Introducción:
Detalle de una placa de circuito impreso (PCB).
La electrónica es la rama de la física y la ingeniería que estudia el control y el flujo de electrones a través de un medio material, mediante el diseño de dispositivos electrónicos. Estos dispositivos se denominan circuitos electrónicos que se encargan de modificar las señales eléctricas y permiten desde el control de dispositivos hasta el almacenamiento de datos en complejos sistemas informáticos. Su versatilidad es tal que uniendo sistemas electrónicos con sistemas de ingeniería del software es posible realizar complejos sistemas de control, basados en PC. Está presente en prácticamente cualquier aparato de la vida moderna, de una u otra manera.
Un curso completo de electrónica excede las ambiciones de esta web. En internet hay muchas páginas como por ejemplo http://www.areatecnologia.com/Electronica.htm dedicadas en exclusiva a la electrónica cuyo contenido y detalle será muy superior al que incluimos aquí. El nuestro, modestamente. pretende servir de recordatorio de los conceptos básicos y suministrar algunas herramientas de cálculo, componentes, integrados y circuitos útiles para la aplicación de la electrónica a nuestras maquetas.
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1. Conceptos básicos:
Corriente, Tensión, Resistencia y Potencia
La Corriente eléctrica o Intensidad Eléctrica es el flujo de carga eléctrica (electrones) que recorre un material conductor en una cantidad de tiempo. La Intensidad (I) Se mide en Amperios (A). En el símil hidráulico equivale al caudal de un conducto de agua. Corriente y Tensión suelen confundirse y no son lo mismo.
La Tensión eléctrica, Diferencia de potencial o Voltaje es la diferencia de potencial entre dos puntos. Cuando entre dos puntos existe una diferencia de potencial y se unen con un conductor comienza el flujo de electrones. Si no hay diferencia de potencial entre los dos puntos no hay flujo de electrones entre ellos y por lo tanto no hay corriente. También se puede definir como la cantidad de trabajo que se ejerce para mover un electrón. Se mide en Voltios (V). En el símil hidráulico equivale a la presión de agua.
La Resistencia eléctrica es la oposición o resistencia que presenta un material al movimiento de los electrones. Se mide en Ohmnios (Ohm). En el símil hidráulico corresponde al diámetro del conducto del agua.
La Potencia eléctrica es la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. Se calcula como el producto de la corriente (A) por la diferencia de potencial (V) y se mide en vatios (W).
Todas estas propiedades de la energía eléctrica están gobernadas por la ley de Ohm:
La Corriente eléctrica o Intensidad Eléctrica es el flujo de carga eléctrica (electrones) que recorre un material conductor en una cantidad de tiempo. La Intensidad (I) Se mide en Amperios (A). En el símil hidráulico equivale al caudal de un conducto de agua. Corriente y Tensión suelen confundirse y no son lo mismo.
La Tensión eléctrica, Diferencia de potencial o Voltaje es la diferencia de potencial entre dos puntos. Cuando entre dos puntos existe una diferencia de potencial y se unen con un conductor comienza el flujo de electrones. Si no hay diferencia de potencial entre los dos puntos no hay flujo de electrones entre ellos y por lo tanto no hay corriente. También se puede definir como la cantidad de trabajo que se ejerce para mover un electrón. Se mide en Voltios (V). En el símil hidráulico equivale a la presión de agua.
La Resistencia eléctrica es la oposición o resistencia que presenta un material al movimiento de los electrones. Se mide en Ohmnios (Ohm). En el símil hidráulico corresponde al diámetro del conducto del agua.
La Potencia eléctrica es la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. Se calcula como el producto de la corriente (A) por la diferencia de potencial (V) y se mide en vatios (W).
Todas estas propiedades de la energía eléctrica están gobernadas por la ley de Ohm:
Ley de Ohm
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Definición
La ley de Ohm dice que "la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo". El flujo de un líquido es muy similar el flujo de la corriente y es un buen ejemplo para comprender de forma intuitiva la ley de Ohm. Calculadora de la Ley de Ohm
Complete al menos 2 valores conocidos cualquiera para calcular el resto de valores desconocidos. Para obtener el resultado pulse el botón Calcular. Para limpiar los datos y volver a calcular con otros valores pulse Borrar |
corriente alterna
Corriente Alterna
Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de alternating current) a la corriente eléctrica en la que la (polaridad) magnitud y el sentido varían cíclicamente. (50Hz en Europa y 60Hz en EEUU. (1Hertzio = 1Ciclo por segundo). La forma de oscilación de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una oscilación senoidal puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de oscilación periódicas, tales como la triangular o la cuadrada. La corriente alterna es muy fácil de rectificar en corriente continua. Basta un único diodo para tener una rectificación de media onda o 4 diodos para una rectificación de onda completa.
Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de alternating current) a la corriente eléctrica en la que la (polaridad) magnitud y el sentido varían cíclicamente. (50Hz en Europa y 60Hz en EEUU. (1Hertzio = 1Ciclo por segundo). La forma de oscilación de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una oscilación senoidal puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de oscilación periódicas, tales como la triangular o la cuadrada. La corriente alterna es muy fácil de rectificar en corriente continua. Basta un único diodo para tener una rectificación de media onda o 4 diodos para una rectificación de onda completa.
corriente continua
Corriente Continua
La corriente continua (abreviada CC en español y DC en Inglés, de Direct Current) se refiere al flujo continuo de carga eléctrica (electrones) a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial, que no cambia de sentido con el tiempo.
A diferencia de la corriente alterna, en la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección. Aunque comúnmente se identifica la corriente continua con una corriente constante, es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad, así disminuya su intensidad conforme se va consumiendo la carga (por ejemplo cuando se descarga una batería eléctrica). También se dice corriente continua cuando los electrones se mueven siempre en el mismo sentido, el flujo se denomina corriente continua y va (por convenio) del polo positivo al negativo.
La corriente continua (abreviada CC en español y DC en Inglés, de Direct Current) se refiere al flujo continuo de carga eléctrica (electrones) a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial, que no cambia de sentido con el tiempo.
A diferencia de la corriente alterna, en la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección. Aunque comúnmente se identifica la corriente continua con una corriente constante, es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad, así disminuya su intensidad conforme se va consumiendo la carga (por ejemplo cuando se descarga una batería eléctrica). También se dice corriente continua cuando los electrones se mueven siempre en el mismo sentido, el flujo se denomina corriente continua y va (por convenio) del polo positivo al negativo.
Conexión en serie o en paralelo
Los elementos de una instalación eléctrica o los componentes de un circuito pueden conectarse entre sí, en serie o en paralelo.
Los elementos de una instalación eléctrica o los componentes de un circuito pueden conectarse entre sí, en serie o en paralelo.
 PARALELO
Conexión en Paralelo
En la conexión en paralelo cada componente se conecta individualmente a cada polo positivo y negativo de la fuente de alimentación |
 SERIE
Conexión en Serie
En la conexión serie la salida de cada componente se conecta a la entrada del siguiente sucesivamente hasta cerrar el circuito. |
2.
Componentes electrónicos:
Componentes electrónicos diversos.
Los componentes electrónicos son aquellos elementos que forman parte de un circuito electrónico. Y se pueden clasificar de múltiples maneras, las más comunes se listan en el apartado 2.1.
Los componentes electrónicos se montan en las denominadas PCB (siglas en inglés de Printed Circuit Board). Dependiendo de la complejidad de éstas puede haber entre unos pocos y varias decenas de componentes electrónicos soldados. Cada uno de ellos con una función determinada, incluso algunos de ellos, internamente están compuestos por varios componentes más simples, a éstos los llamamos 'Integrados'.
Los componentes electrónicos se montan en las denominadas PCB (siglas en inglés de Printed Circuit Board). Dependiendo de la complejidad de éstas puede haber entre unos pocos y varias decenas de componentes electrónicos soldados. Cada uno de ellos con una función determinada, incluso algunos de ellos, internamente están compuestos por varios componentes más simples, a éstos los llamamos 'Integrados'.
2.1.- Clasificación
1. Según su estructura física:
2. Según el material base de fabricación:
3. Según su funcionamiento:
4. Según el tipo energía:
- Discretos: son aquellos que están encapsulados uno a uno, como es el caso de los resistores, condensadores, diodos, transistores, etc.
- Integrados: forman conjuntos más complejos, como por ejemplo un amplificador operacional o una puerta lógica, que pueden contener desde unos pocos componentes discretos hasta millones de ellos. Son los denominados circuitos integrados (microcontroladores, memorias, microprocesadores, codificadores, multiplexores, etc.).
2. Según el material base de fabricación:
- Semiconductores: son aquellos fabricados con una sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo de la temperatura del ambiente en el que se encuentre (diodos, transistores, diac, tiristores, etc.).
- No semiconductores: Siempre conducen con independencia de la temperatura.
3. Según su funcionamiento:
- Activos: proporcionan excitación eléctrica, ganancia o control. Este grupo estaría formado por: diodos, diodos zener, transistores, diac, tiristores, triac, amplificadores operacionales, puertas lógicas, biestables, PLD, FPGA, memorias, microprocesadores, microcontroladores, pilas, etc...
- Pasivos: son los encargados de la conexión entre los diferentes componentes activos, asegurando la transmisión de las señales eléctricas o modificando su nivel. Este grupo está representado por las resistencias, los condensadores o capacitores y las bobinas o inductores.
4. Según el tipo energía:
- Electromagnéticos: aquellos que aprovechan las propiedades electromagnéticas de los materiales (fundamentalmente transformadores e inductores).
- Electroacústicos: transforman la energía acústica en eléctrica y viceversa (micrófonos, altavoces, bocinas, auriculares, etc.).
- Optoelectrónicos: transforman la energía lumínica en eléctrica y viceversa (diodos LED, células fotoeléctricas, etc.).
Los componentes electrónicos tienen un rango de características, límites, etc. muy variado por lo que para conocerlas con exactitud es importante consultar su hoja de especificaciones. En internet hay muchos sitios donde localizar las especificaciones de un componente, uno de ellos es el siguiente enlace: http://www.datasheetcatalog.net/es/
2.2 - Componentes básicos
Resistencia
Las resistencias, como su propio nombre indica, son elementos que impiden en mayor o menor medida el paso de la corriente eléctrica a través de ellas. Se utilizan para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito eléctrico.
Hay muchos tipos de resistencias: fijas o variables, de película de carbón o bobinadas, de montaje por inserción o de superficie (smd). También hay resistencias especiales que modifican su valor dependiendo de un agente externo: luz, temperatura, etc...
Las resistencias fijas tienen un valor siempre fijo, idealmente no varía, aunque en la práctica puede tener ligeras variaciones. Disponen de dos patillas por donde se conectan al circuito y siempre entre ellas disponen del valor resistivo representado por el código de colores impreso en su cuerpo. No tienen polaridad, por lo tanto se pueden conectar en cualquier posición. Las resistencias disipan calor por lo que es importante tener en cuenta la potencia en W que deben soportar ya que además ello determinará en gran parte su tamaño.
Para calcular el valor de una resistencia fija se puede utilizar la siguiente tabla donde a cada color se le asigna un valor numérico:
Las resistencias, como su propio nombre indica, son elementos que impiden en mayor o menor medida el paso de la corriente eléctrica a través de ellas. Se utilizan para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito eléctrico.
Hay muchos tipos de resistencias: fijas o variables, de película de carbón o bobinadas, de montaje por inserción o de superficie (smd). También hay resistencias especiales que modifican su valor dependiendo de un agente externo: luz, temperatura, etc...
Las resistencias fijas tienen un valor siempre fijo, idealmente no varía, aunque en la práctica puede tener ligeras variaciones. Disponen de dos patillas por donde se conectan al circuito y siempre entre ellas disponen del valor resistivo representado por el código de colores impreso en su cuerpo. No tienen polaridad, por lo tanto se pueden conectar en cualquier posición. Las resistencias disipan calor por lo que es importante tener en cuenta la potencia en W que deben soportar ya que además ello determinará en gran parte su tamaño.
Para calcular el valor de una resistencia fija se puede utilizar la siguiente tabla donde a cada color se le asigna un valor numérico:
Tabla de código de colores para valores de resistencias
- Como identificar el valor de una resistencia:
La primera y segunda banda de color indican un valor de dos dígitos que hay que multiplicar por el valor de la segunda banda de color. La cuarta banda de color indica el margen de error o % de tolerancia sobre el valor calculado.
