Obtener voltajes superiores al de alimentación o voltajes negativos

Hay ocasiones en las que un determinado componente o parte del circuito electrónico que estamos diseñando requiere una tensión mayor a la empleada para alimentar el resto del circuito o proporcionada por una batería. Por ejemplo, si necesitamos implementar un puerto de comunicación serie RS232, se requieren tensiones de aproximadamente ±12 voltios. O puede que algún sensor o amplificador de instrumentación requiera tensiones superiores a los +5 o +3,3 voltios empleados por el resto de la electrónica digital que lo controla, o incluso tensiones negativas.

En los casos planteados anteriormente, y en infinidad de otras necesidades que se pueden plantear, en las que se requieren “tensiones especiales” con consumos de corriente bajos para alimentar cargas eléctrónicas de poca potencia o como simples tensiones de referencia, se suelen plantear soluciones alternativas a la clásica que sería montar distintas fuentes de alimentación, lo que aumentaría el coste económico y el consumo eléctrico, produciría más calor, aumentaría el tamaño del circuito, etc.

Pero en el caso de que el circuito vaya a ser portátil, o en el mundo de la automoción donde la alimentación eléctrica proviene de baterías…

¿cómo alimentar estos circuitos que requieren tensiones superiores a la proporcionada por las baterías o incluso tensiones negativas?

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Controlar grandes cargas eléctricas con Arduino

Un modo sencillo de controlar grandes cargas eléctricas con Arduino (o, en general, con cualquier sistema electrónico digital) es mediante el uso de transistores MOSFET.

Veamosló con un ejemplo práctico: Esta sería una forma sencilla de controlar un motor de corriente continua mediante el uso del transistor TIP120, capaz de soportar tensiones de hasta 60 Voltios y corrientes de hasta 5 Amperios.

tip120_dc.png

Del mismo modo, en lugar del motor, se podría haber conectado un relé (relevador) o un contactor de potencia, capaces de controlar cualquier tipo de cargar eléctrica aplicando una pequeña corriente eléctrica a su bobina de activación.

La resistencia de 2.2 KΩ, limita la corriente de la salida digital a algo menos de 2 mA., valor seguro para la placa Arduino, y suficiente para poner en modo conducción el transistor. El diodo (1N4007) conectado entre los bornes del motor, protege al transistor de sobretensiones transitorias producidas durante los cortes bruscos de alimentación eléctrica en cargas inductivas (motores, relés, contactores, y en general, cualquier carga que conste básicamente de un inductor o bobina).

Un ejemplo sencillo de programa para controlar esta carga con la placa Arduino sería:

int TIP120Pin = 9;
void setup()
{
    pinMode(TIP120Pin, OUTPUT);      // Configura puerto como salida.
}

void loop()
{
    digitalWrite(TIP120Pin, HIGH);   // Activa salida.
    delay (5000);                    // Espera durante 5 segundos.
    digitalWrite(TIP120Pin, LOW);    // Deactiva salida.
    delay (5000);                    // Espera durante 5 segundos.
}

En el ejemplo práctico que estamos usando, el motor está controlado por una salida digital del tipo PWM, por lo que además contamos con la posibilidad de variar su velocidad de rotación de un modo tan sencillo como este:

int TIP120Pin = 9;
void setup()
{
    pinMode(TIP120Pin, OUTPUT);      // Configura puerto como salida.
}

void loop()
{
    analogWrite(TIP120Pin, 255);     // Ponemos el motor al 100%
    delay (5000);                    // Espera durante 5 segundos.
    analogWrite(TIP120Pin, 175);     // Reducimos la velociadad del motor.
    delay (5000);                    // Espera durante 5 segundos.
    analogWrite(TIP120Pin, 0);       // Paramos el motor.
    delay (5000);                    // Espera durante 5 segundos.
}

Buscador de componentes electrónicos

Si aún no lo conoces, te invito a visitar Octopart, una enorme base de datos Online donde localizar documentación (datasheets), distribuidores comerciales y precios de todo tipo de componentes y repuestos electrónicos.

