En electrónica , la construcción punto a punto es una técnica no automatizada para construir circuitos que se usaba ampliamente antes de que el uso de placas de circuito impreso (PCB) y el ensamblaje automatizado se generalizaran 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 minimizó la cantidad de dispositivos grandes, calientes y costosos que necesitaban ser reemplazados) y usaban enchufes grandes, todo lo cual hacía que la PCB fuera menos ventajosa que con los semiconductores complejos posteriores. circuitos . La construcción punto a punto todavía está muy extendida en la electrónica de potencia , donde los componentes son voluminosos y la facilidad de servicio es una consideración, y para construir equipos prototipo con pocos componentes electrónicos o pesados . Una práctica común, especialmente en construcciones punto a punto más antiguas, es utilizar los cables de componentes como resistencias y condensadores para salvar la mayor distancia posible entre conexiones, reduciendo la necesidad de agregar cables adicionales 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 contactos corroídos o aflojamiento mecánico de las conexiones. Las primeras radios marinas premium , especialmente las de Marconi , a veces usaban cobre soldado en los circuitos de la barra colectora , pero esto era costoso. El invento crucial fue aplicar la soldadura al montaje eléctrico. En la soldadura, se funde una aleación de estaño y plomo (y/u otros metales), conocida como soldadura , 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 consulte envoltura de alambre , un método similar) y se realiza manualmente, lo que lo hace más costoso y más susceptible a errores de cableado que las PCB, ya que las conexiones están determinadas por el persona que realiza el montaje en lugar de mediante 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 con 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 torretas respectivamente, ya que los componentes no van de un punto a otro. Aunque la construcción de leña se puede cablear de manera similar, la densidad significa que la ubicación de los componentes generalmente se fija mediante 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 "tableros de etiquetas"). Una regleta de terminales tiene terminales de cobre estañado estampado, cada uno con un orificio a través del cual se pueden empujar los extremos de los cables, colocados en 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 bucles estampados para conectarlos a tierra al chasis.
Primero se construyó el chasis , de chapa o madera . Luego se remacharon , clavaron o atornillaron regletas de terminales aisladas a la parte inferior o interior del chasis. En la parte superior del chasis se montaron transformadores , condensadores grandes , casquillos para tubos y otros componentes grandes. Sus cables pasaban a través de agujeros hasta la parte inferior o interior. Los extremos de los tramos de cables o componentes con extremos de cables, como condensadores y resistencias, se empujaban a través de los terminales y, por lo general, se enrollaban y retorcían. Cuando todos los cables a conectar estuvieron instalados en el terminal, se soldaron entre sí (y al terminal).
Los ensambladores de productos electrónicos profesionales solían operar a partir de libros de fotografías y seguir una secuencia de ensamblaje exacta para asegurarse de que no les faltara 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 circuito impreso, no fue necesario diseñar ni fabricar placas de circuito.
La construcción punto a punto y con tiras de terminales continuó utilizándose para algunos equipos de tubos de vacío incluso después de la introducción de las placas de circuito impreso. El calor de los tubos puede degradar las placas de circuito y hacer que se vuelvan quebradizas y se rompan. La degradación de la placa de circuito se ve a menudo en radios de tubo económicas producidas en la década de 1960, especialmente alrededor de los tubos rectificadores y de salida calientes. El fabricante estadounidense Zenith continuó utilizando cableado punto a punto en sus televisores de tubo hasta principios de los años 1970.
Algunos equipos audiófilos , como los amplificadores, siguen cableados punto a punto mediante clavijas terminales, [1] a menudo en cantidades muy pequeñas. En esta aplicación, el cableado moderno punto a punto se utiliza a menudo como una característica de diseño de marketing más que como resultado de la economía de la producción a muy pequeña escala.
A veces, el verdadero cableado punto a punto, sin regletas de terminales, con conexiones muy cortas, todavía se utiliza en frecuencias de radio muy altas (en el rango de los gigahercios ) para minimizar la capacitancia parásita y la inductancia ; la capacitancia entre una pista de una 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 una disposición cuidadosa 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 impulsos basado en un transistor 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]
Particularmente en equipos complejos, los circuitos cableados a menudo se disponen 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, acercándose a menudo a la del punto a punto directo. Entre los dispositivos complejos, los osciloscopios de tubo de vacío Tektronix pre-PCB 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 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 muy optimizadas, el circuito se puede sintonizar doblando los cables.
Colocar la unidad completa en un gabinete protege el circuito de su entorno y a los usuarios de peligros eléctricos.
Algunas marcas importantes todavía utilizan tableros punto a punto del tipo regleta de terminales, pero generalmente 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 utilizan PCB desde hace mucho tiempo. Los equipos de válvulas termoiónicas generalmente no tienen válvulas montadas en la PCB para evitar daños por calor, sino que utilizan PCB para el cableado, logrando la economía de las PCB producidas en masa sin daños por calor.
Los prototipos que están sujetos a modificaciones a menudo no se fabrican en PCB, sino que se utilizan una construcción de placa de pruebas . Históricamente, esto podría ser literalmente una placa de pruebas, una tabla de madera con componentes unidos 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 pulgada; Los componentes se empujan a través de los orificios para anclarlos y se conectan punto a punto en el otro lado del tablero. Un tipo de placa de prueba específicamente para la creación de prototipos tiene este diseño, pero con tiras de contactos de resorte metálicos debajo de una rejilla de orificios en los que se empujan los componentes para realizar conexiones eléctricas como cualquier conector extraíble . Algunas partes de los terminales en línea recta en una dirección están conectadas eléctricamente, comúnmente en grupos de 5 a 10 con múltiples grupos por fila; estos pueden intercalarse con columnas que abarcan la altura del tablero para las conexiones más comunes (generalmente las rieles de alimentación ). Estas placas de pruebas y placas de circuito impreso se encuentran en algún lugar entre las PCB y las de punto a punto; no requieren diseño ni fabricación de una PCB y se modifican tan fácilmente como una configuración punto a punto.
Un tablero de listones es un tablero con orificios en forma de cuadrícula cuadrada, comúnmente con un paso de 0,1 pulgadas; Todos los agujeros en línea recta están conectados por una tira de cobre como en una PCB. Los componentes se introducen lateralmente sin tiras y se sueldan. Las tiras se pueden interrumpir raspando una sección del cobre; para esta tarea hay disponibles cortadores de tiras que son efectivamente una broca con mango, se usan 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 para fabricarla para una pequeña cantidad de componentes. Se utilizan varios métodos de construcción. En un extremo se puede utilizar un lápiz cableado con un tablero perforado, lo que produce resultados prolijos y profesionales. En el otro extremo está el estilo " bicho muerto ", con los circuitos integrados volteados boca abajo con sus clavijas sobresaliendo 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 tienen sin cables añadidos. Si bien tiene un aspecto desordenado, la construcción de forma libre se puede utilizar para crear circuitos más compactos que otros métodos. Esto se utiliza 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 individuales y también los profesionales para el desarrollo de circuitos, especialmente en 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. La información sobre la placa de pruebas de alta frecuencia y las ilustraciones de insectos muertos con construcción de plano de tierra se encuentran en una nota de aplicación de Linear Technologies. [4]