Por ejemplo: En la tabla adjunta tenemos una resitencia que tiene los colores Negro, Rojo, Verde y Plata:
1ª Banda con color Negro tiene el valor 0
2º Banda con color Rojo tiene el valor 2
3ª Banda con color Verde Tiene el multiplicador x100.000 así que: 02 x 100.000 = 200.000 Ohm. o sea, 200KOhm
4ª banda con color plata indica que la tolerancia es del +/-10% o sea que la resistencia es de 200K pero estará entre 180K y 220K
La primera y segunda banda de color indican un valor de dos dígitos que hay que multiplicar por el valor de la segunda banda de color. La cuarta banda de color indica el margen de error o % de tolerancia sobre el valor calculado.
Por ejemplo: En la tabla adjunta tenemos una resitencia que tiene los colores Negro, Rojo, Verde y Plata:
1ª Banda con color Negro tiene el valor 0
2º Banda con color Rojo tiene el valor 2
3ª Banda con color Verde Tiene el multiplicador x100.000 así que: 02 x 100.000 = 200.000 Ohm. o sea, 200KOhm
4ª banda con color plata indica que la tolerancia es del +/-10% o sea que la resistencia es de 200K pero estará entre 180K y 220K
Cálculo de Resistencias en serie y en paralelo
La resistencia total de un conjunto de resistencias en serie o en paralelo se calcula según las siguientes fórmulas:
En serie : Rt = R1 + R2 + R3 + Rn (la resistencia total es igual a la suma de las resistencias)
En paralelo : Rt = 1 / (1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/Rn) (la resistencia total es el recíproco de la suma de los recíprocos)
La resistencia total de un conjunto de resistencias en serie o en paralelo se calcula según las siguientes fórmulas:
En serie : Rt = R1 + R2 + R3 + Rn (la resistencia total es igual a la suma de las resistencias)
En paralelo : Rt = 1 / (1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/Rn) (la resistencia total es el recíproco de la suma de los recíprocos)
Condensador
El condensador es un componente capaz de almacenar la corriente eléctrica como si fuera una pila. Los hay de varios tamaños y limites de voltaje, en función de esto y de su material de construcción serán capaces de almacenar más o menos corriente. El condesador electrolítico, que es el que aparece en la imagen, tiene polaridad y sólo puede ser utilizado en corriente continua, si no se hace así o no se respeta su polaridad puede estallar. Sirve para evitar el rizado de la corriente tras la coversión de CA a CC. Lo veremos en un ejemplo en la página de circuitos electrónicos. Su capacidad de almacenamiento se mide en Faradios (F), mili Faradios (mf), micro Faradios (µF), pico Faradios (pF) y nano Faradios (nF). El límite de voltaje que admite un condensador debe estar por encima del voltaje del circuito, se recomienda como mínimo un 20% más.
Calculo de Condensadores en serie y en paralelo
La capacidad total de un conjunto de Condensadores en serie o en paralelo se calcula según siguientes fórmulas:
En paralelo : Ct = C1 + C2 + C3 + Cn (la capacidad total es igual a la suma de todas las capacidades)
En serie : Ct = 1 / (1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + 1/Cn) (la capacidad total es el recíproco de la suma de los recíprocos)
El condensador es un componente capaz de almacenar la corriente eléctrica como si fuera una pila. Los hay de varios tamaños y limites de voltaje, en función de esto y de su material de construcción serán capaces de almacenar más o menos corriente. El condesador electrolítico, que es el que aparece en la imagen, tiene polaridad y sólo puede ser utilizado en corriente continua, si no se hace así o no se respeta su polaridad puede estallar. Sirve para evitar el rizado de la corriente tras la coversión de CA a CC. Lo veremos en un ejemplo en la página de circuitos electrónicos. Su capacidad de almacenamiento se mide en Faradios (F), mili Faradios (mf), micro Faradios (µF), pico Faradios (pF) y nano Faradios (nF). El límite de voltaje que admite un condensador debe estar por encima del voltaje del circuito, se recomienda como mínimo un 20% más.
Calculo de Condensadores en serie y en paralelo
La capacidad total de un conjunto de Condensadores en serie o en paralelo se calcula según siguientes fórmulas:
En paralelo : Ct = C1 + C2 + C3 + Cn (la capacidad total es igual a la suma de todas las capacidades)
En serie : Ct = 1 / (1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + 1/Cn) (la capacidad total es el recíproco de la suma de los recíprocos)
Inductancia - Choke
En electromagnetismo y electrónica, la inductancia, es una medida de la oposición a un cambio de corriente de un inductor o bobina que almacena energía en presencia de un campo magnético, y se define como la relación entre el flujo magnético y la intensidad de corriente eléctrica que circula por la bobina y el número de vueltas del devanado.
