Los breadboard o protoboards son una de las piezas más fundamentales a la hora de aprender a construir circuitos. En este tutorial, aprenderás un poco sobre qué son las breadboard, por qué se llaman así, y cómo usar una. Una vez que hayas terminado, deberás tener una comprensión básica de cómo funcionan y ser capaz de construir un circuito básico.
Historia
Si querías construir un circuito antes de la década de 1960, lo más probable es que utilizaras una técnica llamada wire-wrap. Se trata de un proceso que consiste en enrollar los cables alrededor de postes conductores fijados a una placa de circuito impreso (también conocida como protoboard). Aunque este método se sigue utilizando hoy en día, hay algo que facilita mucho la creación de prototipos: las breadboards.
¿De donde viene el nombre?
Cuando imaginas una tabla de pan (bread board), es posible que te imagines un gran trozo de madera y una gran barra de pan recién horneada. Tampoco estarías muy equivocado
Entonces, ¿por qué llamamos a este “constructor de circuitos” electrónicos una breadboard? Hace muchos años, cuando los aparatos electrónicos eran grandes y voluminosos, la gente cogía la tabla de pan de su madre, unos cuantos clavos o clavos tapicero y empezaba a conectar los cables a la tabla para tener una plataforma sobre la que construir sus circuitos.
Desde entonces, los componentes electrónicos se han hecho mucho más pequeños y hemos encontrado mejores formas de conectar los circuitos, lo que ha hecho que las madres de todo el mundo se alegren de haber recuperado sus tablas de pan. Sin embargo, nos quedamos con el confuso nombre. Técnicamente, siguen siendo placas de pan, pero esta discusión se centrará en las modernas breadboards “sin soldadura”.
¿Por qué utilizar las Breadboards?
Una breadboard electrónica, también llamada protoboard (a diferencia de las usadas para el pan) se refiere en realidad a una breadboard sin soldadura. Se trata de unidades estupendas para hacer circuitos temporales y crear prototipos, y no requieren absolutamente ninguna soldadura.
La creación de prototipos es el proceso de probar una idea mediante la creación de un modelo preliminar a partir del cual se desarrollan o copian otras formas, y es uno de los usos más comunes de las protoboard. Si no estás seguro de cómo reaccionará un circuito bajo un determinado conjunto de parámetros, lo mejor es construir un prototipo y probarlo.
Para los novatos en electrónica y circuitos, las breadboards suelen ser el mejor punto de partida. Esa es la verdadera belleza de las protoboards: pueden albergar tanto el circuito más sencillo como circuitos muy complejos. Como verás más adelante en este tutorial, si tu circuito se queda pequeño en la breadboard actual, se pueden acoplar otras para acomodar circuitos de todos los tamaños y complejidades.
Otro uso común de las protoboard es probar nuevas piezas, como los circuitos integrados (IC). Cuando se intenta averiguar cómo funciona una pieza y se recablea constantemente, no se quiere tener que soldar las conexiones cada vez.
Anatomía de una Breadboard
La mejor manera de explicar cómo funciona una breadboard es desmontarla y ver lo que hay dentro.
Tiras de Terminales (Terminal Strips)
Aquí tenemos una breadboard a la que se le ha quitado el adhesivo. Puedes ver muchas filas horizontales de tiras metálicas en la parte inferior.
La parte superior de las filas de metal tiene pequeños clips que se esconden bajo los agujeros de plástico. Cada tira de metal y el zócalo están espaciados con un paso estándar de 0,1″ (2,54 mm). Estos clips permiten introducir un cable o la pata de un componente en los agujeros expuestos de una protoboard, que luego lo mantienen en su sitio.
Una vez insertado, ese componente se conectará eléctricamente a cualquier otro colocado en esa fila. Esto se debe a que las filas de metal son conductoras y permiten que la corriente fluya desde cualquier punto de esa tira
Observa que sólo hay cinco clips en esta tira. Esto es típico en casi todas las breadboard. Por lo tanto, sólo puedes tener hasta cinco componentes conectados en una sección concreta. La fila tiene diez agujeros, así que ¿por qué sólo puedes conectar cinco componentes? También verás que cada fila horizontal está separada por un barranco, o hendidura, en el centro del protoboard. Este barranco aísla los dos lados de una fila determinada entre sí, y no están conectados eléctricamente. Discutiremos el propósito de esto en un momento, pero, por ahora, sólo sé que cada lado de una fila dada está desconectado de la otra, dejándote con cinco lugares para componentes en cada lado.
Un LED insertado en una breadboard. Fíjate en que cada pata del LED está colocada a ambos lados del barranco. Esto evita que las conexiones del LED se pongan en cortocircuito
Carriles de alimentación
Ahora que hemos visto cómo se realizan las conexiones, veamos una protoboard más grande y típica. Aparte de las filas horizontales, las breadboard suelen tener lo que se llama rieles de alimentación que corren verticalmente a lo largo de los lados.
