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Tablero de pruebas

Un trozo de tablero de circuito sin usar

Stripboard es el nombre genérico de un tipo de material de creación de prototipos electrónicos ampliamente utilizado para placas de circuitos, caracterizado por una cuadrícula regular (rectangular) de agujeros preformados de 0,1 pulgadas (2,54 mm), con tiras anchas paralelas de revestimiento de cobre que corren en una dirección a lo largo de un lado de una placa de papel aislante adherida . También se lo conoce comúnmente por el nombre del producto original Veroboard , que es una marca comercial, en el Reino Unido, de la empresa británica Vero Technologies Ltd y la empresa canadiense Pixel Print Ltd. Fue creado y desarrollado a principios de la década de 1960 por el Departamento de Electrónica de Vero Precision Engineering Ltd (VPE). Se introdujo como un material de uso general para su uso en la construcción de circuitos electrónicos , a diferencia de las placas de circuito impreso (PCB) diseñadas específicamente en que se pueden construir una variedad de circuitos electrónicos utilizando una placa de cableado estándar. [ cita requerida ]

Al utilizar la placa, se hacen cortes en las pistas, generalmente alrededor de los orificios, para dividir las tiras en múltiples nodos eléctricos. Con cuidado, es posible hacer cortes entre los orificios para permitir componentes que tienen dos filas de pines separados solo por una posición, como cabezales de fila doble para IDC .

La placa de pruebas no está diseñada para componentes de montaje en superficie , aunque es posible montar muchos de estos componentes en el lado de la pista, en particular si las pistas se cortan o dan forma con un cuchillo o un disco de corte pequeño en una herramienta rotativa .

El primer producto Veroboard de tamaño único fue el precursor de los numerosos tipos de placas de circuitos prototipo que, con su uso en todo el mundo durante cinco décadas, se conocen como placas de circuito impreso. [ cita requerida ]

Los términos genéricos "veroboard" y "stripboard" ahora se consideran sinónimos. [ cita requerida ]

Historia

Patente de Veroboard

A mediados de la década de 1950, la placa de circuito impreso (PCB) se había convertido en algo común en la producción de productos electrónicos. [1]

A principios de 1959, se formó el Departamento de Electrónica de VPE cuando el director general Geoffrey Verdon-Roe contrató a dos ex empleados de Saunders-Roe Ltd, Peter H Winter ( departamento de diseño de aeronaves ) y Terry Fitzpatrick (división de electrónica). [ cita requerida ]

Tras el fracaso de un proyecto de desarrollo de equipos de control para máquinas herramienta, el departamento siguió funcionando gracias al éxito obtenido con la invención y desarrollo del nuevo material. [ cita requerida ]

En la Exposición de la Federación de Fabricantes de Componentes Electrónicos y de Radio (RECMF) de 1959, celebrada en el Hotel Dorchester , Park Lane, Londres, se exhibieron nuevos equipos que utilizaban PCB . [2]

La configuración habitual de la mayoría de las placas de circuito impreso de aquella época consistía en colocar los componentes siguiendo un patrón regular, con el circuito formado por vías conductoras laberínticas. Una alternativa interesante, propuesta por Fitzpatrick después de visitar la exposición RECMF en representación de VPE, preveía una placa de circuito estándar con conductores en línea recta sobre la que se podían distribuir adecuadamente los componentes y conectarlos a los conductores para producir el circuito requerido. [ cita requerida ]

Se presentó una solicitud de patente inmediatamente el 25 de mayo de 1959 [3] y la invención fue desarrollada para Vero por los asociados Winter, Fitzpatrick e ingenieros del taller de máquinas.

La llegada del entorno de desarrollo integrado Arduino , diseñado para introducir la programación informática a los recién llegados que no están familiarizados con el desarrollo de software, presenta una nueva oportunidad para utilizar Veroboard. [4] El desarrollo de Arduino implica habitualmente el uso de " shields ", que se conectan a la placa Arduino principal mediante conexiones de cabecera estándar de 0,1 pulgadas y llevan hardware de E/S específico del proyecto. Sin embargo, el diseño de Arduino dificulta esto, ya que uno de los cuatro zócalos de cabecera está desplazado del espaciado de 0,1 pulgadas de los otros por 0,05 pulgadas.

