No cabe duda de la practicidad de las placas de prototipos sin soldadura, pero hay que admitir que no son perfectas. Claro que no son ideales para ciertos tipos de circuitos, pero son menos problemáticas que las que usan puentes. Los descuidados acabarán enredados entre un montón de puentes con sus componentes, y los meticulosos dedicarán más tiempo a ordenar los puentes que a construir un prototipo del circuito. ¿Qué debo hacer?
Una forma de solucionar este problema es crear una placa de prototipos sin soldadura ni puentes. Esta es la idea detrás de los productos de repostería de Kevin Santo Cappuccio. El objetivo es adaptar la placa de prototipos estándar para que la conexión entre cualquier par de contactos comunes y la línea de alimentación se pueda establecer mediante software. El truco consiste en simular la matriz de chips de conmutación CMOS, en particular el MT8816AP. Cada chip cuenta con 128 interruptores de punto de cruce que pueden manejar voltajes de hasta ±12 voltios, por lo que existen numerosos circuitos que pueden utilizar estos puentes de silicio programables.
[Kevin] La versión actual es la 0.2, su tamaño cabe debajo de una placa de prototipos sin soldadura y el encapsulado es compacto. Compartió detalles sobre cómo conectar los contactos de la placa de prototipos, lo que parecía un proceso engorroso: extraer los contactos, cortar una pequeña etiqueta en el extremo del canal y luego doblarla hacia abajo para formar la impresión de los pines de la placa de circuito impreso de orificio pasante. Parece mucho trabajo, debe haber una forma mejor; [Kevin] obviamente está abierto a sugerencias.
Aunque ya habíamos visto la conmutación de puntos cruzados utilizada para mejorar las placas de prototipos sin soldadura, la simplicidad de este proyecto nos resultó muy atractiva. La idea de prescindir de todos esos saltos de conexión es sin duda tentadora.
Este es un proyecto realmente genial. Un detalle ingenioso es que tiene pequeñas pantallas a cada lado que muestran la conexión actual.
A menos que no puedas implementar una pantalla LED de 7 segmentos, un motor de vibración, un acelerómetro, un interruptor DIP o cualquier otro componente "divertido e interesante".
15 mA (ImaxIO) es suficiente para manejar cualquier señal pequeña; si necesita más corriente, puede usar transistores bipolares o FET, ya que, al fin y al cabo, sigue siendo una placa de prototipos.
Durante la fase de prototipado, diseñé una placa de circuito impreso de montaje superficial de una sola cara que contenía todos los chips digitales necesarios y algunos chips CPLD que transmitían todas las señales entre ellos. Luego, simplemente programé la conexión en VHDL. De esta forma, si cometo algún error o necesito modificar la conexión, solo tengo que cambiar el código.
Para uno de esos sintetizadores analógicos en los que hay que conectar todos los cables, esta idea parece bastante interesante.
Bueno, una vez que encuentre una placa de pruebas en la que confíe, dejaré de dudar. Con las placas de pruebas, siempre es necesario adivinar si el problema está en el diseño o en la propia placa.
Para colmo, hay que diseñar específicamente para las capacidades de la placa de pruebas, y las cosas que realmente necesitan ser prototipadas, como los reguladores de conmutación, no funcionan bien.
Los sistemas analógicos y de alta velocidad no toleran bien los efectos parásitos, mientras que los digitales y de baja velocidad no requieren una etapa de prototipado manual, si se tiene cuidado.
No sé nada de todo esto, pero siempre he esperado una conversión así, y cada vez que lo analizo, descubro que no es posible. Incluso para circuitos sencillos, hay que ajustar cuidadosamente el interruptor a las necesidades específicas. Aun así, hay que aceptar cierto grado de comportamiento indeseado. Siempre se trata de amplificadores operacionales de ganancia unitaria o algún tipo de transistores con polarización de voltaje o resistencia.
