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Existen muchos dibujadores de circuitos impresos. Quizás tantos como simuladores. Yo elegí el PCB

Wizard que es el dibujador del Live Wire por su sencillez.

Hay que hacer dos circuitos; uno bien claro para el técnico donde pueda seguir las señales con

facilidad y otro que este bien claro para el dibujador para que sepa por donde pasar las pistas sin

que se produzcan cruces. Doble trabajo dirá Ud. No lo creo, sígame hasta el final y va a ver que

fácil es dibujar un circuito impreso cuando todo comienza bien aunque al principio parece que se

demora más.

¿Y cuál es el criterio para evaluar un buen circuito impreso? ¿la prolijidad? No, si bien la prolijidad

es importante, es mucho más importante

un buen diseño de las conexiones de masa y de fuente

separar bien las entradas y las salidas

darle a la plaqueta el tamaño y la forma justas

El circuito dibujado en Live Wire

En su momento le enseñamos a utilizar el LW y realizamos algunos ejercicios con él. Es tan simple

de usar que creo que no vale la pena repasar su utilización. Directamente vamos a tomar el último

circuito de nuestro amplificador en puente y vamos a redibujarlo teniendo en cuenta que no sedeben usar símbolos de masa o de fuente sino unir las masas con una pista y las fuentes conotra. Por simple convención elegimos pasar las masas por la parte inferior del circuito y las fuentes

por la parte superior mirando el circuito por el lado del cobre y teniendo (también por convención)

las entradas a la izquierda y las salidas a la derecha.

Mirando el circuito observamos una evidente repetición. En efecto se trata de dos amplificadores

exactamente iguales conectados en puente, que solo comparten el transistor inversor y el control de

volumen. Desde todo punto de vista conviene dividir el proyecto en un canal amplificador simple con

inversor y luego utilizando dos plaquetas armar la disposición en puente. De este modo tenemos un

amplificador de 2W con parlante de 8 Ohms y otro de 4W con parlante de 4 Ohms usando una sola

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plaqueta. Un amplificador de 8W con parlante de 8 Ohms y otro de 16W con parlante de 4 Ohms

usando dos plaquetas en puente. Con la misma plaqueta podemos armar 4 dispositivos y lo podemos

hacer gradualmente para no realizar toda la inversión de golpe.

En la figura 1 se puede observar el circuito en WB del amplificador simple.

(http://electronicacompleta.com/lecciones/circuitos-impresos/attachment/circuito-impreso-1/)

Fig.1 Amplificador de múltiple uso

Como se puede observar el circuito esta preparado para ser usado solitariamente ya que se le agregó

el capacitor de salida para parlante C6 (con posibilidad de puentearlo) y se le dio la posibilidad de

armar el inversor y el control de volumen, o entrar directamente a C3. en la figura 2se puede

observar el circuito en LW listo para diseñar el circuito impreso en PCB Wizard.

Observe que el potenciómetro de control de volumen se reemplazó por un conector ya que el mismo

debe ser accesible al usuario y no puede estar sobre la plaqueta.

Para armar una salida en puente la idea es armar una plaqueta con el transistor inversor y la otra sin

el transistor inversor. Luego, de la bornera de entrada, sacar una señal invertida para enviarla a la

entrada de la plaqueta que no tiene transistor inversor. En esta plaqueta se debe realizar el puente de

entrada sobre el potenciómetro. En la sección de salida solo hay que dejar sin colocar el capacitor

electrolítico C6, reemplazarlo con un puente de alambre y conectar el parlante entre las dos salidas

de parlantes.

Para armar un amplificador de salida simple solo hay que armar una plaqueta con el capacitor C6 y

no poner el puente de entrada.

Cuando tengamos el impreso terminado vamos a realizar un layout que va aclarar mas el tema. Antes

de realizar el circuito impreso es conveniente realizar una prueba ligera de la plaqueta múltiple para

estar seguro de no haber cometido ningún error.

