Debido a la narración de ciertas dificultades tratando de armar la tarjeta experimental quiero volver a resaltar la importancia de cómo proceder armándola.
1. Armen módulo por módulo y no todo a la vez!
Me explico:
Primero solo arman el módulo del adaptador, pues este es uno de los más sencillos.
Después con la tarjeta experimental primero solo arman el regulador lineal.
2. Al soldar hagan el cableado que equivale a las conexiones del esquema por grupos y verifiquen cada grupo antes de seguir.
Me explico usando el armar del regulador lineal como ejemplo:
1. Primero soldán los conectores para la alimentación de corriente a la tarjeta.
Estudien la imagen. Los cables negro y rojo a la izquierda son los que llevan la corriente a la tarjeta. Hay 2 formas de hacerlo.
La una, que es la que muestra la imagen en el cursillo es soldar los cables directamente a la tarjeta. Para hacer esto hay que taladrar un poco el orificio por el cual pasamos el alma de cada cable para que quepa. Esto hay que hacerlo con mucho cuidado para no dañar el cobre en el lado de abajo taladrando el hueco para agrandarlo. El alma lo soldán a 2 o tres de las superficies circulares de cobre en el lado de abajo para asegurar que este fuertemente conectado. La razón por no soldar estos 2 cables directamente al lado inferior de la tarjeta es que pasándola por uno de los orificios antes lo fija de forma mecánica fuerte para evitar estresar las soldaduras. Como se pueden imaginar esos pequeños “parches de cobre” se podrían arrancar de la superficie de Epoxi de la tarjeta con algo de fuerza.
La segunda forma, y esa es la que yo realice en mi tarjeta, es usar un dispositivo que permite fijar los cables atornillándolos. Les puse esta imagen para explicar a que me refiero:
En el borde delantero a la izquierda ven el módulo con el regulador 7805. La barra de aluminio que ven atornillado al empaque del regulador es mi “difusor de calor casero”. Inmediatamente junto al condensador electrolítico grande de 2200uF y que uso como “C9” entre este y el conector de 10 pines pueden ver el objeto negro con las cabezas de los 2 tornillos que se usan para fijar el alma de un cable. Yo prefiero este sistema al propuesto por Torsten por ofrecer una conexión más robusta. Como esa pieza es estresada cada vez que le ajustas el tornillo al fijar las almas del cable de alimentación eléctrica antes de soldar esta pieza por abajo la fijo usando pegante del que seca en un segundo. Así la pegante fija esta pieza al material de la tarjeta quitando el estrés mecánico de la soldadura. Es bueno comprar esta pieza que sea adecuada para atornillar el alma de cables con un diámetro de cobre de hasta 2,5 mm cuadrados.
Volvamos al procedimiento de soldar los cables que equivalen a las conexiones del esquema!
Después de haber realizado la conexión de los cables de alimentación eléctrica ponen las componentes, una por una, pasando los pines por los orificios de la tarjeta. Las componentes se ponen sobre el lado que no tiene cobre, pues el cobre solo se necesita en el lado inferior para las soldaduras. Empiecen poniendo pieza por pieza, doblando los pines en lado inferior y soldando los pines fijando así la componente. Oriéntense por la imagen como poner las componentes. No suelden los cables aún, solo monten las componentes del módulo que están trabajando. Una vez que todas las componentes del módulo del regulador lineal han sido puestas en sus respectivas posiciones y los pines soldados para fijar las componentes, usamos un alicate de corte oblicuo para cortar los pines allí donde sobrepasan el estaño con el que las fijamos. Ahora empezamos a hacer las conexiones del esquema soldando el cable entre los pines de las componentes.
Aquí viene el punto que me es muy importante resaltar pues primeros intentos han demostrado que no siguiendo un procedimiento como el que describo aquí la cosa se vuelve confusa e intimidante. Sé que eso solo es aplicable a los tímidos como yo, pero yo aprendí esto de mi amigo Torsten observando maravillado como el construía su tarjeta.
Como pueden ver en la imagen del esquema del módulo, la línea horizontal superior equivale al cableado del polo positivo y la otra línea inferior al cableado negativo o tierra. Al soldar los cables que equivalen a la línea horizontal verde procedemos de la izquierda a la derecha usando un cable para cada conexión. Empecemos por la línea inferior, las conexiones de tierra. Como ahora estamos soldando, trabajamos exclusivamente por el lado inferior de la tarjeta. Como las componentes ya han sido soldadas a los parches de cobre en lado inferior de la tarjeta las componentes ya no se salen.
