CIRCUITOS DE PAPEL: 6 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Llevo unos años trabajando, nyomozás és adaptációs áramkörök, valamint az adaptív áramkörök és a proyectos muy dispares, desde una hoja de papel, cristal, madera… hasta una tela. Esto implica que tal como conocemos tradicionalmente un Circuito Electronico no se adapta a estos soportes. Por no decir que la parte estética y artística de un Circuito Electronico tradicional distaba mucho de lo que buscaba para mis proyectos.

Voy a mostraros un ejemplo muy sencillo pero que ilustra perfectamente la kapacidad y la flexibilidad para desarrollar circuititos elektrónikus 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 circuititos electronicos, en el que uno puede dejar volar su imaginación y llegar a conjugar perfectamente arte y tecnología.

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

A parte de unas herramientas físicas para poder llevar a cabo esta tarea, használjon szoftverprogramokat, nyílt forráskódú programokat.

1. lépés: Herramientas Y Materiales

Anyagok

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

Componentes Electrónicos

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

Herramientas

• Soldador
• Tijeras
• Pinzák
• Plotter de Corte
• USBASP programozó (Aliexpress)

Szoftver Utilizado

• Programa de dibujo vectorial, INKSCAPE (Inscape)
• Diseño de circuitito Electronico, KICAD (KiCad)
• Corte del plotter szoftver, Silhouette Estudio

2. lépés: Preparando El Soporte Del Circuito

El soporte del circuitito 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 adaptálja a nuestra ötletet

Az ideológia ötlete ötleteket kínál a vírusok megvalósításához, és egy vektoros szoftverrel rendelkezik, és használja az INKSCAPE programot, és készítsen fantáziaprogramokat a nyílt forráskódú laboratóriumok számára.

Aquí podemos dibujar desde cero nuestro diseño con el program, o buscar and Internet algún dibujo que se adapte a nuestra idea. Letöltheti az internetes archiválást. Nagyon fontos. El archivo que nos bajemos vagy 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 circuit for esa forma.

El siguiente paso sera prepar el archivo para exportarlo al program de diseño de circuititos electric. Para ello desde INKSCAPE salvaremos el archivo with 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 circuititos elektrónicos Kicad.

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

Láthatja a Plorter de corte recortarját.

3. lépés: Diseño Del Circuito Electrónico

En este paso vamos a crear nuestro circuitito Electronico with software software de diseño de circuititos electronics KICAD. En el diseño de circuititos elektrónikus hay un workFlow de trabajo que debemos seguir.

• Diseño de esquemático
• Diseño del PCB (nyomtatott áramkör)
• Crear archivos para exportarlos al plotter de corte

El primer paso será diseñar el esquemático. El esquemático de un Circito Electronico no es más que un documento donde se colocan todos los komponensek elektrónikus que lo forman, y la conexión entre ellos para que nuestro circuitito funcione.

Escoger los komponentes idóneos en tamaño, consumo, y características es esencial para lograr diseñar este tipo de proyectos. Ez az alapvető dedicarle tiempo a konzultáció és vizsgálat a los tipos de componentses que existen en el mercado y mejor se adapten a nuestro proyecto.

En este paso se escogen todos los komponensek que vamos a utilizar de las librerías que nos ofrece KiCad con sus respectivos empaquetados y los conectamos entre si. Un empaquetado (csomag), nem es más que la forma en la que el fabricante nos presenta el componentsente electric. Los komponentes que yo voy a utilizar para que se adapten de una mejor forma a 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 circuititos electronicos, a differencia de los komponensek lyukon keresztül, son mucho más pequeños ocupando mucho menos espacio en nuestro circuitito. Las resistencias y los LED que voy a usar son los que tienen ese empaquetado, concretamente el 1206 (largo y el ancho del componentsente expresado en pulgadas. 0, 12 largo, 0,06 ancho).

Az LDR, a fotoresistencia es un komponente thug hole (agujero pasante), le recortaré las patas para adaptarla al circuitito.

