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I.E.S. “La Fuensanta” Ciclo superior de sistemas de telecomunicación e informáticos. STFM Prácticas.

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Ciclo Formativo de Grado Superior

1º Sistemas de Telecomunicación e Informáticos

Profesor: Armando Sánchez Montero

1ª EVALUACION


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Resistencias y condensadores.

Resistencias


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Tabla E-12

Valores para las 2 cifras significativas en resistencias comerciales comunes de 4 bandasde color:


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Condensadores


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Tipos de condensadores

COLORES Banda 1 Banda 2 Multiplicador TensiónNegro -- 0 x 1Marrón 1 1 x 10 100 V.Rojo 2 2 x 100 250 V.Naranja 3 3 x 1000Amarillo 4 4 x 104 400 V.Verde 5 5 x 105

Azul 6 6 x 106 630 V.Violeta 7 7Gris 8 8Blanco 9 9


6

COLORES Tolerancia (C > 10 pF) Tolerancia (C < 10 pF)Negro +/- 20% +/- 1 pFBlanco +/- 10% +/- 1 pFVerde +/- 5% +/- 0.5 pFRojo +/- 2% +/- 0.25 pFMarrón +/- 1% +/- 0.1 pFLETRA Tolerancia

"M" +/- 20%"K" +/- 10%"J" +/- 5%

Cuadro de ejemplo

0,047 J 630C=47 nF 5%V=630 V.

403C=40 nF

0,068 J 250C=68 nF 5%V=250 V.

47pC=47 pF

22JC=22 pF 5%

2200C=2.2 nF

10K +/-10% 400 VC=10 nF 10%V=400 V

3300/10 400 VC=3.3 nF 10%

V=400 V.

amarillo-violeta-naranja-negroC=47 nF 20%

330K 250VC=0.33 µF

V=250 V.


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n47 JC=470 pF 5%

0,1 J 250C=0.1 µF 5%

V=250 V.

verde-azul-naranja-negro-rojoC=56 nF 20%V=250 V.

µ1 250C=0.1 µFV=250 V.

22K 250 VC=22 nFV=250 V.

n15 KC=150 pF 10%

azul-gris-rojo ymarron-negro-naranjaC1=6.8 nFC2=10 nF

Rojo-violeta-amarilloC=2.7 nF

.02µF 50VC=20 nFV=50 V.

amarillo-violeta-rojo,rojo-negro-marrón y

amarillo-violeta-marrónC1=4.7 nF

C2=200 pFC3=470 pF

Condensadores cerámicos tipo placa, grupo 1 y 2.


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Condensadores de plástico.

CÓDIGO DE COLORES

CÓDIGO DE MARCAS

Condensadores cerámicos tipo disco, grupo 1.


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Condensadores electrolíticos

Estos condensadores siempre indican la capacidad en microfaradios y la máxima tensión de trabajoen voltios. Dependiendo del fabricante también pueden venir indicados otros parámetros como latemperatura y la máxima frecuencia a la que pueden trabajar.Tenemos que poner especial atención en la identificación de la polaridad. Las formas más usualesde indicación por parte de los fabricantes son las siguientes:

Condensadores cerámicos tipo disco, grupo 2.

Condensadores de tántalo.

Actualmente estos condensadores no usan el código de colores (los más antiguos, si). Con elcódigo de marcas la capacidad se indica en microfaradios y la máxima tensión de trabajp en voltios.El terminal positivo se indica con el signo +:

Condensadores cerámicos tubulares.

CÓDIGO DE COLORES


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CÓDIGO DE MARCAS


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Resistores de montaje superficial SMD (Surface MountedDevice)Identificar el valor de un resistor SMD es más sencillo que para un resistor convencional ya que lasbandas de colores son reemplazadas por sus equivalentes numéricos y así se estampan en lasuperficie del resistor, la banda indicadora de tolerancia desaparece y se la "presupone" en base alnúmero de dígitos que se indica, es decir: un número de tres dígitos nos indica en esos tres dígitosel valor del resistor, y la ausencia de otra indicación nos dice que se trata de un resistor con unatolerancia del 5%. Un número de cuatro dígitos indica en los cuatro dígitos su valor y nos dice quese trata de un resistor con una tolerancia de error del 1%.

fig.1 fig.2

-primer dígito: corresponde al primer dígito del valor-segundo dígito: corresponde al segundo dígito del valor-tercer dígito (5%): representa al exponente, o "números de ceros" a agregar (fig. 1)-tercer dígito (1%): corresponde al tercer dígito del valor (fig. 2)-cuarto dígito (1%): representa al exponente, o "número de ceros" a agregar

Ejemplos 1: Resistores con 3 dígitos (5%)

650 332 4721º dígito = 6 1º dígito = 3 1º dígito = 42º dígito = 5 2º dígito = 3 2º dígito = 73º dígito = 100 = 1 3º dígito = 102 = 100 3º dígito = 102 = 10065 x 1 = 65 ohms 33 x 100 = 3300 ohms 47 x 100 = 4700 ohms

Ejemplos 2: Resistores con 4 dígitos (1%)

1023 1000 24921º dígito = 1 1º dígito = 1 1º dígito = 22º dígito = 0 2º dígito = 0 2º dígito = 43º dígito = 2 3º dígito = 0 3º dígito = 94º dígito = 103 = 1000 4º dígito = 100 = 1 4º dígito = 102 = 100102 x 1000 = 102 Kohms 100 x 1 = 100 ohms 249 x 100 = 24.9 Kohms

Debido a que en los dispositivos de montaje superficial el espacio disponible es muy reducido seintenta en lo posible aprovechar este espacio optimizando la información presentada. Esta clase deoptimización puede en algunos casos causar confusión, sin embargo veamos que todos los valoresson interpretables.