Tomamos un cable de color negro, tierra, lo cortamos a tal longitud que equivalga 1.5 veces la distancia entre los pines a conectar. Después les quitamos el aislamiento a ambos cabos en una longitud de 3-4 mm. Ahora usamos estaño y el soldador para empapar el alma del cable con estaño. El alma del cable así recibe un cubrimiento de estaño que lo vuelve rígido y que lo prepara para soldar al punto al que lo vamos a fijar, que es el estaño de la soldadura con la que fijamos el pin anteriormente. Ahora le aplicamos el soldador al estaño de pin para la tierra o polo negativo del dispositivo para atornillar los cables de la alimentación eléctrica y le ponemos uno de los cabos del cable al que le aplicamos estaño antes de tal forma que este se sumerja en el estaño que se vuelve a derretir por aplicar el soldador y que el cable a su vez tenga buen contacto con la punto del soldador. Apenas vemos que el estaño del cabo del cable y el que usamos para fijar el pin de la componente se derriten ambos, quitamos la punta del soldador y soplamos para que el estaño se enfriara y vuelva a endurecer. Una buena soldadura se reconoce por lo que el estaño toma una superficie cóncava y es brillante y baña las partes soldadas. Eso garantiza una conexión eléctrica buena y estable y cualidades mecánicas buenas.
Ahora tomamos el otro cabo del cable y repetimos el procedimiento, soldándolo al pin negativo del condensador electrolítico “C8”. Recordemos que los condensadores electrolíticos requieren respetar la polarización, ósea que el pin del lado negativo tiene que ser conectado a tierra y el otro a la polaridad positiva. Recuerden que si lo conectan de forma equivocada cuando apliquen la tensión de alimentación por primera vez el efecto acústico es equivalente al ruido de una pistola. Yo por esa razón, ríanse, me tapo los oídos la primera vez que conecto la tensión a mi circuito.
Ahora repetimos el procedimiento conectando el polo negativo del “C8” el primer cabo de otro trozo de cable con aislamiento negro preparado de la misma forma como antes y el segundo cabo al polo negativo del “C6”, otro cable del “C6” al Pin “2” del regulador 7805, del Pin “2” al “C7”, del C7 al C9, del C9 al pin negativo del LED1, del pin positivo del LED1 a uno de los pines de la resistencia.
Ahora lo que hacemos es verificar que nuestras soldaduras y conexiones han sido realizadas de forma correcta para las conexiones de tierra. Para esto pones uno de los puntos de medición del multimetro, el negativo (tierra) al dispositivo donde atornillamos el polo negativo de la alimentación eléctrica, el otro al polo negativo del C8. La resistencia tiene que ser “0”, Lo mismo, solo moviendo el punto de medición positivo (aislamiento rojo del cable) ahora al C6, al Pin “2” del 7805, al C7, al C9, al LED. En todos los casos la resistencia tiene que ser “0”. No medimos detrás del LED, pues este, siendo un diodo y montado tal cual lo indica el esquema mostrara una resistencia infinita. Lo que si podemos hacer es medir el valor de la resistencia entre el punto atrás del LED y el pin no conectado de la resistencia R4. El valor indicado debe equivaler al de la resistencia R4.
Midiendo una resistencia entre los 2 pines de los condensadores C8, C6, C7 y C9 siempre resulta en un valor infinito pues la resistencia de un condensador a una fuente de corriente DC siempre es infinita. El valor de la resistencia de un condensador se reduce cuando se aplica una tensión AC, o alterna, donde la polaridad se invierte continuamente, cuando más lata es la frecuencia alterna. De la corriente en las redes eléctricas que usamos en nuestros hogares sabemos que la frecuencia es de 50 Hz o 60 Hz, dependiendo si estamos en Europa o por ejemplo en los Estados Unidos.
Ahora procedemos de igual forma siguiendo el esquema para la línea superior de la izquierda hacia la derecha. Una vez hecho todas las conexiones, habiéndolas verificado midiendo las resistencias de forma equivalente es válido suponer que nuestro módulo es capaz de cumplir su función. Ahora le podemos aplicar una tensión de alimentación, tal cual lo dice el esquema, con una tensión entre los 7V y los 15V.
Como lo dije antes, cuando pongo mi mano en el interruptor para conectar la tensión a este módulo por primera vez, me tapo los oídos! Si todo fue hecho correctamente podremos verificar el éxito de nuestro “segundo” circuito, el primero fue el adaptador, pues el LED estará encendido. Si esto no es así, entonces tenemos un problema. Comuníquenlo en el foro y le buscaremos la solución juntos.
Si el LED si esta encendido., entonces podemos hacer unas verificaciones con el multimetro. Lo ponemos para medir tensiones DC de hasta 20V mínimo. Ahora medimos el valor de la tensión entre los 2 cables de alimentación y veremos la tensión que equivale a aquella que nuestra fuente eléctrica nos brinda. Ahora dejamos un punto de medición, el de tierra, en el punto de alimentación de tierra y el otro por ejemplo al pin de la resistencia R4 conectado al polo positivo. Ahora la tensión debe mostrar un valor próximo a los 5V. Bingo, nuestro primer módulo de la tarjeta experimental fue realizado con éxito.
