alicates

Los alicates para usos electrónicos los elegiremos de tal forma que nos sean lo más útiles posible.

Alicates de punta redonda están particularmente adaptados para doblar extremos de hilos de conexión.Alicates de puntas planas (de superficie interna grabada o lisa).Alicates de puntas finas, curvadas.

Finalmente, las llamadas pinzas de muelle, del todo similares a las que usan los coleccionistas de sellos, son muy útiles para sostener los extremos de los hilos de conexión en la posición adecuada durante la soldadura con estaño.

Aquí vemos tres tipos de alicates de los más corrientes para el trabajo del electrónico. El de puntas redondas es particularmente útil para hacer anillos en los extremos de los hilos de conexión, el de puntas curvas sirve para alcanzar lugares de difícil acceso y el de corte

Las Pinzas

Éstas son las típicas "pinzas de muelle", muy útiles para la realización de conexiones y para la colocación de pequeños componentes. Las hay que tienen las puntas recubiertas con una capa de plástico o goma, o incluso que están hechas íntegramente con plástico. En nuestro

caso nos interesan las más simples, que son

Las Tijeras

Las tijeras corrientes también tienen una notable utilidad: en electrónica se emplea un tipo bastante robusto y corto, tal como se ve aquí a la izquierda, las tijeras de electricista. Una muesca adecuada también las hace útiles para cortar hilos delgados. Sirven para pelar los conductores aislados cuando no se dispone de un utensilio más adecuado. La

muesca de corte se observa mejor aquí:

Unos ejercicios para practicar...

Llegó el momento de ponerse manos a la obra. Como ya hemos dicho, practicando es como se aprende, así que vamos a hacer unos ejercicios muy sencillos de soldadura, que ayudarán a usar correcamente las herramientas.

Necesitamos estos elementos:

Soldador. Estaño. Hilo de cobre desnudo de 1.5 mm. de diámetro (un par de metros).

Alicates de puntas redondas. Alicates de corte. Alicates de puntas planas.

Con el hilo de cobre vamos a construir estos símbolos de componentes electrónicos:

Ejercicio 1: Diodo de unión

Ejercicio 2: Transistor NPN

Ejercicio 3: MOSFET de acumulación

Con las herramientas debemos cortar y doblar el hilo hasta adoptar las formas de los tramos que se observan. Después, en los puntos de unión deberemos soldar los hilos según se ha explicado en los apartados anteriores. En caso de que una soldadura no quede bien o resulte demasiado voluminosa, deberemos desoldarla y repetirla.

Para hacer estos montajes de forma más fácil y puesto que estamos empezando, vamos a proporcionar unos trucos y detalles. Nota: el círculo grande de estas figuras tiene un diámetro de unos 5 cm., para hacernos una idea de los tamaños.

Vamos a centrarnos en el ejercicio 1. Es un diodo, en su simbología antigua (cuando aún se rodeaba al diodo con una circunferencia). En sus extremos tiene unos anillos que se pueden hacer con el alicate de puntas redondas de forma que queden como se observa (detalle en rojo). La circunferencia grande se puede hacer doblando el hilo alrededor de un objeto redondo de unos 5 cm. de diámetro. El triángulo se hace de una pieza, doblando dos de los vértices con el alicate de puntas redondas, tratando de que el radio de curvatura sea pequeño. El cátodo del diodo (hilo corto vertical a la derecha del triángulo) será un trozo de hilo corto y habrá que sujetarlo bien cuando haya que soldar.

El proceso de soldadura se hará según se ha explicado. Hay que tener en cuenta que al sodar hilos de cobre del grosor que estamos utilizando pueden ser necesarios unos tiempos mayores de aplicación del soldador hasta que las piezas se calientan. Asímismo hará falta más tiempo para que el estaño se distribuya por toda la zona de soldadura.

Las soldaduras se harán en los puntos que se indica en azul en el dibujo de arriba y tienen que quedar de la forma mostrada para que estén bien hechas y tengan una buena

resistencia mecánica. El orden de operación aconsejable es 2-3-5-4-1-6. Habrá que prestar un cuidado especial a la 4 (detalle en violeta), que es especialmente difícil (hay que unir 5 hilos sin que se muevan y el estaño debe formar una sola gota que cubra los 5).

Se suele decir que una forma de enseñar cómo se hace algo es enseñar cómo no debe hacerse, así que vamos a ver ahora una serie de soldaduras que están mal hechas. Aparentemente podrían parecer correctas, pero hay detalles que se deberían mejorar. Algunas de estas soldaduras tendrían una resistencia mecánica mala y se romperían al

primer tirón.En el dibujo de aquí al lado vemos una serie de "soldaduras" que no se deben hacer. La verdad es que nos hemos divertido bastante creando este dibujo. Las "soldaduras", si

es que se las puede llamar así, están numeradas para poder referirnos mejor a ellas:

1. Ésta realmente no hace ningún efecto. El estaño está en los dos lados pero no hace la unión. Esto se corrige aplicando el soldador en el punto intermedio, aportando más estaño si es necesario y esperando a que se unan las dos gotas formando una sola.

2. La parte superior está bien, pero el hilo que viene desde abajo no está sujeto. Se corrige igual que la anterior.

3. La unión está bien hecha desde el punto de vista mecánico aunque la falla salta a la vista: tiene demasiado estaño. Las soldaduras no deben adoptar forma de bola, como ésta. Para corregirlo, deberemos eliminar gran parte del estaño utilizando el desoldador y luego repetir la soldadura, esta vez sin que quede tan grande.

4. Ésta está un poco escasa. El cátodo está bien unido al tramo 4-6, pero el vértice del triángulo está tocando el punto 4, no soldado a dicho punto. Se corrige aplicando de nuevo el soldador, aportando estaño por las zonas que no lo tienen y esperando a que se forme una gota única antes de retirar el soldador.

5. Aquí lo que pasa es que falta cubrir con el estaño los 4 conductores que llegan al punto 5. Actualmente la soldadura está bien por la parte derecha del punto 5, pero la parte izquierda está un poco escasa. Se corrige igual que el caso 4.

6. Curiosa forma de cerrar el anillo. Debe quedar como el punto 6 del dibujo de más arriba.

El resto de los ejercicios se hacen de la misma manera. El del transistor tiene cierta dificultad en los puntos 3, 4, 5 y 8. El del MOSFET es en cierto modo el más sencillo y no presenta excesiva dificultad.

Ejercicios resueltos

Ahora veremos el aspecto final de los ejercicios, una vez hechas las soldaduras. Aquí también se ve por dónde hay que doblar y cortar el hilo de cobre.

Diodo de unión. Orden recomendado de soldadura: 2-3-5-4-1-6

Transistor NPN. Orden recomendado de soldadura: 2-3-6-8-4-5-1-7-9

MOSFET de acumulación. Orden recomendado de soldadura: 2-3-6-5-1-4-7

Realmente, en estos dibujos, el tamaño de las soldaduras y el grosor de los hilos está exagerado un poco con respecto al tamaño de las figuras, pero de esta forma se aprecian mejor.

