EL LABORATORIO II

PRIMEROS PASOS

Existen en el mercado una gran variedad de modelos de soldadores que pueden ser clasificados en cuatro tipos diferentes:

— Tipo recto normal o que presenta una forma alargada, dependiendo su tamaño de la potencia que puede transmitir en forma de calor. Su temperatura normal de funcionamiento es del orden de 400 grados.

— Tipo recto, similar al 'anterior, con regulación de temperatura, el cual dispone de un contacto térmico interno que desconecta la alimentación cuando la temperatura alcanza un valor determinado, durante el tiempo necesario para que el soldador se enfríe hasta alcanzar otra temperatura en la que el mencionado contacto se cierra de nuevo y permite el paso a la corriente de calentamiento. Este sistema consigue que el soldador trabaje en un margen de temperaturas comprendido entre 240 y 270 grados aproximadamente, evitando que temperaturas más altas, propias de otros modelos, puedan dañar a componentes delicados.

— Tipo recto de baja tensión, caracterizado por recibir la alimentación a través de un transformador que va incorporado en una caja cerrada, suministrada con el soldador. Este transformador una vez conectado, mediante el correspondiente enchufe a la red eléctrica, entrega al soldador una tensión más baja que la de la red, normalmente del orden de 24 voltios. Este modelo posee la ventaja sobre los anteriores de que proporciona aislamiento eléctrico de la red y que debido a la tensión tan baja a la que trabaja, evita cualquier tipo de accidentes producidos a causa de un mal aislamiento de la punta de soldar con la resistencia de calentamiento o de sus hilos de conexión.

— Tipo o de calentamiento rápido. Este modelo recibe

la alimentación necesaria para su calentamiento sólo en el momento de realizar la soldadura, aunque permanezca enchufado a la red de forma permanente. Esta función se obtiene mediante un contacto-eléctrico que se actúa al pulsar su correspondiente botón con el dedo/situado en la zona que normalmente ocupa el gatillo en una pistola real. La punta de estos soldadores forma parte del circuito de un transformador incorporado en el cuerpo del soldador. Debido a la gran' corriente que circula por él, en el momento de pulsar el botón de encendido se produce un calentamiento muy rápido en la punta, en un tiempo muy corto.

Este tipo de soldador se emplea en potencias medias y altas, ya que presenta la desventaja de ser bastante voluminoso, aunque resulta muy útil cuando se precisa calentar grandes masas metálicas para realizar soldaduras en ellas. Un ejemplo habitual es la soldadura de chasis metálicos. Con un soldador de menor potencia no podrían realizarse y si se emplea otro de la misma potencia, de cualquiera de los tipos anteriores, sería necesario esperar un cierto tiempo hasta que alcanzase la temperatura necesaria.

Elección del modelo adecuado

El factor más importante a la hora de elegir un soldador es, por lo tanto, la potencia que se va a necesitar para realizar la mayoría dejos trabajos en los que se le vaya a emplear, según se explica a continuación.

Un soldador, enchufado a lá red; y una vez pasado un tiempo de calentamiento inicial, alcanza en su punta una temperatura de alrededor de 400 grados, que como ya se ha visto anteriormente, es más que suficiente para fundir el hilo de soldar. En el momento en que la punta se pone en contacto con una superficie metálica para calentarla y poder realizarla soldadura, el soldador debe de ceder parte de su potencia calorífica a dicha superficie, con lo que la temperatura de éste bajará mientras la zona a soldar se calienta y se alcanza una temperatura de equilibrio en la unión punta-superficie que será más baja que la inicial del soldador. Este debe de ser capaz, por lo tanto, de conseguir que la temperatura de la unión sea la suficiente para fundir el hilo de soldar, a base de entregar la potencia calorífica necesaria.

Si la superficie de la zona a calentar es muy grande, la disipación térmica al ambiente de la misma será alta y necesitará una mayor potencia. Si las superficies son pequeñas, se conseguirá rápidamente su calentamiento con un mínimo de potencia.

En base a esto, se pueden clasificar los soldadores en tres gamas de potencias:

— Baja potencia: Inferiores a 30 vatios.

— Media potencia: De 30 a 60 vatios.

— Alta potencia: De 60 vatios en adelante.

Los soldadores de potencias bajas y medias son los empleados normalmente en electrónica para realizar cualquier tipo de soldaduras en terminales de componentes, circuitos impresos, etc., reservando el último tipo para los casos en que se requiere soldar en cajas o chasis metálicos de aparatos, no debiendo emplearse en las aplicaciones anteriores, debido a que a causa del calentamiento alto y rápido que producen y originan daños, como pueden ser: levantamiento de las pistas de cobre de un circuito impreso, rotura interna de semiconductores por sobrepasar su temperatura máxima admisible, daños en los dieléctricos de plástico de algunos tipos de condensadores, etc. Suelen ser bastante voluminosos, con un precio más alto que el de los otros modelos y esto, junto con el consumo d$ energía que producen, hace que solamente se empleen cuando se justifique de verdad su utilización.

