Placa de circuito cableado

Una placa de circuito cableado sostiene las piezas de un circuito eléctrico sobre una tabla rígida y aislante, con cada pieza atornillada y cada conexión hecha con su propio hilo. Un receptor de radio experimental construido sobre una base de caoba hacia 1905 se conserva en el Science Museum de Londres, y las radios de los años veinte construidas así sobre tablas se llamaban en inglés «breadboards»; la empresa Atwater Kent, de Filadelfia, sacó siete modelos de este tipo en 1923. Los circuitos impresos tomaron el relevo desde los años cuarenta, pero con una tabla, tornillos e hilo todavía se puede montar a mano un circuito que funcione.

Qué es

Una placa de circuito cableado es una pieza plana, rígida y aislante que sostiene las partes de un circuito eléctrico, como resistencias, condensadores, bobinas y válvulas, y las une con hilos separados. Cada pieza va atornillada a la placa. Sus conexiones terminan en bornes, y un hilo va de un borne a otro, apretado bajo un tornillo o soldado. En los años veinte era la forma habitual de construir una radio y, como la placa era una tabla de madera, en inglés se llamaba montaje «breadboard», en tabla de cortar pan.

Un circuito impreso sustituye los hilos por tiras de cobre adheridas a la placa, hechas todas a la vez. En un circuito integrado, los componentes y sus conexiones se forman juntos en un único chip de silicio. Una placa cableada no necesita ninguno de los dos procesos: bastan una tabla, tornillos, hilo y las piezas, y cualquier conexión se puede cambiar con un destornillador o un soldador.

Cómo funciona

La tabla no debe conducir la electricidad y debe conservar su forma. Una revista de radio de 1926 pedía buena madera para que la tabla de base no se combara, y reforzaba una tabla ancha con listones por debajo. Las piezas se colocan encima de la tabla. En los aparatos Atwater Kent de 1923 los hilos pasaban por debajo, ocultos. Muchos receptores tenían además un panel frontal vertical con los mandos y los diales de sintonía; la tabla de base, detrás, sostenía las bobinas, las válvulas y los bornes y soportaba el panel, y unos hilos iban de los mandos del panel a sus puntos en la tabla.

El gancho rodea el tornillo en el sentido del apriete, de modo que al apretar el lazo se cierra.

Cada borne es un tornillo de cabeza redonda o un borne de apriete. Una fila de ellos sobre una regleta aislante, a lo largo del borde trasero, recibe los hilos que llegan desde fuera del aparato: antena, tierra, auriculares y pilas. Para fijar un hilo se pela su extremo, se dobla el cobre desnudo en forma de gancho y se coloca bajo la cabeza del tornillo en el sentido en que este gira al apretar. Al apretar, el lazo se cierra contra el tornillo; un lazo colocado al revés se sale de debajo de la cabeza. Una conexión que deba durar también se puede soldar.

El cableado sigue el esquema conexión a conexión: cada hilo une dos puntos que el esquema muestra unidos, y nada más. Los hilos desnudos no deben tocarse nunca donde el esquema no tiene conexión, así que se mantienen separados y se usa hilo aislado donde dos tramos pasan cerca. Como cada hilo se puede seguir con la vista, una avería se localiza y una pieza se cambia con el destornillador. Por eso el montaje en tabla gustaba a los aficionados, que no paraban de modificar sus aparatos.

Cómo hacerlo

Esta tabla enciende una bombilla de linterna con tres pilas a través de un interruptor, y enseña a disponer y unir las piezas. Hace falta un trozo de contrachapado o de madera blanda bien seca de unos 20 por 15 centímetros, un portapilas para tres pilas AA con dos cables de salida, un pequeño portalámparas que se atornille, una bombilla de linterna para 4,5 voltios, una tira de latón fino de unos 6 centímetros, tornillos para madera de latón de cabeza redonda con arandelas, hilo de timbre aislado de un solo alambre, un destornillador, un punzón y unos alicates pelacables. Un receptor de radio de cristal se dispone sobre una tabla de la misma manera.

Dibuje primero el plano a lápiz: el portapilas en un extremo, el interruptor en el centro y el portalámparas en el otro extremo, con los hilos como líneas rectas paralelas a los bordes. Empiece cada agujero con el punzón y atornille el portapilas y el portalámparas. Para el interruptor, atornille un extremo de la tira de latón por un agujero y dóblela para que su extremo libre quede, haciendo de muelle, justo encima de la cabeza de un segundo tornillo: al apretarla se cierra el circuito. Pele alrededor de un centímetro en cada extremo de hilo y fíjelo bajo una cabeza de tornillo como se ha explicado. Cablee el circuito como un solo lazo: el cable positivo del portapilas al tornillo que sujeta la tira de latón, el segundo tornillo del interruptor a un borne del portalámparas y el otro borne del portalámparas al cable negativo.

