Fabricacion de una placa de circuito impreso

La fabricación industrial de placas de circuito impreso (PCB) se realiza mediante equipos muy sofisticados a partir de diseños realizados mediante ordenador.
A continuación se describe el método más sencillo para la fabricación de placas  de circuito impreso de forma manual.
-1 Composición de la placa de circuito impreso virgen: Está constituido por un material aislante, que normalmente es baquelita o fibra de vidrio, y una capa de cobre que la cubre por una o por las dos caras

-2 Diseño de la disposición de los componentes: Consiste en dibujar la que será la disposición de los componentes sobre la placa de circuito impreso, representando el espacio que van a ocupar y el lugar en el que se insertarán sus terminales

-3 Creación de fotolito de pista: Utilizando papel transparente (vegetal o de seda), se coloca sobre el diseño en el panel milimetrado y con un lapicero se realiza la conexion entre los componentes según el esquema

-4 Fijación de fotolito por el lado del cobre: El fotolito resultante del paso anterior es la representación de las pistas por el lado de los componentes. Como el diseño de las pistas debe hacerse por el lado del cobre, es necesario girar el fotolito para asi obtener su negativo

 -5 Taladrado de orificios: Con el fotolito sobre la placa de circuito impreso, se marcan los puntos de los pads. Para ello se coloca un granete o puncero de pequeñas dimensiones en cada uno de ellos y se golpea suavemente con un martillo dejando una igera marca en el cobre

-6 Representación de las pistas en el lado del cobre: Con una lija de pulir de grano fino se eliminan las marcas y rebabas que hay en el lado del cobre, tras la operación de taladrado

-7 Representación de las pistas en la placa: Con un rotulador permanente se marcan los pads y las pistas en el lado del cobre de la placa. El rotulador se debe pasar varias veces por cada tramo y siempre en el mismo sentido, ya que un movimiento de valvén puede retirar la tinta que ya se habia aplicado

-8 Tratamiento químico: Permite eliminar el cobre sobrante que no se ha marcado con un rotulador. Para esta operación pueden usarse diferentes productos quimicos, no obstante, aqui se ha decidido utilizar el cloruro férrico, ya que aporta bastante seguridad respecto a otros como la sosa cáustica

-9 Soldadura de componentes: Consiste en insertar las patillas de los componentes en el interior de los orificios, respetando su polaridad, y soldarlas por el siguiente orden:
·ZÓCALOS DE CIRCUITO INTEGRADOS
·BORNES Y ESPADINES
·RESISTENCIAS
·CONDENSADORES
·COMPONENTES ACTIVOS: (DIODOS, TRANSISTORES, INTEGRADOS SIN ZÓCALOS, ETC..)

Montaje en superficie

Conocida como montaje SMD, es una tecnica que no rquiere perforar la placa de circuito impreso, ya que los componentes se sueldan directamente sobre las pistas de cobre

Conexion por orificio pasante

Esta tecnología es ampliamente utilizada desde los albores de la electrónica. En numerosas ocasiones, la complejidad de conexión entre los componentes de un circuito electrónico requiere utilizar placas de circuito impreso de más de una cara, denominadas "multicapa"

Ciucuitos sobre la placa de circuito impreso

Presente en equipos con gran cantidad de componentes electrónicos, su ejecución puede hacerse de dos formas

Circuitos cableados

Muy utilizados en electrodomésticos y máquinas herramientas para conectar entre si los diferentes componentes de su circuito eléctrico y electrónico

Tecnicas de ejecucion de circuitos

Los circuitos del interior de los equipos electrónicos y de los electrodomésticos, pueden realizarse segúm diferentes tecnologías

El relé

Es un dispositivo electromagnetico que esta formado por una bobina y un contacto o grupo de contactos. Consta de las siguientes partes: nucleo, bobina, terminales de la bobina, terminales del contacto, base, sistema del balanceo, contectos y armadura.
Las caracteristicas que hay que conocer en el relé son : TENSIÓN DE LA BOBINA Y PODER DE CORTE DE LOS CONTACTOS

Circuito integrado (IC)

Conocido como chips o microchips, son componentes electronicos basados en semiconductores que alojan en su interior circuitos completos con una función determindad. Se puede sustituir por la misma referencia o una equivalente

El triac

Es como tiristor, pero de control bidireccional. Sirve para controlar cargas de potencia en corriente continua, y un triac es un equivalente a corriente alterna. Es idoneo para controlas cargas de corriente alterna

El trisistor o SCR

Es un diodo de tipo controlador, que tiene un ánodo y un cátado. Sirve para controlar una carga de potencia mediante un tiristor

El trisistor y el triac

Son dos semiconductores de potencia muy utilizados en todo tipo de electrodomésticos y máquinas, como por ejemplo en batidoras, en licuadoras o en taladros de mano, para regular su velocidad de giro

Transistores vipolares (BJT)

Es un componente que permite obtener una señal de salida amplificada partiendo de una señal de entrada mucho más débil y de similares caracteristicas.
El transistor es un semiconductor formado por la unión de tres capas de cristales de silicio, polarizadas negativa o positivamente. Pueden ser de dos modos:
-interruptor: se comporta de igual forma que un interruptor eléctrico, dejando pasar o no la corriente
-amplificación: permite convertir las señales débiles que se aplican en la base en otras de mayor magnitud que salen por el colector

Fotodiodos

Son diodos LED que permiten el paso de la corriente a través de ellos, en función de la luz que reciben. Trabajan con luz visible o inflaroja.

