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Informe Punta Logica

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TECNOLOGO EN MANTENIMIENTO ELECTRONICO E INSTRUMENTAL

INDUSTRIAL

2013

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Fecha: 22/02/2013

INFORME PUNTA DE PRUEBA LOGICA TTL(PUNTA LOGICA)

APRENDIZ: INGRID YURANI ORTIZ CONDE

CENTRO DE INDUSTRIA Y SERVICIOS DEL META SENAVILLAVICENCIO – META

2013

INGRID YURANI ORTIZ CONDE FICHA: 396991

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INFORME PUNTA DE PRUEBA LOGICA TTL(PUNTA LOGICA)

APRENDIZ: INGRID YURANI ORTIZ CONDE

INSTRUCTOR: ING. IVAN DUARTE

CENTRO DE INDUSTRIA Y SERVICIOS DEL META SENAVILLAVICENCIO – META

2013

TABLA DE CONTENIDOPag.

HOJA PRESENTACION *************************************************** 1

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POTADA *************************************************** 2

CONTRAPORTADA ************************************************** 3

TABLA DE CONTENIDO ************************************************* 4

TABLA DE GRAFICOS ************************************************* 5

OBJETIVOS ************************************************* 6

JUSTIFICACION ************************************************* 7

MARCO TEORICO ********************************************** 8-14

DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD ******** ************************ 15-27

Materiales ******************************************* 15-17

Procedimiento ************************************************* 18

Preparación de placa ************************************************* 18

Grabado del impreso ************************************************ 19-20

Proceso de lavado ************************************************* 20-21

Perforado baquelita *********************************************** 21-22

Montaje de los componentes ************************************* 22-25

Probar punta lógica ************************************************ 25

Posibles errores **************************************************** 26

CONCLUSIONES **************************************************** 27

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TABLA DE GRAFICOS

Pag.

TABLA DE CARACTERISTICAS FLIA. TTL *************************** 1

TABLA DE CARACTERISTICAS FLIA. CMOS ************************* 2

PROCEDIMIENTO ****************************************15-25

Figuras De Materiales Fig.1-26

Preparación De La Placa Fig. 27-30****************************** 18

Grabado Del Impreso Fig. 31-37 ****************************19-20

Proceso De Lavado Fig. 38-42 **************************** 20-21

Perforado De Baquelita Fig. 43 ******** ************************ 22

Montaje De Los Componentes Fig. 44-53 ****************** 22-25

POSIBLES ERRORES FIG. 54-56 *************************** 26

PUNTA LÓGICA FINAL FIG. 57-59 ***** ************************* 27

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Realizar el montaje de una punta lógica (punta de prueba lógica digital) con su respectivo funcionamiento, aprendiendo a soldar adecuadamente en circuitos electrónicos según la norma IPC- A 610, comprendiendo así el funcionamiento de cada uno de los elementos utilizados para su realización.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Aprender a realizar la punta lógica, respetando cada uno de sus pasos para así lograr su funcionamiento correctamente.

Usar correctamente los elementos de protección personal en nuestra área de trabajo, según la función a realizar.

Lograr hacer funcionar correctamente la punta lógica aplicando 5V.

Aprender a soldar adecuadamente respetando las normas.

Comprender el funcionamiento de cada uno de los complementos usados.

Demostrar el uso de la tecnología TTL (Lógica Transistor Transistor)

Detectar las diferentes fallas producidas en los circuitos digitales.

Corrección de la fallas en los circuitos electrónicos digitales.

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JUSTIFICACION

Al realizar este trabajo aprendemos a diseñar una punta de prueba lógica TTL (punta lógica), respetando las normas de soldadura y las respectivas normas de seguridad (protección personal), permitiéndonos comprobar las entradas y salidas lógicas de los circuitos digitales. Demostrando así que con la punta lógica podemos verificar el correcto funcionamiento de circuitos que se alimentan con una fuente de corriente de 5V, para lo cual está diseñada nuestra punta de prueba lógica, con ello también demostramos el uso de la tecnología TTL (Lógica Transistor Transistor) la cual es usada en la electrónica digital.Logrando demostrar y hacer un buen uso de cada uno de los complementos usados, los cuales deben tener uso correcto porque todos llevan un orden para lograr su funcionamiento de una forma correcta.

