Mis errores al hacer circuitos impresos

En este artículo voy a comentarles los cinco errores más comunes que cometí al iniciar a hacer diseño de circuitos impresos, estos errores los cometí al iniciar en el mundo de la electrónica y es la curva de aprendizaje que se debe pasar al iniciar en la electrónica, yo los cometí, muchos ingenieros los han cometido y hoy quiero que ustedes aprendan de estos errores y quiero que los tengan en cuenta para que no los hagan.

Estos fueron los 5 errores que cometí al iniciar a hacer circuitos impresos.

1 – Hacer placas artesanles

Hoy en dia hacer placas artesanales se puede considerar como un error, ya que consume mucho tiempo, así uno crea que no, es muy costoso y los errores de diseño, conexión y el material genera muchos errores, encontes en mi experiencia el error numero 1 es hacer placas artesanales.

Hacer una placa electrónica artesanalmente requería conseguir el papel termotransferible, tener una impresora de tóner, tener una plancha, tener los químicos o ácidos para quemar el circuito, dedicar el tiempo de observar la baquela en el momento en que es atacada por el ácido para que las pistas queden bien delimitadas y el exceso de cobre se retire uniformemente, pero con todo estos cuidados, aun así, tratando de hacer un buen trabajo, siempre quedaban trozos o pistas cortadas y por más que yo tuviera el cuidado de hacer las pistas y hacer la transferencia del tóner y corregir esos detalles con un marcador indeleble, siempre quedaba algún error.

Todo lo anterior podría tardar horas, y eso solo es el transferir el impreso, a este proceso artesanal debo sumarle el tiempo dedicado a abrir los agujeros donde va cada componente, también debo tener presente que las brocas de los taladros se pueden partir, y consumiría mucho más esfuerzo en tiempo, mejor dicho, hoy en día es muy complicado y desgastante tratar de hacer circuitos impresos artesanales.

Luego descubrí las tarjetas impresas universales, que son tarjetas con agujeros prefabricados, semejante a los protoboards, donde puedo realizar las conexiones de los circuitos, pero me di cuenta que también se requería mucho tiempo, ya que debía estar mirando el circuito esquemático e ir plasmando cada conexión, e ir soldado pin a pin con cables, yo no era muy ordenado en esto, y al final quedaba un desorden completo de cables, y si no contaba con la suerte que el proyecto funcionara, conseguir el error era una tarea prácticamente imposible, y vuelve y juega, el tiempo invertido en esto era demasiado, también hay que tener en cuenta que actualmente los chips de montaje superficial SMD poseen pines que son más difíciles de soldar y los agujeros prefabricados de las tarjetas universales no sirven para trabajar con este tipo de circuitos integrados.

2 – Escoger un programa de diseño que no se ajuste a mis necesidades

Escoger un programa de diseño que no se ajuste a mis necesidades, hay programas de diseño muy costosos, y si quiero hacer un proyecto pequeño o sencillo y rápido usar una herramienta costosa (software) no me servirá, entonces, por más avanzado que sea el software no significa que sea mejor.

En el mercado hay varios programas de diseño que se pueden usar, se encuentra el Altium, Eagle, Kicad, EasyEda, PcbWizar entre otros.

El software Altium es el top de todos los programas de diseño electrónico, la mayoría de las empresas que se dedican al diseño profesional de circuitos impresos la usan, pero es demasiado costosa, y si yo me dedico a hacer circuitos impresos por hobby esta no será una opción.  Cuando yo inicié con este programa la curva de aprendizaje fue un poco larga.

Otro programa de diseño de circuitos impresos es Eagle, esta herramienta es de pago, sin embargo si quiero usar su versión gratuita, esta versión está limitada al tamaño de la placa final, en mi opinión este software es muy bueno, sin embargo, en mi experiencia, la curva de aprendizaje es un poco larga, y si estas iniciando en el mundo de la electrónica yo no te recomendaría comenzar con Eagle, ya que aprenderlo a usar toma mucho tiempo y puede desanimarte o frustrarte mucho.

