martes, 17 de noviembre de 2015

Potenciometros, Resistencias, Transistores, Leds, y los mejores proyectos de electronica

¿Que es la ELECTRÓNICA APLICADA?
La electrónica es el campo de la física que se refiere al diseño y aplicación de dispositivos, por lo general circuitos electrónicos, cuyo funcionamiento depende del flujo de electrones para la generación, transmisión, recepción o almacenamiento de información. Esta información puede consistir en voz o música como en un receptor de radio, en una imagen en una pantalla de televisión, o en datos como una computadora.
COMPONENTES ELÉCTRICOS
BATERÍA
Se denomina bateríabatería eléctricaacumulador eléctrico o simplemente acumulador, al dispositivo que almacena energía eléctrica, usando procedimientos electro químicos y que posteriormente la devuelve casi en su totalidad; este ciclo puede repetirse por un determinado número de veces. Se trata de un generador eléctrico secundario; es decir, un generador que no puede funcionar sin que se le haya suministrado electricidad previamente, mediante lo que se denomina proceso de carga.
 CONDENSADOR ELECTROLÍTICO


 es un tipo de condensador que usa un líquido irónico conductor como una de sus placas. Típica mente con más capacidad por unidad de volumen que otros tipos de condensadores, son valiosos en circuitos eléctricos con relativa alta corriente y baja frecuencia. Este es especialmente el caso en los filtros de alimentadores de corriente, donde se usan para almacenar la carga, y moderar el voltaje de salida y las fluctuaciones de corriente en la salida rectificada. También son muy usados en los circuitos que deben conducir corriente continua pero no corriente alterna.
CIRCUITO INTEGRADO

Un circuito integrado (CID), también conocido como chip o microchip, es una pastilla pequeña de material semiconductor, de algunos milímetros cuadrados de área, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos generalmente mediante fotolitografía y que está protegida dentro de un encapsulado de plástico o cerámica. El encapsulado posee conductores metálicos apropiados para hacer conexión entre la pastilla y un circuito impreso.
DIODO

Es un dispositivo que permite el paso de corriente en una sola direccion. Puede comparar el diodo con una calle de una sola via. El catodo se indica con una banda que rodea el cuerpo del diodo








LED

Un diodo semiconductor que emite luz. Se usan como indicadores en muchos dispositivos, y cada vez con mucha más frecuencia, en iluminación. Presentado como un componente electrónico en 1962, los primeros lEDS emitían luz roja de baja intensidad, pero los dispositivos actuales emiten luz de alto brillo en el espectro infrarrojovisible y ultravioleta. Cuando un led se encuentra en polarización directa, los electrones pueden recombinarse con los huecos en el dispositivo, liberando energía en forma de fotones. Este efecto es llamado electroluminiscencia y el color de la luz (correspondiente a la energía del fotón) se determina a partir de la banda de energía del semiconductor. Por lo general, el área de un led es muy pequeña (menor a 1 mm2), y se pueden usar componentes ópticos integrados para formar su patrón de radiación.
FOTO CELDA

Una fotorresistencia es un componente electrónico cuya resistencia disminuye con el aumento de intensidad de luz incidente. Puede también ser llamado fotorresistor, fotoconductor, célula fotoeléctrica o resistor dependiente de la luz, cuya siglas, LDR, se originan de su nombre en inglés light-dependent resistor. Su cuerpo está formado por una célula o celda y dos patillas. En la siguiente imagen se muestra su símbolo eléctrico.


El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificadorosciladorconmutador  rectificador. El término «transistor» es la contracción en inglés de transferER resistor («resistencia de transferencia»). Actualmente se encuentran prácticamente en todos los aparatos electrónicos de uso diario: radiostelevisores,reproductores de audio y vídeorelojes de cuarzo,computadoraslámparas fluorescentestomó grafos,teléfonos celulares, etC.

RESISTENCIA

La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente. Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual a lafricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en elSistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición en la práctica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmnímetro. Además, su cantidad recíproca es la conductancia, medida en Siemens.

