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PROTOBOARD: ¿Cómo funciona un protoboard?

¿Cómo funciona un protoboard?

Las placas de prueba o protoboard, son herramientas comúnmente utilizadas por la electrónica de todas las especialidades, tanto por profesionales que trabajan en su profesión como estudiantes, entusiastas del bricolaje y personas que recién están dando sus primeros pasos en este campo. Estos son instrumentos que se usan con mayor frecuencia para evitar la necesidad de soldar componentes electrónicos (por distintas razones).

Vale la pena conocer una placa protoboard y cómo funciona para poder usarla con éxito en nuestros proyectos o también para reparar dicha placa en algún momento.

Placa de Protoboard: ¿Para qué sirve?

Cualquier tipo de placa protoboard, es una herramienta cuya tarea principal es reducir el tiempo necesario para construir un sistema electrónico que funcione. Muy a menudo, dichos sistemas deben construirse para llevar a cabo experimentos dentro de un proyecto determinado. El uso de estos mosaicos generalmente tiene como objetivo evitar la necesidad repetida de hacer casi el mismo dispositivo (con sólo correcciones menores).

Hoy en día, una placa de circuito impreso (PCB) estándar requiere diseñar el sistema, imprimirlo en un soporte adecuado (por ejemplo, en papel de aluminio), usar una placa laminada fotosensible, grabar el exceso de cobre, hacer los agujeros necesarios y soldar componentes electrónicos.

Cualquier error en el diseño, significaría la necesidad de cambiar el sistema soldado (desmontaje de componentes electrónicos soldados) o construirlo nuevamente. Una placa protoboard ayudaría a evitar una parte importante de estas actividades. Una de las etapas de verificación de la corrección del diagrama de conexión electrónica diseñado es comprobando la corrección de su funcionamiento.

La placa de prueba no solo le permite aprovechar la posibilidad de un desempeño conveniente y rápido de esta tarea, sino que también abre la posibilidad de una corrección prácticamente inmediata en poco tiempo.

Una placa de pruebas para iniciarse

Vale la pena señalar que las placas de contacto también son una gran oportunidad para la electrónica para iniciarse en la electrónica. Dicha herramienta es muy utilizada por estudiantes de universidades técnicas que desean poder probar rápidamente los sistemas que diseñaron.

Muy a menudo, estas personas aún no pueden usar el soldador, tienen difícil acceso a este tipo de equipo y fondos insuficientes para proporcionar su propio soldador. El uso de placas de contacto ahorra tiempo y dinero para cada electrónica para principiantes.

¿Cómo se construye una placa protoboard?

Existen muchas variedades de placas protoboard en el mercado de equipos electrónicos, pero las principales diferencias entre los modelos individuales son principalmente la distribución de conexiones . Para comprender completamente cómo usar la placa de contacto, vale la pena aprender cómo está construida.

Desde la perspectiva del usuario, es una placa de plástico de unos centímetros de grosor (aproximadamente dos o tres). En una vista en planta, generalmente parece un rectángulo con lados de aproximadamente 5,5 centímetros y, por ejemplo, 8,2 centímetros (los modelos individuales a menudo difieren entre esta dimensión, la longitud).

La mayoría de las superficies están cubiertas con pequeños agujeros regularmente espaciados. Los modelos más populares se dividen en dos partes, que son sus imágenes especulares. Se utiliza un receso longitudinal en la carcasa para la escala (y el eje), que es paralela al lado largo del rectángulo; se encuentra exactamente en el medio de la placa.

En los bordes del rectángulo descrito hay dos líneas paralelas hechas de agujeros regularmente espaciados. Estos orificios están diseñados para acomodar los extremos de cables de conexión especiales o cables de componentes electrónicos. Cada una de las líneas descritas anteriormente en el borde sirve como una especie de “distribuidor”, que la mayoría de las personas usan en los hogares para dividir la electricidad en muchos dispositivos.

