¿Cómo diseñar un circuito?

Diseñar un circuito puede parecer una tarea complicada y reservada solo para expertos en electrónica. Sin embargo, con los avances tecnológicos actuales, esta habilidad está al alcance de cualquier persona interesada en sumergirse en el fascinante mundo de la electrónica. En este artículo, te mostraremos paso a paso cómo diseñar un circuito de forma sencilla y efectiva, sin necesidad de tener conocimientos previos. ¡Prepárate para convertirte en un diseñador de circuitos!

¿Te preguntas cómo diseñar un circuito para tu proyecto de electrónica? Es una habilidad importante que todos los ingenieros y aficionados deben conocer y puede ser muy gratificante si se aborda paso a paso. Hacerlo bien requiere mucha preparación, conocimiento, experiencia e incluso práctica. Afortunadamente, con los recursos disponibles en la actualidad, diseñar un circuito no es tan intimidante ni requiere tanto tiempo como podría pensarse. En esta publicación de blog, exploraremos diferentes aspectos del diseño de circuitos, como la selección de materiales, las cuestiones de seguridad, el dibujo esquemático, el suministro de piezas y las pruebas. Al leer este artículo, aprenderá cómo crear un circuito electrónico exitoso en muy poco tiempo.

Contenido

¿Qué es un circuito?

Un circuito es un sistema eléctrico para controlar, transmitir y suministrar energía. Consiste en un bucle cerrado de componentes conductores como resistencias, condensadores, transistores, diodos y circuitos integrados que se conectan entre sí en secuencia.

¿Cómo diseñar un circuito?

La corriente fluye a través de este bucle en una dirección específica determinada por el diseño del circuito.

¿Por qué necesitamos construir un circuito?

El diseño de circuitos es esencial para muchas aplicaciones, desde productos de consumo hasta sistemas industriales a gran escala. Construir un circuito le permite controlar y distribuir el flujo de electricidad para alimentar y controlar dispositivos. Esto hace posible crear sistemas complejos que usan señales, luces, motores y otros componentes para lograr una tarea u objetivo deseado.

La creación de circuitos implica la comprensión de los principios eléctricos básicos, tales como voltaje, corriente, resistencia y vataje; conectar cables juntos; elegir los componentes apropiados; y solucionar cualquier problema que pueda surgir durante la construcción. A través de una planificación y ejecución cuidadosas, puede crear un sistema confiable que brinde funcionalidad y, al mismo tiempo, sea rentable. Con las herramientas adecuadas y la base de conocimientos a mano, cualquiera puede aprender a diseñar un circuito. [1]

Pasos de construcción de diseño de placa de circuito

Captura esquemática

El primer paso en el diseño de una placa de circuito es el esquema. Esto implica seleccionar componentes y conectarlos lógicamente para formar un circuito de trabajo.

Plano de diseño

A continuación, el diseño del diseño de la placa de circuito se completa utilizando un software de computadora como AutoCAD o Eagle CAD. Durante este proceso, se realizan conexiones eléctricas entre componentes, se enrutan pistas para conectar señales entre pines en placas y se colocan vías (u orificios) donde sea necesario.

Fabricación de PCB

Una vez finalizado el diseño del diseño y verificado su corrección, se envía a un fabricante de PCB que fabricará la placa de acuerdo con sus especificaciones. Dependiendo de la complejidad de la placa y los requisitos de tiempo de respuesta dictados por usted, múltiples técnicas que incluyen fotolitografía, grabado y soldadura se puede utilizar para producir la placa de circuito impreso.

Definición de reglas de diseño

Una vez que la placa vuelve a estar en casa, se pueden definir una serie de reglas de diseño para garantizar que solo se enruten los circuitos y patrones apropiados en su placa. Estas reglas ayudan a evitar colisiones entre trazas y otros componentes.

Pruebas y solución de problemas

Una vez que la placa está completa, se puede probar para detectar posibles problemas o errores que puedan estar presentes en su diseño. Si es necesario, también se pueden utilizar técnicas de solución de problemas para diagnosticar e identificar problemas dentro del circuito. Al utilizar estos métodos, puede asegurarse de que su PCB cumpla con todos los estándares y requisitos de la industria antes de que entre en producción.

Colocar componentes

Finalmente, los componentes se colocan en el tablero uno por uno. Esto se hace con un soldador para asegurarse de que cada componente esté bien sujeto y conectado de forma segura a sus puntos de contacto correspondientes. Una vez que todos los componentes se han colocado en la placa de circuito, se puede probar su funcionalidad y confiabilidad.