MARCO TEORICO

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La Punta Lógica es un indicador de presencia de pulso alto, bajo, tren de pulsos o alta impedancia (salidas desconectadas). Su función consiste en visualizar el estado lógico en su entrada por medio de la activación de indicadores (LED), el LED rojo al encender demuestra el estado lógico alto 1 y el LED verde el estado bajo 0 . Cuando existen ondas cuadradas son detectadas activándose los dos LED de una manera alternativa.es muy conveniente que el circuito responda correctamente a los niveles de tensión estándar TTL, de tal manera que se puedan hallar las anomalías o fallas en los niveles de tensión.

Electrónica digital estudia el diseño y comprobación de los circuitos que controlan la información representada en forma digital, y los fundamentos matemáticos y tecnológicos de su funcionamiento.

Sistemas analógicos controlan magnitudes físicas representadas en forma analógica, en la cual las cantidades varían sobre un intervalo continuo de valores, la electrónica analógica controla, por lo tanto, variaciones de niveles de tensión continuos entre dos valores extremos.

Sistemas digitales controlan cantidades físicas representadas en forma digital, en la cual las cantidades toman solo determinados valores, esto es toma valores discretos, la electrónica digital generalmente solo trabaja con dos valores, aun cuando existen sistemas que toman varios valores. Los sistemas digitales más conocidos son: las microcomputadoras, calculadoras digitales, agendas digitales, equipos digitales de audio, equipos 2 digitales de video, sistemas telefónicos, sistemas de comunicación de datos, etc.

Circuito: Es un sistema físico compuesto por varios cables conductores conectados entre sí por conectores (o circuito lógico elemental o atómico) de diferente tipo.   

Circuitos lógicos digitales obedecen a reglas lógicas en su funcionamiento, por ello también se les llama circuitos lógicos o circuitos lógicos digitales. Existen diversos tipos de circuitos lógicos que se utilizan en los sistemas digitales, centraremos el estudio en la relación que existe entre las entradas y las salidas del circuito.

Tipos de circuitos digitales

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Estas combinaciones dan lugar a otros tipos de elementos digitales. Aquí hay un listado de algunos de éstos.

Compuerta NAND (No Y)

Compuerta NOR (No O)

Compuerta OR Exclusiva (O Exclusiva)

Demultiplexores O Demultiplexadores

Decodificadores

Codificadores

Flip-Flops

Memorias

Microcontroladores

Microprocesadores

Multiplexores O Multiplexadores

Características básicas

Los circuitos lógicos digitales que se utilizan en los equipos electrónicos actuales están en circuitos integrados o chips, habiéndose dejado de lado los circuitos construidos con componentes discretos.

Los circuitos digitales responden a un nivel lógico binario, por lo tanto tiene dos niveles: nivel lógico 0 o simplemente 0 y nivel lógico 1 o simplemente 1, la tecnología de fabricación de los C.I. Que se utilizan actualmente son: TTL, CMOS, NMOS, ECL. La tecnología de los circuitos integrados ha avanzado a grandes escalas, teniendo los siguientes niveles de integración:

SSI: integración a pequeña escala menos de 12 compuertas internamente. MSI: integración a media escala entre 12 a 99 compuertas por C.I. 3LSI: integración a gran escala, 100 a 1000 compuertas por C.I. VLSI: integración a muy gran escala, 1000 a 100000 compuertas por C.I. ULSI: integración a ultra grande escala, más de 100000 compuertas por

C.I

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TTL (Lógica Transistor Transistor): es una familia lógica o una tecnología de construcción de circuitos electrónicos digitales. La tecnología TTL se utiliza principalmente en dispositivos SSI y MSI y es una tecnología que utiliza transistores bipolares conectados entre ellos.