Ejemplos 3: resistores "extraños"


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- Para el primer caso, el resistor nominado 47, se le ha aplicado una costumbre común en muchosfabricantes que es la de la supresión del cero innecesario. Es decir estamos ante un resistor quenormalmente debería tener estampado el número 470 (47ohms), pero que se le ha quitado el 0 porconveniencia. Este es un caso común en practicamente todos los resistores con 2 cifras. Note queel valor de resistencia indicado no hubiese cambiado, aún cuando tuviera estampado el número 470o 4700, solo su porcentaje de tolerancia o error.- En el segundo caso, en el resistor nominado 1R00 la R representa al punto decimal, es decirdeberíamos leer "uno-punto-cero-cero". Aquí el cuarto dígito no solo nos dice que se trata de unexponente cero sino que también su existencia manifiesta la importancia de la precisión (1%). Setrata simplemente de un resistor de 1 ohm con una desviación máxima de error de +/- 0.5%- El tercer caso, (1R2) es similar al anterior, sin embargo a diferencia de este se le ha aplicado lasupresión del cero por lo que deberíamos entender que se trata de un resistor de 1.2 ohms con unatolerancia del 5% de error.- Para el cuarto caso, (R33), tenemos el valor 0.33 al cual se le suprimió el cero. La ausencia de uncuarto dígito nos dice que se trata de un resistor "común" de 0.33 ohm 5%.- El último caso es uno de los más comunes y en general abundan en muchas placas condispositivos SMD. El 000 nos dice que se trata de un resistor de cero ohms, es decir un simpleconductor. Esto es debido a que la densidad del trazado es tan alta que no queda otro remedio querecurrir al viejo "puente". En otros casos estos componentes son usados como protección fusibleaprovechando las dimensiones reducidas del material conductor.


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PRÁCTICA 1. CÓDIGO DE COLORES RESISTENCIAS

Apellidos:______________________________________ Nombre:____________________

OBJETIVOS:

Conocer el código de colores para determinar valor resistivo, para luego utilizar el multímetro comoinstrumento de medida en dispositivos telefónicos.

Dado el conjunto de resistencias, medir cada una de ellas con el polímetro e indicar los valores obtenidoscomparándolos con los del código de colores.

TABLA DE RESISTENCIAS

Código decolores Valor del código Tolerancia

Valormáximo Valor mínimo

Valormedido

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

R9

R10

R11

R12

R13


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PRÁCTICA RESISTENCIAS EN SERIE

Nombre:

OBJETIVOS:

Conocer el montaje de resistencias como divisores de tensión, para luego utilizar el multímetrocomo instrumento de medida en dispositivos telefónicos.

INTRODUCCION

Cuando nos encontramos con un circuito en el que todos los elementos se enlazan de tal maneraque la misma corriente del generador circula por todos ellos, diremos que se trata de un circuitoconexionado en serie. La forma de conexionar los elementos que componen el circuito es, teniendoen cuenta que cualquiera de estos elementos dispone de dos terminales, uniendo uno de losterminales del primer elemento con otro del siguiente y así sucesivamente hasta que queden todosunidos y dos terminales libres. Estos deberán de unirse al generador.Para realizar los cálculos necesarios en este tipo de circuitos se utiliza la ley de Ohm, teniendo encuenta:

a) La resistencia total de un circuito conectado en serie es igual a la suma de las resistenciasparciales Rt= R1+R2+R... Esta es la resistencia vista por el generador.

b) b) La tensión total de un circuito conectado en serie es igual a la suma de las tensionesparciales que corresponden a cada resistencia. Dicho de otro modo, la tensión de la bateríaestará repartida entre todas las resistencias que componen el circuito. Vt= V1+V2+V...

c) La intensidad es la misma en todos los elementos del circuito, e igual a la intensidad total oentregada por el generador. It=I1=I2=I...

Montar el circuito de la figura siguiente y completar los cuadros con los datos requeridos.

Para medir la resistencia total debes desconectar el circuito de la fuente de alimentación,para prevenir falsas medidas y posibles daños al polímetro por la presencia de tensión

Recuerda que para la medida de intensidad tienes que poner el polímetro en serie, o loque es lo mismo, debes de cortar el circuito e intercalar el polímetro.

Código decolores Tolerancia Valor máximo Valor mínimo Valor medido

R1=220

R2=330

R3=470

Resistenciatotal calculada

Resistenciatotal medida

Intensidadtotal calculada

Intensidadtotal medida

Tensióncalculada

Tensiónmedida


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R1

R2

R3

Suma detensiones

La suma de las tensiones parciales, tanto calculadas como medidas debe ser igual a la tensiónde la batería, en nuestro caso 12V.

La potencia desarrollada por cada resistencia no puede ser superior a la máxima permitida poresta.

Potencia de R1(calculada)



Potencia total(calculada)


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PRÁCTICA RESISTENCIAS EN PARALELO

Apellidos.............................................................................. Nombre..............................................

OBJETIVOS:

Practicar el código de colores, la utilización del polímetro y la aplicación de la ley de Ohm.

INTRODUCCION

Conexión paralelo

La conexión en paralelo se obtiene cuando todos los elementos reciben la misma tensión, quecorresponderá a la del generador aplicado. La forma de conexionar los elementos que componen elcircuito es, teniendo en cuenta que cualquiera de estos elementos dispone de dos terminales,uniendo entre sí uno cualquiera de los terminales de todos los elementos, y proceder de la mismamanera con el otro terminal. De esta forma tendremos dos terminales que se unirán al generador.

Para realizar los cálculos necesarios en este tipo de circuitos se utiliza la ley de Ohm, teniendoen cuenta:

a) La inversa de la resistencia total de un circuito conectado en paralelo es igual a la suma delas inversas de las resistencias parciales. En cualquier caso esta resistencia total, será maspequeña, que la menor de las resistencias que forman el circuito.

