montaje de proyectos electrÓnicos. · cuando son falsas o correctas y por qué. 05.- que entiende...

+´¿¿ -[>K]+
MONTAJE DE PROYECTOS ELECTRÓNICOS.
Manual de conceptos teóricos y guías de trabajos prácticos de aplicación al montaje de proyectos electrónicos
Edición 08 – Marzo 2017
pag.
PROVINCIA DE BUENOS AIRES
ESCUELA DE EDUCACIÓN TÉCNICA N° 1“MANUEL BELGRANO”
Int. Campos 1950 - San Martín 4754-3986
Departamento Técnico Profesional Página 2
INFORMACION BIBLIOPGRAFICA PAGINA UNIDAD I.-
ENERGÍA ELÉCTRICA ESTRUCTURA ATOMICA - LEY DE OHM - VALORES NORMALIZADOS DE RESISTENCIAS
UNIDAD II
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE PLAQUETAS DE CIRCUITOS IMPRESOS.
UNIDAD III INSTALACIÓNES ELÉCTRICAS: Información bibliográfica complementaria: Colores de los cables de conexión; Tomas y secciones de cables; Tubos o caños de conexión; Cajas de derivación; Mecanismos; Esquema del tablero general de entrada.
UNIDAD IV
COMPONENTES ACCESORIOS Y SISTEMAS: INTERRUPTORES Y CONECTORES. LUMINARIAS: Incandescentes; Bajo consumo y fluorescentes. DIODO EMISOR DE LUZ - ERRAMIENTAS. MONTAR Y SOLDAR COMPONENTES. La soldadura; El soldador; El estaño. Proceso de soldar
UNIDAD V
UNIDAD VI.-
SISTEMAS DE CONTROL: CARACTERÍSTICAS OPERATIVAS: Lazo Abierto y Lazo Serrado Interruptor Crepuscular: Circuito impreso.
GUIAS DE TRABAJOS PRÁCTIOS
T.P. Nº I.- APLICAR EL CÓDIGO DE COLORES T.P.Nº II.- DISEÑAR UNA PLAQUETA DE CIRCUITO IMPRESO T.P.Nº III.- BIBLIGRAFÌA de INFORMACIÒN COMPLEMENTARIA. T.P.Nº IV.- CONSTRUIR UN PROBADOR DE CONTINUIDAD T.P.Nº V.- DISEÑAR Y CONSTRUIR UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN T.P.Nº VI.- PROBAR Y LOCALIZAR FALLAS EN UN INTERRUPTOR CREPUSCULAR.
ORIENTACIÓN PARA EL ALUMNO
Al finalizar el período lectivo, para aprobar la asignatura, el alumno deberá tener la habilidad necesaria para diseñar planos eléctricos y construir equipos electrónicos simples, aplicando las normas de diseño y construcción que se describen en el presente manual. Contestar correctamente el siguiente cuestionario de preguntas y presentar los trabajos prácticos TP.VI y V elaborados correctamente y funcionando. 01.- Que son y que aplicación tienen los componentes y accesorios básicos que se utilizan para
construir equipos electrónicos. 02.- Como se grafican según normas los componentes y accesorios básicos que el alumno dice conocer. 03.- Deducir el valor de la resistencia y su tolerancia, aplicando el código de colores. 04.- Soldar correctamente componentes electrónicos sobre plaquetas de circuitos impresos e identificar
cuando son falsas o correctas y por qué. 05.- Que entiende por riesgo eléctrico y qué medidas se deben tomar para evitarlo. 06.- Qué medidas de precaución se deben tomar al soldar transistores y circuitos integrados sobre
circuitos impresos. 07. - Cuales son los pasos a seguir para diseñar un circuito impreso a partir del plano eléctrico de un
equipo electrónico. 08.- Qué pasos siguió para fabricar manualmente el circuito impreso del T. P. N°4. 09.- Que utilidad tienen el transformador y el puente rectificador del T. P. N°5. 10.- Que función cumple la célula fotoeléctrica en el interruptor crepuscular del T. P. N°6.
El alumno deberá presentar los T.P. N°. 4 y 5 correctamente armados y en condiciones de función
INFORMACIÓN DE PRE LABORATORIO
Cada vez es más frecuente que se desarrollen actividades previas al comienzo de una práctica en el laboratorio para mejorar determinadas aptitudes del alumnado que le faciliten la realización posterior del trabajo asociado a la práctica.
Por ser el alumno, la primera vez que asiste a un laboratorio de claro contenido tecnológico, tendrá que realizar un recorrido exhaustivo por los siguientes contenidos temáticos:
COMPONENTES ELECTRÓNICOS
RESISTORES
El resistor es un elemento físico, que se utiliza en los circuitos electrónicos, para limitar la intensidad de circulación de la corriente eléctrica.
Los resistores comunes, a base de película de carbón o grafito, están constituidos por un soporte aislante, mango o tubito de material cerámico, sobre el que deposita la capa resistente, constituida por carbono puro, sin relleno o aglomerante.
Se los conoce también como resistores de mezcla. Son tubulares, y aptos para utilizar en circuitos impresos debido a su pequeño tamaño.
Los valores de su resistencia van de 1 a 10 M y para circuitos que disipen como máximo 2 Vatios. Una vez fabricados, se los protege contra la humedad y el desgaste mecánico, por medio de una capa de barniz que mantiene sus características dentro de una amplia zona de temperaturas, de 40º a + 115º C.
Los resistores de alambre, por el contrario y debido a su tamaño, se fabrican para circuitos electrónicos que disipan altas potencias con valores de resistencia baja. Se fabrican con dos o tres terminales. Para el caso de tres terminales el central es móvil, sirve para variar valores de resistencia y se lo puede utilizar como divisor de tensión.
CONDUCTORES
El conductor es un elemento físico, cuya principal característica es la de facilitar la circulación de corriente eléctrica.
Cualquier elemento físico, incluso el mejor conductor, opone una determinada resistencia a la circulación de la corriente eléctrica; lo cual implica que la resistencia de un circuito eléctrico, es el factor de proporcionalidad entre la intensidad de la corriente que circula y la diferencia de potencial que se establece entre sus extremos.
Si se conecta un conductor de determinada longitud a una fuente de tensión, circularán a través del mismo una cierta cantidad de electrones, que depende del grado de conductividad y de la estructura molecular del mismo.
INDUCTORES
Los inductores, son los componentes que se utilizan durante el diseño de circuitos electrónicos, en los casos en que se requieran transformaciones de energía eléctrica en magnética o viceversa y transformación de los valores energéticos de tensión y corriente eléctrica entre circuitos concatenados.
En base a las propiedades específicas que presentan los materiales con los que se construyen, se fabrican, transformadores de tensión y corriente, relés, bobinas de adaptación, de frecuencia intermedia, de choque, etc.
CAPACITORES
El capacitor, es un elemento físico que al ser conectado a un circuito eléctrico, se comporta como un componente capás de administrar energía eléctrica, almacenándola durante procesos de carga y entregándola cuando sea necesaria durante el periodo de descarga.
SEMICONDUCTORES
Existe un grupo de componentes electrónicos denominados semiconductores, para los cuales la conducción de corriente eléctrica, depende de la cantidad de electrones portadores libres que existan a la temperatura ambiente.
Se entiende por semiconductor, al componente electrónico, que de acuerdo al tipo y forma de energía que recibe, maneja el paso de la corriente eléctrica, dentro de los márgenes permitidos por los estados de conducción y corte. Se obtienen a partir de la mezcla de materiales semiconductores, tales como el silicio y el germanio, entre otros.
RIESGO ELÉCTRICO
Se denomina riesgo eléctrico al riesgo originado por la energía eléctrica. Dentro de este tipo de riesgo se incluyen los siguientes:
Contacto directo con elementos en tensión. Quemaduras por contactos o arco eléctrico.
Caídas o golpes por contacto, incendio o explosión, originados por la electricidad.
La corriente eléctrica puede causar efectos inmediatos como quemaduras, calambres o fibrilación, y efectos tardíos como trastornos mentales.
Además puede causar efectos indirectos como caídas, golpes o cortes. Los principales factores
que influyen en el riesgo eléctrico son:
La intensidad de corriente eléctrica.
La duración del contacto eléctrico.
La impedancia del contacto eléctrico, que depende fundamentalmente de la humedad, la superficie de contacto y la tensión y la frecuencia de la tensión aplicada.