El circuito lógico básico TTL es la compuerta NAND que utiliza transistores multiemisores, que puede tener hasta 8 terminales de emisor.

Las características básicas de la familia TTL son:

CARACTERÍSTICAS Serie 54 Tipo Militar

Serie 74 Tipo Normal

MIN NOM MAX MIN NOM MAX

Fuente de alimentación (V) 4.5 5 5.54 4.75 5 5.25

Temperatura (°C)

-55

125

0

70

Voltaje de entrada nivel alto (V)

2

2

Voltaje de entrada nivel bajo (V)

0.8

0.8

Voltaje de salida nivel alto (V)

2.4

3.4

2.4

3.4

Voltaje de salida nivel bajo (V)

0.2

0.4

0.2

0.4

TTL clásica L (Low) LS (Low Schottky) S (Schottky) F (Fast) HC (High CMOS)

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HCT (Hight CMOS TTL) ACT (Advanced CMOS TTL) ECL (Emitter Coupled Logic) → Muy alta velocidad

DTL (Diode Transistor Logic) RTL (Resistor Transistor Logic) → Obsoletas

CMOS: Complementary metal-oxide-semiconductor o CMOS es una de las familias lógicas empleadas en la fabricación de circuitos integrados. Su principal característica consiste en la utilización conjunta de transistores de tipo pMOS y tipo nMOS configurados de tal forma que, en estado de reposo, el consumo de energía es únicamente el debido a las corrientes parásitas. Los circuitos integrados de la tecnología CMOS son más rápidos que los TTL y consumen menos potencia. En la actualidad, la mayoría de los circuitos integrados que se fabrican utilizan la tecnología CMOS. Esto incluye microprocesadores, memorias, procesadores digitales de señales y muchos otros tipos de circuitos integrados digitales cuyo consumo es considerablemente bajo, el CMOS es de uso exclusivamente militar .

CMOS (Complementary Metal Oxide Silicon) – Mayormente utilizada hoy en día. Procesos actuales: 32nm (Core-i5, 3.73Ghz, 2.6Ghz FSB)

Las características básicas de la familia CMOS son:

CARACTERÍSTICAS Seri

e 40

MIN NOM MAX

Fuente de alimentación vdd (V) -0.5 18.0

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Voltaje de entrada (V) -0.5 18.5

Corriente de Ingreso (mA)

±10

Rango de Temperatura (ºC)

-65

150

Transistores Bipolares: Es usado en la familia TTL y es un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la corriente a través de sus terminales. La denominación de bipolar se debe a que la conducción tiene lugar gracias al desplazamiento de portadores de dos polaridades (huecos positivos y electrones negativos), y son de gran utilidad en gran número de aplicaciones; pero tienen ciertos inconvenientes, entre ellos su impedancia de entrada bastante baja.

Resistencia: es un elemento pasivo que disipa energía en forma de calor según la ley de Joule. También establece una relación de proporcionalidad entre la intensidad de corriente que la atraviesa y la tensión medible entre sus extremos, relación conocida como ley de Ohm.

Baquelita: Resina sintética de gran dureza, se emplea en la elaboración de productos industriales, especialmente en la preparación de barnices y de lacas.

Led: se refiere a un componente opto electrónico pasivo, más concretamente un diodo que emite luz.

Cautín Eléctrico: es una herramienta eléctrica muy sencilla que posee un

conjunto de elementos que al estar correctamente conectados van a generar

en una barra de metal el calor suficiente para poder derretir los distintos

metales (estaño, oro, etc.) utilizados para las soldaduras de los circuitos

eléctricos y electrónicos. El mismo está compuesto por cinco elementos

básicos y fundamentales para su funcionamiento correcto. Barra de metal, · Alambre cobre,  Cable de conexión, Enchufe, Estructura de plástico o madera.