Estos rieles de alimentación son tiras metálicas idénticas a las que van en horizontal, salvo que, normalmente, están todas conectadas. Cuando construyes un circuito, sueles necesitar energía en muchos lugares diferentes. Los rieles de alimentación te permiten acceder fácilmente a la energía en cualquier lugar del circuito donde la necesites. Normalmente están etiquetados con un “+” y un “-” y tienen una franja roja y otra azul o negra, para indicar el lado positivo y el negativo.
Es importante tener en cuenta que los rieles de alimentación de cada lado no están conectados, así que, si quieres la misma fuente de alimentación en ambos lados, tendrás que conectar los dos lados con unos cables de puente. Ten en cuenta que las marcas están ahí sólo como referencia. No hay ninguna regla que diga que tienes que conectar la energía en el carril ‘+’ y la tierra en el carril ‘-‘, aunque es una buena práctica para mantener todo en orden.
Soporte DIP
Antes hemos mencionado el barranco que aísla los dos lados de una protoboard. Esta barranca tiene un propósito muy importante. Muchos circuitos integrados, a menudo denominados CI o, simplemente, chips, se fabrican específicamente para encajar en las breadboard. Para minimizar el espacio que ocupan en la protoboard, se presentan en lo que se conoce como Dual in-line Package, o DIP.
Estos chips DIP (¿alguien quiere salsa?) tienen patas que salen de ambos lados y encajan perfectamente en ese barranco. Como cada pata del CI es única, no queremos que ambos lados estén conectados entre sí. Ahí es donde la separación en el centro de la placa resulta útil. Así, podemos conectar componentes a cada lado del CI sin interferir en la funcionalidad de la pata del lado opuesto.
Filas y columnas
Puede que hayas notado que muchas placas de circuito impreso tienen números y letras marcados en varias filas y columnas. Estos números y letras no sirven para nada más que para guiarte en la construcción de tu circuito. Los circuitos pueden complicarse rápidamente, y basta una pata mal colocada de un componente para que todo el circuito funcione mal o no funcione en absoluto. Si conoces el número de fila de la conexión que quieres hacer, te resultará mucho más sencillo enchufar un cable en ese número en lugar de hacerlo a ojo.
También son útiles cuando se utilizan manuales de instrucciones. Muchos libros y guías tienen diagramas de circuitos para que puedas seguirlos mientras construyes tu circuito. Recuerda que el circuito que construyas no tiene por qué estar en el mismo lugar del breadboard del libro. De hecho, ni siquiera tiene que parecerse. Mientras se realicen todas las conexiones eléctricas, puedes construir tu circuito como quieras.
Postes de conexión
Algunas protoboard vienen con una plataforma que tiene postes de conexión. Estos postes te permiten conectar todo tipo de fuentes de alimentación a tu breadboard. En la siguiente sección hablaremos de ellos.
Otras funciones
Cuando construyas tu circuito, no estás limitado a quedarte en una sola protoboard. Algunos circuitos requieren mucho más espacio. Muchas breadboard tienen pequeñas muescas y ranuras en los laterales, y algunas incluso en la parte superior e inferior. De este modo, se pueden conectar varias para crear una superficie de prototipado óptima.
Algunas breadboard también tienen un soporte adhesivo que permite pegarlas a muchas superficies diferentes. Estos adhesivos pueden ser útiles si quieres pegar tu protoboard al interior de una caja o de otro proyecto.
Algunas breadboards más grandes suelen aislar una mitad de los raíles de alimentación de la otra mitad (piensa en la mitad superior e inferior, no en los lados). Esto es conveniente si tienes dos voltajes diferentes con los que necesitas alimentar tu circuito, como 3,3V y 5V. Sin embargo, si no sabes si los raíles de alimentación están o no aislados, a menudo pueden surgir problemas al construir tu circuito. Siempre es una buena idea utilizar un multímetro para comprobar la ausencia o presencia de continuidad en los raíles de alimentación de tu protoboard.
¿Cómo alimentar una breadboard?
Cuando se trata de suministrar energía a tu placa de pruebas, hay numerosas opciones.
1.Tomar prestado de otras fuentes de energía
Si estás trabajando con una placa de desarrollo como un Arduino, entonces puedes simplemente tomar energía de los cabezales hembra del Arduino. El Arduino tiene múltiples pines de alimentación y tierra que puedes conectar a los raíles de alimentación o a otras filas de una protoboard.
El Arduino suele alimentarse del puerto USB de un ordenador o de una fuente de alimentación externa, como una batería o un cable de pared
2. Bornes de conexión
Como se ha mencionado en la sección anterior, algunas breadboard tienen bornes que permiten conectar fuentes de alimentación externas.
