jueves, 17 de enero de 2013
Programacion
La unión obligada de la electrónica a la programación abre una infinidad de posibilidades para nuestros proyectos y a la vez genera nuevas ideas tanto como necesidades de conocimiento, pero no siempre manejamos ambos temas de la forma que deseamos. Pretendo dar algunas explicaciones, breves y tan utiles como sea posible, de la programación utilizada en los proyectos. esperando aportar algo a quienes lo necesiten.
Proyectos
Algunos proyectos son descabellados, y otros son casi ridículos, pero algo he aprendido en esta aventura y es que no hay proyecto demasiado simple que no valga la pena intentar, ni demasiado difícil que no valga la pena soñar.
INDICE
... actualización constante.
PIC's
Circuitos integrados programables.
Se une la programación a la electrónica y el mundo que ya de por si es amplio, se vuelve infinito.
...actualización constante.
IC
Wikipedia. http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado
En este punto, debemos por obligación ser muy extensos, ya que hay una gran variedad de circuitos integrados, sus funciones y posibilidades son inmensas.
Así que publicaré cada circuito como una entrada independiente.
(Esta entrada será actualizada con la lista de los circuitos descritos al momento)
INDICE
... actualización constante.
Leds
El LED es un tipo especial de diodo que trabaja como un diodo común, pero que al ser atravesado por la corriente eléctrica, emite luz . Este dispositivo semiconductor está comúnmente encapsulado en una cubierta de plástico de mayor resistencia que las de vidrio que usualmente se emplean en las lámparas incandescentes. Aunque el plástico puede estar coloreado, es sólo por razones estéticas, ya que ello no influye en el color de la luz emitida. Usualmente un LED es una fuente de luz compuesta con diferentes partes, razón por la cual el patrón de intensidad de la luz emitida puede ser bastante complejo.
La intensidad luminosa depende directamente de la corriente que atraviesa el LED y no debe esceder el voltaje de trabajo del diodo para evitar que este se pueda dañar; el voltaje de operación va desde 1,8 hasta 3,8 voltios aproximadamente.
La corriente directa de polarización de un LED está comprenda entre los 10 y 20 miliamperios (mA) en los diodos de color rojo y de entre los 20 y 40 miliamperios (mA) para los otros LED.
Wikipedia: http://es.wikipedia.org/wiki/Led
La imagen mas comun encontrada en un led. Aunque existen de muchas formas y tamaños, esta es la que usaremos con mas frecuencia.
Si quieres un poco mas de teoria sobre los LED, entra aqui
La estructura interna de un led.
Encender un LED representa en electrónica el llamado "HOLA MUNDO", donde podemos dar nuestro primer paso en este fascinante mundo.
Usaremos los LED sobre todo para indicar el estado de nuestros circuitos y la función que cumplen al momento.
Transistores
Particularmente a mi este tema me saca canas (dificultades) al tatarlo de entender bien, por lo que lo abordaré de la manera mas técnica posible, y a la vez mas práctica.
(Si incurro en errores, por favor, indicamelos para corregirlos)
Wikipedia: http://es.wikipedia.org/wiki/Transistor
Lo primero que debemos saber, es que un Transistor es una puerta que permite el paso (o detiene) de corriente en un sentido, y dicha puerta esta controlada por una llave o puerta mas pequeña. Tambien estan los que permiten el paso de corriente muy grande según la cantidad de corriente muy pequeña.
En fin.
Veamos las partes, y tratemos de explicar alguno de los existentes. Aunque hay muchos tipos según los materiales empleados, la polarización requerida y otras cosas mas, simplificare para darme a entender.
Un transistor no es más que un interruptor. Es capaz de controlar una corriente usando un voltaje para manupular una resistencia y jugar con estas dos magnitudes. De aquí surge su nombre, ya que transistor viene de juntar las palabras "transfer" "resistor" es decir es capaz de transferir una determinada resistencia. Puede en un momento bloquear una corriente, funcionando entonces como una resistencia muy grande, o dejarla correr pasando a tener una pequeña resistencia.
