Guía fundamental para acometer proyectos electrónicos.

Bienvenidos de nuevo al apasionante mundo de la electrónica y computación retro.
En el presente documento vamos a tratar de aportar las herramientas acometer nuestros proyectos de electrónica de manera organizada y al alcance de cualquiera, iniciado o no.

En primer lugar vamos a partir de la premisa que tenemos un proyecto que queremos llevar a cabo y del cual tenemos algún tipo de documentación. Como iréis viendo a lo largo de vuestra aventura electrónica no siempre encontraremos detalladas guías paso a paso (en realidad, suelen escasear…) y muchas veces la documentación estará en otro idioma que suele ser habitualmente el inglés. Así pues veamos cuales son estas partes necesarias para llevar a cabo nuestro proyecto electrónico.

De lo escaso a lo expléndido.

Para poder acometer un proyecto de electrónica lo mínimo que necesitarías sería una placa con el circuito y la lista de materiales (o un kit que incluya ambos). Si sabemos soldar podríamos llevar a cabo el proyecto simplemente identificando donde va cada componente. Lo arriesgado de esta forma de entender la electrónica DIY es que al primer escollo no podremos seguir y necesitaremos soporte de algún tipo…

Volviendo a la placa (que compone la primera pieza de nuestro puzzle) si nos fijamos bien no es más que un circuito impreso. Esto quiere decir que los componentes se unen mediante multiples puntos con hilo de cobre siguiendo un esquema eléctrico. Esto se hace de esta manera con la intención de aprovechar bien el espacio y a su vez reducir los costes.

Como una imagen vale más que mil palabras, os adjunto una foto donde podréis ver el circuito de un proyecto, que nos servirá de ejemplo para ilustrar esta guía.

De nuevo recurrimos a las CapsuLABs de Hangar.org

:

Podéis observar en la parte alta de esta imagen el esquema de un “Atari Punk” basado en un chip 556 (aunque normalmente se usa un 555) y en la parte baja su representación en una placa de prototipado (conocida habitualmente como protoboard). En este caso no tenemos la placa del kit… ¿ó si? (Veremos…)

Volviendo a la imagen si os fijáis bien veréis que, hay dos representaciones de los mismos componentes, una en forma de esquema y de nuevo lo mismo a través de fotografía. Además de eso tenéis más detalles como el valor de dichos componentes o su polaridad. Puede que no sea evidente, si es la primera vez que miráis un esquema, pero ambas mitades de la imagen muestran el mismo circuito. Si tenéis la suficiente paciencia y confianza, vereis que vuestros cerebros pueden aprender de la mera observación atenta… y poco a poco ireis aprendiendo la simbología que representa el esquema.

De hecho hay algunas pistas en la imagen que se separan entre una parte y otra como por ejemplo la fuente de alimentación que en este caso es un portapilas típico con pilas AAA.

Si prestais atención, podréis observar como en la parte de abajo el portapilas alimenta la placa protoboard dándonos así dos conexiónes muy interesantes, que son el negativo (GND/ground en inglés) identificado tipicamente con cable de color negro (es una convención habitual usar el negro en corriente continua) y por otro lado en rojo la linea de VCC (Common Collector Voltage) o lo que en castellano llamamos vulgarmente “el positivo”.

Estos colores también se representan de color en ciertos componentes con polaridad, pues en el símbolo en el esquema se suele representar (el icono tiene un signo + o se conoce según su función) pero en la protoboard lo solemos escoger nosotros al colocar el cable negro o el rojo.

Fíjate y verás que los cables negros van todos hacia un lado y los rojos van hacía el otro, teniendo siempre por en medio algún componente. El esquema más sencillo seria poner una pila de 9V a una bombilla. Por suerte Miguel Angel de Heras (creador del esquema y del Fritzing para esta ficha) tuvo la amabilidad de poner también 9V donde VCC y el símbolo de la masa (GND/Ground) que es ese símbolo con 3 rallas de mayor a menor que podéis ver señalado. No todos los componentes tienen polaridad pero con los que si la tienen, deberemos respetarla. Conviene que repasemos esto antes de encender el circuito para no provocar un corto y dañar los componentes (o cuando menos que el circuito simplemente no funcione).