La conexión a cualquier agujero a lo largo de una línea se puede comparar con la conexión a un enchufe en un cable de extensión. Esto significa que, por ejemplo, después de conectar la batería con un cable positivo a cualquier orificio en la primera línea y un signo negativo con la misma batería al orificio en la segunda línea, los orificios correspondientes se pueden usar para transferir energía desde la batería.

En este caso, utilizando los siguientes dos cables, puede arrancar el motor eléctrico, conectando los cables que provienen de dos líneas a los dos polos del motor. Dichas líneas generalmente están ubicadas en ambos extremos de la placa de contacto y con mayor frecuencia están marcadas con color rojo y azul y tienen las firmas apropiadas (más y menos).

Se utilizan para facilitar el uso de la fuente de alimentación conectada en la placa. La parte adicional de la placa generalmente tiene conexiones similares, sin embargo, consisten en un número mucho menor de agujeros (generalmente 5 agujeros) y se colocan perpendiculares a las líneas eléctricas. El número de tales filas generalmente depende de la longitud de la línea responsable de la fuente de alimentación.

La segunda mitad del tablero tiene una imagen especular de la primera mitad ; significa que hay el mismo número de agujeros de conexión y, en el otro, el borde largo del rectángulo, dos líneas paralelas a él, que son responsables del suministro de energía.

Después de quitar la carcasa de plástico, debe quedar claro cómo funciona este conjunto de conexiones. De hecho, hay dos tiras de metal largas en cada borde y muchas tiras de metal mucho más cortas perpendiculares a ellas. Debajo de cada orificio en la carcasa de plástico en las tiras descritas hay conectores especiales para conectar los cables.

Fijando nuestra placa de pruebas

En la parte inferior de la placa, la cinta adhesiva de doble cara se pega con mayor frecuencia. Está diseñada para estabilizar el protoboard en la superficie sobre la que se colocará. Vale la pena recordar que la cinta utilizada una vez ya no será adecuada para su uso, por lo que es bueno pegar la loseta en un lugar que esté destinado solo para ella (por ejemplo, una tabla de madera o un escritorio en el taller de electrónica).

¿Cómo funciona un protoboard?

La placa protoboard es una herramienta diseñada para facilitar la conexión de componentes electrónicos sin utilizar un soldador y adhesivo. Será más fácil si la electrónica se apega a las reglas no escritas que se aplican cuando se utiliza dicha herramienta.

La fuente de alimentación se conecta mejor a uno de los pares de zócalos laterales (los dispuestos a lo largo del lado más largo), respectivamente más y menos. Si la opción con dos fuentes de alimentación diferentes funciona mejor para el sistema, en el otro lado de la placa generalmente hay un par de tiras gemelas. Sin embargo, sí será conveniente tener la misma fuente de alimentación en ambos lados, vale la pena conectar ambos extremos de la placa entre sí (más a más y menos a menos, respectivamente).

La distancia entre los agujeros (trama) es intencionalmente exactamente 0.1 pulgadas (exactamente 2.54 mm en cálculo). Esta distancia es óptima porque es la separación de conectores más popular en circuitos integrados y otros componentes utilizados en electrónica. En el medio hay dos columnas, en las que cada celda de una fila dada siempre es responsable de la misma barra (generalmente hay 5 celdas en una fila).

Existen dos columnas de este tipo, pero las filas a la misma altura no se combinan. Esta configuración hace que una placa de contacto de ejemplo, que tiene aproximadamente 30 filas en una columna, finalmente tenga 400 agujeros. Se compone de 30 filas de 5 agujeros (150 agujeros), además hay una segunda columna idéntica (otros 150 agujeros) y dos pares de 25 agujeros (25 veces 2 y nuevamente dos veces es igual a 100).

En resumen: se pueden servir 30 señales en cada columna, cada una de ellas tiene 5 agujeros para este propósito.

Utilidad del protoboard

Muchas personas que están comenzando o quieren comenzar a aprender electrónica tienen miedo de la necesidad de dominar rápidamente el uso de un soldador. Un soldador es una herramienta comúnmente utilizada por los ingenieros electrónicos (principalmente para fundir un aglutinante conductor o calentar elementos conectados).