OctopartPortada-01

Tabla de Símbolos habituales en Esquemas de Circuitos Electrónicos

En la siguiente tabla podemos encontrar Símbolos de Componentes Electrónicos muy habitualmente utilizados en Esquemas de Circuitos Electrónicos. Sus nombre aparecen en inglés, lo que puede resultar muy útil a la hora de localizar información o repuestos en Internet.

schematic symbol for commun electronics
Pulsa sobre la imagen para ver la tabla con mayor definición o descargarla desde el navegador pulsando el botón izquierdo de ratón y seleccionando la opción “Guardar imagen como…”

Si buscas información básica sobre la Simbología Electrónica, puede interesante ver el siguiente vídeo:

Problemas Resueltos de Electrónica Digital

Para practicar, afianzar o evaluar tus conocimientos, te recomiento el siguiente Manual de Problemas Resueltos de Electrónica Digital del Profesor Felipe Machado.

En este manual se han recopilado algunos de los problemas propuestos en clase y en exámenes de la asignatura Electrónica Digital I de la titulación de Ingeniería de Telecomunicación de la Universidad Rey Juan Carlos (URJC).

Los problemas tratan sobre:

  • Aritmética Binaria.
  • Sistemas de numeración  y codificación.
  • El álgebra de Boole.
  • Diseño de circuitos con puertas lógicas y bloques combinacionales.
  • Diseño de contadores.
  • Análisis de circuitos digitales sencillos.
Problemas Resueltos de Electronica Digital - Machado_Descarga:  https://mega.nz/#!XtBw0bKa

La Evolución de la Memoria Electrónica

En el siguiente documental se da un repaso a la evolución de la memoria y su necesidad para la humanidad. No se trata de un documental estrictamente técnico, por lo que recomiendo verlo desde el punto de vista del conocimiento histórico y de reflexión sobre la necesidad de su existencia, su espectacular evolución en la electrónica digital y sus aplicaciones, o las similitudes y diferencias con la memoria del cerebro humano.

Guía y Ejercicios de Programación Gráfica de Arduino con 12Blocks

12Blocks es un entorno intuitivo y potente para la programación gráfica de tarjetas micro controladoras y robots populares. Es un lenguaje visual que hace que la programación sea tan simple como arrastrar y soltar. Cientos de bloques soportan todas las posibilidades de programación más conocidas, desde la lectura de sensores para la integración con el sistema de la operación del robot. 12Blocks ofrece magníficas herramientas de depuración gráfica y tutoriales guiados para principiantes y expertos.

12Blocks es ideal para aulas, estudiantes, aficionados y profesionales que quieren construir rápida y fácilmente proyectos con microcontroladores populares como el Parallax Propeller, Lego NXT, PICAXE, Basic Stamp 2 y Arduino.

12blocks1

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Reparar lentes exteriores rayadas en cámaras

Recomiendo este rápido y efectivo sistema para reparar las lentes exteriores rayadas en todo tipo de cámaras. Un problema muy habitual en los teléfonos móviles que se puede solucionar a costo prácticamente cero. Cuando se rayan, la imagen aparace entre “niebla” y el autofoco comienza a no trabajar correctamente.

RepararLentes

Felipe Ignacio Pinto nos hace una demostración del resultado, y aunque pueda parecerlo, su video no es un fake. El método lo he empleado ya en distintas ocasiones, y funciona.

Para un resultado perfecto mi recomendación es utilizar, en lugar de cinta adhesiva transparente normal, otra más adecuada y duradera del tipo Ceys Cristal Tack.

Ceys_cristal

Guía de uso del Algoritmo de Control PID en Arduino

El algoritmo PID (Proporcional Integral Derivativo), es un elemento ampliamente utilizado en Sistemas Autómaticos de Control, cobrando especial importancia en las funciones de realimentación para la corrección de errores o desviación entre el valor medido y el deseado. Además, su uso y correcto ajuste, da lugar a que la respuesta del sistema sea mucho más suave y rápida ante fluctuaciones originadas por los cambios en las condiciones externas que modifican el valor a controlar.

En la siguiente guía se explica su uso práctico utilizando la placa electrónica de desarrollo Arduino.

Guia-de-uso-PID-para-Arduino-OpenLibra-350x459Descarga: https://mega.nz/#!SlpTQL7Q