Como se puede observar, la mayoría de las piezas de estos símbolos se pueden construir doblando tramos de hilo de cobre en lugar de cortar todos los segmentos. Véase, en la figura del MOSFET, que el terminal de la izquierda tiene un anillo, un tramo horizontal y un tramo vertical que se han hecho sin cortar, simplemente doblando el hilo.

ALGUNOS CONSEJOS SOBRE LOS MONTAJES

SOLDADURAS.

Las buenas soldaduras tienen gran importancia en todos los montajes de electrónica y, por ello, constituyen una de las habilidades de los técnicos y operarios y un aspecto al que es preciso dedicar cierta atención, para evitar posteriores fallas.

Deben ser mecánicamente fuertes, de modo tal que no se puedan mover los elementos soldados (con lo que el aparato dejaría de funcionar correctamente y al quedar desequilibrados algunos circuitos podrían deteriorarse otros componentes).

Electrónicamente, los contactos soldados deben tener muy pequeña resistencia, con el fín de que no varíen los valores del circuito.

REGLAS UTILES

1.- La punta del soldador debe estar estañada y limpia.

2.- Los metales que van a ser soldados deben estar limpios.

3.- Donde resulte posible, los elementos deben mantenerse mecánicamente sin que la soldadura trabaje en este sentido.

4.- Antes de soldar una o más superficies grandes, deben preestañarse.

5.- El hilo de soldar (compuesto a base de estaño con alma interior de un producto fundente) debe aplicarse al empalme y no a la punta del soldador.

6.- No se debe dar más cantidad de soldadura que la estrictamente necesaria.

7.- Cuando, además, se utilice pasta de soldar (para favorecer que el estaño fundido penetre por pequeñas grietas o poros) ésta debe aplicarse en pequeñas cantidades y siempre a la unión y nunca al soldador.

8.- Soldar lo más rápidamente posible. Si se recalientan con exceso los componentes se corre el peligro de deteriorar sus capas aislantes.

9.- La soldadura, si se han calentado bien las partes a soldar, deberá fluir libremente y presentar un aspecto brillante y liso.

10.- Usar estaño con núcleo de resina. No con núcleo de ácido.

11.- No soplar para que se enfríe antes la soldadura. Puede quedar aparentemente bien y eléctricamente falsa.

No debe olvidarse que el soldador está a temperatura suficientemente alta como para causar serias quemaduras. Por ello:

a) Tener cuidado de no empuñarle por la parte metálica.

b) Evitar que la punta o la parte metálica hagan contacto con cualquier clase de material combustible. Debe descansar siempre sobre un soporte metálico apropiado.

c) Tener cuidado con las salpicaduras del soldador.

Estañado previo de la punta del soldador

a) Antes de calentar el soldador, debe limpiarse bien la punta de forma que quede limpia y brillante al aire. Para ello puede utilizar estaño (estañando muy bien la punta, hasta quedar como dije antes) No hay que usar lija de metal, cepillo de alambre, un objeto cortante (raspado) o viruta de acero, ya que la punta cerámica del soldador perdera su baño protector y se le harán poros a la misma, inutilizandola.

b) Aplíquese un poco de resina con arena (se prepara un un envase metálico chico arena fina con resina) antes de soldar sobre la punta limpia.

c) Caliéntese entonces el soldador y cuando la resina funda, aplíquese estaño encima con lo que la punta quedará uniformemente estañada.

Precauciones especiales que deben observarse al utilizar transistores y circuitos integrados.

Al manejar los transistores y C.I. es preciso tener en cuenta, una serie de precauciones especiales, que si no se observan pueden ocasionar la inutilización total o parcial del dispositivo, con el consiguiente perjuicio técnico y económico.

La mayor parte de estas precauciones están encaminadas a evitar uno o varios de los tres peligros más generalizados, cual sean la elevación excesiva de la temperatura, la aplicación de una tensión más alta que la que puede soportar o la aplicación de tensión con polaridad invertida.

En vista de ello, les sugerimos los siguientes consejos de tipo práctico:

·        Con el fin de evitar un exceso de temperatura que pudiesen dañar al transistor, cuando se efectúen soldaduras en sus terminales, deben ser sujetados, entre el soldador y el transistor, con pinzas, alicates o cualquier objeto metálico que disipe calor.

·        No deben utilizarse soldadores de alto vataje para soldar o desmontar los terminales de los transistores.

·        No debe utilizarse tampoco un soldador de tipo pistola ni acercarle al transistor, ya que el campo electromagnético desarrollado puede destruir el transistor al inducir en él altas corrientes alternas.

·        Son especialmente indicados los soldadores tipo lápiz de unos 30 watios, aproximadamente.

ORIENTACION Y SERIGRAFIA

El plano del montaje es esencial, tanto para saber dónde colocar los distintos componentes, como para orientarlos en el sentido adecuado.

Muchos de ellos tiene una polaridad (positiva y negativa) que se debe respetar, o bien tienen tres terminales o más que se deben insertar correctamente.

Algunas veces el plano de montaje está dibujado, mediante serigrafía, sobre la misma placa donde se montan los componentes, es decir, el "circuito impreso", lo cual simplifica el montaje.

SECUENCIA DE MONTAJE

Los terminales de los componentes que se montan en horizontal, por ejemplo las resistencias, se deben doblar en ángulo recto antes de insertarlos.

El doblado no se debe realizar nunca demasiado cerca del componente, para evitar tensiones mecánicas internas que puedan causar roturas, especialmente en los diodos.

Para evitar problemas se pueden utilizar los doblaterminales especiales de plástico, que garantizan un plegado correcto sin riesgos. Como alternativa, se puede inmovilizar el terminal más próximo al componente con unos alicates de punta fina, doblándolo más allá del alicate.

SOLDADURA Y CORTE

Una vez insertado el componente, conviene doblar ligeramente los terminales hacia fuera para mantenerlo inmóvil en el circuito impreso. Se da la vuelta después al circuito y se sueldan los terminales a las pistas de cobre. Finalmente, con un alicate de corte se recortan los terminales, es decir se corta la parte que sobresale de la soldadura; conviene sujetarla con los dedos mientras se corta con el fin de que no salga volando al cortarlo.

INTEGRADOS EN EL ZOCALO

Para evitar dañar los circuitos integrados en la soldadura, y permitir una fácil sustitución, en lugar de soldarlos directamente se utiliza a menudo un zócalo de soporte. Antes de insertar un integrado en su zócalo, los pines deben estar verticales: normalmente está ligeramente inclinados hacia fuera. Un buen sistema para redirigirlos consiste en presionar el integrado contra una superficie rígida, por ejemplo la mesa de trabajo, sobre el costado de cada hilera de los pines.

Como probar   componentes electrónicos

 Prueba de capacitores

Capacitores de bajo valor

La prueba de capacitores de bajo valor se limita a saber si los mismos están o no en cortocircuito.Valores por debajo de 100nf en general no son detectados por el multímetro y con el mismo en posición R×1k se puede saber si el capacitor esta en cortocircuito o no según muestra la figura.

