1.2: Configuración de un laboratorio doméstico

Para construir los circuitos descritos en este volumen, necesitará una pequeña área de trabajo, así como algunas herramientas y suministros críticos. En esta sección se describe la configuración de un laboratorio de electrónica doméstica.

Área de trabajo

Un área de trabajo debe consistir en un gran banco de trabajo, escritorio o mesa (preferiblemente de madera) para realizar el ensamblaje de circuitos, con energía eléctrica doméstica (120 voltios CA) fácilmente accesible para equipos de soldadura de energía, fuentes de alimentación y cualquier equipo de prueba. Escritorios económicos destinados al uso de la computadora funcionan muy bien para este propósito. Evite un escritorio de superficie metálica, ya que la conductividad eléctrica de una superficie metálica crea tanto un peligro de choque como la posibilidad muy clara de que se desarrollen “cortocircuitos” involuntarios a partir de componentes del circuito que tocan la mesa metálica. Se deben evitar las superficies de banco de vinilo y plástico por su capacidad de generar y almacenar grandes cargas estáticas-eléctricas, que pueden dañar componentes electrónicos sensibles. Además, estos materiales se funden fácilmente cuando se exponen a soldadoras calientes y gotas de soldadura fundidas.

Si no puede obtener un banco de trabajo con superficie de madera, puede convertir cualquier forma de mesa o escritorio en uno colocando una pieza de madera contrachapada en la parte superior. Si usted es razonablemente hábil con las herramientas para trabajar la madera, puede construir su propio escritorio utilizando madera contrachapada y tablas 2x4.

El área de trabajo debe estar bien iluminada y cómoda. Tengo una pequeña radio instalada en mi propio banco de trabajo para escuchar música o noticias mientras experimento. Mi propio banco de trabajo tiene un receptáculo de “regleta de alimentación” y un conjunto de interruptor montado en la parte inferior, en el que conecto todos los dispositivos de 120 voltios. ¡Es conveniente tener un solo interruptor para apagar toda la energía en caso de un cortocircuito accidental!

Herramientas

Se requieren algunas herramientas para el trabajo electrónico básico. La mayoría de estas herramientas son económicas y fáciles de obtener. Si desea mantener el costo lo más bajo posible, es posible que desee buscarlos en tiendas de segunda mano y casas de empeño antes de comprarlas nuevas. Como se desprende de las fotografías, algunas de mis propias herramientas son bastante antiguas pero funcionan bien, no obstante.

Primero y ante todo en tu colección de herramientas es un multímetro. Este es un instrumento eléctrico diseñado para medir voltaje, corriente, resistencia y, a menudo, también otras variables. Los multímetros se fabrican tanto en forma digital como analógica. Se prefiere un multímetro digital para trabajos de precisión, pero los medidores analógicos también son útiles para obtener una comprensión intuitiva de la sensibilidad y el alcance del instrumento.

Mi propio multímetro digital es un Fluke modelo 27, comprado en 1987:

Multímetro digital

La mayoría de los multímetros analógicos que se venden hoy en día son bastante económicos, y no necesariamente instrumentos de Te recomiendo tener tipos de medidores tanto digitales como analógicos en tu colección de herramientas, gastar el menor dinero posible en el multímetro analógico e invertir en un multímetro digital de buena calidad (recomiendo encarecidamente la marca Fluke).

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Un instrumento de prueba que he encontrado indispensable en mi trabajo doméstico es un detector de voltaje sensible, o detector de audio sensible, descrito en experimentos casi idénticos en dos capítulos de este volumen de libro. No es más que un conjunto sensibilizado de auriculares de audio, equipados con un atenuador (control de volumen) y diodos limitantes para limitar la intensidad del sonido a partir de señales fuertes. Su propósito es indicar audiblemente la presencia de señales de voltaje de baja intensidad, CC o CA. A falta de un osciloscopio, esta es una herramienta muy valiosa, ya que permite escuchar una señal electrónica, y con ello determinar algo de su naturaleza. ¡Pocas herramientas engendran una comprensión intuitiva de la frecuencia y la amplitud como esta! Cito su uso en muchos de los experimentos que se muestran en este volumen, por lo que animo fuertemente a que construya el suyo propio. En segundo lugar, sólo para un multímetro, es la pieza de equipo de prueba más útil en la colección del experimentador de electrónica presupuestal.

Detector sensible de voltaje/audio

Como pueden ver, construí mi detector usando piezas de desecho (interruptor eléctrico del hogar/caja de receptáculos para el gabinete, sección de cable de lámpara marrón para los cables de prueba). Incluso algunos de los componentes internos fueron rescatados de chatarra (el transformador reductor y el conector para auriculares se tomaron de una radio vieja, comprados en condiciones que no funcionaban en una tienda de segunda mano). Todo, incluyendo los auriculares, comprados de segunda mano, no costó más de 15 dólares para construir. Por supuesto, uno podría tener mucho mayor cuidado en la elección de materiales de construcción (caja metálica, cable de sonda de prueba blindado), pero probablemente no mejoraría su rendimiento significativamente.