¿Cómo diseñar un circuito?

Insertar agujeros de perforación

Un paso más en el proceso de diseño de la placa de circuito es insertar perforaciones en la placa. Esto permite agregar componentes adicionales, como interruptores y otros conectores, directamente a la placa de circuito impreso. Después de que se haya completado toda la perforación necesaria, la placa de circuito se puede montar en un marco u otra estructura que proporcione soporte y protección durante su uso.

Trazas de ruta

Una vez que se han elegido los componentes y las técnicas, puede comenzar el diseño del tablero. Aquí es donde se enrutan las trazas entre todos los componentes para formar un circuito completo. Las trazas son simplemente tiras delgadas de metal (generalmente cobre) que transportan corriente de una parte del circuito a otra.

Los dos métodos principales para enrutar las trazas son el trazado manual de las mismas o el uso de software de diseño asistido por computadora. Al diseñar pistas manualmente, es importante prestar mucha atención al espaciado y al ancho de las pistas. La separación insuficiente puede provocar cortocircuitos y voltajes incorrectos debido a la diafonía entre líneas adyacentes.

Los anchos de trazo incorrectos no podrán manejar la corriente que deben transportar, lo que puede provocar pérdida de energía y daños en los componentes.

Cuando se utiliza el software CAD, las pistas se enrutan automáticamente de acuerdo con los criterios establecidos por el usuario. Este es un método de enrutamiento mucho más fácil y rápido, pero aún requiere atención a los detalles. [2]

Agregar etiquetas e identificadores

Después de enrutar las pistas, es importante etiquetarlas adecuadamente. Esto facilitará la solución de problemas en el futuro y será una referencia para otras personas que puedan tener que trabajar en la pizarra. Por ejemplo, las etiquetas se pueden usar para indicar conexiones de alimentación y tierra, así como para identificar componentes específicos o grupos de componentes que forman parte del mismo circuito. Finalmente, se pueden agregar símbolos para aclarar aún más a qué componente se conecta cada pista. Los símbolos se asemejan a su componente físico correspondiente y ayudan a otros a comprender rápidamente cómo funciona el circuito sin tener que volver a consultar el diagrama esquemático.

Generar archivos de diseño

Una vez que el diseño está completo y todos los componentes y pistas están correctamente identificados, es hora de generar los archivos necesarios para fabricar la placa. Esto incluye archivos Gerber, que contienen información sobre cada capa de la placa de circuito, así como archivos de perforación que especifican todos los orificios que deben realizarse para montar los componentes. Luego, estos archivos se enviarán a una casa de fabricación de PCB que fabricará la placa de acuerdo con estas instrucciones.

Es importante recordar que el diseño de un circuito requiere atención tanto a los detalles como a la seguridad. Los tableros mal diseñados pueden causar daños debido a voltajes incorrectos o cortocircuitos, por lo que siempre se debe tener mucho cuidado al crear cualquier tipo de sistema eléctrico. Sin embargo, con paciencia y conocimiento, casi cualquier persona puede crear un circuito funcional y confiable.

¿Cómo diseñar un circuito?

Consejos de diseño de circuitos

Uso del bloque de título y el diagrama de bloques

Uno de los consejos más importantes para diseñar un circuito es asegurarse de que el bloque de títulos y el diagrama de bloques estén actualizados. El bloque de título debe incluir información como nombre del proyecto, número de revisión, nombre del autor, etc., mientras que el diagrama de bloques debe mostrar cómo se conectarán los diferentes componentes en el diseño final.

Ubicaciones de señales de E/S

Las ubicaciones de las señales de E/S deben planificarse cuidadosamente. Es importante evitar posibles cortocircuitos y diafonía entre diferentes señales. Todos los puntos de E/S deben estar muy cerca, con suficiente espacio para las conexiones adecuadas. Esto asegurará que el circuito final funcione como se espera.

Estudie el esquema y la verificación de errores

Es importante estudiar a fondo un esquema antes de comenzar el proceso de diseño. Todos los componentes, conexiones y parámetros deben verificarse para identificar cualquier error o inconsistencia en el diseño. Los errores pueden conducir a resultados inesperados, por lo que es mejor detectarlos antes de continuar con el proceso de diseño. [3]

Uso de planos de tierra

Los planos de tierra son muy importantes para reducir los niveles de ruido y mejorar la integridad de la señal. Los planos de tierra deben colocarse y conectarse correctamente para garantizar que las señales no sufran interferencias ni cruces. Esto ayudará a reducir las pérdidas de señal y aumentará la eficiencia general del circuito.