Si el capacitor posee resistencia infinita significa que el componente no posee pérdidas excesivas ni está en cortocircuito. Generalmente esta indicación es suficiente para considerar que el capacitor está, en buen estado pero en algún caso podría ocurrir que el elemento estuviera "abierto", o que un terminal en el interior del capacitor no hiciera contacto con la placa.

Para confirmar con seguridad el estado del capacitor e incluso conocer su valor, se puede emplear el circuito de la figura.

Para conocer el valor de la capacidad se deben seguir los pasos que se describen a continuación:

1. Armado el circuito se mide la tensión V1 y se anota. 2. Se calcula la corriente por el resistor que será la misma que atraviesa el capacitor

por estar ambos elementos en serie I = V1 / R 3. Se mide la tensión V2 y se anota. 4. Se calcula la reactancia capacitiva del componente en medición XC = V2 / I 5. Se calcula el valor de la capacidad del capacitor con los valores obtenidos

C = 1 / [ XC . 6 , 28 . f ]

Observaciones

Se debe emplear un solo voltímetro.La frecuencia será 50 ó 60Hz según el país donde estés ya que es la correspondiente a la red eléctrica.

Elegir el valor de R según el valor del capacitor a medir:

Capacidad a medir Resistencia serie0 , 01uf < Cx < 0 , 5uf 10KCx orden de los nanofarad 100KCx mayores hasta 10uf 1K

Con este método pueden medirse capacitores cuyos valores estén comprendidos entre 0 , 01uf y 0 , 5uf.Si se desean medir capacidades menores debe tenerse en cuenta la resistencia que posee el multímetro usado como voltímetro cuando se efectúe la medición.Para medir capacidades mayores debe tenerse en cuenta que los capacitores sean no polarizados, debido a que la prueba se realiza con corriente alterna.

Capacitores electrolíticos

Los capacitores electrolíticos pueden medirse directamente con el multímetro utilizado como ohmetro. Cuando se conecta un capacitor entre los terminales del multímetro, este hará que el componente se cargue con una constante de tiempo que depende de su capacidad y de la resistencia del multímetro. Por lo tanto la aguja deflexionará por completo y luego descenderá hasta cero indicando que el capacitor está cargado totalmente, ver figura.

El tiempo que tarda la aguja en descender hasta 0 dependerá del rango en que se encuentra el multímetro y de la capacidad del capacitor. En la prueba es conveniente respetar la tabla I.

TABLA I

Valor del capacitor RangoHasta 5uf R×1kHasta 22uf R×100Hasta 220uf R×10Mas de 220uf R×1

Si la aguja no se mueve indica que el capacitor está abierto, si va hasta cero sin retornar indica que está en cortocircuito y si retorna pero no a fondo de escala entonces el condensador tendrá fugas.En la medida que la capacidad del componente es mayor, es normal que sea menor la resistencia que debe indicar el instrumento.La tabla II indica la resistencia de pérdida que deberían tener los capacitores de buena calidad.

TABLA II

Capacitor Resistencia de pérdida10uf Mayor que 5M47uf Mayor que 1M100uf Mayor que 700K470uf Mayor que 400K

1000uf Mayor que 200K4700uf Mayor que 50K

Se realizar la prueba dos veces, invirtiendo la conexión de las puntas de prueba del multímetro. Para la medición de la resistencia de pérdida interesa la que resulta menor según muestra la figura.

Prueba de diodos

Los diodos son componentes que conducen la corriente en un solo sentido, teniendo en cuenta esto se pueden probar con un multímetro en la posición ohmetro. El funcionamiento de tal aparato de medida se basa en la medición de la corriente que circula por el elemento bajo prueba. Es muy importante conocer la polaridad de la batería interna del los multímetros analógicos en los cuales la punta negra del multímetro corresponde al terminal positivo de la batería interna y la punta roja corresponde al terminal negativo de la batería.

Se empleará un multímetro y las medidas se efectuarán colocando el instrumento en las escalas de resistencia y preferiblemente en las escalas ohm x 1, ohm x 10 ó también ohm x 100. Así cuando se intenta medir la resistencia de un diodo, se encontrarán dos valores totalmente distintos, según el sentido de las puntas. Si la punta roja (negativo) se conecta a la zona N (cátodo del diodo) y la punta negra a la P (ánodo), la unión se polariza en directo y se hace conductora. El valor concreto indicado por el instrumento no tiene significado alguno, salvo el de mostrar que por la unión circula corriente.

Por el contrario, cuando la punta roja se conecta a la zona P (ánodo), y la negra a la zona N (cátodo), se esta aplicando una tensión inversa. La unión no conducirá, y esto será interpretado por el instrumento como una resistencia muy elevada.

Prueba de transistores

Un transistor bipolar equivale a dos diodos en oposición (tiene dos uniones), por lo tanto las medidas deben realizarse sobre cada una de ellas por separado, pensando que el electrodo base es común a ambas direcciones.

Se empleará un multímetro analógico y las medidas se efectuarán colocando el instrumento en las escalas de resistencia y preferiblemente en las escalas ohm x 1, ohm x 10 ó también ohm x 100. Antes de aplicar las puntas al transistor es conveniente

cerciorarse del tipo de éste, ya que si es NPN se procederá de forma contraria que si se trata de un PNP. Para el primer caso (NPN) se situará la punta negra (negativo) del multímetro sobre el terminal de la base y se aplicará la punta roja sobre las patitas correspondientes al emisor y colector. Con esto se habrá aplicado entre la base y el emisor o colector, una polarización directa, lo que traerá como consecuencia la entrada en conducción de ambas uniones, moviéndose la aguja del multímetro hasta indicar un cierto valor de resistencia, generalmente baja (algunos ohm) y que depende de muchos factores.

A continuación se invertirá la posición de las puntas del instrumento, colocando la punta roja (positivo) sobre la base y la punta negra sobre el emisor y después sobre el colector. De esta manera el transistor recibirá una tensión inversa sobre sus uniones con lo que circulará por él una corriente muy débil, traduciéndose en un pequeño o incluso nulo movimiento de la aguja. Si se tratara de un transistor PNP el método a seguir es justamente el opuesto al descripto, ya que las polaridades directas e inversas de las uniones son las contrarias a las del tipo NPN.

Las comprobaciones anteriores se completan con una medida, situando el multímetro entre los terminales de emisor y colector en las dos posibles combinaciones que puede existir; la indicación del instrumento será muy similar a la que se obtuvo en el caso de aplicar polarización inversa (alta resistencia), debido a que al dejar la base sin conexión el

transistor estará bloqueado. Esta comprobación no debe olvidarse, ya que se puede detectar un cortocircuito entre emisor y colector y en muchas ocasiones no se descubre con las medidas anteriores.

