Las ventajas y desventajas de diseñar con placas experimentales

Migas de pan (breadcrumbs, en inglés), placas experimentales (breadboard, en inglés), y cabeza de familia (breadwinners, en inglés). Dos de los cuales le brindarán una comida deliciosa y nutritiva, suficiente para darle de comer a una familia, uno le brindará la zona de pruebas funcional del cual se generará el diseño de su placa de circuito impreso. Le ahorraré tiempo, esfuerzo, y muchos encuentros incómodos con decirle que, si va intentando meter terminaciones de puente en los breadwinners del pueblo, es probable que su diseño no va a tener éxito.

Igualmente, es probable que no podrá mantener una integridad de señal adecuada entre otros problemas si intenta rutear su unidad de procesamiento central (CPU, en inglés) por una montaña de breadcrumbs. Dejemos las preguntas a un lado; concluimos que las placas experimentales (breadboards) son las que se usan para el diseño de su placa de circuito impreso. Dejando de bromear, es probable que las placas experimentales se encontrarán en el cajon de la carpeta de cada placa de circuito impreso y es muy probable que será el primer lugar al cual acudirá cuando necesite un entorno de pruebas sobre el cual puede poner a prueba sus nuevos diseños.  

Pero algunas cuestiones permanecerán hasta para los más experimentados diseñadores. ¿Es adecuado utilizar una placa experimental para cada aplicación de diseño? ¿Existen límites para lo que pueden lograr estos increíbles aparatos? ¿Se pueden lograr similares desafíos de prototipos mediante la simulación computarizada? Con un mayor entendimiento de las capacidades de un diagrama de placa experimental, puede determinar si su utilización es lo mejor para sus requisitos de diseño.

¿Cuáles son las ventajas de las placas experimentales?

Puede parecer que los límites que tienen estas placas son suficientes para enviarlo corriendo hacia otros campos más fértiles, no obstante, es probable que las ventajas que portan estas placas serán suficientemente amplias para que cualquier diseñador las pueda, por lo menos, considerar. 

La facilidad con la cual usted puede cambiar una placa experimental es uno de sus beneficios más grandes. Imagine que tiene un diseño absolutamente sólido, completamente rebozado y soldado, sólo para darse cuenta de que existe un error lógico enterrado en las profundidades del sistema. Se encuentra en su futuro un camino largo y desordenado para desoldar y realizar una depuración de código. Ahora, si usted realizara el alambrado de su diseño con las terminaciones de puentes extraíbles y fácilmente ajustables, esta reparación del diseño sería un evento perfectamente integrado de desenchufar y de volver a enchufar.

Además, si su diseño completamente sólido estuviera soldado, listo para lanzar, pero luego falla de manera catastrófica (insertar aquí la señal para sonidos de pequeñas explosiones), su placa de circuito entera puede ponerse en riesgo y puede que usted se quede sin componentes que de otra forma podrían ser perfectamente funcionales. Con la placa experimental actuando como una especie de escudo para sus sistemas (que uno espera no estén) de fallo, puede asegurarse que porciones de su diseño permanecerán intactas.

 
Original breadboard

Originalmente las breadboard eran justamente eso: tablas para cortar el pan.

¿Cuáles son los límites de las placas experimentales?

Originalmente, las breadboard eran justamente lo que son: una tabla sobre la cual se corta el pan. Estas tablas de madera eran fáciles de acceder, y una forma económica de montar los proyectos eléctricos. Conforme comenzaron a desarrollarse en las primeras verdaderas placas eléctricas, el término simplemente fue utilizado demasiado comúnmente con la electrónica para ser abandonado, y así permaneció el término “breadboard” (placa experimental). Por lo tanto, aparte del hecho que las placas experimentales no son herramientas viables para cortar su pan de masa fermentada, existen algunas otras limitaciones que deben ser tomadas en cuenta al determinar los próximos pasos a seguir para realizar su prototipo.

Los diagramas de placas experimentales no serán una buena herramienta de utilizar para diseñar circuitos de alta tensión. Aunque la mayoría de las aplicaciones de fabricación de placas de circuito impreso tratan con aplicaciones de baja tensión, si usted se encuentra en el área de 50V, preste atención y considere el hecho de que las conexiones de la placa no son adecuadas para esta aplicación de tensión. Igualmente, las placas tendrán dificultad en mantener el ritmo con las aplicaciones de alta corriente. Al momento de entrar en una zona de 20mA o mayor, es probable que notará que su diseño no se desempeña tan bien como es debido.

Además, cuando trata con las frecuencias en los alcances más altos, más precisos del espectro, la integridad de su señal seguramente se encontrará en riesgo y no se desplazará fácilmente por la placa. La razón por la mayoría de los errores que usted va a experimentar con la integridad de señal (al igual que las desventajas anteriormente mencionadas) es debido principalmente a las bandas físicas de conexión dentro de las placas. Estas bandas cargan una resistencia bastante alta y pueden, a su vez, cargar una capacitancia desviada que puede sembrar el caos.

Simulation software in action

Las simulaciones computarizadas pueden ocasionalmente ser una mejor alternativa que una placa experimental física.

¿Cuáles son las alternativas existentes a las placas experimentales?

Nos hemos trasladado desde las tablas originales de aquellos tiempos en los cuales cortábamos nuestro pan sobre nuestros diseños de circuitos hasta las bandas físicas de cobre integradas dentro de la placa, pero ¿cuál es el siguiente paso en hacer prototipos con placas experimentales? Algunos programas simulados imitan lo que las placas experimentales pretenden lograr, pero no le darán la labor de montar el diseño del circuito (en un sentido físico). Las limitaciones de estos programas no son tan extensas como las de una placa física.  

Siempre que la habilidad esté escrita en cada simulador, usted puede poner a prueba y simular a su gusto. La única advertencia para estos programas es la curva de aprendizaje asociada con cada uno de ellos, y es probable que cada uno tiene su propio grado de dificultad.

Aparte de los beneficios de aumentar las configuraciones de mi placa física por medio de un software interactivo de simulación visual de diseño asistido por ordenador (CAD), yo personalmente gozo de ver una maqueta física de mis circuitos antes de cualquier capa de máscara de soldadura acabada de un diseño. Me proporciona una maqueta verdaderamente funcional, de mundo real, que puedo físicamente tocar y sentir. Esto es, por supuesto, mi preferencia particular y depende mucho de lo que mi diseño pretende lograr, pero nada le gana a un circuito construido con mis propias manos.

Un programa que incluye funciones tales como Design Verification (verificación de diseño) que le permite simular su diseño bajo una gran gama de variables con el fin de hacer pruebas para detectar fallos e inconsistencias sin poner un solo pie en un entorno de laboratorio. Una herramienta muy potente que puede ahorrarle muchos dolores de cabeza (a causa de la columna de condensadores fundidos que puede abordar su diseño absolutamente sólido). Si está en busca de un software de diseño para placas de circuito impreso rígido-flexibles con estas y otras funciones de primera, considere Altium Designer®.  

Sabiendo lo que sabemos ahora, ¿dónde se concentra su diseño cuando considera las ventajas y desventajas de las placas experimentales? Si aun tiene dudas sobre los beneficios, las limitaciones y las alternativas simuladas en relación a su diseño, comuníquese hoy con un experto de Altium. 

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Acerca del autor

Altium Designer

PCB Design Tools for Electronics Design and DFM. Information for EDA Leaders.

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