1 1 1 1 1—— = —— + —— + —— Rt= —————————Rt R1 R2 R3 1 1 1

—— + —— + ——R1 R2 R3

En caso de utilizar sólo dos resistencias podemos utilizar una forma más simple que se exponea continuación.

R1.R2Rt=—————

R1+R2

Si las resistencias que tenemos conectadas en paralelo tienen el mismo valor, podemoscalcular su resistencia total dividiendo el valor de resistencia de una de ellas, entre el número deresistencias conectadas.

b) La tensión es la misma en todos los elementos del circuito, e igual a la tensión total Vt =V1= V2 = V...

c) La intensidad total del circuito es la suma de las intensidades parciales que corresponden acada elemento. It=I1+I2+I…

Práctica:



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R1=270

R2=390

R3=560

Para medir la resistencia total debes desconectar el circuito de la fuente de alimentación, paraprevenir falsas medidas y posibles daños al polímetro por la presencia de tensión.

Recuerda que para la medida de intensidad tienes que poner el polímetro en serie, o lo que eslo mismo, debes de cortar el circuito e intercalar el polímetro.

Rtcalculada Rt medida

Tensióntotal

TensiónR1

TensiónR2

TensiónR3

Intensidadcalculada

Intensidadmedida

R1

R2

R3

Suma deintensidadesIntensidadtotal

La suma de las intensidades parciales, tanto calculadas como medidas debe ser igual a laintensidad total entregada por la batería.

La potencia desarrollada por cada resistencia no puede ser superior a la máxima permitida poresta.

Circuito paralelo.

Obsérvese como la tensión entregadapor la batería está presente en todoslos elementos del circuito.

La corriente entregada por elgenerador se dividirá entre cada unode los elementos que forman elcircuito. It = I1 + I2 + I3

medidas


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Potencia total(calculada)


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PRÁCTICA RESISTENCIAS EN CIRCUITO MIXTO

Apellidos......................................................................................... Nombre..........................................

OBJETIVOS:


INTRODUCCION:

Conexión mixta

Este tipo de circuitos son una combinación de montajes serie y paralelo. Por ello, para realizarlos cálculos necesarios no podemos dar una fórmula magistral. Tendremos que independizar cadacircuito parcial serie o paralelo, reduciendo el circuito inicial a una sola configuración.

Como ayuda para calcular las tensiones e intensidades en cada elemento, debemos recordarque la intensidad es igual en los elementos conectados en serie, y la tensión lo es en losconectados en paralelo.

I1 = I5 = It I3 = I4 I3 + I2 = It V3 + V4 = V2 V1 + V5 + V2 = VtEn la figura anterior podemos ver como se consigue obtener una sola resistencia en el circuito

para poder calcular RT e IT. Una vez halladas, por R1 Y R5 tendremos la intensidad total, y con estedato podremos calcular la tensión en cada una de estas resistencias. Por supuesto la suma de estastensiones deberá de ser menor que la tensión entregada por el generador.

Para calcular el valor de VR2, VR3 y VR4, podemos utilizar uno cualquiera de estos métodos.

a) A la tensión total le restamos el valor de VR1 + VR5 (Vt-VR1-VR5). Este valor de tensiónserá el que tendrá R2, con este dato podemos calcular cual será su intensidad. Llegados aeste punto sólo queda por calcular VR3, VR4 y la intensidad por estas resistencias.

En este circuito mixto podemos observar comopor R1 y R5 circula la intensidad total, entregadapor el generador.

La suma de las tensiones de R3 y R4 debe serigual a la tensión de R2.La I3 tendrá el mismo valor que I4

La suma de I3 + I2 = ItR3+R4

Rt1//R2

R1 + RT2 + R5

It

I3=I4

I2

It


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Podemos utilizar la ecuación IR3 = IR4; IR3 = It - IR2. Una vez tengamos este valor deintensidad, el cálculo de tensiones se limita a la aplicación de la ley Ohm.

b) Podemos utilizar las resistencias equivalentes, Por la RT2 circulará la intensidad total, y latensión que obtengamos será VR2. Por RT1 tendremos la IR3 = IR4. Una vez conocidosestos valores podemos calcular los valores de VR3 y VR4 aplicando la ley de Ohm.

Cada circuito mixto es distinto y deberemos calcularlo de una manera distinta, no obstante, noes una labor muy compleja (aunque si laboriosa) cuando se domina la ley de Ohm y lascaracterísticas de los circuitos serie y paralelo.

Práctica:



R1=100

R2=1 K

R3=150

R4=270

R5=390




Itcalculada It medida

Intensidadcalculada

Intensidadmedida

Tensionescalculadas

Tensionesmedidas

R1

R2

R3

R4

R5


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PRÁCTICA RESISTENCIAS EN CIRCUITO MIXTO 2

Apellidos.................................................................... Nombre..............................

Objetivos:


Práctica:



R1=680

R2=150

R3=820

R4=330

R5=1K2




Itcalculada It medida

Intensidadcalculada

Intensidadmedida

Tensionescalculadas

Tensionesmedidas

R1

R2

R3


22

R4

R5


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PRÁCTICA: FABRICACIÓN DE CIRCUITO IMPRESO1. Objetivo

En la práctica, se pretende enseñar al alumno la fabricación de una placa de circuito impreso, oPCB (Printed Circuit Board). En la primera práctica se realizará la insolación de la placa, el revelado,y el ataque del cobre. El proceso se completa con el taladrado de la placa. En la siguiente fase, sesoldarán los componentes y se probará el funcionamiento del circuito.