Nota: el LW no tiene regulador de 9V por lo tanto se colocó un transistor que tuviera el mismo

encapsulado en su reemplazo.

del-tv-plasma-3/index.htm


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Fig.2 Circuito para diseñar

el impreso

Pasando al dibujador PCB Wizard

Abra el PCB Wizard y luego vuelva al LW. Ingrese en la solapa tools (herramientas) como lo indica

la figura 3.


Fig.3 Comienzo de la migración al PCB

Wizard



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Si Ud. pulsa en “Design to Printed Circuit Board” aparece una pantalla como la indicada en la figura

3 que está preguntando si desea que el PCB Wizard resuelva el circuito preseteado por defecto o si

desea modificar los parámetros de diseño. Probemos lo que nos propone el programa sin que

debamos realizar ningún trabajo. Antes de entrar al PCB Wizard el programa nos vuelve a preguntar

si deseamos ingresar. Conteste que si y observe:

El programa genera un rectángulo1.

Luego coloca todos los componentes en un borde unidos por líneas verdes que representan la

red de pistas y se llaman “tiras de goma”.

2.

Luego comienza a montar las borneras guiándose por circuito y coloca los transistores en

lugares similares al circuito.

3.

Por último cuando todos los materiales están montados comienza a probar el trazado de las

pistas e intenta una solución con la menor cantidad posible de puentes de alambre. Observe

que el programa no gira los componentes porque eso requiere una inteligencia que no tiene.

4.

La solución propuesta mostrada en la figura no es una maravilla pero debemos reconocer que nos

llevó muy poco trabajo y el programa solo demoró 35 segundos en resolver el circuito impreso.

Cuando Ud. quita el aviso de que se pudieron unir exitosamente el 100% de los componentes se

llena con cobre la superficie de la plaqueta que no fue usada. Ingrese en Edit >Undo cooper area

para que desaparezca ese cobre. Observamos que el programa utilizó dos puentes de cobre para

resolver el impreso; nosotros intentaremos resolverlo sin puentes.


Fig.4 Layout propuesto



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Fig.5 Layout propuesto

Existen dos modos de trabajo:

Uno consiste en tratar de corregir el trabajo automático volviendo al punto en que todos los

materiales están montados con tiras de goma haciendo tools>autorute>unroute all nets y

comenzando a girar los materiales para evitar los cruces.

Yo prefiero realizar el circuito impreso bajo un control directo poniendo los componentes uno

por uno en la posición deseada y dándole a la plaqueta el tamaño mas adecuado ya que este

puede cambiarse en cualquier momento. Además de ese modo podemos darle diferente ancho a

las pistas de acuerdo con su función. Vamos a trabajar mas pero tendremos un trabajo mas

profesional.

Cuando queremos pasar del LW al PCBW el programa nos preguntaba si queríamos el diseño

automático.

Antes le respondimos afirmativamente, ahora le vamos a responder negativamente, para poder

influenciar el desarrollo del trabajo.

1.

La siguiente ventana nos pregunta si queremos decidir el tamaño de la plaqueta y que

dimensiones deseamos. Yo le voy a poner un formato rectangular de 100 x 60 mm. y pulsar

next.

2.

Aparece un listado de materiales con las dimensiones físicas de los componentes y con la

posibilidad de eliminar alguno que no se necesite.

3.

Esta tabla es de fundamental utilización para realizar un diseño realista. Por ejemplo: todos los

resistores que usamos en nuestro amplificador son de 1/8 de W así que de todos los tamaños

propuesto en la lista (picando dos veces) elegimos el segundo que es de 7,6 mm de largo entre

terminales (nota: en el primer renglo aparece el mismo resistor pero en montaje vertical).

4.

Luego usamos cuatro electrolíticos de 10uF x 16V que realmente tienen 5mm de diámetro así5.



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que elegimos ese valor y así con todos los componentes picando luego en next.

La siguiente pantalla nos pregunta si nuestro circuito tiene alguna fuente o masa oculta (cuando

se trabaja con compuertas las fuentes y las masas no salen en el circuito) contestamos que no y

pulsamos next.