Puntas de soldadores

La punta del soldador es otro elemento importante en el momento de la soldadura, ya que es la encargada de comunicar al hilo de soldar y a las superficies metálicas, la temperatura necesaria. Las puntas se construyen de cobre al que se le aplica un tratamiento sobre su superficie exterior, con objeto de conseguir una larga duración y evitar al máximo la oxidación. Una punta de cobre oxidada sería incapaz de calentar suficientemente la zona a soldar, aunque se encuentre internamente a la temperatura de soldadura, debido a que la capa de óxido superficial que actúa como aislante térmico, no permite transmitir todo el calor necesario. Además hay que tener en cuenta que los procesos de oxidación se aceleran con altas temperaturas. Por lo tanto, sería necesario realizar una constante limpieza para eliminar las sucesivas capas de óxido que se vayan formando, con lo que se provocaría un desbaste muy rápido y habría que sustituirla con una frecuencia muy alta, haciendo, al mismo tiempo, que el proceso de soldadura fuera largo y laborioso.

Para evitar estos problemas, se emplean las puntas de soldar tratadas superficialmente, con las que se debe tener la precaución de no emplear para su limpieza ninguna herramienta de tipo abrasivo que puede levantar o eliminar dicho tratamiento, tal como limas, lijas o similares.

Estas puntas también sufren un desgaste, después de un tiempo bastante largo, que se aprecia cuando la aleación fundida obtenida del hilo Se soldar, no se adhiere fácilmente a la superficie de las mismas, lo que hace necesaria una limpieza muy frecuente motivada por la pérdida del tratamiento superficial. En este momento, debe precederse a su sustitución por otra nueva, ya que éste es un repuesto habitual en cualquiera de las marcas de soldadores conocidas.

Pueden encontrarse, tambiérr en el mercado, diferentes formas de puntas, aplicables al mismo cuerpo de soldador, que permiten adaptarse a las diferentes formas de trabajo de éste con el mínimo esfuerzo. Normalmente se emplearán puntas finas para la soldadura de pequeños componentes a un circuito impreso y en aquellas ocasiones en que el acceso a la zona de soldadura sea dificultoso. Las puntas de mayor tamaño se utilizarán cuando se requiera soldar componentes con terminales más grandes a circuitos impresos o a las zonas necesarias, ya que con ellas se entregará más potencia calorífica en el mismo tiempo que con las finas por ser mayor la superficie de contacto, obteniéndose la soldadura en un tiempo más corto. No es aconsejable el empleo de estas últimas en zonas de difícil acceso, ya que pueden ocasionar daños en componentes o piezas próximas.

Complementos

Un complemento indispensable para el soldador es el soporte o base para el mismo. Este elemento o accesorio permite poder tener el.soldador a su temperatura de funcionamiento, durante todo el tiempo que se necesite, de una forma cómoda y fácilmente accesible, sin el riesgo de producir quemaduras a los elementos que se encuentren en su proximidad. Este soporte debe de contener una esponja, situada en su correspondiente alojamiento, que ha de mantenerse húmeda durante todo el tiempo en que se emplee el soldador. Con ella deberá limpiarse periódicamente la punta de éste, para eliminar todos los restos de resinas, grasas y suciedad que se van acumulando progresivamente en la misma.

Con el soldador, también se pueden realizar otras funciones relacionadas con el proceso de soldadura que ayudan a complementar a éste. Para ello, será necesario sustituir la punta habitual de soldar por un útil o herramienta apropiada de las que cada fabricante ofrece en su correspondiente catálogo.

Los útiles más habituales son los siguientes:

— Bomba de goma o de material flexible, con su correspondiente boquilla para desoldar y absorber el estaño.

— Puntas especiales para soldadura o desoldadura de circuitos integrados de dos filas de patillas (dual-in-line).

— Crisol o cazoleta donde se puede mantener una cierta cantidad de la aleación de estaño-plornp empleada en la soldadura, para realizar estañados de terminales'de componentes, hilos, cabléenlos, etc., con objeto de-facilitar su soldadura posteior.

Control de la soldadura

También existen otros accesorios relacionados con el control de la soldadura que operan sobre la base de regular la corriente de alimentación de la resistencia de calentamiento.del soldador. Los accesorios que pueden adquirirse para estos fines son: — Regulador de potencia que como su nombre indica, permite seleccionar la potencia que consume el soldador mediante la acción de un mando externo.

