En el curso de aprender acerca de la electricidad, querrás construir tus propios circuitos usando resistencias y baterías. Algunas opciones están disponibles en este asunto del ensamblaje de circuitos, algunas más fáciles que otras. En esta sección, exploraré un par de técnicas de fabricación que no solo lo ayudarán a construir los circuitos que se muestran en este capítulo, sino también a circuitos más avanzados.
Uso de cables de puente con pinzas de cocodrilo para la construcción de circuitos
Si todo lo que deseamos construir es un circuito simple de batería simple y resistencia simple, podemos usar fácilmente pinzas de cocodrilo cables de puente como este:
Los cables de puente con clips de resorte estilo “cocodrilo” en cada extremo proporcionan un método seguro y conveniente para unir eléctricamente los componentes.
Si quisiéramos construir un circuito en serie simple con una batería y tres resistencias, podría aplicarse la misma técnica de construcción “punto a punto” utilizando cables de puente:
Uso de una placa de pruebas sin soldadura para circuitos más complejos
Sin embargo, esta técnica no resulta práctica para circuitos mucho más complejos que esto, debido a la incomodidad de los cables de puente y la fragilidad física de sus conexiones. Un método más común de construcción temporal para el aficionado es la placa sin soldadura , un dispositivo hecho de plástico con cientos de tomas de conexión con resorte que unen los extremos insertados de los componentes y / o piezas de alambre sólido de calibre 22. Aquí se muestra una fotografía de una placa de pruebas real, seguida de una ilustración que muestra un circuito en serie simple construido en uno:
Debajo de cada orificio en la placa de pruebas, la cara es un clip de resorte de metal, diseñado para sujetar cualquier cable insertado o cable componente. Estos clips de resorte de metal se unen debajo de la cara de la placa de pruebas, haciendo conexiones entre los cables insertados. El patrón de conexión se une cada cinco agujeros a lo largo de una columna vertical (como se muestra con el eje largo del tablero situado horizontalmente):
Construcción del circuito en serie en una placa de pruebas
Por lo tanto, cuando un cable o cable componente se inserta en un agujero en la placa de prueba, hay cuatro agujeros más en esa columna que proporcionan puntos de conexión potenciales a otros cables y / o cables componentes. El resultado es una plataforma extremadamente flexible para construir circuitos temporales. Por ejemplo, el circuito de tres resistencias que se acaba de mostrar también podría construirse en una placa de pruebas como esta:
Construcción de circuito paralelo en una placa de pruebas
Un circuito paralelo también es fácil de construir en una placa sin soldadura:
Limitaciones del uso de paneles de pruebas
Sin embargo, los paneles de prueba tienen sus limitaciones. En primer lugar, están destinados a la construcción temporal solamente. Si levanta una placa de prueba, gírela al revés y sacúdala, cualquier componente enchufado seguramente se aflojará y podría caerse de sus respectivos agujeros. Además, las placas de pruebas se limitan a circuitos bastante de baja corriente (menos de 1 amperio). Esos clips de resorte tienen un área de contacto pequeña y, por lo tanto, no pueden soportar altas corrientes sin un calentamiento excesivo.
Soldadura o envoltura de alambre
Para una mayor permanencia, es posible que desee elegir soldadura o envoltura de alambre. Estas técnicas implican sujetar los componentes y los cables a alguna estructura que proporcione una ubicación mecánica segura (como una placa fenólica o de fibra de vidrio con agujeros perforados en ella, muy similar a una placa de prueba sin las conexiones intrínsecas de clip de resorte), y luego unir los cables al seguro cables componentes
La soldadura es una forma de soldadura a baja temperatura, que utiliza una aleación de estaño / plomo o estaño / plata que también se funde y une eléctricamente los objetos de cobre. Los extremos de los cables soldados a los cables de los componentes o demasiado pequeños, las “almohadillas” de anillo de cobre unidas en la superficie de la placa de circuito sirven para conectar los componentes entre sí.
En la envoltura de cables, un cable de calibre pequeño se enrolla firmemente alrededor de los cables de los componentes en lugar de soldarse a los cables o las almohadillas de cobre, la tensión del cable envuelto proporciona una unión mecánica y eléctrica para conectar los componentes.
