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123D de Circuits.io

Si quieres hacer diseños de pcb sin tener que instalarte ningún software en tu máquina, en la empresa belga Circuits.io puedes hacerlo a través de tu navegador. Los circuitos que hagas serán públicos para que otras personas puedan usarlo como hardware libre (pagando puedes tener tus circuitos privados para ti). Incluso puedes importar tu diseños de Eagle. También puedes adquirir las placas hechas de tus circuitos o los de otras personas.

Pero quizá la parte más interesante es que se han aliado con Autodesk para traer 123D. (a continuación…)

Se trata de una nueva forma de diseñar circuitos con una protoboard y poder simular su funcionamiento, de hecho también puedes incluir en esos diseños un arduino y programarla online para ver qué resultado obtienes cuando simules el circuito. Los circuitos pueden ser diseñados en colaboración con otras personas a la vez. En el propio diseño también puedes acceder a la lista de materiales que has usado para poder comprarlos en digikey, mouser, newark o element14.

Sólo tienes que darte de alta en su web y empezar a crear tus circuitos, simularlos y si todo va bien hacer que los fabriquen.

Creo que es un método interesante para probar y crear tus propias PCB sin tener que tener nada de hardware al alcance de tu mano.

Calcular la resistencia para un transistor accionado por un microcontrolador

Muchas veces he querido usar un transistor NPN para actuar como interruptor y poder des/activar otras partes del circuito que con las patas de un microcontrolador no se puede hacer directamente (un relé, una bombilla de 12 voltios, otro circuito, etc).

Un transistor puede ser activado (saturación) o desactivado (corte) desde un microcontrolador, pero es necesario poner una resistencia entre la pata del micro y la base del transistor. En este artículo explicaré como se puede calcular de una forma sencilla.

Dependiendo de la carga que queramos manejar debemos seleccionar un transistor NPN u otro. No es lo mismo usar un BC107 que permite tensiones de hasta 45 V. y corrientes de hasta 100 mA. que un 2N3055 que permite tensiones de hasta 60 V. y corrientes de hasta 15 A. Aquí podemos ver unos cuantos para ver cuál se adapta mejor a nuestras necesidades. Por eso debemos saber qué corriente pasa por el punto donde queremos poner el transistor para que actúe como interruptor.

Una vez que hemos seleccionado el transistor , debemos calcular qué resistencia debemos poner entre la patilla del microcontrolador que elijamos y la patilla base del transistor. Para eso primero debemos saber qué hFe (ganancia de corriente) mínima tiene nuestro transistor y nada mejor que consultar el datasheet para saber ese dato.

Después con la siguiente fórmula ya podemos calcular qué resistencia necesitamos:

  • Voltaje: Es la tensión que proporciona la pata del microcontrolador, normalmente 5 o 3,3 V. Se resta 0,7 V. porque es la caída de tensión típica entre la base y el emisor de un transistor, aunque lo puedes mirar en el datasheet del transistor como Vbe.
  • Corriente: Es la corriente que consume el circuito que queremos encender o apagar.
  • hFe: Es la ganancia de corriente (current gain) que tiene el transistor (si hay varios valores elegir el más pequeño).

El resultado es el valor en ohmnios de la resistencia que necesitamos poner.

Así por ejemplo vamos a calcular la resistencia que usaremos para manejar un circuito que consume 500 mA. funcionando a 12 V. y gestionado por un microcontrolador PIC cuya patilla da una tensión de 5 voltios.  Lo primero es buscar un transistor que se adapte a nuestras necesidades, mirando la lista anterior el 2N3053 nos viene bien ya que permite tensiones de hasta 40V. y corrientes de hasta 700 mA. Podemos ver que su hFe es de 50, por tanto la fórmula aplicada sería:

Una resistencia de 430 ohm. no es una resistencia común, por lo que buscaremos el valor más aproximado de las resistencias comerciales, que en este caso podríamos elegir entre una de 390 ohm. o una de 470 ohm.

Proceso de fabricación profesional de PCB. ITead Studio

En el C.i.r.e estamos pensando en crear una placa para robots (con micro, puentes en h, sensores, etc.) y después mandarla a fabricar a China para que la gente pueda adquirirla a muy bajo coste sin tener que pelearse con placas fotosensibles, insolado, revelado, ataque, perforación, soldadura de componentes smd, etc. Pero hasta que eso ocurra he mandado a fabricar por mi cuenta una versión mejorada de la placa de mi robot E.V.A.

Después de un tiempo buscando sitios en internet donde fabricasen placas, encontré la empresa ITead Studio, la cual tiene uno de los precios más baratos (si no el que más) para fabricar pcb.

En mi caso seleccioné la opción de fabricar 10 placas verdes de doble cara con un tamaño máximo de 10×10 centímetros. El coste es de 28$ + 5$ de gastos de envío, que hacen un total de 33$. Lo solicité el día 11 de Abril y ese día el euro estaba a 1,40784 dólares en paypal, por lo que el coste total fué de 23,44€, o lo que es lo mismo, a 2,34€ cada placa. Un  precio bastante bueno dado el tamaño de la placa y la poca cantidad de unidades pedidas.

El servicio de compra incluye el testeo de las conexiones eléctricas de 5 placas para comprobar que están bien fabricadas, aunque yo he recibido hoy las 10 y realmente son 6 placas las que estaban marcadas como probadas. Por 10$ más te incluyen el testeo de todas las placas.

Me puse a mejorar el diseño de la placa del robot E.V.A. para incluirle la opción de añadir dos encoders de pololu (eso significa añadirle alimentación y un pin de entrada para cada encoder) o cualquier otro encoder que funcione a 5 voltios; y alimentar el módulo de bluetooth de 3,3 voltios con un LM2937-3,3. El esquema es este:

El IC2 es el LM2937 aunque en el esquema aparezca como 7805, y es que como no me he descargado la librería de eagle de ese componente, y dado que el encapsulado es igual que el del 7805, es decir,  TO-220, lo he añadido sin problemas sabiendo que en ese punto irá el regulador de 3,3 V.

Después he pasado el proceso de generación del circuito a través del auto-route del eagle y no veais que gusto dá que muestre 100% de finalización cuando se usa doble capa en vez de una sola para las pistas:

Una vez hecho esto quedan por hacer los ficheros gerber que habrá que enviar adjuntos por correo electrónico a la dirección pcb@iteadstudio.com poniendo como asunto el número de pedido que te darán cuando hayas hecho la compra del servicio en la web.

No hagais como yo e intenteis crear los ficheros gerber por vuestra cuenta, dado que es muy probable que no os incluya alguna capa y os la echen para atrás como me pasó a mi. El día 11 de Abril envié los ficheros gerber comprimidos en zip al correo electrónico. Dos días más tarde me dijeron que enviaban los gerber a la a fábrica y que podrían tardar en fabricarlos entre 4 y 5 días laborables (Por cierto la fábrica es la misma que usa el servicio de fabricación de PCB de SeeedStudio). En ese mismo día recibo un correo donde me dicen que los ficheros gerber que envié no son correctos. Así que hice caso de la página donde te ofrecen un fichero .CAM para generar los ficheros gerber desde el eagle. Para quien no lo haya hecho es tan simple como:

  • Guardar el fichero .cam en el directorio cam donde esté instalado el eagle.
  • En el menú de la ventana del circuito seleccionar File/Cam Processor.
  • En la ventana que aparece seleccionar File/Open/Job y seleccionar el fichero ITeadstudio_CAM.cam.
  • Pulsar el botón Process JOB y en el directorio de nuestro proyecto se habrán generado los ficheros gerber.
  • Comprimir y enviar los que tengan extensión .GTL, .GBL, .GTS, .GBS, .GTO, .GBO y .TXT.

El 19 de Abril me enviaron un correo diciéndome que me enviarían el pedido. Me dieron un número de seguimiento equivocado que empezaba por RR y depués de varios correos con el departamento de pedidos me dijeron que se equivocaron y que era el mismo número pero que empezaba por RA.

En correos de España aparecía el 19 de Abril como Admitido y el 23 de Abril como Salida de la Oficina Internacional de origen. Y hoy 4 de Mayo ya lo he recibido:

Si pulsais en la foto podreis verla aumentada. Vereis que vienen en una caja, con protector de burbujas y separadas las 4 placas normales de las 6 testeadas eléctricamente (con una señal roja en uno de sus bordes). Una cosa curiosa es que vienen con un código que debe imprimir la propia fábrica además de la serigrafía que puse en su momento como podeis ver en la siguiente foto donde se ven las dos caras de la placa (esquina inferior derecha de la placa izquierda):

Las placas miden 8 x 5 cm.

Es importante hacer las cosas bien: pensar y repasar antes de enviar. En mi caso los 4 agujeros de las esquinas son demasiado pequeños para meter unos tornillos y tendré que agrandarlos con la dremel. Otro fallo es que el texto que pone alimentaencoder se cruza con el texto encoder1. Pero salvando esto ya tengo placas para hacer varios robots E.V.A.

Si os pasais algún viernes a la tarde por el medialab prado y estoy por ahí quizá tenga una placa de estas para regalaros.