   

 

COMO IDENTIFICAR Y MEDIR ALGUNOS COMPONENTES

FIG. 1

Como se ve en la imágen superior FIG. 1 , el Tester Digital está seleccionado para realizar mediciones de semiconductores ( simbolo del diodo ). Al colocar las Puntas de Prueba, POSITIVO en uno de los pines del TRANSISTOR y NEGATIVO en el otro extremo.....éste nos da un valor que es de . 5 4 6 , a continuación veremos la siguiente imágen :

FIG. 2

Vemos que al mantener la Punta de Prueba Positiva en el mismo pin y colocamos la Punta de Prueba Negativa en el pin central FIG. 2, el instrumento nos da un valor distinto y menor que la medición anterior que es de . 4 7 4.

Si nosotros invertimos las Puntas de Prueba y realizamos las mismas acciones anteriores, como se ve en las figuras siguientes :

FIG. 3

Vemos que al colocar las Puntas de Prueba, NEGATIVO en uno de los pines del TRANSISTOR y POSITIVO en el otro extremo el instrumento nos da un valor infinito FIG. 3, a continuación veremos la siguiente imágen :

FIG. 4

Vemos que al mantener la Punta de Prueba Negativa en el mismo pin y colocamos la Punta de Prueba Positiva en el pin central, el instrumento nos sigue dando un valor infinito FIG. 4.

Los resultados de éstas pruebas nos están demostrando algo que es primordial, especialmente en la medición de un TRANSISTOR de Silicio Bipolar y es la identificación individual de cada uno de los pines. La imágen que muestra la FIG. 1 y FIG. 2 tienen en común la Punta de Prueba POSITIVA, y recordando que las junturas de un TRANSISTOR tienen en común la BASE, ya tenemos identificado el primer pin.

La FIG. 1 y FIG. 2 muestran que el instrumento da DOS valores diferentes al usar la Punta de Prueba NEGATIVA . En la FIG. 1 el valor es superior al de la FIG. 2 y por norma natural de las junturas la BASE EMISOR es mayor FIG. 1 que la BASE COLECTOR FIG. 2, es decir que el TRANSISTOR es del tipo ( N-P-N ), la P es la base ROJO POSITIVO común y está polarizado directamente por el tester digital y para ambas junturas, una juntura N-P es la EMISOR-BASE y la otra juntura P-N es la BASE-COLECTOR.

La FIG. 3 y la FIG. 4 nos muestran que al medir con polarización inversa las junturas del TRANSISTOR, éste se comporta como un aislante.

NOTA 1: El Tester Digital entrega en las Puntas de Prueba un voltaje suficiente para hacer trabajar y polarizar directamente las junturas del transistor; el voltaje es entregado por la batería interna y es un voltaje contínuo y no alterno.

FIG. 1 BASE - EMISOR MAYOR que FIG. 2 BASE - COLECTOR

Para un TRANSISTOR P-N-P el proceso es inverso.

MEDIDA DE UN DIODO DE SILICIO

FIG. 5

La FIG. 5 muestra las Puntas de Prueba midiendo la polarización directa de un Diodo de Silicio, en donde vemos que la Punta de Prueba POSITIVA está en el Ánodo y la Punta de Prueba NEGATIVA en el Cátodo, la juntura tine un valor similar a la juntura de un TRANSISTOR.

FIG. 6

La FIG. 6 muestra las Puntas de Prueba midiendo la polarización inversa de un Diodo de Silicio, en donde vemos que la Punta de Prueba POSITIVA está en el Cátodo y la Punta de Prueba NEGATIVA en el Ánodo, la juntura tine un valor infinito.

NOTA 2 : Cada Diodo sea de Germanio o de Silicio, presenta un valor diferente o similar pero la idea primordial es la de identificar las polaridades de éste ( Ánodo y Cátodo )

IDENTIFICAR Y MEDIR COMPONENTES DAÑADOS O QUEMADOS

Sabemos ya como se mide un Diodo y un Transistor que están buenos, pero que pasa cuando están malos ?.?..?...... ántes que nada debemos tener las siguientes herramientas aparte del TESTER DIGITAL :

FIG. 7a FIG. 7b

               

La FIG. 7a corresponde a un extractor o removedor de Soldadura el cual trabaja succionando el aire y llevándose consigo al interior la Soldadura ya derretida por el calor aplicado por la punta del Cautín o Calentador FIG. 7b.

Para reconocer básicamente un Semiconductor dañado, debemos realizar los siguientes pasos :

1.- Exploración Visual .

2.- Reconocer e Identificar los componentes ( RESISTENCIAS - CONDENSADORES - SEMICONDUCTORES - BOBINAS - ETC.. )

3.- Extraer los componentes dudososo o defectuosos reconocidos visualmente .

4.- Medir componentes con el TESTER DIGITAL .

5.- Reemplazar el componente dañado .

IMÁGENES DE ALGUNOS COMPONENTES DAÑADOS

FIG. 8

FIG. 9

FIG. 10

La FIG. 8 muestra una RESISTENCIA que visualmente está irreconocible y al medir con el TESTER DIGITAL nos de un valor no real, pero ayudados por una LUPA o LENTE de AUMENTO podemos observar más detalladamente los posibles colores (MARRON - NEGRO - MARRON o ROJO ), la última banda de color es insegura además es la banda de multiplicación, si fuera de color MARRON sería una RESISTENCIA de 100 OHM, y si fuera de color ROJO sería una RESISTENCIA de 1000 OHM o 1K OHM ( K= Kilo ). La FIG. 9 muestra una RESISTENCIA en condiciones similares al de la FIG. 8, pero la FIG. 10 revela lo que sucede con una RESISTENCIA que se quema y es ilegible su identificación, esto es causado por una POTENCIA que la resistencia no es capaz de

soportar, generalmente están quemados otros componentes que van conectados eléctricamente al circuito.

Para asegurarnos de colocar o reemplazar la RESISTENCIA adecuada FIG. 8 y FIG. 9, es mejor colocar la de 1K OHM y desde éste valor resistivo comenzar a usar resistencias más pequeñas, bajando en la escala resistiva ( 910 OHM - 820 OHM - ....100 OHM ... 2 OHM. ) y haciendo las pruebas de funcionamiento correspondientes para cada valor hasta que el circuito funcione correctamente. Pero en el caso de la FIG. 10 se debe analizar el circuito. En resúmen la idea es comenzar con un valor alto.

NOTA 3 : Tener presente la POTENCIA de la RESISTENCIA al reemplazarla.

FIG. 11

La FIG. 11 muestra un DIODO de SILICIO que está quebrado, producto de una Sobre Tensión o Sobre Corriente mayor de la que es capaz de soportar el SEMICONDUCTOR. Éste tipo de casos es identificable a simple vista, pero si al medir un DIODO con el TESTER DIGITAL el resultado no es similar como el de la FIG. 5 entonces es que está dañado.

NOTA 4 : Al medir con un TESTER DIGITAL un DIODO que este dañado, éste medirá en ambos sentidos (se dice técnicamente que está en corto circuito), o simplemente no medirá ningún valor ( se dice técnicamente que está abierto ) .