No sé mucho sobre la tecnología subyacente. La hoja de datos del MT8816 que encontré no tiene un diagrama esquemático de la conexión real. Pero inmediatamente (suponiendo que lo expliqué correctamente), vi que la corriente máxima es de 15 mA y la resistencia típica en estado activo es de 45 ohmios a Vdd=12. Es, por supuesto, un componente interesante que se puede usar para muchas cosas, pero la advertencia es enorme. Incluso dominante. No se me ocurre un solo circuito que haya hecho con una placa de prototipos que se pueda adaptar. Especialmente porque usé la placa de prototipos como paso previo a soldarla... Comparado con este interruptor, el comportamiento extremadamente diferente de los cables hizo imposible siquiera empezar.
Si comprendo lo suficientemente bien como para predecir el impacto de esta interconexión en el circuito, entonces no necesito una placa de prototipos.
Para señales pequeñas que mantienen una corriente baja, esto debería ser más o menos como un interruptor ideal. Por supuesto, la resistencia de encendido variará según la posición exacta dentro del rango de voltaje, pero de todos modos tendrá que trabajar con kiloohmios, y no debería importar si agrega ±75 ohmios a este margen de error en su diseño. De lo contrario, estará diseñando un circuito que no se puede construir debido a las tolerancias de los componentes.
Sí, una vez que tengas este dispositivo, puedes salir y crear un proyecto; este proyecto se basa en señales pequeñas irrelevantes de +/-75 ohmios. Pero nunca he realizado un proyecto así. Ni siquiera puedo imaginar un proyecto de este tamaño. Los números puros son casi lo único que cumple con los criterios; para esto, o tienes tantas conexiones que la placa de pruebas es solo una gota en el océano, o hay tan pocas conexiones que prefieres usar un clip para circuitos integrados para puentear el cable.
De hecho, la mitad del código completo permite aplicar una frecuencia (o cualquier señal) a la sonda para poder conectarla a diferentes filas e indicarle a la placa qué conexiones se desean realizar sin necesidad de un ordenador.
El siguiente paso, una vez que consiga que lo básico funcione correctamente, es hacer algunas de las cosas que mencionaste. Hay varias maneras de solucionar este problema. Creo que la más ingeniosa es instalar una pantalla en la parte superior de la placa de pruebas, pero fabricar una pantalla con una superficie tan porosa podría requerir el nivel de desarrollo de Samsung. Otra opción es instalar un proyector en miniatura y una cámara, pero todos los dispositivos que he probado para lograr esto son demasiado lentos y problemáticos, y el resultado es un auténtico desastre.
No es que ninguna de estas cosas sea imposible, simplemente necesito encontrar la manera de hacerlo sin sacrificar la experiencia.
Me gusta la idea de las sondas. Como indicación, cada columna tiene un color RGB y cada "red" tiene su propio código de color. Ciertamente no es tan sofisticado como los proyectores de transparencias, pero facilita el uso de las tiras WS281*.
Aunque, según mi experiencia, esas placas de plástico transparente genéricas son de mala calidad, parece más fácil combinar la carcasa transparente con el clip bb830 que una pantalla con un orificio. Esto abre más opciones para la colocación de los LED. Incluso colocar los LED por encima y por debajo de la placa de circuito impreso no es mala idea (salvo que la línea de alimentación estorba un poco).
Me gusta esta idea y debo estudiar el chip con detenimiento. He estado buscando algo similar, pero solo en cuanto a números. Cada pin debería tener una resistencia programable, además de una resistencia programable a tierra, configurada como entrada, configurada como salida y configurada a alta impedancia, todo como un bloque de registro de desplazamiento para cada pin, por lo que sería programable por software. Pero hasta ahora no se ha encontrado ningún FPGA/CPLD adecuado. Para una placa de pruebas, el sistema debería cubrir al menos 60 pines (30+30). Dado que todo se basa en registros de desplazamiento, se puede ampliar fácilmente. Y todo se controla por software.
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Fecha de publicación: 19 de noviembre de 2021