El protoboard

Dentro de las consideraciones básicas que se deben tener en cuenta para iniciar la fabricación de un proyecto electrónico, se incluye como primer paso la consecución de todos los componentes que hacen parte del mismo y segundo, proceder a montar o ensamblar el prototipo.

Pero ¿qué es un prototipo?

Un prototipo de algo es un modelo físico preliminar que parte de una idea o concepto y en donde se van estableciendo sus primeras características. Antiguamente lo más rígido y manejable que se tenía era la madera. Y como lo primero que se tenía a mano era la tabla donde se cortaba el pan, ese era un buen lugar para juguetear con los cables, los mecanismos y los pocos componentes electrónicos que existían.

Para nosotros un prototipo es un circuito o aparato al cual vamos dando forma real partiendo de una idea nueva o  seleccionado de alguna fuente de información y normalmente siempre sufre de muchas modificaciones y ajustes hasta que conseguimos que se comporte como queremos. 

El proceso de ensamble de prototipos se realiza tanto a nivel de aficionados como de ingenieros, ya que en la práctica, muchas veces es necesario hacer algunos cambios a lo que se había planteado inicialmente. 


En el proceso total de fabricación de un proyecto o aparato es muy importante el prototipado ya que los siguientes, como el diseño y fabricación de los circuitos impresos y del chasis o caja para guardar el proyecto, implican una inversión importante de tiempo y dinero que se podrían perder si el aparato al final no funciona. Muchas veces estos dos elementos necesitan a su vez la elaboración de prototipos y si se parte de un circuito erróneo, se demora y dificulta el proceso. 

Para ello nosotros necesitaremos un placa (board) donde poner nuestro prototipo (prototype), o protoboard, o lo que es lo mismo nuestra "tabla del pan" o breadboard, en definitiva, nuestra placa de pruebas.

El protoboard

En esta placa se pueden montar y modificar, fácil y rápidamente, circuitos electrónicos sin necesidad de soldadura y muchas veces sin herramienta. Miremos la siguiente foto, e imaginemos qué nos pasaría si cuando hemos terminado de soldar todos los componentes nos damos cuenta que hemos diseñado mal las pistas por donde fluye la corriente, o que a algún componente no le llega la tensión que necesita para que se pueda encender. 

Muy probablemente tendrías que desoldarlo casi todo y empezar a rediseñarlo de nuevo. Si además te vuelves a equivocar, es casi seguro que de tanto soldar y desoldar, algún componente se dañará, y ya no sabrás si es que el prototipo sigue funcionando mal, o el problema viene por un fallo en algún componente.

Por ello usamos nuestra protoboard, como veremos más adelante, en ella no necesita soldarse nada, cada componente se pincha como si fuera en una espuma, y  las pistas, las "carreteras" por donde fluye la corriente, son cables que también se pincha de un sitio a otro como si fueran tuberías en el aire.

Una vez que el circuito en experimentación está funcionando en forma satisfactoria en el protoboard, puede ser construido de forma definitiva sobre un circuito impreso utilizando soldadura para fijar los componentes.

En la protoboard los "agujeritos" llamados  contactos están separados entre sí por una distancia de 2,54 mm,  porque esa es la separación de los pines o terminales de los circuitos integrados, principales componentes de los circuitos electrónicos actuales 

Esta disposición también permite instalar fácilmente los demás componentes electrónicos como transistores, resistencias y condensadores.

Pero ¿cómo se conectan unos componentes a otros? 

Imaginemos que pensamos en un circuito básico que enciende un par de bombillas al pulsar un interruptor. Esto lo podríamos diseñar como sigue:

Bien, lo primero que tenemos que hacer antes de empezar a enredarnos con cables sería buscar los componentes que vamos a usar. Luego tendríamos que ver como conectar una bombilla con otra, y luego como conectarla al interruptor.

Pues bien para eso la protoboard están diseñadas de una manera muy inteligente. Por arriba solo vemos pequeños agujeros donde pinchar, pero si la cortamos para ver su interior, vemos que cada fila es como si fuera una sola pinza metálica

por lo que  en realidad cuando pinchamos en dos terminales de dos componentes distintos, o dos trozos de cable en agujeros de la misma fila, es como si estuviéramos soldándolos

El contacto eléctrico se realiza a través de laminillas en las que se insertan los terminales de los componentes electrónicos que vayamos a montar: resistencias, LEDs, etc. Éstas no están visibles ya que se encuentran por debajo de la cubierta plástica aislante.