2. Material necesario

El material necesario para la fabricación de un circuito impreso es el siguiente:

1. Placa de PCB positiva a una cara2. Insoladora UV3. Líquido revelador4. Agua oxigenada (H2O2) 110 vols5. Aguafuerte (ácido clorhídrico, o salfumán)6. Agua DI, o agua corriente en su defecto7. Acetona industrial.

NORMAS BÁSICAS PARA EL DISEÑO DE CIRCUITOS IMPRESOS

Para diseñar un circuito impreso es preciso disponer de lo siguiente:· Un esquema eléctrico. Este consiste en una representación de símbolos normalizados unidos porunas líneas que representan las conexiones (conductores); al lado de cada componente se debereflejar la denominación de referencia y, optativamente, el valor del componente. Como ejemploveamos el esquema reflejado en la figura 4.2.a.

· Una hoja de papel cuadriculado en décimas de pulgada. El motivo de utilizar este tipo decuadrícula es que los componentes se fabrican siguiendo unas normas basadas en dicha cuadrículade décimas de pulgada. En la figura 4.2.b se puede ver el fragmento de una cuadrícula de este tipo.· Un lapicero, una goma de borrar, una regla y un compás o plantilla de círculos; optativamente sepuede disponer de bolígrafos o rotuladores de varios colores para el acabado del diseño final.Aunque cada caso requiere un tratamiento especial y cada Empresa tendrá sus propias normas, sedeben de tener en cuenta unas reglas básicas que podrían considerarse comunes y que pasamos aenumerar:1. Se diseñará sobre una hoja cuadriculada en décimas de pulgada, de modo que se hagan

coincidir las pistas con las líneas de la cuadrícula o formando un ángulo de 45º con éstas, y lospuntos de soldadura con las intersecciones de las líneas (Fig. 4.3.a).

2. Se tratará de realizar un diseño lo más sencillo posible; cuanto más cortas sean las pistas y mássimple la distribución de componentes, mejor resultará el diseño.


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3. No se realizarán pistas con ángulos de 90º; cuando sea preciso efectuar un giro en una pista, sehará con dos ángulos de 135º (Fig. 4.3.b) ; si es necesario ejecutar una bifurcación en una pista, sehará suavizando los ángulos con sendos triángulos a cada lado (Fig. 4.3.c).4. Los puntos de soldadura consistirán en círculos cuyo diámetro será, al menos, el doble del ancho

de la pista que en él termina.5. El ancho de las pistas dependerá de la intensidad que vaya a circular por ellas. Se tendrá en

cuenta que 0,8 mm puede soportar, dependiendo del espesor de la pista, alrededor de 2 amperios;2 mm, unos 5 amperios; y 4,5 mm, unos 10 amperios. En general, se realizarán pistas de unos 2mm aproximadamente.

6. Entre pistas próximas y entre pistas y puntos de soldadura, se observará una distancia quedependerá de la tensión eléctrica que se prevea existirá entre ellas; como norma general, se dejaráuna distancia mínima de unos 0,8 mm.; en casos de diseños complejos, se podrá disminuir los 0,8mm hasta 0,4 mm. En algunas ocasiones será preciso cortar una porción de ciertos puntos desoldadura para que se cumpla esta norma (Fig. 4.3.d)7. La distancia mínima entre pistas y los bordes de la placa será de dos décimas de pulgada,aproximadamente unos 5 mm.8. Todos los componentes se colocarán paralelos a los bordes de la placa (Fig. 4.3.e).9. No se podrán colocar pistas entre los bordes de la placa y los puntos de soldadura de terminalesde entrada, salida o alimentación, exceptuando la pista de masa.

10. No se pasarán pistas entre dos terminales de componentes activos (transistores, tiristores, etc.).11. Se debe prever la sujeción de la placa a un chasis o caja; para ello se dispondrá un taladro de3,5 mm en cada esquina de la placa.12. Como norma general, se debe dejar, una o dos décimas de pulgada de patilla entre el cuerpo delos componentes y el punto de soldadura correspondiente (Fig. 4.3.f).

PROCESO DE DISEÑO

Para proceder a diseñar una placa de circuito impreso, es necesario conocer el tamaño y la formafísica de los componentes, o, mejor aún, disponer de ellos.No existe una norma fija para comenzar el diseño, pero expondremos una de las que estimamosmas sencillas. Como ejemplo, consideremos el esquema eléctrico de la figura 4.4.a; en primer lugar,comenzamos por marcar los límites de la placa sobre la hoja cuadriculada normalizada (recordemosque se trata de una cuadrícula en décimas de pulgada) ; a continuación se sitúan los terminales(espadines) A y B, y se distribuyen las resistencias, por ejemplo según la figura 4A.b; como vemosen el esquema eléctrico, las resistencias R1, R2, y R3 están unidas por uno de sus extremos y, a lavez, unidas al terminal A; por tanto tendremos que trazar una pista uniendo un extremo de R1 conun extremo de R2 con un extremo de R3 y con el terminal A (Fig. 4.4.c). Continuando con elesquema, vemos que las otras patillas de R1, R2 y R3 están unidas entre sí, y, a su vez, unidas conuna de las patillas de R4; trazaremos, entonces, una pista que las una (Fig. 4.4.d). Continuaremosde la misma forma, hasta que nos encontremos con el terminal B (Fig. 4.4.e). Una vez realizado elboceto, pasaremos a trazar las pistas a su tamaño real, como se refleja en la figura 4.4.f.


