CIRCUITOS DE PAPEL: 6 Passi (con Immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Llevo unos años trabajando, investigando y tratando de adaptar circuitos electrónicos a proyectos muy dispares, desde una hoja de papel, cristal, madera… hasta una tela. Esto implica que tal como conocemos tradicionalmente un circuito electrónico no se Adapta a estos soportes. Por no decir que la parte estética y artística de un circuito electrónico tradicional distaba mucho de lo que buscaba para mis proyectos.

Voy a mostraros un ejemplo muy sencillo pero que ilustra perfectamente la capacidad y la flexibilidad para desarrollar circuiti elettronici usando estas técnicas. De esta manera de trabajar me gusta sobre todo el nivel abierto que existe de creatividad y de poder explorar nuevos us de los circuitos electrónicos, 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 unas herramientas físicas per poder llevar a cabo esta tarea, usaré algunos programas de software, todos ellos Open Source.

Passaggio 1: Herramientas e materiali

materiali

• Cartulina
• Cinta adhesiva de cobre
• Trasferimento cartaceo
• Estaño para soldar

Componenti elettronici

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

Herramientas

• Soldador
• Tijeras
• Pinzas
• Plotter di Corte
• Programmatore USBASP (Aliexpress)

Software utilizzato

• Programma di dibujo vettoriale, INKSCAPE (Inscape)
• Disegno del circuito elettronico, KICAD (KiCad)
• Software de corte del plotter, Silhouette Estudio

Fase 2: Preparando El Soporte Del Circuito

El soporte del circuito 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 Adapte a nuestra idea

Il design del supporto della nuova idea consente di realizzare un software di creazione di grafici vettoriali, utilizzare INKSCAPE, che è un programma fantastico per le aziende che utilizzano l'Open Source.

Aquí podemos dibujar desde cero nuestro diseño con el programa, o buscar en Internet algún dibujo que se Adapte a nuestra idea. Yo ha scaricato da Internet el archivio. Molto importante. L'archiviazione di ciò che non si trova è che 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 volta che è possibile archiviare, è possibile modificare solo il contorno. Esto nos servirá para crear un soporte para el circuito con esa forma.

El siguiente paso será preparar el archivo para exportarlo al programa de diseño de circuitos electrónicos. Para ello desde INKSCAPE salvaremos el archivio con l'estensione 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 circuitos electrónicos Kicad.

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

Yo lo voy a recortar con el Plotter de corte.

Fase 3: Disegno Del Circuito Elettronico

En este paso vamos a crear nuestro circuito electrónico con el software de diseño de circuitos electrónicos KICAD. En el diseño de circuitos electrónicos hay un workFlow de trabajo que debemos seguir.

• Diseño de esquemático
• Disegno del PCB (circuito stampato)
• Crear archivos para exportarlos al plotter de corte

El primer paso será diseñar el esquemático. El esquemático de un circuito electrónico no es más que un documento donde se colocan todos los componentes electrónicos que lo forman, y la conexión entre ellos para que nuestro circuito funcione.

Escoger i componenti idóneos en tamaño, consumo, e características es esencial per lograr diseñar este tipo de proyectos. È fondamentale dedicarle tiempo a consultar e investigar los tipos de componentis que existen en el mercado y mejor se Adapten a nuestro proyecto.

Questo è il momento in cui è possibile utilizzare tutti i componenti che possono essere utilizzati per utilizzare le librerie che offrono KiCad con i rispettivi empaquetados e i collegamenti tra i due. Un empaquetado (pacchetto), non è più la forma nel fabbricante non è presente il componente elettronico. I componenti che si possono utilizzare per adattarsi a una forma più adatta a un mio design empaquetados SMD, DIP8, Throug hole. Los empaquetados SMD son empaquetados que se utilizan para el montaje en superficie en el diseño de circuitos electrónicos, a diferencia de los componentes through hole, son mucho más pequeños ocupando mucho menos espacio en nuestro circuito. Las resistencias y los LED que voy a usar son los que tienen ese empaquetado, concretamente el 1206 (largo y el ancora del componente espresso in pulgadas. 0, 12 largo, 0,06 ancho).

El LDR, la fotoresistencia es un componente throug hole (agujero pasante), le recortaré las patas para adaptarla al circuito.

Il microcontrollore ATtiny85 que voy a utilizar está en un incapsulado lamado DIP8. En lugar de soldar el microcontrolador directamente al circuito le pondré un zócalo que me allowa extraerlo para programarlo. también son componenti throug hole, los adattato per poder utilizzas en mi circuito.

Necessario que sea un progetto totalmente autonomo, come l'alimentazione del circuito la realizzazione con una batteria di botón accoppiata e un portapilas. I LEDS che consentono di utilizzare il colore in base al consumo di un minimo di 20mA e di un massimo di brillantezza, il microcontrollore ATtiny85 è stato progettato per regolare un voltaggio tra 2, 7v e 5, 5v. Así que una pila de botón de 3v será suficiente para que el alimentar el circuito.