Led de varios colores

-LED BICOLOR DE DOS TERMINALES: Es un LED que se comporta como se en su interior tuviera dos LED conectados en antiparalelo
-LED BICOLOR DE TRES TERMINALES: Es un LED que se comporta como si en su interior existieran dos LED con ánodo o el cátodo común

Led en serie y en paralelo

-SERIE: Se conecta el cátodo del primero con el ánodo del siguiente y asi sucesivamente

-PARALELO: Se conectan los ánodos de todos los LED al positivo de la alimentación a través de la resistencia de polarización, y todos los cátodos al negativo

Resistencia de polarizacion del led

Para que todos los tipos de LED se puedan adaptar a las temperaturas de trabajo del circuito en el que se desean instalar, es necesario conectar con ellos una resistencia de polarizacion

El calculo de dicha resistencia se hace con la siguiente formula basada en la ley de ohm:
                                                 

                                                     R= V-Vled/Iled

diodo led

Es un componente semiconductor que tiene la propiedad de emitir luz cuando es atravesado por una corriente en polarización directa. Las características eléctricas que hay que tener en cuenta al trabajar con diodos LED son la tensión umbral y corriente de paso máxima.

Puente de diodo

El circuito de puentes puede realizarse con cuatro diodos individuales, teniendo en cuenta la polaridad de los mismos, pero también existen componentes que las tienen encapsuladas en una única pieza

Rectificacion de la corriente

Esta propiedad es especialmente útil para rectificar la corriente alterna y, asi, convertirla en corriente continua.

Diodo

Es un semiconductor que tiene la propiedad de facilitar el paso de la corriente en un sentido y bloquearla en el otro. Tiene forma cilíndrica, con dos terminales conectados en forma de axial
El diodo está formado por dos partes: una denominada ánodo (a) y otra cátodo (k)

Así, si un diodo se inserta en un circuito eléctrico y la parte positiva se conecta al ánodo, el diodo deja pasar la corriente a través de él. Entonces se dice que se polariza de forma directa, si fuese al contrario  no dejaría pasar la corriente y seria polarización inversa

Componentes electrónicos activos

Son aquellos cuyo comportamiento cambia en función de variaciones eléctricas que se producen en el circuito. Con ellos se pueden transformar señales, amplificarlas, disparar circuito, etc..

Transformadores

Es una maquina eléctrica estática que funciona por el efecto de inducción magnética, y esta formado por dos bobinas, denominadas devanados. En equipos eléctricos y electrónico pueden ser de diferentes tipos, desde los clásicos, en los que el núcleo magnético esta ala vista y las conexiones a los devanados se realiza soldando cables a sus terminales, a los encapsulados, diseñados para soldados directamente sobre las placas de circuito impreso

En muchas ocasiones, tanto el primario como el secundario disponen de tomas intermedias en sus devanados. Esto permite que el mismo transformador sea usado para diferentes valores de tensión

Inductancias o bobinas

Son elementos pasivos que encuentran en numerosos equipos electricos y electronicos. Su misión es almacenar y liberar energia mediante fenomenos basados en campos magneticos. El valor de la industria(L) viene dados en henrios (H)

 -Tipos de inductores: Los mas comunes se muestran a continuación:

·Bobinas: Están constituidas por hilo esmaltado y puede tener o no núcleo. Aquellas que tiene núcleo pueden ser de hierro o ferrita. Si es de tipo circular son esferoidales o toroides
·Inductores encapsulados o moldeados: Su forma es muy parecida a la de otros componentes electrónicos, como puede ser las resistencias o los condensadores
·Inductores ajustables: De igual forma que ocurre con las resistencias y con los condensadores existen inductores variables a las cuales se les puede ajustar el valor entre un mínimo y un máximo

Asociacion de condensadores

De igual forma que con las resistencias, los condensadores se pueden asociar en serie o en paralelo.