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Definiciones* Componentes THD "a través de orificio" (Through Hole Device) . Son dispositivos que poseenpatas metálicas, que se insertan en agujeros realizados en la placa y a continuación se sueldan yrecortan. Suelen ser más económicos y fácilmente manipulables por humanos, aunque complican lafabricación automatizada y presentan problemas de volumen ocupado y de parásitos.* Componentes SMD "de montajes superficial" (Surface Mount Device). Estos dispositivos sonmucho más pequeños, disponiendo de terminales de soldadura sobre el propio encapsulado.Permiten reducir el coste de fabricación, debido a la sencilla manipulación que presentan,presentando asimismo un comportamiento casi libre de parásitos.* Cara Componente (Component Side). En el caso de placas de doble cara, en esta cara secolocan los componentes THD, cuyos terminales pasan a través de orificios practicados en la placa.* Cara de Soldadura (Solder Side). Los terminales de los dispositivos THD se sueldan al pad enesta cara.* Huella de Soldadura (Pad): Elemento que permite la soldadura del componente a la placa. Paracomponentes THD consta de un taladro y una metalización (o dos), mientras que para componentesSMD consta sólo de una metalización.* Huella de Componente (Component pattern). Es la vista física de un dispositivo (con undeterminado encapsulado) en el software de diseño PCB.* Serigrafía (Silk): Es la impresión de etiquetas literales (en tinta blanca), que permite identificarcomponentes.* Pista (Trace): son los conductores que permiten conectar unos terminales con otros. Estánpresentes en la cara de soldadura (placa de una sola cara), pero también pueden estar en la carade componentes o en caras internas.

* Perforación (Via): permite la conexión de pistas de dos caras diferentes. En placas industrialesconstan de una cavidad taladra, cuyas paredes han sido metalizadas para conectar los extremos dedicha cavidad.

* Planos de Tierra/Alimentación (Ground/Supply Planes): En los diseños multicapa, a menudo seusan capas intermedias para apantallar y/o distribuir la alimentación.

También es necesario indicar que aunque la realización artesanal de placas (como hobby o paraprototipos de baja frecuencia) tiene elementos comunes con la realización comercial/industrial, estasúltimas tienen elementos adicionales como: múltiples capas (más de dos), pads estañados (parafacilitar la soldadura), vías metalizadas (que conectan cualesquiera 2 capas), máscarasantisoldante, serigrafía.

Soldadura

La soldadura blanda es el proceso mediante el que se realiza la unión de dos piezas de metal,empleando un metal de aportación con bajo punto de fusión (por debajo de 450ºC e inferior alpunto de fusión de los metales a unir).En nuestro caso, la soldadura persigue no sólo la conexión mecánica, sino también la eléctrica entreel terminal del componente con el pad de la placa PCB. El metal de aportación empleado es unaaleación compuesta por estaño, plata o plomo (Este último en desuso en Europa desde el 2006debido a la normativa RoHS)Comentemos algunos aspectos:

•Limpieza. En ocasiones quedan restos de resina en los pads, aparece oxidación en el cobre o enlos terminales. Cualquiera de estos elementos impide la correcta soldadura.

•Fundente (flux). Tiene como funcionalidades: la eliminación del óxido así como mejorar lascaracterísticas de mojado de la soldadura (reducción de la tensión superficial).Los hilos de aleación de estaño empleados, suelen llevar un núcleo de fundente.

•Si realizamos un aporte de calor excesivo, el componente puede degradarse

•Los pasos para una soldadura manual son:

1.insertar el terminal en el orificio realizado

2.acercar la punta del soldador y tocar terminal+pad


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3.acercar el hilo de estaño al terminal (sin tocar la punta del soldador). Si la temperatura esadecuada, se realizará un aporte de estaño, procediéndose a retirar el hilo, pero manteniendo elsoldador

4.si se mantiene unos instantes, se produce una distribución uniforme, pudiéndose retirar la puntadel soldador.5.mantener inmóvil el componente durante unos instantes, hasta que se enfríe el estaño y seobtenga la clásica forma cónica

6.cortar el exceso de patillas

Soldador Proceso de soldadura

ComprobacionesUna vez revelada la placa es recomendable realizar una inspección visual para detectar posiblesfallos. Los dos defectos básicos son:

a) fallo por circuito abierto: se produce una rotura en una pista.

b) fallo por cortocircuito: existe conexión eléctrica entre pistas adyacentes.

En el proceso de fabricación por revelado, un exceso de ataque químico tiene a) como resultado,mientras que el defecto provoca b)Cuando se termina el proceso de soldadura es recomendable realizar algunas comprobacionesprevias a la puesta en funcionamiento.

a) Una soldadura incorrecta puede provocar un fallo por circuito abierto

b) Un exceso de estaño puede provocar fallo por cortocircuito

Podemos emplear el multímetro en modo comprobación de continuidad para detectar:

• La correcta conexión de unos componentes con otros

• Que existe aislamiento con pistas adyacentes.

El uso de zócalos para circuitos integrados tiene una doble funcionalidad:

• Evitar un exceso de aporte de calor durante la soldadura

• Evitar que las protecciones del integrado impidan comprobar continuidad.

Defecto de aporte de estaño Puente entre terminales


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Diseño de un Interfono automático con PCB Wizard.Practica: Diseño Bajo programa. Interfono.

Nombre:

OBJETIVOS:

Realizar el diseño de un circuito eléctrico de un interfono. Para después proceder a procesar laplaca.

EQUIPO Y MATERIAL NECESARIO:

Un ordenador con el hardware necesario para ejecutar los programas que usaremos el softwearLiveWire y PCB Wizard

PROCEDIMIENTO:

Lo primero será hacer el esquema del circuito para eso nos basaremos en el esquema eléctrico.

Con el programa pasamos este esquema al ordenador.


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Después de tener el circuito en digital pasamos el esquema al circuito impreso. Aquí se nos dantodos los componentes con todas sus uniones y debemos de ir colocándolos en la placa

Al final obtendremos el circuito listo parta imprimir e insolar

Vista real del circuito (en el programa)

Vista de insolación del circuito Vista de los componentes del circuito


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Practica Interfono automático

Nombre:…………………………………………………………………………………

OBJETIVOS:

Realizar el diseño y montaje del circuito eléctrico de un interfono. Para después proceder a procesarla placa y medida en laboratorio de los parámetros mas importantes.