POTENCIO METRO

Un potenció metro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie.
Normalmente, los potenció metros se utilizan en circuitos de poca corriente. Para circuitos de corrientes mayores, se utilizan los reóstatos, que pueden disipar más potencia.

INTERRUPTOR

Un interruptor eléctrico es en su acepción más básica un dispositivo que permite desviar o interrumpir el curso de unacorriente eléctrica. En el mundo moderno sus tipos y aplicaciones son innumerables, van desde un simple interruptor que apaga o enciende un bombillo, hasta un complicado selector de transferencia automático de múltiples capas controlado por computadora. Su expresión más sencilla consiste en dos contactos de metal inoxidable y el actuante. Los contactos, normalmente separados, se unen mediante un actuante para permitir que la corriente circule. El actuante es la parte móvil que en una de sus posiciones hace presión sobre los contactos para mantenerlos unidos.

SCR

Los rectificadores controlados de silicio SCR se emplea como dispositivo de control.
El rectificador controlado de silicio SCR, es un semi conductor que presenta dos estados estables: en uno conduce, y en otro está en  (bloqueo directo, bloqueo inverso y conducción directa). El objetivo del rectificador controlado de silicio SCR es retardar la entrada en conducción del mismo, ya que como se sabe, un rectificador controlado de silicio SCR se hace conductor no sólo cuando la tensión en sus bornes se hace positiva (tensión de ánodo mayor que tensión de cátodo), sino cuando siendo esta tensión positiva, se envía un impulso de cebado a puerta.

PARLANTE

Un altavoz (también conocido como parlante en América del Sur,Costa RicaEl Salvador) es un transductor electroacústico utilizado para la reproducción de sonido. Uno o varios altavoces pueden formar una pantalla acústica. La transducción sigue un doble procedimiento: eléctrico-mecánico-acústico. En la primera etapa convierte las ondas eléctricas en energía mecánica, y en la segunda convierte la energía mecánica en ondas de frecuencia acústica.




PROYECTOS 
VUMETRO CON 5 LEDS
En este proyecto veremos como hacer indicadores de leds para conectar a nuestros equipos de audio, computadora, o a un micrófono para que se iluminen los leds con el sonido de nuestra habitación.
Primero para estos proyectos mostraré los circuitos integrados más comunes y como conectarlos.

Algunos circuitos integrados son bastante comunes como BA6124, KA2284, que son equivalentes al NTE1561.

Diagrama de conexiones del BA6124 o equivalente:
diagrama de indicador de sonido con leds
dibujo de indicador de sonido con ledsEste circuito integrado puede funcionar desde algo menos de 4 voltios hasta 16 voltios.
R1 puede ser de 10K a 20K, C1 de 2 a 10 MicroFaradios.
R2 es una resistencia variable de 20K, puede usarse de 10K a 50K.
El Led que se ilumina primero es el conectado al pin 1.
Los leds se conectan sin resistencia porque el circuito integrado tiene un limitador de corriente en cada salida (aproximadamente 15 mA).

Dibujo de conecciones del BA6124 o similar:


AMPLIFICADOR DE 10 W CON TDA 2003
Uno de los amplificadores más fácil de construir.
Utilizando un TDA2003 y unos pocos componentes tenemos un buen amplificador que nos puede funcionar para amplificar la salida de audio de nuestra computadora o como amplificador de pruebas.
Diagrama de conexiones del TDA2003 (tambien TDA2002):
amplificador de sonido 10W
Según el fabricante el TDA2002 es de 8W y el TDA2003 es de 10W.
Las conexiones, los valores de los componentes y voltaje son iguales.
Para instrumentos de prueba pueden funcionar con 9 Voltios, como amplificadores de potencia funcionan perfecto con 14 voltios, y es mejor no llegar a 18V.
Lista de piezas: 
Pot1 es un potenciómetro logarítmico de 10K a 50K.
C1 si no es para "Woofer" puede ser de 1 o 2.2 microfaradios de 10 voltios en adelante.
Si desea mejor bajo puede ser de 10 microfaradios.