CIRCUITOS IMPRESOS

Antiguamente, para realizar un circuito electrónico - receptor de radio, receptor de televisión, alarmas, etc.- se recurría a lo que entonces se conocía: el cableado con hilo conductor. Este sistema daba lugar a gran cantidad de averías, además de la complejidad y voluminosidad de los montajes. La implantación de los circuitos impresos facilitó y simplificó enormemente las tareas de montaje y reparación de circuitos electrónicos.

LA PLACA VIRGEN

Una placa para la realización de circuitos impresos consiste en una plancha base aislante - cartón endurecido, bakelita o fibra de vidrio - de diversos espesores; los más comunes son unos 2 mm, y sobre la cual se ha depositado una fina lámina de cobre que está firmemente pegada a la base aislante. En la figura 4.1 se puede ver el corte de una placa de circuito impreso virgen, es decir, sin taladrar ni atacar.

Figura 4.1

MEDIOS NECESARIOS PARA EL DISEÑO DE UN CIRCUITO IMPRESO

Para diseñar un circuito impreso es preciso disponer de lo siguiente:

· Un esquema eléctrico. Este consiste en una representación de símbolos normalizados unidos por unas líneas que representan las conexiones (conductores); al lado de cada componente se debe reflejar la denominación de referencia y, optativamente, el valor del componente. Como ejemplo veamos el esquema reflejado en la figura 4.2.a.

Figura 4.2

· Una hoja de papel cuadriculado en décimas de pulgada. El motivo de utilizar este tipo de cuadrícula es que los componentes se fabrican siguiendo unas normas basadas en dicha cuadrícula de décimas de pulgada. En la figura 4.2.b se puede ver el fragmento de una cuadrícula de este tipo.

· Un lapicero, una goma de borrar, una regla y un compás o plantilla de círculos; optativamente se puede disponer de bolígrafos o rotuladores de varios colores para el acabado del diseño final.

NORMAS BÁSICAS PARA EL DISEÑO DE CIRCUITOS IMPRESOS

Aunque cada caso requiere un tratamiento especial y cada Empresa tendrá sus propias normas, se deben de tener en cuenta unas reglas básicas que podrían considerarse comunes y que pasamos a enumerar:

 1. Se diseñará sobre una hoja cuadriculada en décimas de pulgada, de modo que se hagan coincidir las pistas con las líneas de la cuadrícula o formando un ángulo de 45º con éstas, y los puntos de soldadura con las intersecciones de las líneas (Fig. 4.3.a).

Figura 4.3.a

2. Se tratará de realizar un diseño lo más sencillo posible; cuanto más cortas sean las pistas y más simple la distribución de componentes, mejor resultará el diseño.

 3. No se realizarán pistas con ángulos de 90º; cuando sea preciso efectuar un giro en una pista, se hará con dos ángulos de 135º (Fig. 4.3.b) ; si es necesario ejecutar una bifurcación en una pista, se hará suavizando los ángulos con sendos triángulos a cada lado (Fig. 4.3.c).

 4. Los puntos de soldadura consistirán en círculos cuyo diámetro será, al menos, el doble del ancho de la pista que en él termina.

 5. El ancho de las pistas dependerá de la intensidad que vaya a circular por ellas. Se tendrá en cuenta que 0,8 mm puede soportar, dependiendo del espesor de la pista, alrededor de 2 amperios; 2 mm, unos 5 amperios; y 4,5 mm, unos 10 amperios. En general, se realizarán pistas de unos 2 mm aproximadamente.

Figura 4.3.b

Figura 4.3.c

6. Entre pistas próximas y entre pistas y puntos de soldadura, se observará una distancia que dependerá de la tensión eléctrica que se prevea existirá entre ellas; como norma general, se dejará una distancia mínima de unos 0,8 mm.; en casos de diseños complejos, se podrá disminuir los 0,8 mm hasta 0,4 mm. En algunas ocasiones será preciso cortar una porción de ciertos puntos de soldadura para que se cumpla esta norma (Fig. 4.3.d)

7. La distancia mínima entre pistas y los bordes de la placa será de dos décimas de pulgada, aproximadamente unos 5 mm.

8. Todos los componentes se colocarán paralelos a los bordes de la placa (Fig. 4.3.e).

9. No se podrán colocar pistas entre los bordes de la placa y los puntos de soldadura de terminales de entrada, salida o alimentación, exceptuando la pista de masa.

Figura 4.3.d

Figura 4.3.e

10. No se pasarán pistas entre dos terminales de componentes activos (transistores, tiristores, etc.).

11. Se debe prever la sujeción de la placa a un chasis o caja; para ello se dispondrá un taladro de 3,5 mm en cada esquina de la placa.

12. Como norma general, se debe dejar, una o dos décimas de pulgada de patilla entre el cuerpo de los componentes y el punto de soldadura correspondiente (Fig. 4.3.f).

Figura 4.3.f

PROCESO DE DISEÑO

Para proceder a diseñar una placa de circuito impreso, es necesario conocer el tamaño y la forma física de los componentes, o, mejor aún, disponer de ellos.

No existe una norma fija para comenzar el diseño, pero expondremos una de las que estimamos mas sencillas. Como ejemplo, consideremos el esquema eléctrico de la figura 4.4.a; en primer lugar, comenzamos por marcar los límites de la placa sobre la hoja cuadriculada normalizada (recordemos que se trata de una cuadrícula en décimas de pulgada) ; a continuación se sitúan los terminales (espadines) A y B, y se distribuyen las resistencias, por ejemplo según la figura 4A.b; como vemos en el esquema eléctrico, las resistencias R1, R2, y R3 están unidas por uno de sus extremos y, a la vez, unidas al terminal A; por tanto tendremos que trazar una pista uniendo un extremo de R1 con un extremo de R2 con un extremo de R3 y con el terminal A (Fig. 4.4.c). Continuando con el esquema, vemos que las otras patillas de R1, R2 y R3 están unidas entre sí, y, a su vez, unidas con una de las patillas de R4; trazaremos, entonces, una pista que las una (Fig. 4.4.d). Continuaremos de la misma forma, hasta que nos encontremos con el terminal B (Fig. 4.4.e). Una vez realizado el boceto, pasaremos a trazar las pistas a su tamaño real, como se refleja en la figura 4.4.f.

PROCESO DE REALIZACIÓN DE LA PLACA

Para transferir el diseño terminado en el apartado anterior, procederemos del modo siguiente:

Figura 4.4

· Se toma la placa virgen y se coloca bajo el diseño realizado, haciendo que coincidan los bordes de éste con los de aquélla y de forma que la cara de cobre de la placa toque el papel. Para que no se muevan ni el papel ni la placa, se aconseja sujetarlos con cinta adhesiva.

· Con una punta de trazar o un punzón, pinchar exactamente en el centro del punto de soldadura, con el fin de que esta marca quede señalada en la cara de cobre. Se tendrá cuidado de no olvidar ningún punto de soldadura.

· Una vez hecho esto, se separan la placa y el papel del diseño; se notarán los punteados realizados en la operación anterior.

· Se limpia la cara de cobre de manera que no conserve ningún tipo de suciedad. Esta operación se puede hacer de diversas formas: con agua y jabón, con estropajo en seco o con agua, etc., pero se aconseja hacerlo con goma de borrar.