Una bobina de Choke (del inglés to choke, obstruir) es un inductor diseñado para tener una reactancia muy grande a una frecuencia o rango de frecuencias determinadas. Una bobina de choke se usa, bien para impedir el paso de una parte de un circuito a otra de la corriente alterna, al mismo tiempo que se deja pasar la corriente continua, o bien para impedir el paso de corriente en modo común, mientras deja pasar la corriente en modo diferencial.
Son utilizados en los motores de las locomotoras como supresores de radiofrecuencias.
En electromagnetismo y electrónica, la inductancia, es una medida de la oposición a un cambio de corriente de un inductor o bobina que almacena energía en presencia de un campo magnético, y se define como la relación entre el flujo magnético y la intensidad de corriente eléctrica que circula por la bobina y el número de vueltas del devanado.
Una bobina de Choke (del inglés to choke, obstruir) es un inductor diseñado para tener una reactancia muy grande a una frecuencia o rango de frecuencias determinadas. Una bobina de choke se usa, bien para impedir el paso de una parte de un circuito a otra de la corriente alterna, al mismo tiempo que se deja pasar la corriente continua, o bien para impedir el paso de corriente en modo común, mientras deja pasar la corriente en modo diferencial.
Son utilizados en los motores de las locomotoras como supresores de radiofrecuencias.
Transistor
Es un componente que puede cumplir funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador.
Es un componente que puede cumplir funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador.
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Un transistor puede tener 3 estados posibles en su trabajo dentro de un circuito:
- En corte: no deja pasar la corriente. (símil grifo cerrado) - En activa : deja pasar mas o menos corriente. (símil grifo más o menos abierto) - En saturación: deja pasar toda la corriente. (símil grifo totalmente abierto) Para comprender estos 3 estados hemos utilizado el símil del grifo de agua donde la corriente, como el agua, circularía por ejemplo desde C a E (la tubería) en función del estado de B (el mando del grifo). Como el mando es la base B, si no se aplica corriente en B, el grifo (transistor) no dejará pasar la corriente. Si se aplica la corriente máxima, dejará pasar toda la corriente posible entre C y E que será la capacidad del transistor. y si se aplica algo de corriente en B, dejará pasar una corriente proporcional entre C y E. Es importante saber que una pequeña corriente en B es la que controla una corriente mucho mayor entre C y E. Así que hay 3 intensidades distintas en un transistor iB, iE, iC, donde iE=iB+iC |
Existen transistores de tipo NPN y PNP según su construcción y su comportamiento. La principal diferencia entre ellos se ve en el gráfico adjunto donde se representan las direcciones de las corrientes y las tensiones en cada caso, de modo que por donde entran las corrientes estará el positivo de las tensiones en ambos casos NPN y PNP.
+ Ánodo -----------Cátodo -
Diodo
El diodo es un componente con polaridad. Permite que la corriente sólo circule en una única dirección por lo que es muy útil para evitar retornos de corriente, y especialmente para rectificar la corriente alterna en corriente continua ya que es capaz de separar los polos positivos y negativos en función de la polaridad del diodo. Existen varios tipos de diodos, Rectificador, Zener, Varicap, Led, Laser, etc.
La banda negra a un lado del diodo indica la patilla del Cátodo o patilla del polo negativo. Para rectificar una corriente alterna en corriente continua se necesita un puente de diodos rectificadores. Podremos ver como se construye en la página de circuitos electrónicos.
El diodo es un componente con polaridad. Permite que la corriente sólo circule en una única dirección por lo que es muy útil para evitar retornos de corriente, y especialmente para rectificar la corriente alterna en corriente continua ya que es capaz de separar los polos positivos y negativos en función de la polaridad del diodo. Existen varios tipos de diodos, Rectificador, Zener, Varicap, Led, Laser, etc.
La banda negra a un lado del diodo indica la patilla del Cátodo o patilla del polo negativo. Para rectificar una corriente alterna en corriente continua se necesita un puente de diodos rectificadores. Podremos ver como se construye en la página de circuitos electrónicos.
Diodo Led
El diodo led es un diodo que tiene la capacidad de emitir luz. Este componente si tiene polaridad y suele necesitar de una resistencia para que no se funda y cuyo valor dependerá del color de la luz, consumo del led y voltaje de alimentación.
