Aprendiendo electrónica.

1. 22/ Circuitos impresos
Existen muchos dibujadores de circuitos impresos. Quizás tantos como simuladores. Yo
elegí el PCB Wizard que es el dibujador del Live Wire por su sencillez.
Hay que hacer dos circuitos; uno bien claro para el técnico donde pueda seguir las
señales con facilidad y otro que este bien claro para el dibujador para que sepa por
donde pasar las pistas sin que se produzcan cruces. Doble trabajo dirá Ud. No lo creo,
sígame hasta el final y va a ver que fácil es dibujar un circuito impreso cuando todo
comienza bien aunque al principio parece que se demora más.
¿Y cuál es el criterio para evaluar un buen circuito impreso? ¿la prolijidad? No, si bien
la prolijidad es importante, es mucho más importante
• un buen diseño de las conexiones de masa y de fuente
• separar bien las entradas y las salidas
• darle a la plaqueta el tamaño y la forma justas
El circuito dibujado en Live Wire
En su momento le enseñamos a utilizar el LW y realizamos algunos ejercicios con él. Es
tan simple de usar que creo que no vale la pena repasar su utilización. Directamente
vamos a tomar el último circuito de nuestro amplificador en puente y vamos a
redibujarlo teniendo en cuenta que no se deben usar símbolos de masa o de fuente
sino unir las masas con una pista y las fuentes con otra. Por simple convención
elegimos pasar las masas por la parte inferior del circuito y las fuentes por la parte
superior mirando el circuito por el lado del cobre y teniendo (también por convención)
las entradas a la izquierda y las salidas a la derecha.
Mirando el circuito observamos una evidente repetición. En efecto se trata de dos
amplificadores exactamente iguales conectados en puente, que solo comparten el
transistor inversor y el control de volumen. Desde todo punto de vista conviene dividir
el proyecto en un canal amplificador simple con inversor y luego utilizando dos
plaquetas armar la disposición en puente. De este modo tenemos un amplificador de 2W
con parlante de 8 Ohms y otro de 4W con parlante de 4 Ohms usando una sola plaqueta.
Un amplificador de 8W con parlante de 8 Ohms y otro de 16W con parlante de 4 Ohms
usando dos plaquetas en puente. Con la misma plaqueta podemos armar 4 dispositivos y
lo podemos hacer gradualmente para no realizar toda la inversión de golpe.
En la figura 1 se puede observar el circuito en WB del amplificador simple.
Fig.1 Amplificador de múltiple uso
Como se puede observar el circuito esta preparado para ser usado solitariamente ya que
se le agregó el capacitor de salida para parlante C6 (con posibilidad de puentearlo) y se
le dio la posibilidad de armar el inversor y el control de volumen, o entrar directamente

2. a C3. en la figura 2se puede observar el circuito en LW listo para diseñar el circuito
impreso en PCB Wizard.
Observe que el potenciómetro de control de volumen se reemplazó por un conector ya
que el mismo debe ser accesible al usuario y no puede estar sobre la plaqueta.
Para armar una salida en puente la idea es armar una plaqueta con el transistor inversor
y la otra sin el transistor inversor. Luego, de la bornera de entrada, sacar una señal
invertida para enviarla a la entrada de la plaqueta que no tiene transistor inversor. En
esta plaqueta se debe realizar el puente de entrada sobre el potenciómetro. En la sección
de salida solo hay que dejar sin colocar el capacitor electrolítico C6, reemplazarlo con
un puente de alambre y conectar el parlante entre las dos salidas de parlantes.
Para armar un amplificador de salida simple solo hay que armar una plaqueta con el
capacitor C6 y no poner el puente de entrada.
Cuando tengamos el impreso terminado vamos a realizar un layout que va aclarar mas
el tema. Antes de realizar el circuito impreso es conveniente realizar una prueba ligera
de la plaqueta múltiple para estar seguro de no haber cometido ningún error.
Nota: el LW no tiene regulador de 9V por lo tanto se colocó un transistor que tuviera el
mismo encapsulado en su reemplazo.
Fig.2 Circuito para diseñar el impreso
Pasando al dibujador PCB Wizard
Abra el PCB Wizard y luego vuelva al LW. Ingrese en la solapa tools (herramientas)
como lo indica la figura 3.
Fig.3 Comienzo de la migración al PCB Wizard