6.

La siguiente pantalla nos pregunta varias cosas como por ejemplo si queremos que los

componentes se sitúen automáticamente; al contestarle que no, desaparecen las otras preguntas

relacionadas con el automatismo; otro next mas y aparece la pantalla final que pregunta si

realmente se quiere hacer la conversión al PCB W.

7.

Conteste “converter” y aparecerá en el PCB W observando el contorno elegido de la plaqueta

y todos los materiales unidos por bandas de goma en la parte inferior de la misma.

8.

El programa se queda esperando que Ud. tome, arrastre y suelte un componente en el lugar mas

adecuado. Es decir que vamos a hacer lo mismo que hizo el PCB W en forma automática con la

diferencia de que nosotros vamos a rotar los componentes para que no se produzcan cruces. Créame

que no es algo difícil si Ud. ya tiene un circuito donde todo eso fue pensado con anterioridad.

Vamos a comenzar montando las borneras de entrada (gírela hasta que la pata marcada esté

hacia abajo) y salida y luego los transistores, el regulador y el conector para el potenciómetro.

Observe que sobre la pantalla existe una retícula de 2,5 mm que es la clásica de los fabricantes

de circuito impresos para programar la perforación automática.

1.

Monte todas las patas de los componentes sobre la retícula.2.

No se preocupe por tratar de ver si las bandas de goma se cruzan. Ud. trate de colocar los

componentes de un modo similar al del circuito eléctrico preparado con anterioridad. Si en ese

circuito no se cruzan cuando posteriormente le pida al PCB W que trace las pistas definitivas,

el va a encontrar el camino adecuado. Recuerde que la vista que presenta el programa es desde

el lado de componentes; esto implica que la masa esta en la parte superior del dibujo y la

fuente en la parte inferior.

3.

Cuando tenga la plaqueta armada y la mire desde el lado del cobre la masa va a estar del

modo típico es decir abajo y las pistas de fuente arriba.

4.

Cuando tenga todos los componentes colocados y orientados puede hacer una prueba de dibujo

de las pistas.

5.

(http://electronicacompleta.com/lecciones



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/circuitos-impresos/attachment/circuito-impreso-6/)

Fig.6 Indicaciones para generar el autoruteo

Va a observar que en unos segundos se produce un dibujo sin cruces de pistas que por supuesto debe

mejorarse hasta lograr una versión definitiva.

No vamos a mostrarle todo el proceso, pero vamos a contarle como se llega a la versión definitiva.

El primer impreso demostró que el tamaño de la plaqueta era demasiado grande así que la reducimos

juntando los componentes. Ud. va a observar que cuando pica en un componente se desarma las

pistas de circuito impreso y se vuelve a las bandas de gomas de la sección relacionada con el

componente movido. En nuestro caso poco a poco volvimos al dibujo completo con bandas de gomas

con los componentes mas concentrados. En realidad se puede pedir el redibujo de las pistas cada ves

que se mueve un componente o moverlos todos y luego pedir el redibujo completo.

Para medir las dimensiones de la plaqueta se debe entrar en las solapas tal como lo indica la figura

7.


Fig.7 Medición de las dimensiones de la

plaqueta

Con esto se genera una cruz que ubicada en el ángulo inferior izquierdo permite realizar las

mediciones con el cursor de los bordes derecho e inferior o de cualquier otro punto de la plaqueta.

En nuestro caso llegamos a una dimensiones de 90 x 72 mm tal como puede observarse en la figura

8 en el modo normal o en la figura 9 en el modo “real world”.



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Fig.8 Circuito normal con la pistas

corregidas a mano


Fig.9 Layout de armado o "mundo real"

El alumno puede observar dos extrañas pistas en zigzag en la salida del amplificador. Normalmente

en este lugar los amplificadores utilizan dos resistores de muy bajo valor. Nosotros los integramos al

diseño del circuito impreso para abaratar costos.