Soldadura: Para realizar una buena soldadura, los metales que se van a soldar deberán estar totalmente limpios de suciedad, grasa, óxido, etc. Para su

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limpieza existen diversos métodos, pero el más cómodo y limpio es el del estaño con alma de resina.

Pasta para Soldar: se compone principalmente de una aleación mayoritariamente de estaño micro granulado, formando esferas que pueden ir de los 20 μm a los 75 μm de diámetro. Este polvo viene mezclado con flux, así conocido habitualmente el agente químico que actúa como decapante y que ayuda a la formación de una buena soldadura. Este puede ser de base acuosa o al solvente. Juntos forman la pasta o crema de soldar que debemos depositar sobre los pads o islas de soldadura de placa de circuito impreso justo antes de la colocación de los componentes de montaje superficial.

Desoldador: (también llamado bomba de estaño) es un aspirador de estaño, una herramienta de apoyo al proceso de soldadura o desoldadura.

El nombre popular de esta herramienta es «desoldador de estaño», aunque el estaño es sólo uno de los componentes de la aleación de metales utilizado en la soldadura de componentes electrónicos. Desde el punto de vista técnico, se debería llamar aspirador de soldadura.

Caimanes: cable para generar un corto circuito o cerrar el circuito donde sus puntas tienen un caimán para el agarre.

Acido Férrico: El Cloruro Férrico es un líquido polvo de color ámbar, ligeramente viscoso, que se produce en la planta de OxyChile mediante la reacción del fierro con ácido clorhídrico y cloro. Sus excelentes propiedades coagulantes tienen aplicaciones en diversos procesos relacionados con el tratamiento de aguas y residuos líquidos.

Elementos De Protección Personal: tienen como función principal proteger diferentes partes del cuerpo, para evitar que un trabajador tenga contacto directo con factores de riesgo que le pueden ocasionar una lesión o enfermedad.Los Elementos de Protección Personal no evitan el accidente o el contacto con elementos agresivos pero ayudan a que la lesión sea menos grave.

Fan-In: consumo relativo de la entrada de un circuito lógico, referido a una

celda unidad. Va en función de cómo se distribuye internamente la señal de

entrada.

Fan-Out: capacidad de manejo que tiene una salida de un circuito lógico,

referido a una celda unidad.

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Norma IPC-A-610D SP: aceptabilidad de ensambles electrónico, es la norma que trata sobre la soldadura adecuada para los diferentes componentes electrónicos.

DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD

MATERIALES:

ELEMENTOS DE PROTECCION PERSONAL fig.01

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Fig.01

BAQUELITA fig.02 ACIDO FERRICO fig.03 CINTA fig.04

Fig.02 Fig.03 Fig.04

ESPONJILLA fig.05 TAZA PLASTICA fig.06 CEPILLO DE DIENTES fig.07

Fig.05 Fig. 06 Fig.07

CAUTIN fig.08 SOLDADURA 40/60 fig.09 DESOLDADOR fig.10

Fig.08 Fig.09 Fig.10

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2 RESISTENCIAS 470 OHM fig.11 1R 1K OHM fig.12 1R 10K OHM fig.13

Fig.11 fig.12 Fig.13

1 74LS04 fig.14 1TRANSITOR 2N3904 fig.15 1BASE 74LS04 fig.16

Fig.14 Fig.15 Fig.16

CONECTOR HEADER 1 LED VERDE 3mm 2 CAIMANES Fig.19

MACHO EN L Fig.17 1 LED ROJO 3 mm Fig.18

fig.17 Fig.18 Fig.19

PLANCHA Fig.20 CREMA DE SOLDADURA Fig.21 PAPEL FOTOGRAFICO Y DISEÑO fig.22

Fig.20 fig.21 Fig.22

BROCA DE 0.80 mm TALADRA TIPO LAPIZ PINZAS DE AGARREFig.23 PARA BAQUELITAS Fig.25 fig.25

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Fig.23 Fig.24 Fig.25

AGUA fig.26

Fig.26

PROCEDIMIENTO

PREPARACIÓN DE LA PLACA

marcar las medidas de la baquelita y Cortar.fig.27

fig.27

Con la brilladora brillar el cobre para eliminar la mugre y la grasa. Partir de ahí no tocamos el cobre porque se le pega la grasa fig. 28

