Archivos para febrero, 2010

Como hacer un circuito impreso o PCB

Posted in Cacharreo, electronica, Hardware with tags , , , , on 27 febrero 2010 by Rubén

Una de las cosas que debemos hacer cuando hemos montado un circuito en una protoboard y hemos visto que realmente funciona, es pasar todo el montaje a un PCB.

Las razones son obvias: limpieza, orden, reducción de espacio, minimalización de fallos y visión más general del circuito lo cual nos facilitará mucho la localización de posibles fallos en un futuro.

Antes de empezara a hacer nada debemos de reunir las herramientas necesarias que son:

  • Programa de diseño de PCB´s, en mi caso Eagle PCB layout.
  • Insoladora.
  • Tres cubetas de plástico para revelador, ácido y agua. Unas pinzas de plástico como las usadas en revelado fotográfico.
  • Revelador (Sosa cáustica=hidróxido sódico), ácido (cloruro férrico para atacado lento y ácido clohídrico=salfumán + agua oxigeneda de 110 volumenes, en atacado rápido)
  • Placa fotosensible.

Antes de continuar hay que tener claro que los elementos químicos que vamos a usar son corrosivos asi que tendremos que tener especial cuidado en su manipulación y cuidadín con los ojos, no es que aquello explote pero más vale prevenir.

1- El fotolito

Bien, armados con estos elementos procedemos al diseño del fotolito. Cogemos nuestro editor de PCB´s diseñamos e imprimimos. La calidad del circuito final depende de la calidad del fotolito así que la impresión de este en una transparencia ha de ser algo especial. Para empezar buscaremos una transparencia que sea permeable a la luz ultravioleta, en cualquier papeleria las podemos encontrar. Será conveniente imprimir con una impresora láser en la que ajustaremos el tóner al máximo para que la capa de tinta sea lo más densa e impermeable a la luz. En caso de no poder ajustar el toner o en caso de que haga poros deberemos de repasar con un rotulador indeleble para que la impresión quede lo mas uniforme posible.

2- Placa fotosensible

Hay dos tipos de placa fotosensible, las placas de polímero positivas y las negativas.

La emulsión fotosensible positiva actua de modo que se quema aquello a lo que le da la luz por lo que el circuito final es el que habia imprimido en el fotolito. Estas son las más usadas por la sencillez e intuición a la hora de diseñar el fotolito.
En la imagen de la izquierda tenemos una placa positiva tal y como nos la darán en la tienda.

Es habitual que en el papel que viene nos den algunos consejos de tiempos de insolación y posibles soluciones a excesos o defectos de tiempo de revelado o de insolado.

Tras sacar la placa del envoltorio veremos una placa con dos caras diferenciadas. Una es de color verdoso oscuro que corresponde a fibra de vidrio y la otra cubierta por un plástico negro para protejer de la luz la emulsión fotosensible. Este plástico de protección no se debe de quitar hasta tener todo preparado, justo antes de proceder a la insolación.

Es importante que la habitación donde llevemos a cabo el proceso de insolación disponga de una luz lo más tenue posible a la hora de insolar para que sea la insoladora la que queme la emulsión sin que la luz ambiente la eche a perder.

La emulsión fotosensible negativa actua de modo que quema aquello a lo que no le da la luz por lo que el circuito final es el negativo de lo que teniamos en el fotolito.

3-Isolando la placa

Antes de empezar el proceso de insolado deberemos de limpiar el cristal de la insoladora de polvo y huellas dactilares, no toquetear mucho el fotolito con las manos sucias.

Recortamos varios trozos pequeños de placa fotosensible y hacemos varias pruebas de insolado y revelado para ver que tiempo es el más óptimo. Normalmente si la insoladora es de luz normal, entre 4 y 6 min es más que suficiente. Particularmente me gustan más las insoladoras de luz normal que las ultravioletas ya que estas últimas queman muy rápido y hay que tener los tiempos muy bien controlados pues 20 segundos mas o menos te joden el invento rápidamente. He de decir que a pesar de que me construi la insoladora de la foto de arriba, he insolado muchas veces con la luz de un flexo de tubo fluorescente del Ikea de 10 euros sin problema alguno.