Los disipadores



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Los transistores Q1 y Q2 deben estar provistos de disipadores de aluminio que pueden comprarse en

el comercio ya doblados o debe fabricarlos Ud. con chapa de aluminio de 2 mm de espesor. El

tamaño del disipador depende de la potencia disipada en cada transistor. Y esta potencia puede ser

estimada de acuerdo a la potencia de salida de nuestro amplificador. Recuerde que tenemos 4

posibles diseños de 2, 4, 8 y 16W. Piense que el rendimiento de estos amplificadores es de

aproximadamente el 65% es decir que el 35% de la potencia de salida se transforma en calor y que

cada transistor maneja el 17% de la potencia de salida. El amplificador de 2W no requiere disipador

porque los transistores tienen una resistencia térmica de 62,5 ºC/W y si disipan el 17% de 2W. Por

lo tanto están disipando 0,34W y producen una sobreelevación de

62,5 x 0,34 = 21,5 ºC

con su disipador incluido de fábrica.

El amplificador de 4W va a sobreelevar exactamente al doble, es decir 42ºC y tampoco necesita

disipadores externos porque a una temperatura ambiente de 40ºC el chip va a llegar a

40ºC + 42ºC = 82 ºC

Los amplificadores de 8W y de 16W si requieren un disipador del tipo en U que se estima de una

altura de 4 cm en el primer caso y de 8 cm en el segundo. Si no los puede comprar ya construidos

deberá construirlos con chapa de alumnio de 2 mm en lo posible anodizada negra.


Fig.10 Amplificador con disipadores

Nota: recuerde que los amplificadores para usar en puente son de dos modelos diferentes. En la

figura mostramos el que posee el inversor y el control de volumen. El otro modelo posee disipadores

similares.



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Fabricación de las plaquetas de circuitoimpreso

Todos los materiales de nuestro amplificador se pueden conseguir en cualquier negocio de electrónica

ya que son los componentes mas comunes de plaza. Quizás pueda tener alguna dificultad en

conseguir el disipador pero tiene la alternativa de construirlo Ud. mismo.

Pero la plaqueta de circuito impreso es un componente especial que deberá fabricar a medida.

Nosotros le vamos a dar el dibujo del circuito impreso y las dimensiones del mismo con este artículo.

Ud. deberá asegurarse que la impresión de su maquina tenga las dimensiones adecuadas o deberá

corregirlas hasta lograr la medida exacta.

De cualquier modo le aclaramos que una impresora de chorro de tinta no sirve para transferir el

dibujo directamente a la plaqueta virgen de material fenólico cobreado. Se necesita una impresión

láser de buena calidad sobre papel “ilustración” que es el utilizado para arte (no sirve el papel

brillante con gelatina, del tipo fotográfico para maquinas de chorro de tinta).

Suponemos que la mayoría de los lectores van a sacar una copia en una impresora de chorro de tinta

y luego la llevaran a un centro de copiado para que le hagan una copia en papel ilustración en una

máquina láser con las dimensiones exactas de 90 mm de ancho por 72,4 de altura.


Fig.11 Arte para la fabricación del circuito

impreso

Recuerde que si va a armar el amplificador en puente necesita por lo menos dos plaquetas y por lo

tanto dos copias. Nuestro consejo es que imprima por lo menos 10 dibujos ya que en el proceso que

sigue puede tener dificultades cuando se lo realiza por primera vez.

Compre plaqueta virgen de material fenólico cobreado (es el material mas común) corte un1.



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trozo dos centímetros mas grande que las dimensiones de la copia

Hágale un fino pulido con lana de acero (en la Argentina se conoce como Virulana) agua y

jabón en polvo.

2.

Seque bien y apoye la cara activa de la copia (la que tiene el tonner) sobre el cobre brillante

pegándola con cinta de papel.

3.

Tome una plancha para ropa bien caliente y apóyela sobre la copia interponiendo un trapo

húmedo.

4.

