Existen muchos dibujadores de circuitos impresos. Quizs tantos como simuladores. Yo eleg el PCB Wizard que es el dibujador del Live Wire por su sencillez. Hay que hacer dos circuitos; uno bien claro para el tcnico donde pueda seguir las seales 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 dir Ud. No lo creo, sgame hasta el final y va a ver que fcil es dibujar un circuito impreso cuando todo comienza bien aunque al principio parece que se demora ms. Y cul es el criterio para evaluar un buen circuito impreso? la prolijidad? No, si bien la prolijidad es importante, es mucho ms importante

un buen diseo de las conexiones de masa y de fuente separar bien las entradas y las salidas darle a la plaqueta el tamao y la forma justas

El circuito dibujado en Live WireEn su momento le enseamos a utilizar el LW y realizamos algunos ejercicios con l. Es tan simple de usar que creo que no vale la pena repasar su utilizacin. Directamente vamos a tomar el ltimo circuito de nuestro amplificador en puente y vamos a redibujarlo teniendo en cuenta que no se deben usar smbolos de masa o de fuente sino unir las masas con una pista y las fuentes con otra. Por simple convencin 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 (tambin por convencin) las entradas a la izquierda y las salidas a la derecha. Mirando el circuito observamos una evidente repeticin. 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 disposicin 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 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 inversin de golpe.

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

Fig.1 Amplificador de mltiple uso

Como se puede observar el circuito esta preparado para ser usado solitariamente ya que se le agreg 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 disear el circuito impreso en PCB Wizard. Observe que el potencimetro de control de volumen se reemplaz 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 seal 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 potencimetro. En la seccin de salida solo hay que dejar sin colocar el capacitor electroltico 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 mltiple para estar seguro de no haber cometido ningn error. Nota: el LW no tiene regulador de 9V por lo tanto se coloc un transistor que tuviera el mismo encapsulado en su reemplazo.

Fig.2 Circuito para disear el impreso

Pasando al dibujador PCB WizardAbra 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 migracin al PCB Wizard

Si Ud. pulsa en Design to Printed Circuit Board aparece una pantalla como la indicada en la figura 3 que est preguntando si desea que el PCB Wizard resuelva el circuito preseteado por defecto o si desea modificar los parmetros de diseo. Probemos lo que nos propone el programa sin que debamos realizar ningn trabajo. Antes de entrar al PCB Wizard el programa nos vuelve a preguntar si deseamos ingresar. Conteste que si y observe: 1. El programa genera un rectngulo

2. Luego coloca todos los componentes en un borde unidos por lneas verdes que representan la red de pistas y se llaman tiras de goma. 3. Luego comienza a montar las borneras guindose por circuito y coloca los transistores en lugares similares al circuito. 4. Por ltimo cuando todos los materiales estn montados comienza a probar el trazado de las pistas e intenta una solucin 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. La solucin propuesta mostrada en la figura no es una maravilla pero debemos reconocer que nos llev muy poco trabajo y el programa solo demor 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 utiliz dos puentes de cobre para resolver el impreso; nosotros intentaremos resolverlo sin puentes.

Fig.4 Layout propuesto

Fig.5 Layout propuesto

Existen dos modos de trabajo:

Uno consiste en tratar de corregir el trabajo automtico volviendo al punto en que todos los materiales estn 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 posicin deseada y dndole a la plaqueta el tamao mas adecuado ya que este puede cambiarse en cualquier momento. Adems de ese modo podemos darle diferente ancho a las pistas de acuerdo con su funcin. Vamos a trabajar mas pero tendremos un trabajo mas profesional.

Cuando queremos pasar del LW al PCBW el programa nos preguntaba si queramos el diseo automtico. 1. Antes le respondimos afirmativamente, ahora le vamos a responder negativamente, para poder influenciar el desarrollo del trabajo. 2. La siguiente ventana nos pregunta si queremos decidir el tamao de la plaqueta y que dimensiones deseamos. Yo le voy a poner un formato rectangular de 100 x 60 mm. y pulsar next. 3. Aparece un listado de materiales con las dimensiones fsicas de los componentes y con la posibilidad de eliminar alguno que no se necesite.

4. Esta tabla es de fundamental utilizacin para realizar un diseo realista. Por ejemplo: todos los resistores que usamos en nuestro amplificador son de 1/8 de W as que de todos los tamaos 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). 5. Luego usamos cuatro electrolticos de 10uF x 16V que realmente tienen 5mm de dimetro as que elegimos ese valor y as con todos los componentes picando luego en next. 6. 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. 7. La siguiente pantalla nos pregunta varias cosas como por ejemplo si queremos que los componentes se siten automticamente; 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 conversin al PCB W. 8. Conteste converter y aparecer 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. 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 automtica con la diferencia de que nosotros vamos a rotar los componentes para que no se produzcan cruces. Crame que no es algo difcil si Ud. ya tiene un circuito donde todo eso fue pensado con anterioridad. 1. Vamos a comenzar montando las borneras de entrada (grela hasta que la pata marcada est hacia abajo) y salida y luego los transistores, el regulador y el conector para el potencimetro. Observe que sobre la pantalla existe una retcula de 2,5 mm que es la clsica de los fabricantes de circuito impresos para programar la perforacin automtica. 2. Monte todas las patas de los componentes sobre la retcula. 3. 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 elctrico 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. 4. Cuando tenga la plaqueta armada y la mire desde el lado del cobre la masa va a estar del modo tpico es decir abajo y las pistas de fuente arriba. 5. Cuando tenga todos los componentes colocados y orientados puede hacer una prueba de dibujo de las pistas.