La tensión aplicada. En sí misma no es peligrosa pero, si la resistencia es baja, ocasiona el
paso de una intensidad elevada y, por tanto, muy peligrosa.
La frecuencia de la corriente eléctrica. A mayor frecuencia, la impedancia del cuerpo es menor. Este efecto disminuye al aumentar la tensión eléctrica. La trayectoria de la corriente a través del cuerpo. Al atravesar órganos vitales, como el
corazón, pueden provocarse lesiones muy graves.
Los accidentes causados por la electricidad pueden ser leves, graves e incluso mortales. En caso de muerte del accidentado, recibe el nombre de electrocución.
En el mundo laboral los empleadores deberán adoptar las medidas necesarias para que de la utilización o presencia de la energía eléctrica en los lugares de trabajo no se deriven riesgos para la salud y seguridad de los trabajadores o, si ello no fuera posible, para que tales riesgos se reduzcan al mínimo.
Para los grados de electrificación Medio y Elevado se deberá instalar un interruptor diferencial.
En los cuartos de baño la instalación eléctrica debe respetar la zona de prohibición, dentro de la cual no pueden instalarse interruptores, tomacorrientes, calefones eléctricos o artefactos de iluminación, y la zona de protección donde pueden instalarse artefactos de iluminación y aparatos eléctricos fijos, siempre que se encuentren protegidos contra posibles salpicaduras.
Interruptor Diferencial:
Cada instalación debe contar con un interruptor diferencial y todos los tomacorrientes deben conectar a tierra los aparatos que alimenta. Cuando por una falla en la instalación de un aparato eléctrico sus partes metálicas queden sometidas a tensión, el conductor de protección hará circular una corriente de fuga, a tierra. El interruptor diferencial detecta esta fuga y corta la alimentación en forma inmediata.
En los casos de contactos accidentales con partes metálicas bajo tensión, la corriente a través del cuerpo humano se verá limitada por la
rápida respuesta del interruptor diferencial que cortará la alimentación en no más de 30 milésimos de segundo.
Interruptor de Sobrecargas (Termo magnético):
Es un dispositivo capaz de interrumpir la corriente eléctrica de un circuito cuando ésta sobrepasa ciertos valores máximos.
Su funcionamiento se basa en dos de los efectos producidos por la circulación de corriente eléctrica en un circuito termo magnético.
Al igual que los fusibles, los interruptores termo magnéticos protegen la instalación contra sobrecargas y cortocircuitos.
ATENCIÓN ! NO desenchufe tirando el cable. NO utilice adaptadores. NO use las cañerías de agua o gas como descarga a tierra. NO cambie lámparas sin desenchufar el artefacto o sin cortar la electricidad desde el tablero. Instale
accesorios normalizados.
Instalación de Puesta a tierra
La toma a tierra es un camino de poca resistencia a cualquier corriente de fuga para que cierre el circuito "a tierra" en lugar de pasar a través del usuario. Consiste en una pieza metálica enterrada en una mezcla especial de sales y conectada a la instalación eléctrica a través de un cable. La puesta a tierra debe hacerse próxima al tablero principal, con un valor de resistencia de 10 a 5 ohms preferiblemente. Ello se logra con una jabalina de acero-cobre de ø16mm y 1,5m de longitud en tierra, conectada al tablero principal con un cable de 10mm2.
Instalación domiciliaria de toma a tierra.
SIMBOLOGÍA PARA DIAGRAMAR CIRCUITOS ELÉCTRICOS SEGÚN NORMAS
Trazado de líneas y cables:
Conduc. Símbolo Cruces de conduc. Punto conex. Toma de Conexiones
Genérico sin soldar entre conduc. tierra a masa
Terminales: soldado / movil Blindajes: cable / alambre Línea subterránea
Conductores líneas y cables
Conductor a tierra Blindado y aislado Cable de video Cable de teléfono
Tipos de cables telef. Bornes para cables Cabe trenzado y par Hilo de fibra óptica
Pilas y baterías
Tipos de baterías Pilas cilíndricas Mini baterías Mini pila de audífono
Clavijas y conectores
Conectores de chasis Conmut. palanca Clavijas tipo Jak Jacks hembra
Elementos de protección
Fusible de vidrio Fusible térmico Interruptor fusible Protector línea telef.
Resistores
Fotoresistor Termistor NTC Termistor PTC Resist. de alambre
Capacitores
Cap.variable (trimer) Capacitor pasante Cap. diferencial Capacit. Polarizado
Inductores
Núcleo Fe.Si Núcleo Fe.Cu Núcleo de aire Núcleo de ajuste F.I.
Bob.de electroimán Bob.de deflexión Bobina de choque Relé
Transformador Transf.de corriente Autotransformador Transformadores de F.I.
Semiconductores
Diodo PIN Diodo emisor de luz Fotodiodo Diodo láser
Transistor P-N-P Transistor N-P-N Fototransistor Transist. darlington
PNP N-P-N
UNIDAD I.-
ENERGÍA ELÉCTRICA
ESTRUCTURA ATOMICA
Los átomos están formados por tres partículas básicas, los protones los electrones y los neutrones. Los protones y los neutrones se encuentran en el núcleo del átomo, los electrones en capas concéntricas alrededor del núcleo que a su vez se dividen en subcapas.
Los protones tienen carga positiva, los electrones tienen una carga negativa y los neutrones no tienen carga, es decir son neutros.
En la materia por lo general se encuentran los electrones y protones en equilibrio, pero los
electrones se pueden mover de un átomo a otro causando que los cuerpos se carguen eléctricamente. Los electrones que se mueven con más facilidad son aquellos que se encuentran en las subcapas mas alejadas del núcleo.
La electricidad, es el conjunto de fenómenos energéticos relacionados con la presencia estática y/o flujo de cargas eléctricas. Es una forma de energía tan versátil, que tiene un sinnúmero de aplicaciones. Se manifiesta mediante varios fenómenos y propiedades físicas.
En estado de reposo se manifiesta como el potencial eléctrico, que mide en Voltios, la capacidad que tiene el campo eléctrico para producir trabajo.
En estado dinámico se manifiesta como un desplazamiento de partículas cargadas eléctricamente, denominada corriente eléctrica, cuya intensidad de movimiento se mide en Amperios. Además las cargas en movimiento producen campos magnéticos.
LEY DE OHM
Los materiales con los que se lo construyen los resistores, posen como propiedad específica alta resistividad. La resistencia con la que se oponen a la circulación de corriente se mide en “OHMIOS” ( Ω ) y su misión, según lo establece la ley de Ohm, es la de actuar como factor de proporcionalidad entre tensión (E) y corriente (I) en los circuitos eléctricos y electrónicos.
siguiente manera: I = E / R
I : Amper - E: Volt - R: Ω
Para E = cte. Si R↑ => I↓ y Si R↓ => I↑
Energía Energía eléctrica
CÓDIGO DE COLORES Y VALORES NORMALIZADOS DE RESISTENCIAS
Los valores óhmicos de resistencia se suelen representar por medio de anillos de color, pintados en el cuerpo de los mismos. Suelen ser en número de cuatro, y su significado es el siguiente:
ANILLOS 1 2 3 4
1er. anillo: 1ª cifra / 2º. anillo: 2ª cifra / 3er. anillo : N° de ceros que siguen a los números anterior 4º. anillo : Tolerancia
ROJO 2 - VERDE 5 - MULTIPLICADOR; NARANJA 000 -TOLERANCIA; ORO 5%
= 25.000 ohmios = 25 K. 5% 1° 2° 3° 4°
Color 1° Cifra 2° Cifra 3° Cifra Multiplicador
4° Cifra Tolerancia
Negro --- 0 X 1 Marrón 1 1 X 10 ± 1%
Rojo 2 2 X 100 ± 2% Naranja 3 3 X 1000 Amarillo 4 4 X 10000
Verde 5 5 X 100000 Azul 6 6 X1000000
Violeta 7 7 --- Gris 8 8 ---
Blanco 9 9 ---
Valores normalizados:
marrón-negro 1Ω 10Ω 100Ω 1KΩ 10KΩ 100KΩ 1MΩ marrón-rojo 1.2Ω 12Ω 120Ω 1.2KΩ 12KΩ 120KΩ 1.2MΩ marrón-verde 1.5Ω 15Ω 150Ω 1.5KΩ 15KΩ 150KΩ 1.5MΩ marrón-gris 1.8Ω 18Ω 180Ω 1.8KΩ 18KΩ 180KΩ 1.8MΩ rojo-rojo 2.2Ω 22Ω 220Ω 2.2KΩ 22KΩ 220KΩ 2.2MΩ rojo-violeta 2.7Ω 27Ω 270Ω 2.7KΩ 27KΩ 270KΩ 2.7MΩ -naranja 3.3Ω 33Ω 330Ω 3.3KΩ 33KΩ 330KΩ 3.3MΩ naranja-blanco 3.9Ω 39Ω 390Ω 3.9KΩ 39KΩ 390KΩ 3.9MΩ amarillo-violeta 4.7Ω 47Ω 470Ω 4.7KΩ 47KΩ 470KΩ 4.7MΩ verde-azul 5.6Ω 56Ω 560Ω 5.6KΩ 56KΩ 560KΩ 5.6MΩ azul-gris 6.8Ω 68Ω 680Ω 6.8KΩ 68KΩ 680KΩ 6.8MΩ gris-rojo 8.2Ω 82Ω 820Ω 8.2KΩ 82KΩ 820KΩ 8.2MΩ
T.P. Nº I.- APLICAR EL CÓDIGO DE COLORES
Indicar los colores que corresponden a cada resistencia. | Calcular su tolerancia en Ω . .
