lunes, 12 de octubre de 2015

¿Qué es una baquela?

Para poder explicar cómo se realizaa un semáforo de leds en una baquela se necesita saber qué es una baquela y cómo funciona.
La baquela fue la primera sustancia plástica totalmente sintética. Fue también uno de los primeros polímeros sintéticos termoestables conocidos. Se trata de un fenoplástico que hoy en día aún tiene aplicaciones interesantes. Este producto puede moldearse a medida que se forma y endurece al solidificarse. No conduce la electricidad, es resistente al agua y los solventes, pero fácilmente mecanizable. Su permitividad dieléctrica relativa es de 0,65. El alto grado de entrecruzamiento de la estructura molecular de la baquelita le confiere la propiedad de ser un plástico termoestable: una vez que se enfría no puede volver a ablandarse. Esto lo diferencia de los polímeros termoplásticos, que pueden fundirse y moldearse varias veces, debido a que las cadenas pueden ser lineales o ramificadas pero no presentan entrecruzamiento.


Procedimiento para hacer el semáforo 

Procedimiento para quemar y perforar la baquela.


Para poder empezar a utilizar la baquela se necesita hacer un proceso de limpieza previo a la utilización, se debe retirar toda la suciedad que tenga del lado del cobre, se empieza haciendo un lijado suave por la baquela virgen, después se pasa un paño con tiner sobre la superficie de cobre, la idea es limpiar la superficie eliminando todo exceso de materia; el resultado de esta limpieza va a ser un brillo uniforme. Sise va a hacer el circuito manual se necesita abrir orificios donde se insertarán los componentes eléctricos. Lo más recomendable es hacerlo primero como un boceto con marcador para hacerse a la idea de dónde se ubicarán estos componentes.
Luego debe lijarse muy bien la superficie y proceder a trazar el circuito con un marcador (preferible un Sharpie negro), debe reteñirse bien cada línea dibujada, de esto depende que al momento de quemar la baquela no se vaya a dañar o salir mal el circuito.
También se puede hacer el circuito en un programa para diseñar circuitos eléctricos como eagle e imprimirlo en una impresora a láser; se toma con cuidado para que la tinta no se corra y se ubica sobre la baquela; al ubicarlo sobre la baquela se debe someter a una fuente de calor (puede ser una plancha), al pasar el tiempo lo que va a pasar es que la tinta de la impresión va a pasar a la baquela. Si se usa la segunda opción para hacer el circuito, o sea con la impresora láser; al imprimirla se debe ajustar la calidad de la impresión a la más alta  y no modificar el tamaño del circuito cuando se es copiado del programa; se recomienda imprimir en hojas termo transferibles. No es necesario hacer los orificios antes de quemar la baquela.







 Una vez se tiene el circuito trazado, se debe dejar la baquela en agua fría por lo menos por 5 minutos, al sacarla del agua se debe retirar la mayor cantidad de papel posible. La tinta o los detalles que no hayan quedado bien porque la tinta no se adhirió bien al cobre, se repasa con un sharpie negro las líneas, ya que si no se hace puede que el circuito no funcione cuando se esté insertando los componentes eléctricos, se debe hacer esto mínimo 3 veces, dejando secar la tinta del sharpie en cada pasada. Se debe disolver ácido para quemar baquela (percloruro férrico) en agua, se debe dejar la baquela en el ácido hasta que ésta haya cambiado de tonalidad a un color más claro, manteniendo la baquela en constante movimiento, ya que se está desprendiendo el cobre que no se está marcado; se debe dejar la baquela en el ácido con el papel de la impresión. Al sacarla se recomienda usar guantes de latex, y todo ese tipo de indumentaria de seguridad industrial; ya que su riesgo a la salud es peligroso, en la piel puede causar irritaciones y quemaduras.
NOTA: Si el circuito llega a quedar mal, ya sea que los caminos hayan quedado pegados o que no haya pasado bien la impresión pueden usar la misma baquela removiendo los trazos o la impresión con alcohol o removedor de esmalte, así podrán empezar nuevamente a hacer el circuito en la baquela. 


Procedimiento se ensamblaje 


Se seca la baquela con servilletas o papel higiénico para poder hacer la última reparación antes de dejarla terminada, con una esponjilla de brillo se limpia la tinta de las pistas descubriendo la parte de cobre del diseño y por último se vuelve a pasar un pañuelo con tiner para eliminar residuos de la tinta. 
Ahora, si se hizo con impresión a láser, es momento de hacer el perforado, ya puede ser utilizando un mototool o utilizar un taladro, pero es mejor usar un mototool; es recomendable hacer antes de la perforación una guía con un martillo y una puntilla, haciendo un pequeño agujero en el lugar de la perforación.

Los componentes necesarios son los siguientes: 

3 circuitos integrados 74ls00 o 7400 
1 circuito integrado 74ls93 o 7493 
1 circuito integrado 555 
1 resistencia de 1 Mega Ω a 1/4 de W 
1 Resistencia de 600 kΩ a 1/4 de Watt 
1 condensador o capacitor de 1 micro faradio (uF) 
5 resistencias de 220 Ω a 1/4 de watt 
2 diodos LED rojos 
2 diodos LED amarillos 
3 diodos LED verdes 



Funcionamiento: 


El voltaje de alimentación es de 5 Voltios corriente continua. y usa el 555 como reloj en modo estable. Permite en esta configuración manejar el tiempo de cambio de luces del semáforo con una frecuencia de 28 ciclos por minuto al pin 14 del contador binario de 4 bits 7493, que realiza la función de contar y a su vez entrega su salida a los 3 integrados 7400 que cumplen la función de codificadores (por compuertas lógicas NAND) para la salida del contador y manejan los 6 diodos LED. 
El tiempo de conmutación con la configuración actual de nuestro 555 es de al rededor de 32 segundos, con lo siguientes tiempos por luz: 

Verde: 12 segundos 
Amarillos: 4 segundos 
Rojo: 12 segundos 

Estos tiempos se pueden cambiar el reemplazo de la resistencia R2 y/o el condensador C1 del lm 555. A mayor resistencia y mayor capacidad, mayor tiempo entre cambio de luces. 


Para soldar un componente, sencillamente se coloca teniendo en cuanta en cómo estén las pistas al contrario, luego lo que se hace es colocar la punta del cautin por un lado y por el otro la soldadura, se retira, se revisa que no se muevan las aptas, el componente y se corta el excedente de las patas. Si se necesita retirar un componente, sé coloca el cautin sobre el estaño del componente y se retira. 


Ahora se insertan los componentes eléctricos en los orificios en la baquela con el cautin cómo se aprecia en la foto.


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