3. Si Ud. pulsa en “Design to Printed Circuit Board” aparece una pantalla como la
indicada en la figura 3 que está preguntando si desea que el PCB Wizard resuelva el
circuito preseteado por defecto o si desea modificar los parámetros de diseño. Probemos
lo que nos propone el programa sin que debamos realizar ningún trabajo. Antes de
entrar al PCB Wizard el programa nos vuelve a preguntar si deseamos ingresar. Conteste
que si y observe:
1. El programa genera un rectángulo
2. Luego coloca todos los componentes en un borde unidos por líneas verdes que
representan la red de pistas y se llaman “tiras de goma”.
3. Luego comienza a montar las borneras guiándose por circuito y coloca los
transistores en lugares similares al circuito.
4. Por último cuando todos los materiales están montados comienza a probar el
trazado de las pistas e intenta una solución con la menor cantidad posible de
puentes de alambre. Observe que el programa no gira los componentes porque
eso requiere una inteligencia que no tiene.
La solución propuesta mostrada en la figura no es una maravilla pero debemos
reconocer que nos llevó muy poco trabajo y el programa solo demoró 35 segundos en
resolver el circuito impreso. Cuando Ud. quita el aviso de que se pudieron unir
exitosamente el 100% de los componentes se llena con cobre la superficie de la plaqueta
que no fue usada. Ingrese en Edit >Undo cooper area para que desaparezca ese cobre.
Observamos que el programa utilizó dos puentes de cobre para resolver el impreso;
nosotros intentaremos resolverlo sin puentes.
Fig.4 Layout propuesto

4. Fig.5 Layout propuesto
Existen dos modos de trabajo:
• Uno consiste en tratar de corregir el trabajo automático volviendo al punto en
que todos los materiales están montados con tiras de goma haciendo
tools>autorute>unroute all nets y comenzando a girar los materiales para evitar
los cruces.
• Yo prefiero realizar el circuito impreso bajo un control directo poniendo los
componentes uno por uno en la posición deseada y dándole a la plaqueta el
tamaño mas adecuado ya que este puede cambiarse en cualquier momento.
Además de ese modo podemos darle diferente ancho a las pistas de acuerdo con
su función. Vamos a trabajar mas pero tendremos un trabajo mas profesional.
Cuando queremos pasar del LW al PCBW el programa nos preguntaba si queríamos el
diseño automático.
1. Antes le respondimos afirmativamente, ahora le vamos a responder
negativamente, para poder influenciar el desarrollo del trabajo.
2. La siguiente ventana nos pregunta si queremos decidir el tamaño de la plaqueta
y que dimensiones deseamos. Yo le voy a poner un formato rectangular de 100 x
60 mm. y pulsar next.
3. Aparece un listado de materiales con las dimensiones físicas de los componentes
y con la posibilidad de eliminar alguno que no se necesite.
4. Esta tabla es de fundamental utilización para realizar un diseño realista. Por
ejemplo: todos los resistores que usamos en nuestro amplificador son de 1/8 de
W así que de todos los tamaños propuesto en la lista (picando dos veces)
elegimos el segundo que es de 7,6 mm de largo entre terminales (nota: en el
primer renglo aparece el mismo resistor pero en montaje vertical).
5. Luego usamos cuatro electrolíticos de 10uF x 16V que realmente tienen 5mm de
diámetro así que elegimos ese valor y así con todos los componentes picando
luego en next.
6. La siguiente pantalla nos pregunta si nuestro circuito tiene alguna fuente o masa
oculta (cuando se trabaja con compuertas las fuentes y las masas no salen en el
circuito) contestamos que no y pulsamos next.