Resistencia 1ª Cifra 2ª Cifra 3ª Cifra 4ª Cifra +/- %........ Ω
1 8200Ω ±5% Gris Rojo Rojo Oro 2 8K2 Ω ±5% 3 8,2K Ω ±5% 4 1500 Ω ±10% 5 39 Ω ±5% 6 100K Ω ±10% 7 2,2 Ω ±5% 8 22 Ω ±10% 9 220 Ω ±5% 10 2K2 Ω ±5% 11 2,2 MΩ ±10% 12 150000 Ω
±5%
13 1K5 Ω ±5% 14 91 KΩ ±10% 15 75 Ω ± 5% 16 470 Ω ±10% 17 330000 Ω ±5 18 680 Ω ±5% 19 1,2 MΩ ±5% 20 0,33 Ω ±10%
B.- Dados los siguientes colores; indicar el valor de resistencia y de tolerancia.
Colores de resistencia Valor de R en Ω Tolerancia indicada
+/- % 1 Rojo, rojo, rojo, oro 2 Verde, azul, rojo, oro 3 Naranja, blanco, verde, plata 4 Naranja, naranja, naranja, oro 5 Marrón, rojo, marrón, oro 6 Amarillo, violeta, oro, oro 7 Amarillo, violeta, negro, plata 8 Azul, gris, amarillo, plata 9 Gris, rojo, naranja, oro
10 Violeta, verde, marrón, plata 11 Azul, gris, negro, oro 12 Rojo, negro, rojo, oro 13 Rojo, negro, amarillo, oro 14 Gris, rojo, marrón, oro 15 Marrón, verde, verde, plata 16 Verde, azul, negro, plata 17 Amarillo, violeta, marrón 18 Naranja, naranja, rojo, oro 19 Naranja, blanco, naranja,
plata
CONSTRUCCIÓN DE PLAQUETAS DE CIRCUITOS IMPRESOS.
DISEÑO Y REALIZACIÓN
Un circuito impreso es una placa plástica (que puede ser de pertinax o fibra de vidrio) sobre la cual se dibujan "pistas" e "islas" de cobre las cuales formaran el trazado de dicho circuito, partiendo de un dibujo en papel o de la imaginación.
Para empezar tenemos que decidir que material vamos a precisar. Si se trata de un circuito donde haya señales de radio o de muy alta frecuencia se prefiere fibra de vidrio o algún teflón, que es un material poco alterable por la humedad.
De lo contrario, para la mayoría de las aplicaciones, con placa de pertinax fenólico alcanza.
Cada trazo o línea se denomina pista, la cual puede ser vista como un cable que une dos o
más puntos del circuito. Se denomina isla a cada círculo o cuadrado con un orificio central donde el terminal de un componente será insertado y soldado.
Cuando uno compra la placa de circuito impreso virgen ésta se encuentra recubierta completamente con una lámina de cobre, por lo que, para formar las pistas e islas del circuito habrá que eliminar las partes de cobre sobrantes.
Además de pistas e islas sobre un circuito impreso se pueden escribir leyendas o hacer dibujos. Esto es útil, por ejemplo, para señalar que terminal es positivo, hacia donde se inserta un determinado componente o incluso como marca de referencia del fabricante.
Para que las partes de cobre sobrantes sean eliminadas de la superficie de la placa se utiliza un ácido, el Percloruro de Hierro o Percloruro Férrico. Este ácido produce una rápida oxidación sobre metal haciéndolo desaparecer pero no produce efecto alguno sobre plástico. Utilizando un marcador de tinta permanente podemos dibujar sobre la cara de cobre virgen el circuito tal como
queremos que quede y luego de pasarlo por el ácido obtendremos una placa de circuito impreso con el dibujo que queramos. ELEMENTOS NECESARIOS Un esquema eléctrico:
Este consiste en una representación de símbolos normalizados unidos por unas líneas que representan las conexiones (conductores); al lado de cada componente se debe reflejar la denominación de referencia y, optativamente, el valor del componente. Una hoja de papel cuadriculado en décimas de pulgada (2,54mm):
El motivo de utilizar este tipo de cuadrícula es que los componentes se fabrican siguiendo unas normas basadas en dicha cuadrícula de décimas de pulgada.En las figuras se pueden ver cuadrículas de este tipo. Un lápiz, una goma de borrar, y una regla:
Optativamente se puede disponer de bolígrafos o rotuladores de varios colores para el acabado del diseño final NORMAS BÁSICAS Aunque cada caso requiere un tratamiento especial y cada Empresa tendrá sus propias normas, se deben de tener en cuenta reglas básicas que podrían considerarse comunes y que pasamos a enumerar:
Figura a Figura b
Se diseñará sobre una hoja cuadriculada en décimas de pulgada (2,54mm), de modo que se hagan coincidir las pistas con las líneas de la cuadrícula o formando un ángulo de 45º con éstas, y los puntos de soldadura con las intersecciones de las líneas (Fig. a).
Se tratará de realizar un diseño lo más sencillo posible; cuanto más cortas sean las pistas y más simple la distribución de componentes, mejor resultará el diseño.
No se realizarán pistas con ángulos de 90º; cuando sea preciso efectuar un giro en una pista, se hará con dos ángulos de 135º (Fig. b) ; si es necesario ejecutar una bifurcación en una pista, se hará suavizando los ángulos con sendos triángulos a cada lado (Fig. c).
Los puntos de soldadura consistirán en círculos cuyo diámetro será, al menos, el doble del ancho de la pista que en él termina.
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 2 mm aproximadamente.
Entre pistas próximas y entre pistas y puntos de soldadura, se observará una distancia que dependerá de la tensión eléctrica que se prevea existirá entre ellas; como norma general, se dejará una distancia mínima de unos 0,8 mm.; en casos de diseños complejos, se podrá disminuir los 0,8 mm hasta 0,4 mm. En algunas ocasiones será preciso cortar una porción de ciertos puntos de soldadura para que se cumpla esta norma (Fig. d).
Figura c Figura d
Figura e
1.- La distancia mínima entre pistas y los bordes de la placa será de dos décimas de pulgada, aproximadamente unos 5 mm.
2.- Todos los componentes se colocarán paralelos a los bordes de la placa (Fig. e).
3.- No se podrán colocar pistas entre los bordes de la placa y los puntos de soldadura de terminales de entrada, salida o alimentación, exceptuando la pista de masa.
4.- Se debe prever la sujeción de la placa a un chasis o caja; para ello se dispondrá un orificio de 3,5 mm en cada esquina de la placa.
Explicación detallada:
1. CREAR EL ORIGINAL SOBRE PAPEL
Para proceder a diseñar una placa de circuito impreso, es necesario conocer el tamaño y la forma física de los componentes, o mejor aún, disponer de ellos. No existe una norma fija para comenzar el diseño, pero expondremos una de las que estimamos mas sencillas.
Como ejemplo, consideremos el esquema eléctrico de la figura a). En primer lugar,
comenzamos por marcar los límites de la placa sobre la hoja cuadriculada normalizada (recordemos que se trata de una cuadrícula en décimas de pulgada).