La empresa británica Vero Technologies Ltd posee actualmente la marca registrada de Veroboard en el Reino Unido. [5] En América, la marca registrada Veroboard ahora pertenece a la empresa canadiense Pixel Print Ltd. de Vancouver. [6]

Espaciado entre agujeros

Los orificios de la placa de circuito impreso se perforan con una separación de 0,1 pulgadas (2,54 mm). Este espaciado permite insertar componentes que tienen pines con una separación de 0,1 pulgadas (2,54 mm). Las piezas compatibles incluyen circuitos integrados DIP , zócalos para circuitos integrados, algunos tipos de conectores y otros dispositivos.

Las placas de circuito impreso han evolucionado con el tiempo y se han convertido en varias variantes y productos relacionados. Por ejemplo, existe una versión más grande que utiliza una cuadrícula de 0,15 pulgadas (3,81 mm) y orificios más grandes, pero generalmente es menos popular (probablemente porque no coincide con el espaciado estándar de los pines de los circuitos integrados).

Dimensiones del tablero

El tablero de striptease está disponible en una variedad de tamaños.

Asambleas

Un ejemplo de un tablero de pruebas poblado

Los componentes se colocan normalmente en el lado liso de la placa, con sus cables sobresaliendo a través de los agujeros. Luego, los cables se sueldan a las pistas de cobre en el otro lado de la placa para hacer las conexiones deseadas y se corta cualquier exceso de cable. Las pistas continuas se pueden cortar de manera fácil y prolija según se desee para formar cortes entre los conductores utilizando una broca helicoidal de 3 mm (⅛") , un cortador manual hecho para ese propósito o un cuchillo. Las pistas se pueden unir en ambos lados de la placa utilizando alambre. Con la práctica, se pueden crear conjuntos muy prolijos y confiables, aunque este método requiere mucha mano de obra y, por lo tanto, no es adecuado para conjuntos de producción, excepto en cantidades muy pequeñas.

Las conexiones de cables externos a la placa se realizan soldando los cables a través de los orificios o, en el caso de cables demasiado gruesos para pasar por los orificios, soldándolos a pines fabricados especialmente, llamados Veropins, que encajan perfectamente en los orificios. Alternativamente, algunos tipos de conectores tienen un espaciado adecuado entre pines para insertarse directamente en la placa.

Producción

La producción del nuevo producto propuesto, Veroboard, estuvo a cargo del departamento de máquinas herramienta de VPE. [ cita requerida ]

Se cortaron láminas compradas de material de circuito impreso SRBP revestido de cobre de 1,6 mm (0,06 pulgadas) para obtener placas de tamaño 122 mm x 456 mm (4,8 pulgadas x 18 pulgadas) y luego se mecanizaron las placas individuales para formar el producto final de acuerdo con la especificación original de Veroboard. Se fabricó una herramienta de fresado múltiple , que comprendía un banco de cortadores laterales y frontales con dientes de corte de forma adecuada, para usarla en la eliminación de parte del cobre adherido en cada placa dejando 21 tiras conductoras. [7]

Para una segunda operación se construyó una herramienta especial con 63 brocas de perforación endurecidas de 1,35 mm (0,052 pulgadas) de diámetro montadas sobre un bloque de base sólido para perforar repetidamente una matriz de agujeros, con un espaciado de 0,2 pulgadas (5,1 mm), a través de las tiras de cobre y la placa base. [ cita requerida ]

Antes de poder producir en cantidad placas terminadas de calidad aceptable, se encontraron muchos problemas de calidad de materiales, dimensiones y herramientas. Estos problemas de mecanizado se debieron a que, en 1960, no se disponía de técnicas avanzadas de fresado y taladrado de placas de circuito impreso ni de instalaciones para el fresado químico (grabado) de las tiras de cobre. [ cita requerida ]