· Con un rotulador resistente al ataque ácido y, a ser posible, con ayuda de una plantilla de círculos, se dibujarán los círculos correspondientes a los puntos de soldadura, cuidando de que queden perfectamente centrados sobre los puntos marcados. Se tendrá la precaución de no tocar el cobre con la mano, para evitar mancharlo.

· Cuando se haya terminado de dibujar los círculos, con el mismo rotulador y la ayuda de una regla, se trazarán las pistas sobre la cara de cobre, cuidando que sean exactas a las que se trazaron en el papel de diseño.

· Alcanzado este punto, se puede optar por taladrar o por atacar; se aconseja atacar primero para evitar rayar las pistas dibujadas.

· Para proceder al atacado, se puede recurrir a varios tipos de mordiente líquido atacador) : El Cloruro Férrico (muy lento, pero poco corrosivo), el Ácido Clorhídrico (rápido, pero muy corrosivo), u otros métodos que se distribuyen como atacadores rápidos en el comercio. Si el atacado se realiza en el domicilio, se aconseja usar Cloruro Férrico, pues prácticamente carece de emisión de gases nocivos; en cualquier caso, úsese en lugares bien ventilados; se tendrá que evitar el contacto de cualquier metal con el mordiente, pues aquél sería atacado. En nuestro caso, aplicaremos el Ácido Clorhídrico; para ello, tomaremos una medida de este ácido, dos medidas de agua natural (del grifo) y tres medidas de Agua Oxigenada de 110 volúmenes.

¡Cuidado!: Estos líquidos, así como la mezcla, son altamente corrosivos. Si no se manejan con mucho cuidado, pueden provocar quemaduras en la piel o las ropas, por lo que debe prestarse La máxima atención cuando se manipulen. Si, por accidente, el mordiente tocara los ojos o la boca, lavar inmediatamente con agua abundante y acudir urgentemente u un médico.

 Si el atacado se realiza en un laboratorio perfectamente acondicionado, se recomienda utilizar la mezcla de Ácido clorhídrico y Agua oxigenada; en caso contrario, por ejemplo en el domicilio particular, se deberá utilizar un producto menos tóxico: cloruro férrico, atacador rápido, etc.

 Depositada la mezcla en una cubeta de plástico (nunca metálica), ya se puede introducir la placa. Dejar actuar a la mezcla dando un ligero movimiento a la cubeta, sin perder de vista la placa, puesto que suele tardar muy poco tiempo en eliminar el cobre sobrante. Cuando se vea que en la placa no queda más cobre que el propio de las pistas, con ayuda de unas pinzas de plástico, extraer la placa y, cuidando el goteo que se produce, colocarla bajo el grifo y lavarla con agua abundante. En el momento de desechar el

mordiente utilizado, elegir un desagüe que carezca de tuberías metálicas, pues resultarían atacadas y se podrían producir averías en dichos conductos.

·  Cuando ya esté la placa seca, se eliminara la tinta que cubre el cobre; para ello se puede utilizar disolvente o estropajo.

·  A continuación se procede al taladrado.

Atención a la máquina taladradora, si no se maneja con precaución puede ser muy peligrosa.

Para el taladrado de los puntos de soldadura, se usará una broca de 1 mm, exceptuando los puntos de soldadura de espadines y resistencias ajustables, que se efectuarán con broca de 1,25 mm.

·  Terminado el taladrado, sólo queda soldar los componentes a la placa: éstos se insertarán por el lado del aislante para que las patillas del componente sobresalgan por la cara de pistas de cobre y así poder soldarlas (Fig. 4.5).

·  Cuando se hayan terminado las soldaduras, con un alicate de corte se cortarán los trozos sobrantes de las patillas.

Y con esto habremos terminado el diseño, realización, atacado y montaje de una placa de circuito impreso.

Figura 4.5

Realización práctica de un circuito impreso

Introducción:

Hace unas décadas, los circuitos se montaban en forma de "tela de araña". De esta forma se montaron los primeros receptores de radio a válvulas, en los que algunos componentes (el altavoz, el transformador, las válvulas, el condensador variable, los potenciómetros)

iban montados en la carcasa metálica y el resto (condensadores, resistencias, diodos) iban "colgados" por sus terminales.

En la actualidad los circuitos se montan utilizando un soporte más versátil como es la placa de circuito impreso, que es la base que sujetará los componentes y a la vez los interconectará mediante una serie de pistas de cobre, como ya veremos.

Vamos a ver dos de los métodos clásicos para realizar una placa de circuito impreso. Después veremos cómo mecanizar la placa y montar en ella los componentes del circuito.

Se trata de una serie de pasos sencillos, que pronto aprenderemos, así que continua leyendo para empezar...

1 - La placa de Circuito Impreso (C.I.)

La placa de un circuito impreso es la base para el montaje del mismo, es el soporte que sujetará los componentes y a la vez los interconectará mediante una serie de pistas de cobre.

Una placa de circuito impreso está formada por un soporte, que puede ser de baquelita o de fibra de vidrio y una capa de cobre depositada sobre el soporte, tal como se observa aquí:

También vemos sobre la capa de cobre un recubrimiento que puede ser una capa de barniz fotosensible (placas sensibilizadas o fotosensibles) o bien la tinta indeleble (especial para circuitos impresos) que utilizaremos para dibujar las pistas, tal como veremos más adelante.

Mediante el proceso de atacado de la placa, que veremos en detalle más adelante, transformaremos la capa uniforme de cobre en una serie de pistas de cobre que interconectarán los diferentes componentes entre sí, formando el circuito real.

Después de ese proceso, perforamos la placa para poder introducir los terminales de los componentes y soldarlos a las pistas de cobre, de tal forma que el resultado sea similar a éste:

Ovservamos cómo el cobre está cortado en algunas zonas, lo que permite conectar entre sí sólo los componentes que nos interesen. En otras zonas vemos que el cobre sirve de unión eléctrica entre dos componentes, como es el caso del dibujo. Los terminales de los componentes están unidos al cobre mediante soldaduras hechas con estaño.

Vemos aquí una placa de fibra de vidrio, con unas cuantas resistencias, algunos condensadores y dos transistores ya colocados. En todos ellos observamos cómo sus terminales están introducidos por las perforaciones que se han

practicado a la placa.

Si le damos la vuenta a la placa vemos los terminales de los componentes asomando, ya cortados y a punto de ser soldados. En la foto se observan claramente las pistas de cobre que unen los diversos componentes, así como las zonas donde el cobre se ha eliminado.

Esta instantánea se ha tomado en el momento de hacer una soldadura. Observamos la punta del

soldador y el hilo de estaño. Este proceso ya lo hemos explicado en Soldadura.

Sólo queda comentar que existen en el mercado varios tipos de placas, atendiendo a características como el material empleado en el soporte, el número de caras de cobre y si están sensibilizadas (tienen un recubrimiento de barniz fotosensible):

Placa de baquelita de 1 cara Placa de baquelita de 1 cara sensibilizada Placa de fibra de vidrio de 1 cara Placa de fibra de vidrio de 2 caras Placa de fibra de vidrio de 1 cara sensibilizada Placa de fibra de vidrio de 2 caras sensibilizadas

Están colocadas por tipos (y por orden de precio).

