Este contenido es un complemento práctico para los contenidos teóricos de los temas 4. Fundamentos de Computación Física, 5. Internet de las Cosas y 6. Robótica, de la asignatura Computación y Robótica de 2º y 3º de ESO.
Tabla de contenidos
Antes de comenzar con la práctica directa en Tinkercad y posteriormente en nuestros kits de Arduino, es importante que entendáis el componente fundamental en la construcción de circuitos electrónicos sin soldadura: la protoboard o breadboard.
Este elemento es utilizado tanto por aficionados como por profesionales para probar circuitos de manera rápida. Ahora, vamos a repasar su funcionamiento.
1. ¿Qué es una protoboard?
Imagínate que tienes un puzle que puedes montar y desmontar tantas veces como quieras, pero en lugar de piezas de rompecabezas, usas componentes electrónicos como resistencias, LEDs y cables.
Eso es una protoboard: una tabla que te permite unir todas estas piezas para ver cómo funcionan juntas en un circuito, sin tener que usar soldadura ni herramientas complicadas.
La protoboard tiene muchísimos agujeritos donde podéis insertar los componentes. Es como un tablero de juego donde cada agujero es una casilla en la que puedes colocar las “fichas” electrónicas. Y al igual que en algunos juegos donde las fichas se conectan si están en la misma línea, aquí los componentes se conectan si los pones en la misma fila de agujeros. Así, si conectas un cable en una fila, y al otro extremo pones, por ejemplo, un LED, ¡están conectados!
Cuando queremos probar un circuito nuevo, la protoboard es nuestra mejor amiga. Nos permite experimentar y cambiar las cosas fácilmente. Si algo no funciona, simplemente quitas y pones componentes hasta que todo marche bien. Es como hacer un boceto antes de pintar un cuadro definitivo. En lugar de crear una placa de circuito impreso (PCB) para cada prueba, que lleva mucho tiempo y es más permanente, usamos la protoboard para hacer pruebas rápidas y aprender de los errores sin preocupaciones.
Usando una protoboard, vais a aprender a conectar un circuito como si fuese un juego de construcción. Esto os va a ayudar a entender cómo fluye la electricidad y cómo interactúan los diferentes componentes. Además, es la mejor manera de aprender de prueba y error sin el miedo de dañar nada. Y lo mejor de todo, es que lo que aprendáis con la protoboard, luego lo podréis hacer de verdad con vuestro kit de Arduino.
2. Cómo funciona una protoboard.
La protoboard que vamos a usar es como una matriz de puntos. Es decir tiene filas y columnas, y además están etiquetados con letras que van de la a a la j, y con números que van del 1 al 30 (como en esta imagen, aunque dependiendo de las dimensiones de cada protoboard esta numeración podría ser mayor o menor).
De esta manera, si queremos localizar este orificio, podemos hacer como en el ajedrez, nombrarlo por su posición con la letra y el número. El punto que puedes ver en este ejemplo, sería el C4.
Otra cosa importante que debes saber es que todos los agujeros que tienen el mismo número, están eléctricamente conectados, hasta la mitad de la protoboard:
Por tanto, si conectamos un componente en el agujero D10, estará eléctricamente conectado también al A10, B10, C10 y E10, pero no a los F10, G10, H10, I10 y J10.
Además, a lo largo de las partes superior e inferior, hay unas zonas especiales etiquetadas con un + y un –. Estas son como las líneas de la electricidad: una lleva la energía (Vcc) y se considera el + (positivo), y la otra la tierra (GND) considerándose el – (negativo). A estas zonas es donde los componentes van a buscar su energía o dónde vuelven después de un recorrido eléctrico.
En este caso, todos los puntos de la línea positiva están internamente conectados, y todos los puntos de la línea negativa, también:
Para conectar todo, vais a usar cables que utilizaremos para llevar los electrones de un lado a otro. Pero, como cualquier medio de transporte, tienen que tener el tamaño adecuado para que encajen bien en los agujeros. Por eso usaremos cables Dupont como estos:
Para terminar de entender cómo funciona una protoboard y ver algún ejemplo de su uso, te recomiendo que veas este vídeo: