MANUAL PASO A PASO

MANUAL PASO A PASO

CREACIN DE UNA PCB

(BY Diaio)

En primer lugar comentar que este es un manual para los que inician en el mundo de las PCB, ya sea para robtica, acuario-filia, domtica etc. Todo el que s aya iniciado en este mundo no encontrara nada nuevo en este manual, bueno y sin mas vamos al meollo.

NDICE

Orcad Capture cis ------------------------------------------------------------------- 02

Orcad Layout plus ------------------------------------------------------------------- 08

Insolacin de la placa (por Mario Murgui ) ----------------------------------- 16

La soldadura --------------------------------------------------------------------------- 20

Agradecimientos a toda esa gente que se molesta en orientarnos a nosotros los novatos en esto de la electrnica, a la gente del foro de la web de A.R.D.E. y el canal #pic del IRC.

A destacar:

Manu (foro webdearde.com),

Furrichip (foro webdearde.com)

K-pux (IRC #pic)

1-CAPTURE CIS

Lo primero es conseguir un programa para realizar el esquema elctrico y posterior fotolito. Hay muchos en Internet pero los mas destacados son Orcad, Eagle y para Linux hay uno que no esta nada mal que se llama simplemente PCB http://pcb.sourceforge.net/ evidentemente no son estos todos los que hay, hay muchos mas pero son los ms comunes.

Yo utilizo Orcad por lo que os mostrare a grandes rasgos como funciona.

La instalacin del programa no tiene mayor inconveniente es muy sencillo, rellenar un par de campos que te pide como son, nombre del usuario, numero de serie, ubicacin de la instalacin etc. Vamos, lo tpico.

Durante la instalacin tambin puedes seleccionar los programas que quieres que se instalen, esto es a gusto del consumidor, pero para esto solo usaremos el Orcad capture cis y el Orcad layout.

Una vez instalado nos dirigimos al icono del Orcad capture cis

Y nos aparecer una pantalla como esta

Bien, pues ahora seleccionamos FILE->NEW->PROJEC o tambin podemos ir directamente si pinchamos encima del icono y nos saldr algo como esto.

Le damos un nombre a nuestro proyecto en el campo NAME, seleccionamos la opcin SCHEMATIC y por ultimo el sitio donde guardaremos todos los archivos del esquema, le damos a OK y todo listo, nos aparecer la pantalla definitiva donde tomara forma nuestro esquema, es decir algo as.

Ahora insertaremos los componentes de nuestra placa con el botn situado a la derecha, arriba, en la barra de controles, obtendremos una ventana as

Aqu se diferencian 4 zonas, PART, PART LIST, LIBRARIES y un recuadro en blanco. Pues bien, para seleccionar un componente se busca la librera que lo contiene en el apartado LIBRARIES y despus se escoge el componente deseado del apartado PART LIST y se le da a OK.

Tambin se puede buscar un elemento dentro de una librera muy extensa si despus de seleccionar la librera se introduce las iniciales del nombre en la seccin PART con lo que se consigue que se ordene la lista a partir de la inicial o iniciales que se escriban.

Ejemplo. Si despus de escoger la librera introducimos en el campo de texto la inicial R pues se desplazara el cursor hasta el primer componente que empiece por R, si introducimos RES pues se desplazara el cursor hasta el primer componente que empiece por RES y as sucesivamente.

Si sabemos el nombre del componente que buscamos pero no sabemos en que librera esta, hay un pequeo truco, si se puede llamar as, lo que tienes que hacer es seleccionar todas las libreras y despus hacer lo que he comentado anteriormente, ir poniendo letra por letra el nombre del componente hasta encontrarlo.

Otra opcin mas es si no sabemos el nombre del componente y tampoco la librera en la que esta, pues entonces tenemos que recurrir a la opcin PART SEARCH, que es un botn a la derecha del campo PART LIST. Pues debera aparecer algo como esto.

Este apartado es muy sencillo hay que poner algo del nombre que busquemos y pinchar en BEGIN SEARCH, aqu se permite el uso de comodines como el * y la ?.

Ejemplo: si ponemos en el recuadro algo as *78?05* nos buscara todos los componentes que independientemente de lo que tengan delante o detrs contengan un 78algo05, como son los 78L05 - 78M05 etc.

Cuando lo encontremos, lo pinchamos dentro de LIBRARIES y pulsamos OK, el programa nos llevara devuelta a la pantalla anterior y volveremos a darle al OK. Hecho esto el puntero del ratn arrastrara una figura (la del componente seleccionado) de tono rosceo por la pantalla, lo llevis hasta donde queris ponerlo y pinchis con el ratn.