Aquí vemos un ejemplo de placa fotosensible. Las de este tipo tienen una capa uniforme de barniz fotosensible sobre el cobre. Al igual que el papel fotográfico, las placas fotosensibles no deben velarse durante su almacenamiento y sólo deben exponerse a la luz durante el proceso de insolado. Para evitar que las dé la luz llevan un plástico opaco pegado, que deberemos retirar en un ambiente de luz muy tenue antes de meterlas a la insoladora, proceso que veremos enseguida.

Las que son de doble cara simplemente tienen una capa de cobre a ambos lados del soporte y permiten hacer circuitos más complicados con el mismo tamaño de placa ya que permiten crear pistas conductoras por ambos lados.

En el mercado podemos obtener estas placas en diversos tamaños estándar, aunque nosotros normalmente usamos en el laboratorio las de tamaño de 20x30 cm., ya que nos salen bastante rentables. Después cortamos las placas al tamaño deseado, tratando de aprovechar el espacio lo más posible.

2 - El diseño de pistas de un circuito

El esquema electrónico

Ahora que hemos visto cómo es la placa, vamos a transferir nuestro circuito a ella para poder hacer físicamente el circuito impreso y poder después montar los componentes sobre él.

Partiremos del esquema eléctrico de nuestro circuito, que podría ser ser algo parecido a esto:

El diseño de pistas

El diseño de pistas es un dibujo que representa las conexiones a realizar entre los distintos componentes del circuito. Puede obtenerse de diversas formas:

Diseño por ordenador: Partiendo del esquema electrónico y usando un software como OrCAD, TANGO, etc. Después se imprime el diseño de pistas en papel normal o en papel vegetal. Si es necesario, se puede imprimir en papel normal y fotocopiar en papel de acetato (transparencia) o en papel vegetal.

Diseño a mano: Si el circuito es muy sencillo se pueden dibujar las pistas sobre un papel con un lápiz. Si es necesario, se puede fotocopiar en papel de acetato (transparencia) o en papel vegetal.

Una revista o libro de electrónica: A menudo las revistas de electrónica muestran entre sus páginas el diseño de pistas del circuito. A no ser que la revista nos dé la transparencia, por lo general siempre se fotocopiará la página donde venga el diseño de pistas en papel de acetato (transparencia) o en papel vegetal.

El diseño de pistas tendrá una forma parecida a ésta (foto de la izquierda):

La foto de la derecha muestra la placa una vez terminada y colocados los componentes, vista por el lado de las soldaduras. Como vemos, el resultado es muy semejante al diseño.

3 - Traspaso del diseño de pistas a la placa de circuito impreso

Una vez que tengamos el diseño, existen varios métodos para transferirlo a la placa de circuito impreso, como pueden ser:

Transferencia mediante rotulación Transferencia mediante tiras adhesivas protectoras de distintos tamaños Transferencia mediante fresadora controlada por ordenador (eliminación mecánica

de la capa del cobre usando una máquina LPKF-91 o similar). Transferencia mediante fotolito e insoladora, con placas fotosensibles Transferencia mediante fotoplotter e insoladora, con placas fotosensibles

Aquí vamos a ver dos de los más usados, que son:

Transferencia mediante rotulación Transferencia mediante fotolito e insoladora, con placas fotosensibles

Transferencia por el método clásico de rotulación

Éste es uno de los métodos más "artesanos" para hacer una placa de circuito impreso. Es el más indicado cuando queremos hacer una sola placa y el diseño es sencillo.

El diseño de pistas siempre lo hacemos con la placa vista desde del lado de los componentes. Sin embargo lo que vamos a hacer es dibujar las pistas con un rotulador sobre la capa de cobre de la placa, esto es, sobre el lado de las pistas y de las soldaduras. Esto significa que debemos copiar el diseño, lo más fielmente posible sobre la placa, y DADO VUELTA, de forma que el dibujo rotulado sea simétrico al que tenemos en el papel.

Vamos por pasos:

1. Tenemos el diseño de pistas del circuito, que podemos sacar de una revista o bien hacer a mano, si se trata de algo sencillo. En la foto tenemos un diseño visto desde el lado de los componentes (la cara de arriba).

2. Como el cobre está por el lado de las pistas (cara de abajo), lo primero que debemos hacer para transferir el diseño a la placa es dar vuenta el papel y marcar las posiciones donde deben ir las perforaciones de la placa (donde se insertarán las patitas de los

componentes). Podemos marcarlos con un bolígrafo de tinta líquida o un rotulador normal:

3. Luego colocamos la placa con el cobre hacia nosotros y colocamos el papel tal como se ve aquí. Centraremos la placa de forma que el diseño esté alineado con la placa y luego sujetaremos la placa al papel con cinta adhesiva para evitar que se mueva.

4. Ahora tenemos que transferir las posiciones de las perforaciones a la placa. Esto se puede hacer como vemos en la foto (pinchando con un punzón o la punta de una tijera) para marcar las perforaciones o bien se puede hacer con un papel carbónico, de forma que queden marcados dichos puntos en la placa. La ventaja del punzón o las tijeras es que dejamos hecho un pequeño hoyo en cada punto, lo que luego facilitará que las finas brocas (1mm. de diámetro) se centren ellas solas en cada lugar. Estas marcas debemos hacerlas con un poco de suavidad, ya que no se trata de taladrar la placa con las tijeras ni con el punzón, así que habrá que tener cuidado con la fuerza que empleamos. Si usamos un punzón, lo golpearemos con unos alicates u otra herramienta similar, no con un martillo.

5. La placa debe estar bien limpia, cosa que conseguiremos frotándola con una goma de borrar bolígrafo o bien usando lana de acero ("virulana"), de tal forma que la superficie de cobre quede limpia y brillante.Una vez marcadas las perforaciones, nos servirán de referencia para dibujar las pistas. Como ya hemos comentado, hay que transferir el diseño haciendo el espejo, tal como vemos en estas fotos. Esto debemos hacerlo con un rotulador de tinta indeleble (resistente al agua). Nosotros utilizamos el típico rotulador EDDING o STAEDTLER permanent. Debe tener punta fina o al menos lo suficientemente fina como para

permitirnos dibujar las pistas correctamente sin que se junten unas con otras. Para conseguir un resultado superior (se pueden relizar sin problemas pistas finas, inclusive pasar una pista entre dos patitas de un circuito integrado) es aconsejable el uso de tinta indeleble fabricada especialmente para realizar circuitos impresos.

6. Finalmente debemos cortar la placa a la medida necesaria. Para cortar podemos usar una sierra de pelo (de marquetería, como se ve en la foto) o bien una sierra de arco, de las de cortar hierro. Esto podría haberse hecho antes del punto 4, aunque también puede hacerse al final, si nos resulta más cómodo.