Cf puede ser de 470 pico faradios, si hay ruido puede ser de mayor valor
tratando de no sacrificar notas altas (agudos o trinos)

R1 es de 1000 ohmios, puede ser pequeña (menos de 1/8W)
R2 es de 3.3 ohmios (menor a 10 ohmios*, mayor a 2)
R3 es de 390 ohmios (puede ser: R2 x 100)
Si queremos mayor ganancia aumentamos el valor de R3.

C3 1000 microfaradios 16 voltios(en 10 voltios funciona bien)
R4 1 ohmio (café,negro,dorado,dorado)
C4 0.1 microfaradio, en algunos se representa como 104.
C5 1000 microfaradios 16 Voltios o mayor.
si la fuente está bien rectificada y no hay mucha distancia de cable puede ser de 470 microfaradios.

Nota importante: 
Si es para conectar a la salida de la computadora o algún reproductor se pueden producir ruidos
por mucha ganancia o sensibilidad del amplificador. Entonces hay que aunmentar el valor de R2, incluso más de 33 ohmios.
Dibujo del amplificador con TDA2003:
Dibujo del amplificador con TDA2003
RESISTENCIA
Una resistencia o resistor es un componente eléctrico que ofrece resistencia al paso de la corriente.
  Wikipedia: "Se opone al paso de la corriente."   

Las resistencias son construidas de materiales poco conductores principalmente carbón mineral, las de mayor potencia utilizan un arrollado metálico (Niquel-Cromo).

El valor de la resistencia se mide en ohmios representado por la letra Omega Ω ,

Se utilizan 2 simbolos electrónicos:
simbolo de resistencias o resistores

En la práctica se define el valor sin letras para ohmios, para miles K de KiloOhmios,
M para MegaOhmios o Millones de ohmios.
Para definir su valor normalmente se utiliza un código de colores.

Resistencia 3.3K 5%
ColorFranja 1Franja 2Franja 3Franja 4
Negro00
Café1101%
Rojo22002%
Naranja33000
Amarillo4400004%
Verde55000000,5%
Azul660000000,25%
Violeta7700000000,1%
Gris88000000000.05%
Blanco99000000000
Oro÷105%
Plata÷10010%

Para resistencias comunes (4 franjas):
Convertimos cada color en números los primeros 2 dígitos y el tercero es el "número de ceros", (7,8 y 9 ceros al final no recuerdo haber visto).

Cuando la tercer franja es oro se dividen los 2 primeros dígitos entre 10 y si es plata se dividen entre 100.

La cuarta franja representa la "tolerancia" o bien el porcentaje de variación que se puede dar, tanto para arriba como para abajo.

Cuando no tiene color donde debiera ir la cuarta franja la tolerancia es del 20% y solo es común en resistencias de carbón antiguas, en equipos a tubos.
El valor de tolerancia más común es 5% (oro), los valores de 1% y 2% son comunes en resistencias de precisión de 5 franjas.
Los valores de tolerancia 4%, 0,5%, 0,25%, 0,1% y 0,05% no los conozco y tomé la información de Wikipedia.
 Ejemplos reales:

rojo - rojo - plata - oro = 0,22Ω 5% 
naranja - naranja - oro - oro = 3,3Ω 5%
café - negro - negro - oro = 10Ω 5%
rojo - violeta - café - oro = 270Ω 5%
amarillo - violeta - rojo- oro = 4700Ω o 4,7KΩ 5%
rojo - rojo - naranja - oro = 22000Ω o 22KΩ 5%
café - negro - azul - oro = 10000000 Ω o 10MΩ 5%RESISTENCIAS

INTERRUPTOR CONTROLADO POR LUZ(FOTO CELDA)
La fabricación de este control se puede realizar con diferentes sensores de luz y de varias formas. Vamos a realizar este proyecto con fotorresistencia o LDR(Light Dependent Resistor) y con foto transistor o foto diodo.
Las fotorresistencias (LDR) y los fototransistores para probar estos diseños los obtuve de tarjetas en desuso y chatarra.
Pero desde luego se pueden conseguir en tiendas de componentes electrónicos.
El principio es un simple comparador de voltaje hecho con la mitad de un MC4558,
para este proyecto se puede utilizar casi cualquier amplificador operacional.