A continuación se sitúan los terminales A y B, y se distribuyen las resistencias, por ejemplo
según la figura b). Como vemos en el esquema eléctrico, las resistencias R1, R2, y R3 están unidas por uno de sus extremos y, a la vez, unidas al terminal A. Por tanto tendremos que trazar una pista uniendo un extremo de R1 con un extremo de R2 con un extremo de R3 y con el terminal A (fig. c).
Continuando con el esquema, vemos que las otras patillas de R1, R2 y R3 están unidas entre
sí, y, a su vez, unidas con una de las patillas de R4. Ttrazaremos, entonces, una pista que las una (figura d). Continuaremos de la misma forma, hasta que nos encontremos con el terminal B (fig.e). Una vez realizado el boceto, pasaremos a trazar las pistas a su tamaño real, figura f).
2. CORTAR EL TROZO DE CIRCUITO IMPRESO Esto no es mas que marcar sobre la placa virgen un par de líneas por donde con una sierra cortaremos con una sierra de 24 dientes por pulgada. Es conveniente hacerlo sobre un banco inclinado de corte o en un morsa para que sea mas fácil mantener la rectitud de la línea. Una vez cortado el trozo a utilizar lijar los bordes tanto de la cara de cobre como de la otra a fin de quitar las rebabas producidas por el corte. Con la ayuda de un taco de madera es mas fácil de aplicar la lija.
3. PREPARAR LA SUPERFICIE DEL COBRE
Consiste en pulir la superficie de cobre virgen con un bollito de lana de acero (Virulana)
para remover cualquier mancha, partículas de grasa o cualquier otra cosa que pueda afectar el funcionamiento del ácido.
Recordemos que el ácido solo ataca metal, no haciéndolo con pintura, plástico o manchas de
grasa. Por lo que donde este sucio el cobre resistirá y quedará sin atacar.
4. MARCAR LOS ORIFICIOS
Consiste enmarcar los centros de los orificios que llevará el impreso. Debemos fijar correctamente el dibujo sobre la placa, de modo que coincidan sus esquinas, se marca con un punzón fino el centro de cada orificio. El trabajo se realiza golpeando levemente el punzón, ya que si golpeamos con fuerza vamos a marcar la placa del otro lado e incluso podemos llegar a romperla.
4. PASAR EL DIBUJO AL COBRE
Consiste en hacer que el dibujo del impreso que tenemos sobre el papel quede sobre la cara de cobre y de alguna forma indeleble.
Adicionalmente tendremos que tener cuidado de no tocar con nuestros dedos el cobre para
evitar engrasarlo. Para este paso requeriremos un marcador fino indeleble y uno grueso. Los marcadores deben ser de tinta permanente al solvente. Uno de los mejores para este proceso es el Edding 3000 o el Edding 400.
Es conveniente, que antes de aplicar el marcador sobre la placa hacer un par de trazos sobre un cartón (preferentemente brilloso) a fin de ablandar la tinta en la punta.
Si por error se hizo un dibujo que no debía estar se lo puede quitar fácilmente raspándolo con un cortante filoso. No hay que preocuparse porque donde se paso el cortante quede raspado, puesto que el cobre que quedará en esa zona no nos interesa como quede antes de ser atacado.
Para hacer los trazos con marcador se pueden utilizar reglas y regletas plásticas caladas como las pizzini. Prestar cuidado cuando se apoya la regla sobre la placa para no dañar el dibujo.
Una vez terminado el trabajo de pasar el dibujo al cobre será conveniente revisar el mismo a comparación con el dibujo sobre papel, para cerciorarse de que todo esta en orden.
5. PREPARAR EL ÁCIDO
Antes de sumergir la placa en el ácido hay que tomar algunos recaudos y precauciones. También hay que seguir algunos pasos para que el ataque sea efectivo. Como dijimos arriba, el ácido empleado es Percloruro de Hierro, el cual se puede comprar en cualquier comercio del rubro.
Para que el ácido funcione correctamente y pueda actuar sobre el cobre debe estar a una temperatura comprendida entre 20 y 50 grados centígrados. Para mantenerlo en ese rango colocaremos agua caliente en una fuente dentro de la cual colocaremos una batea plástica donde estará el ácido. Este método se lo conoce popularmente como “Baño Maria”.
En la foto de se observa un ejemplo de como queda todo en su sitio, listo para utilizar un
calentador eléctrico o simplemente agregar agua caliente en la bandeja inferior.
Es muy importante respetar el rango de temperatura de trabajo. De ser inferior a 20ºC es posible que el ácido tarde mucho o que incluso no ataque el cobre. De estar a mas de 50ºC el ácido puede entrar en hervor provocando que moléculas de cloruro se desprendan del compuesto.
De ser respiradas pueden causar fuertes afecciones respiratorias e incluso dejar internado al que lo inhale.
El sitio donde se vaya a usar el compuesto deberá estar completamente ventilado, de ser
posible con aire forzado constante. Aclaraciones pertinentes: Si el ácido toma contacto con la ropa la mancha es permanente. No se quita con nada. Si entra en contacto con la piel, lavar con abundante agua y jabón. Ante ingesta concurrir de inmediato a un gastroenterólogo y explicar detalladamente al profesional de que se trata el ácido para que éste pueda actuar como corresponda.
6. ATAQUE QUÍMICO
Una vez que el ácido esta en temperatura colocamos la placa de circuito impreso flotando,
con la cara de cobre hacia abajo y lo dejamos así durante 15 minutos.
Ahí lo dejamos tranquilo y de no ser estrictamente necesario nos vamos a otra parte para evitar respirar tan feo bao tóxico.
Al cabo de los 15 minutos, con un guante de latex o con la ayuda de un elemento plastico,
levantamos la placa de circuito impreso y observamos como va todo. Si es necesario sumergir la placa en agua para observar en detalle es posible hacerlo, pero no frotar ni tocar con los dedos el dibujo para evitar dañarlo. Si el cobre que debía irse aún permanece colocar la placa al ácido otros 10 minutos mas y repetir inmersiones de 10 minutos hasta que el circuito impreso quede completo.
Si en alguna de las observaciones se nota que una pista corre peligro de cortarse secar
cuidadosamente solo en esa zona y aplicar marcador para protegerla de la acción oxidante del ácido.
Una vez que el ácido atacó todas las partes no deseadas del cobre sacar de la batea, colocarla en un recipiente lleno de agua, llevarla hasta la pileta de lavar mas próxima y dejarla bajo agua
corriente durante 10 minutos. Luego, secar con papel para cocina y quitar el marcador con solvente. De ser necesario pulir suavemente con viruta de acero.
7. PRUEBA DE CONTINUIDAD
Con un probador de continuidad verificar que todas las pistas lleguen enteras de una isla a otra. En caso de haber una pista cortada estañarla desde donde se interrumpe hasta el otro lado y colocar sobre ella un fino alambre telefónico.
De ser una pista ancha de potencia colocar alambre mas grueso o varios uno junto a otro. Prácticamente todos los tester tienen probador de continuidad. Comprobado el correcto funcionamiento eléctrico de la plaqueta es hora de pasar al perforado.
9. ACABADO FINAL
Con el mismo bollito de viruta de acero que veníamos trabajando hay que quitar las rebabas de todas las perforaciones para que quede bien lisa la superficie de soldado y la cara de componentes.
Luego de esto comprobar por última vez la continuidad eléctrica de las pistas y reparar lo que sea necesario.
Hasta aquí hemos llegado y tenemos ahora si la plaqueta lista para soldarle los componentes. Siempre hay que seguir la regla de oro, montar primero los componentes de menor altura, comenzando si los hay por los puentes de alambre. Luego le siguen los diodos, resistencias, pequeños capacitores, transistores, pines de conexión y zócalos de circuitos integrados.
Conviene montar zócalos para los circuitos integrados puesto que luego, cuando sea necesario reemplazarlos en futuras reparaciones será un simple quitar uno y colocar otro sin siquiera usar soldador.
Además, el desoldar y soldar una plaqueta hace que la pista vaya perdiendo
adherencia al plástico y al cabo de varias reparaciones la isla sede al igual que las pistas que de ella salen.
