CIRCUITOS DE PAPEL: 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Llevo unos años trabajando, investindo y tratando de adaptar circuitos electrónicos a proyectos muy dispares, desde una hoja de papel, cristal, madera … hasta una tela. Esto implica que tal como conocemos tradicionalmente un circuito electrónico no se adapta a estos soportes. Por no decir que la parte estética y artística de un circuito electrónico tradicional distaba mucho de lo que buscaba para mis proyectos.

Voy a mostraros un ejemplo muy sencillo pero que ilustra perfectamente la capacidad y la flexibilidad para desarrollar circuitos electrónicos usando estas técnicas. De esta manera de trabajar me gusta sobre todo el nivel abierto que existe de creatividad y de poder explorar nuevos usos de los circuitos electrónicos, en el que uno puede dejar volar su imaginación y llegar a contragar perfectamente arte y tecnología.

El circuito es muy sencillo, un microcontrolador a traveés de un fotoresistencia controla el encendido y apagado de dos LED.

A parte de unas herramientas físicas para poder llevar a cabo esta tarea, use algunos programsmas de software, todos ellos Open Source.

Korak: Herramientas Y Materiales

Materiales

• Cartulina
• Cinta adhesiva de cobre
• Papel prenos
• Estaño para soldar

Električne komponente

• Micontrolador Attiny85 (Aliexpress)
• Zócalo DIP8 (Aliexpress)
• Led SMD 1206 naranja (Aliexpress)
• Resistencias SMD 1206 56 Ohm (Aliexpress)
• FotoResistencia LDR (Aliexpress)
• Porta Baterias CR2032 (Aliexpress)
• Pila CR2032 (Aliexpress)

Herramientas

• Soldador
• Tijeras
• Pinzas
• Plotter de Corte
• Programador USBASP (Aliexpress)

Utilizado programske opreme

• Vektorski program, INKSCAPE (Inscape)
• Električno omrežje, KICAD (KiCad)
• Programska oprema za ploter, Silhouette Estudio

2. korak: Pripravite El Soporte Del Circuito

Soporte del circuito puede ser muy variado usando esta técnica, papel, cartón, cristal, madera… En este caso yo voy a usar una cartulina. Mi idea es crear una luciérnaga que cuando no reciba luz se ilumine y cuando reciba luz de apague.

Encontrar un diseño que se adapte a nuestra idea

El diseño del soporte de nuestra idea la vamos a realizar con un software de dibujo vectorial, voy a usar INKSCAPE, que es un program fantástico para estas labores además de ser Open Source.

Aquí podemos dibujar desde cero nuestro diseño con el programa, o buscar in Internet algún dibujo que se adapte a nuestra idea. Yo on descargado de Internet el archivo. Zelo pomembno. El archivo que nos bajemos o que vayamos a crear tiene que tener extensión SVG (Scalable Vector Graphics). Esto hará que nos sea más fácil de modificar y trabajar con el.

Una vez tenemos el archivo, lo voy a modificar para dejar solamente el contorno. Esto nos servirá para crear un soporte para el circuito con esa forma.

El siguiente paso será Preparar el archivo para exporttarlo al programa de diseño de circuitos electrónicos. Para ello desde INKSCAPE salvaremos el archivo con la extensión DXF.

Con esto tendremos listo el archivo tanto para mandarlo al Software del plotter de corte si lo vamos a recortar con el, como para enviarlo al software de diseño de circuitos electrónicos Kicad.

Este es un diseño sencillo de soporte para el circuito se podría imprimir y recortar con unas tijeras, pero cuando los diseños se van complicando hace que sea muy complicado recortarlos con unas tijeras.

Yo lo voy a recortar con el Plotter de corte.

Korak: Diseño Del Circuito Electrónico

En este paso vamos a crear nuestro circuitito electrónico with el software de diseño de circuitos electrónicos KICAD. En el diseño de circuitos electrónicos hay un workFlow de trabajo que debemos seguir.

• Diseño de esquemático
• Diseño del PCB (tiskano vezje)
• Crear archivos para exporttarlos al plotter de corte

El primer paso será diseñar el esquemático. El esquemático de un circuito electrónico no es más que un documento donde se colocan todos los komponenttes electrónicos que lo forman, y la conexión entre ellos para que nuestro circuito funcione.

Escoger los componentsntes idóneos en tamaño, consumo, y características es esencial para lograr diseñar este tipo de proyectos. Es fundamental dedicarle tiempo a consultar e investigar los tipos de componentsntes que existen en el mercado y mejor se adapten a nuestro proyecto.