Hay algunos componentes que tienen botn propio como son el VCC el de GND el de PIN NO CONECTADO y el de INTERRUPTOR .

El elemento PIN NO CONECTADO es necesario ya que luego se le pasara esta informacin al layout para que rutee la placa y si no esta todo en orden lo ms probable es que lo haga mal.

Una vez que hemos buscado y colocado todos los componentes de nuestra placa, nos quedara algo como esto.

Lo que nos queda es unir todos los componentes con sus correspondientes conexiones y esto lo aremos con el comando WIRE al cual le corresponde el botn .

Pues lo que nos queda aqu es darle el formato para pasrselo al layout y para esto minimizaremos la pantalla del esquema, solo la pantalla del esquema no la ventana del Orcad y veremos que hay 3 ventanas abiertas en total, contando la que acabamos de minimizar.

Escogemos la que tiene un ligero parecido al explorador de Windows.

Desplegamos la carpeta con el nombre DESIGN RESOURCES y seleccionamos el archivo con extensin *.dsn que tendr el mismo nombre que le hemos dado al proyecto y le decimos que nos cree el NET LIST para eso usamos el botn .

Ahora nos preguntara mediante una ventana de opciones algunos parmetros a darle al nuevo documento, en esta ventana seleccionaremos la pestaa LAYOUT y seleccionaremos las dos opciones que no vienen por defecto RUN ECO TO LAYOUT y USER PROPERTIES ARE IN INCHES.

Pulsamos aceptar y nos dir que nos a creado el archivo net list a partir del DSN descrito anteriormente, aceptamos y ya podemos salir de este programa.

2-LAYOUT

Vamos con el layout, lo de siempre, men inicio->programas-->orcad-->layout plus.

Una vez abierto el programa pinchamos en archivo nuevo y nos aparecer una ventana as.

Aqu tenemos dos apartados FILE NAMES y OPTIONS, OPTIONS lo dejamos tal cual y nos centramos en los tres botones de seleccin (BROWSE) que tenemos a la derecha, en el primero seleccionaremos el archivo de configuracin del layout que dejaremos el que viene por defecto (default.tch), en el segundo escogemos la ubicacin del archivo MNL que acabamos de crear con el capture cis y en el tercero le diremos el nombre y la ubicacin del archivo que vamos a crear, el cual tendr la extensin MAX.

Le pinchamos a APPLY ECO y es ahora cuando las cosas se ponen un poco difciles, me explico, cada componente que nosotros hemos aadido en el proyecto tiene un nombre especifico en el layout, a este nombre se le denomina footprint, este footprint tiene ligado una serie de medidas para cada componente (tamao, distancia entre pins, numero de pins, etc.) por eso es tan importante seleccionar el footprint adecuado a cada componente, por que si no es el correcto cuando imprimamos el fotolito no coincidirn los agujeros en el sitio que corresponden y no servir para nada lo que hemos hecho.

El sistema para buscar el footprint adecuado es parecido a buscar el componente en el capture, en cuanto le hemos dado a apply eco lo que hace es linkar los nombres de los componentes del capture a los fooprint de las libreras que tiene el layout (en este zip tenis algunas libreras para aadir al layout, solo tenis que copiar y pegar el la carpeta libraries del layout plus).

Cuando el layout no encuentre el footprint nos saldr esta pantallita,

En esta concretamente me dice que no encuentra el footprint del componente J1 denominado phonejack_stereo y que seleccione una de las opciones, la que elegiremos es la primera, linkar un footprint existente con el componente, las otras dos opciones es para gente que esta puesta en el tema de orcad, lo cual no es mi caso xD.

Ahora tendremos una pantalla como esta

Aqu, lo primero que aremos ser asegurarnos que estn todas las libreras disponibles y para ello seleccionaremos la opcin Add despus de lo cual nos preguntara que librera queremos aadir, seleccionamos todas y aceptamos.

Hecho esto lo que nos queda es lo mismo que lo anterior en el capture, seleccionaremos todas las libreras del listbox (se pondrn en un tono oscuro segn las seleccionemos) y en el campo de texto iremos introduciendo el nombre de lo que buscamos, pasara igual que en el capture se posicionaran los footprint en orden alfabtico segn las letras introducidas.

En el recuadro mas grande, si seleccionamos un footprint, aparecera el dibujo del componente, no siendo as con las medidas del mismo, de hay la dificultad de acertar con el correcto, puesto que hay dibujos iguales pero con diferentes medidas (en el foro de la web www.webdearde.com hay un hilo con algunas correspondencias entre componente y footprint).

Otra dificultad viene cuando no tenemos ni idea de como puede llamarse el footprint por lo que al igual que en el capture tenemos la opcin search.

En esta ventana le daremos alguno parmetros para que busque lo mas acertadamente posible, por defecto estn seleccionada la bsqueda por nombre y por un mnimo de pines, con esto suele ser suficiente(personalmente suelo desactivar la opcin de mnimo de pins), pinchamos en search y nos dar el resultado(a veces no tiene nada que ver el nombre del componente con el foot print Ej.: LM7805/TO y el footprint es TO220, lo lgico seria buscarlo por LM o por 7805 pero en realidad hay que buscarlo por TO), esta bsqueda se realiza en todas las libreras y algunas veces nos saldrn muchos resultados, tendremos que seleccionar el que mas se acerque a la descripcin del componente.

Cuando lo selecciones le damos a Add y nos devolver a la ventana anterior, lo que nos ha hecho es seleccionar la librera y el componente as que tendremos el dibujo del mismo en la pantalla anteriormente descrita, si no es el componente que buscamos pero si es la familia correcta lo que hacemos es desplazarnos uno a uno por cada componente hasta dar con el correcto, normalmente cada librera corresponde a una familia de componentes, por lo que seleccionando una descripcin aproximada del mismo obtendremos todos los componentes parecidos de esa familia y ser cuestin de tiempo que encontremos el adecuado.

Tendremos que hacer esto para cada componente, solo lo aremos una vez puesto que queda grabada la relacin de los componentes.

Hecho esto, tendremos algo as.

Lo que tenemos que hacer aqu es ordenar los componentes de manera que estn lo mas junto posible, para ahorrar espacio, pero teniendo en cuenta que las conexiones no se crucen entre s o que se crucen lo menos posible.

El proceso de mover las piezas es muy simple, en la barra de herramientas

deseleccionaremos la opcin de DRC , que esta seleccionada por defecto, y ya podemos mover libremente los componentes haciendo click sobre ellos y arrastrando, tambien podemos rotar los componentes si cuando lo tenemos seleccionado pulsamos la tecla R, con lo que tenemos esto

Como vemos en esta imagen las conexiones no esta bien hechas, no s por que pero a veces pasa (no es lo normal)

Cuando pasa esto utilizaremos la opcin conection tool que, pinchando con el botn derecho, nos salen las opciones de esta herramienta que son

End command--- termina con la opcin que hayamos seleccionado.

Add ---------------- aade una nueva conexin entre pines.

Delete------------- Borra una lnea o conexin entre dos pines.

Disconnect pin ---- Desconecta un pin de todas las conexiones que lleguen o salgan de l.

Despus de jugar con todas las opciones tendremos algo as

Este ejemplo es una simple fuente de alimentacin en la que entran 12vdc. Y obtenemos 5vdc. estabilizados.

Ahora lo que aremos ser darle un rea a la placa (lnea amarilla), que para esto se utiliza el comando obstacle tool de la barra de herramientas.

En este momento se rutea la placa pero antes hay que decirle cuantas caras tiene nuestra placa, el grosor de las pistas y si puede o no utilizar puentes.

Primero seleccionaremos el ancho de las pistas que para ello tendremos que ir al men

windows-> nets

Una vez aqu pinchamos en la casilla de nets name y arrastramos hasta seleccionar todo, absolutamente todo, se quedan todas las casillas menos la de net name en negro, y desplegamos el submen (botn derecho) en el que pincharemos en properties obteniendo esta ventana.

Lo nico que aremos ser darle un valor a las casillas de Min Width, Conn Width y Max Width y les daremos un valor de 25 a todas, es suficiente con 25, aunque puedes jugar con los valores hasta encontrar el que te valla mejor. Puedes seleccionar solo una lnea y darle un valor, la gente suele poner ms ancho en las pistas de GND y VCC, mas estrecho de 25 en el resto para optimizar espacio, pero bueno eso es jugar con ello.

Para decirle las caras que puede utilizar para las pistas y para los puentes no iremos al men Tool->Layer->select from speadsheet..

Repetiremos el paso anteriormente descrito deseleccionar todo y desplegar el men opciones donde escogeremos nuevamente, properties.

Chequeamos la opcin de Unused Routing que es como deshabilitar la capa. Lo que hemos hecho ha sido deshabilitar todas las capas por lo que ahora tendremos que activar cada capa con lo que le corresponde.