Trabajar con un dispositivo de este tipo a menudo requiere dominio, alta precisión y manejo hábil de un elemento muy caliente, lo que puede causar lesiones permanentes en su cuerpo.

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Muchos productos electrónicos futuros pospondrán el momento en que se toman acciones prácticas, permaneciendo más tiempo con consideraciones teóricas y cálculos. Desafortunadamente, este enfoque puede retrasar el aprendizaje.

Las tareas prácticas permiten comprender la esencia de los fenómenos analizados de manera mucho más rápida y completa. Incluso haciendo un circuito simple.

Ejemplos de uso de un protoboard

La placa de pruebas o protoboard, se puede utilizar para diversas tareas. Tanto la placa como los cables de conexión se pueden utilizar durante mucho tiempo, incluyendo años sin pérdida de calidad o eficiencia.

Fuente de alimentación LED

Un excelente ejemplo es el sistema sin complicaciones cuya función principal es permitir y cortar la fuente de alimentación del diodo emisor de luz. El sistema es muy simple, pero requiere el conocimiento de las leyes básicas que rigen la electrónica.

Realizar una tarea de este tipo por una persona que solo está aprendiendo es un hito en el aprendizaje y la comprensión de muchos problemas en electrónica. También es una gran motivación, gracias a la cual la persona que realiza la tarea experimenta evidencia tangible de las habilidades que ha adquirido.

Haciendo un Metrónomo digital

La placa protoboard, nos ofrece muchas posibilidades. Además de los valores obvios que surgen de la posibilidad de aprender los efectos de la electrónica sin la necesidad de habilidades de soldadura, esta herramienta funciona muy bien al crear prototipos de nuevos dispositivos.

Por ejemplo, se puede usar para trabajar en la construcción de un metrónomo. Supongamos que, con la ayuda de la visualización en diodos, imitaría el movimiento del péndulo desde un metrónomo analógico y generaría una señal de sonido cada vez que el péndulo virtual estaría en oscilación máxima (similar a un dispositivo analógico).

El ritmo se establecería gracias al tiempo medido entre dos señales transmitidas a través de un botón operado por el usuario. Para construir dicho dispositivo, sería necesario alimentar, lógica (como ATmega32 por ejemplo), resistencias, un botón, probablemente también condensadores (para filtrar la señal del botón), transistores, zumbador y cuarzo externo (para una sincronización más precisa entre los clics del botón).

Todos estos elementos fabricados en tecnología THT (a través del orificio) se pueden conectar fácilmente a la placa de contacto. Antes de intentar hacer la versión final del dispositivo, vale la pena asegurarse de que el programa del microprocesador y el diagrama se ejecuten correctamente.

Para este fin, vale la pena conectar todo el sistema de acuerdo con sus propias instrucciones utilizando una placa de contacto (recordando conectar la fuente de alimentación al final). Incluso una placa tan pequeña como la descrita anteriormente (400 agujeros) podría manejar fácilmente este tipo de dispositivo. zumbador y cuarzo externo (para una sincronización más precisa entre los clics del botón).

Todos estos elementos fabricados en tecnología THT (a través del orificio) se pueden conectar fácilmente a la placa de contacto.

Antes de intentar hacer la versión final del dispositivo, vale la pena asegurarse de que el programa del microprocesador y el diagrama se ejecuten correctamente. Para este fin, vale la pena conectar todo el sistema de acuerdo con sus propias instrucciones utilizando una placa de contacto (recordando conectar la fuente de alimentación al final).

Incluso una placa tan pequeña como la descrita anteriormente (400 agujeros) podría manejar fácilmente este tipo de dispositivo. zumbador y cuarzo externo (para una sincronización más precisa entre los clics del botón). Todos estos elementos fabricados en tecnología THT (a través del orificio) se pueden conectar fácilmente a la placa de contacto.

Antes de intentar hacer la versión final del dispositivo, vale la pena asegurarse de que el programa del microprocesador y el diagrama se ejecuten correctamente.