Una vez que le hayamos cogído los tiempos a la placa hacemos la insolación definitiva con el trozo de placa necesaria que vayamos a usar. Para ello es conveniente dejar medio centímetro alrededor de circuito por que queremos hacer agujeros para atornillar la placa a algún sitio, ej, el chasis de un robot.

Durante el revelado veréis cómo la resina fotosensible desaparece quedando dibujado en la placa el recorrido de las pista que al final serán las que queden. El color de estas es de color maroncillo oscuro. El revelador no es más que sosa que podreis encontrar en diferentes recipientes para diluir. En mi caso uso unos sobres para diluir en 1 litro de agua. Mientras revelais vereis que la imagen de las pistas aparece poco a poco en el emulsión que lleva la placa. ¿Cuando debemos sacar la placa del revelador?. Para esto debeis de hacer pruebas pues un exceso de tiempo se lo lleva todo y un defecto hará que no se revele del todo quedando toda la placa emulsionada.

En mi caso con unos 15 segundos es suficiente. Sacamos la placa del revelador y la metemos en el ácido. Una prueba que podeis hacer es tocar la emulsión con el dedo tras sacarla del baño. Vereis como la parte insolada desaparece. Seguramente se os queda la una un poco negra pero no pasa nada. Tened cuidado y no tocar mucho este líquido con las manos, mejor es manipular con pinzas.

En la imagen superior tenemos un trozo de placa insolada y revelada justo antes de meterla en el ácido. Como podemos ver tenemos el dibujo del fotolito sobre la placa y el cobre al descubierto. Este cobre será el que el ácido tendrá que atacar.Pasemos la placa al ácido. Esto es lo que se llama fase de atacado pues ahora vamos a atacar el cobre descubierto para eliminarlo quedando sólo aquel cobre protejido por la emulsión que no ha sido insolada.

Hay dos métodos de atacado, rápido y lento.

4- Atacado rápido

El atacado rápido consiste en atacar con agua oxigenada de 110 volúmenes, en su defecto agua oxigeneda normal (menos activa de aproximadamente 10 volúmenes) y salfumán, agua fuerte ácido clorhidrico o como más rabia os de llamarlo, vamos, que todo eso es lo mismo. Esta mezcla es muy reactiva y se va a comer el cobre muy rápido eso sí, como os despistéis se come todo el cobre, hasta el protejido por la resina no insolada. Este método ha de hacerse en un lugar ventilado pues desprende gases nocivos.

5- Atacado lento

El otro método es el de atacado lento, a mi gusto mejor, en el sentido de que no desprende tantos gases y además se va comiendo el cobre poco a poco con lo que en el caso de que tengáis pistas muy finitas podréis controlar cuando ya esta todo atacado con tiempo de sobra para sacar la placa y meterla en agua para limpiarla.

Tanto el revelador como el cloruro férrico actúa más rápido a mayor temperatura, así que si eres novatillo tampoco vayas a poner estos líquidos al baño maria, tu tranki, que tarde lo que sea, más vale que te tarde 1 hora en comerse el cobre que meter la placa parpadear, ir a buscarla y no quede más que una placa de fibra de vídrio sin cobre.

En mi caso y esto no debéis tomarlo al pie de la letra, pues hay muchos factores en juego diferentes en cada caso, suelo insolar unos 3,30 minutos, 15 segundos de revelado y 45 minutos de atacado lento. Dependendiendo de la insoladora, concentración de los químicos temperatura y saturación de estos, los tiempos varian mucho, asi que como podréis haber deducido de todo lo que os digo, es que el proceso de hacer una PCB no es un proceso teórico sino más bien experimental. En la imagen superior tenemos un poco de cloruro férrico antes de diluirlo en agua.

Tanto en el atacado rápido como en el lento se ha de mover continuamente la cubeta para que el liquido deslice sobre la placa de cobre. De no ser así podria precipitar el cobre sobre la placa de nuevo y no haríamos nada. Existen unas cubetas en las que se introduce la placa de costado y del fondo suben burbujas, algo así como un jacuzzi pero de ácido. Su precio es bastante elevado pero el resultado es muy bueno.

Cuidados a tener en cuenta.

  • Evitar tocar los productos químicos. Se recomienda usar guantes de látex y pinzas. Esto siempre hay que decirlo aunque en el caso de que usemos atacado rápido es estrictamente necesario pues el agua oxigenada de 110 vol. es muy peligrosa, si no, fijaros en la cara del boticario cuando se la pidais ;o)
  • Ventilar la habitación donde lleveis a cabo el proceso de elaboración del circuito impreso.
  • Lavar con abundante agua todo el material utilizado tras finalizar el proceso.

Detección de posibles errores de procedimiento.

  • Si al revelar vemos que desaparece toda la emulsión del circuito impreso, se recomienda disminuir el tiempo de insolación.
  • Si por el contrario tras revelar, la zona de emulsión insolada no desaparece completamente deberemos de aumentar el tiempo de exposición a la luz.
  • Si tras el revelado todo parece ir bien pero en la fase de atacado las líneas no insoladas también desaparecen, deberemos de diluir el ácido un poco. Si aún así siguen desapareciendo, deberemos de reducir el tiempo de insolación un poco pues la emulsión no insolada tras el revelado es demasiado fina debido a que ha sido insolada en exceso. Pensar que apesar de que se suponga que al estar las pistas negas protegiendo siempre puede pasar algo de luz. Por eso se recomienda que sea la cara del fotolito impreso la que este en contacto con el circuito impreso durante la insolación ya que de lo contrario debido al grosor del acetato donde imprimimos podrian darse refexiones internas y llegar a insolar levemente las zonas que queremos proteger.

Ya para acabar deciros que esto de la elaboración de un circuito impreso no es ninguna ciencia exacta y menos a nivel casero. Lo normal es que no os salga muy bien las primeras veces. Pensar donde podeis estar cometiendo algún error e intentarlo de nuevo pues antes o después le pillareis el tranquillo al asunto y vereis la satisfacción que produce cuando haceis vuestro primer circuito impreso.

Pic dels Pessons, Pirineos

Posted in Naturaleza, senderismo, Uncategorized with tags , , , , , on 23 febrero 2010 by Rubén

Esta semana decidí tomarme lunes y martes de vacaciones, un poco re relax en casa para liberar la mente del trabajo y adelantar un poco el aerogenerador. El sábado me llamó Javi.

– Yeh nano, ¿que haces?

-De vacaciones, descansando, liado con mis inventos.

¿De vacaciones?, ¿No nos iremos entonces a ese sitio que tu y yo sabemos?.

Domingo, el coche hasta las trancas de equipo de montaña. La idea era subir al Aneto pero la cosa pinta fea por allí así que nos vamos a Andorra con el objetivo de subir al Pic dels Pessons y el Grau Roch.

Llegamos a Andorra. Entre las compras de última hora ya que no pudimos preparar el material en Valencia, nos dan lo ocho de la tarde. Salimos a las ocho y media con el cielo negro y un frio helador. Desde el punto de partida hasta el refugio de Fontverd tardamos unas tres horas.

Una vez en el refugio nos cambiamos, encendemos la chimenea y Javi saca de su mochila un trozo de solomillo de buey que nada más verlo empezaba a alimentar.

Tras las risas, el buey y el turrón de postre nos vamos al saco de dormir. Estamos reventados así que caemos redondos. Al poco empiezo a sentir un frio demoledor. No pego ojo, el maldito saco del Decathlon no abriga nada y era el más potente que tenían. Mientras tanto Javi ronca como un lirón en su saco The North Face de plumas para temperaturas de hasta -20 de 450 euros, la frase del día siguiente al verme el careto fue, en la montaña la pasta que te gastes de más en el equipo te puede salvar la vida. El sabe de lo que habla porque ya una vez  tuvo que ser rescatado en el lugar donde al día siguiente nosotros nos tuvimos que dar la vuelta por el mal tiempo.

Nos despertamos, desayunamos y salimos con el objetivo de llegar del tirón al refugio del Estany de I’llla. Comienza  a nevar, las raquetas nos ayudan a caminar pero a veces con ellas puestas las piernas se hunden hasta las rodillas. Llegamos al valle previo al refugio donde tratamos de buscar un refugio auxiliar que no encontramos por ningún sitio debido a que la nieve levanta hasta un metro del suelo.

Desde que salimos por la mañana ibamos por encima de las huellas de un esquiador que habia abierto camino, pero al entrar en el valle las perdemos. Se hace muy duro abrir camino. A  Javi las manos lo están matando así como un abductor, mis hombros arden de dolor debido al peso de la mochila a la que no estaba acostumbrado, soy un novato en este deporte así que de cintura para arriba me duele todo. La nieve y el viento se intensifican así como la oscuridad que va tomando el color del cielo. La cosa no pinta bien del todo, estamos aún lejos del refugio y la tarde nos va a caer encima y no sabemos de que manera. Podríamos quedarnos en el refugio un dia hasta que escampara pero yo el miercoles tengo que estar de vuelta al trabajo. Decidimos volvernos  pensando en la primavera cuando la nieve no nos dificulte  la subida y por supuesto con más tiempo.

Flux

Posted in Cacharreo with tags , , on 15 febrero 2010 by Rubén

Cuando hice mi proyecto de fin de carrera en Infineon, en Angermund, que tiempos por dios, una de las cosas que más hice fue soldar. Recuerdo que me dieron un pcb y una serie de componentes SMD 0.4 enanos como su p***a m**re. Lo primero que hice fue coger el soldador Weller guapísimo que tenian y logicamente sentarme en la mesa que tenia un microscopio pues cualquier asoldaba aquello a ojimetro. Alli bajo el microscopio empece a soldar. Con la vibración del pulso y el tamaño del componente era rejodido soldar pero al final pille la técnica e iba tirando. Esto claro hasta que llegó Christian y me vio. Entonces me enseño a soldar con soldadores de aire caliente, ahhh ahora si que si, con una mano una pinza y en la otra el soldador de gas y bajo el microscopio era soldar y cantar.

Una cosa que usabamos para soldar era el flux, un compuesto que ayudaba a la soldadura, especialmente con los SMD. El flux se usa como antioxidante pero en este caso, para mi era utilisimo para reducir la tensión superficial del estaño fundido ayudando a que este se distribuyese mucho mejor sobre las partes metálicas.

El flux se vende como tal o se encuentra en algunos materiales cotidianos de soldadura. Una muestra es la foto de abajo, un hilo de 0.5mm de diametro que corté y puse bajo el micro y donde se puede ver el núcleo de flux. También en la mecha de desoldadura donde este ayuda a que el estaño derretido se suelde a esta.

Poligon + Name +Ratness = +Cu -FeCl3

Posted in Cacharreo with tags , on 14 febrero 2010 by Rubén

Al hilo de la entrada de Warranty Voider (me encanta ese nombre) SOIL to DIN 8 voy a dar unos consejillo de como utilizando el software de enrutado Eagle PCB se puede minimizar la cantidad de cobre a atacar cuando hacemos nuestro PCB. Además de minimizar, con este método se puede crear una gran superficie de cobre conectada a la señal GND con las ventajas que ello conlleva.

Con tu permiso vilxes91 tomo tu imagen como ejemplo.

1- Poligon. Trazamos un poligono por ejemplo el perímetro de nuestro pcd de modo que nuestro diseño quede dentro de él. Isolate, Rank y Spacing son caracteíisticas de como queremos que se comporte esa capa de cobre, distancia a pistas etc.

2- Name. Pulsamos name y clicamos sobre por ejemplo una pista GND y que se llame por decir algo S$27 pero que como es poco representativo llamamos GND. Hacemos lo mismo con el polígono que hemos hecho en el paso 1 y lo llamamos del mismo modo.

3- Ratness y et voilá. Si os quedan a veces islas sin conectar llamadas orphans las podeis quitar clicando en Change->Orphans->off

Bobinando voy bobinando vengo

Posted in Aerogeneradores, Cacharreo with tags , on 14 febrero 2010 by Rubén

El aerogenerador 3PM24-X sigue sobre el banco de trabajo, lento pero a ratitos voy haciendo cosas. Estoy en fase de juntar todos los materiales necesaríos para después tomarme un par de días de vacaciones y dedicarme a monarlo. Esta semana espero tener los discos de acero sobre los que montaré los imanes del rotor, madera para hacer los moldes y con suerte la resina de poliester.

Esta entrada se la dedic al pedazo de bobinador que he ha hecho un amigo de Paco, así da gusto, menos mal que Botán se comió el mio de madera pues si no, no podría hacer bobinas tan bien hechas como ahora, más compactas y ordenadas.

El bobinador puede funcionar a mano o adaptarle un destornillador eléctrico. Le falta aún un accesorio, un cuenta vueltas que espero tener montado en breve.

Tolueno

Posted in Cacharreo with tags , , on 9 febrero 2010 by Rubén

Pánico me dio al ver este ingrediente (Tolueno) en el bote de pintura de clorocaucho con el que he pintado el suelo del garaje. Me acordé de las historias de Adolfo sobre buques quimiqueros, la de su amigo en el golfo de México inspeccionando un tanque… en fín que decidí tomar todas las máximas precauciones posibles más aún cuando la pintura iba . El filtro que usé era un A2 P2 de 3M. Con la mascarilla puesta no olia nada cuando la atmosfera en el garage era irrespirable. No obstante despues de tres fines de semana pintando he decidido que esta va a ser la última vez que cojo un rodillo, para eso están los profesionales, pocos, pero los hay como mi amigo Javi.

La Xara, el castillo de la reina mora

Posted in Naturaleza, senderismo with tags , , , , , on 7 febrero 2010 by Rubén

Este fin de semana no pude salir con los compañeros de RocaCoscolla ya que el miércoles tuve a bien de salir a correr y de tropezarme malamente contra un peñasco. El resultado fue Yo 0, suelo de hormigón 4, cuatro porque algunos millones de células de mi codo, rodilla y ambas manos quedaron distibuidos sobre el homigón tras volteleta y tirabuzón en el aire.

En fín, con la rodilla tocada, este fin de semana tocaba quedarse en casa y terminar de pintar el garaje y trastear un poco con Arduino. En el momento de escribir estas líneas, llevo inmerso varias horas en una atmósfera regada por los vapores de la pintura de clorocaucho así que si digo alguna tontería, espero me sepais disculpar.

Por eso voy a postear algo sobre la salida del fin de semana pasada ya que he andado tan liado esta semana que  no he podido hacerlo antes.

Salimos desde Sigmat de la Valldigna, un pueblo con un monasterio muy chulo. La salida la dirige hoy Mariano, un hombre que no querríais encontraros una noche de luna llena en medio del monte. La escena puede ser algo así como la luna a contraluz dibujando la silueta de Mariano, 10 grados bajo cero y él en manga corta y pantalón corto, cuerpo humeante, guante de cuero en la mano sujetando un hoz y escoltado por dos perros, auuuuu…  una vez se te acercase y tras haberte hecho pipi y popo encima te darías cuenta de que es un tio cojonudo.

La subida al castillo se hace durilla, unos cuantos nos ponemos a tirar del pelotón de hoy, una auténtica romería de gente. A la llegada los primeros salimos monte arriba, en plan pila FIFO (First In First Out). El grupo se alarrrrrrr ga muchísimo y cada vez me parece que somos menos. Las vistas desde lo alto de la loma son preciosas, Gandia y el mar desde lo alto de la montaña se ven espectaculares.

Llega el almuerzo y la gente de atrás empieza a protestar. Hace viento y Mariano quiere llevarnos a resguardo. Mariano como buen capitán sabe hacerse respetar y hace caso omiso a la voz del pueblo apunto de amotinarse, con la hoz en la mano sabe que quien le plante batalla está perdido.

Almorzamos en un lugar increíble, no me podía imaginar que la Comunidad Valenciana tuviese estos lugares tan bonitos.

Seguimos la ruta siempre viendo el Montdúver que me quedé con la ganas de subirlo. Botán y Morgan tienen un par de enganchones, debe de ser la tetosterona ya que Botán empieza a ser un adolescente y con algunos machos empieza  a no llevarse.

A la llegada a Sigmat, foto de grupo y para casa.