Verificación del diseño final

El diseño final debe verificarse minuciosamente antes de la fabricación para asegurarse de que cumpla con todos los requisitos y funcione como se espera. Es importante simular todo el diseño en un simulador o emulador y luego ejecutar pruebas para verificar si hay errores o inconsistencias en el diseño. Este paso puede ahorra mucho tiempo y dinero evitando costosas revisiones después de la fabricación.

Hacer conexiones claras

Todas las conexiones deben estar claramente etiquetadas y fáciles de distinguir. Esto ayudará a garantizar que todos los componentes estén conectados correctamente y que no haya conexiones incorrectas ni cortocircuitos en el diseño final. Es importante dar a cada componente un identificador único para que pueda identificarse fácilmente durante las pruebas y la resolución de problemas.

Utilizar etiquetas de redes

Las etiquetas de red son importantes para realizar un seguimiento de las señales y las conexiones dentro de un diseño.

Es importante asignar a cada señal una etiqueta de red única para evitar confusiones al solucionar problemas o verificar el circuito final. El etiquetado adecuado de las redes también facilitará la documentación del diseño y la actualización de los circuitos existentes. [4]

¿Cómo diseñar un circuito?

Documentación de diseño

Es importante documentar el diseño a fondo para garantizar que se pueda mantener y actualizar fácilmente. Esto incluye creación de piezas, diagramas esquemáticos y resultados de simulación. También es importante incluir notas sobre cualquier modificación o cambio realizado durante el proceso de diseño. Esto no solo ayudará a que el diseño sea más fácil de entender, sino que también ayudará a depurar cualquier problema potencial más adelante.

Uso de condensadores de acoplamiento/desacoplamiento

Los capacitores de acoplamiento/desacoplamiento son esenciales para mejorar la entrega de potencia de un circuito. Ayudan a reducir el ruido y la fluctuación en el sistema, lo que puede causar comportamientos inesperados o problemas de confiabilidad. La colocación y selección adecuada de estos componentes garantizará que el diseño final tenga un rendimiento óptimo y esté libre de perturbaciones no deseadas.

Uso de herramientas de prueba apropiadas

Herramientas de prueba como osciloscopios, analizadores lógicos, etc., debe emplearse para verificar que el circuito diseñado se comporte como se esperaba. Es importante utilizar herramientas de prueba adecuadas para medir con precisión diferentes señales y parámetros durante la resolución de problemas. Esto asegurará que se identifique cualquier problema potencial antes de que se fabrique el diseño.

Hacer uso de resistencias pull-down/pull-up

Las resistencias pull down y pull up son importantes para proporcionar niveles lógicos adecuados en un circuito. Deben elegirse con cuidado, ya que una selección incorrecta puede provocar un funcionamiento incorrecto del sistema. Es importante consultar la hoja de datos u otros materiales de referencia antes de seleccionar los valores apropiados para estas resistencias.

Uso de señales PWM

Modulación de ancho de pulso (PWM) se utiliza a menudo para controlar la velocidad o la intensidad de motores, luces y otros dispositivos. Es importante elegir el valor correcto para la frecuencia PWM para garantizar que se logre el rendimiento deseado. Las salidas deben probarse exhaustivamente para asegurarse de que funcionan como se espera. [5]

Preocupaciones de seguridad

Al diseñar un circuito, es importante tener en cuenta las precauciones de seguridad. Un circuito correctamente diseñado debe evitar cualquier riesgo de descarga eléctrica o peligro de incendio.

Los componentes eléctricos, como los transistores y los condensadores, pueden calentarse mucho durante el funcionamiento, por lo que es importante proporcionar una ventilación adecuada a las piezas.

Además, es importante que todas las conexiones eléctricas estén bien sujetas y protegidas contra daños para reducir la posibilidad de que ocurra un accidente o un incendio.

Finalmente, asegúrese de que todos los cables o terminales expuestos en la placa de circuito estén aislados con tubos retráctiles u otro material resistente al calor.

Seguir estos pasos ayudará a garantizar que el diseño de su circuito permanezca seguro y funcional en los años venideros.

¿Cómo diseñar un circuito?

¿Es difícil construir un circuito?

La complejidad de su circuito determinará qué tan difícil es construirlo. Los circuitos para principiantes son relativamente simples y se pueden construir fácilmente con algunos componentes básicos y un soldador. Los circuitos más avanzados, como los que se utilizan para dispositivos electrónicos o robótica, pueden requerir más experiencia para construirlos.

Sin embargo, con los recursos e instrucciones correctos, incluso los circuitos más complejos pueden ser construidos por cualquiera que tenga conocimientos básicos de electrónica.

Tomarse el tiempo para investigar los componentes correctos, comprender sus funciones y leer las precauciones de seguridad relacionadas es clave al construir cualquier tipo de circuito. ¡Con paciencia y dedicación, puedes crear casi cualquier cosa! [6]

¿Qué circuitos son más fáciles de diseñar?

Hay algunos tipos de circuitos que son más fáciles de diseñar que otros. Los circuitos relativamente simples, como los que se utilizan en aplicaciones electrónicas básicas como los amplificadores, a menudo se pueden diseñar con unos pocos componentes y relativamente poco esfuerzo. Otros diseños más simples pueden incluir reguladores de voltaje, optoacopladores u otros pequeños dispositivos de circuitos integrados.

Para sistemas más complejos, el uso de dispositivos lógicos programables (PLD) puede proporcionar la forma más fácil de implementar la lógica digital sin tener que crear circuitos y conexiones personalizados a partir de componentes individuales. Estos PLD permiten al diseñador crear funciones y operaciones digitales rápidamente al programar la lógica deseada en lugar de conectar los componentes manualmente.

Los circuitos más complicados a menudo requieren un análisis y una planificación cuidadosos antes de pasar directamente a un diseño. Esto es especialmente cierto para los circuitos analógicos o de alta velocidad, que pueden requerir múltiples etapas de amplificadores, filtros y otros componentes para lograr los resultados deseados. En estos casos, es importante comprender los fundamentos del análisis y diseño de circuitos antes de comenzar a trabajar en el proyecto.

Finalmente, los diseñadores de circuitos experimentados pueden preferir el uso de software de simulación para ayudar a visualizar lo que sucede en sus circuitos a lo largo del tiempo. Al simular diseños para verificar el rendimiento y solucionar problemas sin tener que construir prototipos físicos, pueden ahorrar tiempo y garantizar que el producto final funcionará correctamente cuando se construya. [7]

¿Cómo diseñar un circuito?

Preguntas más frecuentes

¿Cómo empiezo a diseñar un circuito?

Antes de que pueda comenzar a diseñar un circuito, es importante comprender los componentes que componen un circuito. Una comprensión básica de los fundamentos eléctricos como el voltaje, la corriente y la resistencia lo ayudará a diseñar circuitos más eficientes. Una vez que haya comprendido estos conceptos, deberá decidir qué tipo de circuito desea construir. Esto puede variar desde un amplificador de audio hasta un sistema lógico digital. Después de decidir las necesidades de su proyecto, debe seleccionar qué componentes se utilizarán en el circuito y cómo deben conectarse entre sí. Finalmente, dibuje su diagrama esquemático y verifíquelo contra estándares conocidos o esquemas de proyectos terminados antes de construir el circuito real en una placa de soldadura.

¿Qué herramientas de software están disponibles para crear diseños de circuitos?

Existen numerosas herramientas de software disponibles para crear diseños de circuitos. El más popular de estos es EAGLE, que es un programa gratuito y rico en funciones que permite a los usuarios diseñar rápidamente circuitos complejos con controles intuitivos de arrastrar y soltar. Otras opciones incluyen el líder de la industria, OrCAD, así como KiCad y gEDA. Todos estos programas permiten a los usuarios crear esquemas y diseños detallados para construir con precisión los circuitos deseados.

¿Qué medidas de seguridad debo tomar al construir un circuito?

Cuando trabaje con productos electrónicos, es importante recordar estos pocos consejos de seguridad: siempre desconecte la energía antes de cambiar componentes en su circuito; verifique dos veces que haya conectado todos los componentes correctamente; use gafas protectoras si es necesario; y tome todas las precauciones necesarias para evitar descargas electrostáticas. Además, es importante permanecer conectado a tierra al manipular cualquier componente que utilice electricidad. Al tomar estas medidas de seguridad, puede ayudar a garantizar que su proyecto funcione sin problemas y de manera segura.

¿Qué materiales necesitaré para construir un circuito?

Hay una variedad de diferentes materiales que se pueden utilizar al construir un circuito. Dependiendo de la complejidad del proyecto, algunos de los elementos más comunes que se necesitan incluyen herramientas para soldar, cables eléctricos, interruptores, resistencias, capacitores y transistores. Para proyectos más complejos, también puede necesitar circuitos integrados o microprocesadores para completar su diseño. Por último, no se olvide de las placas de prototipos que facilitan el ensamblaje rápido de sus circuitos sin tener que soldar todo junto.

¿Qué debo hacer si mi circuito no funciona?