Con este aparato puede ser empleado un soldador de media o alta potencia eñ aquellas aplicaciones reservadas a los de baja potencia, ya que ésta estará limitada al valor máximo que se desee.

— Control de temperatura, que permite tener fijada la temperatura del soldador entre los límites que se desee, a través de un control ajustable desde el exterior.

El soldador es una herramienta, que por su simplicidad, no suele ocasionar problemas de mantenimiento, ya que la única avería que puede presentar, estará producida normalmente por la rotura de su resistencia interna de calentamiento.

Esta, está fabricada con un hilo resistivo arrollado, introducido en un tubo metálico cerrado por el extremo destinado al montaje de la punta de soldar, teniendo en el otro extremo los puntos de conexión. Al cabo de un número elevado de horas de funcionamiento, el hilo llega a romperse por algún punto, quedando abierto al circuito de calentamiento; por lo tanto la avería será fácilmente detectable ya que el soldador permanecerá frío.

La reparación de esta avería es sencilla, debido a que existen repuestos de resistencia, de las diferentes marcas de soldadores que hay en el mercado. La resistencia averiada se desmonta quitando la punta de soldar, separando el mango y soltando los dos puntos de conexión del cable de enchufar a la red. En su lugar se instala la nueva, teniendo en cuenta que será necesaria la ayuda de otro soldador para poder soldar los nuevos puntos de conexión con el cable de red. Una vez instalado el mango y la punta, el soldador quedará listo para volver a funcionar.

El polimelro, sus posibilidades

El polímetro es el aparato más comúnmente utilizado para realizar todo el conjunto de medidas de comprobación y ajuste, necesarias para garantizar una correcta puesta en marcha de -los equipos, así como para ayudar a la detección de cualquier tipo de anomalías durante la reparación de aparatos averiados.

Es recomendable, por lo tanto, que este aparato no falte nunca dentro del conjunto de equipos y herramientas de que dispone cualquier .profesional o aficionado.

El polímetro es un aparato multifuncional, ya que con él se pueden realizar un gran número de medidas diferentes, por ello también se le conoce con el nombre de .

Normalmente es capaz de realizar tres tipos básicos de medidas:

— Tensión en corriente continua y alterna.

— Intensidad en corriente continua- y alterna.

— Resistencia.

A este conjunto de medidas, se le suele incorporar en algunos modelos, otras complementarias tales rgomo medida de condensadores, nivélemele salida en decibelio's; conductividades o conductancias, etc.

Para presentar el resultado de la medida, existen dos variantes que configuran los dos modelos básicos de polímetro que se encuentran en el mercado, éstos son: el analógico o mediante una aguja que se desplaza sobre unas escalas calibradas y el digital que ofrece directamente el resultado en forma numérica sobre su pantalla. Los polímetros analógicos incorporan en su interior las pilas o baterías necesarias para el funcionamiento y suelen tener un tamaño inferior al de los digitales, a los que es normalmente necesario enchufar a la red eléctrica.

No existe un criterio totalmente objetivo que pueda decidir cuál délos dos .grupos es mejor. Cada uno tiene sus ventajas e inconvenientes. Cada día aparecen más perfeccionados y sofisticados equipos digitales, que indudablemente ofrecen características y aspectos muy interesantes, tales como la indicación de signo automática, la' elección por el propio aparato de la escala de medida y otras. 3in embargo, aún no han conseguido superar el aspecto económico, en el que llevan ventaja los equipos analógicos.

La práctica totalidad de los medidores analógicos incorporan un galvanómetro como elemento fundamental de medición, cuyo principio de funcionamiento ya es conocido por nuestros lectores. En ocasiones también se incorpora algún tipo de circuitería electrónica que mejora determinados aspectos o parámetros del galvanómetro. Tal es el caso de los llamados por se dicho componente la base del circuito electrónico de apoyo), que tienen por qué ser del tipo digital.

Ameno analógico

El modelo analógico se compone de las siguientes partes-

— Cuadro con escalas.

— Selector de funciones.

— Conjunto de v componentes necesarios para el funcionamiento.

— Pilas o baterías.

— Caja externa con los puntos necesarios de conexión.

— Cables o «latiguillos» con las correspondientes puntas de contacto y las clavijas para su conexión a la caja.

El cuadro está normalmente construido por el sistema de bobina móvil y su funcionamiento es similar al del amperímetro, es decir, que cualquier medida requiere que se produzca siempre una corriente, capaz de excitar la. aguja.

El selector de funciones está construido mediante un conmutador giratorio que permite fijar las condiciones de medida más apropiadas al estado eléctrico del punto que se va a medir. Para poder realizar las medidas en las diferentes escalas, el aparato precisa de un conjunto de resistencias y shunt:: que'proporcionen las condiciones necesarias para cada tipo de medida; suelen estar montados sobre el propio conmutador o sobre un circuito impreso asociado al mismo.