Actualizado mayo-2012: Funciona mejor el LM358 y las conexiones son iguales.
Diagrama del interruptor controlado por la luz con fotorresistencia:
Diagrama de interruptor controlado por la luz con fotorresistencia LDR



Al realizar este proyecto hay que hacer algunas pruebas, ya que normalmente no vamos a conseguir las mismas fotorresistencias (LDR), sobre todo con el valor de R1 y el ajuste con R3.

También el valor de R4 es importante, ya que produce la histéresis en el circuito.
Histéresis en electrónica es la tendencia a mantener el estado de la salida.
Por ejemplo si la luz se apaga cuando la entrada baja de 3 voltios, se enciende cuando supera los 5.
Para que no se quede enciende y apaga intermitentemente a un nivel de luz intermedio.

foto de fotoresistencias de fotocelda o ldr
Voy a mencionar los valores que me funcionaron mejor con 2 tipos de LDR que conseguí, y la experiencia con fototransistores o fotodiodos.
Con un LDR pequeño que encontré en un sensor de movimiento dañado utilicé los siguientes valores:
R1 10K
R4 39K
R3 un potenciómetro de 50 K (Los valores siempre me dieron mejor al centro, cerca de 25K)
El LDR midió con la luz de las lámparas fluorescentes a 1 metro de la mesa de trabajo 8k
al tapar la luz con la mano subió a más de 100K
En la actualidad se encuentran fotoresistencias a muy bajo precio en Ebay o tiendas similares en internet, con el número GL5516, 20 fotoresistencias por 1USD.
Con el LDR de una fotocelda de las utilizadas en alumbrado público
midió a la misma distancia 14K pero nada más reajusté el potenciómetro y se comportó similar.

foto de fotodiodo o fototransistor
Con un fotodiodo o fototransistor si tuve que hacer algunos cambios,
R1 a 82 K y R4 a 100k es como más me gustó el funcionamiento.
Este fototransistor lo obtuve de una unidad de disquette antigua.
En muchas ocaciones vienen en parejas (un led infrarrojo y un fototransistor), el que tiene la base blanca es el led y el que tiene la base negra es el fototransistor.
Normalmente es un fototransistor con solo 2 patillas por eso decimos que es un fotodiodo. Pero no nos vamos a poner a pensar si será un fotodiodo o un fototransistor.


Dibujo del interruptor controlado por luz:
Dibujo del interruptor controlado por luz con LDR

REGULADORES DE VOLTAJE CON TRANSISTORES
El diodo zener
.En la mayoría de los reguladores de voltaje se utilizan diodos zener, puesto que mantiene un voltaje establecido entre sus puntas.
No vamos a ver detalles teóricos pero si su utilización práctica.
Para probar un diodo zener hay que colocar una resistencia de la fuente de alimentación en serie de esta forma:
probando un diodo zener

El voltaje en el ejemplo indica 5.6 voltios pero en realidad, cuando hacemos esta mediciones podemos decepcionarnos, ya que los diodos zener responden al esfuerzo y la temperatura, generalmente en estas condiciones mide menos, y al esforzarlo con una resistencia de menos valor aumenta el voltaje.
En base al ejemplo anterior podemos realizar un regulador de voltaje simple para aplicaciones que consuman poco y no sean muy exigentes con cambios en el voltaje.
dibujo de regulador simplediagrama de regulador simple

La salida regulada es por el emisor y tiene una diferencia de aproximadamente 0.7 voltios con respecto a la base, por el voltaje de polarización del transistor (0.6v-0.8v)
Puede utilizarse un transistor de mayor corriente, como el D880 pero bajando el valor de la resistencia a 470 ohmios.
Utilizando un diodo zener de por lo menos 1 vatio (Watt).
El diseño más común de regulador en fuentes para radios de banda ciudadana
(11 metros, o CB) es equivalente a este:

diagrama de regulador 13.8V

En este proyecto el transistor de potencia es un TIP41, que puede manejar 5 amperios y disipa alrededor de 60 vatios.
algunos tienen una letra al final que es el voltaje máximo que pueden operar.
Sin letra: 40V
TIP41A: 60V - TIP41B: 80V -TIP41C: 100V

