En electrónica , la construcción punto a punto es una técnica no automatizada para construir circuitos que se usó ampliamente antes del uso de placas de circuito impreso (PCB) y el ensamblaje automatizado se generalizó gradualmente después de su introducción en la década de 1950. Los circuitos que usaban válvulas termoiónicas (tubos de vacío) eran relativamente grandes, relativamente simples (se minimizaba la cantidad de dispositivos grandes, calientes y costosos que necesitaban reemplazarse) y usaban zócalos grandes, todo lo cual hacía que la PCB fuera menos obviamente ventajosa que con los circuitos semiconductores complejos posteriores . La construcción punto a punto todavía está muy extendida en la electrónica de potencia , donde los componentes son voluminosos y la facilidad de mantenimiento es una consideración, y para construir equipos prototipo con pocos o pesados componentes electrónicos . Una práctica común, especialmente en la construcción punto a punto más antigua, es usar los cables de componentes como resistencias y capacitores para cubrir la mayor distancia posible entre conexiones, lo que reduce la necesidad de agregar cable adicional entre los componentes.
Antes de la conexión punto a punto, los conjuntos eléctricos utilizaban tornillos o tuercas para cables para sujetar los cables a una placa aislante de madera o cerámica. Los dispositivos resultantes eran propensos a fallar debido a la corrosión de los contactos o al aflojamiento mecánico de las conexiones. Las primeras radios marinas de primera calidad , especialmente las de Marconi , a veces utilizaban cobre soldado en los circuitos de barras colectoras , pero esto era costoso. La invención crucial fue aplicar la soldadura al conjunto eléctrico. En la soldadura, una aleación de estaño y plomo (y/u otros metales), conocida como soldadura , se funde y se adhiere a otros metales no fundidos, como el cobre o el acero estañado . La soldadura crea una fuerte conexión eléctrica y mecánica.
El cableado punto a punto no es adecuado para el ensamblaje automatizado (aunque se puede consultar el método de envoltura de cables , que es similar) y se realiza de forma manual, lo que lo hace más costoso y más susceptible a errores de cableado que las PCB, ya que las conexiones las determina la persona que realiza el ensamblaje en lugar de una placa de circuito grabada. En el caso de la producción, en lugar de la creación de prototipos, los errores se pueden minimizar mediante procedimientos operativos cuidadosamente diseñados .
Una forma intermedia de construcción utiliza regletas de terminales (a veces llamadas "tableros de etiquetas"), tableros de ojales o tableros de torreta . Tenga en cuenta que si los componentes están dispuestos en tableros con etiquetas, ojales o torretas en ambos extremos y cables que van a los siguientes componentes, entonces la construcción se llama correctamente construcción de etiquetas, ojales o torreta respectivamente, ya que los componentes no van de un punto a otro. Aunque la construcción con madera de cordón se puede cablear de manera similar, la densidad significa que la ubicación de los componentes generalmente está fijada por un sustrato en el que se insertan los componentes.
La construcción de regletas de terminales, que a menudo se conoce como construcción punto a punto dentro de la comunidad de amplificadores de guitarra a válvulas, utiliza regletas de terminales (también llamadas "placas de etiquetas"). Una regleta de terminales tiene terminales de cobre estañado estampados, cada uno con un orificio a través del cual se pueden introducir los extremos de los cables, colocados sobre una tira aislante , generalmente hecha de un material barato y resistente al calor, como papel adherido con resina sintética ( FR-2 ) o baquelita reforzada con algodón. El aislador tiene un soporte de montaje integral, a veces conectado eléctricamente a uno o más de los bucles estampados para conectarlos a tierra al chasis.
Primero se construía el chasis , con chapa metálica o madera . Luego se remachaban , clavaban o atornillaban tiras terminales aisladas en la parte inferior o interior del chasis. Los transformadores , condensadores grandes , casquillos de tubos y otros componentes grandes se montaban en la parte superior del chasis. Sus cables se pasaban por agujeros hasta la parte inferior o interior. Los extremos de los tramos de cable o de los componentes con extremos de cable, como condensadores y resistencias, se introducían a través de los terminales y, por lo general, se enrollaban y torcían. Cuando todos los cables que se iban a conectar se habían ajustado al terminal, se soldaban entre sí (y al terminal).
Los ensambladores profesionales de productos electrónicos solían trabajar a partir de libros de fotografías y seguir una secuencia de ensamblaje exacta para asegurarse de que no se les escapara ningún componente. Este proceso requiere mucha mano de obra , está sujeto a errores y no es adecuado para la producción automatizada. Incluso después de la introducción de las placas de circuitos impresos, no era necesario diseñar y fabricar placas de circuitos.
La construcción punto a punto y con regletas de terminales se siguió utilizando en algunos equipos de válvulas de vacío incluso después de la introducción de las placas de circuito impreso. El calor de las válvulas puede degradar las placas de circuito y hacer que se vuelvan frágiles y se rompan. La degradación de las placas de circuito se observa a menudo en las radios de válvulas económicas producidas en la década de 1960, especialmente alrededor de las válvulas de salida y rectificadoras calientes. El fabricante estadounidense Zenith siguió utilizando cableado punto a punto en sus televisores basados en válvulas hasta principios de la década de 1970.
Algunos equipos para audiófilos , como los amplificadores, siguen estando conectados punto a punto mediante pines terminales, [1] a menudo en cantidades muy pequeñas. En esta aplicación, el cableado punto a punto moderno se utiliza a menudo como una característica de diseño de marketing en lugar de como resultado de la economía de la producción a muy pequeña escala.
