MF2711_3: Prototipado de circuitos o sistemas electrónicos

Prototipado de circuitos o sistemas electrónicos

MF2711_3

Módulo formativo MF2711_3: Prototipado de circuitos o sistemas electrónicos

240 horas

C1: Definir las necesidades del producto electrónico a desarrollar a partir de las indicaciones dadas y de la documentación disponible sobre requisitos o especificaciones.

CE1.1 Recopilar información para la elaboración de un documento de especificaciones, partiendo del análisis de la documentación disponible.
CE1.2 Elaborar un documento de requisitos del producto electrónico, incorporando los detalles clave (prestaciones eléctricas o mecánicas, conectividad, tolerancias admisibles, entre otros) a tener en cuenta en el proceso de prototipado.
CE1.3 Revisar un documento especificaciones del producto electrónico, adecuando su contenido a los medios y recursos disponibles en el proceso de fabricación.

C2: Elaborar un boceto del esquema de integración del sistema, incluyendo sus elementos y generando la documentación necesaria.

CE2.1 Localizar/obtener componentes electrónicos y el resto de elementos del sistema a prototipar, seleccionando aquellos que se ajusten a las características descritas (tolerancia, condiciones de almacenamiento, entre otras) y minimicen posibles problemas de suministro.
CE2.2 Dibujar una estructura del circuito o sistema electrónico, integrando los elementos seleccionados a partir del documento de especificaciones y utilizando herramientas de diseño asistido por ordenador ?CAD electrónico?.
CE2.3 Modelar en 3D una envolvente del conjunto del sistema electrónico, siguiendo las indicaciones descritas en las especificaciones y utilizando herramientas de diseño asistido por ordenador ?CAD electrónico?.
CE2.4 Elaborar planes de integración y verificación, seleccionando las prestaciones y características críticas de las indicadas en el documento de requisitos y definiendo las pruebas a realizar.
CE2.5 Generar documentación para gestionar las siguientes etapas del proceso de prototipado, aportando la información en el formato (dimensiones, plazos, tiempo de desarrollo, entre otros).

C3: Dibujar un esquema electrónico detallado del circuito ?esquemático?, utilizando un programa de diseño asistido por ordenador ?CAD? específico para circuitos electrónicos, aplicando criterios que garanticen la identificación de sus partes, la claridad visual y el uso de los ficheros generados en el posterior diseño de la placa de circuito impreso.

CE3.1 En un supuesto práctico de configuración de un programa de diseño asistido por ordenador ?CAD electrónico:
– Determinar una estructura de archivos a utilizar, facilitando la gestión de información.
– Establecer características del entorno, aplicándolas al programa de diseño asistido.
– Crear jerarquías necesarias, gestionando la información del proyecto asociado.
CE3.2 En un supuesto práctico de gestión de los repositorios de la organización:
– Editar componentes que lo requieran o crear otros a medida, integrándolos en bloques prediseñados.
– Incluir información relativa a proveedores, huellas de los componentes ?footprints?, modelos de simulación y hojas de características ?datasheets?, usándolos en el diseño.
– Crear librerías, conteniendo los componentes utilizados en el diseño del proyecto.
CE3.3 Dibujar un esquemático, colocando los componentes de las librerías, realizando sus conexiones, añadiendo la identificación de componentes por nombres y valores y aplicando herramientas.

C4: Validar un circuito electrónico mediante ‘software’ de simulación o un montaje real provisional, verificando su funcionamiento y prestaciones.

CE4.1 Simular un circuito electrónico usando ‘software’ específico o montando en placas de prototipado, aplicando señales de prueba en sus entradas y midiendo en las salidas y en los puntos de test.
CE4.2 Definir modificaciones a realizar en un circuito con objeto de corregir errores o mejorar las prestaciones de funcionamiento, comparando las medidas obtenidas sobre el circuito, simulado o real, con las especificaciones dadas, incorporando cambios en el esquema y actualizando la documentación.
CE4.3 Generar información para la fase de diseño de la placa del circuito impreso, compilando en el ‘software’ el esquemático del PCB y estableciendo las reglas de diseño (impedancias, anchura y distancia entre pistas, entre otras).
CE4.4 Actualizar documentación relativa a especificaciones y proceso de fabricación del prototipo, adaptando las previsiones (costes, tiempos máximos de acopio de componentes por influencia de los plazos de su ciclo de vida, entre otras) y ajustando el test de verificación del circuito al diseño final.

C5: Trazar las pistas en una placa de circuito impreso ?PCB?, definiendo la disposición de los componentes y configurando reglas relativas a aspectos eléctricos, electrónicos, mecánicos, de suministro de componentes en un programa de diseño asistido por ordenador ?CAD? específico para circuitos electrónicos.