Existen 2 usos especificos.
- Como interruptor
- Como amplificador
La imagen mas comun de un transistor
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Hay dos tipos básicos de transistor: (Clasificación mas aceptada)
- Transistor bipolar o BJT (Bipolar Junction Transistor)
- Transistor de efecto de campo, FET (Field Effect Transistor) o unipolar
- Transistor NPN: en este caso un cristal P está situado entre dos cristales N.
- Transistor PNP: en este caso un cristal N está situado entre dos cristales P.
- Emisor (E): Se encarga de proporcionar portadores de carga.
- Colector (C): Se encarga de recoger portadores de carga.
- Base (B): Controla el paso de corriente a través del transistor.
Según el ejemplo anteriormente mencionado, podriamos decir que existe un canal de agua muy grande que pasa de Emisor al Colector, pero en medio tiene una compuerta que bloquea dicho paso de agua, y esta compuerta esta manipulada por la Base. Si aplicamos energia a la BASE, entonces pasara agua por el canal, sin afectar la corriente que aplicamos en la Base, teniendo así un control protegido usando la base, de un flujo muy fuerte que pasa por el canal.
Ahora la parte enrredada...
ZONAS DE TRABAJO
Corte: No circula intensidad por la Base, por lo que, la intensidad de Colector y Emisor también es nula. El transistor, entre Colector y Emisor se comporta como un interruptor abierto.Saturación: Cuando por la Base circula una intensidad, se aprecia un incremento de la corriente de colector considerable. En este caso el transistor entre Colector y Emisor se comporta como un interruptor cerrado.
Activa: Actúa como amplificador. Puede dejar pasar más o menos corriente. Cuando trabaja en la zona de corte y la de saturación se dice que trabaja en conmutación. En definitiva, como si fuera un interruptor. La ganancia de corriente es un parámetro también importante para los transistores ya que relaciona la variación que sufre la corriente de colector para una variación de la corriente de base. Los fabricantes suelen especificarlo en sus hojas de características.
La miniaturización de los transistores ha permitido encapsularlos y obtener con ellos los CIRCUITOS INTEGRADOS que según su estructura interna tienen un sentido de operación particular.
Para nuestros ejemplos, usaremos los transistores NPN como interruptores que permiten mantener una buena protección en nuestro circuito meintras controlamos cargas de energia mayores.
Un ejemplo simple del uso de un transistor para encender una lampara usando un transistor NPN
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Cuando el interruptor SW1 está abierto no circula intensidad por la Base del transistor por lo que la lámpara no se encenderá, ya que,se ejerce la mayor resistencia entre Colector y Emisor. Cuando se cierra el interruptor SW1, una intensidad muy pequeña circulará por la Base. Así el transistor disminuirá su resistencia entre Colector y Emisor por lo que pasará una intensidad muy grande, haciendo que se encienda la lámpara. |
COMO IDENTIFICAR TRANSISTORES
En primer lugar, y valiendonos de las letras de orden grabadas en su carcasa, podemos deducir:* Transistores que comienzan por BC, son de uso general y de silicio.
* Transistores que comienzan por AC, son de uso general y de germanio.
* Transistores que comienzan por BF, son para uso en RF y de silicio.
* Transistores que comienzan por AF, como los anteriores, pero de germanio.
* Transistores que comienzan por AD, son de germanio y para etapas de potencia.
* Transistores que comienzan por BD, de potencia pero de silicio.
* Transistores con nomenclatura 2N, son de procedencia americana.
* Transistores con denominaci¢n 2SB, germanio, uso general y son japoneses.
* Transistores 2SC son de silicio uso en RF y uso general, japon‚s.
