DISEÑO DE PCB CON MODULO DE TRANSMISIÓN Y RECEPCIÓN RN41

Universidad Autónoma de Baja
California
ECITEC Valle de las Palmas
Taller de Circuitos Impresos
Practica 3
Betanzos Muños Miguel Ángel
Marcos Marcos Fernando
5 de Junio del 2015

Universidad Autonoma de Baja California
.
2
RN41
RESUMEN: Se diseño un circuito de Transmisión y
Recepción de datos con el NR41 (o RN42), y se realizo
el enlace de datos en PWB con Leds de Lectura y
escritura, y además se calcularon lo circuitos de
acoplamiento del mismo RN41 o RN42, para elaborar el
diseño de la PCB se utilizo el software Proteus.
1 INTRODUCCIÓN
El diseño de circuitos impresos es una labor que
combina paciencia, ciencia y arte. Quien la realiza debe
tener, además de los conocimiento sobre materiales y
técnicas, mucha creatividad e ingenio para lograr
acomodar de forma ordenada y en el menor espacio
posible, todos los componentes electrónicos.
Cuando estamos desarrollando un proyecto, la
primera prueba de funcionamiento se debe hacer sobre
el protoboard o tablero de prueba sin soldadura.
Después de esto, se debe construir el circuito impreso,
el cual permitirá ubicar fácilmente todos los
componentes de forma segura. Este último es un
eslabón esencial para llevara a feliz término la
construcción del aparato. Adicionalmente, existen
diferentes clases de circuitos impresos y diferentes
métodos para diseñarlos.
2 TEORIA
Una placa de circuito impreso (PCBs) es una
plancha de material rígido aislante, cubierta por unas
pistas de cobre en una de sus caras o en ambas, para
servir como conductor o de interconexión eléctrica entre
los distintos componentes que se montarán sobre ella.
La materia prima consiste en una plancha aislante,
típicamente de “fibra de vidrio” o “Baquelita”, cubierta
completamente por una lámina de cobre. Dependiendo
del tipo de placa, el cobre puede ir a su vez protegido
por una capa de resina fotosensible.
Clasificación de las técnicas para la elaboración
de PCBs. (En función de la eliminación de cobre
excedente).
- Ataque químico
- Sin químicos (Por ejemplo Fresadoras)
1. Elaboración de PCBs mediante ataque químico
Elaboración y Transferencia del arte de circuito
impreso a la placa de cobre.
- Manual
- Con marcador indeleble, resistente al agua,
contiene acrílico.
- Cintas plásticas adheribles y/o transferibles
de pistas y sus variaciones según
encapsulados de componentes: PAD, SIP,
DIP o DIL, entre otros.
- Ambos recursos
- Diseño asistido por computadora (CAD)
- Transferencia o impresión del arte a la placa
de cobre
- Serigrafía: Malla o Pantalla (Marco y Tela),
Paleta, Fotoemulsion, Pintura Acrílica.
- Papel “Transfer”
- Tarjeta Sensibilizada
Figura 1. Elaboración de PCB mediante el ataque
químico, utilizando el método manual o artesanal
2. Elaboración de PCB por maquinas Fresadoras o
Sin Químicos
- Diseño de PCB con la ayuda de un CAD.
- Maquinas Fresadoras o Router (Todas
requieren de CAD) para eliminar el cobre no
deseado.
Conforme avanza la tecnología, los PCBs se
convierten en una parte fundamental en el desarrollo de
circuitos electrónicos, cada vez con mayor densidad y
por ende exige exactitud y precisión, esto hace
necesario la utilización de diseños asistidos por
computadora.
Pasos generales para la elaboración de PCBs
utilizando los métodos de ataque químico:
- Diseño: Un circuito complejo requiere el uso de
herramientas computacionales que permitan
diseñar y simular el esquema electrónico y su arte
de circuito impreso.
- Cortado: Conocido el tamaño del circuito impreso,
se procede a realizar el corte de la tarjeta.
- Impresión en la placa de cobre: una vez que la
máscara esta lista, se procede a grabarla en la
placa, este procedimiento depende de la técnica a
utilizar.
- Atacado del cobre: se inserta la placa de cobre
previamente grabada, en soluciones acidas que
eliminan el cobre no deseado.
- Limpieza y taladrado: se realiza el lavado y
limpieza de la placa para eliminar todas las
impurezas, luego se perforan los orificios en donde
se colocaran los componentes.
- Soldadura: etapa donde se realiza el montaje
(colocación y soldadura) de los componentes.
- Pruebas de Funcionamiento: Antes de realizar
interconexiones se verifica el funcionamiento del
circuito (Cortocircuitos, circuitos abiertos,
soldaduras frías, entre otros.)
Herramientas computacionales de diseño
En el diseño, es necesario definir el esquemático
del circuito y el diagrama de conexiones que formarán
las pistas de cobre sobre la placa. Generalmente se
hace en dos fases; en primer lugar, partiendo de las
especificaciones sobre la funcionalidad del circuito, se
deciden los componentes a utilizar y las interconexiones
necesarias entre ellos, y a través del editor de esquemas
R3

.
3
del software se realiza el diagrama esquemático.
Después, con esa información se define la máscara en
el editor del arte del PCB, que es una representación
virtual de los componentes sobre la placa, y se
establece la forma física de las conexiones entre ellos.
Para realizar un circuito eléctrico o electrónico, el
diseñador requiere de documentación, hojas técnicas de
fabricantes y/o apoyo de Herramientas Computacionales
que orienten en cuanto a las variables, parámetros y
componentes requeridos.
- Proteus
- Switcher CAD
- BodeCAD
- FilterCAD
- SciLab
- SAPWIN
- CircuitiCalculator
TECNICAS Y CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO
DEL ARTE DE PCBs
Elección adecuada de los componentes:
 Tomar en cuenta las limitaciones de inventarios en los
proveedores: se deben adquirir todos los componentes
y conectores o tener seguridad del despacho de los
encapsulados a utilizar, motivado a que posiblemente
se fabrique una tarjeta, que no pueda ser operativa
con los componentes vigentes en el momento de su
uso.
 Antes de hacer la placa verifique cuidadosamente la
interconexión y numeración de cada componente y de
cada circuito integrado, así como también la
correspondencia del tamaño de cada uno de ellos en
el PCB.
Determinación del Ancho de pista.
Para calcular el ancho de las pistas en nuestra PCB
necesitamos conocer tres datos:
 Corriente máxima que puede circular por la pista.
 El incremento máximo permitido de temperatura
que puede soportar la pista.
 Y el grosor de la pista.
La corriente máxima que puede soportar nuestra
pista se debe representar en amperios. El
incremento máximo de temperatura permitido se
expresa en grados centígrados. El incremento de
temperatura se refiere siempre en referencia a la
temperatura ambiente. Si diseñamos nuestro circuito
para que funcione a una temperatura ambiente de
50ºC y queremos que la temperatura de la pista
nunca sobrepase de los 60ºC, entonces el
incremento máximo de temperatura permitido debe
de ser de 10ºC.
Es muy común que las personas se confundan
cuando se habla del grosor de la pista cuando se
trata del diseño de placas. En un circuito
normalmente se tiene pistas de diferentes anchos,
algunas más delgadas o más gruesas que otras,
pero todas ellas tienen el mismo grosor en la placa.
El grosor en la pista hace referencia a la altura de la
pista referente al material que sirve de base en la
placa de circuito impreso.
Figura 1.
Figura 2.
En la figura 2 se muestra el espesor (grosor) y el
ancho de una pista.
El grosor se suele expresar en onzas por pie
cuadrado. Una pista con un grosor de 1 onza por píe
cuadrado se corresponde con una pista de 35 micras
de grosor. Normalmente las empresas que
construyen circuitos impresos los hacen utilizando
medidas estándar para el grosor de pista de 1, 2 y 3
onzas por píe cuadrado, es decir 35, 70 y 105
micras.
El cálculo para determinar el ancho de nuestras
pistas se basa en la aplicación del estándar general
para el diseño de circuitos impresos ANSIS-IPC 2221
desarrollado por la IPC
(Associationconnectingelectronics industries).
Cuando ya se tiene las especificaciones a la
corriente, incremento de temperatura y grosor, ya
estamos preparados para calcular el ancho de
nuestra pista.
Para calcular el ancho de una pista utilizaremos la
ec.1.
𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 =
𝐴𝑟𝑒𝑎
(𝐿∗1.378)
(1)
Donde 𝐿 representa el grosor de la pista, el ancho
resultante se expresa en milis al cuadrado. Un mili es
la milésima parte en pulgada. El área debe
expresarse en milis al cuadrado y el grosor en onzas
por pie cuadrado.
Para obtener el área debemos utilizar la fórmula de
la ec.2.
𝐴𝑟𝑒𝑎 =
𝐼
(𝐾1∗∆𝑇 𝐾2)
1
𝐾3
(2)
Donde 𝐼 es la correinte máxima, 𝐾1 es una constante
definida por el estándar que estamos aplicando y que

