Entendendo os circuitos...( Parte final )

    Teminada a análise do circuito, podemos então coloca-lo em teste prático de funcionamento em um "Protoboard", mas para que este modelo possa nos servir de modo realmente útil, torna-se praticamente inevitável a utilização na prática, de circuito impresso como base para esta e outras montagens eletrônicas em geral, tornando-as definitivas e com aparência mais profissional...

                                            A placa de Circuito impresso...


    ( Embora atualmente já existam diversos Softwares e novas técnicas para a confecção de circuitos impressos, resolvemos continuar a demonstrar aos principiantes, o antigo sistema manual de confecção de layouts e circuitos impressos, pois sabemos que nem todos possuem condições e/ou equipamentos para atuar com estas novas técnicas... Futuramente iremos aborda-las em nossas páginas para os apressadinhos! )

    O nome " Circuito impresso " foi colocado devido a sua grande semelhança com os aspectos de impressão utilizados nos mais diversos meios atualmente. Sua função específica é a de interligar eletricamente os circuitos e componentes entre si, dispensando o uso dos fios utilizados nas montagens "aranha" e nos Protoboards...
    Atualmente, existem à venda no comércio 2 tipos de placas com diferentes materiais utilizados em sua  matéria prima, sendo:

                                  - O Fenolite  ( Placas de fenolite )
                                  - A Lã de vidro com resinas especiais ( Placas de fibra )

    A Placa de fenolite, se diferencia especialmente da Placa de fibra pelo custo, sendo portanto de qualidade inferior, mas ideal para as montagens básicas e de fácil manuseio, sendo esta última característica, fato comprometedor na Placa de fibra, pois possui excelente dureza no material, sendo dificultoso seu corte e impossível a perfuração pelo perfurador manual, somente perfurável com furadeira e prendedores apropriados...
    Mas não podemos com isso, desmerecer a Placa de fibra, que é excelente em suas características mecânicas e elétricas, principalmente quando se trata de montagens em altas frequencias, onde a Placa de fenolite "perde feio" com alcances de frequencias  de até 110 Mhz máximos, quando comparado as de Fibra, que ultrapassam 10 Ghz ...

    Fisicamente, podemos descrever as placas de circuito impresso em geral, da seguinte maneira: Um substrato isolante ( que é a base, na qual já falamos ), sendo o fenolite ou a fibra, com espessura de aproximadamente 1,6 mm; e uma superfície laminada condutora ( de cobre ) muito fina, aproximadamente de 0,05 mm, colada à base isolante, por processos industriais...

    Esta superfície laminada de cobre, pode vir colada em uma única face da base, sendo então denominada placa de face simples, ou em ambas as faces da placa de circuito impresso, advindo daí as chamadas placas de dupla face, no intuito de se ganhar mais espaço ou permitir que trilhas adicionais possam estar presentes, sem confusões de entrelaçamento de ligações ou "jumpers". A interligação entre faces se faz pelos furos, que neste caso são metalizados entre si, quando se necessita por ventura desta interligação...

  ( Para nossos leitores novatos, utilizaremos somente a técnica de layout face simples)

                                 Foto de uma placa de fibra (e) e de fenolite (d) 

    Além da característica das faces nas placas de circuito impresso, ainda existe outra, na qual elas podem ser montadas, através de técnicas especiais, em camadas, chamadas de " Multilayers", interligadas uma as outras através das conexões metalizadas entre furos. Tais placas e técnicas não são aplicáveis ao nosso cursinho, pois além de caríssimas, exigem equipamentos adequados e sofisticados à construção destas placas, tendo sua utilização na prática somente em circuitos de grande complexidade, como Placas-Mãe de computadores, por exemplo ( Motherboards )...

    Um detalhe importante, que é ótimo deixar claro para o principiante desde já, quando estiver desenhando seu layout na própria placa, está no correto dimensionamento das trilhas, em função da corrente elétrica que por ela vai percorrer. Como sabemos que a espessura da trilha é fixa ( 0,05mm ), quanto maior a corrente, obviamente mais larga deve ser a trilha desenhada na placa e vice-versa ... Entretanto, nem todas as trilhas são percorridas por corrente de igual intensidade, assim, em uma mesma placa, podemos ter trilhas de larguras bem variadas, pois o parâmetro de cada uma dependerá unicamente, como já dissemos, de sua corrente percorrida!

    Como sugestão para os que gostam um pouquinho de matemática, apresentamos uma "formulinha" simples que nos propicia a correta largura da trilha na placa:

                                                                   I
                                                    L =    ---------
                                                                 0,2

                      Sendo:   L = Largura da trilha, em milímetros
                                    I  = Corrente, em Ampéres
                                    0,2 = Fator constante

                            Vamos a uma aplicação prática desta formula...: 

  Estamos projetando uma placa, onde, em determinado momento, sabemos pelo cálculo da Lei de Ohm que, através de uma trilha irá passar 0,4 Ampéres de corrente. Qual seria a largura necessária da trilha na placa para suportar adequadamente esta corrente?

                           Temos:  Corrente = I = 0,4A
                                         Fator constante = 0,2
                                         L = Largura = ???

