Fundamentos de la Instrumentación Electrónica

Añado el libro de distribución gratuita Fundamentos de la Instrumentación Electrónica a nuestra Biblioteca, en el que sus autores, Luis Gómez Déniz y Félix Tobajas Guerrero del Departamento de Ingeniería Electrónica y Automática de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación de la Universidad de las Palmas de Gran Canaria, han reunido en un sólo texto todos aquellos aspectos que se consideran fundamentales para el seguimiento de la asignatura Ampliación de Electrónica, dedicada al estudio del funcionamiento de los equipos electrónicos básicos. Estos equipos son:

El primer capítulo, Señales y Medidas, se dedica a la presentación de conceptos fundamentales en instrumentación electrónica básica. Los capítulos segundo (Introducción al Osciloscopio), tercero (Canal Vertical) y cuarto (Canal Horizontal), se dedican al estudio del osciloscopio. El siguiente capítulo, Generador de Señales, se centra en el estudio del otro equipo presente en el puesto de prácticas de electrónica básica: El generador de señal (o generador de funciones). El capítulo sexto, Fuente de Alimentación, se dedica al estudio del generador de continua. En el capítulo séptimo, Polímetro Analógico, se describe el medidor elemental –el galvanómetro de D’Arsonval- y se explican los diversos montajes necesarios para realizar un amperímetro, un voltímetro (de continua y de alterna) y un óhmetro; todos ellos con diversas escalas. En el último capítulo, Problemas Resueltos, se recoge una colección de problemas, a título de repaso, de los siete temas. Se incluye, además, ejercicios de autoevaluación.

Descarga: https://mega.nz/#!G5pwGY5S

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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El taller origen de este blog, en la actualidad

Hace ya tiempo que inicié este blog, que como el taller de electrónica casero que en su renacimiento le dio origen, es para mi solo una manera como otra cualquiera de pasar el tiempo entretenido en algo interesante. Esta fue la foto del Hello World del blog:

Fase 0: Obras en futuro taller.
Fase 0: Obras en futuro taller.

Era lo que llamé, la Fase 0 del proyecto… Pues bien, esa misma mesa, ahora es esto:

Taller de Electronica Casero - Febrero 2015
Taller de Electronica Casero – Febrero 2015

Como se puede apreciar, en la Fase actual del proyecto, el taller se encuentra ya bastante equipado. La intención era ir escribiendo una entrada en el blog con cada elemento o mejora que fuera añadiendo, pero como no ha sido posible en todos los casos, nos vamos a poner al día con esa fotografía y comentando los medios con que cuenta actualmente. Espero darte alguna buena idea para mejorar o crear tu propio taller. En la mesa de trabajo podemos encontrar:

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Osciloscopio. Equipo de medida avanzado para nuestro taller de electrónica.

Esta es la tercera parte (parte 1 / parte 2) dedicada al equipamiento de prueba y medida de nuestro taller de electrónica casero. Ahora se trata de equiparnos con un equipo de medida avanzado, NO imprecindible, pero si tremendamente útil: El Osciloscopio.

My beautiful picture

…lo importante es quedarse con la idea inicial de para qué sirve: Muestra gráficamente las variaciones de tensión durante un determinado periodo de tiempo.

Muy básicamente, la función de este equipo es mostrar gráficamente en su pantalla las variaciones en el tiempo de la tensión en el punto de medida. Cuando se usa, dos son los parámetros principales que hay que indicarle. Uno es la escala del eje vertical (llamado eje X o de voltaje) donde se representa la medida de tensión. Y el otro es la escala del eje horizontal (llamado eje Y o de tiempo). Además, habría otros muchos parámetros que configurar durante la realización de la medida. Para comprender o respasar su utilidad y manejo te sugiero el siguiente video.

También puede tener otros usos. Y por ejemplo, en vez de la escala de tiempo se puede utilizar una segunda tensión que también varíe en el tiempo, pero eso son temas muy amplios que se salen del objetivo de esta entrada en el blog. Lo importante es quedarse con la idea inicial de para qué sirve: Muestra gráficamente las variaciones de tensión durante un determinado periodo de tiempo.

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Reparación y restauración de fuente de alimentación doble para laboratorio Weir 4000

Siguiendo con el tema de las Fuentes de Alimentación para equipar nuestro Taller de Electrónica, damos un salto para pasar de montajes caseros, que dan muy buen resultado y que en la mayoría de ocasiones es suficiente, a equiparnos con una Fuente de Alimentación de tipo Profesional.

Por supuesto, y en la línea de no gastar más dinero del extrictamente necesario, sólo hubo que esperar una oportunidad en el mercado de Segunda Mano, que no cansaré de defender como inagotable suministrador de equipos de medida e instrumentación para todo aficionado a la electrónica.

