Resistencias Pull Up/Pull Down en Circuitos Digitales

Las resistencias denominadas Pull up y Pull down, muy empleadas en circuitos electrónicos digitales, no son ningún tipo de resistencia o componente electrónico especial por su construcción, se trata de resistencias comunes que reciben este nombre por su cometido dentro del circuito. Estos nombres son una forma de referirse a ellas de manera corta, a lo que tan aficionado es el mundo técnico y especialmente si se habla en inglés.

¿Qué son las resistencias Pull Up?

Las resistencias Pull-up son utilizadas en circuitos digitales para asegurar en cualquier circunstancia un nivel lógico seguro y definido en una determinada entrada o pin digital. Cabe recordar que en electrónica digital existen tres estados lógicos:

  • Alto (High): Representa la presencia de voltaje eléctrico, también llamado Uno Lógico.
  • Bajo (Low): Representa la ausencia de voltaje eléctrico, también llamado Cero Lógico.
  • Flotante (Floating): Estado de Alta Impedancia (Hi-Z). Desconectado del resto del circuito electrónico.

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Principios de Funcionamiento de Sistemas Digitales y su Programación a Bajo Nivel

Se añaden a nuestra Biblioteca dos libros de distribución gratuita con los que comprender los principios en que se basa cualquier sistema digital programable. O qué es realmente lo que mueve nuestro mundo digital al margen de las abstracciones utilizadas por los programadores informáticos, que utilizando lenguajes de alto nivel pueden programarlos sin necesidad de conocer los complejos fundamentos electrónicos con que a bajo nivel se está trabajando.

Un técnico electrónico no es un programador… y debe conocer qué es realmente lo que se mueve a nivel binario.

Pero un técnico electrónico no es un programador, y aunque también programe utilizando lenguajes de alto nivel, su enfoque debe ser muy distinto, y debe conocer qué es realmente lo que se mueve a nivel binario dentro del sistema electrónico digital programable que está diseñando o utilizando.

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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.
}

Esquema de Arduino DIY Básico

Este es el mínimo de materiales necesarios para construir un Arduino con componentes electrónicos que se encuentran fácilmente en el mercado. Sencillo de hacer por uno mismo (DIY Do It Yourself), totalmente compatible y funcional.

Arduino_Basico_ATMega328PULSA SOBRE LA IMAGEN PARA APLICARLA

Rawi Montilla preguntó en el Grupo Electrónica y Microcontroladores de facebook:

Y donde esta el firmware para el microcontrolador??

RESPUESTA (Que puede ser útil a otros interesados en el tema):

Puedes comprar el ATMega328 con el Bootloader (creo que es a lo que te refieres con firmware) ya grabado, o grabarlo tu mismo por cualquiera de los métodos existentes desde el mismo IDE de programación de Arduino (Tools > Burn Bootloader).
– Grabar ATMega usando una placa Arduino: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/ArduinoToBreadboard (Lo mismo pero en español: http://untitled.es/cargar-bootloader-atmega/)
– Usando un puerto paralelo: http://blog.xbot.es/?p=262
– O usar un grabador de los que existen para estos microcontroladores. Yo utilizo el grabador USBtinyISP que ya tenía para grabar microcontroladores AVR en general. https://learn.adafruit.com/usbtinyisp/overview


Arduino como instrumento de taller

Antes de empezar, por si aún no lo conoces, te presento a Arduino. Se trata básicamente de una placa electrónica con entradas y salidas digitales y analógicas programables. Muy económica y sensilla de programar.

Placa Arduino

Sus principales ventajas son:

  • Hardware abierto, lo que permite usarlo o modificarlo libremente.
  • Entorno gratuito de programación y multiplataforma (Windows, Linux y Macintosh OS).
  • Muy fácil de programar. Además cuenta con todo tipo de librerías de código ya programado y listo para usar en cualquier aplicación sin necesidad de grandes conocimientos del lenguaje de programación. Incluso existe la posibilidad de programar de modo gráfico sin necesidad de tener prácticamente ningún conocimiento de programación.
  • La ingente cantidad de documentación existente.
  • Escalabilidad de placas. Existen diferentes modelos de placa en función de las necesidades. Toda ellas compatibles a nivel de programación.
  • Dispone de todo tipo de periféricos (Shields) conectables directamente a la placa.

Arduino Interfaces

Todas estas características permiten realizar de forma rápida y económica aplicaciones electrónicas digitales a cualquier aficionado o investigador, sin necesidad de grandes conocimientos de electrónica o programación.

Pero en la práctica, ¿cuál puede ser su utilidad en el taller?

Además de para crear de manera sencilla dispositivos electrónicos de control personalizados, también se podría tratar del instrumento de medida o prueba más económico y versátil de nuestro taller.

Pensemos en su definición:

Placa electrónica con “entradas y salidas digitales y analógicas programables“.

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Análisis: Curso de electrónica Teórico-Práctico de Todoelectronica.