Hay Leds de muchos tamaños, formas y colores que se pueden adaptar a todas las necesidades de iluminación de las maquetas tanto para el material móvil como fijo. La principal ventaja de este tipo de iluminación es su bajísimo consumo y alta durabilidad comparado con una bombilla incandescente tradicional.
Para calcular el valor de la resistencia necesitamos conocer: La tensión de la fuente que alimenta el led, la tensión umbral o caída de voltaje del led y la corriente del led. Con estos datos que podemos averiguar al comprar el led o si no con una aproximación que podemos encontrar en la tabla que se muestra a continuación y la calculadora de leds, podemos calcular la resistencia necesaria para un led, para un grupo de leds en serie o un grupo de leds en paralelo
El diodo led es un diodo que tiene la capacidad de emitir luz. Este componente si tiene polaridad y suele necesitar de una resistencia para que no se funda y cuyo valor dependerá del color de la luz, consumo del led y voltaje de alimentación.
Hay Leds de muchos tamaños, formas y colores que se pueden adaptar a todas las necesidades de iluminación de las maquetas tanto para el material móvil como fijo. La principal ventaja de este tipo de iluminación es su bajísimo consumo y alta durabilidad comparado con una bombilla incandescente tradicional.
Para calcular el valor de la resistencia necesitamos conocer: La tensión de la fuente que alimenta el led, la tensión umbral o caída de voltaje del led y la corriente del led. Con estos datos que podemos averiguar al comprar el led o si no con una aproximación que podemos encontrar en la tabla que se muestra a continuación y la calculadora de leds, podemos calcular la resistencia necesaria para un led, para un grupo de leds en serie o un grupo de leds en paralelo
Tabla de tensión aprox. por color del LED
En esta tabla podemos ver la tensión aproximada del led en función de su color. Este valor depende del fabricante y del tipo de led así que esta tabla es simplemente orientativa. La corriente del led puede estar entre 15mA para los leds indicadores, 20mA para un led común, 30mA para Led azules y/o alto brillo. Podemos utilizar estos valores en la calculadora si no conocemos los valores reales para tener una idea de la resistencia necesaria.
Calculadora de resistencias para LEDs.
Para el cálculo, hay Introducir la tensión que alimenta al led y el tipo de led, es decir: su tensión y corriente nominal. Entonces se mostrará la resistencia comercial más cercana para alimentar al led de modo seguro, así como su potencia máxima.
Un LED
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LEDs en serie
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LEDs en Paralelo
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Tamaño de LED
Leds SMD
Hay muchos tipos, colores y tamaños de led. En concreto los Led smd tienen dimensiones que van desde 1mm hasta casi 3,2mm tal como se aprecia en la fotografía.
Es importante conocer los códigos de tamaño y sus correspondientes medidas para acertar con el adecuado en cada caso. En la tabla adjunta figuran los códigos 402, 603, 904 y 1206 con la medida de cada uno.
Hay muchos tipos, colores y tamaños de led. En concreto los Led smd tienen dimensiones que van desde 1mm hasta casi 3,2mm tal como se aprecia en la fotografía.
Es importante conocer los códigos de tamaño y sus correspondientes medidas para acertar con el adecuado en cada caso. En la tabla adjunta figuran los códigos 402, 603, 904 y 1206 con la medida de cada uno.
Cuadro temperatura de color LED
Temperatura de color de los LED blancos.
Aparte de la diversidad de colores que emiten los Leds, y del brillo que tengan que es otra característica muy importante a tener en cuenta en función de la iluminación que necesitemos, en concreto para el color blanco, existe una característica especialmente importante en modelismo que es la temperatura de color
La temperatura de color es un valor que va desde los 1500º a los 8000º Kelvin y que hacen que la luz blanca tienda de los tonos más cálidos y rojizos a los más fríos y azulados.
La temperatura de color correspondiente a la luz utilizada en las épocas I,II y III estaría entre los 2500 y 3500 grados Kelvin que equivale al tono de una bombilla de incandescencia.
Aparte de la diversidad de colores que emiten los Leds, y del brillo que tengan que es otra característica muy importante a tener en cuenta en función de la iluminación que necesitemos, en concreto para el color blanco, existe una característica especialmente importante en modelismo que es la temperatura de color
La temperatura de color es un valor que va desde los 1500º a los 8000º Kelvin y que hacen que la luz blanca tienda de los tonos más cálidos y rojizos a los más fríos y azulados.