Porque he descrito de forma tan detallada el procedimiento para realizar este módulo? Lo he hecho, pues el módulo es muy sencillo, pero realizándolo realmente estamos aplicando todas las técnicas que se requieren para el resto de los módulos y para cualquier otro circuito que vayamos a construir.
También deseo resaltar porque es tan importante seguir rigorosamente un procedimiento como el que he descrito. Es porque subdividimos la labor en pequeños pasos los cuales verificamos de inmediato, sabiendo así que nuestro circuito no presenta errores hasta ese punto.
Si miran las 2 imágenes anteriores pueden ver el estado actual de mi tarjeta experimental.
La primera imagen la muestra desde el lado de arriba con las componentes. Como pueden ver a al menos sospechar, he puesto los dispositivos de una forma más o menos organizada.
La segunda imagen muestra la misma tarjeta, pero por el lado inferior, donde en este momento le estoy agregando ciertos circuitos para seguir experimentando funciones que voy a necesitar en mi velero. También pueden ver a la derecha los conectores para el ratón y el teclado de un ordenador. De ese modo pude experimentar y desarrollar el software para controlar el ratón y el teclado. Para realizar el ratón aún tengo que realizar la conexión de una pantalla gráfica. Pero eso es otra historia.
La razón por la que he incluido las últimas 2 imágenes de mi propia tarjeta experimental es para demostrar que si no hubiera procedido durante su realización tal y cual lo describo aquí, ustedes creen que aun sería posible para un novato verificar la tarjeta y encontrar la causa si algo no funciona? Yo no creo que eso sea posible para un novato.
Yo el autor de esta tarjeta no me he dedicado a esta desde ya van a hacer varios anos. Por eso yo voy a verificar la tarjeta completa usando el esquema que he estado desarrollando mientras le sumaba módulo por módulo.
Otra utilidad de estas imágenes quizá es aquella que os demuestra cuantas cosas se pueden ir sumando a la tarjeta experimental y así esplicar una vez más en qué consiste la utilidad, la función de la tarjeta. La tarjeta es un medio para empezar como novato a crear nuestras propias tarjetas, pero aún después de mucho tiempo es muy útil para experimentar con otras funciones.
Esta tarjeta experimental permite instalar un segundo controlador. Los 2 controladores pueden comunicarse entre sí usando el bus I2C, ver subforo de terminología aquí en este foro. Es posible alimentar el segundo controlador con otros valores de tensión que los 5 V que estamos usando en nuestra tarjeta, por ejemplo 3,3 V. Para eso he instalado una componente especial del proveedor NXP, antes Phillips, el inventor del bus I2C, que convierte la tensión en el bus I2C entre los 5V del primer controlador y los 3,3V del segundo controlador. He usando la misma componente para la extensión del bus I2C que he llevada a un conector en la periferia de la tarjeta. Así puedo conectar otras tarjetas a través del Bus I2C y ese dispositivo se ocupa de adaptar las tensiones.
Como ya lo dije antes, he provisto los conectores para ratón y teclado del ordenador.
Ahora voy a agregarle un circuito con la componente para conectarme a un ordenador por la interfaz USB. Ven que tan potente es el concepto de una tarjeta experimental como esta? Si hubiera realizado la placa sin usar la metodología de los cables para conectar los pines, sino pasando el circuito a ella tal y cual lo conocemos de las placas comerciales, esto sería imposible!
Claro que nunca pondré la tarjeta experimental en el velero, sino que hare las placas dedicadas. Pero cuando haga estas, ya sabré que el circuito funciona y ya habré desarrollado y verificado el programa correspondiente.
Ojala esta contribución sea una ayuda para aquellos que se aventuran en hacer la placa experimental o que le ayude a otros embarcar en esta ventura que nos ofrece infinitas posibilidades para nuestro hobby! Quiero recordarles, que estoy ofreciendo comprar las componentes para la tarjeta experimental para todo que quiera y que como parte de las componentes y en especial para mi proyecto de iluminación de la cubierta del velero, estoy poniendo una orden con DigiKey, un proveedor que ofrece prácticamente todas las componentes que existen. Si tienen alguna componente donde tengan dificultades de conseguirlas, aprovechen la posibilidad de ordenarlas a través de mi persona sin que yo le cobre a alguien más dinero que el necesario para cubrir los gastos. Los gastos de transporte se reparten a partes tales que correspondan al valor de las partes a comprar.