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fig.28

Terminada la fase de pulido y limpieza del cobre, pasamos ahora a la etapa de planchado, que fijará el tonner sobre la superficie de la placa. Primero colocamos la hoja recortada boca abajo sobre el cobre, centradita. y pegarlo con cinta (figura hacia el cobre).fig. 29 y 30

fig.29 fig.30

GRABADO DE EL IMPRESO SOBRE LA BAQUELITA

En la mesa colocar una tabla o madera vieja o en un lugar seguro colocar un trapo y planchar la baquelita, haciendo que la cinta se despegue y seguir planchando por unos 10 minutos si la plancha está en medio y si esta en alto por unos 5 minutos, no hacer fuerza porque se parte el cobre y no dejar mucho tiempo porque se sopla. Fig. 31 y 32

fig.31

fig.32

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Luego de planchado con una pinza de agarre cogemos la baquelita y la metemos en una taza con agua fría o dejamos por unos 2 minutos, sacar la baquelita y con la ya de nuestros dedos ir quitando suavemente el papel hasta conseguir quitar todo el papel y ver las pistas del circuito. Fig. 33, 34 y 35

fig.33 fig.34

fig.35

Con un cepillo de dientes cepillar la baquelita por el lado de las pistas para terminar de limpiar la baquelita y que quede el cobre limpio.

Después de terminado lavar y esperar que seque, allí notaremos partes blancas y quizás no se noten bien las pistas, entonces con un bisturí o algo que tenga punta vamos limpiando las pistas hasta terminar de ver las pistas claramente. (el demás cobre de los lados no importa que no se vea claramente). Fig. 36 y 37

fig.36

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fig.37

PROCESO DE LAVADO DE PLACA (BAQUELITA)

Nos Ponernos los elementos de protección personal (guantes, gafas, bata, tapabocas).(fig. 38)

fig.38

Al tener la baquelita limpia en una taza con agua tibia o caliente ponemos el ácido férrico, revolvemos y metemos la quelita en ella por unos 15 a minutos revolviendo, o hasta que se caiga totalmente el cobre.fig. 39,40,41 y 42

fig.39 fig.40

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fig.41 fig.42

Sacar la baquelita, lavar y esperar que seque. Verificar que las pistas hayan quedado correctamente.

PERFORADO DE LA PLACA (BAQUELITA)

Sobre un soporte de madera Con el taladro tipo lápiz para baquelita y la broca de 0.80 mm hacer los huecos en la baquelita en donde se ven las pistas (los círculos), después pasamos la brilladora para limar asperezas que quedan con el taladro.fig.43

fig.43

MONTAJE DE LOS COMPONENTES

Ubicar los componentes en la baquelita por el lado contrario del cobre, para que la soldadura quede sobre el cobre, los componentes se ubican así:

La base del integrado, la base va ubicada con la muesca, punto o banda hacia el lado derecho del circuito es decir donde se ubica la punta de prueba y/o las resistencia de 10k y 1k ohm (figura 44)

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Ranura base

fig.44

Ubicamos las resistencia de 470 ohm en los lados del integrado 74SL04 de manera que se puedan leer correctamente, es decir con el color amarillo que es el principal hacia la derecha (figura 45)

fig.45

Resistencias 470 ohm

Iniciamos la ubicación de las resistencias de 1k y 10k ohm al frente de la ranura o muesca del 74SL04 de manera que el color café de ambas resistencias quede al lado de arriba para obtener una lectura correcta (fig.46 )

Resistencia 10k ohm Resistencia 1k ohm

fig.46

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Se acomoda el transistor 2N3904al lado de la resistencia de 470 ohm que queda en la parte inferior del circuito, el transistor debe quedar con el lado plano hacia la parte superior, fig. 47.