T.P.Nº II.- DISEÑAR UNA PLAQUETA DE CIRCUITO IMPRESO
Consiste en la realización de un conjunto de tareas, donde se pondrán en práctica los conocimientos previamente desarrollados en clase:
A partir del siguiente Circuito Impreso:
R1=100 - R6=100 - R11=100 - R16=100 R2=100 - R7=100 - R12=100 - R17=100 R3=100 - R8=100 - R13=100 - R18=100 R4=100 - R9=100 - R14=100 - R19=100
R4=100 - R10=100 - R15=100
1).- Resolver matemáticamente:
R.total =
2).- Diseñar y elaborar el Circuito Impreso:
a) Explicar los pasos seguidos para el diseño y elaboración de la plaqueta.
b) Explicar los pasos seguidos para el montaje y soldadura de los resistores.
c) Imagen del C.I. vista sobre los componentes. d) Imagen del C.I. vista sobre las soldaduras.
FIRMA DEL ALUMNO:………………………………… .por D.T.P. …………………………………………...
UNIDAD III
INSTALACIÓNES ELÉCTRICAS
Atención ! A tener en cuenta:
Para realizar la instalación de cualquier mecanismo eléctrico en condiciones de seguridad total, es necesario tomar las siguientes precauciones:
Cortar el suministro eléctrico desconectando el interruptor general. Respetar la normativa. En caso de duda, consultar con un instalador autorizado. Utilizar siempre herramientas y productos homologados.
Colores de los cables de conexión:
El color del aislamiento del cable permite su fácil identificación. Es aconsejable utilizar cables flexibles porque se manejan mejor. Según normas internacionales los colores que se utilizan en la actualidad son los siguientes.
Tomas y secciones de cables:
Todas las tomas de corriente se conectan al conductor de fase, al neutro y al de tierra. Deberán utilizarse cables conductores del diámetro que corresponda a la máxima intensidad de la corriente admitida en el sector. La actual normativa obliga a conectar el cable de tierra a todos los circuitos, incluido el de alumbrado.
Tubos o caños de conexión: Los tubos flexibles son los más recomendables para
viviendas. Su diámetro depende del número y secciones de los conductores que deben alojar Conviene situar los tubos empotrados en las paredes en recorridos horizontales a 50 cm, como máximo, del suelo y del techo. En cuanto a los tubos verticales, no se deben separar más de 20 cm de los ángulos de las esquinas.
Estas distancias máximas de seguridad, tienen como finalidad que los tubos no interfieran con otras canalizaciones
Cajas de derivación: Las cajas de derivación, se perforan para permitir el paso de los tubos y se colocan siempre de 30 a 50 cm del techo. El tamaño de la caja se decide en función del número de tubos que lleguen hasta ella.
Mecanismos: La altura de colocación de los mecanismos difiere según la habitación de la que se trate y del tipo de mecanismo. En la siguiente tabla se muestran las distancias aconsejables respecto al suelo:
Esquema del tablero general de entrada:
El número de circuitos independientes de una instalación vendrá determinado por el número de equipos eléctricos existentes en la vivienda o local. Cada circuito independiente debe ir acompañado de su correspondiente interruptor automático.
ESQUEMA DE CONEXIÓN DIFERENCIAL EJEMPLO DE UNA INSTALACIÓN
UNIDAD IV
Interruptor simple:
El interruptor eléctrico simple, es un dispositivo utilizado para interrumpir el curso de la corriente eléctrica..Su expresión más sencilla consiste en dos contactos de metal inoxidable y el actuante.
Los contactos, normalmente separados, se unen para permitir que la
corriente circule. El actuante es la parte móvil que en una de sus posiciones hace presión sobre los contactos para mantenerlos unidos. Se construyen por lo general con contactos de latón bañado en cobre.
SIMPLE contacto abierto. cerrado
Interruptor conmutador:
Pulsador Botón
contacto abierto contacto cerrado Conmutador multi posiciones
Una instalación de una lámpara, con acceso al encendido y apagado desde dos lugares diferentes, funciona como se indica a continuación:
Lámpara apagada Lámpara prendida
Lámpara apagada Lámpara prendida
Conexionado:
En el diagrama siguiente se indica la forma correcta de conectar, llaves y tomas de luz a la red de alimentación eléctrica tanto para los casos de conexión individual o combinada. Existe una gran variedad de combinaciones entre tomas, puntos y circuitos de combinación para cada necesidad. Para este caso hemos elegido, mostrar combinaciones simples con llaves de una y dos vías con tomas simples y dos lámparas.
Las figuras muestran un signo “+” sobre la fase y un signo “-” sobre el neutro.
LUMINARIAS LÁMPARA INCANDESCENTE
Consta de un filamento de tungsteno, muy fino, encerrado en una ampolla de vidrio en la que se ha hecho el vacío, o se ha rellenado con un gas inerte, para evitar que el filamento se volatilice por las altas temperaturas que alcanza. Se completa con un casquillo metálico, en el que se ubican las conexiones eléctricas.
La ampolla varía de tamaño con la potencia de la lámpara, puesto que la temperatura del filamento es muy alta y al crecer la potencia y el desprendimiento de calor, es necesario aumentar la superficie de enfriamiento.
1.- Ampolla de vidrio / 2.- Gas inerte / 3.- Filamento de wolframio / 4.- Alambre de contacto (va al pie) / 5.- Alambre de contacto (va a la base) / 6.- Alambre(s) de sujeción y disipación de calor del filamento / 7.- Conducto de Refrigeración y soporte interno del filamento / 8.- Base de contacto / 9.- Casquillo metálico (culote) / 10.- Aislamiento eléctrico / 11.- Pie de contacto eléctrico.
LÁMPARA DE BAJO CONSUMO
Estas lámparas, son un tipo de lámpara fluorescente que se puede usar con casquillos de rosca normal o pequeña. Este crecimiento ha sido posible debido a las mejoras en su funcionamiento y la reducción de sus precios.
El costo de las lámparas incandescentes es un 5 a un 10% menor que las de bajo consumo y su vida útil oscila entre 750 y 1000 horas.
La enorme ventaja que tienen las lámparas de bajo consumo es que duran por lo menos tres
veces más (entre aprox. 3000 y 15.000 horas). La iluminación es una parte importante del consumo eléctrico en el sector residencial, comercial y público (entre el 20 % y 35. La utilización de lámparas de bajo consumo, no requiere grandes inversiones y es una opción viable, que se amortizada en poco tiempo, que redunda en beneficios y ahorros considerables para el usuario.
TUBO FLUORESCENTE
El tubo fluorescente, es una luminaria que cuenta con una lámpara de vapor de mercurio a baja presión y que se utiliza normalmente para la iluminación doméstica e industrial. Está formada por un tubo fino de vidrio revestido interiormente con diversas sustancias químicas compuestas llamadas
fósforos. Esos compuestos químicos emiten luz visible al recibir una radiación ultravioleta. El tubo contiene además una pequeña cantidad de vapor de mercurio y un gas inerte,
habitualmente argón o neón, a presión más baja que la presión atmosférica. En cada extremo del tubo se encuentra un filamento hecho de tungsteno, que al calentarse al rojo contribuye a la ionización de los gases.
Como armar y reparar un sistema de tubo fluorescente:
En la imagen “M” es la impedancia que debe ser acorde a la potencia del tubo al igual que el arrancador “C” y Z los zócalos que portan el tubo fluorescente son las partes importantes que debe tener en cuenta, junto al tipo de energía eléctrica que los alimenta. Cuando no enciende o titila, son tres piezas las que pueden estar dañadas. El arrancador “C”, la impedancia “M” o el tubo mismo.
Difícilmente el cableado tenga la culpa de nada, a menos que hayas sido muy desprolijo al
ensamblarlo y en lugar de ficha para la uniones de cables haya conectado los cables directamente unos con otros enroscándolos entre ellos. Generalmente cuando el culpable es el tubo seguramente, se apreciará a simple vista que está negro o ahumado por dentro en las puntas (extremos) y se nota más cuando se enciende o titila. Cambie el tubo.
DIODO EMISOR DE LUZ (LED)
La utilización de LED para iluminación ha sido hasta hace poco tiempo muy escasa e infrecuente. Su uso se limitaba a indicar si un dispositivo funcionaba correctamente o simplemente estaba encendido.
Sin embargo, en los últimos años la concepción de los diodos ha cambiado significativamente, y se los está incorporando en aplicaciones tales como alumbrado público e iluminación del hogar.
LED utilizado como lámpara de alumbrado público
Ventajas en relación con las bombillas y lámparas de bajo consumo:
Menor tamaño en relación con la luminosidad: Desarrolla una luminosidad igual o incluso mayor que una lámpara común sin siquiera, llegar a la décima parte de tamaño de ésta.
Luminosidad uniforme y dirigible: La luminosidad de un LED es completamente uniforme en toda su superficie.