* Transistores 2SD son de potencia.
| NPN transistors | ||||||||
| Code | Structure | Case style |
IC max. |
VCE max. |
hFE min. |
Ptot max. |
Category (typical use) |
Possible substitutes |
| BC107 | NPN | TO18 | 100mA | 45V | 110 | 300mW | Audio, low power | BC182 BC547 |
| BC108 | NPN | TO18 | 100mA | 20V | 110 | 300mW | General purpose, low power | BC108C BC183 BC548 |
| BC108C | NPN | TO18 | 100mA | 20V | 420 | 600mW | General purpose, low power | |
| BC109 | NPN | TO18 | 200mA | 20V | 200 | 300mW | Audio (low noise), low power | BC184 BC549 |
| BC182 | NPN | TO92C | 100mA | 50V | 100 | 350mW | General purpose, low power | BC107 BC182L |
| BC182L | NPN | TO92A | 100mA | 50V | 100 | 350mW | General purpose, low power | BC107 BC182 |
| BC547B | NPN | TO92C | 100mA | 45V | 200 | 500mW | Audio, low power | BC107B |
| BC548B | NPN | TO92C | 100mA | 30V | 220 | 500mW | General purpose, low power | BC108B |
| BC549B | NPN | TO92C | 100mA | 30V | 240 | 625mW | Audio (low noise), low power | BC109 |
| 2N3053 | NPN | TO39 | 700mA | 40V | 50 | 500mW | General purpose, low power | BFY51 |
| BFY51 | NPN | TO39 | 1A | 30V | 40 | 800mW | General purpose, medium power | BC639 |
| BC639 | NPN | TO92A | 1A | 80V | 40 | 800mW | General purpose, medium power | BFY51 |
| TIP29A | NPN | TO220 | 1A | 60V | 40 | 30W | General purpose, high power | |
| TIP31A | NPN | TO220 | 3A | 60V | 10 | 40W | General purpose, high power | TIP31C TIP41A |
| TIP31C | NPN | TO220 | 3A | 100V | 10 | 40W | General purpose, high power | TIP31A TIP41A |
| TIP41A | NPN | TO220 | 6A | 60V | 15 | 65W | General purpose, high power | |
| 2N3055 | NPN | TO3 | 15A | 60V | 20 | 117W | General purpose, high power | |
| PNP transistors | ||||||||
| Code | Structure | Case style |
IC max. |
VCE max. |
hFE min. |
Ptot max. |
Category (typical use) |
Possible substitutes |
| BC177 | PNP | TO18 | 100mA | 45V | 125 | 300mW | Audio, low power | BC477 |
| BC178 | PNP | TO18 | 200mA | 25V | 120 | 600mW | General purpose, low power | BC478 |
| BC179 | PNP | TO18 | 200mA | 20V | 180 | 600mW | Audio (low noise), low power | |
| BC477 | PNP | TO18 | 150mA | 80V | 125 | 360mW | Audio, low power | BC177 |
| BC478 | PNP | TO18 | 150mA | 40V | 125 | 360mW | General purpose, low power | BC178 |
| TIP32A | PNP | TO220 | 3A | 60V | 25 | 40W | General purpose, high power | TIP32C |
| TIP32C | PNP | TO220 | 3A | 100V | 10 | 40W | General purpose, high power | TIP32A |
Por ahora, lo que considero muy básico y necesario entender para poder continuar con nuestros proyectos...
Diodos
El diodo es un dispositivo que permitirá el paso de corriente en un solo sentido.
Si le hacemos circular corriente en un sentido, el dispositivo lo permitirá, pero si lo intentamos a la inversa, se comportará como un interruptor abierto.
Wikipedia: http://es.wikipedia.org/wiki/Diodos
Circuito equivalente de un diodo ideal
Tipos de diodos
Las lista es larga, pero aquí presentaré los que tendra aplicación en nuestros proyectos
Diodo rectificador
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Se hacen generalmente de silicio dopado o germanio.
Se identifican mediante una referencia (por lo general). En el sistema americano, la referencia consta del prefijo “1N” seguido del número de serie, por ejemplo: 1N4004. La “N” significa que se trata de un semiconductor, el “1” indica el número de uniones PN y el “4004” las características o especificaciones exactas del dispositivo.
