Introducción a la electrónica básica

Introducción a la electrónica básica

Aprender sobre electrónica básica y crear tus propios proyectos es mucho más fácil de lo que crees. En este tutorial, vamos a darte una breve visión de los componentes electrónicos más comunes y a explicarte cuáles son sus funciones. A continuación, aprenderás sobre los diagramas esquemáticos y cómo se utilizan para diseñar y construir circuitos. Y, por último, pondrás en práctica esta información creando tu primer circuito básico.

LIBRO GRATUITO (PDF) – Makerspace Info Bundle

Antes de empezar, asegúrate de que tu banco de trabajo electrónico está correctamente configurado. El área de trabajo no tiene por qué ser lujosa e incluso puedes construir tu propio banco de trabajo electrónico.

Almacenamiento

Los componentes electrónicos pueden ser pequeños y es una buena idea mantener todo organizado. La opción más popular es utilizar cajas de almacenamiento de plástico transparente para guardar las piezas. Además, puede utilizar contenedores de plástico que cuelguen de un estante o que encajen en una estantería.

Herramientas

Ahora que tiene un buen espacio de trabajo configurado, es el momento de abastecerlo con las herramientas y el equipo adecuados. Esta no es una lista completa, pero sí destaca los elementos más comunes utilizados en electrónica.

Tablero

Los tableros son una herramienta esencial para la creación de prototipos y la construcción de circuitos temporales. Estas placas contienen agujeros para insertar cables y componentes. Debido a su naturaleza temporal, permiten crear circuitos sin necesidad de soldar. Los agujeros de una protoboard están conectados en filas tanto horizontal como verticalmente como se muestra a continuación.

Multímetro digital

Un multímetro es un dispositivo que se utiliza para medir la corriente eléctrica (amperios), el voltaje (voltios) y la resistencia (ohmios). Es ideal para solucionar problemas en los circuitos y es capaz de medir tanto el voltaje de CA como el de CC. Consulta este post para obtener más información sobre cómo utilizar un multímetro.

Soportes para pilas

Un soporte para pilas es un estuche de plástico que contiene pilas de 9V a AA. Algunos portapilas están cerrados y pueden tener un interruptor de encendido/apagado incorporado.

Cables de prueba (pinzas cocodrilo)

Los cables de prueba son ideales para conectar componentes para probar un circuito sin necesidad de soldar.

Cortador de cables

Los cortadores de cables son esenciales para pelar cables de cobre trenzados y sólidos.

Juego de destornilladores de precisión

Los destornilladores de precisión también se conocen como destornilladores de joyero y suelen venir en un juego. La ventaja de estos sobre los destornilladores normales es la precisión de las puntas de cada destornillador. Son muy útiles cuando se trabaja con aparatos electrónicos que contienen tornillos diminutos.

Ayuda de la tercera mano

Cuando se trabaja con aparatos electrónicos, parece que nunca se tienen suficientes manos para sujetar todo. Aquí es donde entra la mano de ayuda (3ª mano). Ideal para sostener las placas de circuito o el cable cuando se suelda o se estaña.

Pistola de calor

Una pistola de calor se utiliza para encoger los tubos de plástico conocidos como termorretráctiles para ayudar a proteger el cable expuesto. El encogimiento de calor ha sido llamado la cinta adhesiva de la electrónica y es muy útil en una amplia variedad de aplicaciones.

Cable de puente

Estos cables se utilizan con la placa de desarrollo y son generalmente 22-28 AWG cable de núcleo sólido. Los cables de puente pueden tener extremos macho o hembra, dependiendo de cómo deban utilizarse.

Soldador

Cuando llegue el momento de crear un circuito permanente, querrá soldar las piezas entre sí. Para ello, el soldador es la herramienta que debes utilizar. Por supuesto, un soldador no sirve de nada si no se dispone de soldadura. Puedes elegir entre soldadura con o sin plomo en varios diámetros.

Componentes electrónicos

Ahora es el momento de hablar de los diferentes componentes que hacen que tus proyectos electrónicos cobren vida. A continuación se muestra un rápido desglose de los componentes más comunes y las funciones que realizan.

Interruptor

Los interruptores pueden venir en muchas formas, tales como pulsador, balancín, momentáneo y otros. Su función básica es interrumpir la corriente eléctrica encendiendo o apagando un circuito.

Resistencia

Los resistores se utilizan para resistir el flujo de corriente o para controlar la tensión en un circuito. La cantidad de resistencia que ofrece un resistor se mide en Ohms. La mayoría de las resistencias tienen rayas de colores en el exterior y este código le indicará su valor de resistencia. Puede utilizar un multímetro o la calculadora de códigos de colores de resistencias de Digikey para determinar el valor de una resistencia.

Resistencia variable (potenciómetro)

Una resistencia variable también se conoce como potenciómetro. Estos componentes pueden encontrarse en dispositivos como un regulador de luz o un control de volumen para una radio. Cuando se gira el eje de un potenciómetro, la resistencia cambia en el circuito.