La temperatura de color correspondiente a la luz utilizada en las épocas I,II y III estaría entre los 2500 y 3500 grados Kelvin que equivale al tono de una bombilla de incandescencia.
2.3 - Integrados básicos
Relé
Relé Biestable: Nais TQ2-L2-12v
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Relé
Es un elemento que funciona como un interruptor accionado eléctricamente. Tiene dos circuitos diferenciados. Un circuito de una bobina que cuando es activada por corriente eléctrica cambia el estado de los contactos. Los contactos activarán o desactivarán otro circuito (o varios) diferente/s al de activación de la bobina. Existen relés monoestables y bi-estables. Los monoestables cambian de on a off al dejar de aplicar corriente en la bobina que cambia el estado de los contactos. Los bi-estables A/B que disponen de dos bobinas y cambian al estado A o B según se aplica corriente a una u otra bobina quedando enclavados (Latched) de modo que siguen manteniendo el estado al que cambian aún después de dejar de aplicar corriente a las bobinas. (Märklin suele usar en algunos de sus dispositivos y accesorios, el muy pequeño y por ello, algo caro y difícil de conseguir NAIS TQ2-L2-12v para los biestables). |
Optoacoplador 4N26
Optoacoplador TLP521-4 (cuádruple)
Fototriac IL410
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Optoacoplador
Un optoacoplador, también llamado aislador óptico, es un dispositivo de emisión y recepción que funciona como un interruptor activado mediante la luz emitida por un diodo LED que activa un fototransistor o fototriac. Estos elementos se encuentran dentro de un encapsulado que por lo general es del tipo DIP. Se suelen utilizar para aislar eléctricamente a dispositivos muy sensibles. Puede funcionar como un relé para tensiones pequeñas. Hay muchos tipos pero uno que puede ser apropiado para muchas aplicaciones genéricas es el 4N35 o el 4N26 o el TLP521-4 (4 optos en un chip) del que puedes ver un ejemplo en nuestra sección "Circuitos" sobre la fabricación de un detector de consumo de corriente. Optoacoplador Fototriac
El optoacoplador fototriac IL410 es especialmente apropiado para manejar la corriente alterna. Este chip, gracias a su pequeño tamaño, se puede usar en lugar de un relé, dentro de una locomotora para pasar el polo positivo de la corriente alterna del patín a un enganche conductor para alimentar, los vagones con iluminación led. El led del optoacoplador se activa conectando la patilla 2, con un diodo, a una de las funciones auxiliares del decoder (-) y la patilla 1, con una resistencia de 1.2K, al retorno de funciones (+). Cuando se activa el led, se cierra el circuito del triac dejando pasar la corriente procedente del patín de la locomotora por la patilla 6 y entregándola al enganche portacorriente de la locomotora por la patilla 4. (las patillas 3 y 5 no se usan) |
Puente Diodos MB6S
Puente de diodos
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Puente de diodos
El puente de diodos se utiliza para convertir la corriente corriente alterna en corriente continua, aprovechando la capacidad de los diodos para dejar pasar la corriente sólo en un sentido. Internamente se compone de 4 diodos cruzados de modo que la fase negativa y positiva de cada una de las dos entradas en alterna se redirijan a los polos + y - de la salida. Si no se dispone de este integrado se puede construir uno igualmente eficaz con los 4 diodos configurándolos según se muestra en la imagen. La rectificación que se consigue no es totalmente lineal así que será necesario algún condensador adicional para una rectificación más precisa. Ver 'Fuente de Alimentación' en nuestra sección de circuitos electrónicos para modelismo ferroviario. |
Regulador LM78xx
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Regulador fijo de tensión LM78xx
Los reguladores de tensión están presentes en las fuentes de alimentación de corriente continua reguladas, cuya misión es la de proporcionar una tensión constante a su salida. Un regulador de tensión eleva o disminuye la corriente para que el voltaje sea estable, es decir, para que el flujo de voltaje llegue a un aparato sin irregularidades. Existen varios tamaños y modelos según la tensión a estabilizar, 7805 para 5V, 7809 para 9V, 7812 para 12V, etc. Puedes ver un ejemplo de construcción de este tipo de fuente de alimentació, muy útil para el modelismo ferroviario en nuestra sección "Circuitos" |
Regulador variable LM78xx