Caracteristicas de los Diodos 1N400X
- Diodo rectificador 1N4001 40V 1Amp
- Diodo rectificador 1N4002 100V 1Amp
- Diodo rectificador 1N4003 200V 1Amp
- Diodo rectificador 1N4004 400V 1Amp
- Diodo rectificador 1N4005 600V 1Amp
- Diodo rectificador 1N4006 800V 1Amp
- Diodo rectificador 1N4007 1000V 1Amp
En el sistema europeo o continental se emplea el prefijo de dos letras, por ejemplo: BY254. En este caso, la “B” indica el material (silicio) y la “Y” el tipo (rectificador).
Diodo de capacidad variable (varicap o varactor)
El diodo varactor también conocido como diodo varicap o diodo de sintonía. Es un
dispositivo semiconductor que trabaja polarizado inversamente y actúan como condensadores
variables controlados por voltaje. Esta característica los hace muy útiles como elementos de
sintonía en receptores de radio y televisión. Son también muy empleados en osciladores,
multiplicadores, amplificadores, generadores de FM y otros circuitos de alta frecuencia. Una
variante de los mismos son los diodos SNAP, empleados en aplicaciones de UHF y microondas.
Diodo Zener
Un diodo zener es un semiconductor que se distingue por su capacidad de mantener un
voltaje constante en sus terminales cuando se encuentran polarizados inversamente, y por ello se
emplean como elementos de control, se les encuentra con capacidad de ½ watt hasta 50 watt y
para tensiones de 2.4 voltios hasta 200 voltios.
El diodo zener polarizado directamente se comporta como un diodo normal, su voltaje
permanece cerca de 0.6 a 0.7 V.
Fotodiodo
El fotodiodo se parece mucho a un diodo semiconductor común, pero tiene una característica que lo hace muy especial: es un dispositivo que conduce una cantidad de corriente eléctrica proporcional a la cantidad de luz que lo incide (lo ilumina). A mayor cantidad de luz incidente, mayor es la corriente inversa producida.
Diodos emisor de luz (LED)
Es un diodo que entrega luz al aplicársele un determinado voltaje.
(trataremos este componente mas adelante)
Video de como medir y utilizar los diodos como reductores de voltaje
Condensadores
La idea general del condensador (capacitor) es almacenar energia
durante un periodo de carga, para ser entregada despues en un periodo de
descarga.
Wikipedia: http://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctrico
En nuestros proyectos, el condensadornos permitira eliminar el rizado en el flujo de corriente y mantendra energizado el circuito (durante el tiempo que demore en entregar la corriente almacenada)
La unidad de medida de su capacidada de almacenaniemto se da en faradios, en honor a su descubridor Michael Faraday físico químico ingles. (1791 – 1867)
Como dice wikipedia ... "La capacidad de 1 faradio es mucho más grande que la de la mayoría de los condensadores, por lo que en la práctica se suele indicar la capacidad en micro- µF = 10-6, nano- nF = 10-9 o pico- pF = 10-12 -faradios."
En la sigueinte figura se representan los tipos de condensadores.
a. De papel
b. Dieléctrico
c. Electrolíticos
d. Electrolíticos
e. Capacidad variable
Ademas podemos clasificarlos según el dieléctrico utiliazado.
NOTA: Los condensadores reales tienen asociadas, además de capacidad, una resistencia y una inductancia
Por ultimo dejo un video ilustrativo del funcionamiento decarga y descarga de un condensador
Wikipedia: http://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctrico
En nuestros proyectos, el condensadornos permitira eliminar el rizado en el flujo de corriente y mantendra energizado el circuito (durante el tiempo que demore en entregar la corriente almacenada)
La unidad de medida de su capacidada de almacenaniemto se da en faradios, en honor a su descubridor Michael Faraday físico químico ingles. (1791 – 1867)
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La forma mas comun en la que vemos los condensadores en los aparatos electrónicos |
Como dice wikipedia ... "La capacidad de 1 faradio es mucho más grande que la de la mayoría de los condensadores, por lo que en la práctica se suele indicar la capacidad en micro- µF = 10-6, nano- nF = 10-9 o pico- pF = 10-12 -faradios."
