Electrónica para Programadores · Tema 21

Protoboard por dentro

Armar circuitos sin soldar, entendiendo lo que no se ve: qué agujeros están unidos, cuáles no y de dónde salen los falsos contactos.

≈ 35 minutos Sin materiales: solo el navegador Protoboard interactiva y Python ejecutable

01 · Punto de partida

Agujeros que ya están cableados

Una protoboard parece una grilla de agujeros sueltos. No lo es. Debajo del plástico hay tiras de metal que ya unen grupos de agujeros entre sí. Cuando insertás la pata de un componente, queda conectada con todo lo que esté en la misma tira, aunque no veas ningún cable.

Ese cableado oculto es lo que permite armar un circuito sin soldar, y es también la fuente de casi todos los errores de quien empieza. Quien no lo conoce une cosas que no quería unir, o deja separadas las que debían tocarse.

En el Tema 20 aprendiste a convertir un esquema en una tabla de nodos. Acá vas a ver que una protoboard es, justamente, un lugar donde poner nodos: cada tira de metal es un nodo listo para usar.

  • ¿Qué agujeros están unidos entre sí?
  • ¿Para qué sirve el canal que divide la placa al medio?
  • ¿Dónde van la pila, el resistor y el LED?
  • ¿Cuáles son los errores que casi todos cometemos una vez?

02 · Anatomía

Qué hay debajo del plástico

Todas las protoboard, grandes o chicas, tienen las mismas tres zonas.

Las zonas de una protoboard.
ZonaCómo están unidos los agujerosPara qué se usa
Rieles de alimentaciónA lo largo: toda la línea marcada con + es una sola tira, y toda la marcada con −, otraLlevar el positivo y la masa a cualquier parte de la placa
Zona central, mitad superiorDe a cinco, en tiras cortas y perpendiculares a los rieles: las letras a, b, c, d y e de un mismo númeroLos nodos del circuito
Zona central, mitad inferiorIgual: las letras f, g, h, i y j de un mismo númeroMás nodos
Canal centralNo une nada: separa las dos mitadesMontar chips, con una fila de patas a cada lado

Fijate en el detalle que más confunde: la tira «5» de arriba y la tira «5» de abajo tienen el mismo número, pero no están unidas. El canal las separa. Y dos tiras vecinas, la 5 y la 6, tampoco: cada una es independiente.

03 · Simulador

Tu primera protoboard

Una protoboard pequeña, con la pila ya conectada a los rieles. Sirve para dos cosas. La primera, mirar por dentro: tocá cualquier agujero y se resalta toda la tira a la que pertenece. La segunda, armar: elegí una pata de la lista y después tocá el agujero donde querés insertarla.

El objetivo es encender el LED. Tenés un resistor, un LED y dos cables.

SIMULADOR 21

Insertar patas, tira por tira

misma tira = mismo nodo

Protoboard con una pila conectada a los rieles Una protoboard con dos rieles de alimentación arriba y catorce tiras de cinco agujeros en cada mitad, separadas por un canal. Los componentes se insertan eligiendo una pata y un agujero. 9 V
Elegí una pata:
LEDSin colocar
Patas insertadas0 de 8
Agujero tocado—
Está unido con—

Tocá un agujero para ver su tira, o elegí una pata para empezar a armar.

Desafíos (se marcan solos cuando los lográs):

  • Encendé el LED.
  • Encendelo sin usar ningún cable.
  • Encendelo con un componente montado sobre el canal, una pata de cada lado.
  • Provocá el error más común: las dos patas de un componente en la misma tira.

Recorrido guiado

  1. 1
    Antes de armar, explorá.

    Tocá un agujero de un riel: se ilumina la línea entera. Tocá uno de la zona central: se iluminan cinco. Tocá el que está justo enfrente, del otro lado del canal: es otra tira. Después activá «Ver las tiras internas».

  2. 2
    Llevá el positivo a una tira.

    Una punta del cable verde en el riel +, la otra en cualquier agujero de la mitad superior. Esa tira pasó a ser parte del nodo positivo.

  3. 3
    Insertá el resistor.

    Una pata en esa misma tira; la otra, en una tira distinta. Si ponés las dos patas en la misma tira, el resistor queda puenteado: probalo para ver el aviso.

  4. 4
    Insertá el LED.

    La pata larga en la tira donde terminó el resistor; la pata corta, en otra tira nueva.

  5. 5
    Cerrá el camino.

    Con el cable naranja, uní la tira de la pata corta con el riel −. El LED enciende.

  6. 6
    Ahora rehacelo de otra forma.

    Usando otras tiras, o sin cables, o cruzando el canal. Todos esos montajes corresponden al mismo esquema.