En este paso se escogen todos los componentsntes que vamos a utilizar de las librerías que nos ofrece KiCad con sus respectivos empaquetados y los conectamos entre si. Un empaquetado (paket), no es más que la forma en la que el fabricante nos presenta el componentnte electrónico. Los komponent que yo voy a utilizar para que se prilagodi kot ena večja oblika in mi diseño tienen empaquetados SMD, DIP8, Throug hole. Los empaquetados SMD son empaquetados que se utilizan para el montaje en superficie en el diseño de circuitos electrónicos, a diferencia de los componentsntes through hole, son mucho más pequeños ocupando mucho menos espacio en nuestro circuito. Las resistencias y los LED que voy a usar son los que tienen ese empaquetado, concretamente el 1206 (largo y el ancho del componentsnte expresado en pulgadas. 0, 12 largo, 0,06 ancho).

El LDR, la fotoresistencia es unponente throug hole (agujero pasante), le recortaré las patas para adaptarla al circuito.

Mikrokrmilnik ATtiny85 je uporaben za enkapsulacijo ladiranega DIP8. En lugar de soldar el microcontrolador directamente al circuito le pondré un zócalo que me permita extraerlo para programarlo. también son componentsntes throug hole, los adaptaré para poder usarlos en mi circuito.

Necesito que sea un proyecto totalmente autónomo, así que la alimentación del circuito la realizaré con una batería de botón acoplada in un portapilas. Los LEDs que voy a utilizar de color naranja tienen muy poco consumo unnos 20mA a su máximo brillo, el microcontrolador ATtiny85 también está diseñado para trabajar and voltajes muy bajos entre 2, 7v y 5, 5v. Así que una pila de botón de 3v será suficiente para que el alimentar el circuito.

Cuando tengamos nuestro esquemático creado es momento de pasar al diseño del PCB (placa de circuito impreso). Con todos nuestros componentsntes electrónicos escogidos en función a nuestras necesidades, tanto funcionales como de diseño de nuestro circuito, en este paso los iremos colocando el lugar que van a ocupar nuestros componentsn nuestro circuito electrónico. Además trazaremos las pistas que unirán nuestros diferentes componentsntes entre si.

Para ayudarme a colocar los componentsn una una manera más precisa importaré la silueta de la luciérnaga que había creado anteriormente en INKSCAPE. Desde el menú archivo accedemos a import y allí buscamos nuestro archivo que tiene que tener un formato dxf. Allí el programa nos preguntará en que capa queremos importarlo le decimos la capa Edge. Cuts, que es la capa donde se guarda el contorno que dará forma a nuestro circuito. Una vez importado iremos colocando nuestros components de la manera que mejor se adapte a nuestra idea. Luego crearemos las pistas que conectan nuestros componentsn. El ancho de las pintas que mejor me ha funcionado es de 1, 5 milis, ya que si son más estrechas el plotter de corte no las deja bien.

Una vez tenemos el circuito ya terminado vamos a importarlo para que nuestro plotter de corte lo pueda recortar. Desde la herramienta trazado en KiCad escogemos la capa que queremos recortar, en este caso, F. Cu y lo exporttamos como PDF. Con esto tendremos el archivo que contiene nuestro diseño, antes de llevarlo al software de corte debemos converter this PDF in un archivo gráfico PNG, lo podéis hacer con cualquier editor gráfico, GIMP ali ejemplo.

Ahora ya lo podemos enviar al software del plotter de corte.

4. korak: Transfiriendo Nuestro Circuito a La Luciérnaga

En esta parte del proceso me encontré con varios problemas al momento de recortar el circuito con el plotter de corte. La cinta de cobre es muy fina, así que tuve que probar a ir cambiando unos cuantos ajustes del plotter de corte para que la recortase sin que la rompiese. Los ajustes del plotter de corte que mejor se adaptaron a mi material fueron:

• Naslov: 4
• Velocidad 1
• prelomi 2

Ahora bien, esto dependerá mucho del plotter de corte que utilicéis y del tipo de material.

Una vez recortado nuestro circuito lo trasferiremos a nuestra luciérnaga.

Iremos despegando con mucho cuidado las partes que no forman parte del circuito, hasta que nos quede solamente el circuito en si mismo. Ahora para poder llevarlo a la luciérnaga tendríamos que ir despegando parte por parte de nuestro circuito, pero esto se hace mucho más fácil y rápido usando un papel transfer. Colocamos el papel transfer sobre nuestro circuito y lo pasamos a el presionando y asegurándonos de que todo queda bien pegado al papel transfer. Una vez hecho nos quedará como una pegatina que podemos llevar a nuestro soporte diseñado anteriormente. Sólo quedará pegarlo en la luciérnaga.

5. korak: Soldando Los Componentes

Si todo a ido bien, los componentsntes electrónicos deberían encajar perfectamente en los lugares que van colocados.

Como habréis observado algunos de los componentsnte que voy a soldar están en formato SMD. Utilizo este formato por que es pequeño y se adapta muy bien para este tipo de circuitos. Otros son de agujero pasante, que simplemente doblándoles las patas las ajusto al circuito. También he decidido colocar un zócalo para insertar el microcontrolador (un zócalo es como un conector donde podemos pinchar nuestro componentsnte) en vez de soldarlo directamente al circuito, esto me allowirá poder extraerlo del circuito sin tener que desoldarlo.

Que no os asuste soldar los components SMD, al principio parece muy difícil pero con un poco de práctica se sueldan perfectamente.

Utilizar un soldador con una punta fina ayudará muchísimo a soldar los components. Yo on izkoristil una 0, 5mm, tampoco pongáis la temperature del soldador muy alta, ya que vamos a estar trabajando con papel, yo he utilizado mi soldador a 300º.

6. korak: Programando El Microcontrolador

Buscar el dispositivo que controle toda la lógica de nuestro circuito y que se adapte a nuestras necesidades tanto funcionales como físicas del circuito es una tarea Importante que requerirá investigar las posibilidades que nos ofrecen los fabricantes de este tipo de dispositivo

El ATtiny85 (izdelano z MicroChip, antes ATMEL) je to tamaño y precio posé grandes virtudes, siendo el complemento idóneo para este tipo de proyectos en que el espacio y consumo son un punto importante a tener en cuenta. Además sino estáis acostumbrados a programmar directamente sobre los registerros de memoria del microcontrolador, que es como se suelen programar estos microcontroladores, existen variaes librerías para programarlos desde el IDE de Arduino. Cabe decir, que es un microcontrolador con poca memoria solamente 8Kb y que al programarlo con las librerías de Arduino se merma mucho su tamaño (son fáciles de usar, pero poco eficientes). Aún así será suficiente para multitud de proyectos.

Nuestro amigo cuenta con 6 pines de propósito general (entrada / salida) de los cuales 4 pueden funcionar como PWM, y 4 como ADC (pogovor Analógico - digitalni). Na voljo je pomnilnik FLASH 8Kb, 512 bajtov EEPROM in 512 SDRAM.

PROGRAM EL EL ATtiny85

En este punto os estaréis preguntado, ¿Cómo puedo programar este microcontrolador ?, acostumbrados a sistemas de desarrollo como puede ser Arduino, donde toda la circuitería extra que necesita el microcontrolador para servo program está integrada en la placa de desarrollo program.

Vamos a programmarlo utilizando una tecnología llamada ICSP (In Circuit Sistem Program). Imaginaros que creamos un system donde nuestro microcontrolador va soldado a una placa, tenemos que optimizarlo de tal manera que consuma la menor cantidad de corriente posible, as que no tiene ninguna circuititería extra para poder programarlo ya que esto tiene un gasto de energía, nos vemos en la situación de reprogramarlo. Ahí es donde entra el ICSP, con un programador específico (puede usarse el propio Arduino) y comunicación SPI, podemos programmar el microcontrolador sin retirarlo del system.

Opišite opis los pasos a llevar a cabo para Preparator el entorno Arduino para programar los ATtiny.

• Tener namestite IDE de Arduino, programska oprema Arduino
• Abrir el IDE de Arduino, nos vamos a Archivo, preferences and en gestor de URLs Adicionales de Tarjetas copiamos y pegamos el siguiente enlace:

raw.githubusercontent.com/damellis/attiny/…

• Le damos a OK, y ahora en Herramientas, placa, Gestor de tarjetas buscamos ATtiny y las instalamos.
• Conectamos nuestro Arduino, Abrimos el IDE, vamos a Archivo, Ejemplos, y subimos

V tem primeru najnovejši Arduino ponuja pripravo za emularni sistem za programiranje ICSP za programsko opremo, ki je na voljo v ATtiny85.

• Escribiremos nuestro código.
• Vamos al menú Herramientas, seleccionamos placa: ATtniny25/45/85
• Procesor: ATtiny85
• Reloj: interni 1MHz
• Puerto: COMxx (arduinoUno)
• Programador: Arduino kot ponudnik internetnih storitev
• Subimos el skecth a nuestro ATtiny85