En la sigueinte figura se representan los tipos de condensadores.
a. De papel
b. Dieléctrico
c. Electrolíticos
d. Electrolíticos
e. Capacidad variable
(fuente de la imagen: http://www.monografias.com/trabajos58/condensadores/condensadores2.shtml)
En la parte inferior de la imagen se puede observar que algunos tienen definida una polardad, la cual debe ser respetada. En caso de conectarlos incorrectamente se elimina la capa de óxido (además, generalmente la polarización inversa origina gases por electrólisis y puede provocar una explosión) y el condensador se volverá conductor, en lugar de almacenar carga.Ademas podemos clasificarlos según el dieléctrico utiliazado.
| Cerámicos | |
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Electrolíticos |
 |
Monolíticos |
 |
Poliester |
 |
Tantalio |
NOTA: Los condensadores reales tienen asociadas, además de capacidad, una resistencia y una inductancia
 | Los Dieléctrico se distinguen fácilmente por su forma de lenteja casi siempre de color café o verde con su valor impreso en código JIS. Sus valores de capacidad están comprendidos entre 0.5 pF y 47 nF 101 = 0.0001 uF = 100 Picoofaradios 102 = 0.001 uF = 1 Nanofaradio 103 = 0.01 uF = 10 Nanofaradios 104 = 0.1 uF = 100 Nanofaradios 105 = 1 uF = 1 Microfaradios |
 | Los Electrolíticos por lo general traen su valor descrito directamente en su envoltura. |
Codigo de colores
Tabla de colores aplicada a los condensadores
Por ultimo dejo un video ilustrativo del funcionamiento decarga y descarga de un condensador
Resistencias
La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente ...
Datos técnicos en wikipedia : http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica
Usamos la unidad de medida OHMIO para la resistencia eléctrica que existe entre dos puntos de un conductor.
En nuestros proyectos, la resistencia nos permite reducir el paso de la corriente, con lo cual estabilizamos el voltaje a una cantidad deseada, y evitar que la energia pase de golpe y afecte o sature los componentes.
Uno de los casos mas comunes es cuando queremos encender un LED. Si lo conectamos directo a la fuente de voltaje, así sea la especificada, se quemara, ya queel flujo de corriente sobre el LED será completo y continuo, sin regulación y finalmente lo rompera. Por medio de la resistencia (200 oh ó 300 oh es lo mas comun) se controla el flujo y se mantiene estable la cantidad de voltaje.
Adicionalmente, nos permite proteger el circuito de pasos repentinos o cortos en el trayecto. Al realizar un corto en el circuito la corriente pasara sin obstaculo, lo que termina quemando las vias. La resistencia se encargara de consumir y reducir ese paso a niveles manejables sin que el circuito entre en corto.
Apariencia
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Se representa por la letra griega mayúscula Ω (omega) y se entiende como "ohmios"
Un valor de 0 ohmios nos indica que no hay ningún tipo de resistencia al paso de la corriente.
Las mas frecuentes en mis proyectos son:
220, 330, 1K, 10K.