Q1 y Q2 pueden ser transistores C1213 (500mA. 400mW.) Q1 puede ser de mayor capacidad como BD139

Dibujo del regulador con TIP41:
dibujo de regulador con TIP41
LEDS AUDIORITMICOS
En este proyecto de electrónica veremos desde como conectar un led a la salida de audio (super simple),con varios leds y variantes para mejorarlo.
Si desea utilizar un circuito integrado puede ver este:Indicador de nivel de audio con LEDS.
Si lo que quiere es un led que alumbre de acuerdo a la música, se utiliza una resistencia en serie con el led para no "quemar" el LED, se pueden además agregar otros elementos, para que funcione mejor y no se dañe, esto conectandolo solamente a las lineas de los altavoces (bocinas o parlantes).
Como el audio es corriente alterna, el led se ilumina con la mitad de la onda de sonido, la corriente inversa puede afectarlo, entonces se puede poner un diodo en contraposición o mejor aún dos leds contrapuestos.

Ejemplo de conexiones de los leds:
luces ritmicas o leds audioritmicos


El valor de la resistencia de 470 ohmios funciona bien en equipos de automovil.
Puede ser que en el sistema de altavoces de nuestra computadora no se iluminen los suficiente y tengamos que usar menos resistencia, por ejemplo 220 ohmios.
Si podemos probar cuantos voltios hay en el altavoz (bocina o parlante) sería lo ideal.(audio AC)
Para medirlo es necesario un multímetro o tester analógico (de aguja) en una escala de corriente alterna
Conectamos las puntas del multímetro en el altavoz y subimos el volumen hasta que distorcione, para ver los picos máximos de voltaje.(No mucho tiempo)
Si el voltaje tiene picos máximos alrededor de 5 voltios utilizamos 220 ohmios, con 11 voltios usamos 470 ohmios.
y así sucesivamente.
Puede ser que decida usar 220 ohmios en el automóvil por mayor brillo, y no tomar en cuenta la reducción de la vida de los leds, pero es algo que si desea puede probar, arriesgando algún led.
No recomiendo probar con valores de resistencia menores, porque ya no sería solo atentar contra los LEDS, sinó también con la salida de audio en que lo conectemos.
No se deben conectar los leds sin resistencia porque "se queman", y pueden dañar también el equipo,
los leds funcionan como un diodo zener, a partir de 2.5 voltios ellos tratan de mantener ese voltaje entre sus puntas y al sobrepasar la capacidad de corriente se dañan (normalmente de 50 a 100mA).

Nota: No todos los LEDS mantienen el mismo voltaje, pero generalmente es mayor a 2 voltios. Los azules y blancos más de 3V.

Si es para usar con algún dispositivo de baja potencia, por ejemplo un reproductor de MP3, sería mejor utilizar alimentación aparte y con un transistor (por canal).
leds audioritmicos para mp3

Si utiliza 12 voltios funciona bien, es mejor utilizar leds de alta intensidad blancos o azules.
Puede ser que la potencia sea tan baja que tengamos que cambiar la resistencia de 4700 ohmios por una menor, hasta 1000 ohmios.
Si utilizamos otro tipo de transistor verifiquemos las conexiones de las patillas, ya que hay muchos que utilizan la base al centro
como el MPS2222A (EBC) que es igual al 2N2222:

diferencia c945 2n2222


Series rítmicas de leds

Debido a las características de los LEDS, se pueden conectar en juegos de resistencias y leds
que simulan las barras de los indicadores de nivel hechas con circuitos integrados, con solo la
potencia del audio y sin sobrecargar la salida de nuestro equipo de sonido.

Este diseño funciona bien con salidas de 10 vatios o un poco menos:
leds audioritmicos en series

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