El componente más influyente con respecto a la sensibilidad del detector es el conjunto de auriculares: en términos generales, cuanto mayor sea la clasificación “dB” de los auriculares, mejor funcionarán para este propósito. Dado que los auriculares no necesitan ser modificados para su uso en el circuito detector, y se pueden desenchufar de él, podrías justificar la compra de audífonos más caros y de alta calidad usándolos como parte de un sistema de entretenimiento doméstico (audio/video).

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También es esencial una placa de pruebas sin soldadura, a veces llamada placa de prototipado o protoplaca. Este dispositivo le permite unir rápidamente componentes electrónicos entre sí sin tener que soldar terminales de componentes y cables juntos.

Tabla de cortar el pan sin soldadura

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Al trabajar con alambre, necesita una herramienta para “pelar” el aislamiento plástico de los extremos para que quede expuesto el metal de cobre desnudo. Esta herramienta se llama pelacables, y es una forma especial de alicates con varios orificios con filo de cuchillo en el área de la mandíbula del tamaño perfecto para cortar a través del aislamiento de plástico y no el cobre, para una multitud de tamaños de alambre, o calibres. Aquí se muestran dos tamaños diferentes de alicates para pelar cables:

Alicates para pelar cables

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Para hacer conexiones rápidas y temporales entre algunos componentes electrónicos, necesita cables de puente con pequeños clips de “mordaza de cocodrilo” en cada extremo. Estos pueden comprarse completos o ensamblarse a partir de clips y alambres.

Cables de puente (vendidos por Radio Shack)

Cables de puente (hechos en casa)

Los cables de puente hechos en casa con clips de cocodrilo grandes no aislados (metal desnudo) están bien para usar siempre que se tenga cuidado de evitar cualquier contacto involuntario entre los clips desnudos y cualquier otro cable o componente. Para su uso en circuitos de placa de prueba abarrotados, los cables de puente con clips aislados (cubiertos de goma) como el puente que se muestra en Radio Shack son muy preferidos.

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Los alicates de punta fina están diseñados para agarrar objetos pequeños y son especialmente útiles para empujar los cables en los orificios difíciles de la placa de prueba.

Alicates de punta de aguja

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Ningún juego de herramientas estaría completo sin destornilladores, y te recomiendo un par complementario (3/16 pulgadas ranurado y #2 Phillips) como punto de partida para tu colección. Más tarde te puede resultar útil invertir en un juego de destornilladores de joyero para trabajar con tornillos muy pequeños y ajustes de cabeza de tornillo.

Destornilladores

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Para proyectos que involucran ensamblaje o reparación de placas de circuito impreso, un pequeño soldador y un carrete de soldadura de “núcleo de colofonia-núcleo” son herramientas esenciales. Te recomiendo un soldador de 25 vatios, no más grande para trabajos de placa de circuito impreso, y la soldadura más delgada que puedas encontrar. ¡No use soldadura “ácido-núcleo”! La soldadura ácido-núcleo está destinada a la soldadura de tubos de cobre (plomería), donde una pequeña cantidad de ácido ayuda a limpiar el cobre de las impurezas superficiales y proporcionar una unión más fuerte. Si se usa para trabajos eléctricos, el ácido residual hará que los cables se corroan. Además, debe evitar la soldadura que contenga el plomo metálico, optando en su lugar por la soldadura de aleación de plata. Si aún no usa anteojos, se recomienda encarecidamente un par de gafas de seguridad mientras se suelda, para evitar que los trozos de soldadura fundida aterricen de manera accidental en su ojo en caso de que un cable se suelte de la junta durante el proceso de soldadura y arroje trozos de soldadura hacia usted.

Soldador y soldadura (“núcleo de colofonia”)

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Los proyectos que requieren la unión de cables grandes mediante soldadura requerirán una fuente de calor más potente que un soldador de 25 vatios. Una pistola de soldadura es una opción práctica.

Pistola de soldadura

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Los cuchillos, como los destornilladores, son herramientas esenciales para todo tipo de trabajos. Por razones de seguridad, recomiendo una navaja “utilitaria” con hoja retráctil. Estas cuchillas también son ventajosas de tener por su capacidad de aceptar cuchillas de reemplazo.

Navaja utilitaria

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Alicates distintos del tipo de punta de aguja son útiles para el montaje y desmontaje del chasis del dispositivo electrónico. Dos tipos que recomiendo son la junta deslizante y la junta ajustable (“Channel-lock”).

