Cómo construir una placa madre

Una placa de circuito impreso a mano se usa frecuentemente en la robótica y la electrónica en general. En este artículo encontrarás los pasos básicos para construir una placa de circuito.

Haz el diseño

  1. Selecciona el método para imprimir el esquema del circuito en la placa de cobre. Puedes hacerlo usando un marcador para un circuito simple o una versión impresa de un programa de computadora. Solo es necesario uno de ellos, así que selecciónalo según tus preferencias.
  2. Dibuja el esquema del circuito en papel cuadriculado o en un programa de simulación como MultiSim o Eagle CAD. El esquema debe contener una descripción detallad de todas las partes, así como conexiones fáciles de seguir.
  3. Si un programa de simulación está en uso, prueba el circuito cuidadosamente en el entorno simulado. Si no se encuentra en uso ningún programa de simulación, ensambla y prueba uno o más prototipos del circuito en una placa de prueba. Las placas de prueba son muy fáciles de usar y te permiten ver los resultados de un circuito en tiempo real sin necesidad de soldadura o grabados.
  4. Asegúrate de que el circuito funcione en la placa de prueba o en el programa de simulación.
  5. Adquiere una placa de circuito. Las placas de circuitos cuestan aproximadamente un dólar cada una y son simplemente una capa de cobre sobre aislante. Por lo general, el tamaño típico es de 8,9 x 5 centímetros (3,5 x 12,5 pulgadas). Dibujarla es sencillo, todo lo que necesitas es un marcador indeleble, como un Sharpie. Una regla también es útil.
  6. Aplica un diseño impreso (omite este paso si no usas un programa de computadora y, en cambio, usas el método del marcador). Imprime el diseño del menú de impresión del programa. Asegúrate de que la impresión sea sobre papel brillante (como el de las revistas o un papel brillante aparte).
    • Enciende la plancha eléctrica (la misma usada para la ropa).
    • Corta cuidadosamente el diseño y colócalo sobre la placa de circuito.
    • Pon la plancha caliente directamente sobre la parte superior de la placa de circuito por alrededor de 45 segundos.
    • Toma la placa de circuito (con cuidado, pues está caliente). Quita el papel de manera que la tinta negra se quede en la placa de circuito de cobre.
  7. De manera alternativa, dibuja el circuito en la placa con el marcador. Ten en cuenta que es realmente difícil dibujar el diseño de un circuito en la realidad, a menos que sea tan simple como una luz LED y una batería.
    • Ten en cuenta que el cobre no puede estar entre los componentes. Por ejemplo, si conectas una luz LED, debe haber un espacio en el cobre entre los puntos positivos y los negativos de la conectividad. Sin ese espacio, la electricidad fluirá en torno al LED, en lugar de a través. Recuerda las leyes de la electricidad, todos los circuitos deben terminar en un punto negativo o en la tierra, de lo contrario la corriente no fluirá.
    • Usa líneas delgadas, pero deja que la tinta se espese, es importante que el cobre se disuelva antes que la tinta y que no hayan parches delgados en el cobre que se expone a la tinta.

Haz el grabado

  1. Ponte ropa vieja, guantes y gafas de protección.
  2. Calienta el cloruro férrico, guardado en un recipiente anticorrosivo y sellado con una tapa anticorrosiva, en una cubeta de agua caliente. No la calientes por encima de 46° C (115 ° F) para prevenir que se liberen los vapores tóxicos.
  3. Vierte solo el cloruro férrico necesario para llenar una bandeja de plástico, la cual debe tener bandas de plástico para dejar reposar la placa de circuito en ella. Asegúrate de hacerlo en un espacio bien ventilado.
  4. Usa tenazas de plástico para dejar la placa de circuito con la cara hacia abajo sobre las bandas de la bandeja. Déjala por 5 a 20 minutos, dependiendo del tamaño de la placa de circuito, para que el cobre expuesto deje caer la placa cuando se grabe. Si es necesario, usa las tenazas de plástico para agitar la placa y la bandeja para acelerar el grabado.
  5. Lava todo el equipo de grabado y la placa de circuito cuidadosamente con abundante agua corriente.
  6. Taladra agujeros de componentes de plomo de 0,8 milímetros (0,03 pulgadas) en tu placa de circuito con brocas de taladro de acero de alta velocidad o de carburo. Usa gafas de protección y una máscara protectora para proteger tus ojos y tus pulmones cuando taladres.
  7. Refriega la placa con una esponja y agua corriente. Añade los componentes eléctricos de la placa y suéldalos.

Haz el montaje

  1. Reúne las siguientes herramientas:
    • Un taladro de mano o un taladro de presión
    • Unas brocas de varios taladros
    • Una soldadora
    • La soldadura
  2. Antes de taladrar, localiza todas las posiciones de los componentes tradicionales. El polvo de cobre es tóxico; por lo tanto, debes usar una máscara contra el polvo.
  3. Taladra la placa con una broca que sea lo suficientemente amplia para acomodar la parte que debes colocar en esa locación. Recuerda que no debes hacer el agujero muy grande o será muy difícil de soldar.
    • Hay dos tipos de componentes: los componentes tradicionales (que tienen patas largas) y los componentes de montaje superficial. Para los componentes de montaje superficial no necesitas taladrar, ya que están montados superficialmente, pero los componentes tradicionales necesitan los agujeros para que puedan soldarse en ellos. Los componentes tradicionales entran en la placa desde el lado opuesto del cobre.
  4. Coloca los componentes en la placa de circuito en las locaciones designadas. Dobla suavemente las patas del componente contra la parte inferior de la placa, para fijar la parte en el lugar. Asegúrate de que las partes con polaridad estén alineadas correctamente con las correspondientes cargas. Revisa y vuelve a revisar la locación de todas las partes antes de soldarlas.
  5. Recuerda, soldar es una habilidad que requiere práctica; sin embargo, no es difícil en sí. Si necesitas ayuda, lee el artículo Cómo soldar electrónica.
  6. Prueba la placa de circuito antes de instalarlo en su locación permanente. Si es posible, usa un multímetro para diagnosticar los problemas de conexión. Se puede usar una pistola de soldar para hacer cambios y reparaciones menores.

Consejos

  • Siempre usa ropa vieja, gafas de protección y guantes cuando manejes cloruro férrico u otro químico peligroso para el proceso de grabado.
  • Lee un libro sobre cómo hacer placas de circuito impreso para que puedas entender cómo diseñar y construir uno.
  • El persulfato de amonio es un grabador o químico alternativo al cloruro férrico para la grabación.

Advertencias

  • Los químicos para la grabación puede manchar la ropa lo los accesorios de plomería. Almacena seguramente cualquier grabador que uses y ejercita la precaución al usarlo.
  • Nunca viertas el cloruro férrico en tubos de metal ni lo guardes en un recipiente de metal. El cloruro férrico corroe el metal y es venenoso.

Cosas que necesitarás

  • Una computadora
  • Una impresora
  • El software CAD
  • Un diseño impreso
  • Una placa recubierta de cobre
  • Una esponja para refregar
  • Agua
  • Un papel de transferencia azul
  • Un papel blanco
  • Una plancha
  • Un marcador permanente negro
  • Unas ropas viejas
  • Unas gafas de protección
  • Unos guantes
  • Un grabador
  • Un taladro con brocas
  • Una máscara protectora
  • Unos componentes de placa de circuito
  • Una herramienta de soldadura
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