Ojo pero esto que permite "soldar" dos trozos de cable, por ejemplo el verde y el rojo en la imagen anterior, no nos ayudaría mucho para un componente. Si colocamos un LED y situamos los dos terminales en la misma línea, estamos "soldando" los dos terminales del LED, y por lo tanto nunca tendremos una diferencia de tensión entre uno y otro y esto hará que nunca se nos encienda.

Pero ¿qué sucede cuando queremos conectar zonas muy alejadas?, para eso tenemos los cables. O bien compramos unos cables  "saltadores" (jumper en inglés) de un sitio a otro, o bien nos lo hacemos nosotros mismos. Para más detalles ver la entrada sobre los  Cablecitos

Como se puede observar en la siguiente figura , las filas de orificios tienen cinco perforaciones que se conectan entre sí en forma vertical (marcados con la letra A). Sin embargo. Entre cada fila no hay contacto.

Además, existe un canal central separador cuya distancia es igual a la que existe entre las filas de terminales de los circuitos integrados (0.3"). Esto con el fin de ubicar sobre dicha separación todos los integrados que tenga el circuito.

Las líneas verticales no están unidas a cada lado del canal central, lo que establece dos áreas de conexiones para el circuito. 


Los contactos de las filas externas se unen entre sí pero en forma horizontal y reciben el nombre de buses. La mayoría de los protoboard traen dos buses a cada lado y se utilizan, generalmente, para manejar en ellos la alimentación del circuito (positivo y negativo).  En nuestra siguiente imagen sería las líneas azules (negativo) y la lineas rojas (positivo). Además como las columnas rojas no están conectadas entre sí, esto nos podría permitir alimentar nuestra protoboard con dos tensiones de alimentación distinta, y así por ejemplo alimentar un motor de 9voltios y el resto de los componentes, por ejemplo, con 5 voltios.

Precauciones para armar circuitos en protoboard

Aunque no existen reglas definidas para el ensamble de circuitos en un protoboard, y cada persona puede armar un prototipo según su gusto y habilidades, se deben tener en cuenta algunos aspectos básicos con el fin que el proyecto trabaje bien y sea fácil de modificar en un momento dado.

Dichos consejos son:

·       Tenga a la mano todos los componentes para armar el circuito, según la lista de materiales. La falta de uno o varios de ellos haría interrumpir el proceso y tendríamos que repasar todo el diagrama antes de volver a iniciar el ensamble.

·       Haciendo un análisis rápido del espacio, deje suficiente separación, aunque no demasiada, entre estos elementos para que el ensamble de los demás componentes se pueda realizar sin problemas. Muchos componentes en un espacio reducido dificultan este proceso.

·       No corte demasiado los terminales de los componentes como las resistencias y los condensadores, ya que algunas veces hay que cambiarles de posición y éstos no alcanzarían a conectarse.

·       No instale sobre la superficie elementos que produzcan mucho calor ya que éstos pueden derretir el plástico y dañar en forma permanente el protoboard. Tal es el caso de resistencias de potencia o semiconductores que disipen mucho calor; éstos se deben instalar retirados de la base.

·       En lo posible, no utilice el protoboard para circuitos de corriente alterna de alto voltaje ( 1 10 o 220V), ya que el aislamiento no es suficiente y se pueden generar cortocircuitos

Ensamble de circuitos en un protoboard

Esta operación, además de fácil, es muy agradable; solamente debemos tener algunos cuidados básicos para que los circuitos trabajen correctamente. Primero debemos observar detenidamente el diagrama del circuito y visualizar cuáles son las conexiones entre los componentes que lo forman. Luego, debemos ir conectando sus terminales uno por uno, utilizando los agujeros del protoboard como los puntos de unión entre ellos.

Terminado el proceso. y antes  de aplicar el voltaje de alimentación, debemos verificar con el diagrama cada una de las conexiones con el fin de detectar errores en el armado.

Como puede verse, el ensamble de un circuito en un protoboard requiere tiempo, orden y paciencia, pero al hacerlo varias veces, se logra una buena habilidad, lo que garantiza la adquisición del conocimiento y la satisfacción de un circuito funcionando.

Nota: explicaciones muy interesantes de lo que hemos visto en esta entrada la podemos encontrar en
Wiring

es → en

space

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