5. 7. La siguiente pantalla nos pregunta varias cosas como por ejemplo si queremos
que los componentes se sitúen automáticamente; al contestarle que no,
desaparecen las otras preguntas relacionadas con el automatismo; otro next mas
y aparece la pantalla final que pregunta si realmente se quiere hacer la
conversión al PCB W.
8. Conteste “converter” y aparecerá en el PCB W observando el contorno elegido
de la plaqueta y todos los materiales unidos por bandas de goma en la parte
inferior de la misma.
El programa se queda esperando que Ud. tome, arrastre y suelte un componente en el
lugar mas adecuado. Es decir que vamos a hacer lo mismo que hizo el PCB W en forma
automática con la diferencia de que nosotros vamos a rotar los componentes para que no
se produzcan cruces. Créame que no es algo difícil si Ud. ya tiene un circuito donde
todo eso fue pensado con anterioridad.
1. Vamos a comenzar montando las borneras de entrada (gírela hasta que la pata
marcada esté hacia abajo) y salida y luego los transistores, el regulador y el
conector para el potenciómetro. Observe que sobre la pantalla existe una retícula
de 2,5 mm que es la clásica de los fabricantes de circuito impresos para
programar la perforación automática.
2. Monte todas las patas de los componentes sobre la retícula.
3. No se preocupe por tratar de ver si las bandas de goma se cruzan. Ud. trate de
colocar los componentes de un modo similar al del circuito eléctrico preparado
con anterioridad. Si en ese circuito no se cruzan cuando posteriormente le pida
al PCB W que trace las pistas definitivas, el va a encontrar el camino adecuado.
Recuerde que la vista que presenta el programa es desde el lado de
componentes; esto implica que la masa esta en la parte superior del dibujo y la
fuente en la parte inferior.
4. Cuando tenga la plaqueta armada y la mire desde el lado del cobre la masa va a
estar del modo típico es decir abajo y las pistas de fuente arriba.
5. Cuando tenga todos los componentes colocados y orientados puede hacer una
prueba de dibujo de las pistas.
Fig.6 Indicaciones para generar el autoruteo
Va a observar que en unos segundos se produce un dibujo sin cruces de pistas que por
supuesto debe mejorarse hasta lograr una versión definitiva.

6. No vamos a mostrarle todo el proceso, pero vamos a contarle como se llega a la versión
definitiva. El primer impreso demostró que el tamaño de la plaqueta era demasiado
grande así que la reducimos juntando los componentes. Ud. va a observar que cuando
pica en un componente se desarma las pistas de circuito impreso y se vuelve a las
bandas de gomas de la sección relacionada con el componente movido. En nuestro caso
poco a poco volvimos al dibujo completo con bandas de gomas con los componentes
mas concentrados. En realidad se puede pedir el redibujo de las pistas cada ves que se
mueve un componente o moverlos todos y luego pedir el redibujo completo.
Para medir las dimensiones de la plaqueta se debe entrar en las solapas tal como lo
indica la figura 7.
Fig.7 Medición de las dimensiones de la plaqueta
Con esto se genera una cruz que ubicada en el ángulo inferior izquierdo permite realizar
las mediciones con el cursor de los bordes derecho e inferior o de cualquier otro punto
de la plaqueta. En nuestro caso llegamos a una dimensiones de 90 x 72 mm tal como
puede observarse en la figura 8 en el modo normal o en la figura 9 en el modo “real
world”.
Fig.8 Circuito normal con la pistas corregidas a mano

