Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior De Ingeniería Mecánica Y Eléctrica Unidad Zacatenco
Laboratorio De Quíica !plicada Práctica "# Pro$esor De Laboratorio% Montes Ser&in !le'andra Pro$esor (itular% )aldes !lean *osa Maria +rupo% ,-M./ E0uipo%/ Integrantes% !l&arado Solir -arolina 1rtega -ordero Luis !rando Salgado 2lores Eric3 )argas *íos Elisa Alumno Que Reporta: Ortega Cordero Luis Armando
Objetivo. El alumno aplicará el procedimiento de diseño directo en la elaboración y protección de un circuito impreso.
Consideraciones Teóricas. Circuito Impreso En electrónica, un circuito impreso, tarjeta de circuito impreso, es una superficie constituida por caminos o pistas de material conductor laminadas sobre una base no conductora. El circuito impreso se utiliza para conectar eléctricamente a través de los caminos conductores, y sostener mecánicamente por medio de la base, un conjunto de componentes electrónicos. Los caminos son generalmente de cobre mientras que la base se fabrica de resinas de fibra de vidrio reforzada la más conocida es la !"#$, cerámica, plástico, teflón o pol%meros como la baquelita.
Métodos (ípicos Para La Producci4n De -ircuitos Ipresos &. La impresión 'eri gráfica utiliza tintas resistentes al grabado para proteger la capa de cobre. Los grabados posteriores retiran el cobre no deseado. (lternativamente, la tinta puede ser conductiva, y se imprime en una tarjeta virgen no conductiva. Esta )ltima técnica también se utiliza en la fabricación de circuitos *%bridos. +. El fotograbado utiliza una fotomecánica y grabado qu%mico para eliminar la capa de cobre del sustrato. La fotomecánica usualmente se prepara con un fotoplotter, a partir de los datos producidos por un programa para el diseño de circuitos impresos. (lgunas veces se utilizan transparencias impresas en una impresora Láser como foto *erramientas de baja resolución. . El fresado de circuitos impresos utiliza una fresa mecánica de + o ejes para quitar el cobre del sustrato. -na fresa para circuitos impresos funciona en forma similar a un plotter, recibiendo comandos desde un programa que controla el
cabezal de la fresa los ejes x , y y z . Los datos para controlar la máquina son generados por el programa de diseño, y son almacenados en un arc*ivo en formato /0L o 0erber. #. La impresión en material termo sensible para transferir a través de calor a la placa de cobre. En algunos sitios comentan de uso de papel glossy fotográfico$, y en otros de uso de papel con cera como los papeles en los que vienen los auto ad*esivos. 1anto el recubrimiento con tinta, como el fotograbado requieren de un proceso de atacado qu%mico, en el cual el cobre e2cedente es eliminado, quedando )nicamente el patrón deseado. Lenguaje Ensamblador El lenguaje ensambladores un programación de bajo nivel para los computadores, microprocesadores , microcontrolad ores y otros circuitos integrados programables. 3mplementa una representación simbólica de los códigos de máquina binarios y otras constantes necesarias para programar una arquitectura dada de 4/- y constituye la representación más directa del código máquina espec%fico para cada arquitectura legible por un programador. Microcontrolador -n microcontrolador es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria. Está compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea espec%fica. -n microcontrolador su interior las tres unidades de una computadora5 u central de procesamiento, me éricos de entrada6salida .
incluye en principales funcionales nidad moria y perif
Componentes electrónicos 1odo circuito electrónico está formado por unos componentes básicos5 7 "esistencias 7 /otenciómetros 7 L8" 7 1ermistores 7 8iodos y diodos LE8 7 4ondensadores 7 1ransistores
Resistencias Las resistencias son elementos muy comunes en los circuitos electrónicos y redes eléctricas, están siempre presentes en los equipos electrónicos. 'e encuentran en gran variedad de circuitos integrados, entre los que destacan los analógicos y también se encuentran en circuitos *%bridos e impresos. 'on construidas de diversos materiales y compuestos, entre los más destacados encontramos5 carbón, pila de carbón, pel%cula de carbón, pel%cula de metal, o2ido de metal y las más populares que están *ec*as de alambre con algunas aleaciones. Potenciómetros -n potenciómetro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. 8e esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie. !otorresistencia LDR -na fotorresistencia es un componente electrónico cuya resistencia disminuye con el aumento de intensidad de luz incidente. /uede también ser llamado fotorresistor, fotoconductor, célula fotoeléctrica o resistor dependiente de la luz, cuya siglas, L8", se originan de su nombre en inglés lig*t9dependent resistor. 'u cuerpo está formado por una célula o celda y dos patillas.