Seleccionamos la capa Top y volvemos a desplegar el men properties, esta capa es la frontal por lo que le diremos que la use para rutear chequeando la opcin Routing layer, si la placa que usamos es de doble cara seleccionaremos tambin la Bottom y aremos lo mismo. Ahora seleccionaremos uno o ms capas para que las utilice con los puentes, yo suelo utilizar placas de una sola cara con lo que asigno a la capa Top el ruteo y a la Bottom los puentes.

Para asignar la capa como puente, aremos exactamente lo mismo, pero seleccionaremos la opcin Jumper Layer.

Pues ya estn asignadas las capas ahora tendremos que habilitar la opcin de puentes, vamos, decirle que puede usarlos. Con esto no iremos al men File->Load y buscaremos la carpeta donde el layout tiene los archivos de datos, que por defecto suele estar en C->OrCAD->OrCAD_10.3->tools->layout_plus->data y tendremos que cargas lo archivos jumper_h.sf y jumper_v.sf, uno para los puentes horizontales y otro para los verticales.

Esto hay que hacerlo siempre, no se queda grabado, aunque abras el mismo proyecto donde anteriormente cargaste estos archivos el layout no los guarda, as que tendrs que volver ha cargarlos. Y ahora si ahora ya podemos rutear la placa, por lo que nos iremos al men Auto->autorute->board. El tiempo es relativo en relacin con la complejidad de la placa y nos quedara as

Si la placa es compleja y el Orcad ha usado puentes, a parte de estas lneas tendrs unas marcadas en rojo, esos son los puentes. Si ves alguna lnea que esta demasiado junta o que no te gusta como esta y quieras cambiarla, tienes que usar la herramienta

Add/Edit route mode el funcionamiento de la misma es igual a la herramienta conection tool que utilizamos para la conexin de los componentes. Una vez que ya este a tu gusto solo queda imprimir el fotolito, seleccionamos la ventana, que ya estar abierta, Post process, para poder tener las dos ventanas abiertas, la de la placa y la de post process lo que aremos ser minimizar todo y restauras solo estas dos con lo que no iremos al men window y seleccionaremos Tile.

Ahora, en la ventana Post Process seleccionamos top y con el botn derecho del ratn desplegamos y seleccionamos preview.

Ahora para imprimir deberemos tener seleccionada la ventana del grafico, la del fotolito y nos iremos al men File->Print/Plot. OJO AL IMPRIMIR EN PDF!!

Esto es a gusto de consumidor, yo suelo dejarlo como esta a excepcin que suelo seleccionar Force Black & White por que si no te lo imprime en el color de la pista, azul en este caso.

3-INSOLACIN DEL PCB

Para esto necesitaremos la insoladora, ahora bien, no todo el mundo tiene una insoladora as que montaremos una, manos a la obra.

Procedimiento para construir tu propia insoladora.

Materiales:

MADERA:

- Tablero de aglomerado de 16 mm, rechapado en melamina blanca.

Base: 1 de 50 x 22 cm.

Tapa: 1 de 53,2 x 25,2 cm.

Laterales: 2 de 53,2 x 10 cm, y 2 de 22 x 10 cm.

Soportes de los tubos: 2 de 6 x 22 cm.

(las medidas son para el grosor especificado, 16mm, si usis otro grosor tenerlo en cuenta)

-Cristal con los cantos lijados para evitar cortarnos, de 53 x 25 cm.

ELECTRICIDAD:

- 4 tubos de 15w de potencia.

- 4 portacebadores.

- 4 cebadores.

- 2 reactancias de 40w.

- regleta de ficha de empalme del tamao apropiado para las conexiones de los tubos.

- Cable paralelo de 2 x 1,5 mm

FERRETERIA:

- Tornillos de ensamblaje

- 2 bisagras

- cancamos de cierre.

- Espuma de 2-3mm de espesor y 25 x 30 cm

CONSTRUCCION:

Ensamblar la base con los laterales, los soportes de los tubos no hace falta atornillarlos a la caja.

Los tubos se deben montar de forma que queden a la misma distancia entre ellos y a la misma altura.

El cristal NO hay que pegarlo, podemos necesitar sustituir algn tubo o cebador.

La espuma se pega con cola de contacto a la tapa, procurando que quede centrada (es para que haga presin sobre el fotolito y la placa a revelar) .

PREPARACIN.

Antes de insolar la placa, hay que revisar que no tengan rebabas en los bordes.

En el caso que las tengan o hayamos realizado un corte, antes de insolar coger una lima y repasa los bordes.