Observará que el papel se pegará a la plaqueta y con un poco de práctica transferirá el dibujo.5.

Ahora debe sacar el papel utilizando agua jabón y un cepillo, sin sacar el dibujo transferido

sobre el cobre. Si en el primer intento no obtiene buenos resultados insista que todo es cuestión

de práctica.

6.

Ahora se debe realizar el ataque del cobre expuesto sin afectar el cobre de la zona impresa.

Para esto se debe colocar la plaqueta en un baño de cloruro férrico tibio que se compra en

las casas de electrónica (pregunte si ya está diluido, o se lo debe diluir en agua) y mantener la

solución reductora en continuo movimiento mientras se observa como desaparece el cobre.

7.

Cuando el cobre está totalmente comido, se retira la plaqueta y se lava enérgicamente con agua

y jabón.

8.

Posteriormente se vuelve a pasar la viruta de acero para pulir las pistas.9.

Si deja la plaqueta sin protegerla con flux , en pocos días el cobre está atacado por el medio

ambiente y no será soldable. Compre flux para plaquetas de circuito impreso o fabríquelo con

polvo de piedras de resina colofónica (se compra en las buenas ferreterías) y alcohol

isopropílico, comprado en una droguería.

10.

Pinte la plaqueta con un pincel para arte y las pistas de cobre quedarán perfectamente

protegidas y con muy buena soldabilidad.

11.

Por último deberá agujerear la plaqueta con una mecha de 1 mm. Si no tiene un taladro de

pequeñas dimensiones puede utilizar un motor giradiscos de CD o DVD. El eje es de 1,5 mm y

su mecha es de 1 mm. Debe conseguir alambre de cobre desnudo (no esmaltado) de 0,8 a 1

mm aproximadamente y enroscarlo en la parte lisa de la mecha.

12.

Luego debe retirar el tubito de alambre hacia atrás y agrandarle el diámetro hasta que entre en

el eje del motor.

13.

Cuando la mecha esté bien centrada tome el soldador y estañe el adaptador de diámetro que

acaba de fabricar. Una fuente regulada y ajustable con la polaridad adecuada es lo único que

necesita ahora para comenzar a perforar su plaqueta.

14.

Conclusiones

Con todo lo indicado seguramente estará entretenido hasta el próximo mes. Creemos que ya puede ir

armando las plaquetas aunque aun debemos explicar el detalle de cómo conectarlas en puente.

Pero puede armar un amplificador de 2W o de 4W e ir probándolo por su cuenta. Este curso se

diferencia de otros en que no solo le enseñamos a armar equipos sino que le enseñamos a pensar y

entender lo que está armando. Por eso lo animamos a seguir solo.



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El único consejo que le damos es que deje el colector de uno de los transistores de salida

desconectado y conecte un tester como mA para conectarlo. Conecte la fuente de 12V y ajuste la

corriente a unos 10 mA aproximadamente con el preset VR3 sin ninguna señal de entrada. Ahora

puede trabajar tranquilo que los transistores de salida no se van a recalentar.

Como fuente de señales puede usar la salida de audífono de una radio y como carga un parlante de 4

o de 8 Ohms; recordando que el amplificador simple necesita el capacitor electrolítico C6.

En la próxima lección vamos a completar nuestro proyecto del amplificador en puente y le vamos a

enseñar a repararlo en caso de que se dañe. Su bajo costo es ideal como para que Ud. pueda

practicar sin preocuparse de quemar algún costoso integrado o algún transistor especial. Recuerde

que yo aseguro que nuestro amplificador es el mas barato del mundo, pero aun así nos va a brindar

excelentes enseñanzas y el orgullo de decir a todo el que sube a su auto: “Este sistema de audio lo

hice yo mismo con lo que aprendí gratis en Internet, en ElectronicaCompleta.com donde escribe el

Ing. Picerno que es toda una autoridad en la materia”.

Descargas

PCB Wizard 3.6 Education Demo (http://www.new-wave-concepts.com/pw_dl_ed.html)

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