¿Cuál es la mejor forma de hacer prototipos de circuitos?

Esta publicación es originalmente de www.jaredwolff.com

Hay algo que siempre sale mal con el diseño de una placa de circuito de primera revisión. No importa cuánto tiempo pases imaginando cómo funcionará un circuito, funcionará de la manera más inesperada.

En el caso de mi último proyecto, pasé por alto una parte fundamental de los circuitos. ¿Mi revelación? Resulta que no puede derivar de manera confiable 375 mW de potencia a una resistencia de 100 mW. ? Desafortunadamente, como lo adivinó, esto requeriría un nuevo trabajo.

Entonces, en mi búsqueda por crear la solución de creación de prototipos adecuada, pensé: "¿Por qué no compartir las cosas que pasan por mi cabeza en este momento?"

Y así nació esta publicación de blog. ?

La placa de pruebas (sin soldadura)

Cuando tiene limitaciones de tiempo, la placa de pruebas sin soldadura es una opción. Este tipo de creación de prototipos electrónicos es indoloro, pero existen algunos inconvenientes. En particular, no funciona bien con la optimización analógica. Hablaré de eso un poco más adelante en esta publicación.

Recientemente monté un sensor de PM2.5 de calidad del aire interior y lo conecté con un argón de partículas. Lo ensamblé usando una envoltura de alambre. pero fue un completo desastre. En comparación, la placa de pruebas sin soldadura mantuvo todo organizado y atractivo para arrancar.

Protoboard sin soldadura y Partile

Los ingenieros eléctricos llegan a amar (u odiar) las tablas de pan al comienzo de sus actividades educativas. Para algunos, puede ser una salida para ser creativos y hacer diseños hermosos. Muchos estudiantes de primer año de ingeniería informática se enorgullecen de los diseños de sus placas de prueba. Tanto es así que sus placas de pruebas parecían ensambladas por un robot.

En estos días, sin embargo, no conecto enormes circuitos lógicos digitales como en la universidad. Sin embargo, utilizo placas de prueba sin soldadura para hacer conexiones sólidas con los módulos de desarrollo. Como puede ver en la imagen de arriba, he usado 3 tableros separados que están disponibles en la web. Conectarlos tomó aproximadamente 10 minutos como la mayoría. Me tomó aproximadamente 15 minutos ensamblar la versión de envoltura de alambre.

¿El tablero de pruebas?

A veces, una placa de pruebas sin soldadura es excelente, pero no está diseñada para todas las situaciones. ¿Qué pasa si necesitas algo para ser confiable? ¿Y si trabaja con altos voltajes? Si está buscando más pero no quiere hacer su propia PCB, esta es su próxima parada.

Crear una placa soldable no es muy diferente a una versión sin soldadura. Me tomó unos 20 minutos montar el circuito de la siguiente imagen.

Circuito de cruce cero con tablero de pan

La placa de pruebas anterior es el circuito de cruce por cero de reemplazo mencionado anteriormente. Teniendo en cuenta que estaba trabajando con voltaje de línea, fui muy cauteloso con el montaje.

Así que después de revisar mi trabajo tres veces. Lo enchufé y ¿sabes qué?

Funcionó a las mil maravillas.

Las placas de pruebas toman algo de tiempo para planificarlas, pero cuando las haces bien, son tan buenas como una placa de circuito normal.

Además, no siempre es necesario soldar todas las conexiones juntas. Creé esta placa de cambio de nivel JTAG hace aproximadamente un año. De esa manera, podría ejecutar mis placas de circuito en rangos de 1.8V a 5V y hacer que funcione con el programador estándar de 3.3V.

Protoboard y envoltura de alambre

En este caso, usé soldadura y envoltura de alambre. conexiones. Para proyectos futuros, planeo usar la placa de cambio de nivel JTAG que diseñé no hace mucho tiempo. Tiene 1/5 del tamaño y es tan funcional como el de arriba.

Yendo más allá de la placa de pruebas

Definitivamente no tengo miedo de montar mis propias placas de circuito. Hay un momento y un lugar para eso. Todavía hay algunas cosas que puede hacer antes de tener que abrir su programa de captura esquemática.

