¿Cómo hacer placas impresas usando Proteus?

1.OBJETIVOS.

•Diseñar en el simulador ISIS de Proteus los circuitos a implementar.
•Simular los circuitos a implementar para detectar posibles errores.
•Aprender a crear encapsulados para las pistas del diseño impreso.
•Conocer el simulador ARES de Proteus, para diseñar las pistas de cualquier circuito.

2. SIMULACIÓN.

La siguiente secuencia de pasos es un resumen de los procedimientos que deben seguirse para la elaboración de placas impresas.

• Paso 1. Abrir el simulador Proteus desde el icono ISIS (color azul)
• Paso 2. Para la selección de elementos seleccione la opción Component Mode y a continuación seleccione la letra P (Pick from library)

• Paso 3. Aparecerá la siguiente ventana en la cual se debe introducir el código o el nombre de los elementos que se desee seleccionar.

 

Al presionar 2 veces se debe visualizar al lado izquierdo de la ventana principal lo siguiente:

 

• Paso 4. Comenzar a montar el circuito, se debe hacer un clic en la parte izquierda de la ventana en el elemento deseado y en la hoja principal hacer nuevamente un clic, se observará que el elemento aparece listo para ser insertado.

 

• Paso 5. Una vez colocados todos los elementos de acuerdo con el circuito que se desee armar, unir los mismos como se muestra a continuación:

 

• Paso 6. Al finalizar de conectar todos los elementos se debe agregar una conexión a tierra como se muestra a continuación:

 

• Paso 7. Una vez finalizado el armado del circuito, es posible cambiar los valores de cada elemento haciendo
  Simplemente 2 clics en el valor de cada uno.

 

• Paso 8. Ya modificados los valores con los que se desee trabajar, es posible utilizar instrumentos virtuales tales como: voltímetros (AC / DC), amperímetros (AC / DC), osciloscopios, generadores de señal, etc. Como ejemplo usaremos un voltímetro DC ya que nuestro circuito posee una batería de corriente continua. Y este será conectado a la salida del circuito (paralelo a la resistencia R1)

 

• Paso 9. Una vez que se tiene todo listo se debe hacer clic en el icono de PLAY (Comienza simulación).

Nota. – Si se desean hacer modificaciones al circuito, se tiene antes que parar la simulación, por lo tanto, de debe hacer un clic en STOP.

Y cuando se desee trabajar con otros instrumentos virtuales se deben tener las consideraciones acerca de su uso. Por ejemplo, para medir la corriente se debe conectar en forma serial, y en un osciloscopio de deben conectar sus respectivos canales donde se desee obtener la forma de onda o señal.

Como se observa en los anteriores gráficos, Proteus es una herramienta bastante didáctica y es posible simular cualquier circuito, e incluso la existencia de elementos animados como los LED’s que tienen grado de brillo, parpadeo, etc. hacen aún más completo a este software.

3. CREACIÓN DE ENCAPSULADOS PARA PISTAS IMPRESAS.

Existen algunos elementos que no poseen su respectiva pista, por lo tanto, a continuación, se muestra cómo crear un nuevo encapsulado o pista:

• Paso 1. Por ejemplo, elegimos de la librería un potenciómetro POT_HG como se muestra en la figura.

 

 

• Paso 2. Sacamos el elemento del cual deseamos crear su pista:

• Paso 3. Se inserta el elemento a modificar en la hoja principal de trabajo, se debe seleccionar el elemento e ir a la opción Library en la parte superior del simulador y escoger Decompose.

 

 

• Paso 4. Observara que el elemento se descompone en varias partes (No debe mover las piezas de lugar) en cambio sí se pueden hacer algunas modificaciones como: Enumerar los pines, mostrar los respectivos nombres de los pines, etc.

 

Nota. El usuario puede hacer las modificaciones que considere necesarias, hacer clic en OK al finalizar de personalizar.

• Paso 5. Haga una selección de todas las partes y proceda con lo siguiente:

 

 

• Paso 6. Seguir como se muestra en las siguientes figuras:

Hecha alguna modificación hacer clic en next.

Se abre la siguiente ventana y para un potenciómetro seleccionamos TBLOCK-M3, es necesario considerar la separación entre pines de cada elemento a crear, ya que existen variaciones en los conectores. Por ejemplo, para un triac solo usaríamos CONN-SIL 3.

En el siguiente cuadro, direccionamos los números de pines que utilizaremos:

Observará que ahora si existe una pista de impresión para el elemento seleccionado.

Seleccionar next para ir a la siguiente opción.

Nota. – En los siguientes gráficos solo seleccionar la opción Next.

Por último, el simulador pide la opción de lugar de almacenamiento del nuevo dispositivo, así como su categoría. Debido a que el potenciómetro es una resistencia variable, este debería estar en la categoría de resistores.

Finalizado este proceso, hacer clic en OK. Si se abre una pequeña ventana de reemplazar elemento colocar YES.

Para poder observar nuestro nuevo elemento, cerrar todo el simulador y volver a abrir una nueva hoja de trabajo. No es necesario guardar el anterior trabajo, ya que Proteus automáticamente guardo nuestro elemento nuevo.