Intentemos ver que más hay reflejado en la foto…

Señalado directamente podemos ver también un potenciometro rotatorio (el típico componente usado para ajustar el volumen de una radio que tiene un valor mínimo y máximo con recorrido delimitado… cuidado con confundir con un encoder digital de giro infinito más habituales en nuestros días). Muchas veces estos potenciometros reciben en nombre de knob.

Otros tipos de potenciometros que podemos encontrar en proyectos de esta índole (cacharraje musical) son los de deslizamiento (faders). El icono que lo representa en el esquema sería el mismo (sólo variaría si el componente es estereo). Para nuestro caso en concreto no es imprescindible saber esto pero a que dentro de un contexto… ¿Te será más fácil recordarlo? 😉

Sigamos con la foto… también podemos encontrar señalado un integrado que hace referencia al 556. Normalmente se suelen referenciar los integrados con una U mayúscula seguida de un número para ubicarlos en el esquema. En este caso como solo tenemos uno sería U1. Hay un detalle a tener en cuenta con los integrados y es que también tienen orientación. Un integrado no deja de ser un microcircuito y por tanto también tiene un positivo y un negativo (o Vcc y tierra) que si colocamos al revés de como toca no funcionará y/o lo estropeará. Para saber la orientación tenemos varios indicadores.

En el esquema se nos suele indicar el pin1. En la placa del kit ese mismo pin se representa con un topo cuadrado en lugar del habitual topo redondo. Además la serigrafía muestra una U en lado correspondiente al pin1 también y en el encapsulado del propio chip aparte de tener una hendidura en forma de U puede que tenga un pequeño puntito en el pin1 (según el fabricante). En la mayoría de páginas donde puedes comprar dichos componentes suele haber enlace a sus hojas de datos  e incluso algunos ejemplos de circuitos para aprender a usar dichos componentes. Recuérdalo cuando topes con un componente que no conozcas. En el caso de los chips suelen llevar escrito “quienes son” en el propio chip. 😉

Otros componentes que encontramos en la foto son: un led, algunas resistencias (resistors), algunos condensadores (capacitors), tanto electrolíticos como cerámicos y un altavoz tipo buzzer. Intenta localizarlos tanto en la protoboard como en el esquema. Tómate unos minutos como si de buscar a Wally se tratase. Verás que lo que al comenzar este articulo te parecía imposible se comienza a revelar mágicamente ante tus ojos ,y algunas dudas se disipan mientras otras muchas comienzan a florecer en tu mente. Si puedes sentirlo es que eres un maker y ya no hay vuelta atrás…

Un poco de ayuda extra…

Bueno si llevas un rato buscando a Wally quizás la siguiente imagen te ayude a acabar de entender todo lo que hemos explicado. Es una ficha de introducción a un programa para novatos en la electronica, la cara A sirve a modo de resumen de todo lo que hemos visto hasta ahora.

Fritzing no es la única herramienta de este tipo pero si fue la primera…

Bien, a continuación, algunas cosas interesantes, que no hemos tocado muy en profundidad como es el tema de los valores. Los componentes pueden ser de distintos valores como se muestra en la lista de materiales (BOM Bill Of Materials) pero no olvidemos que el encapsulado (la forma física de los componentes) también tiene sus pormenores. Por ejemplo en el caso de las resistencias que llevan unas bandas de colores estas sirven para indicarnos el valor de las mismas. Para conocer de que valor es una resistencia, necesitaremos al principio una tabla que nos ayude o medirlas con un multimetro, pero poco a poco aprenderemos a leerlas.

http://www.ecobionlabs.com/index.php?page=resistor-basics-identification

Otro ejemplo, en el caso de los condensadores electrolíticos y de tántalo, su valor viene escrito en el encapsulado (como 10uF 50v), además de la polaridad y en el caso de los de cerámicos solo el valor en formato numérico. Toda esta información nos ayuda a clasificarlos y posteriormente ubicarlos en el esquema y por tanto en la placa (la protoboard o la PCB). Esto mismo se aplica para cualquier componente incluyendo los que conforman las partes internas del circuito como los conectores de entrada y salida del mismo. Cuando un elemento va conectado por pines el componente externo se puede cambiar por cualquier otro (como poner un joystick analógico en lugar de un potenciometro) si nos proponemos jugar con estos cambios… las posibilidades son (casi) infinitas…

Si queréis explorar las posibilidades de herramientas como Fritzing (u otras alternativas online similares, que incluso te permiten cargar código a los integrados o utilizar miniordenadores como el Arduino) quizás podéis empezar por este proyecto que es también un Atari Punk y ahora ya conocéis un poco. Las diferencias y similitudes servirán para poner a prueba vuestro nuevo superpoder “visión electrónica”. En Fritzing una ventaja es que a la par que hacemos el proyecto nos permite que se vaya diseñando la placa (PCB) pero con la salvedad que no asegura que funcione (el programa no puede simular el funcionamiento) mientras que otras soluciones como TinkerCad circuits tienen simulación pero parece ser que no crean la placa (PCB). En cualquier caso os dejo enlace a una PCB en kit por si os queréis animar a haceros vuestro Atari Punk soldando ahora que ya sabéis como localizar los componentes y como ubicarlos (tocará hacer los deberes de nuevo pero bueno así se aprende…). Otra opción es reproducir este proyecto sobre una placa PCB de prototipo soldando cablecillos para conectar todo el circuito. Esta es una forma para recrear el circuito entero como un prototipo, un modo que permite obtener un circuito electronico totalmente funcional y equivalente al fabricado con pcb, aunque quizas más perecedero, y menos profesional. Por tanto otra forma de hacer el circuito final. Como veis todos los caminos llevan a ROMa…

Como siempre, si tenéis dudas, enviad un post en la sección de comentarios o mandadnos un mail y trataremos de responderos de la mejor manera sea posible.

Hasta la próxima aventura!

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DubbyLabby

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5 comentarios sobre “Guía fundamental para acometer proyectos electrónicos.

    1. Me alegro que te resulte de utilidad. Si tienes cualquier duda o propuesta para hacer más fácil el proceso de aprendizaje simplemente coméntalo y veremos que se puede hacer.

      Aupa emeséqui!

      Le gusta a 1 persona

  1. Muy interesante. Siempre me pregunte por que hay tantos circuitos, montages etc. incluso programitas en c.m. para spectrum y tan pocos (o por lo menos yo no vi ninguno) para MSX. Estaria bueno que en lo posible aborden esos temas asi, de a poco para los q no tenemos conocimientos de electronica, pero queremos aprender!. Felicitaciones y gracias!.

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    1. Cierto Alejandro…

      Soy MSXero desde principios de los ´80s y ya desde el primer segundo con este tan especial ordenador de 8 bits intenté saber lo más posible sobre qué representaba, qué podía ofrecer etecé.

      Sobre la duda o pregunta que te haces diré que en aquellos años (hablo de experiencias o sensaciones o deseos personales) desde mi forma de ver lo que me ofrecía el mundillo MSXero profesional (lo que las empresas profesionales nos ofrecían a los usuarios de la norma japonesa) era que teníamos a nuestra disposición una INGENTE cantidad de hardware (montones de empresas adheridas al estándar y más que lo harían en el futuro) compuesto desde lo más importante que era el modelo de compatible MSX de cada empresa (además la mayoría ponía a nuestra disposición distintos modelos con más o menos memoria y demás) hasta un gran abanico de periféricos de lo más comunes como en cualquier otra plataforma pero pudiendo tener también ya desde los comienzos disponer de añadidos ((¿add-on hardware?) como cartuchos de memoria, controladores de robots (svi robot arm) de laser disk de discos duros SCSI etecé, etecé, etecé.

      Pero, ¿qué quiero decir con todo esto? pues que ante tal avalancha de hard (tan solo para aprenderte los modelos de MSX-1 que hacían su análisis en las revistas MSXeras ya era complicado recordar sus nombres y características…) que (hablo a nivel personal) realmente no tuve una necesidad o un deseo de lo que llamamos hoy en día como ´trastear´ con mi primera generación (era un SVI-728), mi objetivo era explorar todo el tema de los videojuegos y poco más.

