Deporte y tecnología : Escudo de prácticas para arduino con Fritzing

Todos los que estamos relacionados con el mundillo de la electrónica , sabemos que para realizar PCB's (circuitos impresos) se suelen emplear programas más o menos profesionales para su construcción a partir de un esquema determinado. Estos programas pueden ser ORCAD, EAGLE, PROTEUS, etc. Pero en muchos casos puede que estemos matando moscas a cañonazos, como se dice vulgarmente. Por ejemplo en el caso de la enseñanza de Formación Profesional de grado medio o incluso en Tecnología de la ESO, podríamos usar erramientas gratuitas que cumplen perfectamente su misión y con una curva de aprendizaje muy rápida. Este es el caso de la herramienta que voy a presentar y que estoy usando en mis clases de "Electrónica Digital y Microprogramable" dentro del ciclo de grado medio de "Equipos Electrónicos de Consumo". Esta herramienta de código abierto se denomina Fritzing y como indica su lema, nos permite realizar toda una aplicación eletrónica desde el prototipo al producto integrándose perfectamente con Arduino permitiendo un aprendizaje muy rápido e intuitivo. En este artículo voy a mostrar el escudo o placa para su integración con arduino que realizamos en clase para luego ser usada por los alumnos en las prácticas. El objetivo de la placa es que se pudieran realizar las operaciones más básicas de entrada y salida, como son:

Salidas digitales mediante tres diodos led conectados a las salidas 11, 12 y 13.
Entrada digital con un pulsador conectado a la entrada 10.
Salida analógica PWM con un led conectado a la salida 11 de arduino.
Entrada analógica con un potenciómetro conectado a la entrada analog0.
Salida para conectar cargas de 220 voltios a través de un relé conectado en la salida 9 de arduino.

El esquema de la placa tal y como se muestra en la pestaña esquema de Fritzing sería el siguiente:

Los compoenetes que se utilizaron para realizar el circuito son:

R7 potenciómetro de 10k
S1 pulsador
R3 resistencia de 10k
R1, R2 y R6 resistencias de 220 ohmios
LED1, LED2, LED3 diodos leds
R5 resistencia de 1000 ohmios
D1 194935
K1 relé de 5 voltios
Q1 transistor BC547B
J1 regleta de conexión de 2 contactos

La realización del esquema con Fritzing es muy rápida ya que básicamente consiste en arrastrar los componentes de la ventana "PARTES", a la zona de diseño para su posterior interconexión con el ratón.
Una vez realizado el esquema y dando en la pestaña de "PCB" de Fritzing, podemos ver todos nuestros componentes descolocados y unidos mediante una serie de líneas que indican su conexión eléctrica. Para realizar el circuito impreso, es fundamental colocar de una forma lo más lógica posible los componentes dentro de nuestra placa, ya que una mala colocación hará que las pistas se crucen y por lo tanto Fritzing no será capaz de trazarlas sin que se crucen, en cuyo caso nos propondrá la realización de un puente para solventral el problema, aunque siempre podemos recurrir a una edición manual de las pistas para ver si somos capaces de eliminarlos.
En el caso que nos ocupa, la colocación que dió lugar a una placa de circuito impreso realizada a una cara fue:

En la imagen anterior podemos ver la pestaña de "PCB" con los componentes colocados y las pistas trazadas. Para que Fritzing nos ayude a trazar las pistas podemos dar al botón inferior de "Autorutear" y si el trazado no nos convence podemos editar las pistas y recolocar los componentes a nuestro gusto.
Una vez que hemos terminado nuestro PCB, podemos dar al botón "Exportar PDF para grabado al aguafuerte". Con esta opción se nos creará un fichero en formato PDF listo para imprimir a escala 1:1 que nos permitirá la realización física de nuestro circuito impreso.

En las siguientes imágenes podemos ver el circuito visto desde el lado de los componentes, visto desde el lado de las pistas e insertado en la placa arduino.