Ahorro de potencia y menor calentamiento: Un LED, por ser una unión p-n, consume mucha menos potencia de lo que consume una lámpara normal.
Duración: El LED al no constar de un filamento, es mucho más duradero, se estima que pueda durar hasta 50 000 horas encendido.
Elementos de respuesta y control más rápidos. No necesitan calentarse para funcionar a
pleno rendimiento. Además, puede atenuarse.
Mayor rigidez mecánica: Por ser de estado sólido, no son tan frágiles como las lámparas.
No contienen mercurio: En opinión de los ecologistas, el principal escollo ambiental de las lámparas de bajo consumo es la utilización de este mineral en su fabricación. En la tecnología LED todavía no se han identificado riesgos toxicológicos equivalentes.
En algunas ciudades, incluida Buenos Aires, ya se están empezando a utilizar en la
iluminación urbana y luces de los semáforos (las lámparas anteriores consumían de 35 a 70 W, mientras que los LED consumen solo entre 6 y 15 W).
HERRAMIENTAS
Aparte del soldador y el desoldador, vamos a necesitar
una serie de herramientas que nos harán más fácil el trabajo.
Evidentemente, no trataremos aquí de describir herramientas que seguramente todos ya conocemos, pero creemos oportuno dedicar un poco de espacio a aquéllas cuyas características son las más adecuadas a las necesidades del aficionado electrónico.
(1) Alicate punta redonda, para doblar extremos de hilos de conexión. (2) Alicate de puntas finas curvadas, para acceder a lugares internos. (3) Pinza de corte, para cortar cables y alambres, terminales de componentes. (4) Pinceta, similar a las que usan los coleccionistas de sellos, son muy útiles para sostener
los extremos de los hilos de conexión en la posición adecuada durante la soldadura con estaño.
(5) Soldador
MONTAJE DE COMPONENTES
a.- colocar y soldar los puentes con cable fino de 1 mm. de diámetro.
b.- colocar y soldar componentes de baja disipación en posición vertical u horizontal. 4
No diseñar la colocación de componentes a 45º.
ASÍ SI ASÍ NO c.- Colocar y soldar los capacitores e inductores. Antes de soldar los capacitores
electrolíticos polarizados, verificar su correcta ubicación respecto a la polaridad de sus terminales. Ojo! Pueden deteriorarse.
d.- Colocar y soldar zócalos y colocar disipadores para resguardar el funcionamiento de los circuitos integrados, que al final de la construcción del circuito impreso se colocan a presión en dichos zócalos.
No soldar circuitos integrados directamente sobre la placa. La temperatura de soldadura puede estropearlos
e.- Soldar el resto de los componentes semiconductores
Soldar los transistores a no menos de 5 mm. de distancia de la plaqueta
LA SOLDADURA:
En electrónica, el sistema más utilizado para garantizar la circulación de corriente entre los diferentes componentes de un circuito, es la soldadura con estaño o aleaciones de este, según las aplicaciones. Se consiguen uniones muy fiables y definitivas, que permiten además sujetar los componentes en su posición y soportan bastante bien los golpes y las vibraciones, asegurando la conexión eléctrica durante un tiempo prolongado.
Soldar es una habilidad necesaria para cualquier tipo de trabajo eléctrico y electrónico.
EL SOLDADOR: El soldador manual es una herramienta sencilla, pero muy útil e importante, cuyo manejo
merece la pena conocer y que se utiliza también en el campo profesional.
El soldador es más importante de lo que parece. No hace falta que sea un gran soldador con control de temperatura y otras exquisiteces. Lo más importante a tener en cuenta es que las puntas sean de buena calidad. Tienen que ser puntas cerámicas. Con unos cuidados mínimos las puntas duran mucho tiempo.
Conviene mantener las puntas limpias. Lo ideal es usar una base para el soldador con su esponjita húmeda (también sirve un pedazo de trapo de algodón húmedo) para limpiar la punta. No usar abrasivos, ni lijas, ni raspar con tijera o el cúter, ni similares.
Se arruinaría el baño de cromo y comenzaría a soldar mal. Antes de desenchufar fundir
bastante estaño nuevo, no en la punta e intentar que se enfríe. Limpiar la punta de empezar a utilizarlo nuevamente.
EL ESTAÑO:
La calidad del estaño también es muy importante. Utilizar estaño con alma de resina de un mm de diámetro.
Debe ser brillante; si esta negruzco y/o mate no es de buena calidad. El estaño de electrónica esta compuesto por 60% estaño y 40% plomo.El interior es hueco y contiene resina que actúa como decapante con el calor, preparando las superficies a soldar.
EL PROCESO DE SOLDAR:
a.- Arrimar la punta del soldador a las 2 piezas a unir.
b.- Calentar ambas por igual sino el estaño pegará en una y en otra no.
c.- Un par de unos segundos después, eso depende del tamaño de las piezas, la potencia de soldador, la conducción térmico de los materiales eso se logra con la práctica, las superficies ya estarán suficientemente calientes para fundir el estaño a 190º C aprox. d.- Arrimar estaño con la otra mano. El estaño debería fundir sin tocar la punta del soldador por contacto con las piezas ya calientes.
e.- Una vez iniciado el fundido, a ser posible sin partir el hilo de estaño, ir añadiendo de a poco hilo a la soldadura según esta se funda y fluya por las uniones. No abusar del estaño, mas estaño no significa mejor soldado.
f.- Un segundo después retirar el soldador. Dejar enfriar la soldadura por si sola. “NO SOPLAR, NI MOVER” las piezas lo mas mínimo hasta que la soldadura haya enfriado.
SOLDADURA CORRECTA
a).- Estaño justo. b).- Aspecto cóncavo. c).- Apariencia brillante y limpia.
SOLDADURA INCORRECTA
a).- Apariencia opaca o sucia. b).- Soldadura en forma de bola. Se genera una soldadura fría que tarde o temprano producirá falsos contactos.
Causas posibles:
Los materiales no tenían la temperatura adecuada; se movieron durante el fraguado (¡mal pulso!); se enfriaron muy rápido (¡no hay que soplarla!); el estaño es viejo ya se ha fundido y enfriado varias veces o es de mala calidad. Se soldó con demasiada cantidad de estaño.
La soldadura no esta limpia hay impurezas (escorias) en la soldadura o cerca. Las piezas o el soldador no estaban limpios; la punta tenía escorias de resina u otros materiales quemados. Ya vimos que si se limpia antes se trabaja menos.
PASOS A SEGUIR I.
1 – Introducir el terminal del componente en el orificio de la placa. 2 - Con la punta del soldador caliente tocar justo en el lugar donde se desea hacer la soldadura. 3 - aplicar el estaño justo para que se forme una especie de cono de estaño en la zona de soldadura. 4- Mantener unos instantes la punta del soldador para que el estaño se distribuya uniformemente. 5 - Mantener el componente inmóvil unos segundos hasta que se enfríe y solidifique el estaño. 6 - Corta el trozo de terminal que sobresale de la soldadura, lo mas prolijo posible.
DESOLDAR
Para usar el desoldador hace falta un poco de maña y las 2 manos para usarlo.
Con una mano calentamos el estaño a retirar hasta fundirlo, sin quitar el soldador arrimamos la punta de la bomba de succión a la zona todo lo posible; pulsamos el botoncillo y un muelle tira del embolo en el interior aspirando buena parte del estaño fundido.
Según la habilidad puede aspirar más o menos, o
nada.
Ejemplos para montar y soldar componentes a una placa de C.I.
A.- DIAGRAMA DEL CIRCUITO ELECTRICO
B.- PLAQUETA DE CIRCUITO IMPRESO
C.- LISTADO DE COMPONENTES
ORD. CANT. DESCRIPCIÓN IDENT. REFERENCIAS 1 1 RESISTOR R1 4,7 K 2 1 RESISTOR R2 330 3 1 TRANSISTOR Tr BC 548 4 1 DIODO LUMINOSO LED AM / 5mm 5 1 DIODO ZENER Z 5V / 1W 6 1 BUFER Buz 6 / 9V 7 3 BORNES DE CONECCIÓN
Dobles atornillables
8 1 BATERÍA V 9 VOLTIOS / C.C. 9 1 CONECTOR DE BATERÍA
10 1 BOTÓN O LLAVE DE CONEXIÓN. B 11 1 PUNTAS DE PRUEBA p.p. UN JUEGO ( +/- ) 12 2 FICHA DE CONECCIÓN ROJO / NEGRO 13 1 PLAQUETA CIRC.IMPRESO 100 x 50 14 1 CAJA CONTENEDORA 100x70x25mm.