Cuando tengamos nuestro esquemático creado es momento de pasar al diseño del PCB (placa de circuito impreso). Con todos nuestros componentes electrónicos escogidos en función a nuestras necesidades, tanto funcionales como de diseño de nuestro circuito, en este paso los iremos colocando el lugar que van a ocupar nuestros componentes en nuestro circuito electrónico. Además trazaremos les pistas che unirán nuesters diversi componentis entre si.

Per ayudarme a colocar los components de una manera más precisa importaré la silueta de la luciérnaga que había creato anteriormente in INKSCAPE. Desde el menu archivo accedemos a import y allí buscamos nuestro archivo que tiene que tener un formato dxf. Allí el programa 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 circuito. Una vez importado iremos colocando nuestros componentis de la manera que mejor se Adapten a nuestra idea. Luego crearemos las pistas que conectan nuestri componenti. 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 circuito ya terminado vamos a importarlo para que nuestro plotter de corte lo pueda recortar. Desde la herramienta trazado en KiCad escogemos la capa que queremos recortar, en este caso, F. Cu y lo exportamos como PDF. Con questo si tende l'archivio che contiene il nuovo design, prima di aumentare il software de la corte debemos convertir ese PDF in un archivio grafico PNG, si può avere un altro editor grafico, GIMP per esempio.

Ahora ya lo podemos enviar al software del plotter de corte.

Fase 4: Transfirendo Nuestro Circuito a La Luciérnaga

En esta parte del proceso me encontré con varios problemas al momento de recortar el circuito con el 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 a mi material fueron:

• Presidenza: 4
• Velocità 1
• passa 2

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

Una vez recortado nuestro circuito lo trasferimos a nuestra luciérnaga.

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

Passaggio 5: Soldando i componenti

Si todo a ido bien, i componenti elettronici deberían encajar perfettamente e los lugares que van colocados.

Come è possibile osservare i componenti dei componenti in modo da poter essere saldati in formato SMD. Utilizo este formato por que es pequeño y se adapta muy bien para este tipo de circuitos. Otros son de agujero pasante, que simplemente doblándoles las patas las ajusto al circuito. También he decidido colocar un zócalo para insertar el microcontrolador (un zócalo es como un conector donde podemos pinchar nuestro componente) en vez de soldarlo direttamente al circuito, esto me permitirá poder extraerlo del circuito sin tener que desoldarlo.

Que nessun os asuste soldar i componenti SMD, al principio parece molto difficile pero con un poco pratico se sueldan perfettamente.

Utilizzare un soldato con una punta fino a quando non è possibile acquistare molti componenti. 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.

Passaggio 6: programmare il microcontrollore

Buscar el dispositivo que controle toda la lógica de nuestro circuito y que se Adapte a nuestras necesidades tanto funcionales como físicas del circuito es una tarea importante que requerirá investigar las posibilidades que nos ofrecen los fabricantes de este tipo de dispositivis.

L'ATtiny85 (fabbricato per MicroChip, prima di ATMEL) consente di misurare e conservare grandi virtù, oltre al complemento idóneo per questo tipo di progetti in cui lo spazio e il consumo sono un punto importante per tenere in ordine. Además sino estáis acostumbrados un programmatore direttamente sui registri di memoria del microcontrollore, che è come se fosse programmato come microcontrollori, esistono varie librerie per programmare desde el IDE di Arduino. Cabe decir, che è un microcontrollore con poca memoria soltanto 8Kb e che è programmabile con le librerie di Arduino se merma molto 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 come PWM, e 4 come ADC (convertitore Analógico - Digital). Tiene una memoria FLASH di 8Kb, 512 byte di EEPROM, e 512 di SDRAM.

PROGRAMMA EL ATtiny85

En este punto os estaréis preguntado, ¿Cómo puedo programar este microcontrolador?, acostumbrados a sistemas de desarrollo come puede ser Arduino, donde toda la circuiteria extra que necesita el microcontrolador para ser programado está integrata en la placa de desarrollo se ve difír program.

Vamos a programarlo utilizzando una tecnologia llamada ICSP (In Circuit Sistem Program). Imaginaros que creamos un sistema 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 circuitería extra para poder programarlo ya que esto tiene un gasto de energía innecesaria, nos vemos en la situación de reprogramarlo. Inoltre, è possibile accedere all'ICSP, con un programmatore specifico (puoi utilizzare il proprio Arduino) e la comunicazione SPI, programmare il microcontrollore per ripristinare il sistema.

Voy a describir los pasos a llevar a cabo para preparar el entorno Arduino per programar los ATtiny.

• Installa l'IDE di Arduino, Software Arduino
• Abrir el IDE de Arduino, nos vamos a Archivo, preferencias y en gestorer de URLs Adicionales de 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 questo nuovo Arduino è stato preparato per emulare il sistema di programmazione ICSP per il nuovo programma ATtiny85.

• Escribiremos nuestro código.
• Vamos al menu Herramientas, seleccionamos placa: ATtniny25/45/85
• Processore: ATtiny85
• Reloj: interni 1MHz
• Porto: COMxx (arduinoUno)
• Programmatore: Arduino come ISP
• Subimos el skecth a nuestro ATtiny85