Análisis y comparativas
Eventos GuíasNo hay páginas en esta sección.
No hay páginas en esta sección.
Análisis y comparativas
Eventos GuíasNo hay páginas en esta sección.
No hay páginas en esta sección.
Este proyecto ha sido posible gracias a la financiación de AMTEGA
COMPLEJIDAD: Croqueta de jamón
El objetivo de este proyecto es documentar el proceso de diseño y fabricación de un circuito que se pueda usar con fines educativos para la iniciación a la soldadura y la programación. Para el desarrollo se emplearán herramientas libres, procuraremos documentar todos los pasoa que puedan surgir durante el proceso. Toda la información sobre la placa y su documentación son de libre disposición con una licencia de código abierto tipo.
Los condicionantes técnicos de partida son los siguientes:
Los documentos del proyecto están en https://gitlab.com/manolomira/badge-oshwdem-2020
El circuito gira en torno a un ATTINY85-20PU, un pequeño microprocesador de sólo 8 patas, lo que lo hace ideal para un pequeño montaje con agujeros pasantes. Esto es lo que conectamos en cada una de sus “patas”
La alimentación puede llegar desde una batería CR2032 o desde el puerto USB. La solución clásica sería con dos diodos configurados en una especie de puerta OR que permita sólo el paso de la fuente de alimentación con mayor tensión. De esta forma la alimentación sería desde el USB siempre que esté enchufado. El problema de este esquema clásico es que cuando se alimenta desde la pila hay un diodo en serie que reduce la tensión, ya muy baja, en unos 0,6V.
La solución que adoptamos en este montaje evita esa caída de tensión haciendo la conmutación por medio de un transistor MOSFET de canal-P.
Para este montaje fue necesario crear algunos símbolos y huellas que no están disponibles en la librería estandard de Kicad.
Los símbolos y las huellas se crearon en librerías propias del proyecto. Para Crear las librerías el procedimiento es el siguiente:
* En la pantalla principal de KiCad seleccionar en el menú Herramientas/Editar símbolos de esquema
* Seleccionar una de las librerías y pulsar con el botón derecho del ratón. Aparece la opción Nueva librería… Darle un nombre y ubicación a la nueva librería. Nos pedirá que elijamos si es una librería global (disponible para todos los diseños que hagamos en Kicad en nuestro ordenador) o local (sólo para este diseño). En este caso usé librerías locales para cada proyecto.
* Si vamos a crear un símbolo a partir de otro, lo primero es localizarlo y seleccionarlo.
La placa se cablea con dos capas de pistas de cobre, sin que fueran necesarias vías de paso entre la superior y la inferior que KiCad denomina F.Cu (frontal) y B.Cu (trasera).
Vamos a querer que la parte frontal de la placa esté dominada por el dibujo que elaboraremos como conmemoración. Por eso desplazamos casi todos los componentes a la cara posterior de la placa. De esta forma la identificación de los componentes no se verá por la parte frontal, aunque los componentes sí estarán montados en el frente. Es un truco para mejorar la estética que esperamos no complique el montaje. No hay ningún problema ya que casi todos los componentes son simétricos y se pueden montar desde delante con las patas coincidiendo sin problemas con la serigrafía. Las únicas excepciones son el microprocesador y el micrófono que quedan montados en la cara frontal. La batería y su porta-baterías se montan en la parte trasera.
Las capa gráficas fueron hechas con Inkscape.
La capa de corte Edge.Cut contiene la información sobre la forma de placa. tiene que ser un contorno cerrado. En este caso es una capa del diseño hecho en Inkscape exportada en formato DXF R12. Luego se importa en la herramienta Pcbnew de diseño de placas de KiCad con el comando Importar/Import Graphics… seleccionando la capa Edge.Cut en el cuadro de diálogo.
El diseño de la forma de la placa y de las pistas es complejo, ya que una depende mucho de la otra. En este caso hubo que modificar varias veces la capa de recorte para acomodar los componentes, y también modificar la ubicación de los componentes para que queden en el lugar previsto del dibujo.
El diseño de la serigrafía se exporta desde Inkscape en formato .png. Luego se importa con la herramienta Bitmap to Component Converter en la pantalla principal de KiCad o seleccionado Herramientas/Convertir Imagen
Al hacer esta plana comprobamos que la importación modifica ligeramente el tamaño de la línea de recorte. Una vez que el recorte coincidíó bien con los componentes modificamos ligeramente la escala del fichero de la serigrafía frontal F.SilkS de forma experimental.
La placa es sencilla y tiene pocos componentes, pero también alguna pecualiaridad:
Como siempre soldamos primero los componentes que sobresalen menos de la placa. En este caso las resistencias. Las introducimos por delante teniendo en cuenta la posición que viene marcada por la parte posterior de la placa. Abriendo un poco las patas evitamos que se nos puedan caer al dar la vuelta a la placa. Una buena idea es soldar un extremo de cada resistencia dejando el otro extremo libre hasta haber comprodabo que queda bien pegada a la placa. Luego soldamos el otro extremo de cada resistencia y cortamos los cables con un alicate de corte oblicuo o con un corta-uñas, teniendo cuidado de que no el resto de los cables no nos salten a los ojos.
A continuación podemos soldar los diodos D1, D2 y D3, teniendo en cuenta la posición de la franja negra tal y como se indica en el lado posterior de la placa. La referencia de cada diodo está impresa en su cuerpo, aunque quizá necesites una lupa. Los diodos BAT42 que facilitamos son azules.
El siguiente paso son el interruptor, el micrófono y el pulsador. Sólo caben de una forma, por lo que no hay duda. Siempre es mejor soldar un terminal y comprobar que queda bien pegado a la placa antes de soldar los otros terminales.
Ahora viene la parte más delicada:
En la parte frontal sólo nos queda soldar los diodos LED programables WS2812D. Son los que vienen marcados como D4 a D7. [D8 es opcional]. Los diodos tienen una pata más larga que las demás: es la alimentación positiva. En cada una de sus posiciones en la placa hay 4 agujeros muy juntos. En uno de ellos la zona dedorada de soldadura es bastante más grande que los otros: en ese agujero debe ir el terminal más largo. El tamaño de los agujeros y de toda la huella es muy justo, por lo que a veces hay que haya que hacer un poco de fuerza para introducir alguno de los diodos o incluso pasar una lima por la zona más ancha de las patas. Una vez más, lo mejor es soldar un terminal de cada diodo y comprobar la posición antes de soldar los otros terminales. Al haber tan poco espacio es muy importante aportar poco estaño en cada soldadura.
En la parte trasera de la placa soldamos el soporte para la pila. Tiene unas pequeñas marcas + y 2 en el lado conectado al terminal positivo de la pila; L y I en el lado conetado a negativo o GND. Para soldar este componente procedemos de otra manera: en primer lugar aplicamos una pequeña cantidad de estaño en cada uno de los terminales de la placa de circuito impreso. Luego colocamos el porta-pila en su posición y calentamos con el soldador uno de los terminales presionando para que se funda el estaño que depositamos antes y quede sujeto y bien pegado a la placa. Luego calentamos el otro terminal.
Ya sólo nos queda colocar el microprocesador ATTINY-85 en su zócalo. hay que tener cuidado con que todas las patas entren en el zócalo. A veces es necesario juntarlas un poco. Debemos tener en cuenta su orientación fijándonos en el punto que corresponde con la pata 1. La pata 1 debe quedar cerca de la muesta del zócalo, como se ve en la la imagen.
Badge_2020 programable by Bricolabs is licensed under CC BY-SA 4.0 CC