Preguntas para pensar

  1. Pusiste dos patas en la misma tira. ¿Cuándo es un error y cuándo es exactamente lo que hay que hacer?
  2. En el montaje sin cables, ¿por qué funciona insertar una pata del resistor directamente en el riel +?
  3. ¿Cuántas tiras distintas hacen falta, como mínimo, para el circuito del LED con resistor?
Ver respuestas sugeridas
  1. Es lo correcto cuando el esquema dice que esas dos patas pertenecen al mismo nodo, como la pata del resistor y la pata larga del LED. Es un error cuando son las dos patas de un mismo componente, o dos puntos que el esquema mantiene separados.
  2. Porque el riel es una tira como cualquier otra, solo que más larga. Insertar la pata ahí es conectarla al nodo positivo. El cable del primer montaje no agregaba nada al circuito: solo llevaba ese nodo a otro lugar.
  3. Tres, que son los tres nodos del esquema: el positivo, el punto entre el resistor y el LED, y la masa. Usando los dos rieles, alcanza con una sola tira de la zona central.

04 · Traducción

Del esquema a las tiras

El procedimiento es siempre el mismo, y parte de la tabla de nodos del Tema 20. Tomemos el circuito del LED con llave, que tiene cuatro nodos:

Cada nodo del esquema recibe una tira.
NodoQué uneTira asignada
AEl positivo de la pila y un contacto de la llaveEl riel +
BEl otro contacto de la llave y el resistorUna tira libre, por ejemplo la 3
CEl resistor y la pata larga del LEDOtra tira libre, por ejemplo la 7
GNDLa pata corta del LED y el negativo de la pilaEl riel −
  1. 1
    Asignar una tira a cada nodo.

    Los nodos de alimentación van a los rieles. Para los demás se elige cualquier tira libre.

  2. 2
    Insertar cada componente entre las tiras de sus dos nodos.

    El resistor, entre la tira de B y la de C. Cada pata en la tira de su nodo.

  3. 3
    Usar cables solo para unir tiras que deben ser el mismo nodo.

    Un cable no agrega nada al circuito: extiende un nodo hasta otra tira.

  4. 4
    Revisar antes de conectar la pila.

    Tira por tira: ¿todo lo que hay en cada una pertenece al mismo nodo del esquema?

Qué tira se usa para cada nodo es una decisión tuya. Dos personas pueden armar el mismo esquema con montajes que no se parecen en nada, y los dos son correctos si respetan los nodos.

05 · Errores clásicos

Cinco errores que casi todos cometemos una vez

Error, síntoma y solución.
ErrorQué se observaSolución
Las dos patas de un componente en la misma tiraEl componente no hace nada; si era el resistor, el LED se quemaUna pata en cada tira
Suponer que el canal conectaUna parte del circuito no recibe nadaUnir las dos mitades con un cable, si deben estar unidas
Riel cortado por la mitadLa mitad más alejada de la pila no tiene tensiónUnir las dos mitades del riel con un cable corto
Pata mal insertadaEl circuito funciona de a ratos, o al tocar un cableInsertar hasta el fondo; cambiar de agujero si quedó flojo
Patas largas que se tocan por arribaUn cortocircuito que no se ve mirando los agujerosRecortar las patas o separarlas
¿Cómo sé si mi riel está cortado?
En algunas placas, la línea de color impresa se interrumpe en el medio. Si no hay marca, se comprueba con el multímetro en modo continuidad (Tema 22).
¿Qué es un falso contacto?
Una conexión que a veces conduce y a veces no. Es el fallo más molesto, porque el circuito parece funcionar y deja de hacerlo al moverlo.

06 · Analogía para programadores

Las tiras como variables compartidas

  1. 1
    Una tira es una variable que todos ven.

    Cualquier pata insertada en ella lee y escribe el mismo valor. Poner ahí dos cosas que debían ser independientes es que dos partes del programa pisen la misma variable.

  2. 2
    Los rieles son variables globales.

    El positivo y la masa, disponibles desde cualquier lugar de la placa.

  3. 3
    El canal es un límite de ámbito.

    Lo de un lado no ve lo del otro, salvo que lo unas a propósito con un cable.

La regla que usa el simulador para saber qué está unido con qué cabe en una función. Recibe el nombre de un agujero y devuelve a qué tira pertenece. Dos agujeros están conectados si la función devuelve lo mismo para los dos:

Python en tu navegador. Hacé clic dentro de un bloque para editarlo y usá el botón «Ejecutar Python». La primera vez se descarga el intérprete (Pyodide) y tarda unos segundos; después es inmediato.