.
4
vale 0.0150 cuando nuestra pista es interna (placa
con más de dos capas)y 0.0647 cuando es externa.
𝐾2 es otra constante que vale 0,5453 cuando la pista
es interna y 0,4281 cuando la pista es externa. Y 𝐾3
es una constante que vale 0,7349 cuando la pista es
interna y 0,6732 cuando es externa.
Sustituimos la ec.2 en la ec.1, y tenemos la ec.3 que
es la utilizada para calcular el ancho de nuestra
pista.
𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 =
𝐼
(𝐾1∗∆𝑇 𝐾2)
1
𝐾3
(𝐿∗1.378)
(3)
Otra forma de obtener el ancho de nuestra pista es
utilizando las gráficas 1 y 2 que fueron creadas
tomando como base los publicados en el estándar
IPC2221 “Generic Standard
onPrintedCircuitBoardDesign”
Grafica 1.
Grafica 2.
Efecto resistivo en las pistas:
 Diseñar las pistas teniendo en cuenta la longitud,
grosor y máxima corriente que deban conducir: es
recomendable utilizar herramientas de software u otras
herramientas para determinar y calcular las
dimensiones de pistas a usar según parámetros
solicitados; ya que estas dimensiones, mal diseñadas,
podrán incrementar el valor de una resistencia no
deseada y causar problemas por caídas de tensión o
servir de fusible al limitar el paso de corriente. Todo
material conductor presenta una resistividad propia y
según las dimensiones del mismo, tendremos una
resistencia eléctrica, expresado por la Ecuación 4:
𝑅 = 𝜌
𝑙
𝐴
(4)
Donde:
R: Resistencia eléctrica (Ohm)
𝜌: Resistividad del material en unidades de (Ohm
m)
𝑙: Longitud que por la unidades del SI es el metro
(m)
𝐴: Área transversal dado en metros cuadrados
(m
2
)
 En los circuitos de instrumentación y de medición,
ubicar los componentes de tal forma que la longitud de
las pistas sea lo más pequeña posible, para evitar
efectos de carga en la línea de interconexión.
Efecto térmico:
 Estudiar la colocación de los componentes teniendo en
cuenta la interconexión, interferencias térmicas e
interferencias electromagnéticas. Las condiciones de
temperatura podrán causar ligeras variaciones en el
valor de resistencia, motivado a que la resistividad de
un material (ecuación 5) dependerá de las condiciones
térmicas en las que se encuentre:
𝜌 = 𝜌0(1 + 𝛼 𝑇 − 𝑇0 (5)
Donde:
𝛼: Coeficiente de Temperatura
𝜌0: Resistividad a una Temperatura de referencia
𝑇: Temperatura actual
𝑇0: Temperatura referencial
 Colocar disipadores a los dispositivos de potencia,
acompañado de grasa termo conductivo entre ellos.
Los espacios de aire se deben evitar motivado a que
es un mal conductor térmico, lo que implicaría una
mala disipación, recalentamiento y daño de
componente.
 Ubicar los disipadores en lugares ventilados y alejados
de componentes susceptibles a la temperatura.
Efecto Capacitivo e Inductivo:
 Para evitar corrientes inducidas, producto de circuitos
de alta potencia, se debe distanciar los circuitos de
control de los circuitos de potencia.
 Se conoce que la capacitancia para placas paralelas
viene expresado de la forma de la Ecuación 6.
Capacitancia para placas paralelas
𝐶 = 𝜀0
𝜀 𝑟 𝐴
𝑑
(6)
Donde:
ε0: constante dieléctrica del vacío
εr: constante dieléctrica o permitividad relativa del
material dieléctrico entre las placas.
A: el área efectiva de las placas
d: distancia entre las placas o espesor del
dieléctrico
 Por lo anterior, para evitar el efecto de capacitancias
parásitas, se debe evitar el paralelismo entre pistas o