EQUIPO Y MATERIAL NECESARIO:

Un ordenador con el hardware necesario para ejecutar los programas que usaremos el softwearLiveWire y PCB Wizard de la practica anterior.

F.AOsciloscopio.G. Baja frecuenciaComponentes electrónicos.

INTRODUCCION

La comunicación se realiza de la misma manera que cuando se utiliza el teléfono, sin tecla deconmutación habla-escucha.

En el interfono automático descrito a continuación, la tecla de conmutación habla-escucha no esnecesaria. La comunicación se realiza de la misma manera que cuando se utiliza el teléfono. Portanto, dejan también de existir los distintos pulsadores de control y las estaciones dejan de llamarseprincipal y secundaria, porque los dos aparatos son idénticos, intercambiables y funcionansimultáneamente.

En consecuencia, en el interfono descrito en estas páginas, las únicas maniobras que debenhacerse son la de puesta en marcha y el apagado del aparato mediante el interruptor dealimentación. Naturalmente, esto es muy cómodo si el aparato se alimenta con la red, pero deberátenerse en cuenta si se alimenta con pilas. El montaje del conjunto es muy sencillo, y está alalcance de cualquier experimentador.

REQUISITOS INDISPENSABLES

Son varios los requisitos que deben caracterizar un interfono. El primero de ellos es la posibilidadde adaptación de la salida, del circuito a altavoces de baja impedancia, que en este caso es de 8ohmios. El segundo corresponde a la ganancia del amplificador, que debe permitir una amplificaciónsuficiente incluso para las señales procedentes de una cierta distancia del micrófono. En cambio, enlo referente a la potencia, no es necesario que tenga un valor muy elevado, sobre todo si se tiene encuenta el excelente rendimiento de los pequeños altavoces, muy eficientes incluso en ambientesmuy ruidosos. En cualquier caso, la potencia de reproducción depende el uso que se desee hacerdel interfono. Por ejemplo, si se instala en una oficina o en un taller muy ruidoso, serán necesariosde 3 a, 4 W. En cambio, si se instala en un ambiente tranquilo, bastarán 100 mW.

En consecuencia, la sensibilidad de cada interfono deberá poder regularse para que se adapte acada condición de funcionamiento, incluida la evitación efecto Larsen, o sea la realimentaciónacústica, cuando las dos estaciones no están aisladas acústicamente.

POTENCIA DE SALIDA

El amplificador de baja frecuencia, que prácticamente constituye la principal etapa del interfono,debe tener unas determinadas características de respuesta de frecuencia: como está destinado areproducir solamente la voz humana, no requiere una banda pasante particularmente amplia, ypuede limitarse a la gama de 5.000 a 8.000 Hz. De esta manera se limitan los zumbidos y muchoruido, con la gran ventaja de una excelente comprensión de la palabra. En cuanto a la distorsión,puede decirse que las pequeñas distorsiones no aceptables en los sistemas de alta fidelidad, no


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tienen la menor importancia en los interfonos. Teniendo en cuenta estas consideraciones, se haadoptado un circuito integrado lineal que puede proporcionar una salida de 2 W aproximadamente:

ANÁLISIS DEL CIRCUITO

La entrada del interfono es la señal de un micrófono de electret, la cual es amplificada por untransistor FET, incluido en la propia cápsula del micrófono, que transforma también la elevadaimpedancia del micrófono a un valor relativamente bajo, adecuado para la entrada del transistorpreamplificador TR1.

Las señales de BF amplificadas se aplican, desde el colector de TR1, a la base de TR2 a travésde C3. De este transistor se aprovechan dos salidas: la de colector y la de emisor. Estas dos salidasconvergen, a través de C6 y de C7, a las resistencias R9, R10 y al potenciómetro de ajuste P1.Como las dos señales obtenidas están desfasadas 180º, si el cursor de P1 se ajustaadecuadamente, la señal de baja frecuencia que habrá en él será nula. En la práctica, esto significaque a la entrada de IC1 no llegará ninguna señal procedente del micrófono y, por tanto, no se oirápor el altavoz. Por esta razón no puede producirse el efecto Larsen. Sin embargo, a IC1 le llegaránlas señales procedentes de la entrada E/S procedentes del otro intercomunicador, totalmenteidéntico al de la figura 1.

Si bien las señales captadas por el micrófono se anulan en P1, una parte de la misma se aplica ala salida E/S desde el emisor de TR2 a través de C7 y R11 y, de aquélla, al potenciómetro P2 de laotra unidad para ser amplificada y escuchada por su altavoz. Y viceversa, cuando el interlocutorhabla ante el micrófono de su unidad, la señal de su voz llega al conector E/S de la propia unidadpara ser amplificada por IC1 y escuchada por el altavoz.

El comportamiento de las señales de las salidas de TR2 se examinará más detalladamente en elesquema parcial de la figura 2.

COMPORTAMIENTO DE LAS SEÑALES EN TR2

La señal de entrada de TR2 se ha representado en la figura 2 de forma senoidal para una mayorsencillez, aunque puede ser bastante compleja.

En el emisor de TR2, la forma de la señal es la misma que la de la base, pero de una corrientemás elevada. En cambio, en el colector, el semiciclo A es negativo y el B positivo, debido a laconfiguración en emisor de TR2, que invierte la fase de la señal de colector con respecto a la base yde emisor.

Los dos condensadores C6 y C7 aíslan las tensiones de c.c. que hay en los respectivosterminales de TR2 y aplican las señales de emisor y de colector, opuestas en fase, a los terminalesde P1.