Si su circuito no funciona, el primer paso es verificar dos veces su esquema y asegurarse de que todos los componentes se hayan conectado correctamente. Si encuentra alguna discrepancia, corríjala y vuelva a probar el circuito. Si sigue sin funcionar, es posible que alguno de tus componentes esté defectuoso o no funcione correctamente. En este caso, reemplace el componente defectuoso por uno nuevo y vuelva a intentarlo.

Finalmente, si todo lo demás falla, consulte a un experto en electrónica para obtener más consejos sobre cómo hacer que su circuito funcione correctamente.

¿Cuáles son las 3 reglas para crear un circuito?

  • Asegúrese siempre de que el circuito esté completo conectando todos los componentes entre sí y a una fuente de alimentación.

  • Asegúrese de que todas las conexiones estén seguras, ya que los cables sueltos pueden provocar cortocircuitos o incluso incendios.
  • Utilice los valores correctos para las resistencias y otros componentes, ya que los valores incorrectos pueden impedir que el circuito funcione correctamente. Además, utilice el tipo correcto de componentes para su proyecto en particular; por ejemplo, algunos proyectos pueden requerir transistores especiales para funcionar correctamente.

¿Es difícil diseñar un circuito?

Diseñar un circuito no es necesariamente difícil, pero puede ser una tarea desafiante. Requiere conocimiento de los principios y componentes eléctricos básicos, así como cierta comprensión de la función del circuito en sí y lo que hará. Para diseñar un circuito exitoso, debe comprender cómo interactúa cada componente con otros en el sistema y cómo combinarlos correctamente en un diseño completo. Además, debe estar familiarizado con varios métodos de prueba que se utilizan para garantizar la seguridad y confiabilidad de los circuitos antes de ponerlos en uso.

¿Es el diseño de circuitos una habilidad?

Sí, el diseño de circuitos es una habilidad que se puede aprender y dominar con el tiempo. Es importante comprender los principios de la ingeniería eléctrica y tener un conocimiento profundo de los componentes y sus funciones. Este conocimiento le permitirá crear circuitos que sean confiables, eficientes y seguros para su uso. Además, también es importante tener experiencia en la prueba de diferentes diseños para que cualquier problema potencial pueda identificarse y abordarse antes de que se convierta en un problema. Con suficiente práctica y paciencia, ¡cualquiera puede convertirse en un diseñador de circuitos competente!

¿Cómo puedo ser un buen diseñador de circuitos?

La clave para ser un buen diseñador de circuitos es comprender cómo funcionan los circuitos y los principios que los sustentan. Es importante comprender la ley de Ohm, las leyes de Kirchhoff, los conceptos básicos de la teoría de CA y CC, los componentes electrónicos, las reglas y prácticas de diseño, las técnicas de solución de problemas, las precauciones de seguridad, etc. Además, tener conocimientos en campos relacionados, como la ingeniería de control de automatización y la programación de software, puede ser útil al diseñar sistemas más complejos.

Video Útil: Diseño y Construcción de una PCB – SMD LED Aprenda ingeniería electrónica

Conclusión

Una vez que haya completado el diseño de su circuito, es importante probarlo. Esto se puede hacer de varias maneras, como con un osciloscopio o un multímetro para medir el voltaje y los niveles. El equipo de prueba debe estar disponible en la mayoría de las tiendas de electrónica a precios razonables. Además, es posible que desee considerar simular su circuito en una computadora antes de construirlo en la vida real. Las simulaciones por computadora a menudo son más precisas y ahorran tiempo y dinero al ayudarlo a identificar cualquier problema antes de que se conviertan en errores costosos. Con las herramientas y los conocimientos adecuados, diseñar circuitos puede ser una experiencia divertida y gratificante.

Referencias

  1. https://www.elprocus.com/guia-paso-paso-construccion-circuito-electronico/

  2. https://www.tronicszone.com/blog/sucessful-circuit-design-tips/
  3. https://www.cirexx.com/pcb-design-steps/
  4. https://www.build-electronic-circuits.com/circuit-design-from-scratch/
  5. https://www.instructables.com/10-Tips-to-Design-Better-Electronic-Circuits/
  6. https://resources.altium.com/p/10-easy-steps-comprehensively-designing-circuit-board-altium-designer
  7. https://hackernoon.com/circuit-design-ways-to-do-it-correctly-dg983yyi

Error 403 The request cannot be completed because you have exceeded your quota. : quotaExceeded

Deja un comentario

¡Contenido premium bloqueado!

Desbloquear Contenido
close-link