D.- Analizar detenidamente los diagramas A y B con el fin de entender:
1.- Cómo se diagrama un circuito eléctrico según normas. 2.- Para qué se elabora el listado de los elementos componentes. 3.- La secuencia que siguen las pistas de conexión. 4.- En que puntos de conexión se deberán colocar y soldar los componentes. OJO! Es muy importante tener los componentes a mano para poder estimar los espacios que ocupan, al diseñar el circuito impreso.
ATENCIÓN ! Insertar imágenes de:
E.- C.I- Visto sobre el lado de las soldaduras F.- C.I. visto sobre el lado de los componentes
G.- Perspectiva del instrumento terminado; para su aprobación.
FIRMA DEL ALUMNO:……………………………………… por D.T.P. …………………………………………...
UNIDAD V
Ejemplo de una fuente regulable +/_ 1,2/18 voltios CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Partida respecto de la masa. Regulable y estabilizada ante variaciones de la carga. Tensión de entrada : 220 V / 50 Hz. Tensión de salida : 1,2 V a 18 V respecto de la masa. Regulable y estabilizada.
-1,2 V a -18 V respecto de la masa. Regulable y estabilizada. Intensidad de salida máxima para ambas particiones: 1 Amper.
La función que cumple una fuente de alimentación, es la de transformar la tensión de la red de suministro de energía eléctrica, que en nuestro país es de 220 Voltios / 50 ciclos por segundo de corriente alterna, en cualquier valor de tensión necesaria, para alimentar equipamientos, accesorios y componentes, que funcionen con corriente continua.
Para lograrlo debe estar equipada con tres etapas accesorias coordinadas entre si, de manera tal de obtener de la tensión alterna de entrada (220V / 50 Hz), la tensión de alimentación necesaria (en corriente continua), para el correcto funcionamiento del circuito a conectar.
Dichas tres etapas son:
Transformación de la tensión de red al valor de la tensión alterna necesaria a elaborar, para convertirla a tensión continua;
Rectificación de la corriente alterna, a la corriente continua pulsante necesaria para operar;
Estabilización y Filtrado de la tensión pulsante, para obtener a la salida la tensión continua constante lo más estable posible
ETAPA DE TRANSFORMACIÓN
El transformador es un dispositivo que convierte la
energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, por medio de interacción electromagnética.
Está constituido por dos o más bobinas de material conductor, aisladas entre sí eléctricamente y por lo general enrolladas alrededor de un mismo núcleo de material ferromagnético. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo.
Los transformadores son dispositivos basados en el
fenómeno de la inducción electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado, fabricado de hierro dulce o de láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético.
Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existen transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensión que el secundario.
Funcionamiento:
Si se aplica una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario, circulará por éste una corriente alterna que creará a su vez un campo magnético variable. Este campo magnético variable originará, por inducción electromagnética, la aparición de una fuerza electromotriz en los extremos del devanado secundario.
Relación de Transformación:
La relación de transformación nos indica el aumento ó decrecimiento que sufre el valor de la tensión de salida con respecto a la tensión de entrada, esto quiere decir, por cada volt de entrada cuántos volts hay en la salida del transformador.
La relación entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), aplicada al devanado primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), obtenida en el secundario, es directamente proporcional al número de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns) .
La razón de la transformación (m) de la tensión entre el bobinado primario y el bobinado secundario depende de los números de vueltas que tenga cada uno. Si el número de vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario habrá el triple de tensión.
Donde: (Vp) es la tensión en el devanado primario ó tensión de entrada, (Vs) es la tensión en el devanado secundario ó tensión de salida, (Ip) es la corriente en el devanado primario ó corriente de entrada, e (Is) es la corriente en el devanado secundario ó corriente salida. Relación de transformación
Si el número de espiras (vueltas) del secundario es 10 veces menor que el del primario, al aplicar una tensión alterna de 220 voltios en el primario, se obtienen 22 voltios
en el secundario (una relación 10 veces menor, como lo es la relación de espiras).
A la relación entre el número de espiras del primario y las del secundario se le llama relación de transformación. Ahora bien, como la potencia eléctrica aplicada en el primario, en caso de un transformador ideal, debe ser igual a la obtenida en el secundario, el producto.
ETAPA DE RECTIFICACIÓN
Rectificación de media onda:
El rectificador de media onda es un circuito empleado para eliminar la parte negativa o positiva de una señal de corriente alterna. El diodo D es un componente circuital, que conduce corriente eléctrica solo cuando se lo polariza en forma inversa. Además su voltaje es positivo y por lo tanto elimina la parte de señal que circula en sentido contrario.
Puentes rectificadores
1.- Circuito eléctrico. 2.- Señal a la salida del secundario del transformador. 3.- Señal sobre el circuito de carga con rectificación de media onda.
Rectificación de onda completa:
Un Rectificador de onda completa es un circuito empleado para convertir una señal de corriente alterna de entrada (Vi) en corriente continua de salida (Vo) pulsante.
1.- Circuito eléctrico. 2.- Señal a la salida del secundario del transformador. 3.- Señal sobre el circuito de carga con rectificación de media onda.
PUENTES RECTIFICADORES
A diferencia del rectificador de media onda, en este caso, la parte negativa de la señal se convierte en positiva o bien la parte positiva de la señal se convertirá en negativa, según se necesite una señal positiva o negativa de corriente continua.
Como se puede apreciar en las figuras la corriente obtenida a la salida de los rectificadores
no responde a una señal de corriente continua y dista mucho de ser aceptablemente constante, lo que la inutilizaría para la mayoría de las aplicaciones electrónicas.
4.- Circuito eléctrico. 5.- Señal a la salida del secundario del transformador. 6.- Señal sobre el circuito de carga con Puente de Graez y capacitor.
El puente rectificador, es un circuito electrónico usado en la conversión de corriente alterna en corriente continua. También conocido como puente de Graetz, consiste en cuatro diodos comunes, que convierten una señal con partes positivas y negativas en una señal
únicamente positiva. El puente, junto con un capacitor y un diodo zener, permite convertir la corriente alterna en continua. El papel de los cuatro diodos comunes es hacer que la electricidad vaya en un solo sentido, mientras que el resto de componentes tienen como función estabilizar la señal.
ETAPA DE ESTABILIZACIÓN Y FILTRADO
Esto se realiza mediante filtros RC (resistencia-capacitancia) o LC (inductancia- capacitancia), obteniéndose finalmente a la salida una corriente continua con un riple que depende del filtro y la carga. Debe notarse que este filtro no es lineal, por la existencia de los diodos que cargan rápidamente a los capacitores, los cuales a su vez, se descargan lentamente a través del circuito de carga.
En síntesis: Las fuentes lineales siguen el esquema: transformador, rectificador, filtro, regulación y salida.
En primer lugar el transformador adapta los niveles de tensión y proporciona aislamiento galvánico.
El circuito que convierte la corriente alterna en continua es el rectificador
A continuación suelen llevar un circuito capacitivo, como filtro que disminuye el riple
La regulación se consigue con un componente disipativo regulable.
La salida puede ser simplemente un capacitor.
A) Circuito electrónico:
B) Listado de Componentes: Plaqueta Epoxi de 100 mm x 60 mm Transformador de 220 v a ( 12 + 12 ) x 1 A. Diodos 1N4001 o similar. C1 = C2 = 2200 µf x 25 v. C3 = C4 = 0.1 µf cerámicos. C5 = C6 = 10 µf x 35 v. C7 = C8 = 1 µf x35 v. Resistencia de 120 x ½ W ( 2 ). Potenciómetro lineal de 2.5 K ( 2 ). CI LM 317 CI LM337 Disipadores de calor de 20 mm x 20 mm ( 2 ). Cable de 0.50 mm². Borneras para plaqueta con tornillos de ajuste. Porta fusible con rosca para frente. Conector tipo banana hembra para chasis ( rojo , negro y verde ). Conector tipo banana macho ( rojo , negro y verde ). Interruptor para chasis con neón o similar. Pasamuros de 10 mm. Cable tipo TPR 3 x 1,5 mm². Ficha macho monofásica – 6 A.