• Paso 7. Se dará cuanta que, al buscar el elemento en una nueva hoja, existen dos opciones. El potenciómetro original sin encapsulado y el creado anteriormente. Puede usarlos en cualquier momento.

 

4. DISEÑO DE PISTAS EN SIMULADOR ARES (PROTEUS).

• Paso 1. Una vez elegido el diseño a implementar (Ejemplo: Juego de luces), se debe armar dicho circuito en el simulador ISIS (todos los elementos deben tener pistas para impresión).

 

Debido a que las fuentes no poseen encapsulado, se sugiere la siguiente opción:

 

• Paso 2. Una vez listo todo el circuito a implementar seguir el paso de la figura.

 

• Paso 3. Si no existieron problemas con los encapsulados se tendrá la siguiente ventana:

• Paso 4. Una vez acomodados todos los elementos del diseño, hacer clic en el icono y modificar las opciones como se muestra a continuación.

 

• Paso 5. Realizada la personalización, hacer click en y seleccionar Begin Routing

Si su diseño no contiene errores, y los elementos fueron acomodados correctamente, se tendrá lo siguiente (Ojo, invertí los colores con propósito ilustrativo):

• Paso 6. Si desea obtener una vista en 3D, debe ir a la barra superior hacer click en Output y seleccionar 3D visualización.

 

• Paso 7. Realizados estos pasos el usuario es libre de personalizar su diseño, añadiendo por ejemplo texto en los espacios libres, o un margen limitador al circuito, etc.

 

 

5.- EXPORTAR E IMPRIMIR EL DISEÑO.
Al finalizar totalmente el diseño, es posible imprimir el circuito de 2 formas posibles:

5.1. EXPORTAR COMO IMAGEN.

 

Se deben seleccionar solo Bottom Copper ya que es la capa con la que se trabajó en este ejemplo, la resolución primero de 100DPI para tener el tamaño original de placa, posteriormente hacer una exportación a 600DPI para mejor calidad del circuito.

Se creará en la carpeta de destino, un archivo de tipo imagen:

 

Exportando a 600DPI e igualando el tamaño al de 100DPI tenemos:

 

5.2. IMPRESIÓN DIRECTA DE ARES.

 

Nuevamente solo se debe seleccionar la capa de trabajo (Bottom Copper) y la escala (Scale) al 100%, hacer clic en ok para imprimir.

 

6. ELABORACIÓN DE PLACA IMPRESA.

Una vez listo todo el diseño de las pistas, se procesa la placa siguiendo los siguientes pasos:

• Paso 1. Se debe imprimir el papel fotográfico (Ejemplo. Papel fotográfico Madison – Soft Gloss), hacer la impresión en el lado brilloso, otra opción de papel es del tipo Cuche.

• Paso 2. Cortar la placa del tamaño que sea nuestro circuito, usando el lápiz para cerámica.

 

 

• Paso 3. Se debe lijar la parte cortada con lija para agua, dejar la superficie bien limpia y no tocar con los dedos. Luego hacer coincidir el diseño impreso con el tamaño de la placa, dejando papel a los lados para poder sujetarlos luego.

 

• Paso 4. Utilizar una plancha caliente, y durante unos 10min repasar todos los espacios de la placa. (El planchado debe ser en la cara donde coinciden el cobre y el diseño en papel. Después de un tiempo de planchado el papel se tornará de color marrón o amarillo, esto es normal debido al calor de la plancha. El resultado obtenido es:

 

 

• Paso 5. De existir algún error con la placa (que falte una línea, por ejemplo), es posible utilizar un marcador de tinta permanente para corregirlo. Posteriormente introducir la placa al Perclorato de hierro para corroer las partes que no están cubiertas por el polvo de la impresión láser. El tiempo promedio para tener lista la placa es de 20 a 30min.

 

 

• Paso 6. Cuando se observe que todas las partes no cubiertas han sido corroídas lavar la placa con abundante agua.

 

• Paso 7. Se debe limpiar las partes cubiertas por la impresión láser, para esto se pueden usar varios métodos como ser: Alcohol, thinner, gasolina o lijarlo suavemente.

 

 

• Paso 8. Teniendo lista la placa, se debe perforar los pines de conexión usando un Mini drill (taladrito), el usuario debe considerar el diámetro de la broca a usar, en este caso el tamaño promedio de los pines de conexión requiere una broca de 1mm.
• Paso 9. Teniendo listo todas las perforaciones correspondientes, utilizando nuestra guía del circuito, vamos soldando los elementos correspondientes, teniendo cuidados como: calentar excesivamente la pistola, calentar excesivamente la pista, usar siempre crema para soldar, y hacer buenos contactos al soldar.
• Paso 10. El procedimiento para soldar no es muy complicado, se requiere de un cautín o una pistola de soldar (preferentemente de punta fina). El estaño para soldar debe ser el que posee una composición de 50-50 ya que otro tipo de acabado sería difícil de calentar e incluso de adherirse a la placa.

  Lo más importante en el proceso de soldadura, es utilizar la pomada para soldar, ya que este nos permite hacer un mejor contacto entre el pin del elemento a soldar y el estaño.

Nota. – Es también posible adquirir en alguna electrónica, el estaño que posee un porcentaje de pomada en su interior de esta forma se facilita la soldadura entre el elemento y la placa.