Resistencia dependiente de la luz (LDR)

Una resistencia dependiente de la luz es también una resistencia variable pero se controla con la luz en lugar de girar un mando. La resistencia en el circuito cambia con la intensidad de la luz. Suelen encontrarse en las luces exteriores que se encienden automáticamente al anochecer y se apagan al amanecer.

Condensador

Los condensadores almacenan electricidad y luego la descargan de nuevo en el circuito cuando hay una caída de tensión. Un condensador es como una batería recargable y puede cargarse y luego descargarse. El valor se mide en F (Farad), nano Farad (nF) o pico Farad (pF).

Diodo

Un diodo permite que la electricidad fluya en una dirección y bloquea el flujo en la dirección opuesta. La función principal del diodo es evitar que la electricidad tome un camino no deseado dentro del circuito.

Diodo emisor de luz (LED)

Un diodo emisor de luz es como un diodo estándar en el hecho de que la corriente eléctrica sólo fluye en una dirección. La principal diferencia es que un LED emite luz cuando la electricidad fluye a través de él. Dentro de un LED hay un ánodo y un cátodo. La corriente siempre fluye del ánodo (+) al cátodo (-) y nunca en sentido contrario. La pata más larga del LED es el lado positivo (ánodo).

Transistor

Los transistores son pequeños interruptores que encienden o apagan una corriente cuando son activados por una señal eléctrica. Además de ser un interruptor, también puede utilizarse para amplificar señales electrónicas. Un transistor es similar a un relé, pero sin partes móviles.

Relé

Un relé es un interruptor accionado eléctricamente que se abre o se cierra cuando se aplica energía. Dentro de un relé hay un electroimán que controla un interruptor mecánico.

Circuito integrado (CI)

Un circuito integrado es un circuito cuyo tamaño se ha reducido para que quepa dentro de un pequeño chip. Este circuito contiene componentes electrónicos como resistencias y condensadores pero a una escala mucho menor. Los circuitos integrados vienen en diferentes variaciones como temporizadores 555, reguladores de voltaje, microcontroladores y muchos más. Cada pin de un circuito integrado es único en cuanto a su función.

¿Qué es un circuito?

Antes de diseñar un proyecto electrónico, es necesario saber qué es un circuito y cómo crear uno correctamente.

Un circuito electrónico es un camino circular de conductores por el que puede fluir la corriente eléctrica. Un circuito cerrado es como un círculo porque empieza y termina en el mismo punto formando un bucle completo. Además, un circuito cerrado permite que la electricidad fluya desde el (+) de la energía hasta el (-) de la tierra de forma ininterrumpida.

En cambio, si hay alguna interrupción en el flujo de electricidad, esto se conoce como un circuito abierto. Como se muestra a continuación, un interruptor en un circuito puede hacer que esté abierto o cerrado dependiendo de su posición.

Todos los circuitos necesitan tener tres elementos básicos. Estos elementos son una fuente de tensión, una vía conductora y una carga.

La fuente de tensión, como una batería, es necesaria para que la corriente fluya por el circuito. Además, es necesario que haya un camino conductor que proporcione una ruta para que la electricidad fluya. Por último, un circuito adecuado necesita una carga que consuma la energía. La carga en el circuito anterior es la bombilla.

Diagrama esquemático

Cuando se trabaja con circuitos, a menudo se encuentra algo llamado diagrama esquemático. Estos diagramas utilizan símbolos para ilustrar qué componentes electrónicos se utilizan y dónde están colocados en el circuito. Estos símbolos son representaciones gráficas de los componentes electrónicos reales.

Abajo hay un ejemplo de un esquema que representa un circuito de LED que es controlado por un interruptor. Contiene símbolos para un LED, una resistencia, una batería y un interruptor. Siguiendo un diagrama esquemático, puedes saber qué componentes utilizar y dónde colocarlos. Estos esquemas son extremadamente útiles para los principiantes cuando aprenden por primera vez los circuitos.

Hay muchos tipos de símbolos electrónicos y varían ligeramente entre países. A continuación se muestran algunos de los símbolos electrónicos más utilizados en los Estados Unidos.

Cómo determinar el tamaño de una resistencia

Las resistencias se utilizan comúnmente en proyectos de electrónica y es importante saber qué tamaño utilizar. Para encontrar el valor de la resistencia, necesita saber el voltaje y los amperios para su LED y la batería.

Un LED estándar generalmente necesita un voltaje de alrededor de 2V y una corriente de 20mA o .02A para funcionar correctamente. A continuación, tienes que averiguar el voltaje de tu batería. En este ejemplo, usaremos una batería de 9V. Para determinar el tamaño de la resistencia, necesitamos utilizar una fórmula conocida como la ley de Ohm, como se muestra a continuación.