      Por supuesto que las inquietudes en el tema informático eran parecidas (si no idénticas) comparándolas con cualquier otro usuario de otra plataforma, y por supuesto que los usuarios MSXeros tenían también curiosidad o interés por ampliar sus/nuestros equipos por medio de ampliaciones hard que mejoraran la potencia o capacidad de nuestros micros, sin embargo… es posible que la gran mayoría de usuarios ´inquietos´ que en otras circunstancias se habrían puesto a crear hard ´casero´ se lo pensarían un rato pero al final desistirían de continuar por una teóricamente ´simple´ reflexión: ¿qué necesidad se tiene de estudiar durante meses o años unos libros para que al final pueda construir un pequeño periférico? y es que lo más probable es que en semanas o como mucho unos pocos meses cualquiera de las grandes empresas que apoyan al sistema japonés saquen ese mismo periférico pero lógicamente mucho mejor en calidad y precio.

      En este caso la supuesta gran baza que suponía el tener tantas empresas detrás de la norma se nos volvía en contra nuestra ya que muchas pensaron igual y no se preocuparon por lanzar al mercado circuitos montados o en kit para montar y demás.

      En este sentido lo único que recuerdo de comprar algo hecho ´a mano´ por otro usuario fue una memoria de ram de 1mega que construyeron unos usuarios y que compré en una antigua RU de BCN.

      Pero eso ocurrió ya entrados en los ´90s, pero tiene su lógica ya que en MSX se empezó a hacer circuitos (memorias ram, cartuchos de sonido fm, interfaces de hd, expansores de slots…) cuando quedó claro que ya no quedaba una sola empresa que suministrara soporte de hard (no más micros ni periféricos ni ampliaciones de ninguna clase), por lo cual la mentalidad cambia viendo la pura y dura ´nueva realidad´. Es cuando se normaliza la creación de tarjetas de todo tipo como el mega SCSI en Japón, alguna tarjeta de doble vídeo… en Holanda los GFX9K, MOONSOUND… en España los expansores de slots (por ej. Padial), circuitos con Z-380… en Italia lo único que recuerdo que hacían eran cartuchos de DOS2 (yo les compré uno a un grupo de allí).

      Espero que te sirva esta explicación Alejandro o por lo menos espero NO haberte aburrido mucho con tantas frases y datos. 🙂

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      1. ¿Qué necesidad se tiene de estudiar durante meses o años unos libros para que al final pueda construir un pequeño periférico?
        Bueno, creo que el MSX era el entorno ideal para muchas de estas cosas, aunque el mercado se comportara igual que al comprar una consola de juegos.
        MSX era un estandar, lo que significaba que las especificaciones eran abiertas.
        El SVI 728, por ejemplo, venia con un manual que incluia todos sus esquemas e incluso la BIOS en asembler impresa. Esto mismo hacia que fuera un producto competitivo, porque no puedes añadir sobrecostes cuando le has dado a la gente las herramientas para replicar ese ordenador (o la mayoría de ellas).
        Tambien eran otros tiempos, pero en fin, recuerdo que cuando empecé en el PC tambien había una revista para precisamente fabricarle perifericos y el PC tenia más fabricantes aun, por lo que no creo que ese fuera el problema.
        Mas bien, en la conciencia global el MSX era una máquina de juegos (y lo sigue siendo para muchos).
        Un ejemplo muy bueno de todo esto es la disney sound card, un artefacto que se colocaba al puerto paralelo de un pc (tambien hay algo similar para MSX) para generar sonido.
        volvamos a tu pregunta:
        ¿qué necesidad se tiene de estudiar durante meses o años unos libros para que al final pueda construir un pequeño periférico?
        Bueno, construí ese periferico con 10 resistencias, 2 conectores y un trocito de placa de prototipos y… no se a que precio lo vendían en la tienda, pero no era barato, ya te aseguro que más que esos componentes y no estube semanas estudiando.
        Así que todo es relativo ¿es caro producirse un interfaz? depende de en que lado de la balanza pongas el conocimiento adquirido.
        De eso va este blog, aprender. El conocimiento es un capital.
        Si consideras el “estudiar durante meses” un lastre para jugar, cualquier precio al que te vendieran el producto es barato, pero si lo consideras una afición o un valor añadido, te aseguro que consigues artefactos por no tanto dinero, Quizas tu pequeña producción no pueda competir con las grandes cadenas de fabricación, pero a poco que estes pidiendo algo para lo que no hay millones de clientes, tu ingeniería te dará tu producto aun si no le sale rentable producirlo a ningún fabricante.

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