7. Fig.9 Layout de armado o "mundo real"
El alumno puede observar dos extrañas pistas en zigzag en la salida del amplificador.
Normalmente en este lugar los amplificadores utilizan dos resistores de muy bajo valor.
Nosotros los integramos al diseño del circuito impreso para abaratar costos.
Los disipadores
Los transistores Q1 y Q2 deben estar provistos de disipadores de aluminio que pueden
comprarse en el comercio ya doblados o debe fabricarlos Ud. con chapa de aluminio de
2 mm de espesor. El tamaño del disipador depende de la potencia disipada en cada
transistor. Y esta potencia puede ser estimada de acuerdo a la potencia de salida de
nuestro amplificador. Recuerde que tenemos 4 posibles diseños de 2, 4, 8 y 16W. Piense
que el rendimiento de estos amplificadores es de aproximadamente el 65% es decir que
el 35% de la potencia de salida se transforma en calor y que cada transistor maneja el
17% de la potencia de salida. El amplificador de 2W no requiere disipador porque los
transistores tienen una resistencia térmica de 62,5 ºC/W y si disipan el 17% de 2W. Por
lo tanto están disipando 0,34W y producen una sobreelevación de
62,5 x 0,34 = 21,5 ºC
con su disipador incluido de fábrica.
El amplificador de 4W va a sobreelevar exactamente al doble, es decir 42ºC y tampoco
necesita disipadores externos porque a una temperatura ambiente de 40ºC el chip va a
llegar a
40ºC + 42ºC = 82 ºC
Los amplificadores de 8W y de 16W si requieren un disipador del tipo en U que se
estima de una altura de 4 cm en el primer caso y de 8 cm en el segundo. Si no los puede
comprar ya construidos deberá construirlos con chapa de alumnio de 2 mm en lo posible
anodizada negra.

8. Fig.10 Amplificador con disipadores
Nota: recuerde que los amplificadores para usar en puente son de dos modelos
diferentes. En la figura mostramos el que posee el inversor y el control de volumen. El
otro modelo posee disipadores similares.
Fabricación de las plaquetas de circuito impreso
Todos los materiales de nuestro amplificador se pueden conseguir en cualquier negocio
de electrónica ya que son los componentes mas comunes de plaza. Quizás pueda tener
alguna dificultad en conseguir el disipador pero tiene la alternativa de construirlo Ud.
mismo.
Pero la plaqueta de circuito impreso es un componente especial que deberá fabricar a
medida. Nosotros le vamos a dar el dibujo del circuito impreso y las dimensiones del
mismo con este artículo. Ud. deberá asegurarse que la impresión de su maquina tenga
las dimensiones adecuadas o deberá corregirlas hasta lograr la medida exacta.
De cualquier modo le aclaramos que una impresora de chorro de tinta no sirve para
transferir el dibujo directamente a la plaqueta virgen de material fenólico cobreado. Se
necesita una impresión láser de buena calidad sobre papel “ilustración” que es el
utilizado para arte (no sirve el papel brillante con gelatina, del tipo fotográfico para
maquinas de chorro de tinta).
Suponemos que la mayoría de los lectores van a sacar una copia en una impresora de
chorro de tinta y luego la llevaran a un centro de copiado para que le hagan una copia en
papel ilustración en una máquina láser con las dimensiones exactas de 90 mm de ancho
por 72,4 de altura.