Aquí vemos cómo queda la placa, una vez rotulada. Ahora ya podríamos pasar al ataque con ácido, perforación y montaje, pasos que describiremos más adelante.

Transferencia mediante fotolito, con placa fotosensible - Parte 1, la insolación

Éste es un método un poco más laborioso y necesitaremos algo más de material. Es el indicado para placas complicadas, con pistas finas, con pistas por las dos caras, o cuando necesitamos hacer varias placas iguales. Tiene la ventaja de que si se hace bien el proceso, la placa queda "exactamente" igual que el original, con lo que obtendremos resultados de muy buena calidad.

Adicionalmente, podemos colocar en la transparencia cualquier texto, firma o logotipo a nuestro gusto, como en la placa que vemos más abajo.

Lo vemos por pasos:

1. Partiremos del diseño de pistas (fotolito) en una transparencia o en papel vegetal. En la foto vemos el diseño de un circuito digital que tiene numerosas pistas. Observamos también un logotipo, que luego quedará grabado sobre el cobre.NOTA IMPORTANTE: Si vamos a usar una transparencia que tenga las pistas marcadas en negro y el resto transparente (foto de la izquierda), deberemos usar una placa fotosensibilizada POSITIVA. En caso contrario (foto de la derecha) deberemos usar una placa fotosensibilizada NEGATIVA. La placa negativa no suele usarse casi, ya que se emplea mucha tinta para obtener el fotolito.

   

2. Preparamos la insoladora. Nosotros tenemos una insoladora formada por 4 tubos fluorescentes de luz actínica (ultra-violeta) de 20w. Está montada de tal forma que sólo permite insolar una cara de la placa, de forma que si queremos hacer una placa de doble cara deberemos insolar primero una cara y luego dar la vuelta a la placa para insolar la otra. Conviene que la insoladora disponga de un temporizador de hasta 5 minutos, para poder controlar bien los tiempos de exposición, aunque con un reloj también se puede hacer.

También podemos usar tubos de luz blanca, como los de iluminación, incluso podemos improvisar una insoladora artesanal con una mesa, una lámpara

potente y un cristal.

3. Tomamos la placa fotosensible. Como ya hemos dicho, tienen una capa uniforme de barniz fotosensible sobre la capa de cobre y vienen protegidas por un plástico opaco adherido. Deberemos despegar el plástico opaco protector en un ambiente de luz muy tenue.

4. Continuando con luz tenue Colocamos el fotolito sobre el cristal de la insoladora y luego la placa encima, de forma que el lado del cobre esté en contacto con la tinta del fotolito.Si se trata de una placa de doble cara, primero sujetaremos los dos fotolitos entre sí con cinta adhesiva teniendo especial cuidado para que las posiciones de las perforaciones en ambas caras coincidan. Después introducimos la placa entre los dos fotolitos, como vemos en la foto.

5. Ahora sujetamos la placa al fotolito con cinta adhesiva. Suele ser bastante práctivo hacer unos recortes al fotolito en unas zonas que no haya pistas, como se ve en las fotos, para poder pegar la cinta adhesiva. Colocamos el conjunto en la insoladora, en el centro, tal como se veía en la foto del paso 2 y bajamos la tapa de la insoladora.

   

6. Seleccionamos el tiempo de exposición y encendemos la insoladora. El tiempo idóneo depende del tipo de fotolito que usemos y del tipo de luz de la insoladora y lo podremos determinar después de unas pocas pruebas.En nuestro caso, usando papel vegetal impreso con inyección de tinta como fotolito y 4 tubos de luz actínica, los tiempos suelen andar sobre los 3 minutos de exposición.Si usamos una transparencia en papel de acetato con tóner de fotocopiadora, hay que dar un tiempo de exposición menor, ya que este papel es totalmente transparente y deja pasar más luz en las zonas que no hay tinta.De la misma forma, si usamos un flexo o la luz del sol, debremos hacer algunas pruebas con trozos pequeños de placa y nuestro fotolito para determinar el tiempo idóneo de exposición.

Como nota curiosa, decir que usando el sol de pleno enero (en San Juan - Argentina, residencia del sol) y un fotolito de papel vegetal y haciendo que los rayos del sol incidieran de forma perpendicular en la placa, fue necesario un tiempo de exposición de sólo 60 segundos. El proceso fue simple: sujetar bien el conjunto placa-fotolito-cristal, meterlo en una caja cerrada, sacarlo de la caja rápidamente y sujetarlo frente al sol, esperar el tiempo de insolación (60 seg.) y meterlo rápidamente de nuevo en la caja.

Con estos pasos ya tenemos la placa insolada. Ahora, mientras preparamos los siguientes pasos conviene dejar la placa en una caja cerrada, de forma que podamos encender alguna luz más sin velar la placa.

Colocación idónea del fotolito

En el dibujo siguiente vemos la colocación del fotolito sobre la placa de cobre fotosensible. Ya se ha retirado el plástico opaco protector.Vemos en este caso que la tinta de la impresora o fotocopiadora está en la parte superior del fotolito, cosa que en la mayoría de los casos representará un problema, debido a las sombras producidas.

Por lo general la luz de la insoladora no incidirá sobre la placa en una sola dirección (a no ser que usemos la luz del sol), sino que provendrá de varias direcciones, ya que los tubos fluorescentes tienen una cierta superficie luminosa. Además, si tenemos colocado un espejo debajo de los tubos en la insoladora, la luz provendrá aún de más direcciones.

Esta luz difusa y el grososr del papel provocan que la radiación luminosa llegue al barniz fotosensible como se muestra en el dibujo. Como vemos, el área donde incide la luz (azul claro) es algo diferente al área especificada en el fotolito, lo que puede llegar a provocar que algunas pistas finas se hagan más finas aún o incluso lleguen a desaparecer.

La solución a esto consiste en imprimir el fotolito de tal forma que la tinta quede siempre en contacto con el barniz fotosensible. En caso de que sea necesario, esto se puede conseguir imprimiendo el "espejo" del diseño de pistas. El software de diseño de circuitos impresos casi siempre ofrece esta posibilidad.

Como vemos ahora, las zonas donde incide la luz (azul claro) son prácticamente similares a las originales, lo que producirá una placa de gran fidelidad.

Asímismo deberemos cuidar que el fotolito quede totalmente en contacto con la placa y que no tenga arrugas, ya que cualquier separación entre la tinta y el barniz fotosensible provocará que las pistas disminuyan su grososr y además queden mal definidas (borrosas).

Transferencia mediante fotolito, con placa fotosensible - Parte 2, el revelado

Tenemos la placa insolada y guardada en un lugar totalmente oscuro.

Vamos a preparar el proceso del revelado, que consiste básicamente en eliminar parte del barniz protector fotosensible que tiene la placa. De esta forma, donde deba haber pistas el barniz quedará intacto, mientras que desaparecerá el barniz del resto de la placa, permitiendo que en los pasos posteriores el ácido elimine el cobre.

El resultado después del revelado es similar al obtenido después de dibujar las pistas con rotulador sobre la placa, como hemos visto anteriormente.