CE5.1 En un supuesto práctico de realización del programa de diseño de circuitos impresos mediante una aplicación informática:
– Establecer reglas de aplicación automática (anchura y separación de pistas, tipos de vías y de ángulos a utilizar, respuesta ante cortocircuitos o ausencia de las conexiones esperadas, aislamiento de las zonas de potencia, entre otras), considerando las limitaciones impuestas por el fabricante de las tarjetas de circuito impreso.
– Configurar una aplicación y un espacio de trabajo, incorporando información sobre las dimensiones y forma de la placa, el número de capas y tipo de dieléctrico, sujeciones ubicando los componentes para que sean accesibles.
– Distribuir componentes electrónicos y elementos auxiliares de manera homogénea, estableciendo áreas funcionales, según tipos de circuitos, consumos de potencia o manipulación de señales de baja potencia o radiofrecuencia, facilitando el acceso a conectores y elementos ajustables.
– Trazar una interconexión de componentes y elementos auxiliares distribuidos en la placa, con pistas lo más cortas posibles, aplicando estrategias de optimización del proceso.
CE5.2 Comprobar un diseño PCB final, integrando el resultado obtenido en el entorno 3D del ‘software’ de diseño asistido por ordenador y usando herramientas proporcionadas por dicho entorno para verificar la ausencia de fallos en las conexiones.
CE5.3 Generar documentación desde la aplicación de diseño (archivos tipo Gerber, listado de materiales actualizado?BOM, distribución de las distintas capas en caso de PCB multicapas u otras), procediendo a la fabricación de la placa de circuito impreso.

C6: Fabricar una serie corta del prototipo o gestionar el encargo de la misma, aportando la información necesaria y realizando los ajustes de puesta a punto.

CE6.1 En un supuesto práctico de fabricación de una serie corta de placas de circuito impreso con medios propios, según información recogida:
– Seleccionar medios disponibles (ataque químico, fresado, impresión 3D u otros), asegurando un entorno de trabajo ventilado.
– Utilizar equipos de protección individual (gafas o guantes, mascarillas, entre otros) exigibles para la fabricación de la placa del circuito impreso.
– Obtener componentes electrónicos y elementos auxiliares de la serie corta a montar, gestionando su aprovisionamiento, trazabilidad y almacenamiento y preparándolos para su montaje, junto con las placas de circuito impreso.
CE6.2 Soldar sobre las placas de una serie corta los componentes electrónicos de agujero pasante, de montaje superficial y otros auxiliares, siguiendo un esquema de su distribución con los medios disponibles (estación de soldadura, horno de refusión, horno de fase de vapor, entre otros), usando dispositivo extractor de humos.
CE6.3 En un supuesto práctico de prueba de las placas montadas, conectando la alimentación eléctrica y ajustando elementos configurables:
– Aplicar un test de verificación ?’hardware’ y ‘software’? definido en la fase de diseño, realizando las pruebas de homologación y comparando los resultados obtenidos con los esperados.
– Explicar una gestión de residuos generados en el proceso de fabricación y montaje de las placas, separando los líquidos empleados ?en caso de haber utilizado ataque químico? y el resto de materiales de desecho, depositándolos en contenedores señalizados.
– Completar una documentación para iniciar la fase de producción, añadiendo conclusiones que validen el producto que se ha generado a partir del proceso de fabricación y puesta a punto del prototipo.

Capacidades cuya adquisición debe ser completada en un entorno real de trabajo.
C3 respecto a CE3.1 y CE3.2; C5 respecto a CE5.1; C6 respecto a CE6.1 y CE6.3.

Otras Capacidades:
Adaptarse a la organización de la empresa integrándose en el sistema de relaciones técnico?laborales.
Ejecutar las instrucciones que recibe responsabilizándose de la labor que desarrolla, comunicándose de manera eficaz con la persona adecuada en cada momento.
Mostrar una actitud de respeto hacia los compañeros, procedimientos y normas de la empresa.
Cumplir las medidas que favorezcan el principio de igualdad de trato y de oportunidades entre hombres y mujeres.
Valorar el talento y rendimiento profesional con independencia del sexo.
Aplicar de forma efectiva el principio de igualdad de trato y no discriminación en las condiciones de trabajo entre mujeres y hombres.

1 Características de productos para el prototipado de circuitos y sistemas electrónicos

Diseño electrónico basado en modelos (Model Based Design ?MBD?): modelo en V y otros enfoques.
Herramientas ‘software’ para la gestión del proceso de diseño.
Proceso de fabricación del producto electrónico.
Especificaciones en el prototipado de productos electrónicos: prestaciones eléctricas o mecánicas, conectividad, tolerancias admisibles, entre otros.
Normas sobre documentación técnica.
Procesos y protocolos de organización, actualización y clasificación de la documentación técnica.
Documentación necesaria para diseño, gestión, montaje y supervisión de las placas del circuito impreso.

2 Prediseño de esquemas de integración del sistema en el prototipado de circuitos y sistemas electrónicos

Características de selección de proveedores de materiales.
Cualidades de los proveedores.
Características para selección de materiales alternativos a los originales.
Documentación del esquema de integración del sistema electrónico por medio de herramientas de diseño asistido por ordenador ?CAD electrónico?.
Modelado 3D de envolventes. Herramientas de diseño asistido por ordenador ?CAD electrónico?.
Planes de integración y verificación: prestaciones y características críticas, definición de pruebas y elaboraciones de los planes.
Planes de integración y verificación en las etapas del proceso de prototipado.