En 1961, a medida que las tasas de producción mejoraron con la experiencia, se formó Vero Electronics Ltd como una empresa separada para comercializar las crecientes ventas de Veroboard. [ cita requerida ]

Usar

Unidad Veroboard 1961 - componentes
Unidad Veroboard 1961 - cobre
Tablero de exhibición Veroboard de 1961

Al igual que con otras placas de circuito impreso, al utilizar Veroboard, los componentes se colocan y se sueldan adecuadamente a los conductores para formar el circuito requerido. Se pueden realizar cortes en las pistas, generalmente alrededor de orificios, para dividir las tiras en múltiples nodos eléctricos, lo que permite una mayor complejidad del circuito.

Este tipo de placa de circuito se puede utilizar para el desarrollo inicial de circuitos electrónicos, para construir prototipos para pruebas de banco o en la producción de unidades electrónicas completas en pequeñas cantidades. [ cita requerida ]

Veroboard se utilizó por primera vez para la construcción de prototipos en el Departamento de Electrónica de Vero en 1961. Las imágenes de una subunidad de contador de décadas binario muestran claramente tanto los componentes ensamblados como los conductores de cobre con las discontinuidades requeridas. [ cita requerida ]

Varias de estas subunidades estaban interconectadas a través de conectores montados en una placa base similar a la que se muestra en la imagen de la pantalla Veroboard y comprendían un sistema de placa base basado en PCB muy temprano . Cada subunidad tenía una capacidad digital equivalente a 1/2 byte de almacenamiento de datos , es decir, se necesitarían 2.000.000 para almacenar 1 megabyte . [ cita requerida ]

Se producen dos formas de Veroboard con un paso de orificios de 2,54 mm (0,1 in) o 3,5 mm (0,15 in). El paso más grande es y fue considerado más fácil de ensamblar, especialmente en una época en la que muchos constructores todavía estaban más familiarizados con válvulas y tiras de etiquetas. [ cita requerida ]

Los circuitos integrados, cada vez más populares, en encapsulados duales en línea solo encajaban en las placas de 0,1. Muy pronto, el paso de 0,1 se convirtió en la forma dominante con diferencia. Los circuitos integrados y la disposición habitual de tiras paralelas cortas que sobresalían de los lados de un encapsulado de CI fomentaron el desarrollo de placas especializadas como Verostrip. Se trataba de una placa larga y delgada con las tiras de cobre dispuestas transversalmente, en lugar de longitudinalmente, como es habitual. Se proporcionaba un hueco central ya cortado para aislar los lados del CI. [ cita requerida ]

Un dibujo de producción de Vero Electronics Ltd de 1979 muestra un producto Veroboard especial fabricado para RS Components Ltd. [8] La versatilidad del tipo de producto veroboard/stripboard queda demostrada por la gran cantidad de ejemplos de diseño que actualmente (2013-07) se pueden encontrar en Internet . [9]

Variaciones

Hay muchos proveedores que venden placas de circuito impreso. Todas las versiones tienen tiras de cobre en un lado. Algunas están hechas con técnicas de grabado y perforación de placas de circuito impreso , aunque otras tienen tiras fresadas y orificios perforados. La placa Veroboard original usaba papel FR-2 adherido con resina sintética (SRBP) (también conocido como placa fenólica) como material de la placa base. Algunas versiones de placas de circuito impreso ahora usan material FR-4 (laminado epoxi reforzado con fibra de vidrio) de mayor calidad. [10]

Comparación con otros sistemas

La placa de pruebas TriPad tiene tiras de cobre divididas en secciones de tres orificios.
Placa de prototipos Perf+ que muestra las formas de las almohadillas
PCB de 400 puntos que es un equivalente eléctrico de una placa de pruebas sin soldadura

Para la creación de prototipos de alta densidad, especialmente de circuitos digitales, el uso de envoltura de cables es más rápido y más confiable que el Stripboard para personal experimentado. [11]

El concepto y el uso de Veroboard son similares a los de una placa de pruebas enchufable , pero son más baratos y más permanentes: las conexiones se sueldan y, si bien es posible una reutilización limitada, es probable que más de unos pocos ciclos de soldadura y desoldadura hagan que tanto los componentes como la placa queden inutilizables. Por el contrario, las conexiones de la placa de pruebas se mantienen mediante fricción y la placa de pruebas se puede reutilizar muchas veces. Sin embargo, una placa de pruebas no es muy adecuada para la creación de prototipos que deben permanecer en una configuración establecida durante un período de tiempo apreciable ni para maquetas físicas que contengan un circuito funcional o para cualquier entorno sujeto a vibraciones o movimiento.