Az ATtiny85 mikrokontrolador használja a DIP8 kapszulát. En lugar de soldar el microcontrolador directamente al circuitito pondré un zócalo que me permita extraerlo para programarlo. también son componentses throug hole, los adaptaré para poder usarlos en mi circuit.

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

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

Para ayudarme a colocar los komponentes de 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 program 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 circuitito. Una vez importado iremos colocando nuestros komponensek de la manera que mejor se adapten a nuestra idea. Luego crearemos las pistas que conectan nuestros komponensek. 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 circuitito ya terminado vamos a importarlo para que nuestro plotter de corte lo pueda recortar. Desde la herramienta trazado és KiCad escogemos la capa que queremos recortar, en este caso, F. Cu y lo exportamos como PDF. Con esto tendremos el archivo que contiene nuestro diseño, antes de llevarlo al software de corte debemos converter ese PDF and archivo gráfico PNG, lo podéis hacer con cualquier editor gráfico, GIMP por ejemplo.

Ahora ya lo podemos irigyli a plotter de corte szoftverét.

4. lépés: Transfiriendo Nuestro Circuito a La Luciérnaga

En esta parte del process me encontré con varios problems al momento de recortar el circuit by 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 and mi material fueron:

• Elnök: 4
• Velocidad 1
• pasas 2

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

Una vez recortado nuestro circuitito lo trasferiremos a nuestra luciérnaga.

Iremos despegando con mucho cuidado las partes que no forman parte del circuitito, hasta que nos quede solamente el circuit en si mismo. Ahora para poder llevarlo a la luciérnaga tendríamos que ir despegando parte por parte de nuestro circuit, pero esto se hace mucho más fácil y rápido usando un papel transfer. Colocamos el papel transfer sobre nuestro circuitito 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. lépés: Soldando Los Componentes

Ez egy ido bien, los komponensek elektronika deberían encajar perfectamente en los lugares que van colocados.

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

Ez nem az SMD, hanem az alapelvek javítása, de a perco con un poco de práctica se sueldan perfectamente.

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

6. lépés: Programando El Microcontrolador

Buscar el dispositivo que controle toda la lógica de nuestro circuitito y que se adapte a nuestras necesidades tanto funcionales como físicas del circuitito es una tarea importante que requerirá vizsgálat to las posibilidades que nos ofrecen los fabricantes de este tipo de dispositivos.

El ATtiny85 (a MicroChip gyártmánya, az ATMEL -hez hasonlóan) a pama a su 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 programar directamente sobre los registros de memoria del microcontrolador, que es como se suelen programar estos microcontroladores, existen varias 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 (converter Analógico - Digital). A FLASH memóriája 8Kb, 512 bájt az EEPROM és az 512 SDRAM memória.

PROGRAM EL EL ATtiny85

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

Vamos a programarlo 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, así que no tiene ninguna circuititería extra para poder programarlo ya que esto tiene un gasto de energía nos vemos en la situción de reprogramarlo. Ahí es donde entra el ICSP, egy speciális programozói program (SPE, SPE, SPE, podemos programar el microcontrolador sin retirarlo del system).

Voy a descriptionir los pasos a llevar a cabo para prepar el entorno Arduino para programar los ATtiny.

• Telepítse az IDE de Arduino szoftvert, az Arduino szoftvert
• Abrir el IDE de Arduino, nos vamos a Archivo, preferencias y en gestor de URLs Saját gyűjteménybe helyez 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

Con esto nuestro Arduino estará preparado para emular el system de programción ICSP para programar nuestro ATtiny85.

• Escribiremos nuestro código.
• Vamos al menú Herramientas, seleccionamos placa: ATtniny25/45/85
• Processzor: ATtiny85
• Reló: 1 MHz -es frekvencián
• Puerto: COMxx (arduinoUno)
• Programozó: Arduino, mint internetszolgáltató
• Subimos el skecth a nuestro ATtiny85