-Condensadores en Paralelo: El valor de un grupo de condensadores en paralelo es equivalente a sustituir dicho grupo por un único condensador que coincide con el resultado de la suma del valor capacitivo de cada uno de ellos

                                                 Ct= C1+C2+C3
-Condensadores en Serie: La capacidad total de un circuito de condensadores en serie es la inversa de la suma de las inversas de cada uno de los condensadores

                                              Ct= 1/C1+1/C2+1/C3

Tipos de condensadores

-Poliester

-cerámicos

-Electrolíticos

-Supercondensadores

-Condensadores de Tantalio

-Condensadores de Corriente Alterna

El valor de los condensadores

La capacidad de condensadores se mide en FARADIOS (F). No obstante, al ser muy grande, el valor de los condensadores siempre se da en submúltiplos del faradio como: microfaradio (µF), nanofaradio (nf) y picofaradio (pf)

-IDENTIFICACIÓN POR CÓDIGO DE COLORES: Se utilizan en condensadores con cinco bandas de colores. Los dos primeros colores son los dos primeros dígitos y el tercer color es el multiplicador. La cuarta banda de color corresponde ala tolerancia y la quinta ala tensión del condensador

-IDENTIFICACIÓN POR CÓDIGO ALFANUMÉRICO: En este caso, el valor del condensador expresado en picofaradios se muestra mediante tres cifras y una letra. Las dos primeras cifras corresponden alas unidades y decenas, el tercer numero indica la cantidad de ceros que hay detrás de las dos primeras unidades y la letra es la tolerancia

 Ejemplo:
473F= 47000 pF +/- 1%                                        0,047= 47 nF
101K= 100pF +/- 10%                                             0,68=68 nF

Condensadores

Son componentes pasivos que tienen la propiedad de almacenar energía. Están formados por dos laminas metálicas, separadas por un elemento dieléctrico como puede ser el papel, el poliéster, un materias cerámico, etc..

Las principales características eléctricas de los condensadores son: su capacidad y su tensión de trabajo

Resistencias variables

Son aquellas que permiten ajustar su valor, bien de forma manual o por la cariacion de alguna magnitudes fisicas

-Potenciómetros: Disponen de un mando de ajusten manuel que permite variar su valor entre un minimo y un maximo.

No obstante, tiene especial protagonismo en equipos de audio, para regular el volumen y ajustar los filtros de ecualización

-Resistencias ajustables: Son resistencias variables cuyo funcionamiento es idéntico que el de los potenciómetros

 -Resistencias dependientes de la luz: Son resistencias que varian su valor óhmico en función de la luz que reciben.

-Resistencias dependientes de la temperatura: Son resistencias que varian su valor óhmico en función de la temperatura de su entorno, y las hay de dos tipos:
·NTC: Disminuye la resistencia
·PCT: Aumenta la resistencias

Resistencias de valor fijo

-Resistencias de carbón: Son las más utilizadas en electrónica. El elemento resistivo está basado en el carbón. Se fabrican en potencias de 1/8, 1/4, 1/2, 1 y 2 W, y disponen de dos terminales, o patillas, para soldar en las placas de circuito impreso

-Resistencias bobinadas: Su construcción se basa en un hilo resistivo bobinado sobre un núcleo cerámico. Son resistencias diseñadas para disipar grandes potencias. Se fabrican apartir de 2W y se pueden encontrar hasta 100W

-Resistencias calefactoras: Son resistencias para aplicaciones de potencias. Se utilizan en electrodomésticos que funcionan por caldeo, como puede ser el horno, la cafetera, etc..

-Redes de resistencias: Son conjuntos de resistencias de valor fijo que se encuentran encapsuladas en el mismo componente. También son conocidas como arrays de resistencias y dispone de una o mas patillas comunes para facilitar su conexión

Potencia de disipacion

La potencia que las resistencias son capaces de disipar vienen expresadas en vatios(W). Asi, a mayor número de vatios, mayor tamaño de la resistencia
Resistencia de carbón suelen tener potencias de 1/8, 1/4, 1/2, 1 y 2 W
Resistencias bobinadas: apartir de 2W, 5, 7, 10 Y 50W
Resistencias calefactoras: 500, 1000, 1800, 2000 y 3000 W

Valor ohmico

Se expresa en ohmios, y en sus múltplos y sus submúltiplos. Dicho valor suele estar impreso en la resistencia y puede estar codificado de dos formas:

-Código de colores: Consiste en codificar el valor de la resistencia mediante un código de colores estandarizado. Dichos colores se aplican con forma de banda en el propio cuerpo de las resistencias

El valor del código de colores se debe interpretar de la siguiente forma: la primera banda corresponde con el primer dígito, la segunda banda con el segundo dígito, la tercera banda con el multiplicador y la cuarta banda con la tolerancia

-Código alfanumérico: En muchas ocasiones, especialmente en las resistencias de gran tamaño, el valor óhmico se encuentra estampado por un código alfanumérico. En este caso, se utilizan los siguientes símbolos literales para los múltiplos de ohmios:
R: unidades de ohmios
K: kiloohmios
M: megaohmios

Resistencias

Son componentes que permiten disipar energía eléctrica en forma de calor. En electrónica, se utilizan para limitar la corriente y polarizar otros componentes como los diodos o los transistores