Diodo El diodo semiconductor es el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar, prácticamente en cualquier circuito electrónico. Los diodos se fabrican en versiones de silicio la más utilizada$ y de germanio. :iendo el s%mbolo del diodo en el gráfico anterior ( 9 ánodo, ; 9 cátodo$ Los diodos constan de dos partes, una llamada < y la otra llamada /, separados por una juntura llamada barrera o unión.
Diodo LED 'i alguna vez *a visto, unas pequeñas luces de diferentes colores que se encienden y apagan, en alg)n circuito electrónico, *a visto los diodos LE8 en funcionamiento. El LE8 es un tipo especial de diodo, que trabaja como un diodo com)n, pero que al ser atravesado por la corriente eléctrica, emite luz. E2isten diodos LE8 de varios colores que dependen del material con el cual fueron construidos. ay de color rojo, verde, amarillo, ámbar, infrarrojo, entre otros.
Condensadores Es un componente electrónico que almacena cargas eléctricas para utilizarlas en un circuito en el momento adecuado. Está compuesto, básicamente, por un par de armaduras separadas por un material aislante denominado dieléctrico. La capacidad de un condensador consiste en almacenar mayor o menor n)mero de cargas cuando está sometido a tensión.
Material. & /laca 8e =aquelita > 4obre & oja 4on 8ibujos 8e -n 4ircuito 3mpreso. & /lumón ?arcador (ntiácido. & /unzón. & /ar 8e 0uantes 8e Láte2 4auc*o. & /robeta. & (gitador. & 'ervitoalla. & ?ult%metro. & ?artillo. & /ic
[email protected] ?oc C&&. 1riac +<@CB . D =orneras. & ócalo /ara /ic
[email protected] & "egulador 8e :oltaje
Sustancias 'olución de
esarrollo. !rocedimiento. &.9 1omar la lámina de baquelita y cobre, limpiarla con un algodón con la solución
.9 ?arca con un punzónsin perforar la placa$ los puntos blancos que *ay dentro de los circuitos de la *oja que muestra el circuito impreso, son las gu%as para las perforaciones donde se insertan las terminales de los componentes del circuito.
#.9 "etirar el esquema que *a servido como patrón. 4on el marcador especial de tinta antiácido, dibujar c%rculos pequeños apro2imadamente de mm$ alrededor de cada perforación que *aya dejado el punzón en la placa del circuito. 8ejar secar por un momento la tinta y repintar varias veces los c%rculos *asta que queden perfectamente dibujados.:er figura $. D.9 ( continuación *acer las uniones con el marcador especial de tinta antiácido entre los diferentes c%rculos siguiendo la muestra del diagrama del circuito impreso *asta completar el diseño. 8ejar secar un momento la tinta y repintar varias veces las l%neas. La buena o mala calidad del circuito depende en gran parte de la limpieza y la calidad del dibujo en la placa del circuito impreso @.9 /ara eliminar el cobre e2cedente de la placa y los trazos queden en forma definitiva, a la placa se le da un baño con una substancia ácida. En un cristalizado que contenga de &CC a &DC ml. 8e la solución ácida de !e4l colocar el circuito con el dibujo impreso *acia arriba. (gitar el cristalizado con un movimiento lento en un solo sentido de &C a +C minutos apro2imadamente$ para que no se rieguen la solución. B.9 8espués del tiempo mencionado, es cobre sobrante será removido. 'i el circuito todav%a no está listo, volver a sumergir la placa en la solución ácida y revisar cada & o + minutos la placa para verificar que el cobre *aya sido removido, ya que si se deja muc*o tiempo la placa en la solución ácida, es cobre del dibujo empezará a deteriorarse y se puede perder el trabajo realizado.
A.9 -na vez que la placa esté lista, retirarla del cristalizado y enjuagar la muy bien con agua. -sar guantes de láte2 o cauc*o. I.9 4on un mult%metro comprobar la continuidad del circuito impreso. &C.9 (*ora lo siguiente en realizar es el programa para el microntrolador, realizo se compila para *allar errores y corregirlos. &&.9>a *ec*o el programa se *ace una simulación virtual con un programa llamado /roteus en una pc para que el programa corra sin ning)n problema y sea eficiente.
&+.9>a 'imulado se pasa a un protoboar para *acer otra simulación real para reafirmar que no *aya ning)n tipo de problema y ya los componentes se puede pasar a la placa fenólica y poder soldarlos.
&.9>a 'oldados los componentes se *izo la revisión de que no se *aya levantados ninguna pista y se volvió a c*ecar la continuidad en toda la placa para evitar alguna falla. &#.9 El -ltimo paso fue que probar el funcionamiento del trabajo e2perimental la cual no tuvo ning)n problema todo quedo de acuerdo a lo planeado.