.
5
planos y se aconseja utilizar rectas horizontales en una
cara (Cara de Componentes o lado Superior) con
rectas verticales en la otra (Lado inferior o cara de
soldadura)
 Para reducir el ruido de conmutación en los circuitos
digitales, colocar un condensador de 0,1uF entre
fuente y tierra, lo más cercano posible a cada
integrado. Colocar cada 10 integrados un condensador
de 10uF y por cada módulo o tarjeta electrónica
colocar un condensador de 47uF.
 Orientar de forma perpendicular al PCB las bobinas y
transformadores, para evitar las influencias magnéticas
que sobre otros circuitos; ya que en un solenoide, el
campo magnético se concentra sobre su eje axial.
 Para los circuitos de alta frecuencia, es recomendable
que las curvas de las pistas no superen un ángulo de
45°, ya que podría producirse un auto inducción sobre
la misma, deformando su señal.
 Para evitar las EMI (Interferencias Electromagnéticas)
y brindar protección eléctrica, se deben separar los
planos de tierra analógico y digital o utilizar
acoplamientos (transformador, opto acopladores,
aisladores de radio frecuencia, etc.). Para circuitos
susceptibles, se debe dejar espacio para fijar las jaulas
de Faraday.
Transferencia del Arte a la Placa:
 Colocar etiqueta o texto al PCBs, para identificar el
lado adecuado a transferir en el cobre.
 Verifique que la impresora no genere discontinuidades
y que imprima a la escala correcta
.
Pruebas de Funcionamiento:
 Poner puntos de prueba (TP o test point) a la salida de
cada etapa, en lugares de la placa donde se pueda
conectar instrumental fácilmente.
Simplificar el ensamblaje:
 Diseñar las placas de forma estandarizada y modular,
de tal manera que la fabricación y ensamblaje sea
práctico.
Otras consideraciones:
 No poner pistas, ni colocar componentes cerca de los
bordes de las placas donde puedan tener contacto con
los tornillos de fijación, guías o con la estructura.
 La separación mínima entre 2 pistas adyacentes debe
de ser 0.8 mm, lo que garantiza un buen aislamiento
eléctrico de hasta 180 voltios, en condiciones
normales.
 Realizar los Pad (Área Plana conductiva donde se
realiza las soldaduras de componentes) en función del
tamaño y peso de los componentes. Así como también
de acuerdo a las fuerzas y tensiones mecánicas que
deba soportar.
 Es recomendable que los componentes puedan
cambiarse sin necesidad de extraer otro.
 Llenar con planos de tierra la parte de la placa que no
lleve pistas; así se evita la contaminación de los
oxidantes (ácidos).
CONSIDERACIONES Y TECNICAS DE
TRANSFERENCIA O IMPRESIÓN DEL ARTE A LA
PLACA DE COBRE:
Consideraciones:
 Realizar el impreso en un lugar adecuado, con
suficiente ventilación o con extractores de aire.
 Utilizar protecciones básicas necesarias, proteger las
vías respiratorias, las manos y los ojos (tapa boca,
guantes y lentes protectores).
 Es recomendable tener conocimiento previo en el
manejo de los químicos que se van a utilizar.
 Contar con los materiales y herramientas necesarios
para realizar la fabricación del PCBs.
 Realizar una secuencia de trabajo. Estar atento de
cada uno de los pasos.
 Verificar que la impresión en el papel este
correctamente orientada.
 Realizar el corte de la baquelita antes de grabar la
máscara del impreso.
 Verificar que la superficie de cobre no presente
imperfecciones, lijar, desengrasar y limpiar con
solventes, antes de grabar la máscara.
 Si el grabado de la máscara presenta algunas
discontinuidades en las pistas, utilizar el marcador
punta fina para corregirlas, esto se debe realizar antes
de sumergir la tarjeta en el acido.
 Tomar en cuenta el tiempo de oxidación del cobre, en
función del reactivo utilizado. Entre los oxidantes más
usados se encuentran: el Acido Nítrico (HNO3 ), Acido
Clorhídrico (HCl), Cloruro Férrico (FeCl3.6H2O) o Acido
Percloruro de Hierro.
Técnica de fabricación y desarrollo de PCBs por
Serigrafía.
 Esta técnica consiste en proteger con pintura acrílica
(plástica) todas las pistas, uniones y planos de tierra y
texto deseado del circuito, para así remover u oxidar el
Cu no protegido. Requiere de un conjunto de
materiales de serigrafía, como lo son: la pantalla
(marco de madera con tela o malla), foto emulsión,
insoladora (Fuente de Luz visible), paleta plástica,
removedor de pantalla, limpiador Universal, pinturas
acrílicas para serigrafía, estopa.
Pasos para la transferencia de la imagen a la placa
de cobre por Serigrafía:
 Limpiar la pantalla. No deben existir poros tapados en
la malla.
 Imprimir en acetato o transparencia, en blanco y negro,
con abundante toner o tinta.
 Aplicar foto emulsión en forma uniforme a la malla de
serigrafía.
 Colocar el acetato con el arte del PCB sobre la
pantalla foto emulsionada, sobre ellos la insoladora.
 Lavar con abundante agua y secar la malla. Quedarán
los poros sellados donde no exista la imagen del PCB.
 Colocar la malla en contacto directo con la superficie
de Cu y pintar con acrílico.
 Las partes deseadas quedarán protegidas con pintura.
 Quitar y dejar secar la pintura ubicado en la placa de
Cu. En caso deseado, seguir pintando sobre otras
láminas de Cobre, tantas veces como circuitos
impresos deseamos o hasta que la calidad de
impresión se deteriore; de requerirse, limpiar y secar la

.
6
pantalla para luego continuar con las impresiones de
pintura sobre las láminas de Cu.
 Al finalizar las impresiones, limpiar y secar con
precaución la pantalla para evitar que se tapen los
poros de interés.
 Una vez seca la pintura, se procede al ataque químico
u oxidación del Cu no deseado.
Técnica de fabricación y desarrollo de PCBs por papel
Transfer:
 Consiste en transferir el arte del PCB impresa por
fotocopiado o impresión láser sobre un papel transfer o
satinado (textura lisa y brillante), que permita por calor
ser desprendido y adherido a la placa de cobre; es
decir, al calentar el papel, este transfiere el toner
correspondiente al arte directamente a la placa, así
una capa de carbón protegerá las partes deseadas del
circuito para el momento de ser atacado por el acido.
Esta es una técnica sencilla donde se emplea plancha
de calentamiento o mejor aún laminadora de carnet,
motivado a que sus rodillos térmicos aplicarán igual
presión y calor en cada parte de la placa. Este método
reduce significativamente el tiempo necesario para
realizar PCBs, presenta la ventaja que se pueden
construir pistas finas de hasta 0.1mm y se pueden
realizar con más facilidad impresos doble cara.
Pasos para la transferencia de la imagen del papel
transfer a la placa de cobre.
 Imprimir con abundante toner, la imagen en el papel
transfer; usar láser o fotocopiadora.
 Cortar la baquelita al tamaño de la imagen y lijar las
imperfecciones.
 Limpiar, desengrasar y secar la baquelita.
 Colocar la placa con la cara de cobre hacia arriba,
seguidamente, colocar la imagen del papel transfer,
con el lado de impresión del toner en contacto directo
con la superficie de cobre.
 Aplicar calor y verificar continuamente que el toner se
adhiera lo mejor posible a la placa.
 Sumergir el papel con la baquelita en una bandeja de
agua y realizar presión sobre el papel en la placa.
Retirar lentamente el papel.
Técnica de fabricación y desarrollo de PCBs por tarjeta
sensibilizada:
 Esta técnica consiste en utilizar una placa especial
presensibilizada de fabrica o sensibilizada
manualmente con soluciones especiales (KPR aerosol
o solución foto resistiva positiva); es decir, una placa
de circuito impreso en la que el cobre se recubre con
una capa de resina fotosensible o foto resistiva
positiva, que por sus propiedades químicas, al ser
expuesta a la luz ultravioleta (insoladora), permitirá
disolver con los reveladores (solución altamente
alcalina), la laca protectora, sólo en las zonas donde
se deba eliminar después el cobre.
Pasos para la transferencia de la imagen del acetato a la
placa presensibilizada.
 Imprimir con impresora láser o fotocopiadora, la
imagen en la transparencia o acetato.
 Cubrir la placa con la transparencia. Colocar el lado de
impresión del toner en contacto directo con la resina
protectora de la superficie de cobre.
 Colocar la placa en la insoladora; el tiempo de
exposición a los rayos UV depende de la sensibilidad
de la placa.
 Retirar la transparencia y sumergir la placa en el
revelador liquido (soda cáustica o revelador universal
sin hidróxido de sodio). Usar cuarto oscuro y vigilar
continuamente su revelado.
 Lavar con abundante agua.
En la figura 2, se muestra el arte de PCB diseñado
a través de un CAD, el programa utilizado es el Ares del
Proteus, este un arte de prueba utilizado para verificar,
cual es la técnica de fabricación que presenta mejores
resultados finales, la pistas enumeradas con T8, T10,
T12, T15, T20, significan que son de ocho milésimas,
diez milésimas, doce milésimas, quince milésimas y
veinte milésimas respectivamente. Esto se realiza para
observar la resolución máxima que se puede alcanzar
con cada una de las técnicas. En la figura 3 y 4, se
observa fotos del PCB fabricado con las diferentes
técnicas, tarjeta sensibilizada y papel transfer
respectivamente.
Figura 3. Arte del PCB diseñado en el CAD
Figura 4. PCB elaborado por Tarjeta Sensibilizada
Figura 5. PCB elaborado con papel transfer
La técnica de serigrafía es la empleada para
diagramar la ubicación de los distintos componentes,
motivado a que su pintura no es conductora, también
como vimos, se puede usar para realizar el circuito
impreso. Es el método de mayor duración para la

.
7
elaboración de un PCB, su calidad dependerá del
número de hilos por centímetro cuadrado, para una línea
recta en diagonal, se podrá observar en forma
escalonada; además de la calidad, en limpieza, de sus
poros y de sus pinturas.
CONSIDERACIONES DE MONTAJE:
 Luego de eliminar las partes de cobre que quedaron
desprotegidas con el atacado, se procede a limpiar la
placa y a perforar los agujeros por donde se introducen
los componentes.
 Se recomienda utilizar brocas de 0.6 a 1.25 mm de
diámetro.
 Limpiar nuevamente la placa eliminando óxidos e
impurezas.
 Colocar y ubicar los componentes en la dirección y
posición correcta.
 Escoger el tipo de estaño adecuado.
 Utilizar el soldador para calentar el metal a soldar, y
fundir el estaño directamente sobre este último.
 Colocar el soldador en un ángulo de 45 grados.
 No soplar la soldadura.
 Soldar los componentes más pequeños primero.
 Luego de soldar todos los componentes es
recomendable utilizar solventes protectores de impreso
(barniz, laca, acetona o tinner + perrubio).
3 DESARROLLO
El desarrollo de la práctica consiste en diseñar un
circuito de transmisión y recepción de datos, con el
RN41 O RN42 y realizar enlace de datos en PWB con
leds de lectura y escritura.
Los materiales y componentes necesarios para
elaborar la práctica son los siguientes:
- RN42 ó RN41
- 2 Leds SMD LW T6SG
- 2 Resistencia de 330 Ohms SMD
- 2 sockets de 12 Pines
- 1 sockets de 8 Pines
- 1 PCB de 10x10 cm de doble layer
- Soder Mask
- Cautín
- Soldadura
- Fibra
- Pasta
- Flux
- 1 Aparto de luz UV
- 1 Plancha
- Cloruro Férrico
- Agua
- Alcohol
- Tiner o Acetona para uñas
- Carbonato
- Tape
- Papel fotográfico
- Acetato
- Plumón permanente color Negro
Procedimiento
Ahora que se cuentan con los componentes, lo
siguiente es determinar el circuito que se armara, para
ello tenemos que investigar el circuito que se
implementara, entonces podemos ir a la Hoja de
especificaciones del RN41 donde se proporcionara el
esquemático aplicado, este circuito se puede ver en la
Figura 6.
Figura 6. Circuito para RN42 Y RN42.
En este caso solo se utilizaran los dos pares de
resistencia y led conectados a los pines 21 (GPI05) y 19
(GPI02), ahora lo siguiente es crear el esquemático del
circuito en Proteus (Ver Figura 7).
Figura 7. Esquemático del circuito RN41
Ahora lo siguiente es crear el PCB Layout del
circuito armado en el Simulador PCB (Ver Figura 7).
Pero el inconveniente es que el programa solo cuenta
con los paquetes sockets y resistencias, por lo tanto lo
que se tiene que hacer es diseñar los paquetes del
RN41 y los leds que se utilizaran. Para poder diseñarlos,
tenemos revisar la hoja de especificaciones del
fabricante de tales componentes, ya que ahí
encontraremos sus paquetes, para que posteriormente
los diseñemos. El paquete del RN41 y del Led con las
dimensiones físicas de los pads proporcionados por el
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
9
9
10
10
11
11
12
12
24
13
23
14
22
15
21
16
20
17
19
18
18
19
17
20
16
21
15
22
14
23
13
24
33
27
34
28
29
29
35
30
30
32
28
31
31
25
32
26
R1
RN 41
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
J2
CONN-SIL12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
J3
CONN-SIL12
R3
330Ohm
R4
330Ohm
12
D1
LED
12
D2
LED
1
2
3
4
5
6
J4
CONN-SIL6

.
8
fabricante se puede ver en las Figuras 9 y 11
respectivamente.
Figura 8. RN41 Modulo de Bluetooth
Figura 9. Dimensiones físicas del RN41.
Figura 10. LW T6SG Led
Figura 11. Pads LW T6SG Led
Figura 12. Paquete del LW T6SG Led.
Ahora proseguimos a diseñar los paquetes en
Proteus en la sección PCB Layout, el diseño del RN41 y
del Led, se pueden ver en las Figuras 13 y 14
respectivamente. Realizados pads, solo falta hacer los
paquetes y asignarlos a los componentes del
esquemático de la Figura 7, que son el RN41 y los Leds.
Los pads diseñados del RN41 y de la resistencia se
pueden ver en las figuras 13 y 14 respectivamente.

.
9
Figura 13. Pads del RN41
Figura 14. Pads del LW T6SG led
Se hacen los paquetes con los pads diseñados.
(Ver figuras 15 y 16) para hacer los paquete es
necesario seleccionar los pads creados.
Figura 15. Pads del RN41 o RN42
Figura 16. Pads del Led LW T6SG
Se da click derecho sobre los pads creados y se
selecciona la opción “Make Package” para que de esta
manera podamos hacer el paquete del componente.
Figura 17.
Figura 18.