Fig. 1 esquema de una de las unidades del interfono automático


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R11, P1, P2, el cable de conexión al otro aparato y la impedancia de entrada de este últimoforman un circuito puente que realiza una función análoga a la que se encuentra en las instalacionestelefónicas.

Regulando adecuadamente el cursor de P1, la señal presente en dicho cursor se anula, porque aél llegan entonces dos señales de la misma magnitud pero de fase opuesta. Por tanto, en el cursorde P1 desaparece la señal procedente de TR1 y de TR2.

Sin embargo, al cursor de P1 llega la señal procedente del otro interfono, porque en el otroextremo de P1 no hay ninguna señal en contrafase que la anule. En el esquema de la figura 2, laseñal del otro interfono se ha representado con una señal senoidal ligeramente diferente de laprimera para facilitar la comprensión del proceso, y también se ha indicado con 1 y 2.

MONTAJE

Antes de iniciar el montaje del interfono, habrá que realizar dos circuitos impresos idénticos, cuyodibujo en tamaño natural se ha representado en la figura 3. El material de las placas puede serbaquelita o fibra de vidrio, y sus dimensiones son de 11 x 5,5 mm. En ellas se montarán loscomponentes tal y como puede verse en el esquema práctico de la figura 4.

Una vez realizados los dos módulos, cada uno se insertará en una caja de plástico adecuada,cuyas dimensiones no son críticas.

En la parte frontal de la caja, figura 5, se montará el micrófono omnidireccional de electretfijándolo con una goma para aislarlo de posibles vibraciones de la mesa y amortiguar el posibleefecto Larsen. Debajo del micrófono se montará el interruptor de alimentación que, como se verá

Fig.2

Fig. 3 Dibujo a tamañonatural del circuito impresovisto por el lado del cobre.Naturalmente, habrá querealizar dos placas.


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más adelante, puede eliminarse en una de las unidades.

La alimentación puede obtenerse de dos pilas planas de 4,5 V y conectadas en serie, pero paralargos períodos de funcionamiento será conveniente emplear 6 pilas de linterna del modelo grandede 1,5 V, conectadas en serie. De todas maneras, para un funcionamiento

continuado resultará más cómodo emplear un alimentador de red estabilizado, aunque tiene elinconveniente de que el interfono no puede utilizarse en caso de un corte de fluido.

Por último, sólo queda por indicar que el circuito integrado no debe montarse con un zócalo parafacilitar la disipación del calor que genera mediante sus patillas. A tal efecto, las pistas a las que vasoldado se han dibujado de grandes dimensiones para que sirvan de radiador.

Una vez montados los módulos y haberlos repasado bien, se montarán los componentes en lacaja y se conectarán a los correspondientes terminales de las placas.

Se empezará por cerrar los interruptores S1 de cada aparato, previamente interconectados conun cable apantallado a través de los conectores E/S de cada uno. Después se ajustarán lospotenciómetros P2 para la máxima amplificación y se ajustarán los potenciómetros P1 para eliminartotalmente el efecto Larsen.

Si no se consiguiese eliminar esta realimentación acústica, habrá que comprobar las tensionesindicadas en el esquema de la figura 1 de TR2, las cuales tienen que ser de 6 V y, de 3 V para elcolector y el emisor respectivamente. Es posible que, debido a las tolerancias de amplificación delos transistores, R5 deba sustituirse por otra de 56 K o de 33 K. Lo mismo puede suceder conR9, que puede cambiarse por otra de 6,8 K, pero estos cambios de valores sólo se efectuarán enúltimo extremo.

Una vez terminados los ajustes para la eliminación del efecto Larsen, los dos potenciómetros P2se ajustarán al nivel de volumen más adecuado al ambiente.

El hecho de emplear dos interruptores S1, S2 puede dar lugar a problemas si uno de ellos estácortado por distracción. Para evitar este inconveniente, puede realizarse la modificación indicada enla figura 6, en la que, además del cable apantallado, se necesita un cable de dos conductores o dosconductores de color diferente para la identificación de su polaridad. Los dos diodos de silicio D1 yD2 impiden que la tensión de alimentación de un interfono se aplique a la del otro. Con estesistema, basta con accionar un solo interruptor para poner en marcha el conjunto. Si se adopta estaconfiguración, C5, prescrito de 250 µF en la lista de componentes, deberá ser de 500 µF, e inclusopuede prescindirse de uno de los interruptores, de una fuente de alimentación y de los diodos D1 yD2.

Fig. 5 Disposición delmicrofono y del interruptoren el mueble.


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OBJETIVOS:

Conocer el funcionamiento de un dispositivo con semiconductores. Conocer los principios de la amplificación. Conocer los conceptos asociados a cualquier amplificador. Adquirir destreza con los aparatos de medida.

PRACTICA:

Fig. 6 Esquema que permite poner en marcha los dos equipos con un sólo interruptor.

Fig. 7 Disposición de terminales de varios tipos de micrófono que existen en el mercado. La conexión de la salida debehacerse siempre con cable blindado, para evitar zumbidos en la salida.

Lista de componentes

R1 = 2,2 M P1 = 25 k TR1 = BC237, BC548R2 = 3,3 K P2 = 25 K TR2 = BC237, BC548R3 = 2,2 K C1 = 1F / 35V tántalo IC1 = LM380N (14 pins)R4 = 220 C2 = 25F / 16V electrolítico AV1 = altavoz 8R5 = 47 k C3 = 1F / 35V tántalo S1 = interruptorR6 = 33 K C4 = 50F / 16V electrolítico MIC. 1 = micrófono

electret 3 terminalesR7 = 3,3 K C5 = 250F / 16V electrolíticoR8 = 3,3 K C6 = 1F / 35V tántalo variosR9 = 6,8 K C7 = 1F / 35V tántalo Hilo de conexiónR10 = 3,3 K C8 = 100nF poliéster plano Cable blindadoR11 = 6,8 K C9 = 250F / 16V electrolítico Jack de 3,5mm macho

y hembraR12 = 1,5 K C10 = 4,7nF cerámico


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PROCESO.