Alicates para juntas deslizantes

Alicates de junta ajustable

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Es posible que se requiera perforación para el montaje de grandes proyectos. Aunque los taladros eléctricos funcionan bien, he descubierto que un simple taladro de manivela hace un trabajo notable perforando plástico, madera y la mayoría de los metales. Sin duda, es más seguro y silencioso que un taladro eléctrico, y cuesta bastante menos.

Taladro de mano

Como indica el desgaste de mi taladro, ¡es una herramienta de uso frecuente en mi casa!

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Algunos experimentos requerirán una fuente de señales de voltaje de audiofrecuencia. Normalmente, este tipo de señal es generada en un laboratorio de electrónica por un dispositivo llamado generador de señal o generador de funciones. Si bien construir tal dispositivo no es imposible (¡ni difícil!) , a menudo requiere el uso de un osciloscopio para afinar, y los osciloscopios suelen estar fuera del rango presupuestal del experimentador doméstico. Una alternativa relativamente económica a un generador de señal comercial es un teclado electrónico de tipo musical. No necesitas ser músico para operar uno con el propósito de generar una señal de audio (¡solo presiona cualquier tecla en la placa!) , y se pueden obtener con bastante facilidad en tiendas de segunda mano por un precio sustancialmente inferior al nuevo. La señal electrónica generada por el teclado se conduce a su circuito a través de un cable de auriculares enchufado a la toma de “auriculares”. Más detalles sobre el uso de un “Teclado Musical como Generador de Señal” se pueden encontrar en el experimento de ese nombre en el capítulo 4 (AC).

Suministros

El alambre utilizado en las planchas sin soldadura debe ser de cobre sólido calibre 22. Los carretes de este cable están disponibles en tiendas de suministros electrónicos y algunas ferreterías, en diferentes colores de aislamiento. El color del aislamiento no influye en el rendimiento del cable, pero a veces son útiles diferentes colores para las funciones de cable de “codificación de colores” en un circuito complejo.

Carrete de alambre de cobre sólido calibre 22

Observe cómo el último 1/4 de pulgada más o menos del alambre de cobre que sobresale del carrete ha sido “despojado” de su aislamiento de plástico.

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Una alternativa a la construcción de circuitos de placa de prueba sin soldadura es la envoltura de alambre, donde calibre 30 (¡muy delgado!) alambre de cobre sólido se envuelve firmemente alrededor de los terminales de los componentes insertados a través de los agujeros de una placa de fibra de vidrio No se requiere soldadura, y las conexiones hechas son al menos tan duraderas como las conexiones soldadas, quizás más. La envoltura de alambre requiere un carrete de este alambre muy delgado, y una herramienta especial para envolver, el tipo más simple que se asemeja a un destornillador pequeño.

Alambre para envolver alambre y herramienta para envolver

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Es posible que se necesite un cable grande (calibre 14 y más grande) para construir circuitos que transporten niveles significativos de corriente. Aunque el cable eléctrico de prácticamente cualquier calibre se puede comprar en carretes, he encontrado una fuente muy económica de alambre de cobre trenzado (flexible), disponible en cualquier ferretería: cables de extensión baratos. Normalmente compuesto por tres cables de color blanco, negro y verde, los cables de extensión a menudo se venden a precios menores que el costo minorista del cable constituyente solo. ¡Esto es especialmente cierto si el cable se compra a la venta! Además, un cable de extensión le proporciona un par de conectores de 120 voltios: macho (enchufe) y hembra (receptáculo) que pueden usarse para proyectos alimentados por 120 voltios.

Cable de extensión, en paquete

Para extraer los cables, corte cuidadosamente la capa exterior de aislamiento plástico con una navaja utilitaria. Con la práctica, puede encontrar que puede despegar el aislamiento exterior haciendo un atajo en él en un extremo del cable, luego agarrando los cables con una mano y el aislamiento con la otra y separándolos. Esto es, por supuesto, muy preferible a cortar toda la longitud del aislamiento con un cuchillo, tanto por razones de seguridad como para evitar cortes en el aislamiento de los cables individuales.

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Durante el transcurso de la construcción de muchos circuitos, acumularás una gran cantidad de pequeños componentes. Una técnica para mantener organizados estos componentes es mantenerlos en una caja “organizadora” de plástico como la que se usa para aparejos de pesca.

Caja de componentes

En esta vista de una de mis cajas de componentes, se pueden ver muchas resistencias de 1/8 vatios, transistores, diodos e incluso algunos circuitos integrados de 8 pines (“chips”). Las etiquetas para cada compartimento se realizaron con un marcador de tinta permanente.