fig.47 Transistor

Poner led de 3mm, el led verde va después del transistor y el rojo en la parte superior del circuito (después del verde,fig. 48) los led tiene un negativo y es el lado plano del led o también podemos diferenciar sus polos por que el de la pata más larga es el lado positivo y la pata corta el negativo, en el circuito los lados negativos van hacia abajo es decir hacia el lado donde se encuentra el transistor que es el lado negativo.(figuras 49 )

Led

Fig.48 fig.49

Los caimanes y sus respectivos cable: caimán negro negativo, rojo positivo, el rojo en el lado de arriba y el negro en la parte inferior.(fig. 50)

fig.50

Caimán eléctrico

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Ubicar una punta en L sacada de una regleta o un conector macho en L, al frente de las resistencias de 1k y 10 k ohm de manera que el lado largo quede hacia afuera y al frente (fig. 51).

Punta en L

Fig.51

todos los componentes deben ir soldados respectivamente según la norma IPC-A-610D SP de manera que no se interrumpan las pistas o la soldadura no quede haciendo contacto con el cobre porque puede quedar el circuito con continuidad, para ello es recomendable antes de soldar verificar con el multímetro cuales partes deben tener continuidad. (fig. 52 y 53)

fig.52 fig.53

PROBAR PUNTA LOGICA

probar la punta lógica en una fuente de corriente de 5V conectando los caimanes en sus respectivos lugares rojo positivo, negro negativo, ninguno de los led debe quedar encendido al conectar los caimanes.

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Metemos la punta de prueba en el lado negativo de la fuente y debe encender el led rojo y luego sacamos y metemos en el lado positivo y debe encender el led verde.

POSIBLES ERRORES A COMETER

Si los led no alumbran de esa manera, el circuito no está funcionando correctamente o si al conectar los caimanes queda encendido uno de los dos led hay un corto o la soldadura está haciendo que quede con continuidad, verificar con el multímetro y una lupa donde hay continuidad, arreglar o repetir el proceso con una nueva baquelita.

Soldadura regada fig.54

fig.54

Resistencias mal ubicada fig. 55

fig.55

Base e integrado con polaridad opuesta fig. 56

fig.56

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PUNTA LOGICA FINALIZADA fig. 57, 58 y 59.

Fig. 57 fig.58

fig.59

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CONCLUSIONES

Los elementos de protección personal se deben usar porque, puede ocurrir un accidente con el líquido, la soldadura o demás elementos como la baquelita y la esponjilla.

La baquelita se debe cortar con unos milímetros de más en todos sus lados, porque al cortar puede ocurrir que no queda derecho y dañamos el diseño al planchar.

Se debe planchar a un determinado tiempo sin dejar mucho porque se sopla el cobre de la baquelita, si se deja poco tiempo quizás no quede bien el diseño, (es decir que el tiempo debe ser controlado medio).

La baquelita se debe dejar en el ácido hasta que se caiga el cobre y luego de eso no dejar mucho tiempo porque se puede caer el diseño.

La broca tiene que quedar fija al taladro porque si se deja flojita al hacer el hueco se parte la broca.

Antes de soldar debemos verificar que los componentes estén bien puestos y que estén por el otro lado del cobre.

Al momento de soldar debemos leer la norma IPC-A-610D SP para saber cómo debe quedar la soldadura en un circuito eléctrico.

Si la soldadura queda unida con otra soldadura o con las pistas puede hacer corto y/o dañar la continuidad.

Al momento de probar la punta no bebe ser en 5V que fue para la que se diseñó.

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La superficie donde vamos a planchar debe ser segura y debe tener protección para no provocar un incendio.

CONTROL DEL DOCUMENTO

NOMBRE CARGO DEPENDENCIA FIRMA FECHA

AutoresINGRID YURANI ORTIZ CONDE

AprendizCentro de Industria y servicios del META

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Tema

TECNOLOGIAS TTL Y CMOS (PUNTA LOGICA)

INGRID YURANI ORTIZ CONDE FICHA: 396991