# "a5" es la letra a, tira 5. "+3" es el riel positivo.
def tira(agujero):
    fila = agujero[0]
    numero = agujero[1:]
    if fila in ("+", "-"):
        return "riel " + fila
    mitad = "arriba" if fila in "abcde" else "abajo"
    return mitad + " " + numero

def unidos(uno, otro):
    return tira(uno) == tira(otro)

print("a5 y e5:", unidos("a5", "e5"))
print("e5 y f5:", unidos("e5", "f5"))
print("a5 y a6:", unidos("a5", "a6"))
print("+1 y +14:", unidos("+1", "+14"))
print("+1 y -1:", unidos("+1", "-1"))

Probá unidos("c7", "d7") y unidos("c7", "h7"). ¿Qué papel juega el canal central?

07 · Comprensión

Confusiones frecuentes

«Cada agujero es independiente»

Están unidos de a cinco, y en los rieles, de a muchos más. Insertar una pata «al lado» de otra, dentro de la misma tira, las conecta.

«Los agujeros de una misma fila horizontal están unidos»

En la zona central, las tiras son cortas y perpendiculares a los rieles. Dos agujeros vecinos a lo largo de la placa pertenecen a tiras distintas. Solo en los rieles la unión va a lo largo.

«El número coincide, así que la tira de arriba y la de abajo son la misma»

El canal las separa. Comparten el número y nada más.

«Los rieles llegan siempre de punta a punta»

En muchas placas están partidos por la mitad. Conviene comprobarlo una vez y, si hace falta, unir las mitades con un cable.

«El esquema indica en qué agujero va cada pata»

El esquema indica nodos. Las tiras las elegís vos, y hay muchas formas correctas de hacerlo.

08 · Práctica guiada

Ejercicios

Ejercicio 1: unidos o no

Sin mirar el simulador, decidí si cada par de agujeros está conectado: a3 y d3; e3 y f3; b3 y b4; +2 y +11; j8 y g8. Después comprobalo tocándolos.

Ver solución razonada

a3 y d3: sí, misma tira de la mitad superior. e3 y f3: no, el canal las separa. b3 y b4: no, son tiras vecinas. +2 y +11: sí, el riel es una sola tira. j8 y g8: sí, misma tira de la mitad inferior.

Ejercicio 2: el mapa en papel

Antes de armarlo en el simulador, dibujá en un papel una protoboard y decidí en qué tira va cada nodo del circuito «LED con llave» del Tema 20. Tratá la llave como un cable más. ¿Cuántas tiras de la zona central necesitás?

Ver solución

Los nodos A y GND van a los rieles. Quedan B y C, así que hacen falta dos tiras de la zona central. Dibujar el mapa antes de insertar la primera pata evita la mayoría de los errores.

Ejercicio 3: encontrá el error

Alguien arma esto: cable del riel + a la tira 4; resistor con una pata en a4 y la otra en c4; LED con la pata larga en d4 y la corta en la tira 9; cable de la tira 9 al riel −. El LED se enciende un instante y se quema. ¿Por qué? Reproducilo en el simulador.

Ver solución

Las dos patas del resistor están en la tira 4: quedó puenteado y no limita nada. El LED recibe los 9 V directamente. La corrección es llevar una pata del resistor, junto con la pata larga del LED, a otra tira.

Ejercicio 4: la revisión en frío

Escribí en tu cuaderno una lista de tres o cuatro cosas para revisar en un montaje antes de conectar la pila.

Ver guía

Por ejemplo: que cada tira tenga solo patas del mismo nodo; que ningún componente tenga sus dos patas en una misma tira; que las patas estén insertadas hasta el fondo y no se toquen por arriba; y que el rojo vaya al riel + y el negro al −. Lo que deje dudas se mide con el multímetro, no se «prueba con la pila».

09 · Síntesis

Ideas para recordar

  • Debajo de los agujeros hay tiras de metal: lo que comparte tira está conectado.
  • Los rieles unen a lo largo y reparten la alimentación; las tiras centrales unen de a cinco.
  • El canal central separa las dos mitades: no conecta nada.
  • Cada nodo del esquema ocupa una tira; cada componente va entre las tiras de sus dos nodos.
  • Un cable no agrega nada al circuito: extiende un nodo hasta otra tira.
  • Las dos patas de un componente nunca van en la misma tira.
  • Se revisa todo antes de conectar la pila.

¿Listo para el Tema 22?

Podés avanzar si sos capaz de responder esto sin mirar:

  • Decir qué agujeros están unidos en un riel y cuáles en la zona central.
  • Explicar para qué sirve el canal central.
  • Describir cómo se pasa de una tabla de nodos a un montaje.
  • Explicar qué pasa si las dos patas de un resistor quedan en la misma tira.

Ya sabés dónde va cada pata. Falta poder comprobar que quedó bien sin depender de la vista: en el próximo tema, el multímetro.