Otro programa que existe es Kicad, es un excelente software gratuito, su curva de aprendizaje en mi opinión es también larga, aunque iniciar con Kicad es más rápido si lo comparo con Eagle. Una ventaja que tiene Kicad hoy en día es que muchas empresas que fabrican componentes electrónicos han aportado librerías para este software, y esto ha facilitado mucho el trabajo de hacer un circuito impreso, ya que ahorra mucho tiempo, pues prácticamente ya podemos encontrar cualquier componente comercial y podemos ponerlo muy rápido en nuestros proyectos.

Pcbwizard fue el primer programa que usé cuando inicié en electrónica, me pareció supremamente fácil para hacer mis primeros diseños, era muy gráfico y la forma de conexión de los componentes, y el pasar del diagrama esquemático al pcb es muy fácil e intuitivo.  Sin embargo hoy el día la librería de los componentes es muy limitada, yo lo dejé de estar usando por esta razón.

Por último, actualmente estoy usando el software EasyEda, es una herramienta supremamente buena, es una herramienta online, no requiero instalar ningún programa en mi computador ya que todo se encuentra en la nube, hasta mis diseños electrónicos, y puedo compartir mis diseños con otros usuarios y también puedo conseguir diseños compartidos por otras personas.  EasyEda en mi opinión es el mejor programa para iniciar, ya que todas las librerías se encuentran online, y puedo conseguir cualquier componente actualizado y es muy fácil de usar, y si por algún motivo el componente que necesito no se encuentra, es muy fácil de crearlo y poderlo tener en mi librería personal de componentes, si quieres iniciar en el mundo de la electrónica yo te recomiendo iniciar con este software.

3 – No hacer circuitos impresos de doble cara

Un error que cometí fue No hacer circuitos impresos de doble cara o dos capas. Porque digo esto? Porque hacer un circuito impreso de doble cara es bueno? Es bueno porque ahorra mucho espacio en el diseño, se puede jugar con la ubicación de los componentes y se pueden poner los componentes electrónicos en cualquier parte de la placa sin muchas limitaciones, sin embargo hay que aprender a usar las vías o conexiones para poder comunicarme entre la cara superior y la cara inferior, aquí te comparto un link a mi curso básico de diseño de circuitos impresos donde aprenderás paso a paso como diseñar tus circuitos impresos de forma profesional.

Cuando inicié haciendo circuitos impresos, yo pensaba que los pcbs de una sola capa era lo más eficiente, pero descubrí que no lo era, ya que cuando mi circuito impreso era un poco más complicado terminaba usando puentes o conexiones manuales que complicaban mucho mi circuito.

Algo a tener en cuenta, si queremos hacer circuitos impresos de doble cara de forma artesanal o manual, será demasiado complicado, yo personalmente hice un par de impresos de forma artesanal y alinear los fotolitos de las impresiones en ambos lados de la baquela es una tarea muy difícil y requiere de paciencia y tiempo.

Hoy en día, con las herramientas que existen y las facilidades de internet, hacer circuitos impresos de doble cara es muy fácil, económico y rápido.

Por otro lado, las vías, que son los puntos que conectan la cara superior con la inferior en un circuito impreso de doble cara, no se pueden hacer de forma manual tan fácilmente, la única forma de replicar una conexión de este tipo es usando conexiones tipo “puente”, cuando yo hice mi primera placa doble cara de forma artesanal, me tocaba en cada punto de conexión hacer puentes, y esto se hacía soldando trozos de cables pequeños en la parte superior e inferior de la placa. Sin embargo, en las placas que se manufacturan industrialmente, también se usan vías, pero estas ya vienen soldadas y esto ahorra mucho tiempo y esfuerzo.

4 – No poner el valor del componente en el silkscreen

El silkscreen es la parte blanca que tiene los gráficos de los componentes sobre la placa, si no se coloca el valor de los componentes en esta parte del circuito impreso y se van a soldar los componentes, se debe primero ir al diagrama esquemático, ubicar el componente, saber a cuál se refiere y volver al circuito impreso y colocar el componente en el lugar que corresponde. Por ejemplo, si nuestro circuito electrónico tiene un diodo llamado D4, y el valor de este componente no se encuentra impreso sobre el Silkscreeen, se debe referir al diagrama esquemático, leer a que componente se refiere D4 y volver al circuito impreso y ubicarlo en el lugar indicado.