                            Aplicando a fórmula:

                                                          0,4
                                                       --------- = L =  2 mm
                                                         0,2

  Resposta: A largura ideal da trilha na placa de circuito impresso para esta determinada corrente seria de 2 milímetros!

    Torna-se óbvio que nem sempre o "layoutista" deva calcular a largura das trilhas em função de sua corrente, pois sabendo-se, por exemplo, que por todo o circuito, não fluirá mais do que 300 miliampéres (0,3A), basta então que tracemos trilhas de 2mm por toda a placa de circuito impresso, "padronizando" de maneira geral e sem preocupações as trilhas...

    Outro detalhe que merece atenção, ainda em relação ao dimensionamento, está nas "ilhas" pela qual futuramente será soldado os componentes eletrônicos. Normalmente, elas podem seguir uma padronização que ultrapasse, no mínimo, cerca de 1,5 milímetros o diâmetro do furo na placa, respeitando e acompanhando também o limite de corrente imposto pelo diâmetro da trilha! Veja este e outros detalhes nas fotos da seção - Como fazer suas primeiras placas...

                                  Do circuito ao lay-out propriamente dito... 

   Vamos agora finalmente à construção do tão esperado Layout de nosso circuito, para daí então podermos passar para a fase final deste projeto, que é a confecção da placa com seus componentes...
    Antes de iniciar qualquer processo, torna-se necessário que o "aluno" disponha de todos os componentes eletrônicos e alguns materiais em mãos, para a confecção do Layout, sendo:

                         -  Uma folha de papel quadriculado 
                         -  Lápis e borracha
                         -  Régua
                         -  Todos os componentes eletrônicos do Pisca - pisca

                      Seguindo passo-a-passo os procedimentos de confecção...

   1- Coloque um a um os componentes eletrônicos ( com exceção do interruptor e suporte de pilhas ) dispostos de maneira ordenada sobre o papel quadriculado ( que facilita o alinhamento ), procurando obter a melhor distribuição e compactação possível dos componentes na folha:

                                      
                  Disponha um a um do melhor modo os componentes sobre a folha

    2- Marque as posições dos componentes, respeitando suas dimensões entre terminais, com pontos para demarcação das ilhas:

                                                
                                        Aperte com carinho para marcar os furos

    3- Com todos os "pontos" marcados, inicie o processo de traçagem entre ilhas correspondentes, seguindo o circuito esquemático do Pisca-pisca:

                                         
                                       Lay-out pronto com todas as trilhas e ilhas

                 Observe alguns fatos na disposição dos componentes no layout:

   -  No circuito, o componente real tem o mesmo número de terminais ( Pernas) que o representado pelo símbolo no diagrama do nosso circuito.
   -  A posição dos componentes no circuito em relação ao layout, nem sempre se assemelha, podendo estarem bem distanciados um do outro. 
   -  As uniões entre componentes; encontram-se através das trilhas em pontos nem sempre equidistantes ( distâncias iguais ) cabendo ao projetista, encontrar o melhor "caminho" para esta união, pelas trilhas, respeitando os limites da placa.
   -  Dependendo do número de ligações necessárias num circuito, nem sempre torna-se possível efetuar todas as conexões através das trilhas do circuito impresso, porque, inevitavelmente ocorreriam cruzamentos em algumas trilhas, o que não é permitido, pois ocasionaria curto-circuito entre elas. Se isto ocorrer, existe um artifício chamado "Jumper" ( do inglês jump - saltar ), que nada mais é, do que a utilização de um pedaço de fio, para se fazer a ligação destes pontos críticos um ao outro, por sobre a placa, como se fosse mais um componente.
   -  Atenção especial deve ser tomada quando o componente possui polaridade e mais que três terminais: Como o componente real estará sobre a face não cobreada da placa, seus terminais estarão dispostos invertidos no lado cobreado, onde será efetuada a futura soldagem. O exemplo mais prático disto está no circuito integrado Cmos 4093, que possui correta disposição dos pinos contados através do pino número 1. Assim, quando for demarcar o C.I., observe atentamente que a posição deste pino ( 1 ) deve ser registrada no layout com o C.I. virado de cabeça para baixo! 
    -  Uma vez bem dispostos os componentes sobre a folha quadriculada, e obedecendo as regras impostas acima, resta-nos somente interligar os "pontos" dos terminais entre si com o lápis, procurando caminhos práticos e fáceis para interligação entre os pontos denominados "ilhas" sendo as"pistas" de interligação chamadas "trilhas"... Observe que não existe norma ou estilo para o desenho na placa das trilhas ou ilhas. O importante é o "aluno" ser prático; procurando o menor trajeto para as trilhas de maneira que também não fique "feio" para as nossas vistas o layout. Com o tempo e a prática, você verá que, a cada layout novo que fizer, melhor será seu aspecto no quesito elegância e profissionalismo. Resta paciência....

                                               
                                  Clique na foto para ver como fica cada componente...
             ( O C.I. originalmente fica invertido, e o jumper foi colocado de propósito a título de exemplo )

" Procure não copiar o layout, desenvolva você mesmo o seu, e não se importe de errar, analise e refaça quantas vezes se fizerem necessárias, pois somente assim é que você vai aprender de verdade! "

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