ATENCIÓN:
Como tarea de investigación se le propondrá al alumno, que acceda a Internet para bajar las hojas de datos de los circuitos integrados LM 317 y LM 337. De esta manera podrá acceder al pin- out de cada integrado y a sus características. Respuesta:
Completar insertando las siguientes imágenes del trabajo práctico terminado C) C.I., visto sobre Soldaduras.
D) C.I., Visto sobre Componentes. E) Imagen panorámica del equipo abierto con visión interna
FIRMA DEL ALUMNO:…………………………………………..por D.T.P.
UNIDAD VI.-
CARACTERÍSTICAS OPERATIVAS
En tecnología electrónica, se define como sistema a un conjunto de elementos dinámicamente relacionados formando una actividad para alcanzar un objetivo operando sobre datos, energía y/o materia para proveer información. Los sistemas de control son aquellos dedicados a obtener la salida deseada de un sistema o proceso.
En un sistema general se tienen una serie de entradas que provienen del sistema a controlar, llamado planta, y se diseña un sistema para que, a partir de estas entradas, modifique ciertos parámetros en el sistema planta, con lo que las señales anteriores volverán a su estado normal ante cualquier variación.
Sistema de control básico
Los principales tipos de sistemas de control simples son:
Sí / No. En este sistema un controlador conecta o desconecta la entrada actuando como llave automática. Como ejemplo podemos utilizar el interruptor diferencial, que cumple con el objetivo de prender de noche y apagar de día un artefacto luminiscente, el alumbrado público de una avenida, de una plaza, etc El sistema actúa cuando la luz del ambiente es más baja que un nivel predeterminado de luminosidad.
Proporcional (P). La amplitud de la señal de entrada al sistema, afecta la salida; ya no es solamente un nivel prefijado sino toda la gama de niveles de entrada. Algunos sistemas automáticos de iluminación utilizan un sistema P para determinar con qué intensidad encender lámparas dependiendo directamente de la luminosidad ambiental. Para el caso del Interruptor Crepuscular del Trabajo Práctico a experimentar tendríamos la siguiente interpretación circuital:
CAUSA CENSOR EFECTO ↑ → OSCURIDAD ↑ => LÁMPARA PRENDE ↑ ENTRADA CONTROLADOR => SALIDA → CLARIDAD => LÁMPARA APAGA
Una célula fotoeléctrica, es el censor que controla al sistema en forma directa, detectando la causa que produce el efecto.
Los sistemas de control deben conseguir los siguientes objetivos:
Ser estable y robusto frente a perturbaciones y errores en los modelos. Ser eficiente según un criterio preestablecido evitando comportamientos bruscos e irreales.
Sistemas de control de lazo abierto:
Es aquel sistema en que el proceso solo actúa sobre la señal de entrada y da como resultado una señal de salida independiente, pero basada en la misma.
Esto significa que no hay retroalimentación hacia el controlador para que éste pueda ajustar
la acción de control
Al hacer una tostada, lo que se controla es el tiempo de tostado de ella misma, entrando una variable, que en este caso es el grado de tostado que queremos. En definitiva, el que introducimos como parámetro es el tiempo.
Estos sistemas se caracterizan por:
Ser sencillos y de fácil concepto.
Nada asegura su estabilidad ante una perturbación. La salida no se compara con la entrada. Sensibles a las perturbaciones. Éstas pueden ser tangibles o intangibles. La precisión depende de la previa calibración del sistema
Sistemas de control de lazo cerrado:
Son los sistemas en los que la acción de control está en función de la señal de salida. Los sistemas de circuito cerrado usan la retroalimentación desde un resultado final para ajustar la acción de control en consecuencia.
El control en lazo cerrado es imprescindible cuando se da alguna de las siguientes circunstancias:
Cuando un proceso no es posible de regular por el hombre. Una producción a gran escala que exige grandes instalaciones y el hombre no es capaz de manejar.
Vigilar un proceso es especialmente duro en algunos casos y requiere una atención que el
hombre puede perder fácilmente por cansancio o despiste, con los consiguientes riesgos que ello pueda ocasionar al trabajador y al proceso.
Estos sistemas se caracterizan por:
Ser complejos, pero amplios en cantidad de parámetros. La salida se compara con la entrada para afectar el control del sistema. Su propiedad de retroalimentación. Ser más estable a perturbaciones y variaciones internas.
Un sistema de control de lazo cerrado sería el termo tanque de agua que utilizamos para bañarnos.
Interruptor Crepuscular:
La iluminación eléctrica está disponible desde hace mucho tiempo en todos los entornos domésticos, y la sencilla maniobra necesaria para encender y apagar una bombilla no constituye esfuerzo alguno. Sin embargo, existen determinadas situaciones en las que se prefiere delegar esta misión en un sistema automático, normalmente centrado en un circuito electrónico conocido como 'interruptor crepuscular". Este sistema basa su funcionamiento en un censor especial, que actúa según la cantidad de luz presente en el lugar en el que está instalado, sin necesidad de teclas u otros comandos que accionar a mano.
Circuito impreso
Cuando la luz ambiental disminuye bajo un cierto nivel, el interruptor crepuscular acciona un relé, cerrando así el interruptor constituido por los contactos correspondientes. Ell nivel luminoso al que tiene lugar la intervención puede naturalmente regularse, de modo que se puede adaptar el circuito a las distintas aplicaciones posibles.
Para evitar conmutaciones repetidas en caso de pequeñas variaciones de luminosidad (por
ejemplo, por el paso de una nube), el dispositivo actúa con un cierto retardo. LDR
El componente marcado como LDR es un foto resistor, es decir, un dispositivo que representa una cierta resistencia variable según la cantidad de luz recibida en un determinado momento.
No es lineal como un fotodiodo, y es además relativamente lento en la respuesta a las variaciones de luz. Tarda varias decenas de milisegundos en adaptarse a bruscas variaciones.
Tiene sin embargo una notable ventaja para sencillas aplicaciones, debido a que la variación
de resistencia es muy amplia, normalmente de 1 MΩ más o menos (en la oscuridad) hasta 1 KΩ o menos (a plena luz).
T.P.Nº VI.- PROBAR Y LOCALIZAR FALLAS EN UN INTERRUPTOR CREPUSCULAR
Circuito Eléctrico
Pistas del Circuito Impreso C.I. visto sobre lado de los componentes
A plena luz, la resistencia del foto resistor LDR es baja, por lo que en C1 hay una tensión
bastante próxima a la de alimentación, superior a la del centro (cursor) de R4.
El amplificador operacional IC1 funciona como comparador, es decir, compara las tensiones en las dos entradas: si el negativo (pin 2) está más alto que el otro, la salida está baja.
En ausencia de luz, la tensión en C2 baja hasta encontrarse por debajo de la del pin 3; por lo tanto la salida del comparador está alta y tras el retardo introducido como R1 y C3, envía a conducción a T1 que cierra el relé.
TAREAS A REALIZAR: El alumno tiene dos opciones:
1.- a) Armar el equipo sobre un protoboard / b) Verificar su correcto funcionamiento y localizar fallas que el docente introduzca y corregirlas y Explicar su funcionamiento para dar por aprobadas las expectativas de logro y dar por finalizado el trabajo practico
2.- Superados los ítems a), b) y c); Construir el “Interruptor Crepuscular”.
En el caso de optar solo por la tarea indicada en 1.-, no adquirir los componentes y accesorios marcados con *).
Listado de Componentes:
Resistores: R1 = 180 KΩ / R2 = 82 KΩ / R3 = 470 KΩ / R4 = trimmer de 10 KΩ / R5 (opcional) = trimmer de 470 KΩ / LDR (foto resistor de sulfuro de cadmio) Capacitores: C1 = electrolítico de 100 µF/16 V / C2 = electrolítico de 10 µF/16 V / C3 = electrolítico de 470 µF/16 V Varios: D1 = diodo 1N4007 / T1 = transistor NPN tipo BC337 / IC1 = int. operacional 741 RL1 = relé en miniatura a 12 V
Materiales complementarios: *)
1 plaqueta de circuito impreso 50x100 mm / 1 zócalo de 8 pines / 1 regleta de dos polos y 1 de tres con tornillos para circuito impreso / 1 carcasa de plástico con tapa transparente
Batería de 12 V c.c. Completar insertando las siguientes imágenes del trabajo práctico terminado:
A.- C.I. visto sobre Pistas con soldaduras. B.- C.I. visto sobre Pistas con componentes.

montaje de proyectos electrÓnicos. · cuando son falsas o correctas y por qué. 05.- que entiende...

Documents