Placas de circuito impreso (PCB)
Un ejemplo de una placa de circuito impreso , o PCB , destinado al uso de aficionados se muestra en esta fotografía:
Esta placa aparece con el lado de cobre hacia arriba: el lado donde se realiza toda la soldadura. Cada orificio está rodeado con una pequeña capa de metal de cobre para unir a la soldadura. Todos los agujeros son independientes entre sí en esta placa en particular, a diferencia de los agujeros en una placa de prueba sin soldadura que están conectados en grupos de cinco. Sin embargo, se pueden comprar placas de circuito impreso con el mismo patrón de conexión de 5 orificios que las placas de pruebas y utilizarlas para la construcción de circuitos de pasatiempo.
Las placas de circuitos impresos de producción tienen trazas de cobre colocadas sobre el material de sustrato fenólico o de fibra de vidrio para formar vías de conexión prediseñadas que funcionan como cables en un circuito. Aquí se muestra un ejemplo de una placa de este tipo, esta unidad en realidad es un circuito de “fuente de alimentación” diseñado para tomar energía de corriente alterna (CA) de 120 voltios de una toma de corriente doméstica y transformarla en corriente continua (CC) de bajo voltaje. Aparece una resistencia en esta placa, el quinto componente cuenta hacia arriba desde la parte inferior, ubicado en el área central derecha de la placa.
Una vista de la parte inferior de esta placa revela los “rastros” de cobre que conectan los componentes, así como los depósitos plateados de soldadura que unen el componente conduce a esos rastros:
Un circuito soldado o envuelto en alambre se considera permanente: es decir, es poco probable que se desmorone accidentalmente. Sin embargo, estas técnicas de construcción a veces se consideran demasiado permanentes. Si alguien desea reemplazar un componente o cambiar el circuito de manera sustancial, debe invertir una buena cantidad de tiempo deshaciendo las conexiones. Además, tanto la soldadura como la envoltura de cables requieren herramientas especializadas que pueden no estar disponibles de inmediato.
Regletas de bornes
Una técnica de construcción alternativa utilizada en todo el mundo industrial es la de la regleta de terminales . Las tiras de terminales, llamadas alternativamente tiras de barrera o bloques de terminales , se componen de una longitud de material no conductor con varias pequeñas barras de metal incrustadas dentro. Cada barra de metal tiene al menos un tornillo de máquina u otro sujetador debajo del cual se puede asegurar un cable o cable de componente. Los cables múltiples sujetos por un tornillo se hacen eléctricamente comunes entre sí, al igual que los cables sujetos a tornillos múltiples en la misma barra. La siguiente fotografía muestra un estilo de la regleta de terminales, con algunos cables conectados.
Otra tira de terminales más pequeña se muestra en la siguiente fotografía. Este tipo, a veces denominado estilo “europeo”, tiene tornillos empotrados para ayudar a evitar un cortocircuito accidental entre terminales por un destornillador u otro objeto metálico:
Construcción del circuito en una regleta de terminales
En la siguiente ilustración, se muestra un circuito de una sola batería y tres resistencias construido en una regleta de terminales:
Si la tira terminal utiliza tornillos de máquina para sujetar el componente y el extremo del cable, solo se necesita un destornillador para asegurar nuevas conexiones o romper conexiones antiguas. Algunas tiras de terminales usan clips con resorte, similares a una placa de prueba, excepto por su mayor robustez, enganchadas y desenganchadas con un destornillador como herramienta de empuje (sin torcer). Las conexiones eléctricas establecidas por una regleta de terminales son bastante robustas y se consideran adecuadas tanto para la construcción permanente como temporal.
Traducción de un diagrama esquemático a un diseño de circuito
Una de las habilidades esenciales para cualquier persona interesada en la electricidad y la electrónica es poder “traducir” un diagrama esquemático a un diseño de circuito real donde los componentes pueden no estar orientados de la misma manera.