¡Considere siempre el uso de circuitos y plataformas de desarrollo que ya existen!

Ser inteligente en su proceso de diseño le reporta beneficios a su yo futuro. Le ayuda a concentrarse en los problemas difíciles en lugar de en la distracción trivial. Si necesita una placa de circuito prediseñada, Sparkfun y Adafruit son excelentes recursos. Ya han creado las placas de conexión para circuitos integrados que interesan a la mayoría de los fabricantes.

Para poner la guinda del pastel, en la mayoría de los casos, estas placas de circuito son muy baratas.

Empresas como TI también fabrican placas de desarrollo. El tablero tiene un precio razonable y generalmente está disponible en Digikey y su tienda web. Algunas de mis placas de desarrollo de fabricantes favoritas incluyen la NRF52DK y la LT3092EDD. Los uso a menudo y por muy buenas razones.

Placa de desarrollo LT3092EDD

El LT3092EDD es mi opción para regular la corriente de una fuente de voltaje variable. Independientemente del voltaje de entrada, desviará la corriente en cualquier lugar de 0 a 200 mA. Puede colocar varios LT3092 en paralelo aumentando la capacidad actual. Lo uso para pruebas de descarga estática y validación que necesitan sumideros de corriente constante.

En cuanto al NRF52DK, no solo puedo desarrollar en esta placa, sino que también puedo usarlo como programador. Con toneladas de formas de expandirse fuera del tablero, no sale de mi escritorio muy a menudo.

NRF52DK

Pero, ¿y si no hay una placa de desarrollo?

A veces, ningún tipo de placa de pruebas es excelente. Esto es especialmente cierto si su prototipo depende de la forma y la forma del cobre en su tablero. Esperaría que si hiciera una placa de prueba con una fuente de alimentación conmutada, podría obtener una operación muy involuntaria.

El diseño de un circuito de suministro de energía tiende a ser un poco más complejo que, digamos, una señal digital. Sí, funcionará con un pequeño rastro que conecte dos partes, ¿funcionará bien? Improbable.

A continuación se muestra un diseño que permite la transferencia de corriente a la capa de energía interna. Como puede imaginar, un rastro delgado y una vía pueden funcionar. En realidad, actuarían más como una resistencia en situaciones de alta corriente.

Disposición de Eagle Power

Aunque puede obtener mejores conexiones, corre el riesgo de costos más altos. Además, es mucho más difícil cambiar los circuitos en el futuro. Las cosas se complican más cuando las piezas se vuelven más pequeñas y las señales se introducen. Aunque no es imposible ...

Cuando los cambios son necesarios, mis herramientas más utilizadas son alambre enrollado o alambre enrollado y mi confiable cuchillo X-acto. Puede utilizar el primero para hacer las conexiones y el último para romper las conexiones. Esto requiere mano firme y paciencia, pero es posible.

Retrabajo de PCB

En la imagen de arriba, corté los rastros térmicos alrededor de las almohadillas y me volví a conectar a otro conjunto de rastros. ¡Es posible que tenga que tomar mi palabra en este caso, considerando que es difícil de distinguir por la imagen! Hice todo el trabajo bajo un microscopio para evitar errores.

¿Puedes hacerlo?

Hay varias formas de montar un circuito. Todo depende de ti cómo quieres hacerlo. He visto algunos diseños de circuitos geniales que logran lo mismo que una placa de pruebas.

Si aún no lo has notado, terminé eligiendo un diseño de tablero. Fue más rápido ensamblar y probar que pedir una placa de circuito completamente nueva. Es probable que haga girar otra tabla en el futuro. Mientras tanto, esta pequeña placa de pruebas debería funcionar bien.

Utilizo todas estas técnicas cuando se trata de trabajar con mis clientes. Ninguna técnica está fuera de la mesa y siempre suele beneficiar a todos. En realidad, una placa de pruebas siempre se convierte en una placa de circuito de algún tipo. Sin embargo, es bueno saber que el circuito funcionará antes de convertirlo en un prototipo costoso.

Así que hasta la próxima, cuando te encuentres con el mismo dilema, recuerda tus opciones.

¡Que te diviertas!

Jared