Análisis del circuito
Fecha de revisión: 2026-07-13
Resumen ejecutivo
El diseño parece ser una controladora para brazo/robot con ESP32-DEVKIT-V1, 6 drivers A4988 para motores paso a paso, 2 salidas con MOSFET IRFZ44N para cargas tipo ventilador, headers de motor/señales y alimentación de 12 V / 5 V.
El esquemático base está razonablemente estructurado, pero el proyecto no está listo para fabricar: los checks reportan errores de layout/cobre, nets sueltas, MPN faltantes y varias decisiones eléctricas que conviene corregir antes de ensamblar.
Hallazgos críticos
1. Errores de PCB/layout que bloquean fabricación
La revisión reporta:
- 11 errores de airwires: conexiones eléctricas que existen en el esquemático pero no están totalmente ruteadas en PCB.
- 29 warnings de dangling traces: trazas con extremos abiertos, probablemente restos de ruteos anteriores.
- 14 errores de floating copper: islas de cobre sin net válida.
- 21 errores de overlapping copper: cobre superpuesto/posibles cortos.
- 3 errores de invalid layer: nodos asignados a capas no existentes.
- 1 error por múltiples fills en Top/Bottom con nets diferentes.
Prioridad recomendada: primero corregir capa inválida y cobre superpuesto, luego borrar trazas colgantes/floating copper, y recién después volver a rutear airwires.
2. Etapa de ventilador FAN1 probablemente mal conectada
La etapa FAN2 se ve coherente para low-side switching:
- J4 Pin_1 -> 12V
- J4 Pin_2 -> FAN2_NEG
- FAN2_NEG -> Q2:D
- Q2:S -> GND
- Q2:G controlada por red FAN2_GATE
Pero FAN1 muestra una anomalía fuerte:
- J5 Pin_1 -> 12V
- J5 Pin_2 -> GND
- Q1:D -> GND
- Q1:S -> GND
- Q1:G -> FAN1_GATE
Esto hace que el conector J5 quede como 12V/GND fijo y Q1 no conmute la carga. Si J5 es el ventilador 1, lo esperado sería que J5 Pin_2 fuera FAN1_NEG y que FAN1_NEG conecte al drain de Q1, con source a GND.
3. Uso de IRFZ44N con control de 3.3 V/12 V
El IRFZ44N no es ideal como MOSFET lógico directo a 3.3 V. En este diseño se usa un NPN 2N3904 con pull-up de gate a 12 V, lo cual sí puede encender fuerte el MOSFET, pero invierte la lógica:
- GPIO bajo/apagado de NPN -> gate sube a 12 V -> MOSFET encendido.
- GPIO alto/encendido de NPN -> gate baja -> MOSFET apagado.
Esto significa que las salidas de ventilador son activas en bajo a nivel firmware y podrían encenderse durante reset si el gate queda alto. Recomiendo agregar un pull-down o revisar la lógica de arranque, o usar MOSFET logic-level adecuado con driver simple.
4. A4988: faltan capacitores de motor/alimentación visibles
El BOM no contiene capacitores. Para A4988, normalmente se requiere capacitor bulk cercano entre VMOT y GND por driver o por grupo de drivers, además de desacoplos en VDD/5V. Sin bulk en VMOT, los picos del motor pueden resetear el sistema o dañar drivers.
Recomendación típica: capacitores electrolíticos/bulk en 12V cerca de los A4988 y cerámicos cerca de VDD/GND. El valor exacto depende de corriente de motores, longitud de cables y si los módulos A4988 ya tienen capacitores integrados.
5. Entradas bootstrapping del ESP32 usadas como señales
Se observan pines ESP32 usados para funciones de control:
- GPIO12/D12 -> M1_DIR: es pin de strap; estados incorrectos al arranque pueden afectar configuración de flash/boot.
- GPIO15/D15 aparece conectado a GND y J1 Pin_4; también es pin de strap.
- GPIO2/D2 aparece asociado a J1 en el resumen, pero los checks reportan nets single-pin en J1 Pin_1/Pin_2, conviene revisar ese header.
Esto no siempre impide funcionar, pero requiere asegurar niveles correctos durante reset/boot.
6. Nets sueltas y conectores con una sola conexión
ERC reporta:
- Net 1: solo J1 Pin_2.
- Net 13: solo J1 Pin_1.
- Mounting holes H1/H2/H3/H4 flotantes.
Los mounting holes pueden estar flotantes si son mecánicos, pero los pines sueltos de J1 deben confirmarse: o se conectan a una función real, o se marcan como no conectados.
7. BOM incompleto para manufactura
Hay 22 errores de MPN faltante, principalmente:
- Headers J1/J2/J4/J6/J7/J8/J9/J10/J11/J12/J13-J17.
- Resistores R1-R7.
Esto no afecta la simulación eléctrica, pero sí bloquea compra/ensamble automático.
Recomendaciones por prioridad
- Corregir FAN1 para que Q1 realmente conmute J5, si J5 es el ventilador 1.
- Agregar capacitores bulk/desacoplo para 12V/VMOT y 5V/VDD de los A4988.
- Revisar pines de strap del ESP32 y evitar GPIO12/15/2 si no se controlan sus niveles de arranque.
- Resolver nets sueltas J1 Pin_1/J1 Pin_2 o marcarlas como NC.
- Limpiar layout: invalid layers, overlapping copper, dangling traces y floating copper.
- Re-rutear airwires después de limpiar trazas viejas.
- Completar MPNs/footprints antes de exportar fabricación.
Veredicto
Funcionalmente, la arquitectura general ESP32 + A4988 + MOSFETs tiene sentido, pero hay al menos una conexión sospechosa en FAN1 y faltan elementos de robustez en potencia. A nivel PCB, el diseño necesita limpieza de cobre/ruteo antes de fabricar.