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 versin definitiva. No vamos a mostrarle todo el proceso, pero vamos a contarle como se llega a la versin definitiva. El primer impreso demostr que el tamao de la plaqueta era demasiado grande as 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 seccin 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 Medicin de las dimensiones de la plaqueta

Con esto se genera una cruz que ubicada en el ngulo 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.

Fig.8 Circuito normal con la pistas corregidas a mano

Fig.9 Layout de armado o "mundo real"

El alumno puede observar dos extraas 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 diseo del circuito impreso para abaratar costos.

Los disipadoresLos 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 tamao 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 diseos 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 trmica de 62,5 C/W y si disipan el 17% de 2W. Por lo tanto estn disipando 0,34W y producen una sobreelevacin de

62,5 x 0,34 = 21,5 Ccon su disipador incluido de fbrica. El amplificador de 4W va a sobreelevar exactamente al doble, es decir 42C y tampoco necesita disipadores externos porque a una temperatura ambiente de 40C el chip va a llegar a

40C + 42C = 82 CLos 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 deber 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.

Fabricacin de las plaquetas de circuito impresoTodos los materiales de nuestro amplificador se pueden conseguir en cualquier negocio de electrnica ya que son los componentes mas comunes de plaza. Quizs 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 deber fabricar a medida. Nosotros le vamos a dar el dibujo del circuito impreso y las dimensiones del mismo con este artculo. Ud. deber asegurarse que la impresin de su maquina tenga las dimensiones adecuadas o deber 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 fenlico

cobreado. Se necesita una impresin lser de buena calidad sobre papel ilustracin que es el utilizado para arte (no sirve el papel brillante con gelatina, del tipo fotogrfico para maquinas de chorro de tinta). Suponemos que la mayora 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 ilustracin en una mquina lser con las dimensiones exactas de 90 mm de ancho por 72,4 de altura.

Fig.11 Arte para la fabricacin 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.

1. Compre plaqueta virgen de material fenlico cobreado (es el materialmas comn) corte un trozo dos centmetros mas grande que las dimensiones de la copia 2. Hgale un fino pulido con lana de acero (en la Argentina se conoce como Virulana) agua y jabn en polvo. 3. Seque bien y apoye la cara activa de la copia (la que tiene el tonner) sobre el cobre brillante pegndola con cinta de papel. 4. Tome una plancha para ropa bien caliente y apyela sobre la copia interponiendo un trapo hmedo. 5. Observar que el papel se pegar a la plaqueta y con un poco de prctica transferir el dibujo.

6. Ahora debe sacar el papel utilizando agua jabn y un cepillo, sin sacar el dibujo transferido sobre el cobre. Si en el primer intento no obtiene buenos resultados insista que todo es cuestin de prctica.

7. Ahora se debe realizar el ataque del cobre expuesto sin afectar el cobrede la zona impresa. Para esto se debe colocar la plaqueta en un bao de cloruro frrico tibio que se compra en las casas de electrnica (pregunte si ya est diluido, o se lo debe diluir en agua) y mantener la solucin reductora en continuo movimiento mientras se observa como desaparece el cobre. 8. Cuando el cobre est totalmente comido, se retira la plaqueta y se lava enrgicamente con agua y jabn. 9. Posteriormente se vuelve a pasar la viruta de acero para pulir las pistas.

10. Si deja la plaqueta sin protegerla con flux, en pocos das el cobre estatacado por el medio ambiente y no ser soldable. Compre flux para plaquetas de circuito impreso o fabrquelo con polvo de piedras de resina colofnica (se compra en las buenas ferreteras) y alcohol isoproplico, comprado en una droguera. 11. Pinte la plaqueta con un pincel para arte y las pistas de cobre quedarn perfectamente protegidas y con muy buena soldabilidad. 12. Por ltimo deber agujerear la plaqueta con una mecha de 1 mm. Si no tiene un taladro de pequeas 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. 13. Luego debe retirar el tubito de alambre hacia atrs y agrandarle el dimetro hasta que entre en el eje del motor. 14. Cuando la mecha est bien centrada tome el soldador y estae el adaptador de dimetro que acaba de fabricar. Una fuente regulada y ajustable con la polaridad adecuada es lo nico que necesita ahora para comenzar a perforar su plaqueta.

ConclusionesCon todo lo indicado seguramente estar entretenido hasta el prximo mes. Creemos que ya puede ir armando las plaquetas aunque aun debemos explicar el detalle de cmo conectarlas en puente.

Pero puede armar un amplificador de 2W o de 4W e ir probndolo por su cuenta. Este curso se diferencia de otros en que no solo le enseamos a armar equipos sino que le enseamos a pensar y entender lo que est armando. Por eso lo animamos a seguir solo. El nico 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 seal de entrada. Ahora puede trabajar tranquilo que los transistores de salida no se van a recalentar. Como fuente de seales puede usar la salida de audfono de una radio y como carga un parlante de 4 o de 8 Ohms; recordando que el amplificador simple necesita el capacitor electroltico C6. En la prxima leccin vamos a completar nuestro proyecto del amplificador en puente y le vamos a ensear a repararlo en caso de que se dae. Su bajo costo es ideal como para que Ud. pueda practicar sin preocuparse de quemar algn costoso integrado o algn transistor especial. Recuerde que yo aseguro que nuestro amplificador es el mas barato del mundo, pero aun as nos va a brindar excelentes enseanzas y el orgullo de decir a todo el que sube a su auto: Este sistema de audio lo hice yo mismo con lo que aprend gratis en Internet, en ElectronicaCompleta.com donde escribe el Ing. Picerno que es toda una autoridad en la materia.

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