La tabla terminada: pilas, interruptor y bombilla en un solo lazo, cada hilo recto entre dos tornillos.

Revise la tabla antes de poner las pilas. Siga cada hilo con el dedo y compárelo con el dibujo: debe haber un único camino continuo alrededor del lazo, y ningún cobre desnudo debe tocar un hilo o un tornillo al que no deba llegar. Coloque las pilas y apriete el interruptor: la bombilla se enciende. Si no, compruebe que cada tornillo está bien apretado y que la bombilla está enroscada a fondo en su portalámparas. Cuando funcione, se puede añadir un segundo portalámparas junto al primero y revisar el nuevo cableado del mismo modo.

Use solo pilas normales. No conecte nunca una tabla así a la red eléctrica ni a una batería de coche. Un hilo que une directamente los dos cables del portapilas provoca un cortocircuito: el hilo y las pilas se calientan enseguida y las pilas pueden perder líquido; búsquelo, pues, antes de poner las pilas y quítelas al terminar. La bombilla se calienta al cabo de unos minutos. Sujete bien la tabla y mantenga la otra mano lejos del punzón y del destornillador. Si suelda las conexiones, siga las precauciones de la página del soldador.

Historia y evolución

Un receptor en tabla de los años veinte, cableado por debajo.

Los radioaficionados de principios del siglo XX montaban sus piezas sobre una base de madera, y una tabla de cortar pan comprada en la ferretería era una fuente cómoda de madera dura y plana. Un receptor experimental que R. P. Howgrave-Graham diseñó y construyó hacia 1905, hoy en el Science Museum de Londres, tiene sus piezas sobre una base de caoba; un aparato idéntico aparece en su libro Wireless Telegraphy for Amateurs, cuyo ejemplar de la British Library se recibió en mayo de 1907. También los fabricantes vendían aparatos montados así: la edición de 1913 del manual de Alfred Morgan para radioaficionados muestra un receptor de la Long Distance Wireless Company con el detector, la bobina de sintonía y el condensador fijados sobre una base de caoba. Un receptor de galena de onda larga que Alex Steuart construyó en Edimburgo en 1913 para captar las señales horarias de la torre Eiffel, hoy en los National Museums Scotland, tiene también una base de caoba. En los años veinte, un aparato montado sobre una tabla de madera y cableado a mano se llamaba en inglés «breadboard». El Roaring Twenties Antique Radio Museum conserva un «breadboard» de Atwater Kent de 1922, y la empresa de Filadelfia sacó siete modelos «breadboard» distintos en 1923. No tenían caja: válvulas, bobinas, condensadores de sintonía y bornes estaban sobre la tabla, y el cableado pasaba por debajo. El método facilitaba cambiar un circuito, y alcanzó su apogeo en esa década. Muchas de las primeras radios con mueble eran aparatos de tabla metidos en una caja de madera.

La madera no ofrece ningún blindaje contra las ondas de radio, y los primeros aparatos podían silbar cuando una mano se acercaba al panel frontal. Con la llegada de los condensadores de sintonía de varias secciones en un mismo eje, el blindaje entre las etapas se volvió imprescindible, y los fabricantes pasaron al chasis metálico, cuyos recortes podían normalizarse para acelerar el montaje. Las piezas seguían unidas una a una con hilos soldados a mano.

En 1925, Charles Ducas solicitó en Estados Unidos la patente de un método para formar las conexiones de un circuito directamente sobre un soporte aislante, imprimiendo o estarciendo una pasta conductora que luego se recubría de metal por galvanoplastia. Paul Eisler, ingeniero austriaco, se instaló en Londres en 1936 y empezó ese mismo año a experimentar con circuitos impresos; hizo sus primeras placas por serigrafía. En 1942 construyó una radio con placas de circuito impreso, el primer aparato en funcionamiento que las usó, hoy en el Science Museum de Londres, y patentó el procedimiento en 1943. La industria armamentística estadounidense fabricó circuitos impresos en gran serie durante la Segunda Guerra Mundial, primero para las espoletas de proximidad de la defensa antiaérea. Más tarde, el circuito integrado reunió los propios componentes en un chip. Los ingenieros siguen llamando «breadboard» a la primera versión de prueba de un circuito.