En ocasiones, todavía se utiliza un cableado punto a punto real (sin regletas de terminales) con conexiones muy cortas a frecuencias de radio muy altas (en el rango de los gigahercios ) para minimizar la capacitancia y la inductancia parásitas ; la capacitancia entre una pista de la placa de circuito y algún otro conductor, y la inductancia de una pista corta, se vuelven significativas o dominantes a altas frecuencias. En algunos casos, es suficiente un diseño cuidadoso de la PCB sobre un sustrato con buenas propiedades de alta frecuencia (por ejemplo, cerámica). Un ejemplo de este diseño se ilustra en una nota de aplicación que describe un generador de pulsos basado en transistores de avalancha con un tiempo de subida de una fracción de nanosegundo; los (pocos) componentes críticos están conectados directamente entre sí y al conector de salida con los cables más cortos posibles. [2]
En particular, en equipos complejos, los circuitos cableados suelen diseñarse como una "escalera" de componentes uno al lado del otro, que deben conectarse a escaleras o componentes mediante enlaces de cables. Un buen diseño minimiza dichos enlaces y la complejidad del cableado, a menudo acercándose a la del cableado punto a punto directo. Entre los dispositivos complejos, los osciloscopios de tubo de vacío de Tektronix, anteriores a la PCB, se destacan por su cableado punto a punto muy bien diseñado. [3]
Si los efectos parásitos son significativos, el cableado punto a punto y de regleta de terminales tiene componentes parásitos variables, mientras que la inductancia y la capacitancia debidas a una PCB son las mismas para todas las muestras y se pueden compensar de manera confiable, lo que puede ser esencial para algunos circuitos de RF. En algunas construcciones de RF punto a punto altamente optimizadas, el circuito se puede ajustar doblando los cables.
Colocar la unidad completa dentro de un gabinete protege el circuito de su entorno y a los usuarios de peligros eléctricos.
Algunas marcas importantes aún utilizan placas de circuito impreso punto a punto con regleta de terminales, pero normalmente para líneas de productos especiales. El fabricante de amplificadores de guitarra eléctrica Marshall ha reeditado algunos de sus modelos más antiguos, utilizando este tipo de construcción como característica de diseño, aunque sus productos estándar llevan mucho tiempo utilizando PCB. Los equipos de válvulas termoiónicas normalmente no tienen las válvulas montadas en la PCB para evitar daños por calor, sino que utilizan PCB para el cableado, consiguiendo la economía de las PCB producidas en serie sin los daños por calor.
Los prototipos que están sujetos a modificación a menudo no se hacen en PCB, sino que se utiliza una construcción de placa de pruebas . Históricamente, esto podría ser literalmente una placa de pruebas, una tabla de madera con componentes adheridos a ella y unidos con alambre. Más recientemente, el término se aplica a una placa de material aislante delgado con orificios con un paso estándar de 0,1 pulgadas; los componentes se empujan a través de los orificios para anclarlos y se conectan punto a punto en el otro lado de la placa. Un tipo de placa de pruebas específicamente para la creación de prototipos tiene este diseño, pero con tiras de contactos de resorte de metal debajo de una cuadrícula de orificios en los que se empujan los componentes para hacer conexiones eléctricas como cualquier conector extraíble . Una parte de los terminales en línea recta en una dirección están conectados eléctricamente, comúnmente en grupos de 5 a 10 con múltiples grupos por fila, estos pueden estar intercalados con columnas que abarcan la altura de la placa para las conexiones más comunes (normalmente los rieles de la fuente de alimentación ). Estas placas de pruebas y placas de tiras se encuentran en algún lugar entre las PCB y el punto a punto; No requieren diseño ni fabricación de una PCB y se modifican tan fácilmente como una configuración punto a punto.
Una placa de circuito impreso es una placa con orificios en forma de cuadrícula, generalmente con un paso de 0,1 pulgadas; todos los orificios en línea recta están conectados por una tira de cobre como en una PCB. Los componentes se empujan desde el costado sin tiras y se sueldan en su lugar. Las tiras se pueden interrumpir raspando una sección del cobre; existen cortadores de placas de circuito impreso para esta tarea que son en realidad una broca con mango; se utilizan girando sobre los orificios de una tira.
La construcción de forma libre se puede utilizar en casos en los que una PCB sería demasiado grande o requeriría demasiado trabajo de fabricación para una pequeña cantidad de componentes. Se utilizan varios métodos de construcción. En un extremo, se puede utilizar un bolígrafo de cableado con una placa perforada, lo que produce resultados prolijos y profesionales. En el otro extremo está el estilo " insecto muerto ", con los circuitos integrados al revés con sus pines apuntando hacia arriba en el aire como un insecto muerto, los cables de los componentes generalmente se sueldan directamente a otros componentes cuando es posible, y muchos circuitos pequeños no tienen cables adicionales. Si bien tiene un aspecto desordenado, la construcción de forma libre se puede utilizar para hacer circuitos más compactos que otros métodos. Esto se usa a menudo en robótica BEAM y en circuitos de RF donde los cables de los componentes deben mantenerse cortos. Esta forma de construcción la utilizan los aficionados para circuitos únicos y también los profesionales para el desarrollo de circuitos, particularmente a altas frecuencias. [4]
Para trabajos de alta frecuencia, se puede utilizar como base y plano de tierra una base metálica soldable conectada a tierra, como el lado de cobre de una placa de circuito impreso sin grabar. En una nota de aplicación de Linear Technologies se incluye información sobre la construcción de placas de pruebas de alta frecuencia e ilustraciones de un insecto muerto con plano de tierra. [4]