3 Representación de esquemas para el prototipado de circuitos y sistemas electrónicos

Normativa de simbología y representación de esquemas.
Interpretación de las especificaciones de diseño para la creación de esquemáticos.
Características y configuración de la herramienta de diseño de CAD.
Estructuras jerárquicas en la representación de esquemas electrónicos.
Librerías en la herramienta de CAD.
Creación y edición de componentes en el entorno CAD.
Del esquemático a la placa del circuito impreso: información necesaria.
Aprovisionamiento de materiales a partir del esquema electrónico.
Utilidades integradas en la herramienta de CAD para la generación de documentación.

4 Validación de circuitos electrónicos para simulación y montaje de prototipos funcionales

Características y configuración de la herramienta de simulación electrónica. Componentes e
importación de modelos. Creación de diagramas. Tipos de simulación (AC, DC, transitorios, entre otros).
Análisis del funcionamiento de circuitos electrónicos simulados.
Técnicas y procedimientos de montaje de prototipos funcionales en función de la aplicación del circuito. Normativa aplicable sobre seguridad.
Procesos de montaje manual de componentes electrónicos (de agujero pasante ?THD? y de montaje superficial ?SMD?).
Procesos de soldadura (manual, por horno de refusión y otros medios) de componentes electrónicos. Herramientas e instrumentación de medida y prueba.
Señales eléctricas para la comprobación y puesta a punto de equipos electrónicos.
Funcionamiento, pruebas y ensayos de los circuitos electrónicos. Protocolos de comprobación y puesta a punto de los equipos electrónicos.

5 Características del diseño de placas de circuito impreso

Estándares IPC sobre diseño, ensamblado y control de calidad para circuitos impresos.
Conceptos de diseño para fabricación (Design For Manufacturing ? DfM), diseño para fiabilidad (Design For Reliability ? DfR), diseño para excelencia (Design For Excellence ? DfX), entre otros.
Características de los diferentes tipos de encapsulados (footprints) de los componentes electrónicos.
Parametrización de las herramientas de diseño CAD (anchura y separación de pistas, tipos de vías y de ángulos a utilizar, entre otras).
Condiciones y limitaciones de los proveedores de fabricación de placas.
Tipos de placas de circuito impreso industrial y comercial. Características mecánicas.
Normas, precauciones y buenas prácticas en el diseño de placas de circuito impreso.
Consideraciones sobre la integridad de señales.
Utilidades ofrecidas por la herramienta CAD.

6 Gestión del montaje y construcción de prototipos y series cortas de placas de circuito impreso

Construcción de circuitos electrónicos. Técnicas de mecanizado, soldadura y acabado: procesos de fabricación de circuitos impresos (fresado, medios químicos, entre otros).
Características y especificaciones de los medios de producción utilizados en los procesos de
fabricación por fresado y por medios químicos. Especificaciones de fabricación y procesos de mecanizado de las placas de circuito impreso.
Medios y procesos de tratamiento de la placa de circuito impreso para su protección y serigrafiado.
Montaje de placas de circuito impreso. Tecnologías y procesos de montaje de prototipos de aplicaciones electrónicas. Normas de seguridad en el montaje respecto a los problemas de electricidad estática.
Puesta a punto de circuitos electrónicos. Instrumentación electrónica para la verificación y puesta a punto de equipos electrónicos.
Ficha técnica de intervención, descripción, tipos, especificaciones, entre otras. Protocolos de verificación y almacenaje de equipos terminados. Protocolos de mantenimiento de equipos electrónicos.

7 Planificación y gestión del aprovisionamiento de componentes y material de placas de circuito impreso

Trazabilidad y almacenaje de componentes y del material de las placas de circuito impreso en el sistema de producción. Cualidades y selección de proveedores.
Selección de materiales alternativos a los originales. Gestión de pedidos de materiales a
proveedores. Protocolos y procedimientos de recepción de materiales. Sistemas de almacenamiento masivo de materiales. Trazabilidad de materiales. Herramientas de ‘software’ para la gestión de los pedidos.
Seguridad y prevención de riesgos laborales en la fabricación y montaje de placas de circuito impreso.
Procedimientos y protocolos de actuación ante un accidente laboral. Equipos, medios y protocolos de seguridad durante el proceso de fabricación y montaje de circuitos impresos y para el almacenamiento de materiales. Condiciones de seguridad de las instalaciones en los procesos de fabricación del circuito impreso.
Gestión de residuos en la fabricación, montaje y mantenimiento de equipos electrónicos (clasificación, protocolos de manipulación, características de las zonas de almacenamiento, trazabilidad, gestores de residuos, entre otros). Normativa sobre protección medioambiental.

TE LLAMAMOS Y TE LO EXPLICAMOS TODO