TODOELECTRONICA, tienda dedicada desde 1987 a la comercilización de todo tipo de material electrónico (audio, video, alarmas hogar, camaras de seguridad, antenas, iluminación LED, detectores de metales, vision nocturna, herramientas, aparatos de medida, etc.) y a la promoción de la enseñanza mediante cursos o su famosa revista, que siempre incluía un kit completo con algún interesante montaje, me ha enviado su “Curso de electrónica Teórico-Práctico” que a continuación analizaré.

My beautiful picture
Recepción y desembalaje del curso.

Podemos dividir el material recibido en tres grupos:

  1. Curso.
  2. Herramientas.
  3. Regalo y prácticas.

Veamos con detalle cada uno:

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Visita al National Museum of Computing in Bletchley, UK.

Si tienes la oportunidad, y te gusta la historia de la Computación o Informática, no deberías dejar de visitar el National Museum of Computing de Bletchley en el Reino Unido. A solo una hora de Londres en trasporte público, se trata de una institución sin ánimo de lucro dedicada a recuperar y reconstruir máquinas de cómputo históricas.

Sus visitantes pueden seguir el desarrollo de la computación, desde los primeros sistemas mecánicos precursores de la computación, los pioneros proyectos ultra-secretos de la década de los 40 con tecnología eléctrica de relés y válvulas electrónicas de vacío, la evolución de las unidades mainframes de los 60 y 70 que redujo su tamaño y precio gracias a los semiconductores, y la auténtica revolución de los sistemas automáticos de cálculo de la mano de la informática personal en la década de 80 con la integración de circuitos electrónicos. Se trata de un auténtico viaje en el tiempo.

Una de sus grandes estrellas es el Colossus, totalmente reconstruido y en funcionamiento. Posiblemente la primera máquina electrónica de análisis numérico automático que ayudó a ganar una guerra.

Nuestro amigo Julian Ilett lo ha visitado recientemente, y realizado el siguiente video que nos dará una idea de lo interesante que resulta la visita:

Si ya has visitado este museo o conoces alguno parecido, agradeceríamos tus comentarnos con opiniones, sugerencias o recomendaciones.

Transformar arena en microchips

“Lo que antes era un montón de arena sin ningún valor, ahora puede cambiar de manos por un precio de 10.000 euros el gramo. Y también puede calcular los 1.000 primeros decimales del número PI en un abrir y cerrar de ojos.”

Si alguna vez te has preguntado, ¿cómo se fabrica un microchip o circuito integrado?, tal vez te interese el siguiente vídeo.

 


Introducción a la Electrónica Digital

Se comentarán aspectos tan básicos que muchas veces se dan por sabidos o entendidos, aunque en ocasiones tal vez no sea así, y al final encontrarás una serie de 12 videos didácticos que abarcan todo lo necesario para adquirir un conocimiento básico muy completo sobre Electrónica Digital.

El objetivo de esta entrada es realizar un introducción inicial a la Electrónica Digital, comentando aspectos tan básicos que muchas veces se dan por sabidos o supuestos en la infinidad de manuales, libros o cursos completos que fácilmente podemos encontrar en internet o en cualquier librería técnica.

Podemos empezar diciendo que la Electrónica General se divide en dos grandes grupos de estudio o especialidades, la electrónica Analógica y la Digital. Esta segunda, en realidad, es una simplificación realizada para facilitar su estudio, ya que físicamente todo en el mundo es analógico. De hecho, hasta los componentes electrónicos digitales (circuitos digitales) están fabricados internamente y diseñados con componenentes analógicos (transistores, resistencias, etc.) simplificados conceptualmente en bloques de funcionamiento que sólo pueden tener dos estados, o conducen electricidad o no la conducen, mientras en la electrónica analógica hay infinitos estados de conducción de la electricidad. Una aplicación de la electrónica digital sería el procesador o la memoria del equipo informático desde el que estoy escribiendo. Y de la electrónica analógica, el amplificador de sonido de los altavoces o su fuente de alimentación.

Definiciones:

Electrónica Analógica: Trata con corrientes y tensiones que pueden varíar su valor en el transcurso del tiempo de manera uniforme y continuada. Por lo tanto, se pueden medir valores positivos, negativos, cero o cualquiera de sus infinitos estados intermedios, y puede variar de manera alternativa (corriente alterna) o continua (corriente continua)

Electrónica Digital: Trata con valores de corrientes y tensiones eléctricas que sólo pueden poseer dos estados en el transcurso del tiempo. Hay o no hay corriente o tensión, pero cuando la hay, siempre es la misma y cuando no hay, siempre es de valor cero. Como ya he comentado anteriormente, esto es sólo una simplificación para facilitar el estudio y diseño, ya que en la práctica se utiliza el concepto de bandas, en el que entre determinados valores se considiera que hay corriente o tensión (Uno Lógico o Estado Alto) y a partir de determinado valor próximo a cero se considera que no hay corriente o tensión (Cero Lógico o Estado Bajo)

Señal-digital-analógica[1]

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