El trabajo de ir a buscar los componentes al diagrama esquemático, si tengo muchos componentes, consume mucho tiempo, entonces lo ideal es colocar el valor del componente en el silkscreen como se ve en la siguiente imagen, con esto, simplemente con ver la placa se puede identificar a que componente pertenece, luego se ubicaría el componente y se procede a soldarlo.

No queda muy saturada la placa con tantos valores? En realidad el tener mucha información impresa sobre la placa no es tan crítico, por el contrario, para nosotros es muy beneficioso, ya que el tiempo empleado en soldar los componentes será empleado más eficientemente.

A el cliente final, no le va a interesar mucho si están escritos los valores sobre la placa, porque en realidad lo que le interesa es que el equipo funcione, pero para nosotros como ingenieros, técnicos o diseñadores esto nos va a facilitar más la vida en el momento de hacer el ensamble del circuito impreso.

5 – No pensar en el diseño del circuito impreso en 3D

Es un error que yo he cometido y que muchos diseñadores lo comenten también, es no haber pensado en el diseño final en tercera dimensión, ya que se puede hacer el diseño del circuito impreso y puede quedar muy bonito, pero se debe tener en cuenta cómo van a quedar ubicado los componentes al final cuando se ensamble el circuito impreso.

Un ejemplo de este error es el siguiente: cuando se hace un diseño de un shield de Arduino, siempre se debe tener presente que al momento de acoplar la tarjeta sobre el Arduino hay que tener en cuenta que el socket del puerto USB del Arduino es una lámina conductora, y si en esa parte del circuito impreso hay elementos de alto voltaje habrá un posible corto circuito debido al contacto entre la lámina y los elementos del shield, esto es pensar en tercera dimensión e ir un paso más allá en el diseño.

En la segunda imagen se puede ver un buen diseño, en donde se deja espacio para el conector USB del Arduino, se sacrificará espacio y la placa será más pequeña pero se evitarán los dolores de cabeza de que el diseño no funcione al final por un problema mecánico en nuestro diseño.

Otro ejemplo de un mal diseño y de no saber cuál será la ubicación de los componentes en el espacio es el siguiente: Se debe tener en cuenta que hay otras tarjetas y componentes cercanos en el diseño del circuito impreso, en esta imagen se ve que las bobinas están muy cercanas a la tarjeta electrónica y esto puede provocar daños graves en el funcionamiento o cortos circuitos.

Si ubicamos un componente electrónico que sabemos que consumirá más energía y que se va a calentar o a generar calor y lo ponemos cerca de un chip que es sensible, entonces ese componente dañará a los otros componentes que están a su alrededor, así que en el momento de hacer el diseño debemos tener en cuenta esto, y deberemos ubicarlo lejos de circuitos sensibles, adicionalmente se debe pensar que se deberá usar un disipador de calor, esto son detalles de diseño que se tienen que tener en cuenta, se debe ir más allá del diseño, y más allá de hacer un diseño bonito de una placa electrónica se debe saber si al final será funcional o no, y no tener problemas con cortocircuitos porque mecánicamente los componentes están tocando el chasis o problemas por ubicar componentes que se calientan mucho y que afectarán el funcionamiento final del circuito.

Los anteriores fueron los 5 errores que cometí cuando inicié al hacer circuitos impresos, los comparto con el fin de que puedan tenerlos en cuenta y que no los comentan, estos errores los explico en más detalle en mi curso básico de diseño de circuitos impresos, en este curso enseño los temas básicos que todo diseñador debe tener en cuenta al hacer los diseños de circuitos impresos, iniciando con los componentes electrónicos, las partes de un PCB, las herramientas de software de diseño y finalizando con la creación de un proyecto 100% práctico y funcional que nos servirá de herramienta para nuestros futuros proyectos electrónicos.

En el siguiente video te muestro mi proceso al diseñar placas electrónicas, todo esto y más tips te los enseño en mi curso de diseño de circuitos impresos.

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