Con un poco de paciencia, finalmente apareció justo lo que buscaba, una fuente de alimentación de laboratorio doble que nos proporcione al menos 24 Voltios y 2 Amperios. El modelo Weir 4000, del que no he localizado mayor información, se debió fabricar a mediados de los años 90, proporciona hasta 30 Voltios y 2 Amperios con cada una de las dos fuentes con las que cuenta, que conectadas se serie nos darían hasta 60V y 2 A, y en paralelo hasta 30V y 4A. Como todo este tipo de fuentes, cuenta con selelector de voltaje y limitador de corriente que evita averiar el equipo que estemos probando o la propia fuente de alimentación.

Aspecto de la Fuente de Alimentación a su recepción
Aspecto de la Fuente de Alimentación a su recepción

 

Es perfecta, funciona, está sucia y tiene pequeñas averías fáciles de reparar. Justo lo que buscaba.

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La Fuente de Alimentación

Una vez se dispone de las herramientas y equipamiento básicos descritos en anteriores entradas: Herramientas básicas, Equipamiento básico (parte 1), Equipamiento básico (parte 2). Hay otros equipos no tan imprescindibles, pero muy necesarios si se quiere contar con un Taller de Electrónica Casero medianamente equipado.

Uno de los que también podría ser considerado como básico, es la Fuente de Alimentación Variable, que no es otra cosa que un dispositivo que nos permite alimentar con Corriente Continua cualquier de los dispositivos electrónicos que estemos diseñando, probando, examinando o reparando. En su versión más económica nos la podemos fábricar nosotros mismos con un transformador, un puente rectificador, unos condensadores y un circuito integrado de regulación (el LM317 es un clásico).

Carlos López, de la web Repar@ Tu Mismo, lo explica perfectamente en el siguiente video.


Para fuentes con salida de voltaje fijos, lo clásico es emplear los integrados de la serie 78xx y 79xx, dependiendo de la necesidad de voltaje positivo o negativo.

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Equipo de medida más básico en taller de electrónica (2ª parte)

Siguiendo con el tema de dotar al taller de una instrumentación básica, continúo con la historia de los multímetros, y como ya comenté, pedí algunos modelos fabricados por nuestros amigos asiáticos, con la condición de que fueran del tipo autorango. Un VC99, un XB-866 que adquirí en Amazon y algún otro modelo del que no guardo muy grato recuerdo. Tal vez la relación calidad-precio esté muy bien, pero ambos son bajos. Me explico: Son muy económicos, especialmente el XB-866, pero no esperes rapidez y precisión en las medidas que realizan, y mucho menos una gran calidad en sus materiales de construcción. Pueden estar muy bien para un uso doméstico o como primer acercamiento a estos equipos de medida, pero no van más allá.

Mientras esperaba la llegada de los nuevos multímetros, decidí probar en el mercado de segunda mano de equipos de fabricantes europeos o estadounidenses. Así adquirí un Fluke 111 en perfectas condiciones de uso, pero aparentemente en más estado exterior, y un multímetro de sobremesa PROMAX MD-200. Ambos a muy buen precio.

Fluke 111 en estado en que se recibió y VC99
Fluke 111 en el estado en que se recibió y VC99
Multímetro XB-866
Multímetro XB-866

Estos dos fabricantes llevan más de 50 años en el mercado, Fluke es una multinacional de origen estadounidense que fabrica entre otros productos, equipos de medida y certificación de calidad ampliamente reconocida. Y  PROMAX un fabricante español con una muy dilatada experiencia en diseño y fabricación de equipos de medida para laboratorios de electrónica, y en lo últimos años, en el campo de las telecomunicaciones.

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Equipo de medida más básico en taller de electrónica (1ª parte)

Si queremos conocer como está funcionado nuestro circuito o necesita ajustes, y para realizar reparaciones y modificaciones en equipos electrónicos, será necesario contar con algún equipo de medida que al menos nos permita conocer voltajes, tanto en corriente continua como en alterna.

Lo más básico y normal es contar con un multímetro, que además, como mínimo, nos permitirá también medir corrientes eléctricas y valores de resistencias.

Los primeros multímetros eran analógicos (se le llamaba polímetro o tester). Aún conservo el I.C.E. 680G de mi época de estudiante de Formación Profesional. Llevaba años sin usarlo, pero lo acabo de probar y funciona como el primer día. La verdad es que actualmente no me es de mucha utilidad y sólo lo conservo como un recuerdo y por su valor sentimental… Buen dinerito le costó a mi padre este regalo.

I.C.E. 680 G
Polímetro I.C.E. 680 G

Pero, desde hace ya bastantes años, en el mercado disponemos de una amplia gama de multímetros digitales a precios muy asequibles, que además de medir tensiones, corrientes y resistencias, nos permiten la medida de continuidad, ganancia de transistores, prueba de diodos o frecuencia de señales alternas. Por ejemplo, en Amazon podemos encontrar una amplia gama de multímetros digitales por alrededor de 5 €, con gastos de envío incluidos.

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