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martes, 5 de abril de 2011

Dado electrónico: Creando un circuito eléctrico

Lo primero que se necesita para crear cualquier aparato electrónico es, sin lugar a dudas, un problema que deba ser resuelto. Los orígenes de este problema pueden ser muchos y muy variados como para ser expresados aquí, y ya que lo que buscamos exponer no es QUE se crea sino COMO se lo crea, pondremos como necesidad la de crear un dado electrónico para ser usado en algun juego se mesa.
Una vez conocemos el problema y el aparato necesario para resolverlo necesitamos un "recetario" para explicar, muy básicamente, como funcionará el circuito a crear (el concepto del proyecto a realizar puede variar desde este punto hasta el de la creación del circuito eléctrico, pero es conveniente tenerlo bien pensado desde el comienzo).
Al fabricar cualquier producto SIEMPRE se tiene que tener en cuenta el usuario hacia el cual está destinado, y basar su funcionamiento (así como tantas otras cosas) de acuerdo con las capacidades y exigencias del destinatario. Al ser éste un dado hecho para un juego de mesa, debe ser capaz de ser fácilmente manejado por cualquier persona, niños inclusive, por lo que lo fabricamos para que sea usado de forma rápida e intuitiva por sobre todas las cosas, y económica en cuanto a gasto de energía, debido a la intensa utilizacion y relativa poca importancia del producto por parte del usuario.
De esta menera decidimos que para indicar que se encendió el dado, que consta de 7 lucen que representan los números del 1 al 6, todas las luces deben prenderse en una secuencia establecida y luego apagarse. En vez de "lanzar el dado" como con uno convencional, en este se tiene que pulsar (y mantener pulsado) un botón que da inicio a la rápida secuencia de números y soltarlo para que la secuencia se detenga mostrando el número; para finalmente apagarse el dado tras mostrar el último durante 5 segundos.

A partir de aquí entramos en la fase de creación del circuito eléctrico. Lo primero a hacer es nombrar las entradas y salidas del circuito para referirlas con mayor facilidad. Al hacer esto también estamos limitando (o estableciendo, como se prefiera) el funcionamiento final del circuito.
Ahora comienza el proceso mas importante para el diseñador y que puede llegar a ser el mas arduo, el de diseño del circuito esquemático, para el que se toman en cuenta muchos factores y se necesitan algunos conceptos previos, mas un trabajo análisis, investigación, etc., y todas requieren tiempo y atención por parte del diseñador. Durante este proceso, el diseñador seguramente deberá tomar decisiones basadas en los conocimientos adquiridos.
Los circuitos se suelen realizar partiendo de un componete principal (CI, PIC o algún otro) y diseñar de alí en adelante.

En el caso de dado, el circuito esquemático podría ser algo como esto:
(Este circuito y los siguientes pasos fueron todo hechos dentro del programa de diseño Protel99SE, entra aquí para una explicación básica de su uso)

Una vez hecho el circuito esquemático, debemos comprobar que las conecciones correspondan a lo que nosotros queremos y luego lo pasamos al formato PCB para diseñar un circuito que pueda ser impreso en una plaqueta. En este proceso es fundamental la ubicación de los componentes, ya que la calidad final del circuito (aparte del hecho de su funcionamiento) se ve reflejada en este punto. Es decir, la óptima ubicación del los componentes, junto con el trackeado de las pistas y el tamaño físico que todo esto ocupa pueden diferenciar a un circuito funcional de uno óptimo (e incluso estas características pueden ser restricciones explícitas para el diseñador, por ejemplo, al necesitar de un componente en un lugar preciso o una plaqueta de un tamaño específico).

Teniendo todo esto esto en cuenta se diseña el PCB, que en el caso del dado electrónico podría quedar en algo como esto:

Una vez realizados todos estos pasos nos disponemos a la úlltima y más mecanizada parte del proyecto, la de hacer la plaqueta. Primero se imprime el PCB de tal manera que pueda ser correctamente quemada en una plaqueta, luego se procede al quemado, efectuado generalmente con una plancha haciendo presion sobre el papel y la plaqueta por el tiempo necesario. Luego, la plaqueta es prosesada por el ácidode percloruro férrico, hasta que saque to el cobre necesario. Por último, se sueldan los componentes en el lugar y forma adecuados.

Estos son los pasos generales para emprender casi cualquier proyecto básico de electrónica.

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