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Regulador variable de tensión LM317T
Los reguladores de tensión variables a diferencia de los reguladores fijos, no vienen tarados a una tensión fija, sino que mediante la inclusión de unos pocos componentes externos (resistencias), se puede elegir una tensión de salida dentro del rango de regulación que ofrecen. En el caso del LM317T, nos permite obtener una tensión de salida regulada entre 1,25V y 37V y una corriente de salida de 1,5A. Dependiendo del consumo del circuito a alimentar habrá que considerar el colocarle un disipador de tensión. Al igual que los reguladores fijos viene protegido internamente contra sobreconsumos y sobrecorrientes aunque éso no garantiza que pueda destruirse por una mala conexión. |
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Esquema básico de conexionado:
La formula sirve para obtener la tensión de salida de acuerdo a la combinación de los valores de las resistencias R1 y R2. Entre las patillas <ADJ> y <VOUT> siempre hay 1,25V y circula una corriente (IADJ)de 10,4mA. El valor típico de R1 suelen ser 240 ohmios. En el caso de que R2 sea un potenciometro, como aparece en el esquema, la tensión podrá ser regulada entre 1,25V y <Vin>. La tensión de entrada deberá ser al menos 2 voltios mayor que la de salida para que el regulador pueda realizar bien su función. Éstos reguladores tienen entre otros usos el de reguladores de corriente constantes, muy útiles para diseñar y construir, por ejemplo, cargadores de baterías NICD y NIMh. |
Emisor/Receptor Infrarrojos CNY70
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Sensor Infrarrojos CNY70
El CNY70 es un sensor de infrarrojos de corto alcance basado en un emisor de luz y un receptor, ambos apuntando en la misma dirección, y cuyo funcionamiento se basa en la capacidad de reflexión del objeto, y la detección del rayo reflectado por el receptor. Tiene aplicaciones muy útiles como detector de paso u ocupación, contador de vueltas o revoluciones usando un disco rayado como elemento de reflexión, etc. por contra le afecta la luz ambiente. |
Hall A3144
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Sensor de efecto Hall A3144 tipo switch
Los sensores de efecto Hall se activan al paso de un campo magnético Norte o Sur. Hay tres tipos; Analógicos que suministran valores proporcionales a la intensidad del campo magnético presente y Digitales que pueden ser "Latched" cuando se activan y quedan enclavados en presencia de un polo del campo magnético y se desactivan al paso del otro polo y el tipo "Switch" que se activan al acercar el polo y se desactivan al retirarlo. Tiene la ventaja de no afectarle la luz comparado con un sensor IR de modo que puede ser muy útil como contador de vueltas o revoluciones de un eje por ejemplo. Ver ejemplo en nuestra sección "Circuitos Electrónicos" |
NE555
Oscilador IC555
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Oscilador IC 555
El temporizador IC 555 es un circuito integrado (chip) que se utiliza en una variedad de aplicaciones y se aplica en la generación de pulsos y de oscilaciones. El 555 puede ser utilizado para proporcionar retardos de tiempo, como un oscilador, y como un circuito integrado flip-flop. Sus derivados proporcionan hasta cuatro circuitos de sincronización en un solo integrado. Tiene muchísimas aplicaciones, desde intermitencias, temporizadores, hasta generadores de ondas de sonido, etc. según como se configuren los componentes adicionales que se incorporen a su patillaje. Puede funcionar como: Oscilador astable: genera un tren de pulsos (onda cuadrada) donde se puede modificar el ancho del pulso y el tiempo entre pulsos mediante 2 resistencias y un condensador. Puedes ver varios ejemplos de circuitos para modelismo ferroviario con este componente en nuestra sección "Circuitos electrónicos" Oscilador monoestable: Genera un sólo pulso de ancho configurable Oscilador biestable: como Flip-flop, permaneciendo enclavado en un estado (A) hasta que reciba un impulso externo para cambiar al estado (B) y viceversa. |
Fusible auto-rearmable PPTC
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PPTC o Fusible auto-rearmable
También conocido como polyfuse o polyswitch, es un fusible que en caso de corto circuito, corta la corriente de alimentación y cuando se enfría o cuando se apaga y enciende la alimentación de nuevo, ésta se restablece. Se conecta en serie con la carga. Los valores dependerán del voltaje y amperaje máximos que queramos proteger. |