Tabla de colores
Tabla de múltiplos
| Submúltiplos | Múltiplos | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Valor | Símbolo | Nombre | Valor | Símbolo | Nombre | |
| 10−1 Ω | dΩ | deciohmio | 101 Ω | daΩ | decaohmio | |
| 10−2 Ω | cΩ | centiohmio | 102 Ω | hΩ | hectoohmio | |
| 10−3 Ω | mΩ | miliohmio | 103 Ω | kΩ | kiloohmio | |
| 10−6 Ω | µΩ | microohmio | 106 Ω | MΩ | megaohmio | |
| 10−9 Ω | nΩ | nanoohmio | 109 Ω | GΩ | gigaohmio | |
| 10−12 Ω | pΩ | picoohmio | 1012 Ω | TΩ | teraohmio | |
| 10−15 Ω | fΩ | femtoohmio | 1015 Ω | PΩ | petaohmio | |
| 10−18 Ω | aΩ | attoohmio | 1018 Ω | EΩ | exaohmio | |
| 10−21 Ω | zΩ | zeptoohmio | 1021 Ω | ZΩ | zettaohmio | |
| 10−24 Ω | yΩ | yoctoohmio | 1024 Ω | YΩ | yottaohmio | |
| (fuente: wikipedia) | ||||||
Prologo
La electrónica es un pasatiempo muy divertido, y sobre todo fascinante. Pero puede llegar a ser frustrante cuando los pocos conocimientos en el tema se convierten en obstáculos difíciles de superar.
Allí es donde se agradece infinitamente la capacidad de Internet para darnos información. Años atrás, sin el Internet, nuestras ideas se quedaban solo en eso, ideas, pero hoy, ya no hay escusa para no llevarlas a cabo.
Para mi, que soy un profano en el tema de la electrónica, cualquier proyecto logrado es mas que un premio, aprender es mas que una necesidad e intentarlo es una obligación.
Inicio este blog con la idea de mantener en un lugar la información que he recolectado y sobe todo compartir con mis amigos (que gustan del tema) las experiencias y las dificultades, así como las posibilidades y alcances.
Muchos encontraran las publicaciones mas que aburridas, por ser demasiado básicas, pero para algunos (ojala) les sirva de punto de apoyo para entender y lograr lo que buscan.
Daré un recorrido por los componentes mas frecuentes, para luego abordar temas que impliquen algún tipo de desafío según nuestro conocimiento. Con la idea de ser lo mas explicito posibles (rayando con lo obvio) para que todos pueden entender. Y aquí es donde ruego un poco de paciencia a los apurados o conocedores del tema.
Allí es donde se agradece infinitamente la capacidad de Internet para darnos información. Años atrás, sin el Internet, nuestras ideas se quedaban solo en eso, ideas, pero hoy, ya no hay escusa para no llevarlas a cabo.
Para mi, que soy un profano en el tema de la electrónica, cualquier proyecto logrado es mas que un premio, aprender es mas que una necesidad e intentarlo es una obligación.
Inicio este blog con la idea de mantener en un lugar la información que he recolectado y sobe todo compartir con mis amigos (que gustan del tema) las experiencias y las dificultades, así como las posibilidades y alcances.
Muchos encontraran las publicaciones mas que aburridas, por ser demasiado básicas, pero para algunos (ojala) les sirva de punto de apoyo para entender y lograr lo que buscan.
Daré un recorrido por los componentes mas frecuentes, para luego abordar temas que impliquen algún tipo de desafío según nuestro conocimiento. Con la idea de ser lo mas explicito posibles (rayando con lo obvio) para que todos pueden entender. Y aquí es donde ruego un poco de paciencia a los apurados o conocedores del tema.
INDICE
Componentes
- Resistencia
- Condensador
- Diodo
- Transistor
- Led
- Bobinas
- Protoboard
- Circuitos integrados
- Circuitos integrados programables
- Plataformas de hardware
- Placas computadora
Proyectos
- Encender un Led
- Fuente de poder adaptada
- Control de Puerto Paralelo
- Secuencia de LEDs
- Generador de pulsos. IC 555 (Astable) (Monoestable)
- Pulsador ON/OFF Antirebote
- Arduino
- Comunicación con el PC
- Receptor Infrarojo
- Interfaces - Teclado
- Interfaces - Mouse
- Control de motores PAP (unipolar)
- Control de motores PAP (bipolar)
- Control de servomotor
- Control de luces externas (120v)
- Robot autómata
Programacion
- VB
- JAVA
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