1. Desconecta el altavoz y coloca en su lugar una resistencia de entre 8 y 10 Ω.2. Desconecta el micrófono. Para la práctica es imprescindible el utilizar un generador de baja

frecuencia.3. Ajusta el potenciómetro P2 para máximo volumen.4. Ajusta P1 hacia el extremo de R9. En este momento el interfono deja de comportarse como tal y

se convierte en un amplificador que ampliará la señal de entrada para sacarla por el altavoz.5. Ajusta el generador de B.F. a 1KHz de señal senoidal y 10mVpp. Y conéctalo a la entrada de

micro. No olvides que el terminal negro se debe conectar al negativo. Conecta un canal delosciloscopio también a esta entrada. Comprueba que el terminal negro esté también conectadoal negativo.

6. Aplica 9V de tensión de alimentación al amplificador.7. Conecta el otro canal del osciloscopio a la salida del altavoz, como siempre el terminal negro al

negativo.8. Mide el nivel de la amplitud de la señal de salida. Anótalo en la tabla1. Calcula la ganancia de

tensión del amplificador utilizando la fórmula siguiente. Anótalo también en la tabla.

entrada

salidav v

vA

9. Calcula la ganancia de tensión en dB. Utilizando la siguiente fórmula. Anótalo en la tabla1.

entrada

salida

v

vdBAv log20)(

10. Comprueba con el osciloscopio si la señal de salida está en fase con la de entrada o estádesfasada. Anótalo en la tabla1

11. Observa la señal de salida atentamente y sube poco a poco el nivel de la señal de entradahasta que en la salida se produzca un recorte de las crestas positivas o negativas. Justo antesde que se produzca este recorte mide el nivel de señal de entrada y salida. Este es el nivelmáximo de señal que podemos introducir en entrada sin que se produzca distorsión. Y estambién el nivel máximo de señal que podemos tener en salida para esta tensión dealimentación. Anota en la tabla esta pareja de valores.

12. Incrementa la tensión de entrada de 9V hasta 12V. Observa como ahora la tensión máxima deentrada y salida también se ha incrementado. Anota los nuevos valores

Entrada Salida Av Av(dB) Desfase

Para 9V de alimentación Para 12V de alimentaciónVentrada max. Vsalida max. Ventrada max. Vsalida max.

Tabla1

13. Vamos a verificar si nuestro amplificador es capaz de amplificar por igual todas las frecuenciasde audio, o si por el contrario amplifica mejor algunas de ellas.

14. Ajusta el generador a 20Hz y 20 mVpp y mide la tensión de salida. Calcula la ganancia y anotaestos valores en la tabla2.

15. Incrementa la frecuencia de la señal de entrada una octava, mide la señal de salida, calcula laganancia y anota estos valores en la tabla2. Es muy importante no cambiar el nivel de la señalde entrada, para que los valores no sean falseados.

Frecuencia Vsalida Ganancia Frecuencia Vsalida Ganancia


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En todos los casos la señal de entrada es deTabla 2

16. Dibuja la curva de respuesta en frecuencia de este amplificador en una gráfica logarítmica.

17. Calcula cuales son las frecuencias de corte superior e inferior de este amplificador. Recuerdaque las frecuencias de corte son las que corresponden con una ganancia de -3dB de la máxima.

18. Anota estas frecuencias en la tabla 3.

Frecuencia cortesuperior Ganancia (dB)

Ganancia máxima(dB)

Frecuencia corteinferior Ganancia(dB)

19. Marca estas frecuencias en la gráfica.

.


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PRACTICA: Estudio del terminal Telefónico

Apellidos............................................................................... Nombre.............................................

Objetivos:

Analizar el funcionamiento básico de un teléfono. Realizar el montaje básico, punto a punto, de dos terminales telefónicos. Efectuar medidas de comprobación en el montaje propuesto

MATERIALES:

Dos teléfonos analógicos.Polímetro.Fuente de alimentación.R y C indicados en el dibujo.Dos bases de conexión (rosetas).

PRACTICA:

1.- Describir el funcionamiento básico de un teléfono, utilizando los esquemas adecuados.El teléfono está formado por las siguientes partes.

Un interruptor para conectar desconectar el aparato receptor/emisor del sistematelefónico: se activa cuando descolgamos y se desactiva al colgar. Un altavoz. Un micrófono. Un timbre. Un teclado.

Y su principal función es permitir la comunicación entre dos interlocutores.

Alcatel Temporis 10.

El funcionamiento de las teclas será descrito de superior a inferior.1. Rellamada.

Llama al ultimo numero marcado. Para ello descolgar el auricular y pulsar dicha tecla.

2. Pausa.Permite crear una pausa durante la marcación del numero.

3. Tecla Silencio.Pulsar para que su interlocutor no pueda oírle durante el tiempo que se mantiene pulsado.

4. Rellamada y otros usos según Operador.


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Estas teclas permiten acceder a servicios adicionales. Contactar con el operador local paraobtener mas información.

2.- Realizar el montaje de comunicación de dos teléfonos según el esquema propuesto.

3.- Efectúa la medida de la corriente de bucle.

Sin Carga Colgado DescolgadoIntensidad 0 50 mATensión 28’23 V 21’14 V

Sin Carga Colgado DescolgadoIntensidad 63’7 mATensión 24’56 V 19’03 V

4.- Comprobar el funcionamiento.

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