.
10
Ahora nos aparece un recuadro donde podremos
nombrar el paquete que se quiere hacer, además de que
se especifica la categoría de este, el tipo subcategoria
del componen entes y también es posible agregar un
comentario acerca de este mismo y además podemos
ver una imagen en 3D del nuevo paquete en la pestaña
3D vizualization.
Figura 19. Generando el Paquete para guardarlo en las
librerias
Habiendo proporcionado la información del
componente y la ubicación de la librería creada de los
componentes, solo falta hacer click en ok y ya se tienen
un nuevo componente en las librerías de Proteus
Figura 20. Introduciendo datos del paquete RN41 o
RN42
Figura 21. Introduciendo datos del paquete Led LW
T6SG
Con los paquetes generados, solo falta asignárselo
a los componentes restante que no tienen paquetes de
la Figura 7, los cuales son el RN41 y los leds. Los pasos
para realizar esto son los siguientes.
Seleccionamos el componente y le damos click
derecho y nos vamos a packaging tool.
Figura 22.
Figura 23.
Ahora damos click en botón add para agregar el
paquete del componente que creamos anteriormente.
Figura 24.
Figura 25.
Lo siguiente consiste en buscar la librería del
componente, para esto, nos dirigimos hacia la dirección
donde la hemos guardado al momento de hacer el
paquete, habiéndolo encontrado, lo seleccionamos y
damos click en el botón ok.

.
11
Figura 26.
Figura 27.
Continuamos configurando los pines del
esquemático del componente con el del paquete
diseñado, esto para que al momento de realizar las
conexiones, haya concordancia entre conexiones.
Figura 28.
Figura 29.
Configurados los pines, solo damos click en el
boton Assign Package(s).
Figura 30.
Figura 31.
Por último solo damos click en Save Package(s) y
tendremos nuestros paquetes asignados a los
componentes del esquematico de la figura 7.
Figura 32.

.
12
Figura 33.
Los paquetes de todos los componentes a utilizar
para el diseño del PCB se muestran a continuación en la
Figura 34.
Figura 34. Paquetes para el diseño del PCB
Con los paquetes asignados a cada uno de los
componentes del circuito de la Figura 7, se prosigue a
conectarlos en el PCB Layout de Proteus y por
supuesto, también se realizan las conexiones y se
ordenan en el menor espacio posible, el PCB terminado
se puede ver en la Figura 35.
Figura 35. PCB Finalizado
En la Figura 35 se puede observar que el fondo del
PCB diseñado es de color azul, esto es porque en la
parte inferior de la placa se creó un plano a tierra, en y
en la parte superior comúnmente se suele hacer un
plano Vcc, pero en este caso no se puede debido a que
si se generara esto afectaría en el funcionamiento del
RN41, debido a que provocara interferencias a este
mismo. En el PCB diseñado en la figura 35 se puede ver
que se hicieron tres fiduciales, para referencia de la
maquina donde se hará la placa.
Se realizaron los cálculos de ancho de pista y de
circuitos de acoplamiento de los pines RX y TX del
RN41, estos se pueden ver en DATOS
EXPERIMENTALES Y DATOS CALCULADOS.
La visualización en 3D del PCB finalizado se puede
ver en las Figuras 36 y 37.
Figura 36. PCB Lado Superior

.
13
Figura 37. PCB Lado Inferior
Se puede visualizar en lado superior de la PCB
(Figura 36), no hay cobre rellenando los espacios
vacios, pero en el lado inferior, se puede ver el cobre
que rellena toda la placa, este es el plano a tierra que se
genero desde Proteus.
En las figuras 38 y 39 se pueden apreciar de
manera ideal las PCB terminadas con sus componentes
ensamblados y es básicamente lo que se tiene realizar
realmente, estos son los resultados que se esperan
tener al terminar la PCB.
Figura 38. PCB Parte Superior
Figura 39. PCB Parte Inferior
Habiendo finalizado el diseño del PCB, lo siguiente
es generar el negativo, porque en este caso el desarrollo
de la placa será de modo manual o artesanal. El
negativo del lado superior se pude apreciar en la figura
40, mientras que el negativo del lado inferior se muestra
en la figura 41. Estas imágenes se transfirieron a la
placa, por lo tanto se imprimieron en este caso en papel
fotográfico.
Figura 40. Top Copper del PCB, espejo de la
imagen real

.
14
Figura 41. Bottom Copper del PCB normal, sin
espejear la imagen real
Impresos los negativos, lo siguiente es cortar la
lamina o placa para el circuito, claro esto se realiza
tomando en cuenta las dimensiones del diseño de la
PCB, para cortar la lamina, se utiliza una segueta,
aunque también se podría utilizar un dremel, o cualquier
otro artefacto que funcionara para cortar la lamina, pero
tenemos que tomar en cuenta que el corte tiene que
realizarse cuidando que la placa no se dañe. Las
asperezas que le quedan a la lámina se liman
Figura 42.
Figura 43.
Lo siguiente, antes de traspasar el diagrama de
nuestro circuito es limpiar la superficie de nuestra placa,
para eliminar grasa, polvo o cualquier basura que puede
evitar que el diseño del circuito se transfiera bien a ella.
Podemos limpiarla con algodón y alcohol, o con un
estropajo de aluminio.
Figura 44.
La fotocopia del circuito se pega, de tal modo que
este pegue con el cobre de la placa, ahora ponemos
calentar la plancha a la máxima temperatura y ya que se
haya calentado, se pone la plancha encima de del papel
fotográfico, y se hace presión y se mueve la plancha en
círculos para distribuir bien el calor por todo el resto de
la placa, esto por mas o menos cinco minutos, de esta
manera el toner del papel fotográfico se transferirá a la
placa, pero hay que tener cuidado del tiempo de
calentado de la placa, ya que la pintura además de
transferirse, esta se distribuiría mal sobre el cobre y la
transferencia del circuito saldrá mal, ya que esto sucedió
varias veces al momento de realizar este paso.
Figura 45.
Terminado el planchado, la placa se sumergió en
agua caliente y se espero a que el papel fotográfico se
ablandara por lo menos por unos 15 minutos.
Figura 46.
Pasado el tiempo, se saca la placa de agua y el
papel se empieza a frotar con los dedos (También puede
ser con un cepillo de dientes) para empezar a
desprender el papel, se le echa agua y se sigue frotando
hasta que la placa quede totalmente limpio, pero hay