Proyectos en Protoboard

El compartimento hecho a lo largo de los lados más largos en el medio del tablero es un lugar perfecto para montar circuitos integrados. Al colocar cada salida del circuito integrado en los agujeros que pertenecen a otras líneas (de modo que todavía haya 4 espacios libres en cada uno), asegurará un acceso conveniente a cada “pie”.

Gracias a esto, podrá pasar fácilmente las señales enviadas desde ellos, dirigirlos hacia ellos o, por ejemplo, alimentar el sistema de esta manera. Junto con otros elementos (resistencias, diodos, transistores, botones o zumbadores) puede hacerlos usando pequeños cables de conexión con enchufes macho delgados.

¿Un protoboard puede reemplazar a una PCB?

Una placa protoboard, es ideal para crear prototipos de varios dispositivos, o como una herramienta para aprender electrónica en la práctica. Vale la pena señalar que este tipo de herramienta, no puede ser un reemplazo digno para una placa de circuito impreso real.

Proporciona una excelente oportunidad para la creación rápida de prototipos y la corrección de sistemas electrónicos listos para usar, pero por muchas razones no puede reemplazar un dispositivo listo hecho usando, por ejemplo, una placa de circuito impreso o PCB.

En primer lugar, las dimensiones de una placa de este tipo no están sujetas a corrección: la placa de circuito impreso puede tomar cualquier forma, cuya principal limitación es el espacio suficiente necesario para ensamblar componentes electrónicos.

Las conexiones entre las patas o los tapones de los componentes individuales y las tiras con agujeros son demasiado débiles. Con el tiempo, pueden volverse cada vez menos efectivos, porque están adaptados solo para trabajos a corto plazo.

Los choques mecánicos pueden ser la razón de la desconexión de las tiras con cables, y además, la elasticidad del metal también puede disminuir debido al uso repetido, lo que hace que las conexiones sean menos estables y su resistencia aumentaría.

Tipos de Protoboard

Existen dos tipos principales de placas de prueba o protoboard. Estas son las placas soldadas y placas sin soldadura alguna. Las placas de soldadura o soldadas, son placas en las que los componentes deben ser soldados. Este tipo de protoboards, son una mayoría de placas de circuito estándar que se utilizan actualmente. Si decidimos voltear alguna, notaremos que todas las conexiones están soldadas a la placa.

Alternativas a las placas de pruebas

Actualmente, una alternativa real a las protoboards son, entre otras, las llamadas “spider”. Especialmente son usadas al crear prototipos de dispositivos electrónicos. Pero se emplean con menos frecuencia por personas que recién están aprendiendo, debido a que el método es intuitivo solo al comienzo del ensamblaje del dispositivo.

El empleo de las placas spider, consiste en conectar cables y patas “en el aire”. La idea principal es no utilizar ninguna placa con tiras o caminos conductores para el hardware. Todas las conexiones se realizan con ayuda de cables de conexión que conectan varios elementos, creando así una malla de cables de aspecto muy caótico, de ahí el nombre de spider o araña.

Protoboard con listones o Stripboard

Otro método comúnmente utilizado son las placas protoboard tipo listones. Las cuales están cubiertas con una malla completa de agujeros de conexión. Las rutas están conectadas de manera regular, de modo que al soldar, interrumpiendo y conectando las rutas apropiadas, puede lograr el efecto deseado sin grabado innecesario de la placa de circuito.

Ambos métodos no evitan por completo la necesidad de un soldador, lo cual es una desventaja definitiva para quienes aprenden electrónica. Además, un prototipo hecho con cualquiera de los métodos descritos consumirá en gran medida los componentes utilizados.

A menudo es posible desoldar o cortar elementos. Sin embargo, está asociado con problemas adicionales y, a menudo, también requiere un equipo especializado (como la función de aire caliente , que permitirá la menor pérdida posible durante el calentamiento del fijador de soporte o aglutinante que conecta el componente al cable o placa).

Funcionamiento de Protoboard, gracias a : Protoboard Botland

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