Cuestionario. 1.-¿Para qu sir!e un circuito impreso" ". 'irve para sostener de forma mecánica y conectar eléctricamente los componentes a utilizar, mediante unas pistas o rutas de material conductor, para poder armar u circuito funcional #.-¿De qu otros materiales pueden ser las placas del circuito impreso" J !ibra 8e :idrio J =aquelita J /oliamidas 8e :idrio J El ;evlar J 4ompuestos 8e 4uarzo J Las (l)minas 4erámicas$ J El 3nvar94obre
$.- ¿%u es un pol&mero"
-n pol%mero es un compuesto molecular que se distingue por tener una masa molar grande, que comprende desde miles a millones de gramos, y por estar formado por muc*as unidades que se repiten. Los pol%meros *ec*os de un solo tipo de monómero, como el polietileno, se denominan *omopol%meros.
'on materiales de origen tanto natural como sintético. /ol%meros de origen natural son, por ejemplo, la celulosa, el cauc*o natural y las prote%nas. Los poliésteres, poliamidas, poli acrilatos, poliuretanos, etc., son familias o grupos de pol%meros sintéticos con una composición qu%mica similar dentro de cada grupo. ?acromolécula y pol%mero son términos equivalentes, el primero se utiliza para referirnos a propiedades relativas a la escala molecular mientras que el segundo se emplea más para referirnos al material y sus propiedades macroscópicas. '.-¿%u es una solución" Las soluciones son mezclas *omogéneas formadas por dos o más sustancias. Las soluciones más sencillas están formadas por dos componentes llamados soluto y solvente. El soluto es la fase dispersa y se encuentra en menor proporción en la solución. El solvente o disolvente es la fase dispersora y constituye la mayor parte de la solución.
(.-¿%u es un )cido seg*n Le+is"
-n ácido de LeKis es una sustancia que puede aceptar un par de electrones.
,.-¿%u es una ibra de !idrio"
La fibra de vidrio del inglés fiberglass$ es un material fibroso obtenido al *acer fluir vidrio fundido a través de una pieza de agujeros muy finos espinerette$ y al solidificarse tiene suficiente fle2ibilidad para ser usado como fibra. .-¿%u es un cer)mico"
'on compuestos qu%micos o soluciones complejas, que contienen elementos metálicos y no metálicos. 1ienen amplias propiedades mecánicas y f%sicas. 8ebido a sus enlaces iónicos o covalentes, los cerámicos son duros frágiles, con un alto punto de fusión, baja conductividad eléctrica y térmica, buena estabilidad qu%mica, resistencia a la compresión.
/.- Menciona las !entajas de un circuito impreso0
J /roporciona una base para el montaje de los componentes, con una robustez mecánica elevada. J La disposición de los componentes es fija, evitando as% el problema de disposición en el espacio de los mismos durante el montaje cableado, con los consiguientes riesgos de falta de aislamiento e incluso cortocircuito, ocasionado por la fijación al antiguo c*asis o platina metálica. J El montaje es muy rápido, ya que solamente se precisa insertarlos componentes en los taladros del circuito y realizar la soldadura. .-¿Por qu el 2eCl$ se comporta como un )cido"
El cloruro de *ierro 333$ es un ácido de LeKis bastante fuerte, y se emplea como catalizador en s%ntesis orgánica. Ecuación u%mica5 !e4l M 4u N !e4l+ M 4u4l Es una 'al =inaria, idrácida o idruro.
13.-¿%u obser!as 4 conclu4e sobre la pr)ctica"
La práctica es muy didáctica y muestra con lujo de detalle los pasos a seguir para realizar correctamente la elaboración de un circuito impreso, 4oncluyó que la práctica fue un buen inicio para adentrarse en el ámbito de circuitos y a su vez de electrónica de manera sencilla y comprensible
Observaciones La práctica es muy didáctica y muestra con lujo de detalle los pasos a seguir para realizar correctamente la elaboración de un circuito impreso. Los componentes electrónicos *an venido evolucionando a través del tiempo, es decir, cada d%a son más pequeños y complejos, esto se debe a que los componentes son elaborados con la finalidad de realizar diversas tareas dentro del circuito en el caso de los circuitos integrados su desarrollo *a revolucionado los campos de las comunicaciones, la gestión de la información y la informática.
Conclusión. 4on la elaboración de la práctica llegamos a saber cómo es la forma correcta en que se debe de realizar un 4ircuito 3mpreso y además conocer que aun después de *aberlo terminado se le puede seguir dando un cuidado para que funcione de una manera óptima. 4oncluyó que la práctica fue un buen inicio para adentrarse en el ámbito de circuitos y a su vez de electrónica de manera sencilla y comprensible.
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8iagrama /ara La /laca El diagrama lo obtuvimos gracias al simulador virtual la cual nos dio las pistas ya solamente para pasarlo a la placa.