Los diagramas esquemáticos generalmente se dibujan para una máxima legibilidad (¡excepto los pocos ejemplos notables bosquejados para crear la máxima confusión!), Pero la construcción práctica de circuitos a menudo exige una orientación de componente diferente. Construir circuitos simples en regletas de terminales es una forma de desarrollar la habilidad de razonamiento espacial de “estirar” los cables para hacer las mismas rutas de conexión.
Traducción de un circuito paralelo simple en un diseño de circuito
Considere el caso de un circuito paralelo de una sola batería y tres resistencias construido en una regleta de terminales:
Progresar de un diagrama esquemático agradable y ordenado al circuito real, especialmente cuando las resistencias a conectar están físicamente dispuestas de manera lineal en la regleta de terminales, no es obvio para muchos, por lo que Describiremos el proceso paso a paso. Primero, comience con el diagrama esquemático limpio y todos los componentes asegurados a la regleta de terminales, sin cables de conexión:
Luego, trace la conexión del cable desde un lado de la batería hasta el primer componente en el esquema, asegurando un cable de conexión entre los mismos dos puntos en el circuito real. Me resulta útil dibujar en exceso el cable del esquema con otra línea para indicar qué conexiones he hecho en la vida real:
Continúe este proceso, cable por cable, hasta que se hayan contabilizado todas las conexiones en el diagrama esquemático. Puede ser útil considerar los cables comunes de manera similar a SPICE: realice todas las conexiones a un cable común en el circuito como un paso, asegurándose de que todos y cada uno de los componentes con una conexión a ese cable realmente tengan una conexión a ese cable antes de continuar a la siguiente Para el siguiente paso, mostraré cómo los lados superiores de las dos resistencias restantes están conectados entre sí, es común con el cable asegurado en el paso anterior:
Con los lados superiores de todas las resistencias (como se muestra en el esquema) conectados entre sí, y al terminal positivo (+) de la batería, todo lo que tenemos que hacer ahora es conectar los lados inferiores juntos y al otro lado de la batería :
Típicamente en la industria, todos los cables están etiquetados con etiquetas numéricas, y los cables eléctricamente comunes tienen el mismo número de etiqueta, tal como lo hacen en una simulación SPICE. En este caso, podríamos etiquetar los cables 1 y 2:
Otra convención industrial es modificar ligeramente el diagrama esquemático para indicar puntos de conexión de cables reales en la regleta de terminales. Esto exige un sistema de etiquetado para la tira en sí: un número “TB” (número de bloque de terminales) para la tira, seguido de otro número que represente cada barra de metal en la tira.
De esta manera, el esquema puede usarse como un “mapa” para ubicar puntos en un circuito real, independientemente de cuán enredado y complejo pueda parecer el cableado de conexión a los ojos. Esto puede parecer excesivo para el circuito simple de tres resistencias que se muestra aquí, pero dicho detalle es absolutamente necesario para la construcción y mantenimiento de circuitos grandes, especialmente cuando esos circuitos pueden abarcar una gran distancia física, utilizando más de una regleta de terminales ubicada en más de Un panel o caja.
REVISIÓN:
- Una placa sin soldadura es un dispositivo utilizado para ensamblar rápidamente circuitos temporales enchufando cables y componentes en clips de resorte eléctricamente comunes dispuestos debajo de filas de agujeros en una placa de plástico.
- La soldadura es un proceso de soldadura a baja temperatura que utiliza una aleación de plomo / estaño o estaño / plata para unir cables y cables de componentes, generalmente con los componentes asegurados a una placa de fibra de vidrio.
- La envoltura de alambre es una alternativa a la soldadura, que involucra alambre de calibre pequeño firmemente envuelto alrededor de los cables de los componentes en lugar de una unión soldada para conectar los componentes entre sí.
- Una regleta de terminales , también conocida como regleta de barrera o bloque de terminales es otro dispositivo utilizado para montar componentes y cables para construir circuitos. Los terminales de tornillo o los clips de resorte pesados unidos a las barras de metal proporcionan puntos de conexión para los extremos del cable y los cables de los componentes, estas barras de metal se montan por separado en una pieza de material no conductor como plástico, baquelita o cerámica.
HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS: