Introducción a Diseño de PCBs

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Bienvenido al Curso de Diseño de Circuitos Electrónicos

2

¿Qué es una PCB? y Tipos de PCB

3

Otras partes de la PCB y Tipos de PCB

4

Software para diseño de PCBs y KiCad

5

Qué aprenderás sobre diseño de circuitos electrónicos

6

Esquemático o diagrama electrónico y su simbología

7

Glosario del curso de diseño de circuitos electrónicos

8

Plataformas de Hardware Libre

Creación de Esquemáticos

9

Presentación del primer proyecto

10

Introducción al Ambiente de KiCAD y Creación del Proyecto

11

Componentes del proyecto

12

Proveedores de Componentes y cómo buscar Componentes

13

Creación de Conexiones, Alimentación y Tierra

14

Bonus: Cómo se crea un componente de Ki-CAD

15

Bonus: Componentes en serie y paralelo

16

Conectando los componentes de nuestro esquemático

17

Reto 1: Crea tu propio esquemático para una fuente de alimentación agregando salidas de voltaje

Librerías de Footprints

18

Creación de librerías de Footprints

19

Identificación de la Huella del Componente y Tipos de Huellas

20

Creación de Footprint o huella

21

Selección de las Huellas o Footprints y Footprints predeterminadas

22

Reto: Diseña una Huella en KiCAD

Diseño Básico de Circuitos Impresos

23

Selección del Fabricante

24

Reglas de Diseño y Configuración del Ambiente de Trabajo

25

Importando los Componentes Electrónicos

26

Ubicación de los Componentes

27

¿Cómo trazar una pista?

28

Ruteo Manual Básico a 2 Capas y Creación de Plano de Tierra.

29

Compilando y Depurando el Diseño

30

Reto: Rutea tu primera PCB en KiCAD.

Fabricación de Circuitos Impresos

31

¿Qué son los Gerbers? Importancia de los Fabricantes

32

Terminados de una PCB

33

Agregando serigrafía propia a nuestras PCBs

34

Generación de Gerbers en KiCAD

35

¿Cómo solicitar la fabricación de un PCB?

Proyecto Final

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Presentación del proyecto

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Crear esquemático a partir de la lista de componentes y requisitos

38

Ubicando conectores siguiendo parámetros de diseño mecánico

39

Organizando nuestros componentes de PlatziArduino: Comunicaciones y Alimentación de 3.3 V

40

Organizando nuestros componentes de PlatziArduino: Microcontrolador

41

Organizando nuestros componentes de PlatziArduino: Otros componentes

42

Comenzando a Rutear nuestro platzi Arduino: Comunicaciones y alimentación

43

Ruteando nuestro Platzi Arduino: Terminando el circuito de alimentación

44

Ruteando nuestro Platzi Arduino: Terminando el circuito del microcontrolador

45

Ruteando nuestro Platzi Arduino: Finalizando el microcontrolador y conectores de programación

46

Reto: Termina de rutear tu Platzi Arduino

47

Conclusión del curso

Qué sigue después

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Tu proyecto final

Esquemático o diagrama electrónico y su simbología

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Lectura

Diagrama Esquemático

Es una representación gráfica de un circuito electrónico o eléctrico. Muestra los diferentes componentes del circuito de manera simple y utilizando símbolos o pictogramas uniformes de acuerdo a ciertas normas, y las conexiones de alimentación y de señal eléctrica entre los distintos dispositivos.

En el diseño de PCBs, es la base de la cuál parte el diseño. En el esquemático se configuran todas las interconexiones entre los componentes, que luego se convertirán en pistas de cobre sobre la PCB. Es importante aclarar que la organización de los componentes e interconexiones en el esquemático, NO corresponde a las ubicaciones físicas en el PCB terminado, aunque puede servir como guía para la organización de los componentes.

A diferencia de un Diagrama de Bloques (que solamente muestran el flujo funcional de un circuito), un Diagrama Esquemático muestra la conexión real mediante cables o pistas de cobre entre los dispositivos relacionados.

Cuando se desea diseñar un PCB a partir de un circuito electrónico muy grande, se recomienda dividirlo de acuerdo a su funcionalidad en varios Diagramas Esquemáticos, los cuales deben numerarse de forma ordenada para evitar confusiones y errores en el software de diseño.

Ejemplo:

Captura de pantalla 2018-08-27 a la(s) 11.47.06.png

Veremos a continuación los términos más relevantes que se deben conocer para diseñar un diagrama esquemático:

  • Símbolos
    Son las representaciones gráficas de los diversos tipos de componentes electrónicos que se utilizan para construir el esquemático. Aunque hay un estándar para los símbolos, pueden cambiar de un software de diseño a otro.

Los símbolos más comunes para diseño de esquemáticos son:

Captura de pantalla 2018-08-27 a la(s) 11.48.01.png

En general, los chips o circuitos integrados se representan con un rectángulo con los pines de conexión repartidos por su periferia, numerados de acuerdo a la hoja de datos e identificados por su nombre o su funcionalidad.

  • Designadores
    Todos los componentes de un esquemático deben identificarse mediante una referencia alfanumérica que permite diferenciar, por ejemplo, una resistencia de 10KΩ de otra resistencia de 10KΩ que tiene una funcionalidad completamente diferente. Esta referencia es el Designador, el cual aparece tanto en el Diagrama Esquemático como en la lista de materiales (BOM – Bill of Materials) y en la PCB.

Consta de dos partes, el primer dígito (que siempre debe ser una letra), indica el tipo de componente, como por ejemplo R para una Resistencia, C para un Condensador, L para una Bobina, U para un Circuito Integrado, Q para un Transistor, D para un Diodo, etc. Dependiendo del software de diseño, algunos designadores pueden variar.

El segundo dígito (siempre un valor numérico), indica el número único de ese componente, es decir, R1 es la primera resistencia y en todo el esquemático no debería existir otra R1. Pueden existir R2, R3, etc. De acuerdo a la cantidad de resistencias que tenga el circuito.

Aunque los designadores se pueden asignar manualmente, siempre es recomendable utilizar el asistente de asignación automática que posee todo software de diseño de circuitos electrónicos. Estos asistentes pueden configurarse para que numeren automáticamente los componentes con prioridad de Izquierda a Derecha y de Arriba hacia Abajo o con prioridad de Arriba hacia Abajo y de Izquierda a Derecha.

Es muy importante simepre realizar la asignación de designadores una vez finalizado el diseño del esquemático, ya que si algun componente no posee su designador, es muy probable que no pueda exportarse a la PCB, en resumen, es como si no existiera.

Ejemplo:

Se puede ver en la figura a continuación que los componentes están numerados con prioridad de Izquierda a Derecha y de Arriba hacia Abajo.

Captura de pantalla 2018-08-27 a la(s) 11.49.01.png
  • Conexiones
    Las conexiones o uniones entre pines de los componentes del esquemático se pueden representar de diferentes maneras, que dependen directamente del software de diseño; aunque en los últimos años, se ha estandarizado a la siguiente representación:
Captura de pantalla 2018-08-27 a la(s) 11.49.30.png

Como se ve en las figuras anteriores, es posible cruzar dos líneas de conexión sin conectarlas, pero siempre se recomienda no hacerlo; en circuitos muy grandes es común que ocurran errores de conexión entre líneas cruzadas por falta de atención o porque en la revisión visual se omitió ese punto.

En general, los software de diseño de circuitos electrónicos tienen opciones que permiten verificar si todas las líneas de conexión trazadas inician y terminan en un punto, ya que nunca deberían existir líneas que no tengan punto de final.

Aportes 20

Preguntas 3

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Puedo agregar que, para quienes tengan que leer un esquemático ya diseñado, en los casos que se encuentren con una “P” junto a la letra que indica el componente, por ejemplo “PL”, se debe entender (para el ejemplo anterior) que esa nomenclatura indica que se trata de una bobina o inductor de poder (bobina), seguido por un número de ubicación en el plano de la PCB, por ejemplo: PL100, indica que se trata de la bobina de poder número 100, esto no quiere decir que en la pcb hay 99 bobinas de poder, sino que es una sección de la PCB, donde todos sus componentes están dentro de ese valor, así que también existirá (si fuera el caso), un capacitor PC100, o PC101, que corresponde a la misma sección de PL100.
En la electrónica de reparación de tarjetas madres para laptops (que es donde me especializo), muchas veces no tengo un diagrama o esquema, como para ubicar el tipo de componente que puede estar en corto, así que lo que hago (generalmente), es medir si las bobinas de poder están a tierra, de ser el caso, las retiro y mido si el circuito aún sigue en tierra (ambos puntos de contacto), si no sigue en tierra, asunto arreglado, si uno de los puntos sigue en tierra, entonces ataco los componentes de esa sección hasta dar con el dañado y lo reemplazo.
A veces hay que tener paciencia, pero como dice Steve Jobs: “La única manera de hacer un trabajo genial, es amar lo que haces”.
Quedo disponible para recibir consultas al respecto y también si cometí un error, ser corregido por el profesor .
Esta es mi primera opinión acá, así que ahora me voy a celebrar jajajaaja.
Saludos Gente, mucho éxito!!

Me parece que solo falta indicar en el artículo la norma donde se establece esta simbología.

Yo encontré esta: IEEE/ IEC 60617. Aunque no estoy seguro de que sea la correcta.

Realmente increíblemente buena la pedagogía, creo que si tuviese profesores así en mi universidad sería diferente la educación de todos, muchas gracias.

Este curso parece estar muy completo, vamos bien!

Genial

Excelente explicación, he desarrollado prototipos básicos, con impresora y plancha, la base la tengo mas clara, pero la gestión completa de todo el desarrollo no.

Así que hay veamos que viene mas adelante !

Estoy super entusiasmado con este curso! Gracias!

ESTOY DISFRUTANDO EL APRENDIZAJE , TOMARA TIEMPO PARA ENTENDER EL USO DE TERMINOLOGÍA EN PCB.

interesante!!..¿ amigo podrías recomendar algún software para diseñar prototipos y así armar nuestros proyectos de electrónica?

Hasta momento me gusta el modo de explicación.
excelente!!!

excelente información!!

me emociona este tema

Buena explicación.

Increíble material, super profesional.

Kis - Keep it simple .
Diagrama Esquematico
{
Simbolos , designadores, conexiones
}

Great!

¡Excelente!

genial …

genial

muchas gracias!!