El primer paso para utilizar los bornes de conexión es conectarlos a la protoboard utilizando algunos cables de puente. Aunque parezca que los postes están conectados a la breadboard, no lo están. Si lo estuvieran, estarías limitado en cuanto a dónde puedes y no puedes suministrar energía. Como hemos visto, las tarjetas de prueba están pensadas para ser totalmente personalizables, así que tendría sentido que los postes de conexión no fueran diferentes.
Por lo tanto, tenemos que conectar los cables a los postes para conectarlos a la protoboard. Para ello, desenrosca el poste hasta que el agujero que lo atraviesa quede al descubierto. Desliza el extremo pelado de tu cable de puente a través del agujero, y vuelve a atornillar el poste hasta que el cable esté firmemente conectado.
Normalmente, sólo tienes que conectar un cable de alimentación y otro de tierra desde los postes a la breadboard. Si necesitas una fuente de alimentación alternativa, puedes utilizar el tercer poste.
Ahora tus bornes están conectados a la protoboard, pero todavía no hay energía. Puedes utilizar muchos métodos diferentes para conectar la alimentación a los bornes.
3. Fuentes de alimentación de sobremesa
Muchos laboratorios de electrónica disponen de fuentes de alimentación de sobremesa que permiten suministrar una amplia gama de voltaje y corriente al circuito. Utilizando un conector tipo banana puedes suministrar energía desde la fuente de alimentación a los bornes de conexión.
También puedes utilizar pinzas tipo caimán, ganchos de CI o cualquier otro cable con conexión tipo banana para conectar tu protoboard a diferentes fuentes de alimentación.
Otro método para utilizar los bornes de conexión es soldar una clavija de barril a algunos cables, y luego conectarlos a los bornes de conexión. Esta es una técnica más avanzada, y requiere algunas habilidades intermedias de soldadura.
La clavija de barril está soldada a dos cables que comparten los mismos agujeros en los postes de conexión que los cables que van a la protoboard. Si tu breadboard no tiene bornes de conexión, puedes conectar los cables del conector directamente a los raíles de alimentación.
4. Fuentes de alimentación para prototipos
Otro método para alimentar tu breadboard es utilizar una de las muchas fuentes de alimentación disponibles. Algunos te permiten conectar un cable de pared directamente a la protoboard. Otros te permiten tomar la energía directamente de tu ordenador a través de las conexiones USB. Además, casi todos ellos tienen la capacidad de ajustar el voltaje, lo que te proporciona una gama completa de los voltajes más comunes que se necesitan cuando se construyen circuitos.
Esquemas de circuitos (esquemáticos)
Los esquemas son pictogramas universales que permiten a la gente de todo el mundo entender y construir electrónica. Cada componente electrónico tiene un símbolo esquemático único. Estos símbolos se ensamblan en circuitos utilizando una variedad de programas. También puedes dibujarlos a mano. Si quieres profundizar en el mundo de la electrónica y la construcción de circuitos, aprender a leer los esquemas es un paso muy importante para hacerlo.
Aquí tenemos un esquema para el circuito anterior. La alimentación (suponiendo que el interruptor se ponga en el lado de los 5V) está representada por la flecha de la parte superior. Luego va al LED (el triángulo y la línea con flechas que salen de él). El LED se conecta entonces a la resistencia (la línea ondulada). Ésta se conecta al botón (el símbolo que parece un pestillo). Por último, el botón se conecta a tierra (la línea horizontal de la parte inferior).
Puede parecer una forma curiosa de dibujar un circuito, pero es un proceso fundamental que existe desde hace décadas. Los esquemas permiten que personas de distintas nacionalidades e idiomas construyan y colaboren en circuitos diseñados por cualquiera. Como se ha mencionado, se puede construir un circuito de muchas maneras diferentes, pero, como muestra este esquema, hay ciertas conexiones que deben hacerse. Si te desvías de este esquema, obtendrás un circuito totalmente diferente
La práctica hace al maestro
El último conocimiento que te dejamos es que hay toneladas de recursos y programas que puedes usar para construir circuitos sin tener que usar tu protoboard. Un programa muy común utilizado por es Fritzing. Fritzing es un programa gratuito que te permite construir tus propios circuitos en una breadboard virtual. También proporciona vistas esquemáticas para todos los circuitos que construyas. Aquí podemos ver los mismos circuitos de arriba construidos usando Fritzing
Hay muchos otros programas como Fritzing. Algunos son gratuitos y otros de pago. Algunos incluso te permitirán construir un circuito y probar su funcionamiento mediante simulaciones. Explora Internet y encuentra las herramientas que mejor se adapten a ti.
Fuente: https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-use-a-breadboard