REVELADO

Si ya hemos llegado hasta aqu, nos queda agenciarnos dos cubetas o dos platos de plstico segn el tamao de la placa. Verter en uno de ellos el revelador, es sosa custica diluida en agua (10-12grs por litro y el agua ligeramente templada).

Despus de introducir la placa, hasta que el dibujo se vea claramente. Enjuagar con un poco de agua.

ATACADO

cido clorhdrico (salfuman, en drogueras)

Agua oxigenada 110 volmenes (en farmacias)

Tambin vale con agua oxigenada normal, el atacado ser mas lento.

Mezclar 30% agua del grifo 30% agua oxigenada 30% cido clorhdrico, remover un poco para mezclar e introducir la placa, agitar hasta que las pistas estn definidas.

Por ltimo, depositar la placa en la cubeta limpia y rociarla con alcohol, frotar con un papel o algodn, y ya est limpia y lista.

RECOMENDACIONES.

Conservar el fotolito bien guardado en una carpeta, para que no se deteriore, ya que se puede usar todas las veces que quieras. El cristal de la insoladora limpiarlo de vez en cuando con un poco de alcohol para quitar los residuos de tinta que puedan quedar del fotolito.

Es importante realizar esto en un sitio bien ventilado con guantes especiales para productos quimicos, gafas de proteccion y mascarilla (en el atacado de la placa se producen gases nocivos).

Este documento es de libre difusin, total o parcialmente siempre que se cite al autor

(Mario Murgui ) y a la pgina web de procedencia http://www.lazonax.net .

4-LA SOLDADURA

Para soldar un componente a un PCB debemos de saber que:1. El soldador debe de haber alcanzado su temperatura de trabajo. Dejarlo pues calentar suficiente tiempo para que alcance la temperatura adecuada. Aunque sea capaz de derretir estao, si no alcanza la temperatura ptima la soldadura ser mala.

2. Los componentes, cables y dems piezas a soldar debern estar colocados en la posicin que queremos que tengan tras la soldadura. No se debe soldar p.e. un transistor y luego empezar a calentar las soldaduras para bajarlo un poco porque nos ha quedado muy alto. Antes de soldar colocamos el componente tal cual queramos que quede.

3. NUNCA soplar la soldadura para que se enfri antes. Esto dar lugar a una soldadura fra que se caracterizan por un color mate. Aunque la soldadura una las partes a soldar, antes o despus fallar y encontrar un fallo en un circuito que no funciona porque una soldadura ya no une correctamente puede volvernos locos.

4. No inhalar los humos del estao derretido y por supuesto llevar a cabo a soldadura en un lugar ventilado.

Tras tener todo preparado nos disponemos a soldar. No se deben soldar los componentes de manera aleatoria, se debe de respetar esta jerarqua en cuanto a orden de soldadura.1. Puentes metlicos y conectores

2. Resistencias.

3. Condensadores

4. Diodos

5. Transistores

6. ICs

Esto es as ya que las resistencias soportan el calor mejor que un transistor por ejemplo y cuanto menos tiempo est expuesto al calor directo o indirecto del soldador, mejor. Los ICs son los ms sensibles de ah que sea lo ltimo que se suelde. Cuando soldemos los componentes al PCB deberemos aplicar el estao suficiente pero nunca en exceso. Como ya dijimos y esto es muy importante, NUNCA SOPLAR LA SOLDADURA. Para soldar una resistencia por ejemplo a un PCB deberemos calentar simultneamente el pad del PCB y la patilla de la resistencia. Eso se hace tocando con la punta del soldador el pad y con el lateral de este la patilla. Tras unos tres segundos ms o menos podremos aplicar el estao que se adherir a las superficies calientes, o sea, el pad y la patilla del componente. Retiramos el estao y a continuacin el soldador. A continuacin vemos algunos ejemplos de soldaduras.

Soldadura dos patillas. BIENPad caliente, patilla fra. MALPad fro y patilla caliente. MAL

En el caso de soldar componentes que vayan a trabajar a altas frecuencias, no dejar las patillas demasiado largas, ni por arriba del PCB ni por debajo ya que podran actuar como antenas captando ruido y producir interferencias en el circuito.As pues, una buena soldadura tendr un aspecto brillante, con los lados cncavos y un mnimo de estao aplicado.Como nota final, siempre que soldis los componentes en un circuito impreso recomiendo que utilicis laca protectora en le lado de las soldaduras. Esta laca es como un "barniz" que proteger el cobre y las soldaduras de la humedad, grasa de las manos etc.

http://www.eurobotics.org/soldar2.html

PAGE 14