Todas las medidas de resistencia, requieren que sobre el componente o circuito a comprobar se haga circular una cierta corriente, que será la encargada de mover la aguja del cuadro. Esta ha de ser suministrada desde el propio polímetro por medio de unas pilas o baterías dispuestas en su interior, que será necesario sustituir o recargar al cabo de cierto tiempo de utilización.

La caja externa del aparato incorpora todos los puntos de conexión para realizar las medidas, en forma de orificios de contacto, generalmente denominados «bomas» sobre los que se puede insertar, ejerciendo un^. cierta presión, las clavijas de conexión de los cables de medida.

Estos, denominados «latiguillos» permiten, una vez conectados a las correspondientes bomas, realizar el contacto eléctrico sobre el objeto de la medida, a través de las puntas metálicas de que disponen en sus extremos, duelen ser de dos colores diferentes para poder diferenciar la polaridad de la zona a medir y a/aptarla a la correspondiente del polímetro.

Normalmente se utiliza el rojo para el polo positivo y el negro para el negativo, los cuales están normalizados umversalmente para designar las polaridades descritas, empleándose incluso para el-cableado interno de algunos equipos electrónicos.

Medida de resistencias

Teniendo en cuenta que el sistema de funcionamiento de un amperímetro y de un voltímetro ya es conocido, es importante destacar el tercer conjunto básico de medidas que permite realizar el polímetro, que comprende todo lo relacionado con la comprobación de las resistencias óhmicas de componentes y la continuidad eléctrica en los circuitos, es decir el funcionamiento como

Escalas de medida

Para esta forma de trabajo, el polímetro dispone de varias posiciones en su selector de funciones, con objeto de poder cubrir todo el rango de valores de resistencias que se den en la práctica, con la precisión requerida y presentando la medida sobre una escala única. Si sólo se dispusiera de una posición para realizar las medidas de resistencias que pueden presentar valores comprendidos entre los cero ohmios (OQ) y los 50 megohmios (50MQ) o más, sería imposible en la práctica, leer sobre la escala, ya que debería tener por lo menos un millón de divisiones. Por lo tanto se ha recurrido a dividir todo este amplio margen de valores en varios saltos o escalones de medida, diferentes en su número según la calidad, precisión y por lo tanto precio del aparato. V

Estos saltos están señalados sobre el selector, de la forma siguiente:

— R* 1: Para medir unidades y decenas.

— Rx 10: Medidas de decenas y centenas.

— R* 100: Medidas de centenas y millares.

— Rx 1K: Medidas de millares y decenas de millar.

— Rx 10K: Medidas de decenas de millar y centenas de millar.

— Rx 1M: Medidas de millones.

Todas las cantidades señaladas se refieren a ohmios.

Normalmente, ningún polímetro dispone de las 6 posiciones descritas, ya que se solapan unas con otras, entonces y según las marcas que existen en el mercado se encontrarán 3, 4 e incluso 5 de ellas.

Las mayores precisiones se obtendrán entre las lecturas comprendidas entre el 0 y el 100 de la escala.

El método que emplea el polímetro para medir el valor de una resistencia es muy simple y consiste en hacer circular la corriente de su pila interna por dicha resistencia, tal como se mencionó anteriormente, haciéndola pasar también a través del amperímetro de medida. Como la tensión de la pila es fija, la corriente sólo dependerá de la magnitud de la resistencia, por lo tanto la intensidad de esta corriente indicará directamente el valor que se persigue.

Puesta a cero

Para evitar el inconveniente de la caída de tensión de la pila a lo largo del tiempo, debido a la descarga, el aparato incorpora una resistencia variable con un mando exterior con el que se debe regular las condiciones previas de la medida, siguiendo el procedimiento denominado de «puesta a cero». Este consiste en que una vez seleccionada la posición más adecuada del selector para el valor que se espera medir, se ponen en cortocircuito las puntas de los «latiguillos», ya insertados en las bomas, con lo que la aguja del cuadro deberá desplazarse desde su posición de reposo hasta una zona próxima al punto de la escala que indique el cero; a continuación se actúa sobre el mando de la resistencia variable hasta lograr que la aguja se detenga exactamente sobre éste; a partir de este momento el polímetro se encuentra preparado para realizar la medida.

Se debe de tener en cuenta que si es necesario cambiar la posición del selector para realizar otra medida, es preciso repetir toda la operación descrita, ya que las resistencias internas que determinan las escalas, varían según la posición seleccionada.

El mando que actúa sobre la puesta a cero suele estar indicado en el rótulo SET ZERO o OHMS ADJ.