Las placas de pruebas han evolucionado aún más hasta convertirse en una clase más grande de placas prototipo, disponibles en diferentes formas y tamaños, con diferentes diseños de pistas conductoras.

Por ejemplo, una variante se denomina placa TriPad. Es similar a la placa de circuito impreso, excepto que las pistas conductoras no recorren la placa de forma continua, sino que están divididas en secciones, cada una de las cuales abarca tres orificios. Esto permite que las patas de dos o tres componentes se conecten fácilmente entre sí en el circuito sin necesidad de realizar cortes en las pistas. Sin embargo, para conectar más de tres orificios, se deben formar puentes o enlaces de cables, lo que puede dar como resultado un diseño menos compacto que el que es posible con una placa de circuito impreso común.

Otra variante es Perf+. [12] Esta se describe mejor como una placa de circuitos selectivos. En lugar de tener todos los orificios conectados entre sí en una tira, una placa Perf+ puede tener orificios conectados al bus mediante una pequeña gota de soldadura. Por otro lado, los buses corren en otra dirección, lo que permite diseños compactos de circuitos complicados al pasar señales unas sobre otras en diferentes capas de la placa.

Otras variantes de placas prototipo tienen diseños genéricos para simplificar la construcción de prototipos con circuitos integrados , típicamente en formas DIP , o con transistores (almohadillas que forman triángulos). En particular, algunas placas imitan el diseño de las placas de pruebas, para simplificar el movimiento de un prototipo no permanente en una placa de pruebas a una construcción permanente en una PCB . Algunos tipos de placas tienen patrones para conectores en la periferia, como cabezales DB9 o IDC , para permitir que se utilicen fácilmente conectores con espaciados de pines no estándar. [13] Algunas vienen en formas físicas especiales, para usarse en prototipos de placas enchufables para sistemas de bus de computadora.

Véase también

Referencias

  1. ^ Kearney, Georgina (19 de febrero de 2016). "La historia de las placas de circuito impreso". mint-tek.com . Mint Tek Circuits . Consultado el 24 de abril de 2020 .
  2. ^ El Hotel Dorchester no tiene registro existente de eventos de 1959.
  3. ^ Londres, The Patent Office (27 de noviembre de 2013). "Veroboard Patent" (escaneo) . Consultado el 24 de abril de 2020 .
  4. ^ Chantrell, Nathan. "'Veroduino'".
  5. ^ Marca registrada del Reino Unido 824,961 , sitio web de la Oficina de Propiedad Intelectual
  6. ^ Veroboard.com. "Impresión de píxeles".
  7. ^ "Fresa de corte lateral y frontal".Imágenes de Google
  8. ^ "Producto Veroboard para componentes RS" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2012-03-30.Dibujo de producción de Vero Electronics
  9. ^ "Ejemplos de diseño de Veroboard".Imágenes de Google
  10. ^ BusBoard Prototype Systems Ltd. "Ficha técnica de la placa de circuito impreso ST3U" Consultado el 20 de octubre de 2010. Archivado el 11 de septiembre de 2011 en Wayback Machine.
  11. ^ Bilotta, Anthony J.: Conexiones en conjuntos electrónicos . Marcel Dekker: 1985. ISBN 0-8247-7319-5 
  12. ^ Kickstarter original para Perf+. "Perf+, la placa perforada reinventada". Recuperado el 17 de abril de 2015.
  13. ^ BusBoard Prototype Systems Ltd. "Ficha técnica de placa de prototipos PR3UC con conectores" Consultado el 20 de octubre de 2010.