9. Fig.11 Arte para la fabricación del circuito impreso
Recuerde que si va a armar el amplificador en puente necesita por lo menos dos
plaquetas y por lo tanto dos copias. Nuestro consejo es que imprima por lo menos 10
dibujos ya que en el proceso que sigue puede tener dificultades cuando se lo realiza por
primera vez.
1. Compre plaqueta virgen de material fenólico cobreado (es el material mas
común) corte un trozo dos centímetros mas grande que las dimensiones de la
copia
2. Hágale un fino pulido con lana de acero (en la Argentina se conoce como
Virulana) agua y jabón en polvo.
3. Seque bien y apoye la cara activa de la copia (la que tiene el tonner) sobre el
cobre brillante pegándola con cinta de papel.
4. Tome una plancha para ropa bien caliente y apóyela sobre la copia interponiendo
un trapo húmedo.
5. Observará que el papel se pegará a la plaqueta y con un poco de práctica
transferirá el dibujo.
6. Ahora debe sacar el papel utilizando agua jabón y un cepillo, sin sacar el dibujo
transferido sobre el cobre. Si en el primer intento no obtiene buenos resultados
insista que todo es cuestión de práctica.
7. Ahora se debe realizar el ataque del cobre expuesto sin afectar el cobre de la
zona impresa. Para esto se debe colocar la plaqueta en un baño de cloruro
férrico tibio que se compra en las casas de electrónica (pregunte si ya está
diluido, o se lo debe diluir en agua) y mantener la solución reductora en
continuo movimiento mientras se observa como desaparece el cobre.
8. Cuando el cobre está totalmente comido, se retira la plaqueta y se lava
enérgicamente con agua y jabón.
9. Posteriormente se vuelve a pasar la viruta de acero para pulir las pistas.
10. Si deja la plaqueta sin protegerla con flux, en pocos días el cobre está atacado
por el medio ambiente y no será soldable. Compre flux para plaquetas de
circuito impreso o fabríquelo con polvo de piedras de resina colofónica (se
compra en las buenas ferreterías) y alcohol isopropílico, comprado en una
droguería.
11. Pinte la plaqueta con un pincel para arte y las pistas de cobre quedarán
perfectamente protegidas y con muy buena soldabilidad.

10. 12. Por último deberá agujerear la plaqueta con una mecha de 1 mm. Si no tiene un
taladro de pequeñas dimensiones puede utilizar un motor giradiscos de CD o
DVD. El eje es de 1,5 mm y su mecha es de 1 mm. Debe conseguir alambre de
cobre desnudo (no esmaltado) de 0,8 a 1 mm aproximadamente y enroscarlo en
la parte lisa de la mecha.
13. Luego debe retirar el tubito de alambre hacia atrás y agrandarle el diámetro hasta
que entre en el eje del motor.
14. Cuando la mecha esté bien centrada tome el soldador y estañe el adaptador de
diámetro que acaba de fabricar. Una fuente regulada y ajustable con la polaridad
adecuada es lo único que necesita ahora para comenzar a perforar su plaqueta.
Conclusiones
Con todo lo indicado seguramente estará entretenido hasta el próximo mes. Creemos
que ya puede ir armando las plaquetas aunque aun debemos explicar el detalle de cómo
conectarlas en puente.
Pero puede armar un amplificador de 2W o de 4W e ir probándolo por su cuenta. Este
curso se diferencia de otros en que no solo le enseñamos a armar equipos sino que le
enseñamos a pensar y entender lo que está armando. Por eso lo animamos a seguir solo.
El único consejo que le damos es que deje el colector de uno de los transistores de
salida desconectado y conecte un tester como mA para conectarlo. Conecte la fuente de
12V y ajuste la corriente a unos 10 mA aproximadamente con el preset VR3 sin ninguna
señal de entrada. Ahora puede trabajar tranquilo que los transistores de salida no se van
a recalentar.
Como fuente de señales puede usar la salida de audífono de una radio y como carga un
parlante de 4 o de 8 Ohms; recordando que el amplificador simple necesita el capacitor
electrolítico C6.
En la próxima lección vamos a completar nuestro proyecto del amplificador en puente y
le vamos a enseñar a repararlo en caso de que se dañe. Su bajo costo es ideal como para
que Ud. pueda practicar sin preocuparse de quemar algún costoso integrado o algún
transistor especial. Recuerde que yo aseguro que nuestro amplificador es el mas barato
del mundo, pero aun así nos va a brindar excelentes enseñanzas y el orgullo de decir a
todo el que sube a su auto: “Este sistema de audio lo hice yo mismo con lo que aprendí
gratis en Internet, en ElectronicaCompleta.com donde escribe el Ing. Picerno que es
toda una autoridad en la materia”.
Descargas
• PCB Wizard 3.6 Education Demo