.
15
que ser cuidadosos para evitar quitar pistas, quizá a
veces el circuito no se transfiera perfectamente, pero
con un plumón permanente se puede solucionar este
tipo de problemas.
Figura 47.
Figura 48.
Figura 49.
Ya que se transfirió el circuito impreso a la placa,
se prepara el acido que se utilizara para rebajar el cobre
sobrante de la placa, la solución que se realiza con el
agua y el cloruro férrico debe ser calentada, es
importante saber que se liberaran gases tóxicos que no
deben de ser respirados, y se recomienda que esto se
realice un lugar ventilado
Figura 50.
El acido se vacía en un recipiente de plástico y se
sumerge la placa, pero se debe de tener cuidado de no
salpicar el acido ya que este no debe tocar nuestra ropa
o piel, para evitar el contacto con la piel se utilizan
guantes de látex. Veremos que la placa se pondrá de un
color oscuro y después se irá tornando a un color más
claro, y finalmente se verá como el cobre se va
disolviendo, dejando la placa limpia del cobre excedente.
Terminado este proceso la placa se saca de la
disolución y se le aplica agua para limpiarlo del resto de
acido que tiene impregnado.
La tinta que permanece en la placa puede ser
limpiado aplicando tiner o acetona y se limpia con papel
o algodón y no es recomendable que se utiliza un
estropajo de aluminio, ya que esto podría dañar las
pistas de cobre, provocando que estos se oxiden más
fácilmente.
Figura 51.
Ahora continuamos transfiriendo el circuito impreso
del segundo layer, realizando la misma operación que se
utilizo para el primer layer, ya transpasado el circuito
impreso, se procede colocando cinta adhesiva al primer
layer terminado, antes de meter la placa al cloruro
férrico, para que solo se disuelva el cobre del segundo
layer, que es el que nos importa.
Con un multímetro se comprobó la continuidad en
cada una de las pistas del circuito y efectivamente cada
pista conducía, así que se prosiguió colocando el solder
mask a la placa.
Primeramente antes de colocar el solder mask
encima de la placa, se limpio muy bien la superficie
superior esta, para eliminar cualquier elemento que no
fueran parte de ella, ya sea polvo, grasa, etc. para ello
se utilizo alcohol con algodón, ya que de esta manera se
asegura que el soldermask se adhiera completamente a
la placa, claro para esto también se tiene que tomar en
cuenta que no debe de quedar aire. Limpia la superficie,
se corto un pedazo de soldermask, de modo que solo
cubriera las dimensiones de la placa (Esta ya estaba
cortada).
Figura 52.
Se retiro la capa protectora de la película
soldermask (existen dos capas protectoras, esta capa es
la más delgada y opaca), para esto nos apoyamos con
una cinta adhesiva o tape, para retirar la paca
protectora, ya que el adhesivo que tiene la película hace
que el retiro de esta capa requiera de mayor cuidado.

.
16
Hay que tener mucho cuidado al momento de quitar la
capa protectora, ya que esto podría ocasionar que se
despegue de la otra capa protectora.
Figura 53.
Se coloca la película soldermask de lado opuesto
(sin la capa protectora) sobre la placa y se retira el aire
que quede entre la placa y el soldermask, para lograr
esto es necesario que aplique la suficiente presión. Se
verifico que entre las pistas el soldermask se haya
adherido, pero se encontró que en ciertas áreas no se
pego bien y para tratar de solucionar esto se aplico
presión en esas áreas, pero aun así no se logro
solucionar esto.
Figura 54.
El proceso de colocado del soldermask se repitió
para el layer inferior de la placa.
La placa se paso por una maquina tipo enmicadora
con temperatura aproximada de 160 grados centígrados,
esto para que el soldermask se adhiera bien a la placa.
Figura 55.
La placa con el soldermask colocado se puede ver
en las figuras 56 y 57.
Figura 56. PCB Lado Superior
Figura 57. PCB Lado inferior
Se continúa imprimiendo los pads de los
componentes a utilizar en el circuito, estos se imprimen
en acetato. y se colocan en sus lugares respectivos de la
placa. Ahora la placa se expone a luz ultravioleta. El
tiempo que se dejo fue aproximadamente 1 hora por
cada lado de la placa.
Figura 58. Exposición de la PCB a luz UV
Ahora que se adhirió bien el soldermask, se
continúo creando una solución de agua con carbonato,
este se hirvió y se sumergió la placa en ella, para que el
soldermask que se encontrara encima de los pads se
desprendiera. Aquí se obtuvieron problemas, el
soldermask no se desprendió por medio de este método,
por lo tanto se recurrió al uso de una navaja y se realizo
el retiro del soldermask de los pads con mucho cuidado
de no quitar el cobre. En las figuras 59 y 60 se puede ver
la placa con los pads descubiertos sin la película de
soldermask.

.
17
Figura 59. PCB Lado superior
Figura 60. PCB Lado inferior
El paso siguiente es la perforación de los agujeros
para los terminales, para ello se realizaron perforaciones
en todos los círculos o donas utilizando un dremel y
brocas de 0.2mm a 0.15mm.
Figura 70. PCB perforado lado superior
Figura 71. PCB perforado lado inferior
Ahora solo falta soldar los componentes en la placa
y todo estaría terminado. En las figuras 38 y 39 se puede
apreciar la PCB finalizada en el software Proteus y
puede ser comparada con las dos figuras 72 y 73, de
esta manera podremos observar lo cercano que esta lo
obtenido prácticamente con lo ideal (simulado).
Figura 72.

.
18
Figura 73.
4 DATOS EXPERIMENTALES Y DATOS
CALCULADOS
Calculo de ancho de pistas del RX por medio de
graficas proporcionadas por el estándar IPC2221
“Generic StandardonPrintedCircuitBoardDesign”
(Graficas 1 y 2).
Datos:
Imax = 60 mA
Teniendo la corriente máxima que soporta la RX
(Esta corriente la podemos encontrar en la hoja de
especificaciones de RN41), primeramente ubicamos un
punto en eje “Corriente en Amperes (Eje y)” de la
Grafica 1 y realizamos una línea horizontal hasta topar
con la línea de temperatura a la que va a estar operando
el RN41, en este caso se manejo un temperatura
ambiental normal, entre los 25 y 27 grados centígrados,
al topar con esta línea de temperatura, la línea se
cambia su dirección de horizontal a vertical y nos
dirigimos hacia la abajo y podremos determinar la
“sección cuadrada en milésimas de pulgada (eje x)”
Grafica 3.
Teniendo la “sección cuadrada en milésimas de
pulgada” podemos determinar el ancho de pista que
podrá soportar la corriente máxima de este puerto del
RN41, que son 60 mA, para determinar el ancho de la
pista primero ubicamos un punto en la “sección
cuadrada en milésimas de pulgada” obtenida
anteriormente en eje x y ahora determinamos que tipo la
cantidad de cobre que está manejando la placa que
estamos utilizando, en este caso es una placa de FR4
con 1 oz de cobre, ahora podemos trazar la línea (línea
amarilla) vertical hacia arriba desde la “sección en
milésimas de pulgada” hasta que tope con la línea verde
y cambiamos de dirección nuestra línea amarilla
horizontalmente hacia la izquierda y obtendremos el
ancho de pista, que en este caso es de
aproximadamente 0.0005 in o 12.5 um.
Grafica 4.
Calculo de ancho de pistas del TX por medio de
graficas proporcionadas por el estándar IPC2221
“Generic StandardonPrintedCircuitBoardDesign”
(Graficas 1 y 2).
Datos:
Imax = 100 mA
Con la corriente máxima que proporciona TX (Esta
corriente la podemos encontrar en la hoja de
especificaciones de RN41), primeramente ubicamos un
punto en eje “Corriente en Amperes (Eje y)” de la Grafica
1 y realizamos una línea horizontal hasta topar con la
línea de temperatura a la que va a estar operando el
RN41, en este caso se manejo un temperatura ambiental
normal, entre los 25 y 27 grados centígrados, podemos
tomar la media que es 26 grados centigrados, al topar
con esta línea de temperatura, la línea se cambia su
dirección de horizontal a vertical y nos dirigimos hacia la
abajo y podremos determinar la “sección cuadrada en
milésimas de pulgada (eje x)”
Grafica 5.

.
19
Teniendo la “sección cuadrada en milésimas de
pulgada” podemos determinar el ancho de pista que
podrá soportar la corriente máxima proporcionada por
este puerto del RN41, que son 100 mA, para determinar
el ancho de la pista primero ubicamos un punto en la
“sección cuadrada en milésimas de pulgada” obtenida
anteriormente en eje x y ahora determinamos que tipo la
cantidad de cobre que está manejando la placa que
estamos utilizando, en este caso es una placa de FR4
con 1 oz de cobre, ahora podemos trazar la línea (línea
amarilla) vertical hacia arriba desde la “sección en
milésimas de pulgada” hasta que tope con la línea verde
y cambiamos de dirección nuestra línea amarilla
horizontalmente hacia la izquierda y obtendremos el
ancho de pista, que en este caso es de
aproximadamente 0.0008 in o 20 um.
Grafica 6.
Para el cálculo de los circuitos de acoplamiento
es necesario contar con los datos siguientes y
formulas.
Datos de la placa a utilizar.
Figura 74.
Formulas a utilizar
 Resistividad de un track o pista
𝑅 = 𝜌
𝑙
𝐴
Donde:
R: Resistencia eléctrica (Ohm)
𝜌: Resistividad del material en unidades de (Ohm
m)
𝑙: Longitud que por la unidades del SI es el metro
(m)
𝐴: Área transversal dado en metros cuadrados
(m
2
)
Figura 75.
 Capacitancia para placas paralelas
𝐶 = 𝜀0
𝜀 𝑟 𝐴
𝑑
(6)
Donde:
ε0: constante dieléctrica del vacío (8.85x10
-12
)
εr: constante dieléctrica o permitividad relativa del
material dieléctrico entre las placas. (para FR4
es 4.7)
A: el área efectiva de las placas
d: distancia entre las placas o espesor del
dieléctrico
Figura 76.
 Inductancia
ℎ = 2𝑥10−4
𝐿 ln
2𝐿
𝑊 + 𝐻
+ 0.2235
𝑊 + 𝐻
𝐿
+ 0.5 𝐻
… (7)
Figura 77.

.
20
Calculo del circuito de acoplamiento de RX
Obteniendo resistencia de la pista
𝑅 = 𝜌
𝑙
𝐴
Datos
𝜌 = 0.0172
Ω 𝑚𝑚2
𝑚
𝑙 = 0.0282 𝑚
𝐴 = (35𝑥10−6
)(12.5𝑥10−6
)
Sustituyendo
𝑅 = 0.0172
Ω 𝑚𝑚2
𝑚
0.0282 𝑚
(35𝑥10−6 𝑚)(12.5𝑥10−6 𝑚)
𝑅 = 1.1086628 Ω
Obteniendo capacitancia generada por la placas
𝐶 = 𝜀0
𝜀 𝑟 𝐴
𝑑
Datos
𝜀0 = 8.85x10−12
𝜀 𝑟 = 4.7
𝐴 = 47.7134𝑥10−3
( 46.6598𝑥10−3
)
𝑑 = 0.0016𝑚 − 2(35𝑥10−6 𝑚)
Sustituyendo datos
𝐶 = (8.85x10−12
)
(4.7) 47.7134𝑥10−3
( 46.6598𝑥10−3
)
0.0016𝑚 − 2(35𝑥10−6 𝑚)
𝐶 = 60.5247𝑥10−12
Obteniendo inductancia
ℎ = 2𝑥10−4
𝐿 ln
2𝐿
𝑊 + 𝐻
+ 0.2235
𝑊 + 𝐻
𝐿
+ 0.5 𝐻
Datos
𝐿 = 47.7134𝑥10−3
𝑚
𝑊 = 46.6598𝑥10−3
𝑚
𝐻 = 35𝑥10−6
𝑚
Sustituyendo datos
ℎ
= 2𝑥10−4 (47.7134𝑥10−3) ln
2 47.7134𝑥10−3
46.6598𝑥10−3 + 35𝑥10−6
+ 0.2235
46.6598𝑥10−3
+ 35𝑥10−6
47.7134𝑥10−3
+ 0.5 (35𝑥10−6
)
ℎ = 478.7651𝑥10−12
Características de la línea de transmisión
La línea de transmisión es stripline, con una
impedancia característica de Z = 50 Ohms y
trabajan a una frecuencia de 100 MHz.
Obteniendo circuito equivalente de la placa
𝑍 = 𝑟 + 𝑖𝑏
𝑍 𝑅 = 1.1086628 Ω
𝑍 𝐶 =
1
𝑗2𝜋𝑓𝐶
=
1
𝑗2𝜋 100𝑥106 60.5247𝑥10−12
𝑍 𝐶 = −𝑗26.2958 Ω
𝑍 𝐿 = 𝑗2𝜋𝑓𝐿 = 𝑗2𝜋 100𝑥106
( 478.7651𝑥10−12
)
𝑍 𝐿 = 𝑗0.30081 Ω
𝑍 = 1.1086628 Ω + 𝑗 0.30081 Ω − 26.2958 Ω
𝒁 = 𝟏. 𝟏𝟎𝟖𝟔𝟔𝟐𝟖 𝛀 − 𝒋𝟐𝟓. 𝟗𝟗𝟓𝛀
Normalizando la función con la impedancia de la
línea de transmisión.
Donde
𝑟 = 𝐼𝑚𝑝𝑒𝑑𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑙𝑖𝑛𝑒𝑎
𝑏 = 𝑅𝑒𝑎𝑐𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑙𝑖𝑛𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛
La impedancia se normaliza de la siguiente
manera.
𝑍 𝑛 =
𝑍
𝑍 𝑚
=
𝑟
𝑍 𝑚
+
𝑖𝑏
𝑍 𝑚
Donde
𝑍 𝑚 = 𝐼𝑚𝑝𝑒𝑑𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑙𝑖𝑛𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛
Sustituyendo datos
𝑍 𝑛 =
1.1086628 Ω
50 Ω
− 𝑗
25.995Ω
50 Ω
𝒁 𝒏 = 𝟎. 𝟎𝟐𝟐𝟏𝟕 − 𝒋𝟎. 𝟓𝟏𝟗𝟗
Ubicamos los valores de impedancias y reactancias
dentro de la carta de Smith.