Ley de Ohm – Resistencia (R) = Tensión (V) / Corriente (I)

• La resistencia se mide en Ohms (Ω)
• La tensión se mide en voltios (V)
• La corriente se mide en amperios (A)

Usando la ley de Ohm, tienes que restar el voltaje del LED del voltaje de la batería. Esto le dará un voltaje de 7 que necesita ser dividido por 0,02 amperios del LED. Esta fórmula muestra que necesitarás una resistencia de 350 Ω.

Como nota, las resistencias estándar no vienen en 350 Ω pero están disponibles en 330 Ω que funcionarán bien.

Proyecto de Electrónica #1

Ahora es el momento de combinar todo lo que has aprendido y crear un circuito básico. Este proyecto es un gran proyecto de inicio para los principiantes. Utilizaremos cables de prueba para crear un circuito temporal sin tener que soldarlo.

Piezas necesarias:

• Batería de 9V
• Conector a presión de la bateríaConector de la batería
• Cables de prueba con pinzas cocodrilo
• Resistencia de 330 ohmios
• LED – Rojo básico de 5mm

Diagrama esquemático

Pasos del proyecto

1. Acoplar el clip de la batería a la parte superior de la batería de 9V.
2. El cable rojo del clip de la batería se conecta a una pinza de cocodrilo en el cable rojo de prueba.
3. El otro extremo del cable de prueba rojo se conecta a la pata larga (+) del LED.
4. Conecte una pinza de cocodrilo del cable de prueba negro a la pata corta (-) del LED.
5. El otro extremo del cable de prueba negro se sujeta a una pata de la resistencia de 330 Ω.
6. Conecte un lado del otro cable negro de prueba a la otra pata de la resistencia de 330 Ω.
7. El extremo opuesto del cable negro de prueba se conecta al cable negro de la batería.

IMPORTANTE – Nunca conecte un LED directamente a una batería de 9 V sin una resistencia en el circuito. Hacerlo puede dañar o destruir el LED. Sin embargo, puede conectar un LED a una batería de 3V o más pequeña sin una resistencia.

Cómo usar una protoboard

Otra forma de crear y probar un circuito es construirlo en una protoboard. Estas placas son esenciales para probar y crear prototipos de circuitos porque no es necesario soldar. Los componentes y los cables se introducen en los agujeros para formar un circuito temporal. Como no es permanente, se puede experimentar y hacer cambios hasta alcanzar el resultado deseado.

Debajo de los agujeros de cada fila hay clips metálicos que conectan los agujeros entre sí. Las filas centrales van en vertical, como se muestra, mientras que las columnas exteriores se conectan en horizontal. Estas columnas exteriores se denominan carriles de alimentación y se utilizan para recibir y suministrar energía a la placa.

Las placas necesitan que se les suministre energía y esto se puede hacer de varias maneras. Una de las formas más sencillas es conectar los cables de un portapilas a los raíles de alimentación. Esto suministrará voltaje sólo al carril al que está conectado.

Para alimentar ambos carriles, tendrá que utilizar un cable de puente desde el (+) y el (-) hasta el carril del lado opuesto.

Proyecto de Electrónica #2

Ahora vamos a aprender a crear un circuito en una protoboard. Este circuito es exactamente el mismo que hicimos antes pero no usaremos los cables de prueba.

Piezas necesarias:

• Pila de 9V
• Conector a presión de la batería
• Resistencia de 330 Ohmios
• LED – Rojo Básico de 5mm
• Panel- Tamaño medio

Diagrama esquemático

Pasos del proyecto

1. Acoplar el clip de la batería a la parte superior de la pila de 9V.
2. Coloca el cable rojo del clip de la batería en F9 de la protoboard.
3. Inserta el cable negro del clip de la batería en J21 de la protoboard.
4. Dobla las patas de la resistencia de 330 Ω y coloca una pata en F21.
5. Coloque la otra pata de la resistencia en F15.
6. Inserte la pata corta del LED en J15 y la pata larga en J9.

Las flechas rojas de la imagen inferior ayudan a mostrar cómo fluye la electricidad en este circuito. Todos los componentes están conectados entre sí en un círculo al igual que cuando usamos los cables de prueba.

IMPORTANTE – Nunca conecte un LED directamente a una batería de 9V sin una resistencia en el circuito. Hacerlo puede dañar/destruir el LED.

Cómo soldar

Si quieres que tu circuito sea permanente, tendrás que soldarlo. Para un tutorial en profundidad sobre la soldadura de la electrónica, ver nuestro post Cómo soldar para una guía completa paso a paso.

Suministro de Electrónica

Hay un montón de grandes lugares en línea para encontrar componentes electrónicos, piezas y herramientas. A continuación hay una lista de nuestros lugares favoritos para comprar electrónica.

• Mouser Electronics
• DigiKey
• Newark Element 14
• Sparkfun Electronics
• Adafruit
• All Electronics
• MCM Electronics
• Jameco