.
21
Figura 78.
Determinamos el coeficiente de reflexión y fase de
la señal
Coeficiente de reflexión = 0.97
Fase = 234°
Calculando conductancia y susceptancia
𝑌 = 𝐺 + 𝑖𝐵
𝑌 = 0.97 cos 234 − jsen (234)
𝒀 = −𝟎. 𝟓𝟕𝟎𝟏 + 𝒋𝟎. 𝟕𝟖𝟒𝟕𝟔
Calculo del circuito de acoplamiento de TX
Obteniendo resistencia de la pista
𝑅 = 𝜌
𝑙
𝐴
Datos
𝜌 = 0.0172
Ω 𝑚𝑚2
𝑚
𝑙 = 0.02715 𝑚
𝐴 = (35𝑥10−6
)(20𝑥10−6
)
Sustituyendo
𝑅 = 0.0172
Ω 𝑚𝑚2
𝑚
0.02715 𝑚
(35𝑥10−6 𝑚)(20𝑥10−6 𝑚)
𝑅 = 0.667114 Ω
Obteniendo capacitancia generada por la placas
𝐶 = 𝜀0
𝜀 𝑟 𝐴
𝑑
Datos
𝜀0 = 8.85x10−12
𝜀 𝑟 = 4.7
𝐴 = 47.7134𝑥10−3
( 46.6598𝑥10−3
)
𝑑 = 0.0016𝑚 − 2(35𝑥10−6
𝑚)
Sustituyendo datos
𝐶 = (8.85x10−12
)
(4.7) 47.7134𝑥10−3 ( 46.6598𝑥10−3)
0.0016𝑚 − 2(35𝑥10−6 𝑚)
𝐶 = 60.5247𝑥10−12
Obteniendo inductancia
ℎ = 2𝑥10−4
𝐿 ln
2𝐿
𝑊 + 𝐻
+ 0.2235
𝑊 + 𝐻
𝐿
+ 0.5 𝐻
Datos
𝐿 = 47.7134𝑥10−3 𝑚
𝑊 = 46.6598𝑥10−3
𝑚
𝐻 = 35𝑥10−6
𝑚
Sustituyendo datos
ℎ
= 2𝑥10−4
(47.7134𝑥10−3
) ln
2 47.7134𝑥10−3
46.6598𝑥10−3 + 35𝑥10−6
+ 0.2235
46.6598𝑥10−3
+ 35𝑥10−6
47.7134𝑥10−3
+ 0.5 (35𝑥10−6
)
ℎ = 478.7651𝑥10−12
Características de la línea de transmisión
La línea de transmisión es stripline, con una
impedancia característica de Z = 50 Ohms y
trabajan a una frecuencia de 100 MHz.
Obteniendo circuito equivalente de la placa
𝑍 𝑅 = 0.667114 Ω
𝑍 𝐶 =
1
𝑗2𝜋𝑓𝐶
=
1
𝑗2𝜋 100𝑥106 60.5247𝑥10−12
𝑍 𝐶 = −𝑗26.2958 Ω
𝑍 𝐿 = 𝑗2𝜋𝑓𝐿 = 𝑗2𝜋 100𝑥106
( 478.7651𝑥10−12
)
𝑍 𝐿 = 𝑗0.30081 Ω
𝑍 = 1.1086628 Ω + 𝑗 0.30081 Ω − 26.2958 Ω
𝒁 = 0.667114 𝛀 − 𝒋𝟐𝟓. 𝟗𝟗𝟓𝛀
Normalizando la función con la impedancia de la
línea de transmisión.
Donde

.
22
𝑟 = 𝐼𝑚𝑝𝑒𝑑𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑙𝑖𝑛𝑒𝑎
𝑏 = 𝑅𝑒𝑎𝑐𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑙𝑖𝑛𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛
La impedancia se normaliza de la siguiente
manera.
𝑍 𝑛 =
𝑍
𝑍 𝑚
=
𝑟
𝑍 𝑚
+
𝑖𝑏
𝑍 𝑚
Donde
𝑍 𝑚 = 𝐼𝑚𝑝𝑒𝑑𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑙𝑖𝑛𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛
Sustituyendo datos
𝑍 𝑛 =
1.1086628 Ω
50 Ω
− 𝑗
25.995Ω
50 Ω
𝒁 𝒏 = 𝟎. 𝟎𝟏𝟑𝟑𝟒𝟐𝟐𝟖 − 𝒋𝟎. 𝟓𝟏𝟗𝟗
Ubicamos los valores de impedancias y reactancias
dentro de la carta de Smith.
Figura 79.
Determinamos el coeficiente de reflexión y fase de
la señal
Coeficiente de reflexión = 0.99
Fase = 234°
Calculando conductancia y susceptancia
𝑌 = 𝐺 + 𝑖𝐵
𝑌 = 0.99 cos 234 − jsen (234)
𝒀 = −𝟎. 𝟓𝟖𝟏𝟗 + 𝒋𝟎. 𝟖𝟎𝟎𝟗
5 CONCLUSION
Al desarrollar la practica surgieron varios
problemas, como siempre, el proceso de transferencia
del circuito impreso lleva tiempo, pero surgieron otros
invonvenientes, como por ejemplo, cuando se expuso la
PCB a la luz ultravioleta, pues no obtuvieron buenos
resultados, se supone que el soldermask que tenían los
pads se tenían que quitar al momento de sumergirlos al
agua caliente con carbonato, pues esto no sucedió, el
soldermask permaneció encima de los pads, y pudo
haber sido por que la placa se expuso a la luz
ultravioleta aproximadamente 24 horas después de
haberle colocado el soldermask y pues el soldermask
perdió sus propiedades de adherencia y por ello el
revelado se complico posteriormente, bueno cuando se
coloco la placa en la luz UV, la luz era muy intensa,
quizá se le aplico demasiada potencia de luz a la placa y
además no se sabía cuál era el tiempo necesario para
revelar los pads de la placa.
Se realizaron los cálculos de ancho de pista del RX
y TX, pero se podrá notar que los anchos de esta pistas
son demasiado pequeñas, y no sería posible la
transferencia del circuito impreso a la placa debido a
esto y por ello se opto por asignarle el ancho de pista
que por default nos da el proteus para el diseño de
PCBs, que por cierto es mas mucho más ancho que el
calculado con las graficas 1 y 2, y no surgirían
problemas de pérdida de señal considerables ya que la
longitud de las pistas a lo máximo son 3 cm. (Marcos
Marcos Fernando)
Al momento de soldar los componentes de montaje
superficial se produjo un problema en el circuito, el
problema fue cortocircuito en algunas pistas y entre los
componentes, esto ocasiono que el circuito no
funcionara correctamente. Otro problema que se
presentó fu el tamaño de las pistas, estas eran
demasiado pequeñas, al colocar la placa en el cloruro
férrico se observó que el ácido carcomía las pequeñas
pistas que se encontraban protegidas por la tinta negra,
ya verificado este error se volvió a diseñar la placa, pero
ahora con las pistas un poco más gruesas. (Bentanzo
Muños Miguel Angel)
6 BIBLIOGRAFIA
http://www.pcb.electrosoft.cl/04articuloscircuitosimp
resosdesarrollosistemas/01conceptoscircuitosimpresos/c
onceptoscircuitosimpresospcb.html
Fernández, J. y J. Caride (2006).Técnicas de
Montaje de Circuitos Impresos. Disponible abril 2007 de
http://chips.uvigo.es/articulos/PCBs_preliminar.pdf
http://nitehack.blogspot.mx/2013/03/comohaceruna
pcbcasera.html
http://www.mextronics.com/index.php/fabrica-tus-
pcb-s/tutoriales/tutoriales-mascarilla-con-pelicula-
soldermask
http://www.utp.edu.co/~eduque/Introduccion/Impres
os%20manual.pdf
Hoja de especificaciones del RN41

.
23
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc
/rn-41-ds-v3.42r.pdf
Hoja de especificaciones LED LW T6SG OSRAM
http://www.osramos.com/Graphics/XPic7/00169605
_0.pdf/LW%20T6SG.pdf

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